Մակերևութային ակտիվ նյութերի լվացման ազդեցությունը՝ տարբեր լվացող միջոցներ

Մաքրող միջոցըմակերևութային ակտիվ նյութերնրանց հիմնարար սեփականությունն է՝ ամենալայն գործնական կիրառություններով։ Այն սերտորեն կապված է անթիվ տնային տնտեսությունների առօրյա կյանքի հետ և նաև ավելի ու ավելի է ընդունվում կյանքի բոլոր ոլորտներում և արդյունաբերական արտադրության տարբեր ոլորտներում։

Լվացող միջոցներ

Մակերևութային ակտիվ նյութերը լվացող միջոցների հիմնական ակտիվ բաղադրիչներն են. սինթետիկ լվացող միջոցները գոյություն չէին ունենա առանց մակերևութային ակտիվ նյութերի: Մակերևութային ակտիվ նյութերի (ՄԱԿ) բոլոր կատեգորիաների շարքում անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը առաջինն էին, որոնք օգտագործվել են մարդկանց կողմից և մնում են ամենատարածված տեսակը՝ ներկայումս կազմելով շուկայի ընդհանուր պահանջարկի ավելի քան 50%-ը:

I. Անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Լվացող միջոցներում օգտագործվող անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի հիմնական տեսակներն են՝ ճարպաթթուների աղերը (օճառները), ալկիլբենզոլ սուլֆոնատները (ABS), ճարպային սպիրտի սուլֆատները (AS), ճարպային սպիրտի պոլիօքսիէթիլենային եթեր սուլֆատները (AES),α-օլեֆինային սուլֆոնատներ (AOS), ճարպային սպիրտի պոլիօքսիէթիլենային եթերային կարբօքսիլատներ (AEC) և ճարպաթթվի մեթիլ եթերային սուլֆոնատներ (MES):

1. Օճառ

Օճառի մոլեկուլների մակերևութային ակտիվ մասը կրում է բացասական լիցք, որի մոտ 25%-ը կազմում են երկար շղթայով ճարպաթթուների նատրիումի և կալիումի աղերը։ Այս լայնորեն օգտագործվող օճառը պարծենում է առատ հումքի, պարզ պատրաստման և ցածր գնի առավելություններով։ Արդյունաբերական առումով այն սովորաբար արտադրվում է ճարպերի, ինչպիսիք են տավարի և ոչխարի ճարպը, օճառացնելով ուժեղ ալկալիներով, որին հաջորդում է աղակալումը՝ գլիցերինը առանձնացնելու համար։ Դրա ամենամեծ թերությունն այն է, որ երբ ենթարկվում է երկարժեք և եռարժեք մետաղական իոնների, այդ թվում՝ Ca-ի, ազդեցությանը,²⁺, Մգ²⁺ և Fe²⁺ Ջրային լուծույթներում այն ​​​​ձևավորում է վատ լուծվող կալցիումի օճառ կամ մագնեզիումի օճառ, որը վերացնում է օճառի լվացող հատկությունները:

2. Ալկիլբենզոլ սուլֆոնատներ (ABS)

Նատրիումի ալկիլբենզոլ սուլֆոնատ (RC₆H₆-SONa)-ը կենսականորեն կարևոր անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութ է: Այն առանձնանում է ջրում լավ լուծելիությամբ և գրեթե լիակատար իոնացմամբ: Դրա կալցիումի և մագնեզիումի աղերը համեմատաբար բարձր լուծելիություն ունեն ջրում, ինչը նրան հաղորդում է գերազանց դիմադրություն կոշտ ջրում: Ալկիլբենզոլ սուլֆոնատների շարքում գծային ալկիլբենզոլ սուլֆոնատը (LAS) առանձնանում է իր ցածր գնով, հզոր լվացող հատկությամբ, հեշտ կենսաքայքայվողությամբ և շրջակա միջավայրի համար անվնասությամբ: Մինչ օրս, որպես լվացքի միջոցների ակտիվ բաղադրիչներ օգտագործվող ոչ մի այլ մակերևութային ակտիվ նյութ չի կարող մրցակցել LAS-ի հետ տեխնիկական կատարողականությամբ և տնտեսական օգուտներով, ինչը նրան շնորհել է համաշխարհային սինթետիկ լվացքի միջոցների արդյունաբերության հիմքի համբավ: Այն հիմնականում կիրառվում է արդյունաբերական և կենցաղային լվացքի միջոցներում: Ներկայացուցչական արտադրանքներից են նատրիումի դոդեցիլբենզոլ սուլֆոնատը՝ լվացման բացառիկ արդյունավետությամբ, և նատրիումի օկտադեցիլբենզոլ սուլֆոնատը, որն ապահովում է նատրիումի ալկիլբենզոլ սուլֆոնատների շարքում ամենաուժեղ լվացող հատկությունը:

