Til eru fjölmargar gerðir af yfirborðsvirkum efnum. Eftir framleiðslu eru anjónísk yfirborðsvirk efni 56%, ójónísk yfirborðsvirk efni 36%, amfóter yfirborðsvirk efni 5% og katjónísk yfirborðsvirk efni 3%.
2. Anjónísk yfirborðsefni
2.1 Anjónísk yfirborðsefni af súlfónatgerð
Algengar gerðir slíkra yfirborðsvirkra efna eru meðal annars natríum línulegt alkýlbensensúlfónat og natríum alfa-ólefínsúlfónat.
Natríum línulegt alkýlbensensúlfónat, einnig þekkt sem LAS eða ABS, er hvítt eða fölgult duftkennt eða flögukennt fast efni sem leysast upp í vatni. Það sýnir lélega vatnsleysni við lágt hitastig með leysni undir 3 í vatni við stofuhita, en það státar af framúrskarandi leysni í samsettum yfirborðsvirkum kerfum. Það hefur góðan stöðugleika gegn basískum efnum, þynntum sýrum og hörðu vatni, með niðurbrotshita upp á 240 ℃. Ertingarstuðull þess í 10% lausn er 5,0, örverufræðilegt niðurbrotshraði er á bilinu 80% til 90% og LD50 gildið er 1300 til 2500 mg/kg.
Natríum alfa-ólefínsúlfónat er skammstafað sem AOS. Þegar virka innihaldsefnið er á milli 38% og 40% birtist það sem gulur, gegnsær vökvi og er mjög leysanlegur í vatni. Það viðheldur góðum stöðugleika yfir breitt pH-bil; eftir geymslu í þrjá daga við 30°C við pH-gildi 2, 4 og 10, helst vatnsrofshraði þess núll í öllum tilfellum. Það veldur vægri húðertingu, nær 100% örverufræðilegri niðurbrotshraða og hefur LD50 gildi á bilinu 1300 til 2400 mg/kg.
Almennt er LAS sjaldan notað í sjampóum og líkamsþvottaefnum og er aðallega notað í þvottaefni og uppþvottalegi. Í uppþvottalegi getur LAS verið um það bil helmingur af heildar yfirborðsvirkum efnum, en hlutfall þess í þvottaefni er hægt að aðlaga innan breiðs hagnýts bils.
LAS öðlast hagstæða vatnsleysni aðallega við tiltölulega hátt hitastig eins og 60°C og þegar það er blandað við ákveðin önnur yfirborðsvirk efni. Dæmigert þríþætt efnasambandskerfi „LAS-AES-FFA“ er mikið notað í uppþvottalegi og efnasambandskerfið „LAS-sápugrunnur-η·SAA“ er almennt notað í þvottaefnum. Það er athyglisvert að bein blöndun LAS við ójónískt yfirborðsvirkt efni, alkýlólamíð, nær oft ekki kjörárangri; „LAS-FFA“ kerfið er óstöðugt með lága seigju og hefur hvítt mjólkurkennt útlit.
LAS er í efsta sæti hvað varðar framleiðslu með árlegri framleiðslugetu upp á 290 kílótonn og er ódýrasta tilbúna yfirborðsvirka efnið. Það er með lægsta verðið meðal fimm afkastamestu tilbúnu yfirborðsvirku efnanna og verð þess er sambærilegt við sápugrunna (fitusýrusápur) meðal hefðbundinna anjónískra yfirborðsvirkra efna. LAS einkennist af framúrskarandi stöðugleika, sterkum þvottaeiginleikum og lágum kostnaði, en helsti ókosturinn er tiltölulega mikil ertingareiginleiki.
Af öllum súlfónat-yfirborðsvirkum efnum býður AOS upp á bestu mögulegu virkni. Það erfir og eykur enn frekar kosti venjulegra súlfónata en forðast samt sem áður innbyggða galla þeirra. Sem eitt af helstu yfirborðsvirku efnunum er AOS mikið notað í sjampóum og líkamsþvottaefnum, og notkun þess í öðrum fljótandi þvottaefnum mun smám saman aukast samhliða staðbundinni framleiðslu og þar af leiðandi verðlækkun.
AOS hefur framúrskarandi kosti, þar á meðal yfirburðastöðugleika, framúrskarandi vatnsleysni, góða eindrægni, litla ertingu og kjörinn niðurbrjótanleika í örverum. Helsti gallinn er að það er tiltölulega dýrt meðal allra anjónískra yfirborðsvirkra efna.
2.2 Anjónísk yfirborðsefnissúlföt
Algengar gerðir slíkra yfirborðsvirkra efna eru meðal annars natríumfitualkóhólpólýoxýetýlenetersúlfat og natríumdódesýlsúlfat.
Natríumfitualkóhólpólýoxýetýlenetersúlfat, einnig þekkt sem AES eða alkóhóletersúlfat, leysist auðveldlega upp í vatni. Þegar virka innihaldið nær 70% birtist það sem fölgulur, seigfljótandi, gegnsær vökvi og stöðugleiki þess er lakari en hjá venjulegum súlfónötum. Það gengst undir hraða vatnsrof þegar pH-gildið er undir 4, en státar samt af framúrskarandi vatnsrofsstöðugleika í basísku umhverfi. Eftir geymslu í þrjá daga við 30°C við pH 2, pH 4 og pH 10 aðstæður, er vatnsrofshraði þess 100%, 50% og 0, talið í sömu röð. Það einkennist af litlum ertingarvaldi með ertingarstuðul upp á 2,3 fyrir 10% vatnslausn, niðurbrotshraða yfir 90% og LD50 gildi upp á 1800 mg/kg.
Natríumdódesýlsúlfat, einnig þekkt sem AS, K12, natríumkókóalkýlsúlfat, natríumlárýlsúlfat eða froðumyndandi efni, er leysanlegt í vatni með vatnsleysni upp á um það bil 15 við 25°C, sem er lægra en hjá AES. Það er ónæmt fyrir basískum efnum og hörðu vatni, en stöðugleiki þess við súr skilyrði er veikari en hjá venjulegum súlfónötum og nálægt stöðugleika AES. Langtímahitastig ætti ekki að fara yfir 95°C. Það hefur miðlungs ertandi áhrif meðal yfirborðsvirkra efna; 10% lausn þess hefur ertingarstuðul upp á 3,3, hærri en AES og lægri en LAS, með LD50 gildi upp á 1300 mg/kg.
AES er mikið notað í sjampó, líkamsþvottaefni, uppþvottalegi og þvottaefni. Í reynd ætti að hækka pH-gildið í hlutlaust eða veikt basískt eins mikið og mögulegt er ef viðeigandi pH-gæðastaðlar leyfa. Þegar nota þarf AES við lágt pH-gildi, eins og í sjampói, er etanólamínsaltform þess almennt notað. AES hefur betri vatnsleysni en AS og er hægt að búa til gegnsæjar vatnslausnir í hvaða hlutföllum sem er við stofuhita. Í samanburði við LAS nýtur AES víðtækari notkunar í fljótandi þvottaefnum og betri eindrægni, þar sem það er hægt að blanda því við fjölmörg yfirborðsvirk efni í tvíþættum eða mörgum samsetningum til að mynda gegnsæjar vatnslausnir. Meðal tilbúinna yfirborðsvirkra efna er AES í þriðja sæti í framleiðslu með lægra verði en AS; verð á 70% AES var 8500 júan á tonn árið 2002. Helstu kostir þess eru meðal annars lítil erting, góð vatnsleysni, frábær eindrægni og merkileg áhrif á að koma í veg fyrir þurra og hrjúfa húð. Helsti galli þess liggur í lélegri stöðugleika í súrum miðlum, sem krefst þess að pH-gildið sé haldið langt yfir 4, og þvottaeiginleikar þess eru veikari en hjá LAS og AS.
Þegar AS er notað í fljótandi þvottaefni verður að stjórna pH umhverfinu til að forðast óhóflega sýrustig. Etanólamínsölt þess eða ammóníumsölt eru nauðsynleg fyrir notkun þess í sjampó og líkamsþvottaefni. Notkun etanólamínsölt þess getur ekki aðeins aukið sýruþol heldur einnig dregið úr ertingu og ertingarstuðull 10% tríetanólamínsaltlausnar þess er 3,0. AS er sjaldan notað í uppþvottalegi og þjónar sjaldan sem aðal yfirborðsvirkt efni í litlum skömmtum í formúlum, aðallega vegna þess að það er óhagstætt til að lækka vörukostnað og slíkar vörur hafa varla kröfur um froðumyndun. AS er í fimmta sæti yfir framleiðslu tilbúinna yfirborðsvirkra efna og er tiltölulega hátt verðlagt og duftform þess var verðlagt á 15.000 júan á tonn árið 2002. Auk framúrskarandi froðumyndunargetu og sterkrar þvottaefnis er AS lakara en AES í flestum þjónustuþáttum, svo sem örlítið lakari sýruþol og tiltölulega meiri ertingu (aðeins lægra en LAS), og það er einnig með hæsta verðið meðal hefðbundinna anjónískra yfirborðsvirkra efna.
Helstu gerðir ójónískra yfirborðsvirkra efna eru alkýlólamíð (FFA), fitualkóhólpólýoxýetýleneter (AE) og alkýlfenólpólýoxýetýleneter (APE eða OP). Ójónísk yfirborðsvirk efni hafa framúrskarandi eiginleika eins og leysanleika, þvottaeiginleika, stöðurafmagnsvörn, litla ertingu og dreifingargetu í kalksápu. Þau hafa breiðara pH-bil en venjuleg jónísk yfirborðsvirk efni og eru betri en venjuleg anjónísk yfirborðsvirk efni í flestum eiginleikum nema þvottaeiginleikum og froðumyndunareiginleikum. Tilraunir sýna að með því að bæta við litlu magni af ójónískum yfirborðsvirkum efnum í jónísk yfirborðsvirk kerfi getur það aukið heildaryfirborðsvirkni þegar borið er saman við sama virka innihald.
Alkýlólamíð eru öflug, mikið notuð og oft notuð ójónísk yfirborðsefni, sem eru almennt notuð í ýmis fljótandi þvottaefni. Algengustu eiginleikar alkýlólamíða sem notuð eru í fljótandi þvottaefnum eru 2:1 amíð og 1,5:1 amíð, og 1:1 amíð er einnig fáanlegt til notkunar. Þessar þrjár eiginleikar eru mjög mismunandi hvað varðar vatnsleysni og þykkingareiginleika. Almennt séð hefur 1,5:1 amíð miðlungsgóða alhliða virkni og er mikið notað í uppþvottalegi. Venjulega leysist 1:1 amíð aðeins auðveldlega upp þegar það er blandað við önnur vatnsleysanleg yfirborðsefni. Alkýlólamíð henta betur fyrir basísk þvottaefni og má einnig nota í veikt súr þvottaefni.
Af öllum ójónískum yfirborðsvirkum efnum eru alkýlólamíð hagkvæmust, með verð upp á 7.800 júan á tonn árið 2002. Þau eru oftar notuð í fljótandi þvottaefnum en fitualkóhólpólýoxýetýleneterar og eru einnig helstu ójónísku yfirborðsvirku efnin sem notuð eru í sjampó. Helstu ástæður eru eftirfarandi: FFA hefur víðtækari og betri virkni en AE; FFA er ódýrara; FFA hefur betri leysni; og FFA hefur sterkari froðumyndunargetu samanborið við AE.
Amfóter yfirborðsefni eru yfirborðsefni sem hafa bæði anjóníska og katjóníska vatnssækna hópa. Þar af leiðandi sýna þau katjóníska eiginleika í súrum lausnum, anjóníska eiginleika í basískum lausnum og eiginleika sem eru svipaðir og ójónísk yfirborðsefni í hlutlausum lausnum.
Amfóter yfirborðsefni eru auðleysanleg í vatni, þéttum sýru- og basalausnum og jafnvel þéttum ólífrænum saltlausnum. Þau eru með framúrskarandi vatnsþol, litla húðertingu, góða mýkingareiginleika, framúrskarandi stöðurafmagnsvörn og góða bakteríudrepandi áhrif og eru mjög eindræg við ýmsar gerðir yfirborðsefna.
Slíkar vörur má nota innan breitt pH-bil. Í ljósi jónaástands þeirra í mismunandi sýru-basa umhverfi, skila þær betri árangri við súr og hlutlaus skilyrði en við basískar aðstæður. Almennt séð eru amfóter yfirborðsefni dýrari en ójónísk yfirborðsefni.
Algengar mikilvægar tegundir af amfóterum yfirborðsvirkum efnum eru meðal annars dódesýldímetýlbetaín og karboxýlat-gerð imídasólín. Ójónísk yfirborðsvirk efni hafa víðtækari eiginleika en færri galla, aðeins lakari hvað varðar þvottaeiginleika og froðumyndunargetu. Ójónísk yfirborðsvirk efni eru betri hvað varðar ákveðna eiginleika en sambærileg við önnur, samanborið við ójónísk yfirborðsvirk efni.
Amfóter yfirborðsefni hafa sterkari froðumyndandi eiginleika en venjuleg ójónísk yfirborðsefni (en AE yfirborðsefni hafa lélega froðumyndandi eiginleika), betri bakteríudrepandi virkni samanborið við ójónísk og anjónísk yfirborðsefni og betri nærandi áhrif. Þess vegna eru amfóter yfirborðsefni aðallega notuð í sjampó í fljótandi þvottaefnum, og síðan í húðhreinsiefnum eins og líkamsþvottaefni.
Algengar gerðir katjónískra yfirborðsvirkra efna eru meðal annars setýldímetýlammóníumklóríð (1631), oktadesýltrímetýlammóníumklóríð (1831), katjónískt gúargúmmí (C-14S), katjónískt pantenól, katjónísk sílikonolía, dódesýldímetýlamínoxíð (OB-2) og svo framvegis.
Í fljótandi þvottaefnum þjóna katjónísk yfirborðsefni sem hjálparefni og næringarefni í litlum skömmtum í formúlum. Þau eru almennt notuð í hágæða vörur, oftast í sjampóum. Katjónísk yfirborðsefni er ekki hægt að blanda beint saman við anjónísk yfirborðsefni. Þó að samsetningar katjónískra og anjónískra yfirborðsefna geti náð kjöráhrifum, þá eru miklar líkur á botnfellingum og kristöllun í þeim.
Fjölbreytt úrval af katjónískum yfirborðsvirkum efnum er notað í sjampóum með dreifðri notkunartíðni, sem þýðir að engin ein eða tvær gerðir eru algengar og þau eru oft framleidd í fullunnar hárnæringarvörur. Katjónísk yfirborðsvirk efni eru lítill hluti af heildarframleiðslu yfirborðsvirkra efna og eru yfirleitt dýrari en aðrir flokkar.
Í samanburði við aðrar gerðir yfirborðsvirkra efna hafa katjónísk yfirborðsvirk efni mestu næringaráhrifin og sterkustu bakteríudrepandi virknina. Þrátt fyrir galla eins og lélega þvottaeiginleika, veika froðumyndun, lakari eindrægni, mikla ertingu og hátt verð, eru þau ómissandi fyrir önnur yfirborðsvirk efni sem næringarefni í hágæða fljótandi þvottaefnum og sjampóum. Það er athyglisvert að katjónísk yfirborðsvirk efni geta aðeins verið notuð sem næringarefni eða bakteríudrepandi efni.
Birtingartími: 21. maí 2026