ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების დეტერგენტობა - სხვადასხვა ტიპის დეტერგენტები

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სარეცხი თვისება მათი ფუნდამენტური მახასიათებელია ყველაზე პრაქტიკული გამოყენების თვალსაზრისით. ის მჭიდრო კავშირშია ათასობით ოჯახის ყოველდღიურ ცხოვრებასთან და სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიასა და ყველა სახის სამრეწველო წარმოებაში.

სარეცხი საშუალებები

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები სარეცხი საშუალებების მთავარი აქტიური ინგრედიენტებია. სინთეზური სარეცხი საშუალებები ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გარეშე ვერ იარსებებდა. SAA-ს ყველა სახეობას შორის, ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ყველაზე ადრე გამოიყენებოდა და დღემდე ყველაზე ფართოდ გამოყენებად კატეგორიად რჩება, რომელიც ამჟამად მთლიანი ბაზრის მოთხოვნის 50%-ზე მეტს შეადგენს. ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მომავალშიც გარკვეული პერიოდის განმავლობაში დომინანტურ პოზიციას დაიკავებს.

I. ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

სარეცხი საშუალებების სახით გამოყენებული ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ძირითადი ტიპებია ცხიმოვანი მჟავების მარილები (საპნები), ალკილბენზოლის სულფონატები (ABS), ცხიმოვანი სპირტის სულფატები (AS), ცხიმოვანი სპირტის პოლიოქსიეთილენის ეთერ სულფატები (AES), ალფა-ოლეფინის სულფონატები (AOS), ცხიმოვანი სპირტის პოლიოქსიეთილენის ეთერ კარბოქსილატები (AEC) და ცხიმოვანი მჟავის მეთილის ეთერის სულფონატები (MES).

1. საპონი

საპნის მოლეკულების ზედაპირულად აქტიური ნაწილი უარყოფით მუხტს ატარებს, რომელთა შორის დაახლოებით 25%-ს გრძელი ჯაჭვის ცხიმოვანი მჟავების ნატრიუმის და კალიუმის მარილები შეადგენს. როგორც საპნის ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი სახეობა, მას აქვს უხვი ნედლეული, მარტივი მომზადება და დაბალი ღირებულება. სამრეწველო თვალსაზრისით, იგი ძირითადად იწარმოება ნედლეულის, როგორიცაა საქონლის ქონი და ცხვრის ქონი, ძლიერი ტუტეთი საპონიფიცირებით, რასაც მოჰყვება გლიცეროლის დამარილება და გამოყოფა. მისი ყველაზე დიდი ნაკლი ის არის, რომ წყალხსნარში ორვალენტიანი და სამვალენტიანი ლითონის იონების, როგორიცაა Ca²⁺, Mg²⁺ და Fe²⁺, შეჯახებისას, ის წარმოქმნის კალციუმის საპონს ან მაგნიუმის საპონს უკიდურესად დაბალი ხსნადობით, რითაც კარგავს საპნისთვის დამახასიათებელ სარეცხი თვისებებს.

2. ალკილბენზოლის სულფონატები (ABS)

ნატრიუმის ალკილბენზოლის სულფონატი (R-C₆H₆-SO₃Na) მნიშვნელოვანი ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებაა. მას კარგად ხსნადობა აქვს წყალში და თითქმის მთლიანად იონიზებულია. მისი კალციუმის და მაგნიუმის მარილები წყალში ადვილად ხსნადია, რაც მას შესანიშნავ წყალგამძლეობას ანიჭებს. ალკილბენზოლის სულფონატებს შორის, ხაზოვანი ალკილბენზოლის სულფონატი (LAS) დაბალი ფასისაა, ძლიერი სარეცხი თვისებებით, ადვილად ბიოდეგრადირებადი და ეკოლოგიურად სუფთა. ამიტომ, დღემდე, სარეცხი საშუალების აქტიურ ინგრედიენტად გამოყენებული სხვა არცერთი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ვერ კონკურენციას უწევს LAS-ს ტექნიკური მახასიათებლებითა და ეკონომიკური სარგებლით, რაც მას მსოფლიო მასშტაბით სინთეზური სარეცხი საშუალებების ინდუსტრიის საყრდენად აქცევს. ის ძირითადად გამოიყენება სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო სარეცხ საშუალებებში. წარმომადგენლობით პროდუქტებს შორისაა ნატრიუმის დოდეცილბენზოლის სულფონატი შესანიშნავი სარეცხი ეფექტით და ნატრიუმის ოქტადეცილბენზოლის სულფონატი, რომელიც გამოირჩევა ყველაზე ძლიერი სარეცხი თვისებებით ნატრიუმის ალკილბენზოლის სულფონატის სერიაში.

3. ალფა-ოლეფინის სულფონატები (AOS)

AOS არის მაღალი ეფექტურობის სარეცხი საშუალების აქტიური ინგრედიენტი. ის ძირითადად გამოიყენება ხელის სადეზინფექციო საშუალებებში, შამპუნებში, ქაფიან აბაზანებში, ჭურჭლის სარეცხ საშუალებებში, სამრეწველო საწმენდ საშუალებებსა და სამრეცხაო ფხვნილებში.

4. ცხიმოვანი მჟავების მეთილის ეთერის სულფონატები (MES)

მოლეკულური სტრუქტურით, R წარმოადგენს ალკილის ჯგუფს, ხოლო R' - მეთილის ჯგუფს. სარეცხი თვისებების თვალსაზრისით, C16 და C18 ნახშირბადის ჯაჭვის მქონე R საუკეთესოდ მუშაობს, ხოლო C14 ნახშირბადის ჯაჭვის მქონე R უზრუნველყოფს ოპტიმალურ მდგრადობას მყარი წყლის მიმართ. MES არის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, რომელიც მიღებულია ბუნებრივი ზეთებისა და ცხიმებისგან, რომელსაც გააჩნია შესანიშნავი რეცხვის მახასიათებლები და კალციუმის საპნის ძლიერი დისპერსიის უნარი. მას აქვს შესანიშნავი თავსებადობა ზეოლიტთან და შესაფერისია ფოსფორის გარეშე სარეცხი საშუალებების წარმოებისთვის. მისი კალციუმის საპნის დისპერსიის უნარი გაცილებით მაღალია, ვიდრე LAS-ის, რაც ხელს უწყობს ნაერთი საპნის და საპნის ბაზაზე დამზადებული სარეცხი საშუალებების წარმოებასა და გამოყენებას.

5. ცხიმოვანი სპირტის სულფატები (AS) და ცხიმოვანი სპირტის ეთერ სულფატები (AES)

AS-ის ზოგადი ფორმულაა ROSO₃Na, ხოლო AS, რომლის R არის C14~C16 ნახშირბადის ჯაჭვი, კარგ დეტერგენციას ავლენს. AES-ის ზოგადი ფორმულაა RO(C₂H₄O)ₙSO₃Na, ხოლო AES, რომლის R არის C14~C15 ნახშირბადის ჯაჭვი და n=1–2, ხელსაყრელ რეცხვის თვისებებს ავლენს. როგორც AS-ს, ასევე AES-ს ახასიათებს კარგი ბიოდეგრადირებადობა, ძლიერი დეტერგენცია და შესანიშნავი ქაფწარმოქმნის თვისება, რაც მათ შესაფერისს ხდის მაღალი ქაფის შემცველი სარეცხი საშუალებების შესაქმნელად. ისინი გამოიყენება ადვილად მოსავლელი და შალის სარეცხი საშუალებებისთვის და ფართოდ გამოიყენება ქაფიან აბაზანებში, თმის შამპუნებში, კოსმეტიკაში, ხელის ჭურჭლის სარეცხ საშუალებებში, მცენარეულ და საყოფაცხოვრებო სარეცხ საშუალებებში.

II.არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ავლენენ შესანიშნავ დეტერგენციას ზეთოვანი ჭუჭყის მიმართ და ძლიერ უნარს, თავიდან აიცილონ ხელახალი დალექვა სინთეზურ ბოჭკოებზე. მათ ახასიათებთ მაღალი ტოლერანტობა ხისტი წყლისა და მაღალი კონცენტრაციის ელექტროლიტების მიმართ. პოლიოქსიეთილენის არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ყველაზე მნიშვნელოვანი უპირატესობა მათი ჰიდროფობიური და ჰიდროფილური ფრაგმენტების რეგულირების უნარია. EO ერთეულების რაოდენობის რეგულირება შესაძლებელია სხვადასხვა სუბსტრატებთან ადაპტაციისა და ოპტიმალური დეტერგენციის მისაღწევად.

1.პოლიოქსიეთილენ ალკილის სპირტის ეთერი

ზოგადი ფორმულა: RO(C₂H₄O)ₙH, სადაც R = C₁₂~C₁₈ და n რეგულირებადია. ამ ტიპის ნაერთს ახასიათებს მაღალი სარეცხი აქტივობა, რაც აისახება შემდეგ ასპექტებში: დაბალი კრიტიკული მიცელის კონცენტრაცია (cmc), რაც ნიშნავს, რომ მაღალი სარეცხი უნარის შენარჩუნება შესაძლებელია დაბალი კონცენტრაციების დროსაც კი, ძლიერი სარეცხი უნარი და ჭუჭყის ხელახალი დალექვისადმი წინააღმდეგობა სინთეტიკური ბოჭკოების გაწმენდისას. ის ასევე უზრუნველყოფს დაბალ ტემპერატურაზე რეცხვის ხელსაყრელ ეფექტურობას. ოთახის ტემპერატურაზე ის თეთრიდან ღია ყვითელ პასტის სახითაა და წყალში ხსნადია, ემულგაციის, გამწმენდი და დამატენიანებელი თვისებებით. იგი ძირითადად გამოიყენება საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო სარეცხ საშუალებებში, ასევე ლითონის საწმენდ საშუალებებში.

2. პოლიოქსიეთილენ ალკილ ფენოლის ეთერი

ფორმულაში R ძირითადად ოქტილის, ნონილის და დოდეცილისგან შედგება, რეგულირებადი n მნიშვნელობით. იგი ხასიათდება ზეთისა და ცხიმის ლაქების მოცილების ძლიერი უნარით. ტიპურ პროდუქტებს შორისაა OP სერია, OPE სერია და SOPE სერია. ისინი გამოირჩევიან მჟავასა და ტუტეზე შესანიშნავი გამძლეობით, ასევე მაგარი წყლის მიმართ ტოლერანტობით და აქვთ დეკონტამინაციის, დასველებისა და ემულსიფიკაციის ფუნქციები, რაც გამოიყენება ლითონის დამუშავებისა და სამრეწველო საწმენდი საშუალებებისთვის.

3. ალკილ პოლიგლიკოზიდი (APG)

ალკილ პოლიგლიკოზიდი აღიარებულია, როგორც ახალი მსოფლიო დონის არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება.

APG-ის უპირატესობები:

მაღალი ინტერფეისული აქტივობა და უკიდურესად დაბალი ზედაპირული დაჭიმულობა;

არ აქვს ღრუბლიანობის წერტილი და შესანიშნავი მაღალტემპერატურული სტაბილურობა;

შესანიშნავი რეცხვის ეფექტურობა, ძლიერი ქაფის წარმოქმნა, კარგი დასველება, ემულსიფიკაციის უნარი და დისპერსიის სტაბილურობა;

არატოქსიკურობის, კანის დაბალი გაღიზიანებისა და ბიოდეგრადირებადობის თვალსაზრისით, ის ყველა არსებულ ტიპის ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებას აღემატება.

ამიტომ, ის ფართოდ არის მოწონებული მრავალი ინდუსტრიის მიერ, მათ შორის სარეცხი საშუალებების, კოსმეტიკური საშუალებების, კვების პროდუქტების გადამამუშავებელი და ფარმაცევტული ინდუსტრიების მიერ. მისი მარტივი ჩამობანისა და ნარჩენების არ ტოვებს, განსაკუთრებით შესაფერისია ჭურჭლის სარეცხი საშუალებებისა და ბოთლების საწმენდი საშუალებებისთვის.

APG-ის სარეცხ საშუალებებში გამოყენების ძირითადი სცენარებია:

აბაზანისა და თმის სარეცხი საშუალებები: APG-ით შემუშავებული პროდუქტები რბილია და არ აღიზიანებს კანს, აქვთ მდიდარი და თხელი ქაფიანი ეფექტი და შეუძლიათ ანტისტატიკური ეფექტის მოხდენა შამპუნის გამოყენების დროს. პროდუქტების უმეტესობა თხევადია და ასევე შეიძლება საპნის ნაჭრებად დამზადება.

ჭურჭლის სარეცხი საშუალებები: APG-ზე დამზადებულ ჭურჭლის სარეცხი საშუალებებს კარგი ქაფწარმოქმნის უნარი აქვთ, არ აღიზიანებენ კანს, გამოყენების შემდეგ კომფორტულად ეხებიან ხელებს და ადვილად ირეცხება კვალის გარეშე.

სარეცხი საშუალებები: სარეცხი საშუალებების შემადგენლობაში გამოყენებული APG უზრუნველყოფს შესანიშნავ სარეცხი თვისებებს. მას შეუძლია სხვადასხვა ქსოვილის, მაგალითად, ბამბის, შალის და პოლიესტერის გაწმენდა, ეფექტურად აშორებს ჭუჭყს და ზეთის ლაქებს. ის ასევე ანიჭებს ქსოვილებს რბილობას, ანტისტატიკურ თვისებებს და შეკუმშვისადმი მდგრადობას და შეიძლება გამოყენებულ იქნას სარეცხი საშუალებების სახით, რომლებიც ინარჩუნებენ შესანიშნავ რეცხვის ეფექტურობას მყარ წყალშიც კი.

მყარი ზედაპირების გაწმენდა: ჭურჭლის სარეცხი საშუალებების გარდა, APG-ს გამოყენება შესაძლებელია სხვა მყარი ზედაპირების გასაწმენდად. მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც აქტიური ინგრედიენტი ძლიერი მჟავე პირობებში გამოსაყენებელი სარეცხი საშუალებების მოსამზადებლად და შეუძლია დაიცვას შავი ლითონები დაჟანგვისა და მჟავა კოროზიისგან.

III. ცვიტერიონული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

მათი მოლეკულური სტრუქტურა ატარებს როგორც დადებით, ასევე უარყოფით მუხტებს. განსაკუთრებული მოლეკულური სტრუქტურის გამო, მათ გამოყენებისას ახასიათებთ შემდეგი მახასიათებლები: დაბალი ტოქსიკურობა და კანისა და თვალების დაბალი გაღიზიანება; შესანიშნავი ბიოდეგრადირებადობა და თავსებადობა; კარგი დასველების, სარეცხი და ქაფიანი თვისებები. სარეცხ საშუალებებად გამოყენებისას ისინი კლასიფიცირდება შემდეგ ტიპებად.

N-აცილის ამინომჟავის ტიპი

ისინი ძირითადად გამოიყენება შამპუნებისა და საწმენდი საშუალებების საბაზისო მასალებად და მდგრადია სუსტი მჟავებისა და მაგარი წყლის მიმართ. მაგალითებია N-აცილ პოლიამინო (პოლიპეპტიდი) კარბოქსილატი და Remipon A (სარეცხი საშუალება 613, ნატრიუმის ოლეოილამინო პოლიპეპტიდის კარბოქსილატი).

რემიპონ A სინთეზირდება ცხიმოვანი აცილქლორიდისა და პოლიამინომჟავების კონდენსაციისგან, რომლებიც მიიღება ცილის ჰიდროლიზით. ამიტომ, მას ახასიათებს დაბალი გაღიზიანება და დაბალი ტოქსიკურობა, რაც მას კოსმეტიკური გამოყენებისთვის შესაფერისს ხდის. რემიპონ A-ს ახასიათებს კირის საპნის ძლიერი დისპერსიული, სარეცხი და ემულგატორის უნარი. იგი გამოიყენება როგორც სარეცხი საშუალება და ემულგატორი ტექსტილის ინდუსტრიაში და იდეალურია აბრეშუმის და შალის გასარეცხად მისი მსუბუქი ცხიმის მოცილების უნარის გამო.

ბეტაინის ტიპი

ცვიტერიონული ბეტაინის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები შესანიშნავ სარეცხი თვისებებს ანიჭებენ ბამბის ქსოვილებსა და პოლიესტერის/ბამბის ნაზავ ქსოვილებს, ხოლო ჰიდროქსისულფობეტაინები განსაკუთრებით მაღალ ეფექტურობას სთავაზობენ რეცხვის დროს. ტიპიური მაგალითია ლაურილ დიმეთილ ბეტაინი.

ეს არის უფერო ან ღია ყვითელი გამჭვირვალე სითხე. მჟავე გარემოში ის მოქმედებს როგორც კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, ხოლო ტუტე გარემოში - როგორც ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება და ადვილად ბიოდეგრადირებადია. მას აქვს შესანიშნავი ქაფირების უნარი და შეუძლია თმის დარბილება, რაც მას შესაფერისს ხდის რბილი, თმის კონდიცირების შამპუნების, ასევე ჩვილების შამპუნების დასამზადებლად. მყარი წყლისადმი კარგი მდგრადობის გამო, მისი გამოყენება შესაძლებელია მყარი წყლის სარეცხი საშუალებების მოსამზადებლად და ასევე ბაქტერიციდის ფუნქციას ასრულებს.