¿Cuanto mejor sea la espuma, mejor será su capacidad de descontaminación?

¿Cuánto sabemos sobre los productos de limpieza espumosos que usamos a diario? ¿Nos hemos preguntado alguna vez cuál es la función de la espuma en los artículos de higiene personal?

¿Por qué solemos elegir productos espumosos?

 

 
 
Mediante la comparación y la clasificación, podemos seleccionar rápidamente el activador de superficie con buena capacidad de espumado y también obtener la ley de espumado del activador de superficie: (pd: Debido a que la misma materia prima proviene de diferentes fabricantes, su rendimiento de espumado también es diferente, aquí se utilizan diferentes letras mayúsculas para representar diferentes materias primas)fabricantes)

①Entre los tensioactivos, el lauril glutamato de sodio tiene una fuerte capacidad espumante, y el lauril sulfosuccinato disódico tiene una débil capacidad espumante.

② La mayoría de los tensioactivos de sulfato, anfóteros y no iónicos tienen una gran capacidad de estabilización de la espuma, mientras que los tensioactivos de aminoácidos generalmente tienen una capacidad de estabilización débil. Si desea desarrollar productos con tensioactivos de aminoácidos, puede considerar el uso de tensioactivos anfóteros o no iónicos con una gran capacidad de formación y estabilización de espuma.

Diagrama de la fuerza de formación de espuma y la fuerza de formación de espuma estable del mismo surfactante:

 
¿Qué es un tensioactivo?

Un surfactante es un compuesto que contiene al menos un grupo con afinidad superficial significativa en su molécula (para garantizar su solubilidad en agua en la mayoría de los casos) y un grupo no sexual con poca afinidad. Los surfactantes más comunes son los surfactantes iónicos (incluidos los catiónicos y aniónicos), los surfactantes no iónicos y los surfactantes anfotéricos.
El activador de superficie es el ingrediente clave para un detergente espumoso. La selección de un activador de superficie de buen rendimiento se evalúa considerando dos dimensiones: la capacidad de formación de espuma y el poder desengrasante. La medición de la capacidad de formación de espuma incluye dos índices: la capacidad de formación de espuma y la capacidad de estabilización de la espuma.

Medición de las propiedades de la espuma

¿Qué nos importan las burbujas?

La pregunta es: ¿Hace burbujas rápidamente? ¿Produce mucha espuma? ¿Durará la burbuja?
Encontraremos respuestas a estas preguntas en la determinación y selección de materias primas.
El método principal de nuestras pruebas consiste en utilizar el equipo existente, de acuerdo con el método de prueba estándar nacional – método Ross-Miles (método de determinación de espuma de Roche) – para estudiar, determinar y evaluar la fuerza de formación de espuma y la estabilidad de la espuma de 31 tensioactivos comúnmente utilizados en el laboratorio.
Sustancias de prueba: 31 tensioactivos de uso común en laboratorios
Elementos de prueba: fuerza de formación de espuma y fuerza de formación de espuma estable de diferentes tensioactivos.
Método de prueba: probador de espuma Roth; método de variable de control (solución de igual concentración, temperatura constante);
Clasificación por contraste
Procesamiento de datos: registrar la altura de la espuma en diferentes periodos de tiempo;
La altura de la espuma al inicio (0 min) representa la fuerza de espumado de la mesa; cuanto mayor sea la altura, mayor será la fuerza de espumado. La regularidad de la estabilidad de la espuma se presentó mediante gráficos de composición de la altura de la espuma a los 5 min, 10 min, 30 min, 45 min y 60 min. Cuanto mayor sea el tiempo de mantenimiento de la espuma, mayor será su estabilidad.
Tras realizar las pruebas y el registro, los datos se muestran de la siguiente manera:
 

 
Mediante la comparación y la clasificación, podemos seleccionar rápidamente el activador de superficie con buena capacidad de formación de espuma, y ​​también obtener la ley de formación de espuma del activador de superficie: (pd: Debido a que la misma materia prima proviene de diferentes fabricantes, su rendimiento de formación de espuma también es diferente; aquí se utilizan diferentes letras mayúsculas para representar a los diferentes fabricantes de materia prima).

