Sabon nga Panghugas sa Pinggan ug mga Surfactant

1.Pasiuna

Uban sa pag-uswag sa industriya sa kemikal, ang sukdanan sa panginabuhi sa mga tawo padayon nga miuswag. Samtang ang kinabuhi miuswag pag-ayo, kini nakahatag usab ug grabeng mga problema sa kalikupan, nga nagbutang pa gani sa peligro sa panglawas ug kaluwasan sa tawo. Samtang ang panginahanglan sa mga tawo alang sa panglawas nagpadayon sa pagsaka, ang kaluwasan sa mga produktong kemikal nga kaylap sa adlaw-adlaw nga kinabuhi nakadani sa kaylap nga atensyon sa publiko. Ang mga detergent, isip mga kemikal nga substansiya nga kaylap nga gigamit sa adlaw-adlaw nga kinabuhi ug produksiyon sa industriya, nakadani labi na sa taas nga kabalaka sa publiko bahin sa ilang kaluwasan.

Ang kaluwasan sa mga produktong kemikal kaniadto nahulog sa usa ka krisis sa kredibilidad. Kini nga sitwasyon mitumaw sa usa ka bahin gikan sa dakong pagsalig sa produksiyon sa detergent sa tradisyonal nga hilaw nga materyales, ug sa laing bahin gikan sa kakulang sa propesyonal nga kahibalo sa publiko bahin sa mga proseso sa produksiyon sa kemikal.

Uban niining backdrop, gigiyahan sa kinauyokan nga konsepto sa green chemistry — "pagkunhod ug pagwagtang sa polusyon sa kalikopan sa tinubdan" — kini nga pagtuon nagdesinyo ug nagpalambo og bag-odetergentmga pormulasyon. Mahigalaon sa kalikopanmga surfactantug mga kemikal nga reagent nga makahimo sa pagpugong sa mga mikroorganismo sa tubig ang gigamit niining pormulasyon sa detergent.

2.Kasamtangang Kahimtang sa Pag-uswag saMga detergent

Sukad sa pagsulod sa katawhan sa sibilisadong katilingban, ang mga kalihokan sa paghugas kanunay nga usa ka importante nga bahin sa kinabuhi sa tawo. Mga 5,000 ka tuig ang milabay, ang mga tawo nagsugod sa pagkolekta og natural nga mga substansiya nga mahigalaon sa paghugas sama sa mga prutas sa Chinese honeylocust ug mga sangkap sa alkaline sa abo sa tanom alang sa mga katuyoan sa paghugas. Tulo ka gatos ka tuig ang milabay, ang mga surfactant gihimo sa artipisyal nga paagi sa mga tawo. Kapin sa usa ka siglo ang milabay, naimbento ang sabon. Sukad niadto, ang sabon nga hinimo gikan sa grasa, alkali, asin, mga panakot ug mga pigment nahimong tradisyonal nga detergent. Ang unang artipisyal nga sintetikong detergent, ang alkyl naphthalene sulfonate, mitumaw atol sa Unang Gubat sa Kalibutan. Kini gihimo sa BASF sa Alemanya niadtong 1917 ug opisyal nga gipatuman niadtong 1925. Ang pagkapopular sa mga sintetikong detergent nahitabo human nadiskobrehan ang sodium alkyl benzene sulfonate ug tetrapropylene alkyl benzene ug opisyal nga gilunsad sa produksiyon tali sa 1935 ug 1939.

3.Epektibong mga Sangkap ug Mekanismo sa Aksyon saMga detergent

3.1PaghugasPrinsipyo

Ang paghugas sa kinatibuk-ang kahulugan nagtumong sa proseso sa pagtangtang sa hugaw gikan sa nawong sa usa ka carrier. Atol sa paghugas, ang aksyon sa detergent mopahuyang o mowagtang sa interaksyon tali sa hugaw ug sa carrier, nga mag-usab sa bonding state sa hugaw ug carrier ngadto sa bonding state sa hugaw ug detergent. Sa kadugayan, ang hugaw ibulag gikan sa carrier pinaagi sa paghugas ug uban pang mga pamaagi. Ang batakang proseso sa aksyon sa paghugas mahimong ipahayag sa mosunod nga yano nga relasyon:

Tagdala·Abog + Detergent → Tagdala + Abog·Detergent

Ang pagtapot sa hugaw sa mga butang gibahin sa pisikal nga pagtapot ug kemikal nga pagtapot. Ang pisikal nga pagtapot naglakip usab sa mekanikal nga pagtapot ug electrostatic nga pagtapot.

Ang kemikal nga pagtapot kasagaran nagtumong sa pagtapot nga nakab-ot pinaagi sa kemikal nga mga bugkos. Pananglitan, ang mga lama sa protina ug taya nga mipilit sa mga artikulo sa lanot nahisakop sa kemikal nga pagtapot. Tungod kay ang puwersa sa kemikal nga interaksyon niini nga matang sa pagtapot kasagaran kusog, ang hugaw hugot nga mipilit sa substrate ug lisod kaayo tangtangon, nga nanginahanglan og espesyal nga mga pamaagi sa pagtambal.

Ang puwersa sa interaksyon tali sa hugaw nga gitapot sa pisikal nga adhesion ug sa substrate medyo huyang, nga naghimo niini nga mas sayon ​​tangtangon kon itandi sa kemikal nga adhesion. Ang hugaw nga adunay mekanikal nga adhesion dali ra tangtangon; kini lisod lang tangtangon kon ang mga partikulo sa hugaw gagmay pa (<0.1 μm). Ang electrostatic adhesion makita isip interaksyon tali sa mga partikulo sa hugaw nga adunay karga ug sa magkaatbang nga karga. Kini nga puwersa mas kusog kay sa mekanikal nga puwersa, nga moresulta sa medyo lisod nga pagtangtang sa hugaw.

Ang proseso sa paghugas sa hugaw sa kasagaran giisip nga naglakip sa mosunod nga mga yugto:

A. Adsorption: Ang mga surfactant sa mga detergent moagi sa directional adsorption sa interface tali sa hugaw ug sa carrier.

B. Pagkabasa ug Pagtuhop: Tungod sa interfacial directional adsorption sa mga surfactant, ang detergent makasulod tali sa hugaw ug sa carrier, makabasa sa carrier, ug makapakunhod sa puwersa sa pagtapot tali sa hugaw ug sa carrier.

C. Pagsabwag ug Pagpalig-on sa Hugaw: Ang hugaw nga gikuha gikan sa nawong sa nagdala gisabwag, gi-emulsified o gitunaw sa solusyon sa detergent, aron masiguro nga ang natangtang nga hugaw dili na motapot pag-usab sa nalimpyohan nga nawong.

3.1.1 Mga Matang sa Yuta

Ang yuta nagtumong sa mga mantikaon nga substansiya nga nagtapot sa mga tagdala ingon man mga adhesive sa maong mga mantikaon nga substansiya, nga adunay usa ka komplikado kaayo nga komposisyon. Base sa lainlaing mga porma, kini mahimong maklasipikar sa solidong yuta, likido nga yuta ug espesyal nga yuta.

Ang kasagarang solidong mga yuta naglakip sa taya, abog, mga partikulo sa carbon black ug uban pa. Ang mga nawong niining mga substansiya kasagaran adunay negatibo nga mga karga, nga naghimo kanila nga dali nga motapot sa mga substrate. Kadaghanan sa mga particulate solidong yuta dili matunaw sa tubig, apan kini dali nga masabwag sa mga solusyon sa tubig nga adunay mga detergent; ang mas dagkong mga solidong partikulo mas dali nga matangtang. Kadaghanan sa kasagarang likidong yuta matunaw sa lana ug mahimong moagi sa saponification gamit ang alkaline nga mga solusyon, nga nagpatin-aw ngano nga kadaghanan sa mga detergent alkaline. Ang mga espesyal nga yuta kasagaran nagtumong sa mga gahi nga lama sama sa mga lama sa dugo, duga sa tanom ug mga secretion sa tawo. Kini nga klase sa yuta panguna nga matangtang pinaagi sa mga bleach, tungod kay ang kusog nga oxidizing propertie sa mga bleach makaguba sa ilang mga chromophoric group.

3.2 Mga Aktibong Sangkap sa mga Detergent

Ang mga surfactant, nailhan usab nga mga surface-active substance, mao ang mga nag-unang functional component sa mga detergent. Dali ra kini matunaw sa tubig ug nagpakita og maayo kaayong mga kabtangan lakip na ang decontamination, foaming, solubilization, emulsification, wetting ug dispersion.

3.2.1 Mga Surfactant: Sinugdanan ug Pag-uswag

Gipakita sa mga eksperimento nga ang pagdugang og pipila ka mga substansiya sa tubig makausab sa surface tension niini, ug ang lainlaing mga substansiya adunay lainlaing mga epekto sa water surface tension.

Kon hisgotan ang kinaiya sa pagpakunhod sa surface tension, ang abilidad sa pagpaubos sa surface tension sa usa ka solvent gihubit nga surface activity, ug ang mga substansiya nga adunay surface activity gitawag nga surface-active substances. Ang mga substansiya nga makausab pag-ayo sa interfacial state sa usa ka solution system kon idugang sa gamay nga kantidad gitawag nga surfactants.

Ang surfactant usa ka substansiya nga, kung idugang sa usa ka solvent sa gamay nga dosis, makapakunhod pag-ayo sa surface tension sa solvent ug makausab sa interfacial state sa sistema. Kini naghatag ug sunod-sunod nga mga gimbuhaton sama sa wetting o dewetting, emulsification o demulsification, dispersion o flocculation, foaming o defoaming, solubilization, moisturizing, sterilization, softening, water repellency, antistatic properties ug corrosion resistance, aron matubag ang praktikal nga panginahanglan sa aplikasyon.

Ang mga surfactant nga nakabase sa sabon unang mitungha sa karaang Ehipto mga 2500 BC, diin ang karaang mga Ehiptohanon naghimo og mga produkto sa pagpanglimpyo gikan sa sinagol nga tambok sa karnero ug abo sa tanom. Mga 70 AD, si Pliny sa Imperyong Romano naghimo sa unang bar sa sabon nga tambok sa karnero. Ang sabon wala makakuha og kaylap nga pagkapopular hangtod sa 1791, sa dihang nadiskobrehan sa Pranses nga kemiko nga si Nicolas Leblanc ang pamaagi sa paghimo og caustic soda pinaagi sa electrolysis sa sodium chloride. Usa ka produkto sa ikaduhang yugto sa pag-uswag sa surfactant mao ang Turkey Red Oil, nailhan usab nga Sulfonated Castor Oil. Kini gi-synthesize pinaagi sa pag-react sa castor oil sa concentrated sulfuric acid sa ubos nga temperatura, gisundan sa neutralization sa sodium hydroxide. Ang Turkey Red Oil adunay talagsaong emulsifying power, permeability, wettability ug diffusibility, ug milabaw sa sabon sa resistensya sa gahi nga tubig, acid ug metal salts.

3.2.2 Istruktura sa Aktibidad sa Ibabaw

Ang talagsaong mga kabtangan sa mga surfactant naggikan sa ilang espesyal nga istruktura sa molekula. Ang mga surfactant kasagaran linear nga mga molekula nga adunay parehas nga hydrophilic polar groups ug lipophilic non-polar hydrophobic groups.

Ang mga hydrophobic group adunay lain-laing mga istruktura sama sa tul-id nga mga kadena, branched chain ug cyclic structure. Ang labing komon mao ang mga hydrocarbon chain lakip ang mga alkane, alkene, cycloalkane ug aromatic hydrocarbon, diin ang kadaghanan sa mga numero sa carbon atom gikan sa 8 hangtod 20. Ang ubang mga hydrophobic group naglakip sa fatty alcohols, alkylphenols, ug atomic groups nga adunay fluorine, silicon ug uban pang mga elemento. Ang mga hydrophilic group giklasipikar sa anionic, cationic, amphoteric ionic ug non-ionic nga mga tipo. Ang mga ionic surfactant mahimong mag-ionize sa tubig aron magdala og mga electric charge, samtang ang mga non-ionic surfactant dili maka-ionize sa tubig apan adunay polarity ug water solubility.

3.2.3 Kasagarang Makadaot nga mga Surfactant

Ang mga surfactant kay kaylap nga gigamit sa adlaw-adlaw nga kinabuhi sa tawo, apan dili ikalimod nga kini mga kemikal nga substansiya. Daghang hilaw nga materyales para sa mga surfactant ang adunay piho nga pagkahilo ug polusyon. Dili kalikayan nga kini makadaot sa kalikopan; kon makontak sa tawo, kini mahimong makairita sa panit, ug ang uban gani adunay kusog nga pagkahilo ug pagkadunot, nga makadaot sa lawas sa tawo. Ang mosunod nagpaila sa pipila ka komon nga makadaot nga mga surfactant:

A. APEO

Ang APEO usa ka komon nga klase sa non-ionic surfactant, nga gilangkoban sa alkyl moiety ug ethoxy moiety. Ang nagkalahi-lahi nga gitas-on sa carbon chain sa alkyl part ug ang nagkalahi-lahi nga gidaghanon sa pagdugang sa ethoxy part miresulta sa daghang naglungtad nga mga porma sa APEO nga adunay dakong kalainan sa performance taliwala sa nagkalain-laing mga porma. Sa proseso sa synthesis sa APEO, ang pangunang produkto dili carcinogenic, apan ang mga by-product niini makadaot sa panit ug mata, ug ang uban mahimong hinungdan sa kanser sa grabe nga mga kaso. Bisan kung dili kini direktang makadaot sa mga organismo, ang APEO adunay risgo sa environmental hormone. Ang ingon nga mga kemikal nga substansiya mosulod sa lawas sa tawo pinaagi sa lainlaing mga ruta, adunay mga epekto nga sama sa estrogen, makabalda sa normal nga pagpagawas sa hormone sa tawo, ug dugang nga makapakunhod sa gidaghanon sa semilya sa lalaki. Dili lamang kini makadaot sa mga tawo; ang mga taho nagpakita nga ang sintetikong hilaw nga materyal niini nga NPEO hinungdan usab sa dakong kadaot sa mga isda.

B. PFOS

Ang PFOS, nga hingpit nga ginganlan og Perfluorooctane Sulfonate, usa ka kinatibuk-ang termino alang sa usa ka klase sa perfluorinated surfactants. Kini adunay epekto sa pagpadako sa kalikopan. Tungod sa espesyal nga pisikal ug kemikal nga mga kabtangan niini, ang PFOS lisud kaayo nga madaot ug giisip nga usa sa labing masuk-anon nga mga substansiya. Human makasulod sa mga hayop ug sa lawas sa tawo pinaagi sa kadena sa pagkaon, kini magtapok sa daghang gidaghanon ug grabe nga naghulga sa kahimsog sa biyolohikal.

C. LAS

Ang LAS usa ka dakong organikong pollutant nga hinungdan sa dakong kadaot sa kalikopan. Mahimo niini nga usbon ang pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa yuta, sama sa pag-usab sa pH sa yuta ug sa sulud sa tubig, sa ingon makapugong sa pagtubo sa mga tanom. Dugang pa, kung mosulod sa mga katubigan, ang LAS mahimong mosagol sa ubang mga pollutant aron maporma ang nagkatag nga mga colloidal particle ug magpakita og pagkahilo sa mga batan-ong mas taas nga organismo ug mas ubos nga organismo.

D. Mga Surfactant sa Fluorocarbon

Ang PFOA ug PFOS mao ang duha ka nag-unang tradisyonal nga fluorocarbon surfactants. Ang mga may kalabutan nga pagtuon nagpakita nga ang maong mga compound adunay taas nga toxicity, hinungdan sa padayon nga polusyon sa kalikopan, ug dali nga magtapok sa mga organismo. Tungod niini, kini gilista isip Persistent Organic Pollutants (POPs) sa United Nations niadtong 2009.

4 Berde ug Bag-ong-Tipo nga mga Surfactant

A. Mga Surfactant nga Gibase sa Amino Acid

Ang mga surfactant nga nakabase sa amino acid kasagaran ginama sa hilaw nga materyales nga biomass nga adunay daghang tinubdan. Kini adunay ubos nga makahilo ug mga side effect, malumo nga mga kabtangan, gamay nga iritasyon sa mga organismo, ug maayo kaayo nga biodegradability. Sumala sa mga kabtangan sa charge sa hydrophilic groups human sa ionization sa tubig, mahimo usab kini nga klasipikahon sa upat ka mga kategorya: cationic, anionic, non-ionic ug amphoteric. Ang kasagarang mga tipo naglakip sa N-alkyl amino acid type, amino acid ester type ug N-acyl amino acid type.

B. Mga Surfactant sa Enzyme sa Pinya

Ang mga surfactant sa enzyme sa pinya gihimo pinaagi sa pag-ferment sa camellia seed meal ug oil cake nga nahabilin human sa oil extraction, panit sa pinya, uban sa yeast powder, pectinase ug uban pang mga mikroorganismo. Bisan tuod ang istruktura sa molekula sa ilang mga aktibong sangkap nagpabilin nga dili klaro, ang datos sa eksperimento nagpamatuod nga kini adunay maayo nga performance sa paghugas.

C. SAA

Ang SAA usa ka produkto nga gikan sa lana sa palma. Isip usa ka produkto nga hinimo gikan sa mabag-o nga hilaw nga materyales sa tanom, kini nakadani sa daghang atensyon. Ang proseso sa produksiyon niini mahigalaon sa kalikopan. Dugang pa, sa gahi nga tubig nga adunay taas nga calcium ug magnesium ion content, kini mopagawas sa calcium salts nga mas hinay kaysa sa kasagarang gigamit nga mga surfactant sama sa LAS ug AS, nga nagpasabut nga kini naghatag ug maayo kaayong detergent sa praktikal nga mga aplikasyon.

5 Palaaboton sa Pagpalambo sa Detergent

Sa tibuok kalibutan nga merkado sa detergent, managlahi ang mga nasud sa mga prayoridad ug uso sa pag-uswag, apan ang kinatibuk-ang direksyon sa panukiduki alang sa mga produkto sa detergent nagpabilin nga makanunayon. Ang konsentrasyon ug pagkatunaw sa mga detergent nahimong mainstream nga mga uso, samtang ang pagdaginot sa tubig, kaluwasan, pagdaginot sa enerhiya, propesyonalismo, pagkamaabiabihon sa kalikopan ug multi-functionality mitumaw isip popular nga mga direksyon sa pag-uswag. Ang mga surfactant, ang kinauyokan nga hilaw nga materyales sa mga detergent, nag-uswag padulong sa kalumo, pormulasyon sa compound ug pagkaangay sa kalikopan. Ang mga pagpangandam sa enzyme, nga adunay taas nga kahusayan, espesipiko ug pagkamaabiabihon sa kalikopan, nahimong usa ka sentro sa panukiduki sa pagpalambo sa detergent. Sa kinatibuk-an, ang mga uso sa pag-uswag sa industriya sa detergent gisumada sama sa mosunod:

Paglainlain, espesyalisasyon ug pagbahinbahin sa mga produkto sa detergent. Ang mga detergent mahimong bahinon sa solid, powder, liquid ug gel nga mga tipo pinaagi sa porma; concentrated type ug regular type pinaagi sa active ingredient content; ug lain-laing mga kategorya pinaagi sa packaging, kolor ug kahumot.

Ang mga liquid detergent mao ang mahimong labing maayong kategorya sa produkto. Kon itandi sa mga solid detergent, ang mga liquid detergent mas maayo nga mo-perform sa low-temperature washing, adunay mas flexible nga formula design ug mas simple nga proseso sa produksiyon. Kini usab nagkinahanglan og gamay nga puhunan sa kagamitan ug gamay ra ang konsumo sa enerhiya atol sa produksiyon.

Progresibong konsentrasyon sa mga produkto sa detergent. Sukad sa 2009, ang mga concentrated detergent naugmad ngadto sa tulo ka dagkong kategorya: concentrated washing powder, concentrated laundry pods ug concentrated liquid detergent. Ang mga concentrated detergent adunay talagsaong mga bentaha kon itandi sa tradisyonal nga mga produkto, lakip ang taas nga active substance content, kusog nga detergent ug pagdaginot sa enerhiya. Dugang pa, kini makadaginot sa mga materyales sa pagputos, makapakunhod sa gasto sa transportasyon ug gamay ra ang espasyo sa bodega tungod sa ilang concentrated formula.

Oryentasyon sa kaluwasan sa tawo. Uban sa pag-uswag sa mga sukdanan sa panginabuhi, ang mga tawo dili na lang basta mo-evaluate sa mga detergent pinaagi sa ilang abilidad sa pagtangtang sa mansa. Ang kaluwasan sa tawo, ang dili pagka-makahilo, ug ang dili kaayo iritasyon nahimong importante nga sukdanan sa pagpili og detergent.

Pagpalambo sa mga produkto nga mahigalaon sa kalikupan. Ang eutrophication nga gipahinabo sa mga detergent nga adunay phosphorus ug dili maayo nga epekto sa kalikopan sa mga bleaching agents nakadani sa kaylap nga kabalaka sa publiko. Agig tubag sa mga kinahanglanon sa green chemistry, ang pagpili sa hilaw nga materyales alang sa mga detergent hinay-hinay nga nagbalhin ngadto sa mahigalaon sa kalikupan ug malumo nga mga kapilian.

Multi-functionalization. Ang multi-functionality usa ka nag-unang uso sa pag-uswag sa nagkalain-laing mga produkto sa katilingban, ug ang mga panginahanglanon sa adlaw-adlaw nga gamit nga daghan og gamit nahimong komon sa kinabuhi. Sa umaabot, ang mga detergent maghiusa sa pagtangtang sa mansa uban sa mga gimbuhaton sama sa isterilisasyon, pagdis-impeksyon ug pagpaputi.