Siabann-mhias agus surfactants

1.Ro-ràdh

Le leasachadh gnìomhachas nan ceimigean, tha ìrean-beatha dhaoine air a bhith air an leasachadh gu cunbhalach. Ged a tha beatha air a bhith air a leasachadh gu mòr, tha e cuideachd air duilgheadasan àrainneachdail dona adhbhrachadh, eadhon a’ cur slàinte is sàbhailteachd dhaoine ann an cunnart. Mar a tha iarrtasan dhaoine airson slàinte a’ sìor dhol am meud, tha sàbhailteachd thoraidhean ceimigeach a tha uile-làthaireach ann am beatha làitheil air aire phoblach a tharraing gu farsaing. Tha innealan-glanaidh, mar stuthan ceimigeach a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am beatha làitheil agus cinneasachadh gnìomhachais, air dragh mòr poblach a tharraing a thaobh an sàbhailteachd.

Tha sàbhailteachd thoraidhean ceimigeach air tuiteam ann an èiginn chreideas uaireigin. Tha an suidheachadh seo ag èirigh air an aon làimh bhon eisimeileachd mhòr a th’ aig cinneasachadh innealan-glanaidh air stuthan amh traidiseanta, agus air an làimh eile bho dìth eòlais proifeasanta a’ phobaill mu phròiseasan cinneasachaidh cheimigeach.

An aghaidh a’ chùl-fhiosrachaidh seo, air a stiùireadh leis a’ bhun-bheachd bunaiteach mu cheimigeachd uaine — “a’ lughdachadh agus a’ cuir às do thruailleadh àrainneachdail aig an stòr” — tha an sgrùdadh seo a’ dealbhadh agus a’ leasachadh stuthan ùra.inneal-glanaidhfoirmlean. Càirdeil don àrainneachdsurfactantsagus tha riochdairean ceimigeach comasach air casg a chuir air meanbh-fhàs-bheairtean ann an uisge air an cleachdadh anns an fhoirmle inneal-glanaidh seo.

2.Inbhe Leasachaidh LàithreachInnealan-glanaidh

Bho chaidh a’ chinne-daonna a-steach do chomann-shìobhalta, tha gnìomhan nighe air a bhith nam pàirt riatanach de bheatha dhaoine. Mu 5,000 bliadhna air ais, thòisich daoine a’ cruinneachadh stuthan nàdarra a tha càirdeil do nighe leithid measan meala-lus Sìneach agus co-phàirtean alcaileach ann an luaithre planntrais airson adhbharan nighe. Trì cheud bliadhna às deidh sin, chaidh surfactants a thoirt gu buil gu saorga le daoine. Còrr is ceud bliadhna air ais, chaidh siabann a chruthachadh. Bho sin, tha siabann air a dhèanamh bho gheir, alcalan, salann, spìosraidh agus pigmentan air a thighinn gu bhith na inneal-glanaidh traidiseanta. Nochd a’ chiad inneal-glanaidh fuadain synthetigeach, alkyl naphthalene sulfonate, aig àm a’ Chogaidh Mhòir. Chaidh a leasachadh le BASF na Gearmailt ann an 1917 agus chaidh a chur gu cinneasachadh gu h-oifigeil ann an 1925. Thachair fèill mhòr air innealan-glanaidh synthetigeach às deidh dha sodium alkyl benzene sulfonate agus tetrapropylene alkyl benzene a bhith air an lorg agus air an cur gu cinneasachadh gu h-oifigeil eadar 1935 agus 1939.

3.Grìtheidean Èifeachdach agus Meacanaig GnìomhInnealan-glanaidh

3.1A' nighePrionnsabal

Tha nighe san fharsaingeachd a’ toirt iomradh air a’ phròiseas a bhith a’ toirt air falbh salachar bho uachdar stuth-giùlain. Rè nighe, bidh gnìomh an inneal-glanaidh a’ lagachadh no a’ cur às don eadar-obrachadh eadar an salachar agus an stuth-giùlain, ag atharrachadh staid ceangail an t-salachair agus an stuth-giùlain gu staid ceangail an t-salachair agus an inneal-glanaidh. Mu dheireadh, thèid an salachar a sgaradh bhon stuth-giùlain tro shruthladh agus dòighean eile. Faodar am pròiseas bunaiteach airson gnìomh nighe a chur an cèill leis a’ chàirdeas shìmplidh a leanas:

Neach-giùlain · Salachar + Inneal-glanaidh → Neach-giùlain + Salachar · Inneal-glanaidh

Tha greamachadh salachair ri nithean air a roinn ann an greamachadh corporra agus greamachadh ceimigeach. Tha greamachadh meacanaigeach agus greamachadh electrostatach cuideachd nam pàirt de ghreamachadh corporra.

Tha greamachadh ceimigeach sa mhòr-chuid a’ toirt iomradh air a’ ghreamachadh a gheibhear tro cheanglaichean ceimigeach. Mar eisimpleir, buinidh stainean pròtain agus meirg a tha ceangailte ri artaigilean snàithleach do ghreamachadh ceimigeach. Leis gu bheil feachd eadar-obrachaidh ceimigeach an t-seòrsa greamachaidh seo làidir sa chumantas, tha an salachar ceangailte gu daingeann ris an t-substrate agus tha e gu math duilich a thoirt air falbh, agus mar sin feumar dòighean làimhseachaidh sònraichte.

Tha an fheachd eadar-obrachaidh eadar salachar a tha ceangailte le greamachadh corporra agus an t-substrate caran lag, ga dhèanamh nas fhasa a thoirt air falbh an taca ri greamachadh ceimigeach. Tha salachar le greamachadh meacanaigeach furasta a thoirt air falbh; chan eil e doirbh a thoirt air falbh ach nuair a tha na mìrean salachair beag (<0.1 μm). Tha greamachadh electrostatach a’ nochdadh mar an eadar-obrachadh eadar mìrean salachair le cosgais agus cosgaisean mu choinneamh. Tha an fheachd seo nas làidire na feachd meacanaigeach, agus mar thoradh air sin tha toirt air falbh salachar caran duilich.

Mar as trice thathar den bheachd gu bheil na h-ìrean a leanas anns a’ phròiseas nighe airson salachar a thoirt air falbh:

A. Adsorption: Bidh surfactants ann an innealan-glanaidh a’ faighinn adsorption treòraichte aig an eadar-aghaidh eadar salachar agus an giùlan.

B. Fliuchachadh agus Treàdh: Air sgàth an adsorption stiùiridh eadar-aghaidheach de surfactants, faodaidh an inneal-glanaidh treàdh eadar an salachar agus an giùlan, an giùlan a fhliuchadh, agus an fheachd greamachaidh eadar an salachar agus an giùlan a lughdachadh.

C. Sgaoileadh agus Seasmhachd Salachar: Tha salachar a tha air a sgaradh bhon uachdar giùlain air a sgaoileadh, air a emulsachadh no air a sho-sgaoilteachadh anns an fhuasgladh inneal-glanaidh, a’ dèanamh cinnteach nach ceangail an salachar air falbh ris an uachdar glan a-rithist.

3.1.1 Seòrsachan Ùire

Tha ùir a’ toirt iomradh air stuthan greasy a tha a’ cumail ri luchd-giùlain a bharrachd air greamaichean de na stuthan greasy sin, aig a bheil co-dhèanamh air leth iom-fhillte. Stèidhichte air diofar chruthan, faodar a sheòrsachadh gu garbh ann an ùir chruaidh, ùir leaghaidh agus ùir shònraichte.

Am measg nan ùirean cruaidh cumanta tha meirg, duslach, mìrean carbon-dubh agus a leithid. Mar as trice bidh uachdar nan stuthan sin a’ giùlan luchdan àicheil, gan dèanamh buailteach a bhith a’ cumail ri bun-stuthan. Tha a’ mhòr-chuid de na h-ùirean cruaidh gràineach do-sgaoilte ann an uisge, ach faodar an sgaoileadh gu furasta ann am fuasglaidhean uisgeach anns a bheil innealan-glanaidh; tha e nas fhasa mìrean cruaidh nas motha a thoirt air falbh. Tha a’ mhòr-chuid de na h-ùirean leaghaidh cumanta so-sgaoilte ann an ola agus faodaidh iad a bhith air an saponachadh le fuasglaidhean alcalin, agus tha sin a’ mìneachadh carson a tha a’ mhòr-chuid de na h-innealan-glanaidh alcalin. Bidh ùirean sònraichte sa mhòr-chuid a’ toirt iomradh air stains stòlda leithid stains fala, sùgh planntrais agus dìomhaireachdan daonna. Bidh bleaches a’ toirt air falbh an seòrsa ùir seo sa mhòr-chuid, leis gu bheil feart oxidation làidir bleaches comasach air na buidhnean cròmaforach aca a sgrios.

3.2 Grìtheidean Gnìomhach ann an Innealan-glanaidh

’S e surfactants, ris an canar cuideachd stuthan gnìomhach-uachdair, na prìomh phàirtean gnìomhach ann an innealan-glanaidh. Bidh iad a’ sgaoileadh gu luath ann an uisge agus tha feartan sàr-mhath aca, nam measg dì-thruailleadh, cobharachadh, solubilachadh, emulsachadh, fliuchadh agus sgaoileadh.

3.2.1 Surfactants: Tùs agus Leasachadh

Tha deuchainnean air sealltainn gum faod cur stuthan sònraichte ri uisge teannachadh uachdar an uisge atharrachadh, agus gu bheil buaidh eadar-dhealaichte aig diofar stuthan air teannachadh uachdar uisge.

A thaobh feart teannachadh uachdar a lùghdachadh, tha comas teannachadh uachdar fuasglaiche a lùghdachadh air a mhìneachadh mar ghnìomhachd uachdar, agus canar stuthan gnìomhach-uachdair ri stuthan le gnìomhachd uachdar. Canar surfactants ri stuthan as urrainn staid eadar-aghaidh siostam fuasglaidh atharrachadh gu mòr nuair a thèid an cur ris ann an suimean beaga.

Is e stuth a th’ ann an surfactant a dh’ fhaodas, nuair a thèid a chur ri fuasglaiche ann an dòs bheag, teannachadh uachdar an fhuasglaiche a lùghdachadh gu mòr agus staid eadar-aghaidh an t-siostaim atharrachadh. Bidh seo ag adhbhrachadh sreath de ghnìomhan leithid fliuchadh no dì-fhliuchadh, emulsification no demulsification, sgaoileadh no flocculation, cobhar no dì-chobharadh, solubilization, taiseachd, sterilization, bogachadh, dìon-uisge, feartan an-aghaidh statach agus strì an aghaidh creimeadh, gus coinneachadh ri iarrtasan practaigeach tagraidh.

Nochd surfactants stèidhichte air siabann an toiseach ann an Èiphit àrsaidh timcheall air 2500 RC, far an robh Èiphitich àrsaidh a’ dèanamh stuthan glanaidh bho mheasgachadh de gheir chaorach agus luaithre planntrais. Timcheall air 70 AD, chruthaich Pliny na h-Ìmpireachd Ròmanach a’ chiad bhàr de shiabann geir chaorach. Cha d’ fhuair siabann fèill mhòr gu 1791, nuair a lorg an ceimigear Frangach Nicolas Leblanc an dòigh air sòda caustic a dhèanamh tro electrolysis de sodium chloride. Is e toradh den dàrna ìre de leasachadh surfactant Ola Dhearg na Tuirc, ris an canar cuideachd Ola Castor Sulfonated. Tha e air a cho-chur ri chèile le bhith ag ath-bhualadh ola castor le searbhag sulfarach dùmhail aig teòthachd ìosal, agus an uairsin air a neodachadh le sodium hydroxide. Tha cumhachd emulsifying, treòiteachd, fliuchadh agus sgaoilidh air leth aig Ola Dhearg na Tuirc, agus tha e a’ dèanamh nas fheàrr na siabann ann an aghaidh uisge cruaidh, searbhag agus salainn meatailt.

3.2.2 Structar Gnìomhachd Uachdar

Tha feartan sònraichte surfactants a’ tighinn bhon structar moileciuil sònraichte aca. Mar as trice, is e moileciuilean loidhneach a th’ ann an surfactants anns a bheil buidhnean pòlar hydrophilic agus buidhnean hydrophobic neo-phòlar lipophilic.

Tha structaran eadar-mheasgte aig buidhnean hydrophobic leithid slabhraidhean dìreach, slabhraidhean geugach agus structaran cearcallach. Is iad na slabhraidhean hydrocarbon as cumanta a’ gabhail a-steach alkanes, alkenes, cycloalkanes agus hydrocarbons aromatic, leis a’ mhòr-chuid de na h-àireamhan ataman gualain eadar 8 agus 20. Am measg bhuidhnean hydrophobic eile tha alcohols geir, alkylphenols, agus buidhnean atamach anns a bheil fluorine, silicon agus eileamaidean eile. Tha buidhnean hydrophilic air an seòrsachadh ann an seòrsachan anionic, cationic, amphoteric ionic agus neo-ionic. Faodaidh surfactants ionic ianachadh ann an uisge gus cosgaisean dealain a ghiùlan, agus chan urrainn do surfactants neo-ionic ianachadh ann an uisge ach tha polarity agus solubleachd uisge aca.

3.2.3 Surfactants cronail cumanta

Tha surfactants air an cleachdadh gu farsaing ann am beatha làitheil dhaoine, ach tha iad gun teagamh nan stuthan ceimigeach. Tha feartan puinnseanta agus truaillidh sònraichte aig mòran de na stuthan amh airson surfactants. Gu do-sheachanta, bidh iad a’ dèanamh cron air an àrainneachd; nuair a thèid an conaltradh ri daoine, faodaidh iad an craiceann a ghoirteachadh, agus tha cuid eadhon puinnseanta agus creimneach làidir, ag adhbhrachadh milleadh mòr air a’ bhodhaig. Tha an leanas a’ toirt a-steach grunn surfactants cronail cumanta:

A. APEO

'S e seòrsa cumanta de surfactant neo-ionach a th' ann an APEO, air a dhèanamh suas de phàirt alcail agus pàirt eitocsaidh. Bidh faid slabhraidh gualain eadar-dhealaichte den phàirt alcail agus meudan cur-ris eadar-dhealaichte den phàirt eitocsaidh ag adhbhrachadh grunn chruthan a th' ann de APEO le eadar-dhealachaidhean mòra coileanaidh am measg diofar chruthan. Anns a' phròiseas co-chur APEO, chan eil am prìomh thoradh carcanaigineach, ach tha na fo-thoraidhean aige creimneach don chraiceann agus do na sùilean, agus faodaidh cuid eadhon aillse adhbhrachadh ann an cùisean cruaidh. Ged nach eil e a' dèanamh cron dìreach air fàs-bheairtean, tha APEO a' cur cunnart hormona àrainneachdail. Bidh stuthan ceimigeach mar sin a' dol a-steach do bhodhaig an duine tro dhiofar shlighean, a' toirt a-mach buaidhean coltach ri estrogen, a' cur dragh air secretion hormona daonna àbhaisteach, agus a' lughdachadh cunntadh sperm fireann tuilleadh. Chan e a-mhàin gu bheil e cronail do dhaoine; tha aithisgean a' nochdadh gu bheil an stuth amh synthetigeach NPEO aige cuideachd ag adhbhrachadh milleadh mòr do iasg.

B. PFOS

'S e PFOS, ris an canar gu h-iomlan Perfluorooctane Sulfonate, teirm choitcheann airson clas de surfactants perfluorinated. Tha buaidh àrdachaidh àrainneachdail aige. Air sgàth a fheartan fiosaigeach is ceimigeach sònraichte, tha PFOS air leth duilich a mhilleadh agus thathas den bheachd gur e seo aon de na stuthan as seasmhaiche. Às deidh dha a dhol a-steach do bheathaichean agus do chorp an duine tron ​​​​t-sreath bìdh, bidh e a’ cruinneachadh ann an àireamhan mòra agus a’ bagairt slàinte bhitheòlasach gu mòr.

C. LAS

’S e truailleadh organach mòr a th’ ann an LAS a dh’adhbharaicheas cron mòr don àrainneachd. Faodaidh e feartan fiosaigeach is ceimigeach na h-ùire atharrachadh, leithid luach pH na h-ùire agus susbaint uisge atharrachadh, agus mar sin bacadh a chur air fàs lusan. A bharrachd air an sin, nuair a thèid e a-steach do bhuidhnean uisge, faodaidh LAS tighinn còmhla ri truailleadh eile gus mìrean colloidal sgapte a chruthachadh agus nochdaidh e puinnseanta do fhàs-bheairtean òga nas àirde agus nas ìsle.

D. Surfactants fluorocarbon

’S e PFOA agus PFOS an dà phrìomh surfactant fluorocarbon traidiseanta. Tha sgrùdaidhean buntainneach air sealltainn gu bheil puinnseanta àrd aig na todhar sin, gu bheil iad ag adhbhrachadh truailleadh àrainneachdail leantainneach, agus gu bheil iad a’ cruinneachadh gu mòr ann am fàs-bheairtean. Mar thoradh air an sin, chaidh an liostadh mar Thruailleadh Organach Maireannach (POPan) leis na Dùthchannan Aonaichte ann an 2009.

4 Surfactants Uaine is Seòrsa Ùr

A. Surfactants stèidhichte air amino-aigéid

Tha surfactants stèidhichte air amino-aigéid air an dèanamh sa mhòr-chuid à stuthan amh bith-thomas le stòran pailt. Tha puinnseanan ìosal agus fo-bhuaidhean ìosal aca, feartan tlàth, irioslachd ìosal do fhàs-bheairtean, agus bith-mhilleadh sàr-mhath. A rèir feartan cosgais bhuidhnean hydrophilic às deidh ianachadh ann an uisge, faodar an seòrsachadh ann an ceithir roinnean: cationic, anionic, neo-ionic agus amphoteric. Am measg nan seòrsachan cumanta tha seòrsa amino-aigéid N-alkyl, seòrsa ester amino-aigéid agus seòrsa amino-aigéid N-acyl.

B. Surfactants einnsein pineapple

Bithear a’ dèanamh surfactants einnsein giuthais le bhith a’ coipeadh min-shìol camellia agus cèic ola a tha air fhàgail às dèidh ola a thoirt a-mach, craiceann giuthais, còmhla ri pùdar beirm, pectinase agus meanbh-fhàs-bheairtean eile. Ged nach eil structar moileciuil nan tàthchuid gnìomhach aca soilleir, tha dàta deuchainneach a’ dearbhadh gu bheil coileanadh nighe fàbharach aca.

C. SAA

'S e toradh ola pailme a th' ann an SAA. Mar thoradh air a dhèanamh bho stuthan amh planntrais ath-nuadhachail, tha e air aire mhòr a tharraing. Tha am pròiseas cinneasachaidh aige càirdeil don àrainneachd. A bharrachd air an sin, ann an uisge cruaidh le susbaint àrd ian calcium agus magnesium, bidh e a’ leigeil a-mach salainn calcium tòrr nas slaodaiche na surfactants cumanta leithid LAS agus AS, a’ ciallachadh gu bheil e a’ lìbhrigeadh glanadh air leth ann an tagraidhean practaigeach.

5 Sealladh air Leasachadh Innealan-glanaidh

Thar margaidh innealan-glanaidh na cruinne, tha diofar phrìomhachasan agus gluasadan leasachaidh ann an dùthchannan, ach tha an stiùireadh rannsachaidh coitcheann airson toraidhean inneal-glanaidh fhathast cunbhalach. Tha dùmhlachd agus leaghadh innealan-glanaidh air a bhith nan gluasadan prìomh-shruthach, agus tha glèidhteachas uisge, sàbhailteachd, sàbhaladh lùtha, proifeiseantachd, càirdeas don àrainneachd agus ioma-ghnìomhachd air nochdadh mar stiùiridhean leasachaidh mòr-chòrdte. Tha surfactants, prìomh stuthan amh innealan-glanaidh, ag atharrachadh a dh’ionnsaigh tlàths, cruthachadh todhar agus co-chòrdalachd àrainneachdail. Tha ullachaidhean enzyme, le èifeachdas àrd, sònrachas agus càirdeas don àrainneachd, air a bhith nan àite rannsachaidh teth ann an leasachadh innealan-glanaidh. Gu h-iomlan, tha geàrr-chunntas air gluasadan leasachaidh gnìomhachas an innealan-glanaidh mar a leanas:

Iomadachadh, speisealachadh agus roinneadh thoraidhean inneal-glanaidh. Faodar innealan-glanaidh a roinn ann an seòrsachan cruaidh, pùdarrach, leaghaidh agus gel a rèir cruth; seòrsa dùmhail agus seòrsa cunbhalach a rèir susbaint tàthchuid ghnìomhach; agus diofar roinnean a rèir pacaidh, dath agus cùbhraidh.

Bidh innealan-glanaidh leaghaidh mar an roinn thoraidhean as gealltanach. An coimeas ri innealan-glanaidh cruaidh, bidh innealan-glanaidh leaghaidh a’ dèanamh nas fheàrr ann an nighe aig teòthachd ìosal, tha dealbhadh foirmle nas sùbailte agus pròiseasan cinneasachaidh nas sìmplidh aca. Bidh iad cuideachd ag iarraidh nas lugha de thasgadh uidheamachd agus bidh iad ag ithe nas lugha de lùth rè cinneasachadh.

Dùmhlachd adhartach de thoraidhean inneal-glanaidh. Bho 2009, tha innealan-glanaidh dùmhail air a thighinn gu bhith nan trì prìomh roinnean: pùdar nighe dùmhail, pods nigheadaireachd dùmhail agus inneal-glanaidh leaghaidh dùmhail. Tha buannachdan iongantach aig innealan-glanaidh dùmhail thairis air toraidhean traidiseanta, a’ gabhail a-steach susbaint àrd de stuthan gnìomhach, glanadh làidir agus gleidheadh ​​lùtha. A bharrachd air an sin, bidh iad a’ sàbhaladh stuthan pacaidh, a’ lughdachadh chosgaisean còmhdhail agus a’ gabhail nas lugha de dh’àite stòraidh air sgàth an fhoirmle dùmhail aca.

Stiùireadh sàbhailteachd dhaoine. Le leasachadh ìrean-beatha, chan eil daoine a-nis dìreach a’ measadh innealan-glanaidh a rèir coileanadh toirt air falbh stain. Tha sàbhailteachd dhaoine, neo-phuinnseanta agus neo-irioslachd meadhanach air a bhith nan slatan-tomhais deatamach airson taghadh innealan-glanaidh.

Leasachadh thoraidhean a tha càirdeil don àrainneachd. Tha eutrofachadh air adhbhrachadh le innealan-glanaidh anns a bheil fosfar agus droch bhuaidh àrainneachdail riochdairean gealachaidh air dragh farsaing a thogail am measg a’ phobaill. Mar fhreagairt do riatanasan ceimigeachd uaine, tha taghadh stuthan amh airson innealan-glanaidh a’ gluasad mean air mhean a dh’ionnsaigh roghainnean a tha càirdeil don àrainneachd agus tlàth.

Ioma-ghnìomhachd. Tha ioma-ghnìomhachd na ghluasad leasachaidh a tha a’ sìor fhàs cumanta airson diofar thoraidhean sòisealta, agus tha riatanasan làitheil ioma-adhbhar air fàs cumanta ann am beatha. San àm ri teachd, bidh innealan-glanaidh ag amalachadh toirt air falbh stain le gnìomhan leithid sterilachadh, dì-ghalarachadh agus gealachadh.