سورفکتانت ها، عامل پاک کنندگی مواد شوینده

مقدمه ای بر سورفکتانت ها

کلمه سورفکتانت (Surfactant) مخفف سه عبارت، SURFace، ACTive، AgeNT، به معنی ماده فعال درسطح می باشد. این دسته از مولکول ها دارای دو بخش مجزا در ساختمان خود می باشد، یک قسمت آبدوست (چربی گریز) و یک قسمت آبگریز (چربی دوست).

قسمت آب گریز (چربی دوست) اکثر سورفکتانت ها درواقع یک زنجیر هیدروکربنی است که طول متوسط آن معمولاً از ۱۲ تا ۱۸ اتم کربن است.

در شکل زیر مکانسیم عمل این ترکیبات در یک محلول مشاهده می شود که بخش آبدوست، به سمت آب جهت گیری کرده و سر آب گریز به سمت خارج آب جهت گیری نموده است. به همین سبب است که سورفکتانت ها در سطح تجمع کرده و آن را تحت تاثیر خود قرار می دهند.

در واقع به این ترکیبات ماده ی فعال کننده ی سطح نیز می گویند. در نظر داشته باشید که ترکیباتی وجود دارند که کف در سطح ایجاد می کنند ولی نمی توانند جز مواد فعال سطحی دسته بندی شوند. یکی از این ترکیبات متیل الکل در برخورد با آب است.

ویژگی اصلی یک شوینده در این است که تجمع سورفکتانت ها در سطح مایع بیشتر از درون مایع باشد. این اتفاق ما بین همه ی سطوح مانند: مایع-جامد، مایع-مایع و هوا-مایع ایجاد می شود. سورفکتانت ها به توزیع این فازها در یکدیگر کمک می کند.

مولکول های تشکیل دهنده سورفکتانت ها تمایل زیادی به تجمع در فصل مشترک دارند. این امر به این علت رخ می دهد که ساختار آن ها از دو بخش تشکیل شده است که یک بخش آن محلول در حلال و بخش دیگر آن نامحلول است. این مولکول ها به صورت ترجیحی به شکلی جهت گیری می کنند که بخش محلول با مایع پیوند پیدا کرده و بخش نامحلول به سطح جامد پیوند پیدا می کند. مولکول های سورفکتانت در فاز مایع به فرم ساختارهای مایسل (micelle) جمع می شوند.

استفاده اصلی سورفکتانت ها برای ساخت شوینده ها است. با توجه به توانایی قرارگیری و عملکرد این ترکیبات در همه ی فازها از سورفکتانت ها در فرمولاسیون همه ی حالت  های مواد شوینده اعم از پودرها، ژل ها، محلول ها و خمیرها استفاده می شوند.

برای داشتن یک دترجنت مناسب با قدرت پاک کنندگی بالاتر باید از سورفکتانت هایی استفاده شود که قسمت غیرآبدوست (بخش هیدروکربنی) حلالیت کم داشته باشد زیرا ترکیباتی که حالالیت بالاتر دارند فرم Micelle موثر ندارند.

دسته بندی سورفکتانت ها:

تعداد زیادی مولکول های سورفکتانت با تعداد کربن های مختلف از ۱۲ تا ۱۸ تهیه شدند. در تهیه ی زنجیرهای هیدروکربنی سورفکتانت ها از روغن های گیاهی یا چربی ها استفاده می شود. باید در نظر داشت تعداد اتمهای کربن در این زنجیره ها، زوج می باشند ولی زنجیرهای هیدروکربنی از منابع پتروشیمیایی می تواند شامل تعداد زوج یا فردی از کربن باشند.

دسته بندی کلی برای مولکول های سورفکتانت شامل ۴ نوع سورفکتانت آنیونیک، کاتیونیک، آمفوتریک و غیریونی می باشد. در ادامه به دو دسته ی پرکاربرد در صنایع شوینده و صنایع شیمیایی را بررسی می کنیم.

الف – دترجنت های آنیونی:

دترجنت های آنیونی دسته ای از شوینده ها هستند که پس از حل شدن در  آب تولید یک آنیون بزرگ می کنند. آنیون حاصل دارای یکطرف آبدوست و یک طرف چربی دوست می باشد.

طرف آبدوست این ترکیبات عبارتند از: کربوکسیلات ها و فسفات ها،سولفات ها، استرها، آمیدها و هیدروکربن های سولفونه شده  و بخش غیرآبدوست آنیون می تواند آلیفاتیک، سیکلوآلیفاتیک یا آروماتیک باشد.

از جمله پرمصرف ترین پاک کننده های آنیونی، آلکیل آریل سولفونات ها مانند دودسیل بنزل سولفونات یا پروپیلن تترامربنزن سولفونات را نام برد که تقریبا در ۶۵ درصد از کل مواد مورد استفاده در شوینده ها به کار برده می شود.

دترجنت آنیونی ارزان ترین گروه سورفکتانتها هستند و در نتیجه بسیار به صرفه هستند.

ب- دترجنت های کاتیونی

دترجنت های کاتیونی سورفکتانت هایی می باشند که بخش آبدوست آنها حاوی بار مثبت می باشد. در واقع بخش آبدوست یک کاتیون بزرگ می باشد، و هنگامیکه وارد محلول شوند تولید بخش مثبت می کنند.

ویژگیهای سورفکتانت ها

همانطور که در ابتدا بیان شد ساختار این ترکیبات متشكل از دو بخش آبگريز و آبدوست هستند كه از طريق بخش آبگريز خود به چرک و چربی متصل می شوند و از طرف ديگر (بخش آبدوست) به مولکول های آب متصل می گردند. در اين شرايط  لايه  چربی تكه تكه شده و بصورت ذرات  بسيار ريز كلوئيدی معلق در می آیند و توسط شست و شوی یا آب از سطح ظرف یا پوست دست دفع می شوند.کف های موجود بر سطح ظروف کثیف با ایجاد پیوند بین مولکول های چربی و آب ایجاد میشود که با حل کردن چربی ها و کثیفی های رو ظروف در آب پس از آبکشی باعث تمیز شدن ظروف می شود. چند ویژگی اصلی و مهم برای سورفکتانت ها به شرح زیر است:

جذب بین سطحی

ساختار دو بخشی

انحلال پذیری

توانایی تشکیل Micelle

جهت گیری در سطح تماس دو مایع

به طور کلی مواد فعال سطحی مناسب برای استفاده در دترجنت ها باید چند خواص مهم را داشته باشد، این خواص عبارتند از:  شویندگی (زدایش)، کف کنندگی، امولسیون کنندگی، حل‌ شدن و پخش کنندگی.

برای کسب اطلاعات بیشتر از انواع سورفکتانت های مناسب و ارزان در ساخت و فرمولاسیون مواد شوینده با کارشناسان متخصص و با تجربه شیمیچی تماس حاصل بفرمایید.

تلفن همراه و واتساپ:  09358388274

تلفن پشتیبانی: 02167323232