Дремук А.П., Махова Н.И., к.х.н. Киенская К.И., д.х.н. Авраменко Г.В.

Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева

Исследование мицеллообразования в тройных смесях ПАВ различной природы

Рынок косметической продукции постоянно обновляется. Создаются новые продукты с улучшенными потребительскими качествами, ведется поиск нового сырья, разрабатываются новые технологии. В настоящее время одним из новых направлений при изготовлении косметических средств является использование тройных смесей поверхностно-активных веществ (ПАВ). Это обусловлено тем, что смеси по сравнению с индивидуальными ПАВ часто оказываются эффективнее при снижении поверхностного и межфазного натяжения. Цель настоящей работы заключалась в исследовании поведения многокомпонентных смесей ПАВ на границе раствор-воздух.

Было изучено поведение тройных смесей ПАВ, приготовленных на основе исследованной ранее бинарной смеси, состоящей из анионного (АПАВ) додецилсульфата натрия (Texapon К 12 G, BASF) и неионогенного (НПАВ) каприлил/каприл глюкозида (Plantacare 810 UР, Cognis) поверхностно-активных веществ в соотношении 1/5 [1]. По результатам предварительных испытаний в качестве третьего компонента смеси было выбрано НПАВ лаурет 2 (Arlypon F, BASF); его содержание в системе варьировали.

На рисунке 1 приведены изотермы поверхностно натяжения тройных смесей ПАВ. Как видно из графиков, лучше всего поверхностное натяжение снижает тройная смесь Texapon K 12 G / Plantacare 810 UP / Arlypon F при соотношении 1/5/5. Значение критической концентрации мицеллообразования (ККМ) данной смеси составляет 0,6 ммоль/л.

Рисунок 1. Изотермы поверхностного натяжения тройных смесей Texapon K 12 G / Plantacare 810 UP / Arlypon F при различных соотношениях: 1 – 1/5/0,2; 2 – 1/5/1; 3 – 1/5/2; 4 – 1/5/5.

Для описания поведения лучшей тройной смеси использовали термодинамический подход Рубина [2]. При этом тройную смесь поочередно рассматривали как комбинацию каждого из индивидуальных ПАВ и оставшейся бинарной смеси ПАВ. Результаты расчета параметров взаимодействия между ПАВ в тройной смеси Texapon K 12 G / Plantacare 810 UP / Arlypon F при соотношении 1/5/5 приведены в таблице 1. Все три термодинамических параметра взаимодействия между ПАВ в мицелле являются отрицательными. Параметр взаимодействия β_m , рассчитанный при рассмотрении бинарной смеси Texapon K 12G / Arlypon F как индивидуального ПАВ (случай 1), несколько ниже случаев 2 и 3. Также можно отметить, что для случаев 2 и 3 параметры взаимодействия в тройной смеси близки по значению к параметру взаимодействия в бинарной смеси Texapon K 12 G / Arlypon F в соотношении 1/5 (β_m = -12,33). Это означает, по-видимому, что явление синергизма в данной тройной смеси в большей степени обусловлено взаимодействием между Texapon K 12 G и Arlypon F. Вероятно, добавление Arlypon F способствует вовлечению АПАВ в мицеллы, так как молекулы НПАВ уменьшают взаимное электростатическое отталкивание ионогенных групп. Вполне возможно образование водородных связей между этоксильными группами молекул НПАВ и сульфатными анионами АПАВ.

Таблица 1. Параметры взаимодействия и состав мицелл для тройных смесей ПАВ по данным поверхностного натяжения.

№	Смесь ПАВ1 / (ПАВ2 : ПАВ3)	α1	X1^m	βm
1	Plantacare 810 UP / (Texapon K 12G : Arlypon F)	0,455	0,40	-7,39
2	Texapon K 12G / ( Plantacare 810 UP : Arlypon F)	0,091	0,39	-12,17
3	Arlypon F / (Texapon K 12G : Plantacare 810 UP)	0,455	0,42	-14,19

Таким образом, при рассмотрении поведения тройных смесей ПАВ было установлено образование смешанных мицелл. Полученные отрицательные значения β_m свидетельствуют об аттракционных взаимодействиях между ПАВ различных типов при мицеллообразовании.

Литература:

1. Дремук А.П., Махова Н.И., Киенская К.И., Авраменко Г.В. Разработка рецептуры косметических эмульсий, стабилизированных смесью неионного и анионного ПАВ. // Новые химико-фармацевтические технологии: cб. тезисов. Вып.1 под общ. ред. Г.В. Авраменко, А.Е. Коваленко. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014. – С.83-85.

2. Holland P.M., Rubingh D.N. Nonideal multlcomponent mixed micelle model // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. № 11. P.1984 – 1190.