# 계면활성제 제형의 점증력과 기포력

계면활성제 함유 제형에서 원하는 유동(flow) 거동을 얻기 위해 자주 사용되는 접근 방법은 계면활성제의 응집체를 활용하는 것이다. 이는 소수성 점증제를 첨가해 구형 마이셀(micelle)을 벌레형(worm-like) 마이셀로 전환하거나 친수성 회합성(associative) 점증제를 사용해 계면활성제의 응집체를 가교시켜 달성할 수 있다. 이 점에서 도전적인 것은 황산염 계면활성제를 사용하지 않거나 또는 짧은 사슬의 계면활성제를 함유하는 제형이다.

유변학적 거동과 이러한 제형에서 점도를 형성하는 방법을 이해하기 위해서는 역학적 유변학의 한계를 극복하고 미세유변학을 활용할 필요가 있다. 유변학과는 무관한 또 다른 목표는 기포력이다. 희석액의 유변학적 특성, 특히 높은 전단 속도에서의 수직항력(normal force)의 측정으로 기포력을 잘 예측할 수 있음을 보여줄 것이다. 이 방법은 또한 기포력에 있어서 바이오폴리머를 포함하는 제형이 개발되기 어려운 이유를 설명할 수 있다.

이전 논문에서는 계면활성제 자체 또는 계면활성제에 의해 형성된 벌레형 마이셀을 활용해 샴푸와 바디워시와 같은 계면활성제 제형에서 점도를 형성하는 방법을 설명한 바 있다[1]. 여기서는 주로 소듐라우레스설페이트/코카미도프로필베타인(SLES/CAPB)으로 구성된 pH 5.5의 모델 제형을 예로 들었지만 이제 이 작업을 보다 ‘현대적인’ 계면활성제 제형으로 확장해 관련된 문제를 논의하고자 한다. 밝혀진 바와 같이 점도를 형성하기 위한 다양한 선택은 발포와 같은 제형의 다른 - 관련이 없는 것으로 추정되는 - 특성에 직접적인 영향을 미친다.

높은 전단 속도에서 교반과 유변학적 거동의 결과

계면활성제 제형을 개발할 때 고려해야 할 또 다른 중요한 측면인 유변학과 기포 특성 사이에는 실제로 직접적인 상관관계가 있음을 보여줄 것이다. 제형 희석액의 유변학적 특성을 측정해 기포 특성을 예측할 수도 있다. 이는 특히 새로운 계면활성제 제형 개발에 도움이되는데 일부 최신 순한 계면활성제 제형에서 계면활성제 각각은 거품이 잘 나는 것으로 알려졌지만 제형은 점도가 너무 높을 뿐 아니라 거품도 잘 나지 않는 것으로 알려져 있다.

유변학적 특성 분석은 점도를 측정하는 것 이상이기 때문에 지난 논문에서 점탄성 개념에 대해 이미 설명한 바 있다[1]. 계면활성제 용액의 경우 마이셀을 사용해 점도를 형성하는 두 가지 방법이 있다. 소수성 점증제를 첨가해 구형에서 벌레형 마이셀로의 전환을 촉진하거나 계면활성제의 응집체를 가교시키기 위해 회합성 점증제를 첨가하는 것이다. 이러한 시스템의 유동 거동은 맥스웰 모델로 설명할 수 있다.

모델 삼푸 9% SLES/3% CAPB(2% NaCl, pH 5.5)의 유변학

특성 분석은 일반적으로 유변학적 측정을 수행해 저장/탄성(storage, elastic), 손실/점성(loss, viscous) 탄성률(modulus)을 결정하는 방식으로 수행된다. 이 두 가지 탄성률을 구하면 점도 형성을 간단하게 설명할 수 있다. 높은 전단 속도에서 저장 탄성률의 플래토(plateau) 값은 가교(network) 밀도에 의해 주어지며 두 탄성률의 교차점인 구조적 이완 시간은 마이셀의 수명과 관련이 있다.