Кокамидопропилбетаин PADAINE

Введение

Кокамидопропилбетаин (CAPB) – это амфотерный вид сурфактанта, широко используемый в индустрии здравоохранения, косметики, личной гигиены и бытовых товаров, таких как моющие средства, шампуни и зубные пасты. С химической точки зрения CAPB обычно используется в качестве эмульгатора, модификатора реологии, стабилизатора и усилителя пены. CAPB совместим с большинством промышленных сурфактантов, будь то анионные, катионные или неионные, и обычно используется в промышленных продуктах в сочетании с этими сурфактантами для усиления и стабилизации их свойств. Одним из основных преимуществ использования CAPB по сравнению с другими распространенными сурфактантами является его способность использования в широком диапазоне pH.

Внешние характеристики

Торговые продукты CAPB обычно поставляются в виде жидкости вязкой белого или слегка желтоватого цвета с небольшим запахом жира. Эта жидкость растворима в таких соединениях, как вода, этанол и изопропанол, но нерастворима в неполярных соединениях, таких как нефтяные растворители и длинноцепочечные спирты.

Структура и механизм действия

Кокамидопропилбетаин (CAPB) описывается химической формулой C19H38N2O3. Химическая структура CAPB состоит из четырех частей:

• Длинная алкильная цепь: производное кокосового масла, усиливающее взаимодействие с полярными соединениями и отталкивающее воду
• Амидная связь (C=O–NH): связь между углеводородной цепью и пропиламиновой группой
• Четвертичный аммоний: группа с центральным атомом N+, образующая катионную часть молекулы
• Карбоксилатная группа (COO⁻): несущая отрицательный заряд и служащая для нейтрализации электрического заряда

Фактически, бетаины, включая CAPB, химически относятся к четвертичным аммониевым соединениям, но в отличие от обычных четвертичных аммониевых соединений, они не содержат подвижных ионов.
Одной из важных особенностей CAPB, способствующей его широкому применению, является его хорошая работоспособность в широком диапазоне pH. Кроме того, CAPB хорошо совместим с различными типами анионных, катионных, амфотерных и неионных ПАВы. Главное и, возможно, единственное исключение из этого – совместимость с анионными ПАВы при очень низком pH.
Бетаины обладают мягкими свойствами и хорошо совместимы с кожей, что делает их привлекательным выбором для применения в шампунях и моющих средствах, а также облегчает их использование в качестве вспомогательных (вторичных) ПАВ. Например, использование CAPB вместе с анионными ПАВ приводит к снижению кожной чувствительности, вызванной анионными ПАВ.

С другой стороны, CAPB имеет некоторую чувствительность к жесткости воды и сохраняет свою производительность в водах с различной степенью жесткости. Поскольку жесткость воды влияет на производительность обычных анионных ПАВы, это особенно важно, когда CAPB используется для стабильности и улучшения пены наряду с анионными ПАВы.

Химическая формула бетаина

Как уже объяснялось ранее, CAPB обычно используется вместе с другими ПАВы для улучшения их свойств. Одновременное присутствие положительных и отрицательных ионов в структуре этого соединения делает его высоко совместимым с различными типами анионных, катионных, амфотерных и неионных ПАВы, а также повышает его стабильность при различных кислотных или щелочных значениях pH. Эта высокая совместимость является одной из причин превосходства кокамидопропилбетаина над другими коко-бетаинами.

Химическая формула CAPB

Возможные применения в различных отраслях

Kосметические средства, средства личной гигиены и моющие средства

В формулировке многих шампуней и моющих средств CAPB используется для улучшения и стабилизации работы анионных ПАВы, а также для увеличения вязкости продукта. Кроме того, CAPB обладает свойствами кондиционирования и загущения, что дополнительно увеличивает его использование, особенно в шампунях. Как уже упоминалось ранее, мягкий характер кокамидопропилбетаина и его повышенная совместимость с кожей также способствуют его широкому использованию.
Следует отметить, что CAPB, сохраняя моющую способность и стабильность продукта, также сохраняет естественную влагу кожи и предотвращает ее сухость. Эта особенность делает CAPB подходящим выбором для использования в телесных шампунях, гелях для ванны и пены для ванн.

Текстильная промышленность

Использование CAPB в текстильных формулах обычно служит двум целям: во-первых, как и другие ПАВы, CAPB снижает поверхностное натяжение и увеличивает смачиваемость соединений. Во-вторых, CAPB является одним из наиболее известных кондиционеров и антистатических агентов, используемых в текстильной промышленности. Фактически, волокна обычно приобретают отрицательный электрический заряд вследствие трения, и поэтому соединения, такие как кокамидопропилбетаин, способны нейтрализовать этот электрический заряд, придавая ткани большую мягкость.

Смягчители

Одним из способов использования кокамидопропилбетаина является его применение в формулировании кондиционирующих агентов (часто с кокосовым маслом). CAPB не только уменьшает трение, но и стабилизирует эмульсию других компонентов формулы.

Краска, эпоксидная смола, полимеры и пластмассы

CAPB является одним из наиболее известных эмульгаторов, используемых в процессе эмульсионной полимеризации. Например, CAPB считается одним из наиболее распространенных компонентов, используемых в эмульсионной полимеризации стирола. Высокая стабильность мицелл, образующихся из этого соединения, и высокая совместимость с различными окружающими условиями являются одной из основных причин использования CAPB в этой отрасли.

Нефть и газа

Один из важных способов применения ПАВ – в процессах увеличения извлечения нефти (EOR). Эти соединения помогают улучшить поток заключенной нефти путем снижения межфазного напряжения между водой и нефтью. Амфотерный характер CAPB способствует его эффективной работе в широком диапазоне температур и вод с различной концентрацией солей.

Факторы окружающей среды и здоровье человека

Как уже было объяснено, CAPB – это мягкий ПАВ, который хорошо совместим с кожей. Поэтому, несмотря на некоторые отчеты о чувствительности, CAPB считается безопасным ПАВ.
Кроме того, кокамидопропилбетаин относится к категории биоразлагаемых ПАВ. Анализ CAPB на более мелкие соединения также существенно снижает риски, связанные с водными организмами.