Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для применения в производстве косметических продуктов, моющих и чистящих композиций бытового и промышленного назначения.
Димерные поверхностно-активные вещества (ПАВ) состоят из двух молекул мономерных ПАВ, соединенных между собой с помощью мостика. ПАВ с такой структурой обладают уникальными физико-химическими свойствами полезными для практического применения.
Известно димерное ПАВ и способ его получения, который осуществляют реакцией между 3-(диметиламино)-1-пропиламином и лауриловым эфиром этоксилата гликолевой кислоты с использованием фторида натрия в качестве катализатора. Реакцию осуществляют в инертной атмосфере аргона в течение 6-12 часов при 160°С, используя оксид алюминия для поглощения воды, образующейся в ходе реакции. На следующем этапе синтеза смесь кипятят в течение 2-х суток в среде этилового спирта. [US 20200181479, дата публикации: 02.08.2022 г.]
В качестве прототипа выбрано димерное ПАВ и способ его получения, при этом на первой стадии сырье смешивают при 55°С в атмосфере азота в течение 2.5 часов, на второй стадии реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, добавляют сырьевой компонент и перемешивают, на третьей стадии смесь нагревают до 45°С и перемешивают в течение 8 часов, на четвертой стадии осуществляют нагрев до 80°С и удаляют избыток сырья с помощью продувки азотом, на пятой стадии реакционную массу охлаждают до 0°С, на шестой стадии в смесь вводят дополнительный сырьевой компонент при поддержании температуры менее 15°С, на седьмой стадии полупродукт промывают в воде и осуществляют двойную очистку экстракцией гексаном, на восьмой стадии полученный полупродукт смешивают с другими сырьевыми компонентами в среде растворителя для получения нерастворимой соли, на девятой стадии полученный продукт фильтруют от растворителя, а на десятой стадии оставшийся растворитель удаляют из продукта с помощью роторного испарителя [US 6204297, дата публикации: 20.03.2001 г.]
Основным недостатком известного технического решения и прототипа являются сложные условия синтеза или многостадийность процесса получения димерных ПАВ, которые в свою очередь обуславливают малую доступность таких соединений на рынке, а также создают условия для снижения качества готового продукта, что в свою очередь оказывает существенное влияние на эффективность композиций, в которых они применяются.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости повышения эффективности: димерных ПАВ, способов их получения, а также моющих и косметических композиций, в которых они применяются.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в создании промышленно доступных димерных ПАВ, способных в малых количествах повышать эффективность моющих и косметических композиций, в которых они применяются, а также в упрощении способов получения димерных ПАВ.
Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Димерное ПАВ, имеющее предложенную структурную формулу, характеризующую анионное или цвиттерионное или катионное димерные ПАВ.
Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Способ получения димерного ПАВ, имеющего структурную формулу в соответствии с первым изобретением. При выполнении способа получают анионное или цвиттерионное или катионное димерное ПАВ.
Димерное анионное ПАВ получают путем смешения в среде спирта природных жирных кислот С9-С11 с сульфоаминокислотами, альдегидами или кетонами, и диизоцианидами.
Цвиттерионное или катионное димерные ПАВ получают путем смешения жирных кислот ряда С9-С11, диаминов, альдегидов или кетонов, диизоцианидов и спирта и последующего смешения, полученного димерного амина с алкилирующим агентом. При этом для получения цвиттерионного димерного ПАВ в качестве алкилирующего агента используют карбоксиметилирующий, сульфометилирующий или фосфометилирующий агенты, а для получения катионного димерного ПАВ в качестве алкилирующего агента используют метилирующий, этилирующий или бензилирующий агенты.
Сущность третьего изобретения из группы изобретений заключается в следующем. Активная композиция ПАВ включает ПАВ, димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с первым изобретением, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Сущность четвертого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.
Моющая композиция включает ПАВ, димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с первым изобретением, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Сущность пятого изобретения из группы изобретений заключается в следующем. Косметическая композиция включает ПАВ, димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с первым изобретением, а также растительное масло и функциональную добавку, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Получение димерного анионного ПАВ осуществляют в одну стадию в среде спирта. В качестве спирта могут использовать метиловый этиловый или изопропиловый спирты. В качестве природных жирных кислот С9-С11 могут быть представлены кокосовое, пальмоядровое и другие масла. В качестве сульфоаминокислоты могут использовать вещества ряда: 2-аминоэтансульфоновая, 3-аминопропансульфоновая, или 3-аминобензолсульфоновая кислота и др. В качестве альдегида могут использовать вещества ряда: формальдегид, ацетальдегид или пропиональдегид и др. В качестве кетонов могут использовать вещества ряда: диметилкетон, метилэтилкетон, диэтилкетон и др. В качестве диизоцианидов могут использовать гексаметилендиизоцианид, тетраметилендиизоцианид, или пентаметилендиизоцианид и др. Синтез димерного анионного ПАВ могут также проводить в присутствии аминов ряда: триэтиламин, триэтаноламин, этилдиметиламин и др., а также и оснований из ряда таких веществ, как каустическая сода, кальцинированная сода, карбонат калия, гидрокарбонат натрия и др.
Получение цвиттерионных и катионных димерных ПАВ осуществляют алкилированием димерного амина. В свою очередь, димерный амин синтезируют поликонденсацией в среде спирта (метилового, этилового, изопропилового) в одну стадию из диаминов (диметилэтилен диамин, диметиламинопропил амин, этиламиноэтил амин, амионопропилморфолинил, аминопропилпиперидин, аминопропилпиперазин), диизоцианидов (гексаметилендиизоцианид, тетраметилендиизоцианид, пентаметилендиизоцианид), природных жирных кислот кокосового, пальмоядрового масла и других жирных кислот ряда С9-С11, альдегидов (формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид) или кетонов (диметилкетон, метилэтилкетон, диэтилкетон). Обе стадии синтеза, поликонденсацию и алкилирование, объединяют в однореакторный процесс, что значительно упрощает и удешевляет синтез. Также не исключен вариант, при котором синтез может быть осуществлен с использованием нескольких реакторов.
В качестве алкилирующих агентов используют карбоксиметилирующий агент, в качестве которого может быть представлена монохлоруксусная кислота или натриевая соль монохлоруксусной кислоты, сульфометилирующий агент, в качестве которого может быть представлена хлорметансульфоновая или хлорэтансульфоновая кислота, и фосфометилирующий агент, в качестве которого могут быть представлены фосфористая кислота в присутствии формалина или олеум в присутствии формалина. Для получениия катионного димерного ПАВ в качестве алкилирующих агентов используют бензилирующий агент, в качестве которого может быть представлен бензилхлорид, метилирующий агент, в качестве которого может быть представлен метилхлорид и этилирующий агент, в качестве которого могут быть представлен этилбромид.
Полученные димерные ПАВ в составе активной композиции являются эффективной добавкой к традиционным неионогенным полимерным ПАВ, которые могут быть представлены алкилполиглюкозидами (АПГ), этокислированными жирными спиртами ряда С12-С18, длинноцепочечными полипропиленгликолями и полиэтиленгликолями, блоксополимерами полиэтилен/полипропилен гликолей, а также другими модифицированными полиэтиленами и полипропиленгликолями. ПАВ также могут быть представлены в виде комплекса ПАВ, представляющего собой смесь неионогенных ПАВ.
Полученные димерные ПАВ в составе активной композиции являются эффективной добавкой к гидрофобным неионогенным ПАВ. В качестве гидрофобных неионогенных ПАВ могут быть использованы эмульгаторы: стеариловый спирт, стеариновая кислота, глицерилмоностеарат, полиглицерилдистеарат, полигрицериллаурат, полиглицерилолеат, комплекс ПАВ, представляющий собой смесь гидрофобных неионогенных ПАВ, а также другие гидрофобные неионогенные ПАВ. Добавка димерного ПАВ к гидрофобным неионогенным ПАВ в концентрации менее 1% стабилизирует эмульсию растительное масло/вода, которая не расслаивается при воздействии повышенной температуры (45°С). Следует также отметить, что полученные димерные цвиттерионные, катионные и анионные ПАВ отличаются тем, что мостик, соединяющий две молекулы мономерного ПАВ, содержит карбоксиамидные группы, которые подвергнуты расщеплению под действием природных ферментов, расщепляющих белки на аминокислоты. Таким образом димерные ПАВ обладают высокой биоразлагаемостью.
Содержание ПАВ в активной композиции составляет от 1.5 до 30 масс. %, что обеспечивает необходимую моющую способность и требуемый внешний вид. В случае, если содержание ПАВ будет менее 1.5 масс. %, то композиция может быть неэффективной при удалении загрязнений. В случае, если содержание ПАВ будет более 30 масс. %, то композиция будет густой и неудобной для применения, что негативно скажется на потребительских свойствах.
Содержание димерного ПАВ в активной композиции составляет от 0.05 до 5%, что повышает растворимость неионогенных полимерных ПАВ, делая их более эффективными как при применении в моющих, так и в косметических композициях. В случае, если содержание димерного ПАВ будет менее 0.05 масс. %, то эффект добавки димерного ПАВ будет слабым и нечувствительным В случае, если содержание димерного ПАВ будет более 5 масс. %, то в такой концентрации димерный ПАВ может ухудшить эффективность действия основных ПАВ и негативно повлиять на физико-химические свойства композиции в целом.
При использовании полученных димерных ПАВ в качестве добавки к ПАВ происходит агрегация димерных ПАВ с мономерными ПАВ, что приводит к стабилизации и повышению уровня пены. Такое свойство димерных ПАВ подходит для применения с целью усиления потребительских свойств моющих и косметических средств.
Димерные ПАВ в моющих и косметических композициях являются заменой традиционным мономерным ПАВ, в качестве которых могут быть представлены анионые (лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия, алкилсульфокислоты и их соли, соли жирных кислот, лаурилсаркозинат натрия), цвиттерионные (бетаины жирных кислот, аминокисиды жирных кислот), катионные (четвертичные аммониевые соли жирных кислот), неионогенные ПАВ (диэтаноламиды жирных кислот, алкилполиглюкозиды, оксиэтилированные жирные спирты), а также комплексы ПАВ, представляющие собой смеси анионных, цвиттерионных и неионогенных ПАВ, комплекс ПАВ, представляющий собой смеси катионных, цвиттерионных и неионогенных ПАВ и др. смеси ПАВ.
Под моющими композициями в рамках настоящей группы изобретений подразумеваются средства для стирки (стиральные порошки, гели для стирки, кондиционеры для белья, капсулы для стирки, пятновыводители), чистящие средства (универсальные средства, средства для мытья полов, средства для мытья стекол) и средства для мытья посуды (средства для ручного мытья посуды, гели для посудомоечных машин, таблетки (порошки) для посудомоечных машин, ополаскиватели и капсулы для посудомоечных машин), технические моющие средства (средства для отмывки различных поверхностей, металлических деталей, средства для промывки технологического оборудования).
Представленный состав моющей композиции может также содержать добавки, в том числе комплексообразователи, красители, ароматизаторы, загустители, консерванты, ингибиторы коррозии, регуляторы кислотности. В качестве комлексообразователей могут быть представлены тетранатриевая соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты или глутаминовой кислоты, глюконат натрия и др. В качестве консервантов могут быть представлены бензоат, сорбат натрия и другие консерванты. В качестве регуляторов кислотности могут быть представлены органические кислоты, например, лимонная или молочная кислота. В качестве загустителей могут быть представлены биополимеры: ксантиновая и гуаровая камедь, карбоксиметилцеллюлоза, хлорид натрия и глицерин. В качестве ингибиторов коррозии могут быть представлены моноэтаноламин, метасиликат натрия, уротропин, тиомочевина и др.
Замена мономерного на полученный димерный ПАВ аналогичного класса, в соответствующей концентрации, приводит к повышению смачивающей способности, что повышает эффективность удаления загрязнений, а также к повышению пенообразующей и эмульгирующей способностей моющих композиций более чем на 100% в зависимости от концентрации моющего раствора. Такое преимущество димерных ПАВ достигается за счет низкой ККМ, которая указывает на то, при какой концентрации моющая композиция обладает активностью по отношению к загрязнениям. Поскольку ККМ димерных ПАВ примерно в 10 раз меньше, чем ККМ мономерных ПАВ, то использование димерных ПАВ позволяет моющим средствам быть более эффективными при низких концентрациях.
Под косметическими композициями в рамках настоящей группы изобретений понимаются смываемые и несмываемые косметические композиции.
Использование полученных димерных ПАВ в смываемой косметической композиции усиливает ее эмульгирующую способность более чем на 70%, а также повышает смачивающую способность. Под смываемыми косметическими композициями в рамках настоящей группы изобретений подразумеваются средства по уходу за волосами (шампуни, кондиционеры, бальзамы, ополаскиватели для волос, маски для волос, средства для укладки волос, сухие шампуни), средства по уходу за ребенком (влажные салфетки для детей, детские шампуни, детские гели для душа, детские средства для подмывания и интимной гигиены, детские средства для ванн (пены и экстракты), детские средства для ухода за кожей (крема, лосьоны, молочко), средства по уходу за полостью рта (зубные пасты, зубные порошки, ополаскиватели для полости рта), средства для очищения тела (жидкое мыло или гель для мытья рук, туалетное мыло, пена для ванн, гели для душа), а также средства для бритья (пены и гели для бритья) и др.
Смываемые косметические композиции характеризуются обязательным наличием в их составе функциональной добавки, в качестве которой могут быть представлены загустители, комплексообразователи, витамины, регуляторы кислотности, пищевые красители, ароматизаторы, консерванты, экстракты лекарственных растений, антиоксиданты, аминокислоты, протеины и спирты и др. В качестве загустителя, например, могут быть представлены: глицерин, хлорид натрия, ксантановая и гуаровая камедь, карбоксиметилцеллюлоза, и др. В качестве комплексообразователя могут быть представлены: глюконат натрия, карбоксиметилглюконат натрия, карбоксиметилинулил, тетранатриевая соль глутаминовой кислоты и др. В качестве витаминов могут быть использованы витамины А, В, С, D и Е. В качестве регулятора кислотности могут быть представлены: лимонная кислота, молочная кислота и другие органические кислоты, применяемые в косметических композициях.
Содержание функциональной добавки в составе смываемой косметической композиции составляет от 0.05 до 5 масс. %, что обеспечивает ее требуемую эффективность. В случае, если содержание функциональной добавки будет менее 0.05 масс. %, то потребительские свойства композиции будут нарушены, в следствие чего, эффективность композиции будет низкой. В случае, если содержание функциональной добавки будет более 5 масс. %, то она может негативно воздействовать на кожу лица и рук, что может привести к аллергическим реакциям.
Полученные димерные ПАВ в составе несмываемых косметических композиций выполняют функцию со-эмульгатора, стабилизируя эмульсию вода/масло. Под несмываемыми косметическими композициями в рамках настоящей группы изобретений подразумеваются: средства по уходу за лицом и телом (средства по уходу за губами, средства по уходу за лицом (крема, тоники), средства по уходу за руками и телом (крема, лосьоны, молочко) и дезодоранты), и др. Несмываемые косметические композиции характеризуются обязательным наличием в их составе растительного масла, в качестве которого может быть представлено оливковое, кокосовое, масло жожоба, а также другие растительные масла.
Содержание растительного масла в составе несмываемой косметической композиции составляет от 5.0 до 20 масс. %, что обеспечивает ее требуемую эффективность. В случае, если содержание растительного масла будет менее 5 масс. %, то косметическое средство будет неэффективным и эмульсия вода/мало будет нестабильной. В случае, если содержание растительного масла будет более 20 масс. %, то такая концентрация масел может негативно сказаться на тактильных ощущениях после применения средства, поскольку кожа после использования средства может быть слишком жирной.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, характеризующей димерное ПАВ, имеющее предложенную структурную формулу, способ его получения, активную, а также моющую и косметическую композиции на его основе. Предложенные димерные ПАВ отличаются тем, что синтезированы из легкодоступного сырья растительного происхождения простыми одно- или двухстадийными способами и при применении в малых количествах от 0.05 до 5% в виде добавки к ПАВ активной композиции или в виде компонента рецептур моющих и косметических композиций позволяют существенным образом повысить моющую, эмульгирующую, пенообразующую и смачивающую способности упомянутых композиций.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в создании промышленно доступных димерных ПАВ, способных в малых количествах повышать эффективность моющих и косметических композиций, в которых они применяются, а также в упрощении способов получения димерных ПАВ, тем самым повышается эффективность: димерных ПАВ, способов их получения, а также моющих и косметических композиций, в которых они применяются.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники не известны существенные признаки группы изобретений. Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».
Группа изобретений поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Структурная формула димерного ПАВ, где:
X - мостиковая группа, содержащая следующие фрагменты: (-СН2-)n при n от 2 до 8, (-CH2-CH2-S-S-CH2-CH2-), (-СН2-СН2-О-СН2-СН2-), (-СН2-СН2-С6Н4-СН2-СН2-), (-СН2-СН2-С6Н4-С6Н4-СН2-СН2-);
Y - мостиковая группа, содержащая следующие фрагменты: -СН2-, -СН2-СН2-, -СН2-СН2-СН2-;
R1 - полярная группа, при этом:
- для анионных димерных ПАВ в качестве R1 используются заместители ряда: -SO3Na, -OSO3Na, -COONa;
- для цвиттерионных димерных ПАВ в качестве R1 используются аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, пропил, аллил, -СН2-СН2-О-СН2-СН2-, -СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-, -CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2- и отрицательно заряженные заместители ряда: карбоксиметил, сульфометил, фосфометил;
- для катионных димерных ПАВ в качестве R1 используется аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, бензил и противоионами ряда: хлорид, бромид, метилсульфат;
R2 алифатические заместители с длиной цепи С9-С11, в том числе содержащие двойные связи или смеси с распределением алифатических заместителей, характерных для природных жирных кислот на основе растительных масел.
Фиг. 2 - Структурная формула димерного амина, участвующего в синтезе димерных цвиттерионного и катионного ПАВ, где:
R1 и R3 - заместители ряда метил, этил, пропил, аллил. R1=R2 - заместители ряда -СН2-СН2-О-СН2-СН2-, -СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-, -CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2- и др.
R2 - алифатические заместители с длиной цепи С9-С11, в том числе содержащие двойные связи или смеси с распределением заместителей, характерных для природных жирных кислот кокосового, пальмоядрового и других натуральных растительных масел.
Фиг. 3 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности мономерного цвиттерионного ПАВ с эмульгирующей способностью предложенных димерных цвиттерионных ПАВ.
Фиг. 4 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности мономерного анионного ПАВ с эмульгирующей способностью предложенных димерных анионных ПАВ.
Фиг. 5 - Таблица с результатами сравнения мутности активной композиции, включающей предложенные димерные анионные и цвиттерионные ПАВ.
Фиг. 6 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности моющего средства, включающего предложенный димерный цвиттерионный ПАВ в количестве 30%.
Фиг. 7 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности моющего средства, включающего предложенный димерный цвиттерионный ПАВ при концентрации АПГ С12-С14, составляющей 10%.
Фиг.8 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности моющей композиции, включающей предложенный димерный анионный ПАВ при концентрации АПГ С12-С14, составляющей 10%.
Фиг. 9 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности геля для мытья посуды с концентрацией 6.70%, включающей предложенный димерный цвиттерионный ПАВ.
Фиг. 10 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности геля для мытья посуды с концентрацией 6.05%, включающей предложенный димерный цвиттерионный ПАВ.
Фиг. 11 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности геля для мытья посуды с концентрацией 12.0%, включающей предложенный димерный цвиттерионный ПАВ.
Фиг. 12 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности геля для мытья посуды с концентрацией 4.30%, включающей предложенный димерный цвиттерионный ПАВ.
Фиг. 13 - Таблица с результатами сравнения эмульгирующей способности геля для мытья посуды с концентрацией 5.10%, включающей предложенный димерный цвиттерионный ПАВ.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Для подтверждения достижения группой изобретений указанного технического результата измеряли свойства полученных димерных ПАВ. Пенообразование (высоту столба пены в мм) измеряли методом Росса-Майлса для растворов димерных ПАВ в дистиллированной воде. Концентрация растворов составляла 1%, температура - 40°С. Эмульгирующую способность определяли по измерению уровня эмульгированного масла, образующегося при резком взбалтывании растительного масла с разбавленными растворами димерных ПАВ в соотношении 1:1 по объему. Смачивающую способность определяли по измерению времени погружения образца хлопчатобумажной ткани в растворы ПАВ с разной концентрацией, а именно рассчитывали при какой минимальной концентрации моющего раствора время погружения образца составит не более 300±1 сек. Растворы димерных ПАВ готовили в дистиллированной воде. Концентрация растворов составляла 0.025 - 2 г/л.
Критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ) определяли через измерение поверхностного натяжения водных растворов ПАВ методом отрыва кольца Дю-Нуи на тензиометре PHYWE 02416.00 при температуре 22-25°С. Величину ККМ рассчитывали путем обработки зависимостей поверхностного натяжения от концентраций растворов димерных ПАВ. Влияние добавки димерных ПАВ на растворимость неионогенных ПАВ определяли по измерению мутности и эмульгирующей способности смесей неионогенных ПАВ с димерными ПАВ. Мутность измеряли методом турбидиметрии.
Группа изобретений поясняется следующими конкретными примерами реализации.
Ниже описаны примеры получения димерных ПАВ, обладающих структурной формулой в соответствии с Фиг. 1.
Пример №1. Образец сравнения (цвиттерионный мономерный ПАВ кокоамидопропил бетаин).
Для тестирований использовали цвиттерионный мономерный ПАВ кокоамидопропилбетаин, который имел следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляет 9.5, 61.3, 85.5, 100% соответственно (Фиг. 3). Пенообразующая способность (высота столба пены) составляет 221 мм. ККМ кокоамидопропилбетаина составляет 0.0265 ммоль/л.
Пример №2. Цвиттерионный димерный ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- получали следующим образом. В круглодонную колбу помещали жирные кислоты С9-С11 в количестве 0.07 моль и добавляли спирт в количестве 0.65 - 0.95 моль. Растворение проводили перемешиванием при 500 об/мин. После полного растворения кислот добавляли диамин в количестве 0.07 моль, альдегид в количестве 0.08 - 0.10 моль и диизоцианид в количестве 0.03-0.04 моль и продолжали перемешивание в течение 2-4 часов. Полученный полупродукт представляет собой димерный амин. Далее к димерному амину добавляли алкилирующий агент в количестве от 0.07 - 0.10 моль, основание в количестве 0.01 - 0.02 моль, перемешивали и кипятили с обратным холодильником в течение 4-6 часов. Затем отгоняли растворитель с помощью прямого холодильника при 85-90°С.
Полученный представленным способом цвиттерионный димерный ПАВ с заместителями: X=(-СН2-)6, Y=-СН2-СН2-СН2-, R1=аммониевая группа с заместителями ряда: метил, метил, карбоксиметил и R2=алифатический заместитель с длиной цепи С11 имел следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляла 33.2, 66.6, 90.5, 100% (Фиг. 3). Пенообразующая способность составляет 241 мм. ККМ составляла 0.0058 ммоль/л. Объединение двух молекул цвиттерионного мономерного ПАВ с помощью мостика привело к снижению ККМ на 77.6% (с 0.0265 до 0.0058 ммоль/л), увеличению эмульгирующей способности на 249.5% для моющего раствора с концентрацией 0.025 г/л и увеличению пенообразующей способности (высота столба пены) на 9%.
Пример №3. Цвиттерионный димерный ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С12-С17 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- получали следующим образом. В круглодонную колбу помещали жирные кислоты С12-С17 в количестве 0.07 моль и добавляли спирт в количестве 0.65 0.95 моль. Растворение проводили перемешиванием при 600 об/мин. После полного растворения кислот добавляли диамин в количестве 0.07 моль, альдегид в количестве 0.08 0.1 моль, диизоцианид в количестве 0.03 0.04 моль и продолжали перемешивание в течение 2-4 часов. Полученный полупродукт представлял собой димерный амин. Далее к димерному амину добавляли алкилирующий агент в количестве от 0.07 - 0.10 моль, основание в количестве 0.01 - 0.02 моль, перемешивали и кипятили с обратным холодильником в течение 4-6 часов. Затем отгоняли растворитель с помощью прямого холодильника при 85-90°С.
Полученный представленным способом цвиттерионный димерный ПАВ с заместителями: X=(-СН2-)6, Y=-СН2-СН2-СН2-, R1=аммониевая группа с заместителями ряда: метил, метил, карбоксиметил и R2=алифатический заместитель с длиной цепи С17 имел следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляла 4.7, 14.3, 57.1, 100% (Фиг. 3). Пенообразующая способность составляла 26 мм. Объединение двух молекул цвиттерионного мономерного ПАВ с помощью мостика и увеличение длины алифатических заместителей с С9-С11 до С12-С17 привело к снижению пенообразующей способности (высота столба пены) на 89.2% (с 221 до 26 мм).
Пример №4. Образец сравнения (анионный ПАВ лаурилсульфат натрия).
Для тестирований использовали анионный ПАВ лаурилсульфат натрия, который имел следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляет 5.7, 28.2, 60.5, 78.8% (Фиг. 4). Пенообразующая способность составляла 229 мм. ККМ лаурилсульфата натрия по литературным данным составляет 8.5 ммоль/л [статья Motin М.А., Mia М.А.Н., А.К.М. Islam. J of Saud. Chem. Soc. (2015). V. 19, P. 172-180].
Пример №5. Анионный димерный ПАВ.
Анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и сульфогруппой -SO3Na получали следующим образом. В круглодонную колбу помещали сульфоаминокислоту в количестве 0.05 моль, добавляли альдегид в количестве 0.8 - 0.18 моль, перемешивали и нагревали до 60°С. Затем последовательно добавляли спирт в количестве 0.8 - 1.2 моль и триэтиламин в количестве 0.05 моль и перемешивали. Далее к полученной смеси снова добавляли спирт в количестве 1.2-1.5 моль, жирные кислоты С9-С11 в количестве 0.05 моль и перемешивали при 500 об/мин в течение 2 часов. Затем к полученному раствору добавляли диизоцианид в количестве 0.02-0.03 моль и перемешивали в течение 4 часов. Образовавшийся продукт дополнительно подщелачивали с помощью водного раствора основания с концентрацией 50%. Затем отгоняли растворитель с помощью прямого холодильника при 85-90°С.
Полученный представленным способом анионный димерный ПАВ с заместителями: X=(-СН2-)6, Y=-СН-СН-, R1=-SO3Na и R2=алифатический заместитель с длиной цепи Си имеет следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляет 22.5, 55.7, 78.2, 85.4% (Фиг. 4). Объединение двух молекул анионного мономерного ПАВ с помощью мостика привело к увеличению эмульгирующей способности на 297.0, 97.5, 29.3 и 8,4% для моющих композиций с концентрацией 0.025, 0.05, 0.1 и 0.2 г/л.
Пример №6. Анионный димерный ПАВ.
Анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С12-С17 и сульфогруппой -SO3Na получали следующим образом. В круглодонную колбу помещали сульфоаминокислоту в количестве 0.05 моль, добавляли кетон в количестве 0.8 - 0.18 моль, перемешивали и нагревали до 80°С. Затем последовательно добавляли спирт в количестве 0.8 - 1.2 моль и триэтиламин в количестве 0.05 моль и перемешивали. Далее к полученной смеси снова добавляли спирт в количестве 1.3 - 1.5 моль, жирные кислоты С12-С17 в количестве 0.05 моль и перемешивали при 600 об/мин в течение 2 часов. Затем к полученному раствору добавляли диизоцианид в количестве 0.02 - 0.03 моль и перемешивали в течение 4 часов. Образовавшийся продукт дополнительно подщелачивали с помощью водного раствора основания с концентрацией 50%. Затем отгоняли растворитель с помощью прямого холодильника при 85-90°С.
Полученный представленным способом анионный димерный ПАВ формулы 1 с заместителями: X=(-СН2-)6, Y=-СН2-СН2-, R1=-SO3Na и R2=алифатический заместитель с длиной цепи С17 имеет следующие свойства. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 г/л составляла 0.0, 4.8, 50.0, 85.0% (Фиг. 4).
Ниже описаны примеры активных, а также моющих и косметических (несмываемых и смываемых) композиций с полученными димерными ПАВ, обладающими структурной формулой в соответствии с Фиг. 1.
Пример №7 Активная композиция с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к раствору неионогенного ПАВ алкилполиглюкозида АПГ С12-С14. Концентрация АПГ С12-14 составляла 10%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.05 до 3%. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве от 0.1 до 1% снизило мутность АПГ С12-С14 на 76.1 - 94.4% (Фиг. 5). Причем добавка цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 0.05% снизила мутность АПГ С12-С14 на 58.9%.
Пример №8 Активная композиция с анионным димерным ПАВ.
Анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и сульфогруппой -SO3Na добавляли к раствору неионогенного ПАВ алкилполиглюкозида АПГ С12-С14. Концентрация АПГ С12-С14 составляла 10%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.05 до 3%. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве от 0.1 до 1% снизило мутность АПГ С12-С14 на 62.7 - 96.8% (Фиг. 5).
Пример №9 Моющее средство с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к раствору неионогенного ПАВ алкилполиглюкозида АПГ С12-С14. Концентрация АПГ С12-С14 составляла 30%, количество добавки димерного ПАВ составляло 3%. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 3% повысило эмульгирующую способность АПГ С12-С14 на 1133.3% при концентрации моющего средства, равной 0.1 г/л (Фиг. 6).
Пример №10 Моющее средство с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к раствору неионогенного ПАВ алкилполиглюкозида АПГ С12-С14. Концентрация АПГ С12-С14 составляла 10%, количество добавки димерного ПАВ составляло 0.5 и 1%. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 0.5% повысило эмульгирующую способность АПГ С12-С14 на 300.0% при концентрации моющего средства, равной 0.1 г/л. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 1% повысило эмульгирующую способность АПГ С12-С14 на 1220.0% при концентрации моющего средства, равной 0.1 г/л (Фиг. 7).
Пример №11 Моющее средство с анионным димерным ПАВ.
Анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и сульфогруппой SO3Na добавляли к раствору неионогенного ПАВ алкилполиглюкозида АПГ С12-С14. Концентрация АПГ С12-С14 составляла 10%, количество добавки димерного ПАВ составляло 0.5 и 1%. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве 0.5% повысило эмульгирующую способность АПГ С12-С14 на 828.0 и 47.0% при концентрации моющего средства, равной 0.1 и 0.2 г/л соответственно. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве 1% повысило эмульгирующую способность АПГ С12-С14 на 3060.0 и 23.6% при концентрации моющего средства, равной 0.1 и 0.2 г/л соответственно (Фиг. 8). Пример №12. Образец сравнения (гель для мытья посуды).
Гель для мытья посуды с концентрацией 6.70% имел следующий состав: 3.30% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 1.50% кокоамидопропил бетаин, 93.30% дистиллированной воды. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 г/л составляла 8.6, 29.7, 61.5, 72.9, 95.0, 100.0, 100,0% (Фиг. 9).
Пример №13. Образец геля для мытья посуды с анионным димерным ПАВ.
Гель для мытья посуды с концентрацией 6.70% имел следующий состав: 3.30% анионный димерный ПАВ, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 1.50% кокоамидопропил бетаин, 93.30% дистиллированной воды. Использовался анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и сульфогруппой -SO3Na. Замена мономерного анионного ПАВ на димерный анионный ПАВ привела к увеличению эмульгирующей способности геля для мытья посуды на 119.8, 55.0, 22.0, 37.2 и 5.3% при концентрациях моющих растворов, равных 0.025, 0.05, 0.1, 0.2 и 0.5 г/л. Стопроцентная эмульгирующая способность геля для мытья посуды была достигнута при концентрации 0.2 г/л, тогда как для образца сравнения - при 1 г/л (Фиг. 9).
Пример №14. Образец геля для мытья посуды с цвиттерионным димерным ПАВ.
Гель для мытья посуды с концентрацией 6.70% имел следующий состав: 3.30% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 1.50% цвиттерионный димерный ПАВ, 93.30% дистиллированной воды. Использовался цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил. Замена мономерного цвиттерионного ПАВ на димерный цвиттерионный ПАВ привела к увеличению эмульгирующей способности геля для мытья посуды на 20.2; 54.5; 37.2 и 5.3% при концентрациях моющих растворов, равных 0.05, 0.1, 0.2 и 0.5 г/л. Стопроцентная эмульгирующая способность геля для мыть посуды была достигнута при концентрации 0.2 г/л, тогда как для образца сравнения - при 1 г/л (Фиг. 9).
Пример №15. Образец сравнения (гель для мытья посуды).
Гель для мытья посуды с концентрацией 6.05% имел следующий состав: 3.35% луретсульфат натрия, 1.60% диэтаноламид кокосового масла, 1.10% кокоамидопропил бетаин, 93.95% дистиллированной воды. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2 г/л составляет 0.0, 0.0, 16.0, 29.7, 77.0% (Фиг. 10).
Пример №16. Образец геля для мытья посуды с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу геля для мытья посуды следующего состава: 3.35% луретсульфат натрия, 1.60% диэтаноламид кокосового масла, 1.10% кокоамидопропил бетаин, 93.95% дистиллированной воды. Концентрация геля для мытья посуды составляла 6.05%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.1 до 2.5%. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 0.1% привело к увеличению эмульгирующей способности: на 116.9 - 151.5% (Фиг. 10) при концентрациях 0.5 и 1 г/л. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению эмульгирующей способности с 0.0 до 15.0% и с 0.0 до 31.3% при концентрациях 0.05 и 0.1 г/л, а также к увеличению на 156.2 и 64.9% при концентрациях 0.5 и 1 г/л. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве от 2.5% привело к увеличению эмульгирующей способности: на 116.9 и 176.4% при концентрациях 0.5 и 1 г/л.
Пример №17. Образец сравнения (гель для мытья посуды).
Гель для мытья посуды с концентрацией 12.0% имел следующий состав: 6.6% луретсульфат натрия, 3.2% диэтаноламид кокосового масла, 2.2% кокоамидопропил бетаин, 87.9% дистиллированной воды. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2 г/л составляет 0.0, 0.0, 18.3, 33.2, 82.0% (Фиг. 11).
Пример №18. Гель для мытья посуды с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу геля для мытья посуды следующего состава: 6.6% луретсульфат натрия, 3.2% диэтаноламид кокосового масла, 2.2% кокоамидопропил бетаин, 87.9% дистиллированной воды. Концентрация геля для мытья посуды составляла 12%, количество добавки димерного ПАВ составляло 5.0%. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 5.0% привело к увеличению эмульгирующей способности: на 118.6 и 171.4% при концентрациях 0.5 и 1 г/л.
Ниже представлены примеры несмываемых косметических композиций.
Пример №19. Образец сравнения (крем для рук).
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 5%, а подсолнечного масла - 20%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат приподдержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Эмульгирующая способность составила 78%.
Пример №20. Образец сравнения (крем для рук).
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 6%, а подсолнечного масла 20%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Эмульгирующая способность составила 82%.
Пример №21. Образец крема для рук с цвиттерионным димерным ПАВ.
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 5%, а подсолнечного масла - 20%. Нагретый до 60°С цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к полученной смеси в количестве 0.5%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Добавление цвиттерионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению эмульгирующей способности на 28.2% (с 78.0 до 100.0%).
Пример №22. Образец крема для рук с анионным димерным ПАВ.
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 5%, а подсолнечного масла - 20%. Нагретый до 60°С анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С12-С17 и сульфогруппой -SO3Na добавляли к полученной смеси в количестве 0.5%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению эмульгирующей способности на 28.2% (с 78.0 до 100.0%).
Пример №23. Образец сравнения (лосьон для рук).
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 3%, а подсолнечного масла - 10%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Эмульгирующая способность составила 84%.
Пример №24. Образец лосьона для рук с анионным димерным ПАВ.
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 3%, а подсолнечного масла - 10%. Нагретый до 60°С анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С12-С17 и сульфогруппой -SO3Na добавляли к полученной смеси в количестве 0.5%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению эмульгирующей способности на 16% (с 84.0 до 100.0%).
Пример №25. Образец сравнения (молочко для рук).
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 3,5%, а подсолнечного масла - 5%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Эмульгирующая способность составила 80%.
Пример №26. Образец молочка для рук с анионным димерным ПАВ.
Неионогенный ПАВ глицерилмоностеарат натрия, нагретый до температуры 65-70°С, смешивали с подсолнечным маслом. Концентрация глицерилмоностеарата натрия составляла 3,5%, а подсолнечного масла 5%. Нагретый до 60°С анионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С12-С17 и сульфогруппой -SO3Na добавляли к полученной смеси в количестве 0.5%. Смесь эмульгировали при помощи диспергирующего устройства IKA Т25 digital Ultra Turrax при 16000 об/мин в течение 10 минут. Полученную эмульсию помещали в пробирку и устанавливали в термостат при поддержании постоянной температуры, равной 45°С, в течение 2-х недель. Добавление анионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению эмульгирующей способности на 25% (с 80.0 до 100.0%).
Ниже представлены примеры смываемых косметических композиций. Пример №27. Образец сравнения (гель для мытья рук).
Гель для мытья рук с концентрацией 4.30% имеет следующий состав: 1.70% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 0.70% кокоамидопропил бетаин, 95.70% дистиллированной воды. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2,0.5, 1, 2 г/л составляет 0.0, 15.9,61.8, 94.5, 100.0, 100.0% (Фиг. 12).
Пример №28. Образец геля для мытья рук с цвиттерионным димерным ПАВ.
Гель для мытья рук с концентрацией 4.30% имеет следующий состав: 1.70% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 0.70% цвиттерионный димерный ПАВ, 95.70% дистиллированной воды. Использовался цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил-. Замена мономерного цвиттерионного ПАВ на димерное цвиттерионное ПАВ привела к увеличению эмульгирующей способности геля для мытья посуды на 77.9 и 12.8% при концентрациях моющих растворов, равных 0.05 и 0.1 г/л (Фиг. 12).
Пример №29. Образец сравнения (гель для мытья рук).
Гель для мытья рук с концентрацией 5.10% имел следующий состав: 1.70% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 1.50% кокоамидопропил бетаин, 94.90% дистиллированной воды. Эмульгирующая способность в концентрациях 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 г/л составляет 0.0, 24.5, 63.9, 100.0, 100.0, 100.0% (Фиг. 13).
Пример №30. Образец геля для мытья рук с цвиттерионным димерным ПАВ.
Гель для мытья рук с концентрацией 5.10% имел следующий состав: 1.70% лурилсульфат натрия, 1.90% диэтаноламид кокосового масла, 1.50% цвиттерионный димерный ПАВ, 94.90% дистиллированной воды. Использовался цвиттерионный димерный ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил-. Замена мономерного цвиттерионного ПАВ на димерный цвиттерионный ПАВ привела к увеличению эмульгирующей способности геля для мытья посуды с 0 до 4.8% при концентрации 0.025 г/л, а также на 17.5 и 8.1% при концентрациях моющих растворов, равных 0.05 и 0.1 г/л (Фиг. 13).
Пример №31. Образец сравнения (пенка для умывания с одним ПАВ).
Пенка для умывания с концентрацией 2.45% имеет следующий состав: 2.10% лурилсаркозинат натрия, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.05% регулятор кислотности кислота лимонная, 97.55% дистиллированной воды. Уровень пены составил 0 мм, устойчивость пены оставила 0%. Образец обладаетсмачивающей способностью при концентрации 48.5 г/л. Смачивающая способность составляет 288 сек.
Пример №32. Образец пенки для умывания с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу пенки для умывания следующего состава: 2.10% лурилсаркозинат натрия, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.05% регулятор кислотности кислота лимонная, 97.55% дистиллированной воды. Концентрация пенки для умывания составляла 2.45%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.5 до 1%. Добавление цвитерионного димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению уровня пены с 0.0 до 20.0 мм, а устойчивости пены с 0 до 96%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 40.5 г/л. Смачивающая способность составляет 289 сек. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% привело к увеличению уровня пены с 0.0 до 21.8 мм, а устойчивости пены с 0 до 94%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 15.0 г/л. Смачивающая способность составляет 284 сек.
Пример №33. Образец сравнения (пенка для умывания с одним ПАВ).
Пенка для умывания с концентрацией 5.35% имеет следующий состав: 5.00% кокоамидопропилбетаин, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.05% регулятор кислотности кислота лимонная, 94.65% дистиллированной воды. Уровень пены составил 52.0 мм, устойчивость пены составила 95%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 19.5 г/л. Смачивающая способность составляет 300 сек.
Пример №34. Образец пенки для умывания с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу пенки для умывания следующего состава: 5.00% кокоамидопропилбетаин, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.05% регулятор кислотности кислота лимонная, 94.65% дистиллированной воды. Концентрация пенки для умывания составляла 5.35%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.5 до 1%. Добавление димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению уровня пены с 52.0 до 60.0 мм, а устойчивости пены с 95 до 98%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 9.5 г/л. Смачивающая способность составляет 304 сек. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% привело к увеличению уровня пены с 52.0 до 61.0 мм, а устойчивости пены с 95 до 97%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 7.5 г/л. Смачивающая способность составляет 241 сек.
Пример №35. Образец сравнения (прототип пенки для умывания с двумя ПАВ).
Пенка для умывания с концентрацией 5.40% имела следующий состав: 3.00% алкилполиглюкозит C8-C14, лаурилсаркозинат натрия 1.00%, глицерин 1.00%, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.10% регулятор кислотности кислота лимонная, 94.60% дистиллированной воды. Уровень пены составил 60 мм, устойчивость пены оставила 87%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 17.5 г/л. Смачивающая способность составляет 295 сек.
Пример №36. Образец пенки для умывания с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу пенки для умывания следующего состава: 3.00% алкилполиглюкозит C8-C14, лаурилсаркозинат натрия 1.00%, глицерин 1.00%, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.10% регулятор кислотности кислота лимонная, 94.60% дистиллированной воды. Концентрация пенки для умывания составляла 5.40%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.5 до 1%. Добавление димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению уровня пены с 60.0 до 61.0 мм, а устойчивости пены с 87 до 96%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 10.0 г/л. Смачивающая способность составляет 300 сек. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% не привело к увеличению уровня пены. Уровень пены составил 60.0 мм, а устойчивость пены увеличилась с 87 до 94%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 10.5 г/л. Смачивающая способность составляет 285 сек.
Пример №37. Образец сравнения (прототип пенки для умывания с одним ПАВ).
Пенка для умывания с концентрацией 3.40% имеет следующий состав: 3.00% кокоамфоацетат, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.10% регулятор кислотности кислота лимонная, 96.60% дистиллированной воды. Уровень пены составил 26.0 мм, устойчивость пены составила 85%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 31.0 г/л. Смачивающая способность составляет 298 сек.
Пример №38. Образец пенки для умывания с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу пенки для умывания следующего состава: 3.00% кокоамфоацетат, 0.30% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.10% регулятор кислотности кислота лимонная, 96.40% дистиллированной воды. Концентрация пенки для умывания составляла 3.40%, количество добавки димерного ПАВ варьировали от 0.5 до 1%. Добавление димерного ПАВ в количестве 0.5% привело к увеличению уровня пены с 26.0 до 33.0 мм, а стабильности пены с 85 до 95%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 15.0 г/л. Смачивающая способность составляет 311 сек. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% привело к увеличению уровня пены с 25.0 до 35.0 мм, а устойчивости пены с 85 до 95%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 10.0 г/л. Смачивающая способность составляет 291 сек.
Пример №39. Образец сравнения (пенка для умывания с одним ПАВ).
Пенка для умывания с концентрацией 1.68% имела следующий состав: 1.5% лурилсаркозинат натрия, 0.15% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.03% регулятор кислотности кислота лимонная, 98.32% дистиллированной воды. Уровень пены составил 0 мм, устойчивость пены оставила 0%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 49.5 г/л. Смачивающая способность составляет 288 сек.
Пример №40. Образец пенки для умывания с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу пенки для умывания следующего состава: 1.5% лурилсаркозинат натрия, 0.15% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.03% регулятор кислотности кислота лимонная, 98.32% дистиллированной воды. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% привело к увеличению уровня пены с 0.0 до 19 мм, а устойчивости пены с 0 до 91%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 16 г/л. Смачивающая способность составляет 278 сек.
Пример №41. Образец сравнения (гель для душа).
Гель для душа с концентрацией 18.85% имел следующий состав: 10.5% алкилполиглюкозит С8-С14, лаурилсаркозинат натрия 3.5%, глицерин 3.5%, 1% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.35% регулятор кислотности кислота лимонная, 81.15% дистиллированной воды. Уровень пены составил 62 мм, устойчивость пены оставила 90%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 18 г/л. Смачивающая способность составляет 290 сек.
Пример №42. Образец геля для душа с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттеринное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу геля для душа следующего состава: 10.5% алкилполиглюкозит C8-C14, лаурилсаркозинат натрия 3.5%, глицерин 3.5%, 1% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.35% регулятор кислотности кислота лимонная, 81.15% дистиллированной воды. Концентрация геля для душа составляла 18.85%, количество добавки димерного ПАВ составляло 1%. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% не привело к увеличению уровня пены. Уровень пены составил 62.0 мм, а устойчивость пены увеличилась с 90 до 95%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 9.5 г/л. Смачивающая способность составляет 284 сек.
Пример №43. Образец сравнения (детский гель для душа)
Гель для душа с концентрацией 9.15% имеет следующий состав: 5% алкилполиглюкозит C8-C14, лаурилсаркозинат натрия 1.8%, глицерин 1.7%, 0,5% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.15% регулятор кислотности кислота лимонная, 90.85% дистиллированной воды. Уровень пены составил 59 мм, устойчивость пены оставила 85%. Образец обладает смачивающей способностью при концентрации 19 г/л. Смачивающая способность составляет 293 сек.
Пример №44. Образец детского геля для душа с цвиттерионным димерным ПАВ.
Цвиттерионное димерное ПАВ с алифатическими заместителями С9-С11 и аминогруппой с заместителями: метил-, метил-, карбоксиметил- добавляли к прототипу геля для душа следующего состава: 5% алкилполиглюкозит C8-C14, лаурилсаркозинат натрия 1.8%, глицерин 1.7%, 0,5% комплексообразователь тетранатриевая соль глутаминовой кислоты, 0.15% регулятор кислотности кислота лимонная, 90.85% дистиллированной воды. Концентрация геля для душа составляла 9.15%, количество добавки димерного ПАВ составляло 1%. Добавление димерного ПАВ в количестве 1% привело к увеличению уровня пены с 59 до 62.0 мм. Устойчивость пены увеличилась с 85 до 90%. Образец после добавления димерного ПАВ обладает смачивающей способностью при концентрации 9.3 г/л. Смачивающая способность составляет 288 сек.
Результаты показали, что разработанные димерные ПАВ превосходят мономерные ПАВ аналогичной природы по величине пенообразующей и эмульгирующей способности. Такое преимущество димерных ПАВ достигается за счет низкой ККМ, которая указывает на то, при какой концентрации моющие композиции обладают активностью по отношению к загрязнениям. Известно, что при применении моющие средства, содержащие ПАВ многократно разбавляются. Поскольку ККМ димерных ПАВ примерно в 10 раз меньше, чем ККМ мономерных ПАВ, то использование димерных ПАВ позволяет моющим средствам быть более эффективными при низких концентрациях.
Представленные в изобретении димерные ПАВ улучшают пенообразующие свойства косметических композиций. При использовании димерных ПАВ в качестве добавки к ПАВ происходит агрегация димерных ПАВ с мономерными ПАВ, что приводит к стабилизации и повышению уровня пены. Такое свойство димерных ПАВ подходит для применения с целью усиления потребительских свойств моющих, и косметических композиций. Следует отметить, что в рецептурах смываемых косметических средств разработанные димерные ПАВ так же повышают смачивающую способность, что способствует усилению эффективности рецептур.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в создании промышленно доступных димерных ПАВ, способных в малых количествах повышать эффективность моющих и косметических композиций, в которых они применяются, а также в упрощении способов получения димерных ПАВ, тем самым повышается эффективность: димерных ПАВ, способов их получения, а также моющих и косметических композиций, в которых они применяются.
Группа изобретений относится к косметическим продуктам, моющим и чистящим композиция. Раскрыто димерное поверхностно-активное вещество
где X – (-СН2-)n, n от 2 до 8, (-CH2-CH2-S-S-CH2-CH2-), (-CH2-CH2-O-CH2-CH2-), (-CH2-CH2-С6Н4-CH2-CH2-), (-CH2-CH2-С6Н4-С6Н4-CH2-CH2-); Y – -CH2-, -CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-; R1 для анионных - -SO3Na, -OSO3Na, -СООNa; для цвиттерионных - аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, пропил, аллил, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2- и отрицательно заряженными заместителями ряда: карбоксиметил, сульфометил, фосфометил; для катионных - аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, бензил и противоионами ряда: хлорид, бромид, метилсульфат; R2 – алифатические заместители с длинной цепи C9-C17. Также раскрыты способ получения димерного ПАВ, активная композиция ПАВ, моющая композиция, косметическая композиция. Группа изобретений обеспечивает создание промышленно доступных димерных ПАВ, способных в малых количествах повышать эффективность моющих и косметических композиций. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 13 ил., 44 пр.
1. Димерное поверхностно-активное вещество (ПАВ), имеющее структурную формулу:
где:
X - мостиковая группа, содержащая следующие фрагменты: (-CH2-)n при n от 2 до 8, (-CH2-CH2-S-S-CH2-CH2-), (-CH2-CH2-Q-CH2-CH2-), С-CH2-CH2-С6Н4-CH2-CH2-), (-CH2-CH2-С6Н4С6Н4-CH2-CH2-);
Y - мостиковая группа, содержащая следующие фрагменты: -CH2-,-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-;
R1 - полярная группа, при этом:
- для анионных димерных ПАВ в качестве R1 выступают заместители ряда: -SO3Na, -OSO3Na,-COONa;
- для цвиттерионных димерных ПАВ в качестве R1 выступает аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, пропил, аллил, -CH2-CH2-О-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2- и отрицательно заряженными заместителями ряда: карбоксиметил, сульфометил, фосфометил;
- для катионных димерных ПАВ в качестве R1 выступает аммониевая группа с сочетанием заместителей ряда: метил, этил, бензил и противоионами ряда: хлорид, бромид, метилсульфат;
R2 - алифатические заместители с длинной цепи С9-С17, в том числе содержащие двойные связи или смеси с распределением алифатических заместителей, характерных для природных жирных кислот на основе растительных масел.
2. Способ получения димерного поверхностно-активного вещества (ПАВ) по п. 1, при выполнении которого:
- анионное димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с п. 1, получают путем смешения в среде спирта природных жирных кислот ряда С9-С17 с сульфоаминокислотами, альдегидами или кетонами, и диизоцианидами;
- цвиттерионное или катионное димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с п. 1, получают путем:
- смешения жирных кислот ряда С9-С17, диаминов, альдегидов или кетонов, диизоцианидов и спирта;
- смешения полученного димерного амина с алкилирующим агентом, при этом:
- для получения цвиттерионного димерного ПАВ в качестве алкилирующего агента используют карбоксиметилирующий, или сульфометилирующий, или фосфометилирующий агенты;
- для получения катионного димерного ПАВ в качестве алкилирующего агента используют метилирующий, этилирующий или бензилирующий агенты.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве природных жирных кислот используют растительные масла, в том числе кокосовое или пальмоядровое масло.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве сульфоаминокислоты используют вещества ряда: 2-аминоэтансульфоновая, 3-аминопропансульфоновая, или ряда: 3-аминобензолсульфоновая кислота.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве альдегида используют вещества ряда: формальдегид, ацетальдегид или пропиональдегид.
6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве кетонов используют вещества ряда: диметилкетонон, метилэтилкетон, диэтилкетон.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве диизоцианидов используют гексаметилендиизоцианид, тетраметилендиизоцианид или пентаметилендиизоцианид.
8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что получение димерного анионного ПАВ проводят в присутствии аминов из ряда: триэтиламин, триэтаноламин, этилдиметиламин, а также оснований ряда: каустическая сода, кальцинированная сода, карбонат калия, гидрокарбонат натрия.
9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве карбоксиметилирующего агента при получении цвиттерионного димерного ПАВ используют монохлоруксусную кислоту или натриевую соль монохлоруксусной кислоты.
10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве сульфометилирующего агента при получении цвиттерионного димерного ПАВ используют хлорметансульфоновую или хлорэтансульфоновую кислоту.
11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве фосфометилирующего агента при получении цвиттерионного димерного ПАБ используют фосфористую кислоту в присутствии формалина или олеум в присутствии формалина.
12. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при получении цвиттерионного или катионного димерного ПАВ сначала получают димерный амин, имеющий структурную формулу:
где:
R1 и R3 - заместители ряда метил, этил, пропил, аллил, R1=R3 - заместители ряда -CH2-CH2-О-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-,
R2 - алифатические заместители с длиной цепи С9-С17, в том числе содержащие двойные связи или смеси с распределением заместителей, характерных для природных жирных кислот кокосового или пальмоядрового растительных масел.
13. Активная композиция поверхностно-активных веществ (ПАВ), включающая ПАВ, димерное анионное, или цвиттерионное, или катионное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с п. 1, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
14. Активная композиция по п. 13, отличающаяся тем, что в качестве ПАВ представлен неионогенный полимерный ПАВ или гидрофобные неионогенные ПАВ.
15. Активная композиция по п. 13, отличающаяся тем, что содержание димерного анионного ПАВ в ней составляет от 0,05 до 3 масс. %.
16. Активная композиция по п. 15, отличающаяся тем, что содержание димерного анионного ПАВ в ней составляет от 0,1 до 1 масс. %.
17. Активная композиция по п. 13, отличающаяся тем, что содержание димерного цвитерионного ПАВ в ней составляет от 0,05 до 3 масс. %.
18. Активная композиция по п. 17, отличающаяся тем, что содержание димерного цвитерионного ПАВ в ней составляет от 0,1 до 1 масс. %.
19. Моющая композиция, включающая ПАВ, димерное анионное или цвиттерионное или катионное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с п. 1, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
20. Моющая композиция по п. 19, отличающаяся тем, что содержание димерного анионного ПАВ в ней составляет от 0,05 до 3 масс. %.
21. Моющая композиция по п. 20, отличающаяся тем, что содержание димерного анионного ПАВ в ней составляет от 0,1 до 1 масс. %.
22. Моющая композиция по п. 19, отличающаяся тем, что содержание димерного цвиттерионного ПАВ в ней составляет от 0,05 до 3 масс. %.
23. Моющая композиция по п. 22, отличающаяся тем, что содержание димерного цвиттерионного ПАВ в ней составляет от 0,1 до 1 масс. %.
24. Косметическая композиция, включающая ПАВ, димерное ПАВ, имеющее структурную формулу в соответствии с п. 1, а также растительное масло и функциональную добавку, и воду, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
25. Косметическая композиция по п. 24, отличающаяся тем, что содержание димерного цвиттерионного ПАВ в ней составляет от 0,5 до 1 масс. %.
26. Косметическая композиция по п. 24, отличающаяся тем, что содержание димерного анионного ПАВ в ней составляет 0,5 масс. %.
| US 6204297 B1, 20.03.2001 | |||
| US 20200181479 A1, 11.06.2020 | |||
| Моющее средство индивидуального пользования (варианты) | 2014 |
|
RU2675106C2 |
| Способ и устройство для магнитной записи звука | 1935 |
|
SU45427A1 |
| СПОСОБ И КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ НА ОСНОВЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И НЕИОНОГЕННОГО ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА | 2013 |
|
RU2635307C1 |
| УГАРОВ Е.Н | |||
| и др | |||
| Синтетические моющие средства технического назначения, Москва, 1975, Научно-исследовательский институт технико-экономических исследований, НИИТЭХИМ, стр.12,14 | |||
| Большая Медицинская Энциклопедия | |||
