Մակերևութային ակտիվ նյութերի լվացող հատկությունները. տարբեր տեսակի լվացող միջոցներ

Մակերևութային ակտիվ նյութերի լվացող հատկությունը նրանց հիմնարար բնութագիրն է՝ առավել գործնական կիրառություններով։ Այն սերտորեն կապված է հազարավոր տնային տնտեսությունների առօրյա կյանքի հետ և ավելի ու ավելի է կիրառվում տարբեր ոլորտներում և արդյունաբերական արտադրության բոլոր տեսակներում։

Լվացող միջոցներ

Մակերևութային ակտիվ նյութերը լվացող միջոցների հիմնական ակտիվ բաղադրիչներն են: Սինթետիկ լվացող միջոցները գոյություն չէին ունենա առանց մակերևութային ակտիվ նյութերի: SAA-ի բոլոր տեսակների մեջ անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը առաջինն են օգտագործվել և մնում են ամենատարածված կատեգորիան՝ ներկայումս կազմելով շուկայի ընդհանուր պահանջարկի ավելի քան 50%-ը: Անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը որոշ ժամանակ կշարունակեն գերիշխող դիրք զբաղեցնել ապագայում:

I. Անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Որպես լվացող միջոցներ օգտագործվող անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի հիմնական տեսակներն են՝ ճարպաթթվային աղերը (օճառները), ալկիլբենզոլ սուլֆոնատները (ABS), ճարպային սպիրտի սուլֆատները (AS), ճարպային սպիրտի պոլիօքսիէթիլենային եթեր սուլֆատները (AES), ալֆա-օլեֆին սուլֆոնատները (AOS), ճարպային սպիրտի պոլիօքսիէթիլենային եթեր կարբօքսիլատները (AEC) և ճարպաթթվի մեթիլ էսթեր սուլֆոնատները (MES):

1. Օճառ

Օճառի մոլեկուլների մակերևութային ակտիվ մասը կրում է բացասական լիցք, որի մեջ երկար շղթայով ճարպաթթուների նատրիումի և կալիումի աղերը կազմում են մոտ 25%-ը։ Որպես օճառի ամենատարածված տեսակ՝ այն առանձնանում է առատ հումքով, հեշտ պատրաստմամբ և ցածր գնով։ Արդյունաբերական առումով այն սովորաբար արտադրվում է հումքի, ինչպիսիք են տավարի ճարպը և ոչխարի ճարպը, օճառացնելով ուժեղ ալկալիով, որին հաջորդում է գլիցերինի աղազերծումը և անջատումը։ Դրա ամենամեծ թերությունն այն է, որ երբ ջրային լուծույթում հանդիպում է երկարժեք և եռարժեք մետաղական իոնների, ինչպիսիք են Ca²⁺, Mg²⁺ և Fe²⁺-ը, այն առաջացնում է կալցիումի կամ մագնեզիումի օճառ՝ չափազանց ցածր լուծելիությամբ, այդպիսով կորցնելով օճառին բնորոշ լվացող հատկությունները։

2. Ալկիլբենզոլ սուլֆոնատներ (ABS)

Նատրիումի ալկիլբենզոլ սուլֆոնատը (R-C₆H₆-SO₃Na) կարևոր անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ է: Այն լավ լուծելի է ջրում և գրեթե ամբողջությամբ իոնացված է: Դրա կալցիումի և մագնեզիումի աղերը լավ լուծելի են ջրում, ինչը նրան օժտում է կոշտ ջրակայունությամբ: Ալկիլբենզոլ սուլֆոնատների շարքում գծային ալկիլբենզոլ սուլֆոնատը (LAS) էժան է, հզոր լվացող հատկությամբ, հեշտությամբ կենսաքայքայվող և էկոլոգիապես մաքուր: Հետևաբար, մինչ օրս, որպես լվացքի միջոցի ակտիվ բաղադրիչ օգտագործվող ոչ մի այլ մակերևութային ակտիվ նյութ չի կարող մրցակցել LAS-ի հետ տեխնիկական կատարողականությամբ և տնտեսական օգուտներով, ինչը այն դարձնում է սինթետիկ լվացքի միջոցների արդյունաբերության հենասյունը ամբողջ աշխարհում: Այն հիմնականում կիրառվում է արդյունաբերական և կենցաղային լվացքի միջոցներում: Ներկայացուցչական արտադրանքներից են նատրիումի դոդեցիլբենզոլ սուլֆոնատը՝ գերազանց լվացող ազդեցությամբ, և նատրիումի օկտադեցիլբենզոլ սուլֆոնատը, որը պարծենում է նատրիումի ալկիլբենզոլ սուլֆոնատների շարքում ամենաուժեղ լվացող հատկությամբ:

3. Ալֆա-օլեֆինի սուլֆոնատներ (AOS)

AOS-ը բարձր արդյունավետությամբ լվացող միջոցի ակտիվ բաղադրիչ է: Այն հիմնականում օգտագործվում է ձեռքի ախտահանիչներում, շամպուններում, փրփրուն լոգանքներում, աման լվացող միջոցներում, արդյունաբերական մաքրող միջոցներում և լվացքի փոշիներում:

4. Ճարպաթթվի մեթիլեթերի սուլֆոնատներ (MES)

Իր մոլեկուլային կառուցվածքում R-ը ներկայացնում է ալկիլային խումբ, իսկ R'-ը՝ մեթիլային խումբ: Լվացման արդյունավետության համար C16 և C18 ածխածնային շղթաներով R-ը լավագույնս է աշխատում, մինչդեռ C14 ածխածնային շղթայով R-ը ապահովում է կոշտ ջրի նկատմամբ օպտիմալ դիմադրություն: MES-ը բնական յուղերից և ճարպերից ստացված մակերևութային ակտիվ նյութ է, որն ունի գերազանց լվացման արդյունավետություն և կալցիումական օճառի ուժեղ ցրման ունակություն: Այն ունի բացառիկ համատեղելիություն զեոլիտի հետ և հարմար է ֆոսֆոր չպարունակող լվացքի փոշիների արտադրության համար: Դրա կալցիումական օճառի ցրման ունակությունը շատ ավելի բարձր է, քան LAS-ինը, ինչը նպաստում է բարդ օճառի և օճառի վրա հիմնված լվացքի փոշիների արտադրությանը և կիրառմանը:

5. Ճարպային սպիրտային սուլֆատներ (AS) և ճարպային սպիրտային եթերային սուլֆատներ (AES)

AS-ի ընդհանուր բանաձևը ROSO₃Na է, իսկ AS-ը՝ R-ով որպես C14~C16 ածխածնային շղթաներ, ցուցաբերում է լավ լվացման ունակություն: AES-ի ընդհանուր բանաձևը RO(C₂H₄O)ₙSO₃Na է, իսկ AES-ը՝ R-ով որպես C14~C15 ածխածնային շղթաներ և n=1–2, ցուցաբերում է լվացման բարենպաստ արդյունավետություն: AS-ը և AES-ը ունեն լավ կենսաքայքայման ունակություն, ուժեղ լվացման ունակություն և գերազանց փրփրացող հատկություն, ինչը դրանք հարմար է դարձնում բարձր փրփրուն լվացող միջոցներ պատրաստելու համար: Դրանք կիրառելի են հեշտ խնամքի լվացող միջոցների և բրդի լվացող միջոցների համար և լայնորեն օգտագործվում են փրփրուն լոգանքներում, մազերի շամպուններում, կոսմետիկայում, ձեռքի աման լվացող միջոցներում, բանջարեղենային լվացող միջոցներում և կենցաղային լվացող միջոցներում:

II.Ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը ցուցաբերում են գերազանց լվացող հատկություններ յուղոտ կեղտի դեմ և ուժեղ ունակություն՝ կանխելու սինթետիկ մանրաթելերի վրա կրկնակի նստվածքը: Դրանք ունեն բարձր դիմադրողականություն կոշտ ջրի և բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտների նկատմամբ: Պոլիօքսիէթիլենային ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի ամենակարևոր առավելությունը դրանց հիդրոֆոբ և հիդրոֆիլ մասնիկների կարգավորելիությունն է: EO միավորների քանակը կարող է կարգավորվել՝ տարբեր հիմքերին հարմարվելու և օպտիմալ լվացող հատկություններ ապահովելու համար:

1.Պոլիօքսիէթիլենալկիլային սպիրտի եթեր

Ընդհանուր բանաձև՝ RO(C₂H₄O)ₙH, որտեղ R = C₁₂~C₁₈, իսկ n-ը կարգավորելի է։ Այս տեսակի միացությունն առանձնանում է բարձր լվացման ակտիվությամբ, որը արտացոլվում է հետևյալ ասպեկտներում՝ ցածր կրիտիկական միցելային կոնցենտրացիա (cmc), ինչը նշանակում է, որ բարձր լվացող հատկությունները կարող են պահպանվել նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում, հզոր լվացման հզորություն և կեղտի վերանստվածքի դիմադրություն սինթետիկ մանրաթելերը մաքրելիս։ Այն նաև ապահովում է ցածր ջերմաստիճանում լվացման բարենպաստ արդյունավետություն։ Այն սենյակային ջերմաստիճանում ունի սպիտակից մինչև բաց դեղին մածուկի տեսք և լուծելի է ջրում՝ ունենալով էմուլգացնող, մաքրող և թրջող հատկություններ։ Այն հիմնականում կիրառվում է կենցաղային և արդյունաբերական լվացող միջոցներում, ինչպես նաև մետաղական մաքրող միջոցներում։

2. Պոլիօքսիէթիլենալկիլֆենոլային եթեր

Բանաձևում R-ը հիմնականում օկտիլ, նոնիլ և դոդեցիլ է, կարգավորելի n արժեքով: Այն բնութագրվում է յուղի և ճարպի հետքերը հեռացնելու ուժեղ ունակությամբ: Տիպիկ արտադրանքներից են OP շարքը, OPE շարքը և SOPE շարքը: Դրանք առանձնանում են թթվային և ալկալային գերազանց դիմադրողականությամբ, ինչպես նաև կոշտ ջրի նկատմամբ դիմադրողականությամբ, և ունեն ախտահանման, թրջման և էմուլգացման գործառույթներ, որոնք կիրառելի են մետաղի մշակման և արդյունաբերական մաքրող միջոցների համար:

3. Ալկիլ պոլիգլիկոզիդ (APG)

Ալկիլ պոլիգլիկոզիդը համարվում է նոր համաշխարհային կարգի ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութ։

APG-ի առավելությունները.

Բարձր միջերեսային ակտիվություն և չափազանց ցածր մակերեսային լարվածություն;

Պղտորման կետ չկա և գերազանց բարձր ջերմաստիճանային կայունություն ունի։

Գերազանց լվացման արդյունավետություն, ուժեղ փրփրացող ունակություն, լավ թրջում, էմուլգացնող ունակություն և ցրման կայունություն։

Գերազանցում է բոլոր առկա տեսակի մակերևութային ակտիվ նյութերի նկատմամբ՝ ոչ թունավորության, մաշկի ցածր գրգռվածության և կենսաքայքայման առումով։

Հետևաբար, այն լայնորեն նախընտրելի է բազմաթիվ ոլորտներում, այդ թվում՝ լվացող միջոցների, կոսմետիկայի, սննդի վերամշակման և դեղագործական արդյունաբերությունների կողմից: Հեշտ լվացման և մնացորդներ չթողնելու շնորհիվ այն հատկապես հարմար է աման լվացող միջոցների և շշերի մաքրող միջոցների համար:

APG-ի լվացող միջոցներում կիրառման հիմնական սցենարները հետևյալն են.

Լոգանքի և մազերի լվացող միջոցներ. APG-ով մշակված միջոցները մեղմ են և չեն գրգռում մաշկը՝ հարուստ և նուրբ փրփուրով, և կարող են հակաստատիկ ազդեցություն ունենալ շամպունով լվանալու ժամանակ: Արտադրանքի մեծ մասը հեղուկ է և կարող է նաև օճառի ձողիկներ պատրաստվել:

Աման լվացող միջոցներ. APG-ի վրա հիմնված աման լվացող միջոցները լավ փրփրացող են, մաշկի համար անվտանգ են, օգտագործելուց հետո հարմարավետ են ձեռքերի համար և հեշտ են լվացվում՝ առանց հետքեր թողնելու:

Լվացքի միջոցներ. Լվացքի միջոցներում կիրառվող APG-ն ապահովում է գերազանց լվացքի հատկություններ: Այն կարող է մաքրել տարբեր գործվածքներ, ինչպիսիք են բամբակը, բուրդը և պոլիեսթերը՝ արդյունավետորեն հեռացնելով կեղտը և յուղի հետքերը: Այն նաև գործվածքներին հաղորդում է փափկություն, հակաստատիկ հատկություններ և կծկման դիմադրություն, և կարող է օգտագործվել որպես լվացքի միջոցներ, որոնք պահպանում են գերազանց լվացքի արդյունավետություն նույնիսկ կոշտ ջրում:

Կոշտ մակերեսների մաքրում. Բացի աման լվացող միջոցներից, APG-ն կարող է օգտագործվել նաև այլ կոշտ մակերեսների մաքրման համար: Այն կարող է օգտագործվել որպես ակտիվ բաղադրիչ՝ ուժեղ թթվային պայմաններում կիրառելի լվացող միջոցներ պատրաստելու համար և կարող է կանխել սև մետաղների օքսիդացումը և թթվային կոռոզիան:

III. Զվիտերիոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Դրանց մոլեկուլային կառուցվածքը կրում է ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական լիցքեր: Իրենց հատուկ մոլեկուլային կառուցվածքի շնորհիվ դրանք կիրառման մեջ ունեն հետևյալ բնութագրերը՝ ցածր թունավորություն և մաշկի ու աչքերի ցածր գրգռվածություն, գերազանց կենսաքայքայման և համատեղելիություն, լավ թրջող, լվացող և փրփրացնող հատկություններ: Որպես լվացող միջոցներ օգտագործվելիս դրանք դասակարգվում են հետևյալ տեսակների:

N-ացիլ ամինաթթվի տեսակ

Դրանք հիմնականում օգտագործվում են որպես շամպունների և մաքրող միջոցների հիմք և դիմացկուն են թույլ թթուների և կոշտ ջրի նկատմամբ: Օրինակներ են N-ացիլ պոլիամինո (պոլիպեպտիդ) կարբօքսիլատը և Remipon A-ն (լվացքի միջոց 613, նատրիումի օլեոյլամինո պոլիպեպտիդ կարբօքսիլատ):

Ռեմիպոն A-ն սինթեզվում է սպիտակուցային հիդրոլիզի միջոցով ստացված ճարպային ացիլ քլորիդի և պոլիամինաթթուների խտացումից։ Հետևաբար, այն ունի ցածր գրգռվածություն և ցածր թունավորություն, ինչը այն հարմար է դարձնում կոսմետիկ կիրառման համար։ Ռեմիպոն A-ն ցուցաբերում է կրաքարի օճառի ուժեղ ցրման, լվացող և էմուլգացնող հատկություններ։ Այն օգտագործվում է որպես լվացող և էմուլգատոր տեքստիլ արդյունաբերության մեջ և իդեալական է մետաքսի և բրդի լվացման համար՝ իր թույլ ճարպահեռացման ունակության շնորհիվ։

Բետաինի տեսակ

Զվիտերիոնային բետաինային մակերևութային ակտիվ նյութերը հիանալի լվացող հատկություններ են ապահովում բամբակյա գործվածքների և պոլիեսթեր/բամբակ խառնուրդով գործվածքների համար, իսկ հիդրօքսիսուլֆոբետաինները հատկապես գերազանց արդյունավետություն են ցուցաբերում լվացման ժամանակ: Տիպիկ օրինակ է լաուրիլ դիմեթիլ բետաինը:

Այն անգույն կամ բաց դեղին թափանցիկ հեղուկ է: Այն թթվային միջավայրում գործում է որպես կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ, իսկ ալկալային միջավայրում՝ որպես անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ, և հեշտությամբ կենսաքայքայվում է: Այն ունի հիանալի փրփրացնող հատկություններ և կարող է մեղմացնել մազերը, ինչը այն հարմար է դարձնում մեղմ, մազերի կոնդիցիոներ շամպուններ, ինչպես նաև մանկական շամպուններ պատրաստելու համար: Կոշտ ջրին լավ դիմադրողականության շնորհիվ այն կարող է օգտագործվել կոշտ ջրով լվացող միջոցներ պատրաստելու համար, ինչպես նաև ծառայում է որպես մանրէասպան: