Глава 8. Улучшение моющего действия и пенообразования антибактериальных препаратов VANTOCIL

Как обсуждалось ранее, водные растворы ПГМБ существенно отличаются от QAC в отношении своей низкой поверхностной активности. Как прямое следствие этого, растворы ПГМБ сами по себе обладают незначительной моющей, очищающей или жиро- и грязе-эмульгирующей способностью. Однако ПГМБ полностью совместим с неионными, катионными и амфотерными моющими средствами, поэтому данная задача легко разрешима. Как и QAC, ПГМБ имеют низкую степень совместимости с анионными ПАВ.

8.1. Оценка ведущих детергентов

Для проведения быстрой и эффективной оценки эффективности смесей ПГМБ и детергентов компания Arch Biocides разработала гравиметрический метод, основанный на смывании «стандартной масляной смеси» с пластин из нержавеющей стали. Используемый жир является смесью говяжьего жира, соевого и оливкового масла и наносится на пластины после нанесения раствора метилен хлорида; после испарения растворителя пластины погружаются и взбалтываются в тестовых растворах на протяжении 10 минут. Эффективность моющей способности выражается в виде «снижение веса, %».

Считается, что используемая «стандартная масляная смесь» не может быть применима ко всем промышленным и бытовым ситуациям, и что природа и тип грязи будет существенно варьировать даже в одной области применения. Используемая смесь была разработана таким образом, чтобы по воспроизведенному «масляному» загрязнению можно было оценить действие отдельных детергентов. Выбирая альтернативные растворенные вещества, используемый фильтр может легко быть заменен более подходящим для конечного применения.

Более того, в равной мере известно, что большинство чистящих и дезинфицирующих режимов включает затраты механической энергии, в отличие от использования исключительно химической энергии детергента системы.

Применяя описанную выше методику по отношению к 0,05% растворам ПГМБ в дистиллированной воде в комбинации с 0,05% детергентом и на основании критерия >80% удаления грязи, из первичной группы, включающей около 50 вариантов, в качестве оптимальных были определены взаимно составляю­щие рецептуру вещества, перечисленные в Таблице 8.1:

Таблица 8.1: Ведущие детергенты, определенные для комбинирования с ПГМБ

C_9/11 этоксилат первичного спирта (6 молей ЭО), т.е. C9/11E6
C₁₃ этоксилат первичного спирта (6,5 молей ЭО), т.е. C13E6,5
C_12/14 этоксилат вторичного спирта (7 молей ЭО)
Диэтаноламид кокосового масла
Линейный C₁₂ аминооксид
Линейный C₁₆ аминооксид

Для отображения исключительных моющих способностей данных смесей ПГМБ с ведущими детергентами на Рисунке 8.1 приводится сравнение трех панелей из моющих фильтров. Первый был подвержен действию смеси ПГМБ и этоксилата первичного спирта (ГЛБ~14); центральная панель была обработана смесью C12_/14 с этоксилатом вторичного спирта с 9 молями ЭО. Третья панель представлена после воздействия одного из ведущих вариантов, представленных в Таблице 8.1, являющегося смесью ПГМБ и C_12/1₄ этоксилата вторичного спирта (7 молей ЭО).

Рисунок 8,1: Эффективность моющих свойств смесей ПГМБ с веществами, входящими в состав рецептуры

Из пятидесяти или более оцененных детергентов, большая часть показала эффективность в удалении грязи (но <80%). Эти вещества включали много других этоксилатов первичных спиртов, таких как C12E7, C13E7, C12/15E8, а также ряд амфотерных ПАВ, таких как кокамидопропилдиметилбетаин (КАПБ).

Примечание: Одним из наиболее четких выводов из проведенных исследований в отношении этоксилатов спиртов может быть следующий: наиболее эффективная моющая способность достигается при значении ГЛБ детергента около 12,2-12,5.

8.2 Влияние качества воды на моющую способность

Существенного снижения эффективности ведущих смесей ПГМБ с детергентами, указанными выше, при замене дистиллированной воды водой с жесткостью 300%о CaCO₃, не наблюдалось.

8.3. Влияние растворителей на моющую способность

8.4. Улучшение пенообразования

Как было показано ранее, разбавленные водные растворы ПГМБ обладают низкой тенденцией к пенообразованию, а любая образующаяся пена крайне неустойчива. В системах, требующих наличия пены для поверхностной адгезии, улучшения покрытия или по эстетическим причинам, ПГМБ полностью совместим с неионными, катионными и амфотермными пенообразующими агентами, такими как алканоламиды, оксиды алкиламинов, бетаины, алкильные глюкозиды, алкильные амфокарбоксилаты, а также этоксилаты первичных или вторичных спиртов.

Таблица 8.2: Список пенообразующих агентов, оцениваемых в комбинации с ПГМБ

САРВ	Кокамидопропилбетаин
APG	C8/10 алкил полиглюкозид
CADP	Динатриевая соль кокамфодипропионата
Оксид амина	C12 алкил диметил амин оксид
С9/11Е6	С9/11 этоксилат первичного спирта 6ЭО
CocoDEA	Диэтаноламид кокосового масла

Рисунок 8.2: Пенообразующие характеристики растворов ПГМБ (500%₀) в сочетании со вспенивающим агентом (500%₀), во временном разрезе

Рис. 8.2 позволяет сделать вывод, что по объему пены и её стойкости из ПАВ лучше всего для смешивания с ПГМБ подойдут аминоксиды или бетаины.

8.5. Совместимость ПГМБ с анионными ПАВ

С точки зрения биологии принцип действия молекулы ПГМБ заключается в том, что она присоединяется к отрицательно заряженным группам в стенках бактериальной клетки. Иными словами, клеточная стенка функционирует благодаря присутствующим в ней фосфатам (фосфолипидным группам).

Последние исследования, проведенные в Arch Biocides, были посвящены чувствительности антимикробных средств VANTOCIL к ряду анионных ПАВ.

Чтобы такой катионный биоцид, как ПГМБ, смог присоединиться и в конечном итоге уничтожить бактерию, количество других анионных молекул в системе, которые бы притягивали молекулы ПГМБ, должно быть минимальным.

Указанные взаимодейтсвия и переносимость обобщены в табл. 8.3. Переносимость выражена как молярное соотношение анионной группы к бигуанидной группе ПГМБ:

Таблица 8.3: Влияние анионных ПАВ на бактерицидные свойства ПГМБ

Анионная группа	Протеинкиназа, ок.	Молярная чувствитель­ность, ок.
Сульфаты, например: Додецилсульфат натрияЛаурилэфирсульфат натрия	< 1	0,8
Сульфонаты, например: Додецилбензолсульфонат натрия	< 1	0,8
Карбоксилаты, например: Лаурилэфиркарбоксилат натрияЛаурат натрия	4,8	3

Примечание:
Показатель pKa (протеинокиназы) «фосфолипида» был взят по приблизительному значению 2,5.

Очевидно, что ПГМБ переносит небольшие количества сульфатных ПАВ и большие количества карбоксилатных ПАВ.

В присутствии анионного ПАВ (например, SDS - додецилсуль-фата натрия, или SDBS - додецилбензолсульфоната натрия) катионный биоцид скорее будет вступать в связь с сульфатом, чем с «фосфатом», поскольку сульфат - более сильная кислота, чем фосфат. Если в основе анионного ПАВ - карбоксилат, то, поскольку карбоксильные кислоты несколько слабее, чем фос­форные, чувствительность молекулы ПГМБ к такому веществу будет ниже, хотя, как видно из табл. 8.3., эти вещества все равно малосовместимы.