Sapone per i piatti è tensioattivi

1.Introduzione

Cù u sviluppu di l'industria chimica, u livellu di vita di a ghjente hè statu migliuratu cuntinuamente. Mentre a vita hè stata assai migliurata, hà ancu causatu gravi prublemi ambientali, mettendu ancu in periculu a salute è a sicurezza umana. Mentre e richieste di salute di a ghjente cuntinueghjanu à cresce, a sicurezza di i prudutti chimichi omnipresenti in a vita quotidiana hà attiratu una larga attenzione publica. I detergenti, cum'è sustanzi chimichi largamente aduprati in a vita quotidiana è in a pruduzzione industriale, anu suscitatu una preoccupazione publica particularmente alta per a so sicurezza.

A sicurità di i prudutti chimichi hè cascata una volta in una crisa di credibilità. Sta situazione nasce da una parte da a forte dipendenza di a pruduzzione di detergenti da e materie prime tradiziunali, è da l'altra parte da a mancanza di cunniscenze prufessiunali di u publicu nantu à i prucessi di pruduzzione chimica.

In questu cuntestu, guidatu da u cuncettu fundamentale di a chimica verde - "riduce è eliminà l'inquinamentu ambientale à a fonte" - questu studiu cuncepisce è sviluppa novidetergenteformulazioni. Rispettosu di l'ambientetensioattiviè i reagenti chimichi capaci di inibisce i microorganismi in acqua sò aduttati in questa formulazione di detergente.

2.Statu di sviluppu attuale diDetergenti

Dapoi chì l'umanità hè entrata in a sucietà civilizzata, l'attività di lavaggio sò sempre state una parte indispensabile di a vita umana. Circa 5.000 anni fà, l'omu hà cuminciatu à raccoglie sustanzi naturali chì permettenu u lavaggio, cum'è i frutti di locusta cinese è i cumpunenti alcalini in a cenere vegetale, per scopi di lavaggio. Trè centu anni dopu, i tensioattivi sò stati pruduciuti artificialmente da l'omu. Più di un seculu fà, hè statu inventatu u sapone. Da tandu, u sapone fattu di grassu, alcali, sale, spezie è pigmenti hè diventatu un detergente tradiziunale. U primu detergente artificialmente sinteticu, l'alchil naftalene sulfonatu, hè apparsu durante a Prima Guerra Mundiale. Hè statu sviluppatu da a BASF tedesca in u 1917 è ufficialmente messu in pruduzzione in u 1925. A pupularizazione di i detergenti sintetici hè accaduta dopu chì l'alchilbenzene sulfonatu di sodiu è u tetrapropilene alchilbenzene sò stati scuperti è ufficialmente lanciati in pruduzzione trà u 1935 è u 1939.

3.Ingredienti efficaci è mecanismu d'azione diDetergenti

3.1LavàPrincipiu

U lavaggiu in sensu generale si riferisce à u prucessu di rimuzione di a sporcizia da a superficia di un supportu. Durante u lavaggiu, l'azione di u detergente indebulisce o elimina l'interazione trà a sporcizia è u supportu, cunvertendu u statu di legame di a sporcizia è di u supportu in u statu di legame di a sporcizia è di u detergente. Infine, a sporcizia hè separata da u supportu per mezu di u risciacquu è altri metudi. U prucessu basicu di l'azione di lavaggiu pò esse espressu da a seguente relazione simplice:

Trasportatore·Sporcizia + Detergente → Trasportatore + Sporcizia·Detergente

L'adesione di a terra à l'uggetti hè divisa in adesione fisica è adesione chimica. L'adesione fisica include ancu l'adesione meccanica è l'adesione elettrostatica.

L'adesione chimica si riferisce principalmente à l'adesione ottenuta per via di ligami chimichi. Per esempiu, e macchie di proteine ​​è a ruggine attaccate à l'articuli di fibre appartenenu à l'adesione chimica. Siccomu a forza d'interazione chimica di stu tipu d'adesione hè generalmente forte, a sporcizia hè fermamente cumminata cù u sustratu è estremamente difficiule da rimuovere, richiedendu metudi di trattamentu speciali.

A forza d'interazione trà a sporcizia attaccata per adesione fisica è u sustratu hè relativamente debule, ciò chì a rende più faciule da rimuovere paragunata à l'adesione chimica. A sporcizia cù adesione meccanica hè faciule da rimuovere; hè difficiule da eliminà solu quandu e particelle di sporcizia sò chjuche (<0,1 μm). L'adesione elettrostatica si manifesta cum'è l'interazione trà e particelle di sporcizia cariche è e cariche opposte. Questa forza hè più forte di a forza meccanica, ciò chì risulta in una rimozione relativamente difficiule di a sporcizia.

U prucessu di lavaggio per a rimuzione di a terra hè generalmente cunsideratu cum'è cumprendente e seguenti tappe:

A. Adsorbimentu: I tensioattivi in ​​i detergenti subiscenu un adsorbimentu direzionale à l'interfaccia trà a sporcizia è u vettore.

B. Bagnazione è Penetrazione: A causa di l'adsorbimentu direzionale interfacciale di i tensioattivi, u detergente pò penetrà trà a terra è u supportu, bagnà u supportu è riduce a forza di adesione trà a terra è u supportu.

C. Dispersione è Stabilizzazione di a Sporcizia: A sporcizia staccata da a superficia di u supportu hè dispersa, emulsionata o solubilizzata in a suluzione di detergente, assicurendu chì a sporcizia staccata ùn si riattaccherà micca à a superficia pulita.

3.1.1 Tipi di Terrenu

U terrenu si riferisce à e sustanze grasse chì aderiscenu à i supporti è ancu à l'adesivi di tali sustanze grasse, chì presentanu una cumpusizione estremamente cumplessa. Basatu annantu à e diverse forme, pò esse classificatu grossolanamente in terrenu solidu, terrenu liquidu è terrenu speciale.

I terreni solidi cumuni includenu ruggine, polvere, particelle di neru di carbone è simili. E superfici di queste sustanze portanu di solitu cariche negative, rendendule propensi à aderisce à i sustrati. A maiò parte di i terreni solidi particulati sò insolubili in acqua, eppuru ponu esse facilmente dispersi in soluzioni acquose chì cuntenenu detergenti; e particelle solide più grande sò più faciuli da rimuovere. I terreni liquidi più cumuni sò solubili in oliu è ponu subisce saponificazione cù soluzioni alcaline, ciò chì spiega perchè a maiò parte di i detergenti sò alcalini. I terreni speciali si riferiscenu principalmente à macchie ostinate cum'è macchie di sangue, linfa vegetale è secrezioni umane. Stu tipu di terra hè principalmente eliminata da i candeggina, postu chì a forte proprietà ossidante di i candeggina pò distrughje i so gruppi cromoforici.

3.2 Ingredienti Attivi in ​​i Detergenti

I tensioattivi, cunnisciuti ancu cum'è sustanzi tensioattivi, sò i principali cumpunenti funziunali di i detergenti. Si dissolvenu rapidamente in acqua è mostranu eccellenti proprietà, cumprese a decontaminazione, a schiumatura, a solubilizazione, l'emulsificazione, a bagnatura è a dispersione.

3.2.1 Tensioattivi: Origine è Sviluppu

L'esperimenti anu dimustratu chì l'aghjunghje di certe sustanze à l'acqua pò alterà a so tensione superficiale, è diverse sustanze esercenu effetti variabili nantu à a tensione superficiale di l'acqua.

In termini di a pruprietà di riduce a tensione superficiale, a capacità di riduce a tensione superficiale di un solvente hè definita cum'è attività superficiale, è e sustanze cù attività superficiale sò chjamate sustanze tensioattive. E sustanze chì ponu cambià significativamente u statu interfacciale di un sistema di soluzione quandu sò aghjunte in piccule quantità sò chjamate tensioattivi.

Un tensioattivu hè una sustanza chì, quandu hè aghjunta à un solvente in una piccula dosa, pò riduce marcatamente a tensione superficiale di u solvente è cambià u statu interfacciale di u sistema. Questu dà nascita à una seria di funzioni cum'è a bagnatura o a debagnatura, l'emulsificazione o a demulsificazione, a dispersione o a flocculazione, a schiumatura o a deschiuma, a solubilizazione, l'idratazione, a sterilizazione, l'addulcimentu, a repellenza à l'acqua, a pruprietà antistatica è a resistenza à a corrosione, per risponde à e esigenze pratiche di l'applicazione.

I tensioattivi à basa di sapone sò apparsi per a prima volta in l'anticu Egittu intornu à u 2500 a.C., induve l'antichi Egiziani facianu prudutti di pulizia da una mistura di grassu di pecura è cenere vegetale. Intornu à u 70 d.C., Plinio di l'Imperu Rumanu hà creatu a prima barra di sapone à base di grassu di pecura. U sapone ùn hà guadagnatu pupularità diffusa finu à u 1791, quandu u chimicu francese Nicolas Leblanc hà scupertu u metudu di pruduzzione di soda caustica via elettrolisi di cloruru di sodiu. Un pruduttu di a seconda tappa di u sviluppu di i tensioattivi hè l'oliu rossu di Turchia, cunnisciutu ancu cum'è oliu di ricinu sulfonatu. Hè sintetizatu reagendu l'oliu di ricinu cù l'acidu sulfuricu cuncintratu à bassa temperatura, seguita da neutralizazione cù idrossidu di sodiu. L'oliu rossu di Turchia vanta un eccezziunale putere emulsionante, permeabilità, bagnabilità è diffusibilità, è supera u sapone in resistenza à l'acqua dura, l'acidu è i sali metallichi.

3.2.2 Struttura di l'attività superficiale

E proprietà uniche di i tensioattivi derivanu da a so struttura moleculare particulare. I tensioattivi sò generalmente molecule lineari chì cuntenenu sia gruppi polari idrofilichi sia gruppi idrofobichi non polari lipofilichi.

I gruppi idrofobichi anu strutture diverse cum'è catene lineari, catene ramificate è strutture cicliche. I più cumuni sò e catene idrocarburiche cumprese alcani, alcheni, cicloalcani è idrocarburi aromatichi, cù a maiò parte di i numeri di atomi di carboniu chì varianu da 8 à 20. Altri gruppi idrofobichi includenu alcooli grassi, alchilfenoli è gruppi atomichi chì cuntenenu fluoru, siliciu è altri elementi. I gruppi idrofili sò classificati in tipi anionici, cationici, anfoteri ionici è non ionici. I tensioattivi ionici ponu ionizà in acqua per purtà cariche elettriche, mentre chì i tensioattivi non ionici ùn ponu micca ionizà in acqua, ma pussedenu polarità è solubilità in acqua.

3.2.3 Tensioattivi Nocivi Cumuni

I tensioattivi sò largamente usati in a vita quotidiana umana, eppuru sò innegabilmente sustanzi chimichi. Parechje materie prime per i tensioattivi pussedenu certe proprietà di tossicità è inquinamentu. Inevitabilmente, causanu danni à l'ambiente; à u cuntattu umanu, ponu irrità a pelle, è alcuni presentanu ancu una forte tossicità è currusività, infliggendu gravi danni à u corpu umanu. Quì sottu sò presentati parechji tensioattivi dannosi cumuni:

A. APEO

L'APEO hè un tipu cumunu di tensioattivu non ionicu, cumpostu da una parte alchilica è una parte etossica. E lunghezze variabili di a catena di carbonu di a parte alchilica è e diverse quantità d'aghjunta di a parte etossica risultanu in numerose forme esistenti di APEO cù differenze significative di prestazione trà e diverse forme. In u prucessu di sintesi di l'APEO, u pruduttu principale ùn hè micca cancerogenu, ma i so sottoprodotti sò currusivi per a pelle è l'ochji, è alcuni ponu ancu causà u cancru in casi gravi. Ancu s'ellu ùn danneghja micca direttamente l'organismi, l'APEO pone un risicu ormonale ambientale. Tali sustanzi chimichi entranu in u corpu umanu per diverse vie, esercitanu effetti simili à l'estrogeni, interrompenu a normale secrezione ormonale umana è riducenu ulteriormente u numeru di spermatozoi maschili. Ùn hè micca solu dannusu per l'omu; i rapporti indicanu chì a so materia prima sintetica NPEO causa ancu danni sustanziali à i pesci.

B. PFOS

U PFOS, chjamatu cumpletamente Perfluoroottanu Sulfonatu, hè un termine generale per una classa di tensioattivi perfluorati. Hà un effettu di amplificazione ambientale. Per via di e so proprietà fisiche è chimiche particulari, u PFOS hè estremamente difficiule da degradà è hè cunsideratu cum'è una di e sustanze più recalcitranti. Dopu esse entratu in l'animali è in u corpu umanu per via di a catena alimentaria, s'accumula in grande quantità è minaccia gravemente a salute biologica.

C. LAS

U LAS hè un inquinante organicu maiò chì provoca grandi danni à l'ambiente. Pò alterà e proprietà fisiche è chimiche di u terrenu, cum'è cambià u valore di u pH di u terrenu è u cuntenutu d'acqua, inibendu cusì a crescita di e piante. Inoltre, quandu entra in i corpi idrici, u LAS pò cumminassi cù altri inquinanti per furmà particelle colloidali disperse è mostra tossicità per l'organismi superiori ghjovani è l'organismi inferiori.

D. Tensioattivi fluorocarbonici

U PFOA è u PFOS sò i dui principali tensioattivi fluorocarbonici tradiziunali. Studi pertinenti anu dimustratu chì tali cumposti anu una tossicità elevata, causanu inquinamentu ambientale persistente è s'accumulanu massicciamente in l'organismi. Di cunsiguenza, sò stati elencati cum'è Inquinanti Organichi Persistenti (POP) da e Nazioni Unite in u 2009.

4 Tensioattivi verdi è di tipu novu

A. Tensioattivi à basa di aminoacidi

I tensioattivi à basa di aminoacidi sò principalmente fatti di materie prime di biomassa cù fonti abbundanti. Presentanu bassi effetti tossichi è secundari, proprietà lievi, bassa irritazione per l'organismi è eccellente biodegradabilità. Sicondu e proprietà di carica di i gruppi idrofili dopu a ionizazione in acqua, ponu ancu esse classificati in quattru categurie: cationichi, anionici, non ionichi è anfoteri. I tipi cumuni includenu u tipu di aminoacidu N-alchilicu, u tipu di estere di aminoacidu è u tipu di aminoacidu N-acil.

B. Tensioattivi enzimatici di l'ananas

I tensioattivi enzimatici di l'ananas sò prudutti da a fermentazione di a farina di semi di camelia è di a torta d'oliu lasciata dopu l'estrazione di l'oliu, di a scorza d'ananas, inseme cù a polvere di levitu, a pectinasi è altri microrganismi. Ancu s'è a struttura moleculare di i so ingredienti attivi ùn hè micca chjara, i dati sperimentali dimostranu ch'elli anu prestazioni di lavaggio favurevuli.

C. SAA

SAA hè un derivatu di l'oliu di palma. Cum'è pruduttu fattu da materie prime vegetali rinnuvevuli, hà attiratu una larga attenzione. U so prucessu di pruduzzione hè rispettuosu di l'ambiente. Inoltre, in acqua dura cù un altu cuntenutu di ioni di calciu è magnesiu, precipita i sali di calciu assai più lentamente cà i tensioattivi cumunemente usati cum'è LAS è AS, ciò chì significa chì furnisce una detergenza eccezziunale in applicazioni pratiche.

5 Prospettiva di Sviluppu di Detergenti

In u mercatu mundiale di i detergenti, i paesi sò diffirenti in e priorità è e tendenze di sviluppu, ma a direzzione generale di ricerca per i prudutti detergenti ferma coerente. A cuncentrazione è a liquefazione di i detergenti sò diventate tendenze mainstream, mentre chì a cunservazione di l'acqua, a sicurezza, u risparmiu energeticu, u prufessionalisimu, u rispettu di l'ambiente è a multifunziunalità sò emerse cum'è direzzioni di sviluppu populari. I tensioattivi, e materie prime principali di i detergenti, stanu evolvendu versu a dolcezza, a formulazione di cumposti è a cumpatibilità ambientale. E preparazioni enzimatiche, chì vantanu alta efficienza, specificità è rispettu di l'ambiente, sò diventate un tema centrale di ricerca in u sviluppu di i detergenti. In generale, e tendenze di sviluppu di l'industria di i detergenti sò riassunte cusì:

Diversificazione, specializazione è segmentazione di i prudutti detergenti. I detergenti ponu esse divisi in tipi solidi, in polvere, liquidi è in gel per forma; tipu cuncintratu è tipu regulare per cuntenutu di ingredienti attivi; è diverse categurie per imballaggio, culore è fragranza.

I detergenti liquidi diventeranu a categuria di prudutti più promettente. In paragone cù i detergenti solidi, i detergenti liquidi anu prestazioni megliu in u lavaggio à bassa temperatura, presentanu una formula più flessibile è prucessi di pruduzzione più simplici. Richiedenu ancu menu investimenti in attrezzature è cunsumanu menu energia durante a pruduzzione.

Cuncentrazione progressiva di i prudutti detergenti. Dapoi u 2009, i detergenti cuncintrati si sò evoluti in trè categurie principali: detersivo in polvere cuncintratu, capsule di lavanderia cuncintrate è detergente liquidu cuncintratu. I detergenti cuncintrati anu vantaghji notevuli rispetto à i prudutti tradiziunali, cumpresi un altu cuntenutu di sustanzi attivi, una forte detergentità è un risparmiu energeticu. Inoltre, risparmianu materiali di imballaggio, riducenu i costi di trasportu è occupanu menu spaziu di magazzinu per via di a so formula cuncintrata.

Orientazione à a sicurezza umana. Cù u migliuramentu di u livellu di vita, a ghjente ùn valuta più solu i detergenti per e so prestazioni di rimuzione di e macchie. A sicurezza umana, a non tossicità è a ligera non irritazione sò diventate criteri cruciali per a selezzione di i detergenti.

Sviluppu di prudutti ecologichi. L'eutrofizazione causata da detergenti chì cuntenenu fosforu è l'impatti ambientali negativi di l'agenti sbiancanti anu suscitatu una larga preoccupazione publica. In risposta à i requisiti di a chimica verde, a selezzione di materie prime per i detergenti si sta gradualmente spostandu versu opzioni ecologiche è delicate.

Multifunziunalizazione. A multifunziunalità hè una tendenza di sviluppu prevalente per diversi prudutti suciali, è i bisogni quotidiani multifunzionali sò diventati cumuni in a vita. In u futuru, i detergenti integreranu a rimuzione di e macchie cù funzioni cum'è a sterilizazione, a disinfezione è u sbiancamentu.