① Entre los tensioactivos, el lauril glutamato de sodio tiene una fuerte capacidad espumante, y el lauril sulfosuccinato disódico tiene una débil capacidad espumante.

② La mayoría de los tensioactivos de sulfato, anfóteros y no iónicos tienen una gran capacidad de estabilización de la espuma, mientras que los tensioactivos de aminoácidos generalmente tienen una capacidad de estabilización débil. Si desea desarrollar productos con tensioactivos de aminoácidos, puede considerar el uso de tensioactivos anfóteros o no iónicos con una gran capacidad de formación y estabilización de espuma.
 
Diagrama de la fuerza de formación de espuma y la fuerza de formación de espuma estable del mismo surfactante:
 

lauril glutamato de sodio

lauril sulfato de amonio

No existe correlación entre el rendimiento de formación de espuma y el rendimiento de estabilización de la espuma del mismo tensioactivo, y el rendimiento de estabilización de la espuma de un tensioactivo con buen rendimiento de formación de espuma puede no ser bueno.
Comparación de la estabilidad de las burbujas de diferentes tensioactivos:

 
PD: Tasa de cambio relativa = (altura de la espuma a los 0 min – altura de la espuma a los 60 min) / altura de la espuma a los 0 min
Criterios de evaluación: Cuanto mayor sea la tasa de cambio relativa, menor será la capacidad de estabilización de la burbuja.
Mediante el análisis del gráfico de burbujas, se puede concluir que:

① El cocanfoanfodiacetato disódico tiene la mayor capacidad de estabilización de la espuma, mientras que la lauril hidroxi sulfobetaína tiene la menor capacidad de estabilización de la espuma.

② La capacidad de estabilización de la espuma de los tensioactivos de sulfato de alcohol laurílico es generalmente buena, y la capacidad de estabilización de la espuma de los tensioactivos aniónicos de aminoácidos es generalmente mala;

Referencia de diseño de fórmula:

Se puede concluir, a partir del rendimiento de formación de espuma y estabilización de la espuma del activador de superficie, que no existe una ley ni correlación definida entre ambos; es decir, un buen rendimiento de formación de espuma no implica necesariamente un buen rendimiento de estabilización. Por lo tanto, al seleccionar las materias primas de los tensioactivos, debemos considerar aprovechar al máximo sus excelentes propiedades y combinarlos de forma racional para obtener un rendimiento óptimo de formación de espuma. Asimismo, es importante combinarlos con tensioactivos de alto poder desengrasante para lograr un efecto de limpieza que combine las propiedades de formación de espuma y el poder desengrasante.

Prueba de poder desengrasante:

Objetivo: Seleccionar activadores de superficie con una fuerte capacidad descongestionante y determinar la relación entre las propiedades de la espuma y el poder desengrasante mediante análisis y comparación.
Criterios de evaluación: Comparamos los datos de los píxeles de las manchas en la tela antes y después de la descontaminación con el activador de superficie, calculamos el valor de desplazamiento y formamos el índice de poder desengrasante. Cuanto mayor sea el índice, mayor será el poder desengrasante.
 

 
Como se puede observar en los datos anteriores, bajo las condiciones especificadas, el desengrasante más potente es el lauril sulfato de amonio, y el desengrasante más débil es el CMEA dos veces.
De los datos de las pruebas anteriores se puede concluir que no existe una correlación directa entre las propiedades espumantes del surfactante y su poder desengrasante. Por ejemplo, el rendimiento espumante del lauril sulfato de amonio, que posee un alto poder desengrasante, no es bueno. Sin embargo, el rendimiento espumante del sulfonato de sodio de olefina C14-16, que tiene un poder desengrasante bajo, es superior.
 

¿Por qué, entonces, cuanto más graso es el cabello, menos espuma produce? (Al usar el mismo champú).

De hecho, este es un fenómeno universal. Cuando te lavas el cabello graso, la espuma se reduce más rápido. ¿Significa esto que la espuma es menos efectiva? En otras palabras, ¿cuanto mejor sea la espuma, mejor será la capacidad desengrasante?
Ya sabemos, a partir de los datos obtenidos en el experimento, que la cantidad y la durabilidad de la espuma están determinadas por las propiedades espumantes del propio surfactante, es decir, sus propiedades de formación y estabilización de espuma. La capacidad de descontaminación del surfactante no se verá afectada por la reducción de la espuma. Este punto también se ha comprobado al determinar la capacidad desengrasante del activador de superficie: un activador con buenas propiedades espumantes puede no tener un buen poder desengrasante, y viceversa.
 
Además, también podemos demostrar que no existe una correlación directa entre la espuma y el desengrase con tensioactivos debido a los diferentes principios de funcionamiento de ambos.
 
Función de la espuma tensioactiva:

La espuma es un agente tensioactivo que, bajo condiciones específicas, tiene como función principal brindar una experiencia cómoda y agradable durante el proceso de limpieza. Posteriormente, la limpieza del aceite desempeña un papel auxiliar, de modo que el aceite no se deposita fácilmente de nuevo bajo la acción de la espuma, sino que se elimina con mayor facilidad.
 
Principio de formación de espuma y desengrase de los tensioactivos:
El poder limpiador del tensioactivo proviene de su capacidad para reducir la tensión interfacial aceite-agua (desengrasante), en lugar de su capacidad para reducir la tensión interfacial agua-aire (espumante).
Como mencionamos al inicio de este artículo, los surfactantes son moléculas anfifílicas, una de las cuales es hidrófila y la otra hidrófila. Por lo tanto, a bajas concentraciones, el surfactante tiende a permanecer en la superficie del agua, con el extremo lipofílico (que repele el agua) hacia afuera, cubriendo primero la superficie del agua, es decir, la interfaz agua-aire, y reduciendo así la tensión en dicha interfaz.

Sin embargo, cuando la concentración supera cierto punto, el surfactante comienza a agruparse, formando micelas, y la tensión interfacial deja de disminuir. Esta concentración se denomina concentración micelar crítica.
 

 
La capacidad espumante de los tensioactivos es buena, lo que indica que tienen una gran capacidad para reducir la tensión interfacial entre el agua y el aire, y el resultado de la reducción de la tensión interfacial es que el líquido tiende a producir más superficies (la superficie total de un grupo de burbujas es mucho mayor que la del agua en calma).
El poder descontaminante del tensioactivo reside en su capacidad para humedecer la superficie de la mancha y emulsionarla, es decir, para "recubrir" el aceite y permitir que se emulsione y se elimine con agua.
 
Por lo tanto, la capacidad de descontaminación del surfactante está ligada a su capacidad para activar la interfaz aceite-agua, mientras que la capacidad de formación de espuma solo representa su capacidad para activar la interfaz agua-aire, y ambas no están completamente relacionadas. Además, existen muchos limpiadores no espumosos, como el desmaquillante y el aceite desmaquillante de uso común, que también poseen una gran capacidad de descontaminación, pero no producen espuma, lo que demuestra que la formación de espuma y la descontaminación no son lo mismo.
 
Mediante la determinación y selección de las propiedades de espuma de diferentes tensioactivos, podemos identificar claramente el tensioactivo con propiedades de espuma superiores. Posteriormente, mediante la determinación y secuenciación del poder desengrasante del tensioactivo, debemos eliminar su capacidad de contaminación. Tras esta combinación, aprovechamos al máximo las ventajas de los diferentes tensioactivos, logrando un rendimiento más completo y superior, y obteniendo un efecto de limpieza y una experiencia de uso superiores. Además, comprendemos que la espuma no está directamente relacionada con el poder de limpieza, y este conocimiento nos ayuda a formarnos un criterio propio al usar un champú, para así elegir el producto más adecuado.