پایان نامه با کلید واژه های مواد شوینده، شبیه سازی، صنایع غذایی، آسیب دیدگی

را در اختیار قرار دهد. یک روش برای ارزیابی و اندازه گیری کف تولید شده توسط فرآورده به نام روش رس- مایلز47 نامیده شده که به شرح ذیل می باشد :
یک حجم استاندارد از شامپو از داخل یک ظرف قیف مانند در زمان مشخص به درون یک ظرف استوانه ای بزرک حاوی مقدار مشخصی آب ریخته می شود. ریزش فرآورده به درون آب سبب ایجاد کف می گردد که حجم ان قابل اندازه گیری می باشد. این روش را می توان مقداری تغییر نیز داد مثلا برای نزدیکتر شدن نتایج آن با میزان عملی در ظرف دوکی شکل نیز به جای استفاده از نیروی گرانشی برای ریزش فراورده می توان از پمپ استفاده کرد. آزمایشات دیگری نیز برای اندازه گیری کمی ظرفیت تولید کف شامپوها وجود دارد که به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند. در این آزمایشات برای ایجاد کف از روش های دیگری غیر از ریزش از قبیل بهم زدن فراورده یا دمیدن هوای پر فشار به داخل آن استفاده می شود، اما این روش ها از ضریب اطمینان بالایی برخوردار نیستند. به غیر از حجم کف ایجاد شده روش هائی برای ارزیابی سایر خواص کف موجود است اما به اندازه تعیین حجم کف عمومیت ندارند. این آزمایشات برای بررسی ثبات و غلظت کف ایجاد شده و اساس آنها بر پایه مدت زمان جریان یافتن کف مورد نظر از یک ظرف قیف مانند می باشد. بدیهی است که یک کف با ثبات و کرمی به مدت زمان بیشتری نسبت به یک کف بی ثبات، طریف و شکننده برای جریان یافتن در شرایط مشابه نیاز دارد. روش ایده آل برای پیش بینی قدرت تولید کف شامپوها به اینصورت است که شرایط معمولی استفاده از شامپو توسط مصرف کننده را شبیه سازی نماید. در این روش اجزا و مواد دخیل در فرآیند طبیعی شستشوی سر از قبیل مو، سبوم، ماده پاک کننده و آب باید موجود باشد. همچنین دماو رطوبت نیز مشابه با شرایط طبیعی مصرف ننده باید بازسازی گردد. مهمترین عامل در این روش شرایط مکانیکی ودینامیکی تولید کف می باشد. در حال طبیعی شستشوی سر تولید کف با هیچ یک از روش های گفته شده در آزمایشات مانند ریزش، به هم زدن یا دمیدن هوا انجام نمی گردد. بلکه کف ایجاد شده در نتیجه فشرده شدن و وارد آمدن نیرو به موها در شرایط اشباع از شامپو ایجاد می گردد. در روش شبیه سازی، کف از فشرده شدن مقدار مشخصی موی آغشته به سبوم و محلول شامپو در بین انگشتان دست ایجاد می گردد.
4-10- اجزاء شامپوها:
اساس ساختمان یک شامپو یک محلول از مواد شوینده آن می باشد. خواص این محلول شوینده توسط مواد افزودنی به نحوی تغییر داده می شود که استفاده از آن راحت تر شده و آسیب دیدگی موها در نتیجه تماس با مواد شوینده به حداقل میزان ممکن کاهش یابد. لیست مواد مورد استفاده در فرمولاسیون شامپو به شرح ذیل می باشد:
• ماده یا مواد پاک کننده اصلی
• افزودنی ها و پاک کننده های کف
• مواد مات کننده
• مواد هیدروتورپ
• تنظیم کننده های ویسکوزیته
• مواد اکتیو
• سایر …

بررسی جزئیات مواد تشکیل دهنده شامپو
آب :
اولین ماده ای است که در ترکیب شامپو وجود دارد و در حدود 70 الی 80 درصد از شامپو را تشکیل می دهد، آب است. آب مورد استفاده در شامپو دیونیزه و و در واق آبی است که عملیات خاصی برای برداشتن ذرات مختلف مانند ذرات فلزی یا یون های ناخواسته موجود در آن صورت گرفته است.
4-10-1- بررسی مواد فعال کننده در سطح(64) :

مقدمه
پدیده بنیادی در فعالیت سطحی، جذب سطحی نام دارد که به دو اثر کاملا مشخص منجر می شود:
• پایین آوردن یک یا چند کشش مرزی در سطوح مشترک موجود در دو سیستم
• تثبیت یک یا چند سطح مشترک به وسیله تشکیل لایه هایی که جذب شده اند(65)
یک ماده فعال در سطح ماده ای است که ضمن استفاده از این پدیده انرژی سطحی سطحی را که با آن درتماس است، تغییر دهد (66) کاهش انرژی سطحی را می توان به سادگی در مواردی مانند کف کنندگی، افزیش میزان گسترش یک ماده بر روی سطح یک جامد، افزایش میزان تعلیق ذرات یک جامد در محیط یک مایع و تشکیل امولسیون مشاهده کرد. کاربرد مواد فعال در سطح در محصولات آرایشی و بهداشتی پدیده ای جا افتاده است که بسته به خواص مورد نیاز برای فعالیت سطحی به پنج دسته تقسیم می شود :
➢ شویندگی
o هنگامی که مشکل اصلی، حذف ماده آلوده کننده باشد، مواد فعال در سطح با خاصیت شویندگی مورد نیاز است مانند خاصیت شامپوها و صابون های دستشویی
➢ ترکنندگی
o در محصولاتی که تماس خوب میان محلول و جزء مورد عمل مطلوب باشد، خواص تر کنندگی مورد نیاز خواهد بود، مانند خاصیت رنگ موها و لوسیون های فر دائمی مو.
➢ کف کنندگی
o لازم است هنگام مصرف برخی محصولات کف زیادی تولید شود. در این محصولات از مواد فعال در سطح ویژه ای استفاده می شود، مانند شامپوها و شامپوهای بدن.

➢ امولسیون کنندگی
o در محصولاتی که تشکیل و پایداری امولسیون یک خاصیت ضروری است از مواد فعال در سطحی که خواص امولسیون کنندگی دارد استفاده می شود، مانند کرم های ویژه پوست و مو.
➢ انحلال پذیر کردن
o هنگامی که لازم است یک جزء انحلال ناپذیر در یک محصول حل شود باید از ماده فعال در سطحی استفاده شود که خواص مناسبی دارد، مانند انحلال پذیر کردن عطر ها و طعم ها.

4-10-1-1- دسته بندی مواد فعال در سطح
تمامی مواد فعال در سطح از ذنظر ساختاری دارای یک وجه مشترک هستند، آن این استکه تمامی آنها مولکول های آمفی پاتیک هستند. این بدان معنی است که مولکول دو بخش متمایز دارد :

1. واحد آبدوست
2. واحد آبگ
ــریز
واحد های آبگریز معمولا از زنجیره ها یا حلقه های هیدروکربنی یا تلفیقی از این دو تشکیل شده است. در حالی که واحد های آبدوست معمولا گروه های قطبی مانند گروه های کربوکسیلی، سولفات یا سولفونات است و یا در مواد فعال در سطح غیر قطبی تعدادی از گروه های هیدروکسیل یا اتر است. طبیعت دوگانه این مولکول ها بدانها اجازه جذب شدن در سطوح مشترک را می دهد و دلیل بروز رفتارهای مشخص آنها به شمار می رود.
دسته بندی سورفکتانت ها :
می توان مواد فعال در سطح را بر اساس موارد کاربرد، خواص فیزیکی یا ساختار شیمیایی آنها دسته بندی کرد. هیچ یک از این تقسیم بندی ها کاملا رضایت بخش نیست و احتمالا منطقی ترین روش برای طبقه بندی مواد فعال در سطح دسته یندی آنها بر اساس رفتار یونی در محلول آبی است. بدین ترتیب چهار نوع مواد فعال در سطح وجود خواهد داشت :
➢ آنــیونـی
➢ کاتـیونی
➢ غیر یونی
➢ آمفوتـری

