ЭлБиб

МАСЛОЖИРОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

№ 5-2011

ПАЛЬМОВОЕ МАСЛО

ПРОИЗВОДСТВО КОСМЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

нослоя ПАВ и уменьшением работы

разрушения загрязнения.

Схема модели адсорбции ПАВ

шампуня загрязнениями волос и

кожи представлена на рис. 1. Из

рисунка видно, что в системе во-

дный раствор шампуня – загряз-

нение – отмываемая поверхность

молекулы (мономеры) ПАВ ад-

сорбируются на поверхности за-

грязнений и отмываемой поверх-

ности. При этом, в зависимости от

полярности заряда поверхности,

мономеры ПАВ шампуня адсорби-

руются на ней либо липофильной

углеводородной частью, если по-

верхность заряжена отрицатель-

но, либо гидрофильной полярной

группой, если поверхность заряже-

на положительно. В результате на

поверхности образуется адсорб-

ционный монослой из одинаково

ориентированных мономеров ПАВ

шампуня. Такой же слой образует-

ся и на частицах загрязнений, дис-

пергированных в объеме раствора

шампуня и пленках пузырьков газа

пены.

Концентрация адсорбированно-

го ПАВ в адсорбционном монослое

определяется по уравнению адсорб-

ции Гиббса и ее удельная величина

для базовых ПАВ шампуней состав-

ляет от 0,5 до 5,0 кг/м

. При этом

поверхностное натяжение доста-

точно велико (

≈

35–40 Н/м), а элек-

трический заряд на поверхности

адсорбционного слоя значительно

превосходит заряд на межфазной

поверхности: загрязнение – отмы-

ваемая поверхность. В целом, ве-

личина удельной концентрации ПАВ

в адсорбционном слое и связанные

с ней давление поверхностного на-

тяжения и электрического заряда

определяют скорость и эффектив-

ность удаления загрязнений с отмы-

ваемой поверхности волос и кожи

головы.

Очистка от твердых

загрязнений

Количественные оценки скоро-

сти очистки волос и кожи головы

способом адсорбционного отде-

ления и вытеснения загрязнений

в практике отсутствуют. Это связа-

но, во-первых, с невозможностью

количественной идентификации

твердых и жидких загрязнений и

достоверной оценки их состава

и, соответственно, коллоидно-

химических свойств и, во-вторых,

отсутствием информации о влия-

нии на скорость очистки других

процессов, в частности флота-

ции, солюбилизации, пептизации.

Поэтому при очистке от твердых

загрязнений проводят лишь каче-

ственную оценку способности их

отделения и вытеснения, исполь-

зуя работу сил адгезии.

Выразим работу сил адгезии или

иначе сил сцепления между молеку-

лами твердого загрязнения и очища-

емой поверхностью через поверх-

ностные натяжения, действующие в

системе: водный раствор шампуня

(Ж) – твердое загрязнение (З) – очи-

щаемая поверхность (П)

Аа =

Ж/З

Ж/П

–

П/З

(1)

где

Ж/З

Ж/П

П/З

– поверхност-

ные натяжения на границах: раствор

шампуня – загрязнение, раствор

шампуня – очищаемая поверхность,

очищаемая поверхность – загрязне-

ние. Следует отметить, что в каче-

стве очищаемой поверхности кроме

волос и кожи изначально может вы-

ступать и жировая пленка кожного

сала, в массе которой практически

всегда находятся твердые частицы

загрязнения.

Значения поверхностного натя-

жения

Ж/З

водных растворов ба-

зовых ПАВ шампуней составляют

30–35 Н/м и служат определяю-

щими при оценке работы сил ад-

гезии Аа. Значения

Ж/П

П/З

не-

посредственно определить нельзя,

и поэтому их влияние на величину

Аа оценивают косвенно, исходя из

степени гидрофилизации очищае-

мой поверхности. Очевидно, что

величина

Ж/П

будет тем меньше,

чем больше удельная концентрация

ПАВ в адсорбционном слое и, сле-

довательно, выше гидрофобность

очищаемой поверхности. В резуль-

тате работа сил адгезии уменьша-

ется, облегчая отделение загряз-

нения. На межфазной поверхности

величина

П/З

зависит от ее гидро-

филизации, чем выше ее степень,

тем больше

П/З

и, следовательно,

меньше работа сил адгезии и выше

скорость очистки от загрязнений.

При этом эффективность очистки

анионными ПАВ выше, чем неион-

ными. Так, широко применяются в

шампунях неиогенные этоксилаты

жирных спиртов С-12 и С-14, у ко-

торых полиэтиленоксидная цепь

(С

О)n, являющаяся гидрофиль-

ной и полярной частью этоксила-

та, становится неким стерическим

барьером и при проникании на

межфазную поверхность между

волосом и твердым загрязнением

уменьшает

П/З

и снижает скорость

очистки.

Таким образом, регулируя вели-

чину удельной концентрации ПАВ в

адсорбционном слое, а также соот-

ношение между АПАВ и НПАВ, мож-

но управлять скоростью отделения

твердых частиц от очищаемой по-

верхности.

Влияет на отделение частиц их

размер. Чем меньше частицы, тем

больше межфазная удельная пло-

щадь поверхности контакта между

частицами и волосом и, следователь-

но, тем меньшая сила нужна для от-

деления мелких частиц загрязнения.

Очистка от жидких загрязнений

В качестве модели очистки от

жидких загрязнений наибольшее

распространение получила модель

свертывания загрязнения в катышек

[6], известная в англоязычной лите-

ратуре как «roll-back process» [7, 8].

Модель основана на оценке краево-

го угла смачивания между жидким

загрязнением, водным раствором

ПАВ шампуня и поверхностным на-

тяжением на границе раздела фаз

в системе: водный раствор шампу-

Рис. 1. Адсорбционный слой ПАВ

на межфазной поверхности:

1 – раствор шампуня – твердое

загрязнение; 2 – раствор шампуня

– жидкое загрязнение; 3 – раствор

шампуня – пузырьки газа пены.

Раствор шампуня

Жидкость–твердое

тело

Жидкость–Жидкость Жидкость–Газ

(пена)

Электронная Научная СельскоХозяйственная Б блиотека