Yra daugybė paviršinio aktyvumo medžiagų rūšių. Pagal išeigą anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos sudaro 56 %, nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos – 36 %, amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos – 5 %, o katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos – 3 %.
2. Anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
2.1 Sulfonato tipo anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
Įprasti tokių paviršinio aktyvumo medžiagų tipai yra natrio linijinis alkilbenzensulfonatas ir natrio alfa-olefino sulfonatas.
Natrio linijinis alkilbenzensulfonatas, dar žinomas kaip LAS arba ABS, yra balti arba šviesiai geltoni miltelių pavidalo arba sluoksniuoti kieti junginiai, tirpstantys vandenyje. Žemoje temperatūroje jie prastai tirpsta vandenyje, kambario temperatūroje jų tirpumas vandenyje yra mažesnis nei 3, tačiau puikiai tirpsta sudėtinėse paviršinio aktyvumo medžiagų sistemose. Jie yra atsparūs šarmams, praskiestoms rūgštims ir kietam vandeniui, o skilimo temperatūra siekia 240 ℃. 10 % tirpalo dirginimo indeksas yra 5,0, mikrobų skaidymo greitis svyruoja nuo 80 % iki 90 %, o LD50 vertė yra nuo 1300 iki 2500 mg/kg.
Natrio alfa-olefino sulfonatas yra sutrumpintai žymimas AOS. Kai veikliosios medžiagos kiekis yra nuo 38 % iki 40 %, jis yra geltonas skaidrus skystis ir gerai tirpsta vandenyje. Jis išlieka stabilus plačiame pH diapazone; po trijų dienų laikymo 30 ℃ temperatūroje, kai pH vertės yra atitinkamai 2, 4 ir 10, jo hidrolizės greitis visais atvejais išlieka nulinis. Jis sukelia lengvą odos dirginimą, pasiekia 100 % mikrobų skaidymo greitį ir jo LD50 vertė yra nuo 1300 iki 2400 mg/kg.
Paprastai LAS retai naudojamas šampūnuose ir kūno prausimosi priemonėse, daugiausia – skalbimo ir indų ploviklio sudėtyje. Indų ploviklio sudėtyje LAS gali sudaryti maždaug pusę visų paviršinio aktyvumo medžiagų, o jo dalį skalbimo skystuose plovikliuose galima reguliuoti plačiame praktiniame diapazone.
LAS gerai tirpsta vandenyje daugiausia esant santykinai aukštai temperatūrai, pavyzdžiui, 60 ℃, ir maišant su tam tikromis kitomis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Indų ploviklio gamyboje plačiai naudojama tipiška trijų komponentų junginių sistema „LAS-AES-FFA“, o skalbimo skystyje – junginių sistema „LAS-muilo bazė-η·SAA“. Pažymėtina, kad tiesioginis LAS maišymas su nejoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis alkilolio amidu dažnai nepasiekia idealaus rezultato; „LAS-FFA“ sistema yra nestabili, mažo klampumo ir turi baltą, pienišką išvaizdą.
LAS užima pirmąją vietą pagal produkciją – metinis gamybos kiekis siekia 290 kilotonų, ir yra pigiausia sintetinė paviršinio aktyvumo medžiaga. Ji yra pigiausia iš penkių didžiausių didelio našumo sintetinių paviršinio aktyvumo medžiagų, o jos kaina yra panaši į muilo bazių (riebalų rūgščių muilų) kainą tarp įprastų anijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų. LAS pasižymi puikiu stabilumu, stipriomis skalbimo savybėmis ir maža kaina, o ryškus trūkumas yra santykinai didelis dirginimas.
Iš visų sulfonatinių paviršinio aktyvumo medžiagų AOS pasižymi optimaliu visapusišku našumu. Ji paveldi ir dar labiau pagerina įprastų sulfonatų privalumus, tuo pačiu išvengdama jiems būdingų trūkumų. Kaip viena iš pagrindinių pirminių paviršinio aktyvumo medžiagų, AOS plačiai naudojama šampūnuose ir kūno prausimosi priemonėse, o jos taikymas kituose skystuose plovikliuose palaipsniui plėsis kartu su lokalizuota gamyba ir dėl to mažėjančia kaina.
AOS pasižymi išskirtiniais privalumais, įskaitant puikų stabilumą, puikų tirpumą vandenyje, gerą suderinamumą, mažą dirginimą ir idealų mikrobų biologinį skaidomumą. Pagrindinis jo trūkumas yra tas, kad jis yra santykinai brangus, palyginti su visomis anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis.
2.2 Anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos sulfatai
Įprasti tokių paviršinio aktyvumo medžiagų tipai yra natrio riebalų alkoholis, polioksietileno eterio sulfatas ir natrio dodecilsulfatas.
Natrio riebalų alkoholio polioksietileno eterio sulfatas, dar žinomas kaip AES arba alkoholio eterio sulfatas, lengvai tirpsta vandenyje. Kai veikliosios medžiagos kiekis pasiekia 70 %, jis atrodo kaip šviesiai geltonas klampus permatomas skystis, o jo stabilumas yra prastesnis nei įprastų sulfonatų. Jis greitai hidrolizuojamas, kai pH vertė yra mažesnė nei 4, tačiau pasižymi puikiu hidrolizės stabilumu šarminėje aplinkoje. Po trijų dienų laikymo 30 °C temperatūroje, kai pH yra 2, pH 4 ir pH 10, jo hidrolizės greitis yra atitinkamai 100 %, 50 % ir 0. Jis pasižymi mažu dirginimu, 10 % vandeninio tirpalo dirginimo indeksas yra 2,3, biologinio skaidymo greitis viršija 90 %, o LD50 vertė – 1800 mg/kg.
