פעולת הדטרגנטים של חומרים פעילי שטח היא תכונה בסיסית המעניקה להם את התועלת המעשית הרבה ביותר. הם מעורבים בחיי היומיום של אלפי משקי בית. יתר על כן, הם מיושמים יותר ויותר בתעשיות שונות ובכל סוגי הייצור התעשייתי.
חומרים פעילי שטח הם המרכיבים הפעילים העיקריים בחומרי ניקוי; ללא חומרים פעילי שטח, לא היו חומרי ניקוי סינתטיים. מבין כל סוגי ה-SAA, חומרים פעילי שטח אניוניים הם הסוג המוקדם והנפוץ ביותר של חומרים פעילי שטח, כאשר הביקוש הנוכחי מהווה יותר מ-50%. חומרים פעילי שטח אניוניים ימשיכו לתפוס מעמד דומיננטי לתקופה מסוימת בעתיד.
1 חומרים פעילי שטח אניוניים
סוגי החומרים הפעילי שטח אניוניים המשמשים כחומרי ניקוי כוללים בעיקר מלחי חומצות שומן (סבונים), אלקילבנזן סולפונטים (ABS), סולפטים של אלכוהול שומני (AS), פוליאוקסיאתילן סולפטים של אלכוהול שומני (AES),αסולפטים של אולפין (AOS), קרבוקסילטים של אלכוהול שומני (AEC), וסולפונטים של מתיל אסטר של חומצות שומן (MES), וכו'.
1.1 סבון
החלק הפעיל-פני של מולקולות הסבון נושא מטען שלילי, שבתוכו חומצות שומן ארוכות שרשרת פחמן - מלחי נתרן ואשלגן - מהווים כ-25%. לסבון הנפוץ ביותר זה יתרונות של חומרי גלם רבים, הכנה נוחה ומחיר נמוך. מבחינה תעשייתית, הוא מיוצר בדרך כלל משומנים כמו חלב בקר וחלב כבש באמצעות ספוניפיקציה עם בסיס חזק, ולאחר מכן המלחה והפרדה של גליצרול. החיסרון הגדול ביותר שלו הוא שכאשר הוא נתקל ביונים מתכתיים דו-ערכיים ותלת-ערכיים כמו Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ וכו', בתמיסה מימית, הוא ייצור סבון סידן או סבון מגנזיום עם מסיסות נמוכה מאוד, ובכך מאבד את תכונות הניקוי הראויות לסבון.
1.2אלקילבנזן סולפונט (ABS)
נתרן אלקילבנזנסולפונט (R-C6H6-SO3Na) הוא חומר פעיל שטח אניוני חשוב מאוד. יש לו מסיסות טובה במים והוא כמעט מיונן לחלוטין. מלחי הסידן והמגנזיום שלו מסיסים יחסית במים, ולכן יש לו עמידות טובה למים קשים. מבין האלקילבנזנסולפונטים, אלקילבנזן לינארי (LAS) הוא זול במחירו, בעל יכולת דטרגנט חזקה, מתכלה בקלות וידידותי לסביבה. לכן, עד כה, אף חומר פעיל שטח אחר המשמש כמרכיב פעיל בדטרגנט לא יכול להשתוות ל-LAS מבחינת ביצועים טכניים ויתרונות כלכליים. הוא זוכה לשבחים על ידי תעשיית הדטרגנטים הסינתטיים העולמית ככוח העיקרי של דטרגנטים סינתטיים. הוא משמש בעיקר כחומר דטרגנט תעשייתי וביתי. מוצרים מייצגים: נתרן דודצילבנזנסולפונט בעל אפקט שטיפה מעולה, ולנתרן אוקטדצילבנזנסולפונט יש את יכולת הדטרגנט החזקה ביותר מבין סדרת נתרן אלקילבנזנסולפונט.
1.3α-אולפין סולפונט (AOS)
AOS הוא חומר פעיל דטרגנטי בעל ביצועים מצוינים. הוא משמש בעיקר בחומרי חיטוי ידיים, שמפו, אמבטיות קצף, חומרי ניקוי לשטיפת כלים, חומרי ניקוי תעשייתיים וחומרי ניקוי לכביסה.
1.4מתיל אסטר סולפונט (MES)
R היא קבוצת אלקיל, ו-R' היא קבוצת מתיל. יכולת הניקוי טובה יותר כאשר R הוא C16 ו-C18, והעמידות למים קשים היא הטובה ביותר כאשר R הוא C14. MES הוא חומר פעיל שטח העשוי משמנים ושומנים טבעיים, בעל ביצועי כביסה טובים וכוח פיזור חזק של סבון וסידן. יש לו תאימות מצוינת עם זאוליט והוא מתאים לייצור אבקת כביסה ללא פוספט. כוח פיזור סבון הסידן שלו גבוה בהרבה מזה של LAS, ולכן הוא מועיל לייצור ויישום של סבון מורכב וחומרי כביסה על בסיס סבון.
1.5אלכוהול שומני סולפט (AS) ואתר אלכוהול שומני סולפט (AES)
ל-AS יש את הנוסחה הכללית ROSO3Na, כאשר R הוא C14~C16, ויש לו יכולת ניקוי טובה; ל-AES יש את הנוסחה הכללית RO(C2H4O)nSO3Na, כאשר R הוא C14~C15 ו-n=1—2, וגם לו יכולת ניקוי טובה. גם ל-AS וגם ל-AES יש יכולת פירוק ביולוגית טובה, יכולת ניקוי חזקה ותכונות הקצפה טובות. הם מתאימים לניסוח חומרי ניקוי בעלי קצף גבוה. הם מתאימים לחומרי ניקוי קלים לטיפול או לצמר ונמצאים בשימוש נרחב באמבטיות קצף, שמפו, קוסמטיקה, חומרי ניקוי לשטיפת ידיים, חומרי ניקוי צמחיים, חומרי ניקוי ביתיים וכו'.
לחומרים פעילי שטח לא-יוניים יש יכולת דטרגנט טובה כנגד לכלוך שמנוני ויכולת חזקה למנוע זיהום חוזר של סיבים סינתטיים. יש להם עמידות חזקה יחסית למים קשים ולריכוזים גבוהים של אלקטרוליטים. היתרון הגדול ביותר של חומרים פעילי שטח לא-יוניים מפוליאוקסיאתילן הוא יכולת ההתאמה של החלקים ההידרופוביים וההידרופיליים. ניתן להתאים את מספר ה-EO כדי להתאים אותו למצעים שונים, ולהשיג את יכולת הדטרגנט הטובה ביותר.
2.1אתר פוליאוקסיאתילן אלקיל אלכוהול
נוסחה כללית: RO(C₂H₄O)ₙH, כאשר R = C₁₂~C₁₈ ו-n ניתן להתאמה. לסוג זה של תרכובת יש יכולת ניקוי גבוהה, המתבטאת בהיבטים הבאים: ריכוז מיצלה קריטי נמוך (cmc), כלומר עדיין יש לה כוח ניקוי גבוה בריכוזים נמוכים, יכולת ניקוי חזקה ותכונות נגד שקיעה חוזרת של לכלוך בעת שטיפת סיבים סינתטיים. בנוסף, יש לה יכולת ניקוי טובה בטמפרטורה נמוכה. זוהי משחה לבנה עד צהובה חיוורת בטמפרטורת החדר. כאשר היא מומסת במים, יש לה תכונות מתחלבות, ניקוי והרטבה. היא משמשת בעיקר בחומרי ניקוי ביתיים ותעשייתיים וכן בחומרי ניקוי למתכות.
2.2פוליאוקסיאתילן אלקילפנול אתר
בנוסחה, R הוא בעיקר קבוצות אוקטיל, נוניל ודודציל; n הוא מתכוונן. הם מאופיינים ביכולת חזקה להסיר כתמי שמן ושומנים. מוצרים מייצגים כוללים את סדרת OP, סדרת OPE וסדרת SOPE. התכונות העיקריות שלהם הן עמידות חזקה לחומצות, בסיסים ומים קשים, והם מתפקדים כחומרי ניקוי, חומרי הרטבה, מתחלבים לעיבוד מתכות וחומרי ניקוי תעשייתיים.
2.3אלקיל פוליגליקוזיד (APG)
גליקוזיד אלקיל זוכה לשבחים כסוג חדש של חומר פעיל שטח לא יוני ברמה עולמית.
יתרונות APG: 1. פעילות פני שטח גבוהה ומתח פני שטח נמוך מאוד; 2. ללא נקודת עכירות ויציבות בטמפרטורה גבוהה; 3. יכולת דטרגנט מעולה, כוח הקצפה חזק, תכונות הרטבה ואמולסיה ויציבות פיזור; 4. עדיף על כל סוג קיים של חומר פעיל שטח מבחינת אי-רעילות, גירוי עור נמוך ופירוק ביולוגי. (יתרונות ומאפיינים יוצאי דופן).
לכן, הוא מועדף במיוחד על ידי תחומים רבים כגון תעשיית הכביסה, תעשיית הקוסמטיקה, תעשיית עיבוד המזון ותעשיית התרופות. יתר על כן, בשל תכונותיו של קלות שטיפה והיעדר כתמים, הוא מתאים במיוחד לשימוש כחומר ניקוי לסכו"ם, לניקוי בקבוקים וכו'.
APG משמש כחומר ניקוי בערך בהיבטים הבאים:
חומרי ניקוי לאמבטיה ולשיער: מוצרים המיוצרים באמצעות APG הם עדינים ולא מגרים את העור, עם קצף עשיר ועדין. הם יכולים גם למלא תפקיד אנטי-סטטי בעת שימוש בשמפו. רוב המוצרים הללו הם נוזליים, אך ניתן גם להכין מהם סבונים. חומרי ניקוי לשטיפת כלים: חומרי ניקוי לשטיפת כלים המיוצרים מ-APG בעלי תכונות הקצפה טובות, הם עדינים לעור, משאירים תחושה נעימה לאחר השימוש, קלים לשטיפה ואינם משאירים עקבות.
אבקת כביסה: APG משמשת בדטרגנטי כביסה ובעלת יכולת ניקוי מעולה. ניתן להשתמש בה לניקוי בדים שונים (כגון כותנה, צמר, פוליאסטר וכו'). היא מסירה ביעילות כתמי לכלוך ושמן. יחד עם זאת, יש לה תכונות ריכוך, תכונות אנטי-סטטיות ותכונות נגד התכווצות. וניתן להכין אותה לדטרגנטי כביסה שעדיין בעלי יכולת ניקוי מעולה בשימוש במים קשים.
ניקוי משטחים קשים: בנוסף לשימוש לשטיפת כלים, ניתן להשתמש ב-APG גם לניקוי סוגים אחרים של משטחים קשים. ניתן לנסח חומרי ניקוי בתנאי חומצה חזקה באמצעות APG כמרכיב פעיל. ל-APG שבו יש גם את הפונקציה של מניעת חמצון וקורוזיה של מתכות ברזליות על ידי חומצות.
המבנה המולקולרי שלו מכיל מטענים חיוביים ושליליים כאחד. בשל הייחודיות של המבנה המולקולרי שלו, יש לו את המאפיינים הבאים במהלך השימוש: רעילות נמוכה וגירוי נמוך לעור ולעיניים; יכולת פירוק ביולוגית טובה ותאימות טובה; יכולת רטיבות, דטרגנט ותכונות הקצפה טובות. ישנם הסוגים הבאים כאשר משתמשים בו כחומר ניקוי.
3.1סוג חומצת אמינו N-acyl
הם משמשים בעיקר כחומר בסיס לשמפו וחומרי ניקוי. הם עמידים בפני חומצות חלשות ומים קשים. יש להם גירוי נמוך ורעילות נמוכה, וניתן להשתמש בהם בקוסמטיקה. יש להם כוח פיזור סבון סידן חזק, דטרגנטים וכוח מתחלב. בתעשיית הטקסטיל, הם משמשים כחומר ניקוי ומחליב, ומתאימים לכביסת משי וצמר בשל כוחם הירוד להסרת שומנים.
3.2סוג בטאין
לחומרים פעילי שטח זוויטריוניים מסוג בטאין יש יכולת ניקוי טובה על בדי כותנה ובדים מעורבבים של פוליאסטר/כותנה, במיוחד הידרוקסיל סולפובטן, שיש לו יתרונות רבים יותר בתהליך הכביסה. לדוגמה: דודציל דימתיל בטאין הוא נוזל שקוף חסר צבע או צהוב בהיר. הוא קטיוני במדיה חומצית ואניוני במדיה בסיסית. הוא מתכלה בקלות. למוצר זה תכונות הקצפה מצוינות, הוא יכול להפוך את השיער לרך, והוא מתאים לייצור שמפו לא מגרה עם השפעות מרככות על השיער, שמפו לתינוקות וכו'. בשל עמידותו הטובה במים קשים, הוא משמש להכנת חומרי ניקוי במים קשים. ניתן להשתמש בו גם כקוטל פטריות.
זמן פרסום: 17 במרץ 2026