სარეცხი საშუალებების ფართოდ გამოყენებადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მახასიათებლები

1.ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მრავალი სახეობა არსებობს. წარმოების მოცულობის მიხედვით რანჟირებულია: ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 56-ს შეადგენს. %, არა‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 36 %, ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 5 % და კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 3 %.

2. ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

2.1 სულფონატი‑ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ტიპი

ამ ტიპის საერთო ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მოიცავს ნატრიუმის ხაზოვან‑ალკილბენზოლის სულფონატი და ნატრიუმიα-ოლეფინის სულფონატი.

ნატრიუმის ხაზოვანი‑ალკილბენზოლ სულფონატი, ასევე ცნობილი როგორც LAS ან ABS, არის თეთრი ან ღია ფერის‑ყვითელი ფხვნილისებრი ან ფხვიერი მყარი ნივთიერება, რომელიც წყალში ხსნადია. დაბალ ტემპერატურაზე წყალში ცუდად ხსნადია, გარემოს ტემპერატურაზე წყალში ხსნადობა 3°C-ზე დაბალია; მიუხედავად ამისა, კარგად იხსნება ნაერთ ზედაპირულად აქტიურ სისტემებში. შედარებით სტაბილურია ტუტეების, განზავებული მჟავების და მაგარი წყლის მიმართ, დაშლის ტემპერატურით 240°C.℃ეს 10-ია ხსნარს აქვს გაღიზიანების ინდექსი 5.0, მიკრობული ბიოდეგრადირებადობა 80 %‑90 % და LD₅₀1300-დან‑2500 მგ/კგ.

ნატრიუმიα-ოლეფინის სულფონატი, იგივე AOS, აქტიურ მდგომარეობაში ყვითელი გამჭვირვალე სითხის სახით ჩნდება.‑ნივთიერების შემცველობა 38 %‑40 % და წყალში ადვილად ხსნადია. ის ინარჩუნებს კარგ სტაბილურობას pH-ის ფართო დიაპაზონში; სამი დღის შემდეგ 30 ტემპერატურაზე℃, ჰიდროლიზის სიჩქარე pH-ზე 0-ია 2, pH 4 და pH 10. მას აქვს კანის დაბალი გაღიზიანება, 100 მიკრობული ბიოდეგრადირებადობის % და LD₅₀1300-დან‑2400 მგ/კგ.

LAS ზოგადად არ გამოიყენება შამპუნებში და იშვიათად ემატება შხაპის გელებს. ის ფართოდ გამოიყენება სარეცხი თხევად სარეცხ საშუალებებსა და ჭურჭლის სარეცხი საშუალებებში.‑სარეცხი სითხეები. ჭურჭელში‑სარეცხი სითხეებში LAS-ს შეუძლია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების მთლიანი შემცველობის დაახლოებით ნახევარი შეადგინოს; სარეცხი თხევად სარეცხ საშუალებებში მისი პროპორციის რეგულირება ფართო პრაქტიკული დიაპაზონის ფარგლებშია შესაძლებელი.

LAS-ი წყალში ხელსაყრელ ხსნადობას ავლენს, ძირითადად მომატებულ ტემპერატურაზე (მაგ. 60°C).℃) ან როდესაც ის შერწყმულია გარკვეულ სხვა ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან. კერძის ტიპური სამმაგი ნაერთის სისტემა‑სარეცხი სითხეები არის„ლას‑AES‑ფეხბურთის ასოციაცია„სარეცხი თხევადი საპნის შემცველი ნაერთების საერთო ფორმულირებები მოიცავს„ლას‑საპნის ბაზა‑η·სოციალური ადმინისტრაციის„უნდა აღინიშნოს, რომ LAS-ის პირდაპირი შერევა არა-თან‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ალკანოლამიდი შესაძლოა დამაკმაყოფილებელ შედეგებს არ იძლეოდეს;„ლას‑ფეხბურთის ასოციაცია„სისტემა არასტაბილურია, ხასიათდება დაბალი სიბლანტით და ქმნის თეთრ, რძისფერ იერს.

LAS ყველაზე მაღალია‑მოცულობა (290 kt/a) და ყველაზე იაფი სინთეზური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება. საუკეთესოთა შორის‑ხუთი სინთეზური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გამოშვების მიხედვით, LAS-ს აქვს ყველაზე დაბალი ფასი, საპნის ბაზებთან შედარებით (ცხიმოვანი‑მჟავა საპნები) ჩვეულებრივ ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის. მისი მნიშვნელოვანი უპირატესობებია კარგი სტაბილურობა, ძლიერი სარეცხი უნარი და დაბალი ფასი; მისი მთავარი ნაკლი არის მაღალი გაღიზიანება.

სულფონატს შორის‑ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კლასის AOS საუკეთესო ეფექტურობას აჩვენებს. ის ინარჩუნებს ან აძლიერებს ზოგადი სულფონატების დადებით თვისებებს და ამავდროულად, თავიდან აიცილებს მათ ნაკლოვანებებს. AOS ერთ-ერთი ძირითადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებაა, რომელიც ხშირად გამოიყენება შამპუნებსა და შხაპის გელებში. მისი გამოყენება სხვა თხევად სარეცხ საშუალებებში თანდათან გაფართოვდება, რადგან ადგილობრივი წარმოება ლოკალიზდება და მისი ფასი შემცირდება. მისი ძირითადი ძლიერი მხარეებია შესანიშნავი სტაბილურობა, წყალში კარგი ხსნადობა, ხელსაყრელი თავსებადობა, დაბალი გაღიზიანება და მიკრობული ბიოდეგრადირებადობა. მისი მთავარი სისუსტე ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის შედარებით მაღალი ფასია.

2.2 სულფატი‑ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ტიპი

ამ კატეგორიის ტიპური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია ნატრიუმის ცხიმოვანი სპირტი, პოლიოქსიეთილენის ეთერ სულფატი და ნატრიუმის დოდეცილ სულფატი.

ნატრიუმის ცხიმოვანი სპირტი პოლიოქსიეთილენის ეთერ სულფატი, რომელსაც ასევე AES ან სპირტის ეთერ სულფატს უწოდებენ, წყალში ადვილად იხსნება. 70°C-ზე აქტიური %‑ნივთიერების შემცველობა, ეს არის ფერმკრთალი‑ყვითელი ბლანტი (ნახევრად‑გამჭვირვალე) სითხე. მისი სტაბილურობა უფრო დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი სულფონატების. ის სწრაფად ჰიდროლიზდება pH-ის ქვემოთ. 4, თუმცა ტუტე პირობებში კარგი ჰიდროლიზური სტაბილურობით ხასიათდება. სამი წლის შემდეგ‑დღიური შენახვა 30 საათზე℃მისი ჰიდროლიზის სიჩქარე 100-ს აღწევს %, 50 % და 0 pH-ზე 2, pH 4 და pH შესაბამისად 10. იწვევს მსუბუქ გაღიზიანებას, მისი 10 გაღიზიანების ინდექსით 2.3. % ხსნარი, აღწევს 90-ზე მეტს ბიოდეგრადაციის % და აქვს LD₅₀1800 წლის მგ/კგ.

ნატრიუმის დოდეცილ სულფატი, ასევე ცნობილი როგორც AS, K12, ქოქოსის სპირტის სულფატი ან ნატრიუმის ლაურილ სულფატი (აქაფების აგენტი), წყალში ხსნადია დაახლოებით 15°C-ით 25°C-ზე.℃, უფრო დაბალია, ვიდრე AES. ის არამგრძნობიარეა ტუტეებისა და მაგარი წყლის მიმართ, თუმცა ნაკლებად სტაბილურია მჟავე პირობებში, ვიდრე ზოგადი სულფონატები (შედარებით AES-თან). ხანგრძლივი‑ვადიანი გათბობა არ უნდა აღემატებოდეს 95-ს℃ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის ზომიერ გაღიზიანებას ავლენს; მისი გაღიზიანების ინდექსი 10-ია. ხსნარის % არის 3.3, უფრო მაღალი ვიდრე AES და უფრო დაბალი ვიდრე LAS, LD-ით₅₀1300-დან მგ/კგ.

AES-ის გამოყენება შესაძლებელია შამპუნებში, შხაპის გელებში, ჭურჭლის სარეცხი საშუალებებში.‑სარეცხი სითხეები და სარეცხი სითხეები. იმ შემთხვევაში, თუ პროდუქტის pH სპეციფიკაციები იძლევა ამის საშუალებას, pH უნდა გაიზარდოს ნეიტრალურ ან სუსტ დონემდე.‑ტუტე დონეზე. როდესაც AES უნდა იქნას გამოყენებული დაბალი pH მნიშვნელობებით (როგორც შამპუნებში), ჩვეულებრივ, გამოიყენება მისი ეთანოლამინის მარილის ფორმა. AES-ს უკეთესი წყალი აქვს‑ხსნადობა AS-თან შედარებით და შეიძლება შეიქმნას გამჭვირვალე წყალხსნარების სახით ნებისმიერი პროპორციით ოთახის ტემპერატურაზე. LAS-თან შედარებით, AES-ს უფრო ფართო გამოყენება აქვს თხევად სარეცხ საშუალებებში და აქვს უმაღლესი თავსებადობა; მას შეუძლია გამჭვირვალე წყალხსნარების წარმოქმნა ბინარული ან მრავალჯერადი მეთოდით.‑კომპონენტების შერევა მრავალ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებასთან. სინთეზურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის წარმოების მოცულობით მესამე ადგილზე მყოფი AES-ის ღირებულება AS-ზე ნაკლებია; 2002 წელს, მისი ფასი 70 იყო. AES-ის პროცენტული მაჩვენებელი 8500-ს შეადგენდა იუანი ტონაზე. AES ფასდება დაბალი გაღიზიანების, წყალში კარგი ხსნადობის, შესანიშნავი თავსებადობისა და მშრალი და უხეში კანის პრევენციის დადებითი შესრულების გამო. მისი ნაკლი არის ზომიერი არასტაბილურობა მჟავე გარემოში.—pH უნდა შენარჩუნდეს 4-ზე მაღლა—და მისი დეტოქსიკაცია LAS-სა და AS-თან შედარებით სუსტია.

როდესაც AS შედის თხევად სარეცხ საშუალებებში, pH საშუალო უნდა იყოს კონტროლირებადი, რათა თავიდან იქნას აცილებული ჭარბი მჟავიანობა. შამპუნისა და შხაპის მისაღებად‑გელის ფორმულირებები, მისი ეთანოლამინი ან ამონიუმის მარილები საჭიროა. ეთანოლამინის მარილები არა მხოლოდ აძლიერებს მჟავას‑წინააღმდეგობის სტაბილურობა, მაგრამ ასევე ხელს უწყობს გაღიზიანების შემცირებას; 10 ტრიეთანოლამინის მარილის 3.0%-იანი ხსნარი გაღიზიანების ინდექსს იძლევა. AS იშვიათად გამოიყენება კერძებში.‑სარეცხი სითხეები და იშვიათად გამოიყენება როგორც პირველადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება (ფორმულირებებში დაბალი დოზირება), ძირითადად იმიტომ, რომ ის ზრდის წარმოების ხარჯებს და ასეთ პროდუქტებს ქაფის წარმოქმნის უნარის მცირე მოთხოვნა აქვთ. AS მეხუთე ადგილზეა წარმოების რაოდენობით სინთეზურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის და მაღალი ფასი აქვს; მისი ფხვნილისებრი ხარისხი 15000 დოლარად იყიდება. იუანი ტონაზე 2002 წელს. მაღალი ქაფის წარმოქმნის უნარისა და ძლიერი სარეცხი უნარის გარდა, AS ჩამორჩება AES-ს ფუნქციური ასპექტების უმეტესობაში: მისი მჟავა სტაბილურობა ოდნავ უარესია, მისი გაღიზიანება შედარებით მაღალია (მხოლოდ LAS-თან შედარებით დაბალი) და ის ყველაზე მაღალი ფასით სარგებლობს გავრცელებულ ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შორის.

3.არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება

არა-ს ძირითადი ჯიშები‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მოიცავს ალკანოლამიდს (FFA), ცხიმოვანი სპირტის პოლიოქსიეთილენის ეთერს (AE) და ალკილფენოლის პოლიოქსიეთილენის ეთერს (APE ან OP).‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები გამოირჩევა შესანიშნავი ხსნადობით, სარეცხი უნარით, ანტისტატიკური მუშაობით, დაბალი გაღიზიანებით და კარგი კირის შემცველობით.‑საპნის დისპერსიის უნარი. მათი პრაქტიკულად გამოსაყენებელი pH დიაპაზონი უფრო ფართოა, ვიდრე ჩვეულებრივი იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების. სარეცხი და ქაფის უნარის გარდა, მათი სხვა თვისებები ხშირად აღემატება ჩვეულებრივ ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს. ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ მცირე რაოდენობით არა-ს დამატება‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების იონურ ზედაპირულად აქტიურ სისტემასთან შერწყმამ შეიძლება გააუმჯობესოს სისტემის ზედაპირული აქტივობა, იმავე აქტიურ ნივთიერებასთან შედარებით.‑ნივთიერების შემცველობა.

ალკანოლამიდები არა-ს კლასია.‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები გამორჩეული ეფექტურობით, ფართო გამოყენების სფეროთი და გამოყენების მაღალი სიხშირით, რომლებიც ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა თხევად სარეცხ საშუალებებში.‑თხევად სარეცხ საშუალებებში გამოყენებული ალკანოლამიდების კლასებია:„2:1 ამიდი„და„1.5:1 ამიდი„; „1:1 ამიდი„ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას. ეს სამი კლასი განსხვავდება წყალში‑ხსნადობა და გასქელება. ზოგადად,„1.5:1 ამიდი„აქვს ზომიერი თვისებები და ფართოდ გამოიყენება ჭურჭლის სარეცხ საშუალებებში. ჩვეულებრივ,„1:1 ამიდი„ადვილად იხსნება მხოლოდ სხვა წყალთან შერევისას‑ხსნადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. ალკანოლამიდები უფრო შესაფერისია ტუტე სარეცხი საშუალებებისთვის და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მსუბუქად მჟავე სარეცხი საშუალებებში. ალკანოლამიდი ყველაზე დაბალია‑ფასების მრავალფეროვნება არა-ს შორის‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომელთა ფასი 2002 წელს ტონაზე 7,800 იუანი იყო. თხევად სარეცხ საშუალებებში ალკანოლამიდები უფრო ხშირად გამოიყენება, ვიდრე ცხიმოვანი სპირტის პოლიოქსიეთილენის ეთერები. ალკანოლამიდები არა‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება შამპუნებში. შესაძლო მიზეზებია: თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები (FFA) უფრო ყოვლისმომცველ ან უკეთეს ფუნქციებს ასრულებს, ვიდრე იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები; თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავების პროდუქტები უფრო იაფია, ვიდრე იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (FFA); FFA-ს უკეთესი ხსნადობა აქვს, ვიდრე იონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს; FFA ქაფის წარმოქმნის უნარით აღემატება იონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს.

4.ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

ამფოტერულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს აქვთ როგორც ანიონური, ასევე კათიონური ჰიდროფილური ჯგუფები. შესაბამისად, ისინი მჟავე ხსნარებში კათიონური ნივთიერებების, ტუტე ხსნარებში კი ანიონური ნივთიერებების როლს ასრულებენ და არ ავლენენ...‑იონური‑მსგავსი თვისებები ნეიტრალურ ხსნარებში. ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ადვილად ხსნადია წყალში, კონცენტრირებულ მჟავა და ტუტე ხსნარებში და კონცენტრირებულ არაორგანულ ხსნარებშიც კი.‑მარილის ხსნარები. ისინი კარგად ამაყობენ‑წყალგამძლეობა, კანის დაბალი გაღიზიანება, ქსოვილის შესანიშნავი დარბილების უნარი, ხელსაყრელი ანტისტატიკური თვისებები, ძლიერი ბაქტერიციდული ეფექტი და მაღალი თავსებადობა სხვადასხვა ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან.

ასეთი პროდუქტების გამოყენება შესაძლებელია pH-ის ფართო დიაპაზონში. მიუხედავად ამისა, სხვადასხვა მჟავასთან მათი იონური მდგომარეობების მიხედვით თუ ვიმსჯელებთ,‑ფუძე პირობებში, ისინი უკეთ მუშაობენ მჟავე და ნეიტრალურ პირობებში, ვიდრე ტუტე პირობებში. ზოგადად, ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები უფრო ძვირია, ვიდრე არა‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები.

ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მნიშვნელოვან სახეობებს შორისაა დოდეცილ დიმეთილ ბეტაინი და კარბოქსილატი.‑ტიპის იმიდაზოლინები. ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან შედარებით, არა‑იონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს უფრო ყოვლისმომცველი თვისებები აქვთ ნაკლები ნაკლოვანებებით, მხოლოდ უფრო სუსტია სარეცხი და ქაფის უნარით. როდესაც არათანაბარია‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები გარკვეული თვისებებით ჯობნის მათ და სხვა თვისებებითაც შეესაბამება მათ. ამფოტერულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს უფრო ძლიერი ქაფის უნარი აქვთ, ვიდრე ჩვეულებრივ არა-‑იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (AE-ს აქვს სუსტი ქაფის უნარი), უფრო ძლიერი ბაქტერიციდული მოქმედება არა-ზემოქმედებასთან შედარებით‑იონური და ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და უკეთესი კონდიცირების ეფექტი. ამიტომ, თხევად სარეცხ საშუალებებში ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ძირითადად გამოიყენება შამპუნებში, შემდეგ კი კანის გამწმენდ საშუალებებში, როგორიცაა ტანის დასაბანი გელი.

5.კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

გავრცელებული კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია ჰექსადეცილ დიმეთილამონიუმის ქლორიდი (1631), ოქტადეცილ ტრიმეთილამონიუმის ქლორიდი (1831), კათიონური გუარის ფისი (C‑14S), კათიონური პანთენოლი, კათიონური სილიკონის ზეთი, დოდეცილ დიმეთილამინის ოქსიდი (OB‑2) და ა.შ. სხვა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, კათიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს აქვთ სუსტი სარეცხი და ქაფის წარმოქმნის უნარი და ახასიათებთ მცირე გამაღიზიანებელი ტოქსიკურობა.

თხევად სარეცხ საშუალებებში კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები დამხმარე ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს წარმოადგენენ, კერძოდ, კონდიცირების კომპონენტებს ფორმულირებებში დაბალი დოზირებით. ისინი, როგორც წესი, მაღალი დოზით გამოიყენება.‑საბოლოო პროდუქტები, ძირითადად შამპუნები. კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები პირდაპირ არ შეიძლება შეერიოს ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს. თუმცა, კათიონური გამოყენების შემთხვევაშიც შეიძლება დადებითი შედეგები მივიღოთ.‑ანიონური ნაერთის წარმოქმნისას, არსებობს ნალექის (კრისტალიზაციის) მაღალი რისკი.

შამპუნებში გამოიყენება მრავალი კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, ერთი ან ორი კონკრეტული სახეობის დიდი გამოყენების გარეშე; ისინი ხშირად კომერციულ კონდიცირების აგენტებად იქცევიან. კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მთლიანი გამომუშავების მცირე ნაწილს შეადგენს და, როგორც წესი, უფრო ძვირია, ვიდრე სხვა კატეგორიები. ყველა ტიპის ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებას შორის, კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები უზრუნველყოფენ ყველაზე გამორჩეულ კონდიცირების ეფექტს და ყველაზე ძლიერ ბაქტერიციდულ აქტივობას. მიუხედავად მათი ნაკლოვანებებისა, მათ შორის სუსტი სარეცხი უნარის, ცუდი ქაფის უნარის, შეზღუდული თავსებადობის, შედარებით მაღალი გაღიზიანებისა და მაღალი ღირებულებისა, ისინი სხვა ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან შედარებით შეუცვლელია, როგორც კონდიცირების ინგრედიენტები მაღალი...‑და თხევადი სარეცხი საშუალებები, როგორიცაა შამპუნები. აღსანიშნავია, რომ კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ კონდიცირების კომპონენტების ან ბაქტერიციდების სახით.