Modulo Surfactantes

COSMETICOS. EJERCICIOS SURFACTANTES 2016-1 Buenas noches apreciados estudiantes. Con el fin de integrar algunos aspectos que hemos tenido en cuenta en este módulo de surfactantes, les describo un resumen con elementos prácticos. Espero que lo revisen y me consulten cualquier inquietud. La idea es consolidar un poco más este tema que es estratégico en nuestras aplicaciones.

El estudio de algunas propiedades de los surfactantes nos ayuda a comprender sus roles más importantes en los cosméticos y preparados de limpieza hogar. Roles como humectantes, emulgentes, espumantes, reductores de la tensión superficial. del agua. El reconocimiento cualitativo y cuantitativo de sus estructuras anfifilas nos orientan sobre su orientación en las interfaces. Recordemos que las matrices cosméticas heterogéneas conjugan varias interfases Con el fin de aclarar las opciones de cálculo relacionados con manejo de surfactantes; algunos estimativos los recuerdo en este documento. Con los jabone podemos estimar la participación de la cadena hidrocarbonada del anfifilo conociendo el valor acido( mgs de KOH/ gramo del acido graso) aportante de dicha cadena. Por ejemplo si conocemos un valor acido de 197,2 interpretamos que se requiere 197,2 mgs de KOH para neutralizar cada gramo de este acido graso. Entonces con un quivalentede KOH(56 gramos) podemos estimar el peso molecular de un equivalente de acido graso asi: 0,197 g de KOH se requiere para neutralizar un gramo de acido graso, un equivalnete de KOH(56g) cuanto acido graso neutraliza? 1/0,19. 72 * 56 =284. Sigifica que un equivalente de este acido graso tiene peso molecular d e 284. Con esto conozco la cadena hidrocarbonada. C18. Estos cálculos lo podemos orientar hacia balances que nos da mas información para la formulación, evaluación y funcionalización de jabones.

con ácido sulfonico del dodecil benceno nos acercan a la comprensión y soporte de información que tiene que ver con orientación del anfifilo por ejemplo para reconocer roles de remoción de suciedad(limpieza), estructura y perfil de biodegradabilidad( acumulación en aguas) agregación micelar y con este valor estimar dosificación y orientación para el uso. para ilustrar una de las aplicaciones con los surfactantes para funcionalización de limpieza en detergentes, les refresco lo siguiente:

1. Para recordar veníamos o armábamos un problema con datos de otras sesiones donde aprendimos y reconocimos que el valor ácido del DDBS nos puede conducir a ponderar el peso molecular de este. 0,180 gramos de KOH se requieren para neutralizar el valor ácido de 1 gramo de DDBS. Nos preguntamos 1 equivalente de KOH (56 gramos) cuánto puede neutralizar de DDBS 1 g DDBS * 56 g KOH= 311,11 0,180 g KOH Las unidades nos dicen que corresponde a 311,1 gramos de DDBS que sería el peso molecular de esta especie. 2. En otro paso del ejercicio, valoramos las implicaciones en los cálculos del ambiente químico y lo ilustramos con acidez libre que puede estar presente en este tipo de especie química. Y además evaluamos la pureza, 95%, 97% en el DDBS e implicaciones en la materia activa. Para el caso de la acidez libre, lo ilustramos con ácido sulfúrico, creo que presente en el ejercicio entre 1,0 a 1,3% p/p en el DDBS 3. En otro paso más avanzado ilustramos la afectación del anfífilo DDBS con hidróxido de sodio , con trietanolamina, con hidróxido de amonio entre otros álcalis. Hicimos la observación que frecuentemente uno trabaja con mezclas conforme al diseño que nos proponemos para funcionalizar las propiedades de detergencia, sobre un tipo de tejido, y la suciedad. 4. Luego, reconocimos que el peso molecular de la especie detergente es producto de la mezcla de los surfactantes que involucremos, es decir si funcionalizo la materia activa con una mezcla por ejemplo 80:20 entre DDBSTEA : DDBSNa, entonces calculamos su participación en términos de promedio ponderado. Aquí es bueno recordar que los cálculos los hicimos gravimétricamente usando balance estequimétrico y tratamos de recordar lo ágil y amigable del factor gravimétrico (FG). 5. DDBS. PM: 311,1. Remitirse a las diapositivas PM DDBSNa: 311,1-1+23= 333,1 En términos de FG seria:

333,1 = 1,0707 311,1

Es decir, con un gramo de DDBS obtenemos 1,0707 gramos de DDBSNa.

Si la materia activa estaba prevista en 10% de DDBS, sería 10, 707% como DDBSNa para este caso. Si tuviera una mezcla de DDBSTEA : DDBSNa 80:20 el peso molecular promedio ponderado seria: {(3311,+149)*80%} + {(333,1)*20%} = 434,62 gramos. Por lo tanto el factor gravimétrico es de:

434,62 =1,3970 311,1

Con gran implicación en la materia activa. Si estaba prevista al 20% inicialmente en DDBS ahora quedaría en 20*1,3970 = 27,94% como DDBSTEA + DDBSNa 6. Llegamos a un punto donde queremos ilustrar cualicuantitativamente pautas para la dosificación o recomendaciones de uso para el usuario. Considerando que la agregación micelar para esta mezcla de surfactantes(anionicos) puede estar alrededor de (1/10.000 a 1/1000.000) mol/litro, estimar la cantidad de detergente de esta formulación necesario para evidenciar propiedades funcionales. Desagreguemos: El rango donde encuentro la agregación micelar significa que en términos de moles/litro la hallo entre 10−6 (1/1000.000) 10−4 (1/10.000) Si el peso molecular promedio ponderado de la especie surfactante para la elaboración del detergente es de 434 gramos, entonces teóricamente el punto de agregación lo podemos hallar entre 434x10−4 y 434x10−6 gramos/litro o también así: 43,4 y 0,434 mg/litro Aproximemos que el FG está en 1,4 (434/311). Entonces la materia activa inicial de 20% ahora se puede contemplar de 28% (de 1,4 *20%) Ojo. Y aclaración Si la especie detergente está al 28%, se encuentra diluida respecto a la unidad del 100%. ¿Cuántas veces? 100 =3,5714 veces. 28 Entonces para llevar a especificación de agregación micelar hacemos el ajuste. ¿Cuántas veces? Por el factor 3,5714. Así: (43,4 – 0,434) mg/litro *3,5714 = (155 – 1,55) mg/litro

Ahora la otra vía de cálculo que describimos en la clase fue esta: Se requieren 43,44 mg/litro de especie surfactante del 100%. Si se usa del 28% ¿cuánto se requiere? 43,44*100 = 155 mg /litro.. 28 Igualmente se calcula para el otro extremo del rango y obtenemos que el rango de inferior a mayor para la agregación micelar es de: 15,5mg/litro a 155 mg/litro de esta mezcla surfactante.

La subfamilia de surfactantes de alquil éter sulfatos no permite comprender criterios contemplados en diseños de formulación y valoración de funcionalidad mediante perfiles de citotoxicidad apoyados en la especie surfactante anionica(alquil éter sulfato) Hacemos estimativos de la fracción alquil éter sulfato dispensada en varias sales: alquileter sulfato de sodio, de potasio, de amonio, de trietanolamina y pudimos reconocer mediante su peso molecular que la menos aportante de la fracción alquileter sulfato en este ejercicio es la de trietanolamina y nos permitio hacer inferencias de citotoxicidad vinculada al potencial de irritabiliodad ocular. Igualmente podríamos hacer una evaluación con criterios ambientales.

Cualquier duda respecto a esto, con gusto se las atiendo personal o por este medio.

John J. Vallejo O.