Sabûna firaxan û surfactant

1.Pêşkêş

Bi pêşketina pîşesaziya kîmyewî re, asta jiyana mirovan bi berdewamî baştir bûye. Her çend jiyan pir baştir bûye jî, ev yek bûye sedema pirsgirêkên hawîrdorê yên giran, heta ku tenduristî û ewlehiya mirovan xistiye xetereyê. Ji ber ku daxwazên mirovan ji bo tenduristiyê zêde dibin, ewlehiya hilberên kîmyewî yên ku di jiyana rojane de pir belav in bala raya giştî kişandiye ser xwe. Deterjant, wekî madeyên kîmyewî yên ku bi berfirehî di jiyana rojane û hilberîna pîşesaziyê de têne bikar anîn, bi taybetî fikarên raya giştî li ser ewlehiya xwe kişandine.

Ewlehiya berhemên kîmyewî carekê ketiye krîzeke baweriyê. Ev rewş ji aliyekî ve ji ber girêdayîbûna giran a hilberîna deterjanê bi madeyên xav ên kevneşopî, û ji aliyê din ve jî ji ber nebûna zanîna pîşeyî ya gel li ser pêvajoyên hilberîna kîmyewî derdikeve holê.

Li hember vê paşxaneyê, bi rêberiya têgeha bingehîn a kîmyaya kesk - "kêmkirin û jiholêrakirina qirêjiya jîngehê li çavkaniyê" - ev lêkolîn nû sêwirîne û pêş dixe.dermanê paqijîformulasyon. Dostaniya jîngehêsurfaktantû reagentên kîmyewî yên ku dikarin mîkroorganîzmayan di avê de asteng bikin, di vê formulasyona deterjanê de têne bikar anîn.

2.Rewşa Pêşveçûna Niha yaDeterjant

Ji dema ku mirovahî ketiye civaka şaristanî ve, çalakiyên şuştinê her gav beşek girîng a jiyana mirovan bûne. Nêzîkî 5,000 sal berê, mirovan dest bi berhevkirina madeyên xwezayî yên şuştinê yên wekî fêkiyên hingivê Çînî û pêkhateyên alkalîn ên di nav xweliya nebatan de ji bo armancên şuştinê kirin. Sê sed sal şûnda, surfaktantên ku ji hêla mirovan ve bi awayekî sûnî têne hilberandin. Zêdetirî sed sal berê, sabûn hate îcadkirin. Ji wê demê ve, sabûna ku ji rûn, alkalî, xwê, biharat û rengdêran tê çêkirin bûye deterjanek kevneşopî. Yekem deterjanta sentetîk a sûnî, alkîl naftalen sulfonat, di dema Şerê Cîhanê yê Yekem de derket holê. Ew di sala 1917an de ji hêla BASF ya Almanya ve hate pêşve xistin û di sala 1925an de bi fermî hate hilberandin. Popularîzekirina deterjanên sentetîk piştî ku sodyûm alkîl benzen sulfonat û tetrapropîlen alkîl benzen hatin keşifkirin û di navbera 1935 û 1939an de bi fermî hatin hilberandin, pêk hat.

3.Pêkhatên Bi Bandor û Mekanîzma Çalakiyê yaDeterjant

3.1ŞuştinRêzman

Şuştin bi wateya giştî behsa pêvajoya rakirina qirêjiyê ji rûyê hilgirekî dike. Di dema şuştinê de, çalakiya deterjanê têkiliya di navbera qirêjî û hilgir de qels dike an jî ji holê radike, û rewşa girêdana qirêjî û hilgir vediguherîne rewşa girêdana qirêjî û deterjanê. Di dawiyê de, qirêjî bi rêya şuştinê û rêbazên din ji hilgir tê veqetandin. Pêvajoya bingehîn a çalakiya şuştinê dikare bi têkiliya hêsan a jêrîn were îfade kirin:

Hilgir·Ax + Deterjant → Hilgir + Ax·Deterjant

Pêvedana axê bi tiştan re tê dabeşkirin bo pêvedana fîzîkî û pêvedana kîmyewî. Pêvedana fîzîkî her wiha pêvedana mekanîkî û pêvedana elektrostatîk jî dihewîne.

Pêvedana kîmyewî bi giranî behsa pêvedana ku bi rêya girêdanên kîmyewî pêk tê dike. Bo nimûne, lekeyên proteîn û zengarê ku li ser tiştên fîberî ve zeliqîne, girêdayî pêvedana kîmyewî ne. Ji ber ku hêza têkiliya kîmyewî ya vê celebê pêvedanê bi gelemperî xurt e, ax bi substratê re bi hişkî tê girêdan û rakirina wê pir dijwar e, ji ber vê yekê rêbazên dermankirinê yên taybetî hewce dike.

Hêza têkiliyê di navbera axê ku bi rêya girêdana fîzîkî ve girêdayî ye û substratê de nisbeten qels e, ji ber vê yekê rakirina wê li gorî girêdana kîmyewî hêsantir dike. Axê bi girêdana mekanîkî hêsan tê rakirin; rakirina wê tenê dema ku perçeyên axê piçûk bin (<0.1 μm) dijwar e. Girêdana elektrostatîk wekî têkiliya di navbera perçeyên axê yên barkirî û barên dijber de xuya dike. Ev hêz ji hêza mekanîkî xurttir e, di encamê de rakirina axê nisbeten dijwar e.

Pêvajoya şuştinê ji bo rakirina axê bi gelemperî wekî gavên jêrîn tê hesibandin:

A. Adsorpsiyon: Rûberçalakkerên di deterjanan de li ser rûbera navbera axê û hilgirê de adsorpsiyona arasteyî pêk tînin.

B. Şilkirin û Penetrasyon: Ji ber adsorpsiyona rasterast a rûberçalak a surfaktantan, deterjan dikare di navbera axê û hilgir de derbas bibe, hilgir şil bike, û hêza girêdana di navbera axê û hilgir de kêm bike.

C. Belavbûn û Stabîlîzasyona Axê: Axê ji rûyê hilgirê veqetiyayî di çareseriya deterjanê de belav dibe, emulsîfe dibe an jî dihele, û piştrast dike ku axê veqetiyayî dîsa li rûyê paqijkirî venagere.

3.1.1 Cureyên Axê

Ax ji bo madeyên rûn ên ku li ser hilgir û her weha zeliqokên van madeyên rûn ve zeliqîne tê gotin, ku pêkhateyeke wan a pir tevlihev heye. Li gorî formên cûda, ew dikare bi awayekî giştî wekî axa hişk, axa şil û axa taybet were dabeş kirin.

Axên hişk ên hevpar zeng, toz, perçeyên karbona reş û yên wekî wan dihewîne. Rûyên van madeyan bi gelemperî barên neyînî hildigirin, ji ber vê yekê ew meyla wan heye ku bi substratan ve bizeliqin. Piraniya axên hişk ên perçeyî di avê de naçilmisin, lê ew dikarin bi hêsanî di çareseriyên avî yên ku deterjanan dihewînin de werin belavkirin; perçeyên hişk ên mezintir hêsantir têne rakirin. Piraniya axên şile yên hevpar di rûn de diçilmisin û dikarin bi çareseriyên alkalîn saponîfîze bibin, ku ev rave dike çima piraniya deterjanan alkalîn in. Axên taybet bi giranî ji bo lekeyên serhişk ên wekî lekeyên xwînê, ava nebatan û veşartinên mirovan vedibêjin. Ev celeb axê bi giranî ji hêla spîkeran ve tê rakirin, ji ber ku taybetmendiya oksîdasyona bihêz a spîkeran dikare komên wan ên kromoforîk hilweşîne.

3.2 Malzemeyên Çalak ên di Deterjantan de

Rûberçalakker, ku wekî madeyên rûberçalak jî têne zanîn, pêkhateyên sereke yên fonksiyonel ên di deterjanan de ne. Ew di avê de zû dihelin û taybetmendiyên hêja nîşan didin, wek dekontaminasyon, kefkirin, çareserkirin, emulsîfîkasyon, şilkirin û belavbûn.

3.2.1 Sûrfektant: Jêderk û Pêşveçûn

Ceribandin nîşan dane ku zêdekirina hin madeyan li avê dikare tansiyona rûyê wê biguherîne, û madeyên cûda bandorên cûda li ser tansiyona rûyê avê dikin.

Ji aliyê taybetmendiya kêmkirina tansiyona rûvî ve, şiyana kêmkirina tansiyona rûvî ya çareserkerek wekî çalakiya rûvî tê pênasekirin, û madeyên bi çalakiya rûvî wekî madeyên çalak ên rûvî têne binavkirin. Madeyên ku dikarin rewşa rûvî ya pergalek çareseriyê bi girîngî biguherînin dema ku bi mîqdarên piçûk werin zêdekirin wekî surfaktant têne binavkirin.

Sûrfektant madeyek e ku, dema ku bi dozeke pir kêm li çareserkerekê were zêdekirin, dikare tansiyona rûyê çareserkerê bi awayekî berbiçav kêm bike û rewşa rûbera navber a pergalê biguherîne. Ev yek rê li ber rêze fonksiyonan vedike wekî şilkirin an jî zuwakirin, emulsîfîkasyon an jî demulsîfîkasyon, belavbûn an jî flokulasyon, kefkirin an jî rakirina kefê, çareserkirin, şilkirin, sterîlîzasyon, nermkirin, dûrxistina avê, taybetmendiya antîstatîk û berxwedana korozyonê, da ku daxwazên serîlêdana pratîkî bicîh bîne.

Rûberçalakkerên li ser bingeha sabûnê cara yekem li Misira kevnar li dora sala 2500 berî zayînê derketine holê, li wir Misiriyên kevnar ji tevliheviyek ji rûnê goştê berx û xweliya nebatan hilberên paqijkirinê çêdikirin. Li dora sala 70 piştî zayînê, Pliny yê Împeratoriya Romayê yekem sabûna rûnê goştê berx afirand. Sabûn heta sala 1791-an populerbûnek berfireh bi dest nexist, dema ku kîmyasyenê fransî Nicolas Leblanc rêbaza hilberîna soda kaustîk bi rêya elektroliza klorîda sodyûmê keşf kir. Berhemek qonaxa duyemîn a pêşkeftina rûberçalakker Rûnê Sor ê Tirkiyeyê ye, ku wekî Rûnê Kastor ê Sulfonkirî jî tê zanîn. Ew bi reaksiyona rûnê kastor bi asîda sulfurîk a konsantre di germahiyek nizm de, dûv re jî bi bêbandorkirinê bi hîdroksîda sodyûmê tê sentez kirin. Rûnê Sor ê Tirkiyeyê xwedan hêza emulsîyonkirinê, permeabilîte, şilbûn û belavbûnê ya berbiçav e, û di berxwedana li hember ava hişk, asîd û xwêyên metal de ji sabûnê çêtir e.

3.2.2 Pêkhateya Çalakiya Rûyê

Taybetmendiyên bêhempa yên surfaktantên rûvî ji avahiya wan a molekulî ya taybet derdikevin. Surfaktant bi gelemperî molekulên xêzikî ne ku hem komên polar ên hîdrofîlîk û hem jî komên hîdrofobîk ên lipofîlîk ên nepolar dihewînin.

Grûpên hîdrofobîk xwedî avahiyên cihêreng in wekî zincîrên rasterast, zincîrên şaxkirî û avahiyên çerxî. Yên herî gelemperî zincîrên hîdrokarbonê ne ku di nav wan de alkan, alken, sîkloalkan û hîdrokarbonên aromatîk hene, ku piraniya hejmarên atomên karbonê ji 8 heta 20 diguherin. Grûpên din ên hîdrofobîk alkolên rûn, alkîlfenol û komên atomî yên ku flor, silîkon û hêmanên din dihewînin hene. Grûpên hîdrofîlîk di nav celebên anyonîk, katyonîk, amfoterîk, îyonîk û ne-îyonîk de têne dabeş kirin. Sûrfektantên îyonîk dikarin di avê de iyonîze bibin da ku barên elektrîkê hilgirin, lê surfektantên ne-îyonîk nikarin di avê de iyonîze bibin lê xwedî polarîte û çareserbûna avê ne.

3.2.3 Rûberçalakên Zirardar ên Hevpar

Rûberçalakker di jiyana rojane ya mirovan de bi berfirehî têne bikar anîn, lê bê guman ew madeyên kîmyewî ne. Gelek madeyên xav ên ji bo rûberçalakkeran xwedî taybetmendiyên jehrîbûn û qirêjiyê ne. Bêguman, ew zirarê didin jîngehê; di têkiliya mirovan de, ew dikarin çerm aciz bikin, û hin ji wan jî jehrîbûn û korozyonek xurt nîşan didin, ku zirarên giran didin laşê mirovan. Li jêr çend rûberçalakkerên zirardar ên hevpar têne nasîn:

A. APEO

APEO cureyekî hevpar ê surfaktantê ne-îyonîk e, ku ji beşek alkîl û beşek etoksî pêk tê. Dirêjahiya zincîra karbonê ya cûda ya beşa alkîl û mîqdarên zêdekirinê yên cûda yên beşa etoksî dibin sedema gelek formên heyî yên APEO bi cûdahiyên performansê yên girîng di navbera formên cûda de. Di pêvajoya senteza APEO de, berhema sereke ne-kanserojen e, lê berhemên wê yên alî ji bo çerm û çavan korozîf in, û hin ji wan dikarin di rewşên giran de bibin sedema penceşêrê. Her çend ew rasterast zirarê nade organîzmayan jî, APEO xetereyek hormona jîngehê çêdike. Madeyên kîmyewî yên weha bi rêyên cûda dikevin laşê mirov, bandorên mîna estrogenê dikin, veşartina normal a hormona mirovan têk dibin, û jimara spermên mêran bêtir kêm dikin. Ew ne tenê ji bo mirovan zirardar e; rapor destnîşan dikin ku madeya wê ya xav a sentetîk NPEO di heman demê de zirarê dide masiyan jî.

B. PFOS

PFOS, ku bi navê xwe yê tevahî Perfluorooctane Sulfonate ye, navekî giştî ye ji bo komek surfaktantên perfluorîzekirî. Bandora wê ya zêdekirina jîngehê heye. Ji ber taybetmendiyên xwe yên fîzîkî û kîmyewî yên taybet, hilweşandina PFOS pir dijwar e û wekî yek ji madeyên herî berxwedêr tê hesibandin. Piştî ku bi rêya zincîra xwarinê dikeve nav laşê heywanan û mirovan, ew bi mîqdarên mezin kom dibe û tenduristiya biyolojîkî bi giranî tehdît dike.

C. LAS

LAS gemarîyek organîk a sereke ye ku zirarê dide jîngehê. Ew dikare taybetmendiyên fîzîkî û kîmyewî yên axê biguherîne, wek mînak nirxa pH-ya axê û naveroka avê biguhezîne, bi vî rengî mezinbûna nebatan asteng bike. Wekî din, dema ku dikeve nav çavkaniyên avê, LAS dikare bi gemarîyên din re were hev kirin da ku perçeyên koloîdî yên belavbûyî çêbike û ji bo organîzmayên bilind ên ciwan û organîzmayên nizm jehrî nîşan dide.

D. Sûrfektantên Fluorokarbonê

PFOA û PFOS du surfaktantên sereke yên florkarbonê yên kevneşopî ne. Lêkolînên têkildar nîşan dane ku ev pêkhate jehrîbûnek zêde hene, dibin sedema qirêjiya domdar a jîngehê, û di organîzmayan de bi girseyî kom dibin. Ji ber vê yekê, ew di sala 2009an de ji hêla Neteweyên Yekbûyî ve wekî Qirêjên Organîk ên Berdewam (POP) hatin navnîş kirin.

4 Sûrfektantên Kesk û Cûreya Nû

A. Sûrfektantên li ser bingeha asîdên amînî

Rûberçalakkerên li ser bingeha asîdên amînî bi giranî ji madeyên xav ên biyomasê têne çêkirin ku çavkaniyên wan pir in. Ew xwedan bandorên jehrî û yên alî yên kêm in, taybetmendiyên wan sivik in, acizbûna wan a ji bo organîzmayan kêm e, û biyodegradabilîteya wan a hêja ye. Li gorî taybetmendiyên barkirina komên hîdrofîlîk piştî îyonîzasyonê di avê de, ew dikarin di çar kategoriyan de jî werin dabeş kirin: katyonîk, anyonîk, ne-îyonîk û amfoterîk. Cureyên hevpar celebê asîda amînî ya N-alkîl, celebê esterê asîda amînî û celebê asîda amînî ya N-asîl in.

B. Surfactantên Enzîmê yên Ananasê

Sûrfektantên enzîm ên ananasê bi fermentasyona arvanê tovê kamelyayê û kekên rûnê yên piştî derxistina rûnê mayî, qalikê ananasê, digel toza hevîrtirşkê, pektînaz û mîkroorganîzmayên din têne hilberandin. Her çend avahiya molekulî ya malzemeyên wan ên çalak ne diyar be jî, daneyên ceribandinî nîşan didin ku performansa şuştinê ya wan baş e.

C. SAA

SAA ji rûnê palmê hatiye wergirtin. Wekî berhemeke ku ji madeyên xav ên nebatî yên nûjenkirî tê çêkirin, bala gelek kesan kişandiye ser xwe. Pêvajoya hilberîna wê hawirdorparêz e. Wekî din, di ava hişk de ku rêjeya îyonên kalsiyûm û magnezyûmê bilind e, ew xwêyên kalsiyûmê ji surfaktantên ku bi gelemperî têne bikar anîn ên wekî LAS û AS pir hêdîtir dihejîne, ev tê vê wateyê ku ew di sepanên pratîkî de paqijiyek berbiçav peyda dike.

5 Perspektîfa Pêşveçûna Deterjantê

Li seranserê bazara deterjantê ya cîhanî, welat di pêşanîyên pêşketinê û meylên wê de ji hev cuda ne, lê dîsa jî rêça lêkolînê ya giştî ji bo berhemên deterjantê sabît dimîne. Kombûn û şilekirina deterjantan bûne meylên sereke, di heman demê de parastina avê, ewlehî, teserûfa enerjiyê, profesyonelîzm, dostaniya jîngehê û pir-fonksiyonelîtî wekî rêçên pêşketinê yên populer derketine holê. Rûberçalak, madeyên xav ên bingehîn ên deterjantan, ber bi nermbûn, formulasyona pêkhateyan û lihevhatina jîngehê ve diçin. Amadekariyên enzîmê, ku bi karîgeriya bilind, taybetmendî û dostaniya jîngehê pesnê xwe didin, bûne xalek lêkolînê ya germ di pêşketina deterjantê de. Bi tevahî, meylên pêşketinê yên pîşesaziya deterjantê wiha têne kurtkirin:

Cûrbecûrkirin, pisporkirin û dabeşkirina berhemên deterjanê. Deterjan dikarin li gorî formê wekî celebên hişk, toz, şile û jel; li gorî naveroka malzemeyên çalak wekî celebên konsantre û celebên asayî; û li gorî pakkirin, reng û bîhnxweşiyê kategoriyên cûda werin dabeş kirin.

Deterjanên şil dê bibin kategoriya berheman a herî sozdar. Li gorî deterjanên hişk, deterjanên şil di şuştina di germahiya nizm de çêtir performansê nîşan didin, xwedî sêwirana formula nermtir û pêvajoyên hilberînê yên hêsantir in. Her wiha ew kêmtir veberhênana alavan hewce dikin û di dema hilberînê de kêmtir enerjiyê dixwin.

Berdewambûna berfireh a berhemên deterjanê. Ji sala 2009an vir ve, deterjanên konsantre bûne sê kategoriyên sereke: toza şuştinê ya konsantre, kapsulên şuştinê yên konsantre û deterjanta şile ya konsantre. Deterjanên konsantre li gorî berhemên kevneşopî xwedî avantajên berbiçav in, di nav de naveroka bilind a madeya çalak, deterjanek bihêz û teserûfa enerjiyê. Wekî din, ew ji ber formula xwe ya konsantre materyalên pakkirinê teserûf dikin, lêçûnên veguhastinê kêm dikin û cîhê depoyê kêmtir digirin.

Parastina ewlehiya mirovan. Bi başbûna asta jiyanê re, mirov êdî tenê bi performansa rakirina lekeyan deterjanan nanirxînin. Ewlekariya mirovan, ne-jehrîbûn û ne-acizbûna sivik bûne pîvanên girîng ji bo hilbijartina deterjanê.

Pêşxistina hilberên hawirdorparêz. Ewtrofîkasyona ji ber deterjanên ku fosfor tê de heye û bandorên neyînî yên hawirdorparêz ên ajanên spîkirinê li ser hawîrdorê fikarên berfireh ên raya giştî kişandine holê. Li gorî pêdiviyên kîmyaya kesk, hilbijartina materyalên xav ji bo deterjanan hêdî hêdî ber bi vebijarkên hawirdorparêz û nerm ve diçe.

Pir-fonksiyonalîzekirin. Pir-fonksiyonalîzm ji bo gelek berhemên civakî meyleke pêşketinê ya serdest e, û pêdiviyên rojane yên pir-armanc di jiyanê de bûne tiştekî asayî. Di pêşerojê de, deterjan dê rakirina lekeyan bi fonksiyonên wekî sterîlîzasyon, dezenfektan û spîkirinê re entegre bikin.