4-10-1-2- مواد فعال در سطح آنیونی
این سورفکتانت ها از این جهت آنیونی نامیده می شوند که بخش آبگریز آنها دارای شارژ الکتریکی منفی می باشد. فرمول عمومی این مواد بصورت RX-M+ نشان داده می شود که در آن R یک زنجیره هیدروکربنی، M یک گروه خنثی کننده از قبیل سدیم، آمونیوم، تری اتانل آمین یا منیزیوم و X یک گروه عاملی با بار منفی است که معمولا یکی از موارد زیر می باشد
– سـولفــات ROSO2O-
– سولفــونات R-SO2O-
– کربوکسیـلات RCOO-
– فسفات ROPO(OH)O-
بررسی گروه سولفات
پرمصرف ترین انواع سورفکتانها با خواص کف کنندگی خوب و قیمت ارزان بوده و مواد پرمصرف این دسته حاوی زنجیره هیدروکربنی 12 تا 14 کربنی می باشند. از بین مواد این دسته الکیل سولفات ها و الکیل اتر سولفات ها، عمومیت و رواج بیشتری دارند. الکیل اتر سولفات ها به علت محلولیت بالا و پایداری بسیار خوب در درجه حرارت های بالا بیشتر از الکیل سولفات ها استفاده می شوند. مواد این دسته دارای طبیعت تحریک کنندگی پوست بوده و به ساختمان دو لایه چربی در پوست آسیب وارد می کنند. این مواد سبب افزایش تبخیر نامحسوس پوست48 و خشکی پوست می گردند. اغلب این مواد از قبیل سدیم لوریل سولفات از واکنش کلر سولفونیک اسید49 تهیه می شوند. (66)آلکیل آریل سولفات ها نیز چزو این دسته می باشند که امروزه بیشتر در فرآورده های شستشوی ظروف مورد استفاده قرار می گیرند. مونو گلیسرید سولفات ها نیز از مواد این دسته هستند که مصرف کمتری نسبت به آلکیل سولفات ها و آلکیل اتر سولفات ها در فرمولاسیون شامپوها دارند. فرمول ساختمانی سدیم لوریل سولفات که مهمترین مواد این دسته می باشد بصورت زیر است.
بررسی گروه سولفونات ها
– آلفا اولفین سولفونات ها
این مواد از احیاء الکن ها توسط سولفور تری اکساید تهیه می شوند. سورفکتانت های این گروه در تمام pH ها پایدار بوده و کف فراوان و سفتی تولید می کنند. آلفا اولفین سولفات ها در بین سورفکتانت های آنیونی بیشتر از سایرین مقرون به صرفه و در دسترس می باشند. از معایب این سورفکتانت ها عدم قابلیت افزودن ویسکوزیته فرآورده بدلیل محلولیت آبی بسیار بالا و ایجاد خشکی و حالت ناخوشایند در پوست بدلیل طبیعت آنیونی قوی و پاک کنندگی چربی های طبیعی پوست می باشد.

– سولفوساکسیناتها
مونو و دی سولفوساکسینات ها پس از سولفات ها در رده بعدی از نظر میزان مصرف قرار دارند. این مواد کف قابل قبولی ایجاد کرده و برای چشم ها نسبتا ملایم می باشند و بهمین علت در برخی از شامپوهای شستشوی بدن شامپوهای بچه مورد استفاده قرار می گیرند.
سولفوساکسینات ها ترکیبات دی آنیونی بوده و دارای گروه های عاملی کربوکسیل و سولفونات می باشند. برای تهیه این مواد ابتدا اسید مالئیک انیدر به یک ترکیب دی کربوکسیلیک هیدرولیز شده و سپس یکی از عوامل کربوکسیل توسط یک الکل چرب استری شده و توسط سود بصورت ملح سدیم در آورده می شود.

– تورات ها
این سورفکتانت ها به ندرت در فرمولاسیون شامپو ها مورد استفاده قرار می گیرند، این مواد دارای خصوصیات کف کنندگی و پاک کنندگی بسیار عالی می باشند، تورات ها نسبتا ملایم هستند اما ملایمت آنها به اندازه سولفوساکسینات ها نمی باشد.

– سولفواستات ها
این سورفکتانت ها بدلیل قیمت بسیار بالا به ندرت در فرمولاسیون شامپوها مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشند از جمله پایدار ککندگی کف بسیار عالی و اثرات ضد تحریک کنندگی پوست که در سورفکتانت های آنیونی به ندرت یافت می شود (66)
بررسی کروه کربوکسیلات ها
– لاکتیلات ها
این دسته از سورفکتانت های آنیونی به ندرت بعنوان پاک کننده مورد استفاده قرار می گیرند و مصرف اصلی آنها در صنایع غذایی برای کنترل حباب های ایجاد شده در کیک ها و نان های صنعتی می باشد. این مواد به عنوان امولسیفایر روغن در آب نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند، لاکتیلات ها کریستال های مایع صفحه ای حول قطرات چربی موجود در امولسیون ایجاد کرده و موجب پایداری امولسیون و ممانعت از بهم چسبیدن قطرات فاز پراکنده و جداشدن فاز های امولسیون می گردند
– ایزوتیانات ها
این ترکیبات برای پوست و چشم بسیار ملایم بوده و در فرمولاسیون شامپوهای خاص می توان از آنها استفاده کرد. این سورفکتانت ها به ندرت در فرمولاسیون شامپوها مورد استفاده قرار می گیرند و سالیان زیادی است که به میزان گسترده ای در صنایع صابون سازی بعنوان استخوان بندی اصلی صابون های سیندت جامد بکا
ر برده می شوند. این سورفکتانت ها کف کرمی بسیار قابل قبولی را ایجاد می کنند.
– سارکوزینات ها
مولکول این مواد شباهت زیادی به سارکوزین ( N- متیل گلایسین) دارند .این مواد با حالت دهنده های کاتیونی سازگاری نسبتا خوبی دارند و برای پوست و چشم ها ملایم می باشند. این سورفکتانت ها در فرآورده های اصلاح بیشتر مورد از شامپوها مورد استفاده قرار می گیرند.

