Surface activity of selected sulfobetaine

• Autorzy: Daria Wieczorek , Katarzyna Staszak

Warianty tytułu

Aktywność powierzchniowa wybranych sulfobetain

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Surfactants are one of the most important groups of organic chemicals, used in vast amounts in domestic and industrial applications. Sulfobetaines belong to the zwitterionic surfactants. They are the electroneutral salts possessing, in the same molecule, two ionic centers of different sign. Sulfobetaines contain both cationic and anionic groups. They are built from ammonium and sulfonate headgroups. From that specific structure of sulfobetaine surfactants result their excellent properties such as good solubility in water, detergency, foaming, emulsification, and high efficiency in the presence of high concentrations of inorganic electrolytes, acids, and alkalis. Sulfobetaines exhibit also low critical micelle concentration. The good biodegradability of such compounds and their reduced skin and eyes irritation are also of great importance. Together with the fact that they do not assist in the transportation of other substances across the skin barrier, this causes zwitterionic surfactants to be widely used as components of domestic detergents, shampoos, and other cosmetic products. A few of very important usage properties of surfactants are the ability to reduce surface tension, foamability and wetting properties. In this work we present results of our measurements of surface and wetting properties determined for some synthesized sulfobetaines. The ability to reduce surface tension together with the CMC values were estimated. The examination the wetting properties took into consideration different concentration of aqueous solutions of sulfobetaines. Different surfaces were also examined. Analysis of the results indicate that sulfobetaines exhibit very good surface properties including low CMC value. Sulfobetaines are also characterized by good wetting properties. (original abstract)

Związki powierzchniowo czynne są jedną z ważniejszych grup związków organicznych, stosowanych w ogromnych ilościach w produktach chemii gospodarczej i kosmetykach. Sulfobetainy należą do surfaktantów zwitterjonowych. Są to sole wewnętrzne posiadające w tej samej cząsteczce, dwa centra jonowe, obdarzone innym znakiem. Sulfobetainy zawierają zarówno grupę anionową jak i kationową. Są one zbudowane z grupy amoniowej oraz sulfonowej. Dzięki tej specyficznej strukturze surfaktanty sulfobetainowe wykazują oskonałe właściwości, takie jak: dobra rozpuszczalność w wodzie, zdolność piorącą i pianotwórcza, właściwości emulgujące oraz wysoką odporność na obecności wysokich stężeń elektrolitów nieorganicznych, kwasów i zasad. Sulfobetainy wykazują także niskie krytyczne stężenie micelarne. Dobra biodegradacja oraz ich ograniczone działanie drażniące na skórę i oczu są również bardzo ważną cechą tych związków. Sulfobetainy znalazły zastosowanie jako składniki detergentów domowych, szamponów oraz innych produktów kosmetycznych. Do kilku bardzo ważnych właściwości użytkowych należą: zdolność do zmniejszenia napięcia powierzchniowego, zdolności pianotwórcze i właściwości nawilżaj ące. W mniejszej pracy przedstawiono wyniki pomiarów właściwości powierzchniowych syntetyzowanych sulfobetainy. W pracy podjęto próbę określenia zdolności sulfobetain do zmniejszania napięcia powierzchniowego oraz oszacowano wartości CMC. Badania właściwości zwilżających uwzględniały różne stężenia wodnych roztworów sulfobetainy oraz różne powierzchnie. Analiza wyników wykazała, że sulfobetainy wykazują bardzo dobre właściwości powierzchniowe, w tym niskie CMC. Sulfobetainy charakteryzują się również dobrymi właściwościami nawilżającymi. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Industrial commodities; Commodity research; Domestic detergents; Surfactants

PL

Towaroznawstwo przemysłowe; Badania towaroznawcze; Chemia gospodarcza; Substancje powierzchniowo czynne

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2013
• Numer: nr 3
• Strony: 124--132

Twórcy

autor

Daria Wieczorek

• Poznań University of Economics, Poland

autor

Katarzyna Staszak

• Poznan University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Chang Y., Chen S., Yu Q., Zhang Z., Bernards M., Jiang S. (2007) Development of biocompatible interpenetrating polymer networks containing a sulfobetaine-based polymer and a segmented polyurethane for protein resistance. Biomacromolecules, 8, 122-127.
• [2] Chaudhuri R.G., Paria S. (2009) Dynamic contact angles on PTFE surface by aqueous surfactant solution in the absence and presence of electrolytes. Journal of Colloid and Interface Science, 337, 555-562.
• [3] Cheng С., Qu G., Wei J., Yu T., Ding W. (2012) Thermodynamics of micellization of sulfobetaine surfactants in aqueous solution. J. Surfactants Detergents, 15, 757-763.
• [4] Eckmann D.M., Cavanagh D.P., Branger A.B. (2001) Wetting characteristics of aqueous surfactant-laden drops. Journal of Colloid and Interface Science, 242, 386-394.
• [5] Kirkwood J.G., Buff F.P. (1949) The statistical mechanical theory of surface tension. Journal of Chemical Physics, 17, 338-343.
• [6] Lomax, E.G. (1996) Amphoteric surfactants. Marcel Dekker, Inc., New York.
• [7] Mahajan R.K., Sharma R. (2011) Analysis of interfacial and micellar behavior of sodium dioctyl sulphosuccinate salt (AOT) with zwitterionic surfactants in aqueous media. Journal of Colloid and Interface Science, 363, 275-283.
• [8] Ogonowski J., Tomaszkiewicz-Potępa A. (2004) Analiza związków powierzchniowo- czynnych. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.
• [9] Paradowska A., Bartkowiak G., Schroeder G. (2011) Detergenty w kosmetyce, in: Kosmetyki-Chemia Dla Ciała. Cursivia.
• [10] Przondo J. (2010) Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej. Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom.
• [11] Shoaib, A., Fuller, J. (2002) Amphoteric surfactants for household and I&I: widely used in the personal care industry, these materials offer many benefits to household manufacturers too. Househ. Pers. Prod. Ind.
• [12] Staszak K., Wieczorek D. (2012) Wetting Properties of New Sulfobetaines. Polish Journal of Commodity Science, 4 (33), 94-100.
• [13] Staszak K., Wieczorek D., Zieliński R. (2013) Synthesis and interfacial activity of novel sulfobetaines in aqueous solutions. Tenside Surfactants Detergents. 50, 45-51.
• [14] Sun Q., Su Y., Ma X., Wang Y., Jiang Z. (2006) Improved antifouling property of zwitterionic ultrafiltration membrane composed of acrylonitrile and sulfobetaine copolymer. Journal of Membrane Science, 285, 299-305.
• [15] Wang T., Wang Y.Q., Su Y.L., Jiang, Z.Y. (2006) Antifouling ultrafiltration membrane composed of polyethersulfone and sulfobetaine copolymer. Journal of Membrane. Science, 280, 343-350.
• [16] Wieczorek, D., Kwaśniewska, D. (2012) Właściwości powierzchniowe wybranych surfaktantów betainowych.
• [17] Wydro P., Paluch M. (2005) A study of the interaction of dodecyl sulfobetaine with cationic and anionic surfactant in mixed micelles and monolayers at the air/water interface. Journal of. Colloid and Interface Science, 286, 387-391.
• [18] Zielinski, R., Ikeda S., Nomura H., Kato S. (1986) Adiabatic compressibility of alkyltrimethylammonium bromides in aqueous solutions. Journal of. Colloid and Interface Science, 119, 398-408.
• [19] Zielinski, R. (2013) Surfaktanty. Budowa, właściwości, zastosowanie. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań.