انواع مختلفی از سورفکتانتها وجود دارد. بر اساس میزان تولید، سورفکتانتهای آنیونی ۵۶٪، سورفکتانتهای غیر یونی ۳۶٪، سورفکتانتهای آمفوتریک ۵٪ و سورفکتانتهای کاتیونی ۳٪ را تشکیل میدهند.
۲. سورفکتانتهای آنیونی
۲.۱ سورفکتانتهای آنیونی نوع سولفونات
انواع رایج چنین سورفکتانتهایی شامل آلکیل بنزن سولفونات خطی سدیم و آلفا-اولفین سولفونات سدیم است.
آلکیل بنزن سولفونات خطی سدیم، که با نام LAS یا ABS نیز شناخته میشود، جامدی پودری یا پوسته پوسته به رنگ سفید یا زرد کمرنگ است که در آب محلول است. این ماده در دماهای پایین حلالیت کمی در آب دارد و در دمای اتاق حلالیت آن در آب کمتر از 3 است، با این حال حلالیت بسیار خوبی در سیستمهای سورفکتانت مرکب دارد. این ماده پایداری خوبی در برابر قلیاها، اسیدهای رقیق و آب سخت دارد و دمای تجزیه آن 240 درجه سانتیگراد است. شاخص تحریکپذیری محلول 10٪ آن 5.0، میزان تخریب میکروبی آن از 80٪ تا 90٪ و مقدار LD50 آن 1300 تا 2500 میلیگرم بر کیلوگرم است.
سدیم آلفا-اولفین سولفونات با نام اختصاری AOS شناخته میشود. هنگامی که میزان ماده فعال بین ۳۸٪ تا ۴۰٪ باشد، به صورت مایعی زرد رنگ و شفاف ظاهر میشود و در آب بسیار محلول است. این ماده در طیف وسیعی از pH پایداری مطلوبی را حفظ میکند؛ پس از نگهداری به مدت سه روز در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد و در pHهای ۲، ۴ و ۱۰ به ترتیب، سرعت هیدرولیز آن در همه موارد صفر باقی میماند. باعث سوزش خفیف پوست میشود، به سرعت تجزیه میکروبی ۱۰۰٪ میرسد و مقدار LD50 آن ۱۳۰۰ تا ۲۴۰۰ میلیگرم بر کیلوگرم است.
به طور کلی، LAS به ندرت در شامپوها و شویندههای بدن استفاده میشود و عمدتاً در شویندههای مایع لباسشویی و مایعات ظرفشویی کاربرد دارد. در مایعات ظرفشویی، LAS میتواند تقریباً نیمی از کل سورفکتانتها را تشکیل دهد، در حالی که نسبت آن در شویندههای مایع لباسشویی را میتوان در یک محدوده عملی گسترده تنظیم کرد.
LAS عمدتاً در دماهای نسبتاً بالا مانند 60 درجه سانتیگراد و هنگامی که با برخی سورفکتانتهای دیگر ترکیب میشود، حلالیت مطلوبی در آب پیدا میکند. یک سیستم ترکیبی سهتایی معمولی "LAS-AES-FFA" به طور گسترده در مایعات ظرفشویی مورد استفاده قرار میگیرد و سیستم ترکیبی "LAS-soap base-η·SAA" معمولاً در شویندههای مایع لباسشویی استفاده میشود. قابل توجه است که ترکیب مستقیم LAS با سورفکتانت غیر یونی آلکیل آمید اغلب به اثرات ایدهآل نمیرسد. سیستم "LAS-FFA" ناپایدار با ویسکوزیته پایین است و ظاهری شیری سفید دارد.
LAS با حجم تولید سالانه ۲۹۰ کیلوتن، رتبه اول را در تولید دارد و ارزانترین سورفکتانت مصنوعی است. این ماده در بین پنج سورفکتانت مصنوعی با بازده بالا، کمترین قیمت را دارد و قیمت آن در بین سورفکتانتهای آنیونی معمولی با قیمت پایههای صابون (صابونهای اسید چرب) قابل مقایسه است. LAS با پایداری عالی، شویندگی قوی و هزینه کم متمایز میشود، در حالی که نقطه ضعف برجسته آن سوزش نسبتاً زیاد است.
در میان تمام سورفکتانتهای سولفونات، AOS عملکرد جامع بهینهای را ارائه میدهد. این ماده مزایای سولفوناتهای معمولی را به ارث برده و در عین حال از معایب ذاتی آنها اجتناب میکند. AOS به عنوان یکی از سورفکتانتهای اصلی اصلی، به طور گسترده در شامپوها و شویندههای بدن استفاده میشود و کاربرد آن در سایر شویندههای مایع به تدریج همراه با تولید محلی و کاهش قیمت متعاقب آن گسترش خواهد یافت.
AOS مزایای برجستهای از جمله پایداری عالی، حلالیت عالی در آب، سازگاری خوب، تحریک کم و زیستتخریبپذیری میکروبی ایدهآل دارد. عیب اصلی آن این است که در بین تمام سورفکتانتهای آنیونی نسبتاً گران است.
۲.۲ سولفاتهای سورفکتانت آنیونی
انواع رایج چنین سورفکتانتهایی شامل الکل چرب سدیم، پلیاکسیاتیلن اتر سولفات و سدیم دودسیل سولفات است.
پلیاکسیاتیلن اتر سولفات الکل چرب سدیم، که با نام AES یا الکل اتر سولفات نیز شناخته میشود، به راحتی در آب حل میشود. هنگامی که محتوای ماده فعال به 70٪ میرسد، به صورت مایع شفاف چسبناک زرد کمرنگ ظاهر میشود و پایداری آن کمتر از سولفوناتهای رایج است. هنگامی که مقدار pH زیر 4 باشد، به سرعت هیدرولیز میشود، اما در محیطهای قلیایی پایداری هیدرولیز عالی دارد. پس از نگهداری به مدت سه روز در دمای 30 درجه سانتیگراد تحت شرایط pH 2، pH 4 و pH 10، میزان هیدرولیز آن به ترتیب 100٪، 50٪ و 0 است. این ماده با شاخص تحریک 2.3 برای محلول آبی 10٪، میزان تجزیه بیولوژیکی بیش از 90٪ و مقدار LD50 1800 میلیگرم بر کیلوگرم، دارای تحریکپذیری کمی است.
سدیم دودسیل سولفات، که با نامهای AS، K12، سدیم کوکوآکیل سولفات، سدیم لوریل سولفات یا عامل کفساز شناخته میشود، در آب با حلالیت در آب تقریباً 15 در دمای 25 درجه سانتیگراد محلول است که کمتر از AES است. این ماده نسبت به قلیاها و آب سخت حساس نیست، اما پایداری آن در شرایط اسیدی ضعیفتر از سولفوناتهای رایج و نزدیک به AES است. دمای گرمایش طولانی مدت نباید از 95 درجه سانتیگراد تجاوز کند. در بین سورفکتانتها، این ماده دارای خاصیت تحریککنندگی متوسطی است. محلول 10٪ آن دارای شاخص تحریک 3.3، بالاتر از AES و پایینتر از LAS، با مقدار LD50 1300 میلیگرم بر کیلوگرم است.
AES به طور گسترده در شامپو، مایع بدنشوی، مایع ظرفشویی و مایع لباسشویی استفاده میشود. در کاربرد عملی، در صورت اجازه استانداردهای کیفی pH مربوطه، مقدار pH باید تا حد امکان به خنثی یا کمی قلیایی افزایش یابد. هنگامی که AES باید در شرایط pH پایین مانند شامپو استفاده شود، معمولاً از فرم نمک اتانول آمین آن استفاده میشود. AES نسبت به AS حلالیت بهتری در آب دارد و میتواند به هر نسبتی در دمای اتاق به صورت محلولهای آبی شفاف فرموله شود. در مقایسه با LAS، AES کاربرد وسیعتری در شویندههای مایع و سازگاری بهتری دارد و میتواند با سورفکتانتهای متعدد در ترکیبات دوتایی یا چندگانه ترکیب شود تا محلولهای آبی شفاف تشکیل دهد. در میان سورفکتانتهای مصنوعی، AES با قیمت پایینتری نسبت به AS در رتبه سوم تولید قرار دارد. قیمت AES با 70٪ در سال 2002، 8500 یوان در هر تن بود. مزایای برجسته آن شامل تحریک کم، حلالیت مطلوب در آب، سازگاری عالی و تأثیر قابل توجه در جلوگیری از خشکی و زبری پوست است. عیب اصلی آن پایداری ضعیف در محیطهای اسیدی است که نیاز به حفظ مقدار pH بسیار بالاتر از ۴ دارد و قدرت پاککنندگی آن از LAS و AS ضعیفتر است.
هنگام استفاده از AS در مواد شوینده مایع، pH محیط باید کنترل شود تا از اسیدیته بیش از حد جلوگیری شود. نمکهای اتانول آمین یا نمکهای آمونیوم آن برای استفاده در شامپو و شوینده بدن ضروری است. استفاده از نمکهای اتانول آمین آن نه تنها میتواند پایداری مقاومت در برابر اسید را افزایش دهد، بلکه باعث کاهش سوزش نیز میشود و شاخص سوزش محلول 10٪ نمک تری اتانول آمین آن 3.0 است. AS به ندرت در مایع ظرفشویی استفاده میشود و به ندرت به عنوان سورفکتانت اصلی با دوز کم در فرمولها عمل میکند، عمدتاً به این دلیل که برای کاهش هزینههای محصول نامطلوب است و چنین محصولاتی به سختی الزامات عملکرد کفکنندگی را دارند. AS که رتبه پنجم را در تولید سورفکتانتهای مصنوعی دارد، قیمت نسبتاً بالایی دارد و قیمت فرم پودری آن در سال 2002، 15000 یوان در هر تن بود. گذشته از ظرفیت کفکنندگی برجسته و شویندگی قوی، AS در اکثر عملکردهای خدماتی، مانند پایداری مقاومت در برابر اسید کمی ضعیفتر و سوزش نسبتاً بالاتر (فقط کمتر از LAS)، نسبت به AES پایینتر است و همچنین بالاترین قیمت را در بین سورفکتانتهای آنیونی معمولی دارد.
انواع اصلی سورفکتانتهای غیر یونی شامل آلکیل آمید (FFA)، پلیاکسیاتیلن اتر الکل چرب (AE) و آلکیل فنول پلیاکسیاتیلن اتر (APE یا OP) هستند. سورفکتانتهای غیر یونی دارای خواص عالی مانند انحلالپذیری، شویندگی، عملکرد ضد الکتریسیته ساکن، تحریک کم و ظرفیت پراکندگی صابون آهک هستند. آنها نسبت به سورفکتانتهای یونی رایج، محدوده pH کاربردی وسیعتری دارند و در بیشتر خواص به جز شویندگی و توانایی کفکنندگی، نسبت به سورفکتانتهای آنیونی معمولی برتری دارند. آزمایشها ثابت میکنند که افزودن مقدار کمی سورفکتانت غیر یونی به سیستمهای سورفکتانت یونی میتواند فعالیت کلی سطح را در مقایسه با محتوای ماده فعال یکسان افزایش دهد.
آلکیلولامیدها سورفکتانتهای غیر یونی با کارایی بالا، کاربرد گسترده و فراوانی هستند که معمولاً در شویندههای مایع مختلف به کار میروند. مشخصات اصلی آلکیلولامیدهای مورد استفاده در شویندههای مایع، آمید ۲:۱ و آمید ۱.۵:۱ است و آمید ۱:۱ نیز برای استفاده موجود است. این سه مشخصات از نظر حلالیت در آب و خاصیت غلیظکنندگی تفاوت زیادی دارند. به طور کلی، آمید ۱.۵:۱ عملکرد جامع متوسطی دارد و به طور گسترده در مایع ظرفشویی استفاده میشود. معمولاً آمید ۱:۱ فقط در صورت ترکیب با سایر سورفکتانتهای محلول در آب به راحتی حل میشود. آلکیلولامیدها برای شویندههای قلیایی مناسبتر هستند و همچنین میتوانند در شویندههای اسیدی ضعیف نیز استفاده شوند.
در میان تمام سورفکتانتهای غیر یونی، آلکیل آمیدها با قیمت ۷۸۰۰ یوان در هر تن در سال ۲۰۰۲، مقرون به صرفهترین هستند. آنها بیشتر از پلیاکسیاتیلن اترهای الکل چرب در شویندههای مایع استفاده میشوند و همچنین سورفکتانتهای غیر یونی اصلی مورد استفاده در شامپو هستند. دلایل اصلی به شرح زیر است: FFA عملکردهای جامعتر و برترتری نسبت به AE دارد؛ FFA از نظر قیمت ارزانتر است؛ FFA حلالیت بهتری دارد؛ و FFA در مقایسه با AE عملکرد کفکنندگی قویتری دارد.
سورفکتانتهای آمفوتریک، سورفکتانتهایی هستند که دارای هر دو گروه آبدوست آنیونی و کاتیونی میباشند. بر این اساس، آنها در محلولهای اسیدی خواص کاتیونی، در محلولهای قلیایی خواص آنیونی و در محلولهای خنثی خواصی مشابه سورفکتانتهای غیر یونی از خود نشان میدهند.
سورفکتانتهای آمفوتریک به راحتی در آب، محلولهای اسیدی و قلیایی غلیظ و حتی محلولهای نمک معدنی غلیظ حل میشوند. آنها دارای مقاومت عالی در برابر آب سخت، تحریک کم پوست، عملکرد نرمکنندگی مطلوب پارچه، خاصیت آنتیاستاتیک برجسته و اثر باکتریکشی خوب هستند و سازگاری زیادی با انواع مختلف سورفکتانتها دارند.
چنین محصولاتی را میتوان در محدوده وسیعی از pH استفاده کرد. با توجه به حالتهای یونی آنها در محیطهای مختلف اسید-باز، آنها در شرایط اسیدی و خنثی عملکرد بهتری نسبت به شرایط قلیایی ارائه میدهند. به طور کلی، سورفکتانتهای آمفوتریک گرانتر از سورفکتانتهای غیر یونی هستند.
انواع مهم و رایج سورفکتانتهای آمفوتریک شامل دودسیل دی متیل بتائین و ایمیدازولین نوع کربوکسیلات هستند. در مقایسه با سورفکتانتهای آنیونی، سورفکتانتهای غیر یونی خواص جامعتری با معایب کمتری دارند و تنها از نظر شویندگی و ظرفیت کفکنندگی در سطح پایینتری قرار دارند. در مقایسه با سورفکتانتهای غیر یونی، سورفکتانتهای آمفوتریک در برخی خواص برتر و در برخی دیگر قابل مقایسه هستند.
سورفکتانتهای آمفوتریک قدرت کفکنندگی قویتری نسبت به سورفکتانتهای غیر یونی معمولی دارند (در حالی که سورفکتانتهای AE ظرفیت کفکنندگی ضعیفی دارند)، فعالیت باکتریکشی بهتری نسبت به سورفکتانتهای غیر یونی و آنیونی دارند و اثرات نرمکنندگی بهتری دارند. به همین دلیل، در شویندههای مایع، سورفکتانتهای آمفوتریک عمدتاً در شامپو و پس از آن در محصولات پاککننده پوست مانند شامپو بدن استفاده میشوند.
انواع رایج سورفکتانتهای کاتیونی شامل ستیل دی متیل آمونیوم کلراید (1631)، اکتادسیل تری متیل آمونیوم کلراید (1831)، صمغ گوار کاتیونی (C-14S)، پانتنول کاتیونی، روغن سیلیکون کاتیونی، اکسید دودسیل دی متیل آمین (OB-2) و غیره است.
در شویندههای مایع، سورفکتانتهای کاتیونی به عنوان سورفکتانتهای کمکی و مواد تشکیلدهندهی حالتدهنده با دوز کم در فرمولها عمل میکنند. آنها معمولاً در محصولات گرانقیمت، بهویژه در شامپوها، استفاده میشوند. سورفکتانتهای کاتیونی را نمیتوان مستقیماً با سورفکتانتهای آنیونی ترکیب کرد. اگرچه ترکیبات سورفکتانتهای کاتیونی و آنیونی ممکن است به اثرات ایدهآلی برسند، اما خطر بالای رسوب و تبلور را به همراه دارند.
طیف گستردهای از سورفکتانتهای کاتیونی در شامپوها با فرکانسهای کاربردی پراکنده استفاده میشوند، به این معنی که هیچ یک یا دو نوع به طور غالب پذیرفته نمیشوند و اغلب در محصولات نرمکننده نهایی فرموله میشوند. سورفکتانتهای کاتیونی بخش کوچکی از کل تولید سورفکتانتها را تشکیل میدهند و معمولاً گرانتر از سایر دستهها هستند.
در مقایسه با سایر انواع سورفکتانتها، سورفکتانتهای کاتیونی برجستهترین اثر حالتدهی و قویترین فعالیت باکتریکشی را دارند. علیرغم معایبی مانند شویندگی ضعیف، ظرفیت کفکنندگی ضعیف، سازگاری پایینتر، سوزش زیاد و هزینه بالا، آنها به عنوان اجزای حالتدهنده در شویندههای مایع و شامپوهای مرغوب، توسط سایر سورفکتانتها غیرقابل جایگزینی هستند. قابل توجه است که سورفکتانتهای کاتیونی فقط میتوانند به عنوان مواد حالتدهنده یا باکتریکش استفاده شوند.
زمان ارسال: ۲۱ مه ۲۰۲۶