3. α-Օլեֆինի սուլֆոնատներ (AOS)

AOS-ը բարձր արդյունավետությամբ լվացող միջոց է, որը լայնորեն կիրառվում 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 վերաբերում է ալկիլային խմբերին, իսկ R'-ը՝ մեթիլային խմբերին: Լվացող հատկությունների համար C16 և C18 ալկիլային շղթաները օպտիմալ են, մինչդեռ C14 ալկիլային շղթաները ապահովում են լավագույն կոշտ ջրակայունությունը: Բնական յուղերից և ճարպերից ստացված MES-ը մակերևութային ակտիվ նյութ է՝ աչքի ընկնող լվացման կարողությամբ և կալցիումական օճառի ուժեղ ցրման կարողությամբ: Այն ցուցաբերում է գերազանց համատեղելիություն զեոլիտների հետ, ինչը այն դարձնում է իդեալական ֆոսֆատ չպարունակող լվացքի փոշու արտադրության համար: Դրա կալցիումական օճառի ցրման կարողությունը զգալիորեն գերազանցում է LAS-ին, ինչը հեշտացնում է բարդ օճառի և օճառի վրա հիմնված լվացքի փոշու արտադրությունը և կիրառումը:

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

AS-ը հետևում է ROSO-ի ընդհանուր բանաձևին₃Na; R = C14~C16 շղթաները ապահովում են բարենպաստ լվացող հատկություններ։ AES-ը ունի RO(C) ընդհանուր բանաձև։₂H₄O)_nSO₃Na, որտեղ R = C14~C15 և n = 1–2-ը ապահովում է լվացման օպտիմալ արդյունավետություն: AS-ը և AES-ը առանձնանում են գերազանց կենսաքայքայման, ուժեղ լվացող հատկություններով և գերազանց փրփրացողությամբ, ինչը դրանք հարմար է դարձնում բարձր փրփրուն լվացող միջոցների համար: Դրանք կիրառելի են մեղմ խնամքի կամ բրդի լվացող միջոցների համար և լայնորեն օգտագործվում են փրփրուն լոգանքներում, մազերի շամպուններում, կոսմետիկայում, ձեռքի աման լվացող հեղուկներում, բանջարեղենային մաքրող 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 հակավերադրման հատկություններ սինթետիկ մանրաթելերի համար: Դրանք նաև ունեն բացառիկ դիմադրություն կոշտ ջրի և բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտների նկատմամբ: Պոլիօքսիէթիլենային ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի ամենակարևոր առավելությունը դրանց հիդրոֆոբ և հիդրոֆիլ մասնիկների կարգավորելի կառուցվածքն է: Էթիլենօքսիդի (EO) միավորների քանակը փոփոխելով՝ դրանք կարող են հարմարեցվել տարբեր հիմքերի համար՝ օպտիմալ լվացող հատկություններ ապահովելու համար:

1. Պոլիօքսիէթիլենալկիլային սպիրտի եթերներ

Ընդհանուր բանաձև՝ RO(C)₂H₄O)_nH, որտեղ R-ը ներկայացնում է ալկիլային խմբեր՝ սկսած C-ից12 մինչև C18 և n-ը կարգավորելի է: Այս միացությունները ունեն գերազանց լվացման ակտիվություն, որը արտացոլվում է հետևյալ ասպեկտներում՝ ցածր կրիտիկական միցելային կոնցենտրացիա (cmc), որը հնարավորություն է տալիս ուժեղ լվացող ազդեցություն ունենալ նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում, հզոր մաքրման ունակություն և հակասեպտիկ վերադրման հատկություններ սինթետիկ մանրաթելերի լվացման ժամանակ: Բացի այդ, դրանք ապահովում են բարենպաստ ցածր ջերմաստիճանային լվացման արդյունավետություն: Դրանք շրջապատող ջերմաստիճանում ունեն սպիտակից մինչև բաց դեղին մածուկներ, լուծվում են ջրում և ապահովում են էմուլգացնող, մաքրող և թրջող հատկություններ: Դրանք լայնորեն կիրառվում են կենցաղային լվացող միջոցներում, արդյունաբերական մաքրող միջոցներում և մետաղական ճարպահեռացնող միջոցներում:

2. Պոլիօքսիէթիլենալկիլֆենոլային եթերներ

Մոլեկուլային բանաձևում R-ը հիմնականում վերաբերում է օկտիլային, նոնիլային և դոդեցիլային խմբերին՝ կարգավորելի n արժեքով: Դրանք առանձնանում են յուղի և ճարպի հեռացման ուշագրավ կարողությամբ: Առևտրային տիպիկ արտադրանքներից են OP շարքը, OPE շարքը և SOPE շարքը: Դրանք առանձնանում են թթվային և ալկալային ուժեղ դիմադրությամբ, ինչպես նաև կոշտ ջրի նկատմամբ դիմադրողականությամբ՝ մետաղամշակման հեղուկների և արդյունաբերական մաքրող միջոցների համար համակցված լվացող, թրջող և էմուլգացնող գործառույթներով:

3.Ալկիլ պոլիգլյուկոզիդներ(APG)

Ալկիլ պոլիգլյուկոզիդները ճանաչվում են որպես համաշխարհային կարգի ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի նոր սերունդ։

APG-ի առավելությունները.

Բարձր միջերեսային ակտիվություն և չափազանց ցածր մակերեսային լարվածություն;

Մթնշաղի կետ չկա և կայուն աշխատանք է ապահովում բարձր ջերմաստիճաններում։

Գերազանց լվացող հատկություններ, առատ փրփրացնող հատկություններ, գերազանց թրջող/էմուլգացնող հատկություններ և դիսպերսիայի կայունություն։

Անթունավոր է, ունի մաշկի թեթև գրգռվածություն և գերազանց կենսաքայքայվողություն՝ համեմատած բոլոր առկա մակերևութային ակտիվ նյութերի կատեգորիաների հետ (հիմնական ուժգնություն և բնութագրեր):

Վերոնշյալ առավելությունների շնորհիվ APG-ն բացառիկ ժողովրդականություն է ձեռք բերել բազմաթիվ ոլորտներում, այդ թվում՝ լվացող միջոցների արտադրության, կոսմետիկայի, սննդի վերամշակման և դեղագործական արտադրության ոլորտներում: Ավելին, դրա հեշտ լվացվող և հետքեր չթողնող հատկությունները այն հատկապես հարմար են դարձնում աման լվացող հեղուկների և շշերի մաքրող միջոցների համար:

Ստորև ներկայացված են APG-ի լվացող միջոցների մեջ կիրառման հիմնական սցենարները.

Լոգանքի և մազերի խնամքի լվացող միջոցներ. APG-ի վրա հիմնված բանաձևերը մեղմ են և չեն գրգռում մաշկը, առաջացնում են հարուստ, նուրբ փրփուր և հակաստատիկ ազդեցություն են թողնում շամպունով լվանալու ժամանակ: Վերջնական արտադրանքը հիմնականում հեղուկ է և կարող է նաև վերամշակվել օճառի ձուլակտորների մեջ:

Աման լվացող հեղուկներ. APG-ի վրա հիմնված աման լվացող հեղուկները ապահովում են կայուն փրփրացողություն, նուրբ համատեղելիություն մաշկի հետ, օգտագործելուց հետո հարթ ձեռքերի զգացողություն, հեշտ լվացում և զրոյական մնացորդային հետքեր:

Լվացքի միջոցներ. APG-ն ապահովում է լվացքի միջոցների բացառիկ լվացքի արդյունավետություն՝ հարմար բոլոր տեսակի գործվածքների, ինչպիսիք են բամբակը, բուրդը և պոլիեսթերը, մաքրման համար: Այն արդյունավետորեն հեռացնում է ցեխի և յուղի հետքերը՝ միաժամանակ գործվածքին հաղորդելով փափկություն, հակաստատիկ և հակակծկման հատկություններ: Այն կարող է նաև ներառվել լվացքի միջոցների մեջ, որոնք պահպանում են մաքրման հզոր արդյունավետություն կոշտ ջրում:

Կարծր մակերեսների մաքրող միջոցներ. աման լվացող միջոցներից բացի, APG-ն կարող է մշակվել նաև այլ կոշտ մակերեսների մաքրման համար: Որպես ակտիվ բաղադրիչ, այն կարող է խառնվել ուժեղ թթվային միջավայրերի համար նախատեսված լվացող միջոցների հետ, որտեղ այն լրացուցիչ կանխում է սև մետաղների օքսիդացումը և թթվային կոռոզիան:

III.Ամֆոտերային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Դրանց մոլեկուլային կառուցվածքը կրում է ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական էլեկտրական լիցքեր: Այս եզակի կառուցվածքային առանձնահատկության շնորհիվ դրանք ցուցաբերում են հետևյալ կիրառման բնութագրերը՝ ցածր թունավորություն, մաշկի և աչքերի թեթև գրգռում, գերազանց կենսաքայքայվողություն և համատեղելիություն այլ մակերևութային ակտիվ նյութերի հետ, ինչպես նաև բարենպաստ թրջման, մաքրման և փրփրացման արդյունավետություն: Լվացող միջոցներում օգտագործվող հիմնական տեսակները դասակարգվում են հետևյալ կերպ.

1. N-ացիլ ամինաթթուների մակերևութային ակտիվ նյութեր

Դրանք ծառայում են որպես շամպունների և մաքրող միջոցների հիմնական հումք՝ դիմացկուն լինելով թույլ թթուների և կոշտ ջրի նկատմամբ: Ներկայիս օրինակներից են N-ացիլ օլիգոպեպտիդ կարբօքսիլատները և Ռեմիպոլ A-ն (613 լվացող միջոց, նատրիումի օլեոիլ պեպտիդ կարբօքսիլատ):

Ռեմիպոլ A-ն սինթեզվում է ճարպաթթվի քլորիդի և սպիտակուցի հիդրոլիզից ստացված օլիգոպեպտիդների միջև խտացման ռեակցիայի միջոցով։ Այն ունի ցածր գրգռվածություն և ցածր թունավորություն, ինչը այն կիրառելի է դարձնում կոսմետիկ բանաձևերում։ Այն ցուցաբերում է կրաքարի օճառի հզոր ցրման ունակություն, լվացող և էմուլգացնող հատկություններ։ Տեքստիլ արդյունաբերության մեջ այն գործում է որպես լվացող և էմուլգատոր։ Ճարպազերծման թույլ հատկությունները այն դարձնում են իդեալական մետաքսե և բրդյա գործվածքներ լվանալու համար։

2. Բետաինային տիպի ամֆոտերային մակերևութային ակտիվ նյութեր

Բետաինային ամֆոտերային մակերևութային ակտիվ նյութերը հիանալի լվացող հատկություններ ունեն բամբակյա գործվածքների և պոլիեսթեր/բամբակ խառնուրդով գործվածքների վրա, իսկ հիդրօքսի սուլֆոբետաինները հատկապես ակնառու առավելություններ են ցուցաբերում լվացման գործընթացներում։

Որպես օրինակ վերցնենք դոդեցիլդիմեթիլ բետաինը. այն գոյություն ունի որպես անգույնից մինչև բաց դեղին թափանցիկ հեղուկ, թթվային միջավայրում գործում է կատիոնային, իսկ ալկալային միջավայրում՝ անիոնային, և հեշտությամբ կենսաքայքայվում է: Այն առանձնանում է փրփրացնող բացառիկ հատկություններով և մեղմացնում է մազերը, ինչը այն դարձնում է մեղմ կոնդիցիոներ շամպունների և մանկական մազերի խնամքի միջոցների հիմնական հումք: Կոշտ ջրին դիմադրողականության շնորհիվ այն օգտագործվում է կոշտ ջրին համատեղելի լվացող միջոցներ պատրաստելու համար և կարող է նաև գործել որպես մանրէասպան: