Turbiscan分散體系的穩定性分析 | 洗滌劑性能快速測試

背景

洗衣液在家庭與商業場景中均扮演著關鍵角色，為織物護理、清潔衛生提供解決方案。隨著消費者對高效可持續清潔需求的不斷提升，制造商面臨著嚴峻的挑戰：需要開發既能有效去除多種污漬，又能維護織物完整性且符合環保法規的洗滌劑配方。清潔效能評估對產品開發至關重要，然而傳統測試方法往往耗時費力。因此，諸如TURBISCAN所提供的快速可靠分析技術，對于加速洗滌劑評估與創新進程正發揮著日益重要的作用。

TURBISCAN：工作原理

TURBISCAN（穩定性分析儀）技術，基于靜態多重光散射（SMLS）原理，向樣品發射880nm的光脈沖，同時采集樣品全高度范圍內的背向散射信號（BS）和透射信號（T）。通過以特定頻率持續重復測量，該儀器可實現對物理過程的實時監測。

根據米氏理論，信號與顆粒濃度（φ）和粒徑(d)直接相關：

BS和T 的測量可以在掃描模式下進行，以提供均勻性和穩定性測量，也可以在非常高的頻率下進行，以進行快速的時間分辨和在線測量。測量是在樣品原位狀態下進行的，不需要任何稀釋。

此外，TURBISCAN DNS可通過以下方式監測信號演變：

• 用于自動化快速配方篩選的混合功能（TMIX），攪拌棒直接置于測量單元內。

• 在線測量和放大或工藝優化的循環功能（TLOOP）。本文使用的模塊。

(TURBISCAN DNS)

洗衣液配方洗滌效率的評價方法

將1 cm² 的組織樣本用含有5 wt.%姜黃素的50 μL 棕櫚油染色，以模擬持久的織物污漬。將染色后的織物樣本置于專用玻璃瓶底部，用二次密封固定，玻璃瓶用專為 TLOOP模塊優化流動設計的特殊瓶蓋密封，然后將玻璃瓶置于TURBISCAN DNS中。用純水沖洗系統后，連接第二個裝有洗衣液配方（用水稀釋至3 wt%濃度）的玻璃瓶，建立閉環使溶液在兩個玻璃瓶之間循環（見圖1）。

圖1.  用TURBISCAN DNS研究洗衣液去污作用的液體流動示意圖

透射和背散射光強曲線每30秒記錄一次，持續3小時。結果顯示，瓶底處的背散射光強度增加，對應于染色組織，而頂部的透射率較高，表明水相中存在乳化染色分子和洗衣劑活性成分（見圖2）。

圖2. 配方1中透射和背向散射隨樣品高度和時間的變化

通過對透射光強在洗滌劑溶液循環過程中的監測，我們觀察到透射光強的下降，透射率降低是由于污漬在洗滌劑溶液中分散所致，這使得液體的透明度逐漸降低。

在洗衣液溶液循環過程中，透射光強信號在液相中呈現出逐漸下降的趨勢，投射光強信號的降低與污漬逐漸轉移到洗滌劑溶液中相關；隨著更多污漬從織物中被去除并分散或乳化于液體中，溶液的透射光強信號也隨之降低。光學性質的這一變化為洗滌效率提供了定量指標，因為更強的去污能力會導致透射光強信號的進一步度下降。

為了進一步評估洗滌性能，我們將三種不同洗衣液配方與作為對照的純水進行了清潔效率對比。通過監測各樣品透射光強信號*隨時間變化的過程（圖3），我們能夠直接評估在相同條件下，它們去除和乳化污漬的能力。

*如果洗滌劑配方在成分或初始光學性質方面存在顯著差異，建議使用相對于各樣品初始透射率計算的歸一化透射率（ΔT /T0）值。

圖3. 透射率隨洗滌劑循環時間的變化

從圖3可以得出以下結論：

• 與水相比，洗滌劑溶液在清除織物污漬方面具有明顯優勢。

• 在測試的3種制劑中，配方1顯示出透射光強度下降幅度最da（透明度較低，因此去污力更強）。

• 不僅透射光強度最低（具有最gao的去污率），還具有最gao的去污效率（在45分鐘內達到最低透射光強度）。

配方可按從最gao效到最低效的順序進行排序。

圖4：洗衣液測試后的樣品圖片

結論

TURBISCAN DNS提供了一種快速、定量且無損的去污效率評估方法，可實時檢測污漬去除的動態過程。該設備無需對樣品進行稀釋，在樣品原位狀態下即可監測透射光和背向散射光，從而實現配方間的精確比較。這有助于加速產品開發進程，有效的支持配方優化，并實現可靠的性能基準評估。因此TURBISCAN成為推動洗衣液評估創新的重要工具。