– کریپتوآنیونیک ها
این مواد طبیعتا آنیونی هستند اما به دلیل درجه کربوکسیلاسیون بالا رفتاری شبیه به سورفکتانتهای غیر یونی از خود نشان می دهند. این مواد هیچگاه به تنهایی استفاده نمی شوند بلکه به منظور کاهش اثرات تحریک کنندگی مواد بشدت آنیونی به این مواد اضافه می شوند (66)

– آسیگلوتامات ها
این مواد سورفکتانتهای آنیونی دی کربوکسیلات می باشند که بسیار ملایم بوده و در آب های سخت بخوبی کف می کنند، این مواد سازگاری خوبی با پوست دارند و بهمین دلیل با وجود قیمت بالا در فراورده های پاک کننده بدن مورد استفاده قرار می گیرند.

بررسی فسفات ها
این مواد به دلیل خواص کف کنندگی ضعیف و قیمت بالا کمتر در فرمولاسیون شامپوها و فراورده های پاک کننده بدن مورد استفاده قرار می گیرند. این سورفکتانتها عموما به عنوان امولسیفایر روغن در آب مورد استفاده قرار می گیرند. فسفات ها بصورت مونو، دی و تری استر موجود می باشند که با بالارفتن درجه استری از قدرت امولسیون کنندگی آنها کاسته می شود.

4-10-1-3- مواد فعال در سطح غیر یونی
مواد این دسته اغلب به عنوان مواد پاک کننده اصلی در شامپوها مورد استفاده قرار نمی گیرند. پلورونیک ها50 از مهمترین مواد این دسته می باشند. این مواد درواقع بلاک کوپلیمرهائی از اتیلن و پروپیلن اکساید ها می باشند. پلورونیک ها مانند ایزوتیانات ها برای پوست و چشم ملایم می باشند. کاربرد اصلی سورفکتانت های غیر یونی در فرمولاسیون شامپوها برای اصلاح خصوصیات کف ایجاد شده توسط آنها خصوصا کیفیت و ثبات کف می باشد. سوپر آمید ها یا مونو – دی آآلکانولامیدها از این دسته بوده و برای اصلاح خصوصیات کف شامپوها بکار برده می شوند. این مواد در غلظت های پایین (1-3% وزنی / وزنی) میتوانند سبب افزایش ویسکوزیته و راحتی و ایمنی بیشتر شاموها گردند. استئاریک اتانولامیدها به عنوان صدفی کننده موثر در نظر گرفته می شوند. این مواد همچنین می توانند سبب افزایش میزان کف فراورده شوند

4-10-1-4- مواد فعال در سطح آمفوتری
این مواد دارای خصوصیات اسیدی و بازی بطور توام می باشند. مثال هایی از این مواد به شرح ذیل می باشند :
➢ زنجیره های آلکیل بلند با استخلافات آمینو اسید بر روی N
➢ زنجیره های آلکیل بلند با استخلافات بتائیــــن بر روی N
➢ مشتقات ایمیدازول با زنجیره آلکیل بلند
ساختمان ویژه مشتقات بتائین آنها را قادر می سازد که در محلول های قلیایی بصورت آنیون و در محیط های اسیدی بصورت کاتیون رفتار نمایند. این مواد برای پوست و چشم ها ملایم بوده و ثبات زیادی در روی موها دارند، همچنین کف حاصل از این مواد کمتر تحت تاثیر تغییرات pH قرار می گیرد. مشتقات ایمیدازول نیز دارای خصوصیات مشابهی می باشند، این مواد همچنین قادرند محدوده وسیعی از غلظت های الکتروفیل را تحمل کنند. این مواد از نظر ملایمت قابل قیاس با ایزوتیانات ها و پلورونیک ها بوده و از مواد مناسب برای استفاده در شامپوهای روزانه و شامپوهای بچه به عنوان مواد پاک کننده اصلی می باشند.
4-10-1-5 مواد فعال در سطح کاتیونی

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *