ישנם סוגים רבים של חומרים פעילי שטח. מדורגים לפי נפח ייצור: חומרים פעילי שטח אניוניים מהווים 56. %, לא‑חומרים פעילי שטח יוניים 36 %, חומרים פעילי שטח אמפוטריים 5 %, וחומרים פעילי שטח קטיוניים 3 %.
2. חומרים פעילי שטח אניוניים
2.1 סולפונט‑חומרים פעילי שטח אניוניים מסוג
חומרים פעילי שטח נפוצים מסוג זה כוללים נתרן לינארי‑אלקילבנזן סולפונט ונתרןα‑אולפין סולפונט.
נתרן ליניארי‑אלקילבנזן סולפונט, המכונה גם LAS או ABS, הוא לבן או חיוור‑מוצק צהוב אבקתי או פתיתי, מסיס במים. הוא מפגין מסיסות מים גרועה בטמפרטורות נמוכות, עם מסיסות מימית מתחת ל-3 בטמפרטורת הסביבה; אף על פי כן, הוא מתמוסס היטב במערכות פעילי שטח מורכבות. הוא יציב יחסית כנגד אלקליות, חומצות מדוללות ומים קשים, עם טמפרטורת פירוק של 240 מעלות צלזיוס.℃זה 10 לתמיסה % יש מדד גירוי של 5.0, פירוק ביולוגי מיקרוביאלי של 80 %‑90 %, ו-LD₅₀מתוך 1300‑2500 מ"ג/ק"ג.
נַתרָןα‑אולפין סולפונט, הידוע גם בשם AOS, מופיע כנוזל שקוף צהוב בריכוז פעיל‑תכולת חומר של 38 %‑40 %, והוא מסיס מאוד במים. הוא שומר על יציבות טובה בטווח pH רחב; לאחר שלושה ימים ב-30℃, קצב ההידרוליזה הוא 0 ב-pH 2, pH 4 ו-pH 10. יש לו גירוי עור נמוך, 100 אחוז התכלות ביולוגית מיקרוביאלית, ו-LD₅₀מתוך 1300‑2400 מ"ג/ק"ג.
LAS בדרך כלל אינו בשימוש בשמפו ורק לעתים רחוקות מוסיף לג'ל רחצה. הוא נמצא בשימוש נרחב בנוזלי כביסה ובכלי ניקוי כלים.‑נוזלי כביסה. בכלי‑נוזלי כביסה, LAS, יכולים להוות בערך מחצית מכלל תכולת החומרים הפעילי שטח; בחומרי ניקוי נוזליים לכביסה, ניתן להתאים את שיעורם על פני טווח מעשי רחב.
LAS מראה מסיסות מים חיובית בעיקר בטמפרטורות גבוהות (למשל 60℃) או כאשר הם מעורבבים עם חומרים פעילי שטח מסוימים אחרים. מערכת תרכובות טרנרית טיפוסית למאכלים‑נוזלי כביסה הם"לאס‑AES‑חבר משפטי"עבור דטרגנטים נוזליים לכביסה, ניסוחים נפוצים של תרכובות כוללים"לאס‑בסיס סבון‑η·SAA"יש לציין כי ערבוב ישיר של LAS עם הלא‑ייתכן שאלקנולאמיד, חומר פעיל שטח יוני, לא יניב תוצאות משביעות רצון;"לאס‑חבר משפטי"המערכת אינה יציבה, כוללת צמיגות נמוכה ויוצרת מראה חלבי לבן.
LAS הוא הגבוה ביותר‑נפח (290 kt/a) והחומר הפעיל שטח הסינתטי הזול ביותר. בין המובילים‑חמישה חומרים פעילי שטח סינתטיים לפי תפוקה, ל-LAS יש את המחיר הנמוך ביותר, בהשוואה לבסיסי סבון (שומניים)‑סבונים חומציים) בקרב חומרים פעילי שטח אניוניים קונבנציונליים. יתרונותיו הבולטים הם יציבות טובה, יכולת דטרגנטית חזקה ועלות נמוכה; החיסרון העיקרי שלו הוא גירוי גבוה.
בין סולפונטים‑חומרים פעילי שטח מסוג AOS, מספק את הביצועים הטובים ביותר. הוא שומר או מעצים את היתרונות של סולפונטים כלליים תוך הימנעות מחסרונותיהם. AOS הוא אחד החומרים הפעילי שטח העיקריים המשמשים לעתים קרובות בשמפו וג'ל רחצה. יישומו בדטרגנטים נוזליים אחרים יתרחב בהדרגה ככל שהייצור המקומי יתמקם ויוריד את מחירו. נקודות החוזק העיקריות שלו כוללות יציבות מצוינת, מסיסות טובה במים, תאימות נוחה, גירוי נמוך ופירוק ביולוגי מיקרוביאלי יוצא דופן. חולשתו העיקרית היא מחירו הגבוה יחסית בהשוואה לחומרים פעילי שטח אניוניים.
2.2 סולפט‑חומרים פעילי שטח אניוניים מסוג
חומרים פעילי שטח אופייניים בקטגוריה זו הם נתרן שומן אלכוהול פוליאוקסיאתילן אתר סולפט ונתרן דודציל סולפט.
נתרן שומני אלכוהול פוליאוקסיאתילן אתר סולפט, המכונה גם AES או אלכוהול אתר סולפט, מתמוסס בקלות במים. ב-70 מעלות אחוז פעיל‑תוכן החומר, זהו צבע חיוור‑צמיג צהוב (חצי)‑נוזל שקוף). יציבותו נמוכה מזו של סולפונטים נפוצים. הוא עובר הידרוליזה במהירות מתחת ל-pH 4 אך בעל יציבות הידרוליטית טובה בתנאים אלקליים. לאחר שלושה‑אחסון יום ב-30℃, קצב ההידרוליזה שלו מגיע ל-100 %, 50 % ו-0 ב-pH 2, pH 4 ו-pH 10 בהתאמה. זה גורם לגירוי קל, עם מדד גירוי של 2.3 עבור 10 שלו. פתרון %, משיג מעל 90 % פירוק ביולוגי, ויש לו LD₅₀של 1800 מ"ג/ק"ג.
נתרן דודציל סולפט, הידוע גם בשם AS, K12, אלכוהול קוקוס סולפט או נתרן לאוריל סולפט (חומר מקציף), מסיס במים עם מסיסות של כ-15 מעלות צלזיוס ב-25 מעלות צלזיוס.℃, נמוך יותר מזה של AES. הוא אינו רגיש לאלקליות ולמים קשים, אך פחות יציב בתנאים חומציים מאשר סולפונטים כלליים (בהשוואה ל-AES). ארוך‑חימום לטווח לא יעלה על 95℃הוא מפגין גירוי מתון בקרב חומרים פעילי שטח; מדד הגירוי של 10 שלו % תמיסה הוא 3.3, גבוה יותר מ-AES ונמוך יותר מ-LAS, עם LD₅₀מתוך 1300 מ"ג/ק"ג.
ניתן להשתמש ב-AES בשמפו, ג'ל רחצה, כלים‑נוזלי כביסה ונוזלי ניקוי כביסה. במקומות בהם מפרטי ה-pH של המוצר מאפשרים זאת, יש להעלות את ה-pH ככל האפשר לניטרלי או חלש.‑רמות אלקליות. כאשר יש להשתמש ב-AES בערכי pH נמוכים (כמו בשמפו), בדרך כלל משתמשים בצורת מלח אתנולמין שלו. ל-AES יש רמת מים טובה יותר.‑מסיסותה בהשוואה ל-AS וניתן לנסח אותה לתמיסות מימיות שקופות בכל פרופורציה בטמפרטורת החדר. בהשוואה ל-LAS, ל-AES יש יישום רחב יותר בדטרגנטים נוזליים ותאימות מעולה; הוא יכול ליצור תמיסות מימיות שקופות באמצעות רכיבים בינאריים או מרובי רכיבים.‑ערבוב רכיבים עם חומרים פעילי שטח רבים. AES, המדורג במקום השלישי בנפח הייצור מבין חומרים פעילי שטח סינתטיים, עולה פחות מ-AS; בשנת 2002, מחירם של 70 % AES עמד על 8500 יואן לטון. AES מוערך בזכות גירוי נמוך, מסיסות טובה במים, תאימות מצוינת וביצועים חיוביים במניעת עור יבש ומחוספס. חסרונו הוא חוסר יציבות מתון בסביבה חומצית.—יש לשמור על רמת החומציות (pH) גבוהה מאוד מ-4—וכושר ההרתעה שלו חלש יותר מ-LAS ו-AS.
כאשר משולבים AS בחומרי ניקוי נוזליים, יש לשלוט ברמת החומציות של המדיום כדי למנוע חומציות מוגזמת. לשימוש בשמפו ובמקלחת‑פורמולות ג'ל, נדרשים מלחי אתנולמין או אמוניום שלו. מלחי אתנולמין לא רק משפרים את החומציות‑יציבות עמידות אך גם עוזרת להפחית גירוי; ה-10 תמיסת מלח טריאתנולמין באחוזים נותנת מדד גירוי של 3.0. AS משמש לעיתים רחוקות במנות‑נוזלי כביסה ומשמשים לעיתים רחוקות כחומר פעיל שטח עיקרי (מינון נמוך בניסוחים), בעיקר משום שהם מעלה את עלויות הייצור ולמוצרים כאלה יש ביקוש מועט לכוח הקצפה. AS מדורג חמישי בתפוקה מבין חומרים פעילי שטח סינתטיים וזוכה למחיר גבוה; סוג האבקה שלו נמכר במחיר של 15000 יואן לטון בשנת 2002. מלבד כושר הקצפה גבוה וכושר ניקוי חזק, AS נמוך בביצועיו מ-AES ברוב ההיבטים הפונקציונליים: יציבות החומצה שלו מעט נמוכה יותר, הגירוי שלו גבוה יחסית (נמוך רק מ-LAS), והוא נושא את המחיר הגבוה ביותר מבין חומרים פעילי שטח אניוניים נפוצים.
הזנים העיקריים של לא‑חומרים פעילי שטח יוניים כוללים אלקנולאמיד (FFA), פוליאוקסיאתילן אתר (AE) המכיל אלכוהול שומני, ואלקילפנול פוליאוקסיאתילן אתר (APE או OP).‑חומרים פעילי שטח יוניים כוללים מסיסות מצוינת, יכולת דטרגנט, ביצועים אנטי-סטטיים, גירוי נמוך וביצועים טובים לסיד.‑יכולת פיזור סבון. טווח ה-pH המעשי שלהם רחב יותר מזה של חומרים פעילי שטח יוניים נפוצים. מלבד יכולת ניקוי וכוח הקצפה, תכונותיהם האחרות לרוב עדיפות על חומרים פעילי שטח אניוניים רגילים. ניסויים מראים כי הוספת כמות קטנה של חומרים שאינם‑חיבור של חומר פעיל שטח יוני למערכת חומר פעיל שטח יוני יכול לשפר את פעילות פני השטח של המערכת, בהשוואה לאותה רמת פעילות‑תכולת החומר.
אלקנולאמידים הם סוג של לא‑חומרים פעילי שטח יוניים בעלי ביצועים יוצאי דופן, היקף יישום רחב ותדירות שימוש גבוהה, והם מאומצים בדרך כלל בחומרי ניקוי נוזליים שונים.‑סוגי אלקנולאמידים המשמשים בחומרי ניקוי נוזליים הם"אמיד 2:1"ו"אמיד 1.5:1"; "אמיד 1:1"ניתן להשתמש בו גם כן. שלושת הדרגות הללו נבדלות במים‑מסיסות וביצועי עיבוי. באופן כללי,"אמיד 1.5:1"בעל תכונות מתונות והוא נמצא בשימוש נרחב בחומרי ניקוי לשטיפת כלים. בדרך כלל,"אמיד 1:1"מתמוסס בקלות רק כאשר הוא מעורבב עם מים אחרים‑חומרים פעילי שטח מסיסים. אלקנולאמידים מתאימים יותר לחומרי ניקוי בסיסיים וניתן ליישם אותם גם בחומרי ניקוי חומציים קלות. אלקנולאמיד הוא בעל הערך הנמוך ביותר‑מגוון מחירים בקרב לא‑חומרים פעילי שטח יוניים, עם מחיר של 7,800 יואן לטון בשנת 2002. אלקנולאמידים נמצאים בשימוש תכוף יותר מאשר אתרי פוליאוקסיאתילן של אלכוהול שומני בחומרי ניקוי נוזליים. אלקנולאמידים הם הלא‑חומרים פעילי שטח יוניים המשמשים לעתים קרובות בשמפו. הסיבות האפשריות הן כדלקמן: ל-FFA יש פונקציות מקיפות או מעולות יותר מאשר AE; מוצרי FFA זולים יותר מ-AE; ל-FFA יש מסיסות טובה יותר מ-AE; ל-FFA יש ביצועים טובים יותר מ-AE ביכולת הקצפה.
לחומרים פעילי שטח אמפוטריים יש קבוצות הידרופיליות אניוניות וקטיוניות כאחד. בהתאם לכך, הם מתנהגים כחומרים קטיוניים בתמיסות חומציות, כחומרים אניוניים בתמיסות בסיסיות, והם אינם מפגינים תופעות של חוסר התאמה.‑יוני‑תכונות דומות בתמיסות ניטרליות. חומרים פעילי שטח אמפוטריים מסיסים בקלות במים, בתמיסות חומציות ובסיסיות מרוכזות, ואפילו בחומרים אנאורגניים מרוכזים.‑תמיסות מלח. הן מתהדרות בקשה טובה‑עמידות למים, גירוי עור נמוך, ריכוך כביסה מעולה, תכונות אנטי-סטטיות חיוביות, השפעות חיידקיות חזקות ותאימות גבוהה עם חומרים פעילי שטח שונים.
ניתן ליישם מוצרים כאלה בטווח pH רחב. אף על פי כן, אם לשפוט לפי מצביהם היוניים תחת חומצות שונות‑בתנאים בסיסיים, הם מתפקדים טוב יותר בתנאים חומציים וניטרליים מאשר בתנאים בסיסיים. באופן כללי, חומרים פעילי שטח אמפוטריים יקרים יותר מאשר חומרים שאינם‑חומרים פעילי שטח יוניים.
זנים חשובים של חומרים פעילי שטח אמפוטריים כוללים דודציל דימתיל בטאין וקרבוקסילאט‑סוג אימידזולינים. בהשוואה לחומרים פעילי שטח אניוניים, לא‑לחומרים פעילי שטח יוניים יש תכונות מקיפות יותר עם פחות חסרונות, רק חלשות יותר ביכולת הדטרגנט ובכוח ההקצפה. כאשר משווים אותם מול חומרים שאינם‑חומרים פעילי שטח יוניים, חומרים פעילי שטח אמפוטריים מצטיינים בתכונות מסוימות ומשווקים אותן באחרות. לחומרים פעילי שטח אמפוטריים יש יכולת הקצפה חזקה יותר מאשר חומרים פעילי שטח רגילים שאינם‑חומרים פעילי שטח יוניים (ל-AE יכולת הקצפה ירודה), כוח בקטריצידי חזק יותר יחסית ללא‑חומרים פעילי שטח יוניים ואניוניים, וביצועי מרכך טובים יותר. לכן, בדטרגנטים נוזליים, חומרים פעילי שטח אמפוטריים משמשים בעיקר בשמפו, ולאחר מכן בחומרי ניקוי לעור כמו סבוני גוף.
חומרים פעילי שטח קטיוניים נפוצים כוללים הקסדקציל דימתיל אמוניום כלוריד (1631), אוקטדקציל טרימתיל אמוניום כלוריד (1831), גואר גאם קטיוני (C‑14S), פנתנול קטיוני, שמן סיליקון קטיוני, דודציל דימתיל אמין אוקסיד (OB‑2), וכן הלאה. בשונה מחומרים פעילי שטח אחרים, לחומרים פעילי שטח קטיוניים יש יכולת ניקוי וקצף נמוכים, והם מפעילים רעילות קלה לגירוי.
בדטרגנטים נוזליים, חומרים פעילי שטח קטיוניים משמשים כחומרים פעילי שטח עזר, כלומר רכיבי מרכך במינון נמוך בניסוחים. הם משמשים בדרך כלל ברמות גבוהות של...‑מוצרים סופיים, בעיקר שמפו. לא ניתן לשלב חומרים פעילי שטח קטיוניים ישירות עם חומרים פעילי שטח אניוניים. למרות שתוצאות חיוביות עשויות להתרחש לאחר שימוש בקטיוניים‑התערבות אניונית, קיים סיכון גבוה למשקע (התגבשות).
חומרים פעילי שטח קטיוניים רבים משמשים בשמפו ללא הסתמכות רבה על זן ספציפי אחד או שניים; הם מנוסחים לעתים קרובות לחומרי מרכך מסחריים. חומרים פעילי שטח קטיוניים מהווים חלק קטן מסך תפוקת החומרים הפעילי שטח והם בדרך כלל יקרים יותר מקטגוריות אחרות. מבין כל סוגי החומרים הפעילי שטח, חומרים פעילי שטח קטיוניים מספקים את אפקט המרכך הבולט ביותר ואת הפעילות הבקטריאלית החזקה ביותר. למרות חסרונותיהם, כולל יכולת ניקוי חלשה, יכולת הקצפה ירודה, תאימות מוגבלת, גירוי גבוה יחסית ועלות גבוהה, הם בלתי ניתנים להחלפה על ידי חומרים פעילי שטח אחרים כמרכיבי מרכך בשמפו גבוה.‑חומרי ניקוי נוזליים כגון שמפו. ראוי לציין כי חומרים פעילי שטח קטיוניים ישמשו רק כמרכיבי מרכך או כקוטלי חיידקים.
זמן פרסום: 06 באוגוסט 2026