Natrio dodecilsulfatas, vadinamas AS, K12, natrio kokoalkilsulfatu, natrio laurilsulfatu arba putojimo agentu, tirpsta vandenyje, jo tirpumas 25 °C temperatūroje yra maždaug 15, t. y. mažesnis nei AES. Jis nejautrus šarmams ir kietam vandeniui, tačiau jo stabilumas rūgštinėje aplinkoje yra silpnesnis nei įprastų sulfonatų ir artimas AES stabilumui. Ilgalaikio kaitinimo temperatūra neturėtų viršyti 95 °C. Jis pasižymi vidutiniu dirginimu tarp paviršinio aktyvumo medžiagų; jo 10 % tirpalo dirginimo indeksas yra 3,3, didesnis nei AES ir mažesnis nei LAS, o LD50 vertė yra 1300 mg/kg.
AES plačiai naudojamas šampūnuose, kūno prausimosi priemonėse, indų ploviklio ir skalbimo skysčio gamyboje. Praktiškai, jei leidžia atitinkami pH kokybės standartai, pH vertė turėtų būti kuo labiau neutrali arba silpnai šarminė. Kai AES reikia naudoti esant žemam pH, pavyzdžiui, šampūnuose, paprastai naudojama jo etanolamino druskos forma. AES geriau tirpsta vandenyje nei AS ir kambario temperatūroje gali būti formuojami į skaidrius vandeninius tirpalus bet kokiu santykiu. Palyginti su LAS, AES yra plačiau naudojamas skystuose plovikliuose ir pasižymi geresniu suderinamumu, nes gali būti maišomas su daugybe paviršinio aktyvumo medžiagų dvejetainiais arba daugybiniais deriniais, kad susidarytų skaidrūs vandeniniai tirpalai. Tarp sintetinių paviršinio aktyvumo medžiagų AES užima trečią vietą pagal produkciją ir yra pigesnė nei AS; 70 % AES kaina 2002 m. buvo 8500 juanių už toną. Jo ryškūs privalumai yra mažas dirginimas, palankus tirpumas vandenyje, puikus suderinamumas ir puikus poveikis apsaugant nuo sausos ir šiurkščios odos. Pagrindinis jo trūkumas yra prastas stabilumas rūgštinėje terpėje, todėl pH vertė turi būti gerokai didesnė nei 4, o jo skalbiamosios savybės yra silpnesnės nei LAS ir AS.
Naudojant AS skystuose plovikliuose, reikia kontroliuoti pH aplinką, kad būtų išvengta per didelio rūgštingumo. Jo etanolamino druskos arba amonio druskos yra būtinos jo naudojimui šampūnuose ir kūno prausikliuose. Jo etanolamino druskų naudojimas gali ne tik padidinti atsparumą rūgštims, bet ir sumažinti dirginimą, o jo 10 % trietanolamino druskos tirpalo dirginimo indeksas yra 3,0. AS retai naudojamas indų plovikuose ir retai kada yra pagrindinė paviršinio aktyvumo medžiaga su mažomis dozėmis formulėse, daugiausia dėl to, kad jis nepalankus produktų sąnaudų mažinimui, o tokiems produktams beveik nereikalaujama putojimo savybių. AS užima penktą vietą pagal sintetinių paviršinio aktyvumo medžiagų gamybą, jos kaina yra gana didelė, o 2002 m. jos miltelių pavidalo kaina buvo 15 000 juanių už toną. Be puikaus putojimo ir stipraus plovimo, AS daugeliu aspektų yra prastesnis nei AES, pavyzdžiui, šiek tiek prastesnis atsparumas rūgštims ir santykinai didesnis dirginimas (tik mažesnis nei LAS), be to, ji yra brangiausia tarp įprastų anijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų.
3.Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
Pagrindinės nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų rūšys yra alkilolamidas (FFA), riebalų alkoholių polioksietileno eteris (AE) ir alkilfenolio polioksietileno eteris (APE arba OP). Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi puikiomis savybėmis, tokiomis kaip tirpumas, plovimo savybės, antistatinės savybės, mažas dirginimas ir kalkių muilo dispersijos gebėjimas. Jų pH diapazonas platesnis nei įprastų joninių paviršinio aktyvumo medžiagų ir dauguma savybių, išskyrus plovimo ir putojimo savybes, yra pranašesnės už įprastas anijonines paviršinio aktyvumo medžiagas. Eksperimentai įrodo, kad į joninių paviršinio aktyvumo medžiagų sistemas įdėjus nedidelį kiekį nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų, galima padidinti bendrą paviršiaus aktyvumą, palyginti su tuo pačiu veikliosios medžiagos kiekiu.
Alkilolamidai yra didelio našumo, plačiai naudojami ir dažnai taikomi nejoniniai paviršinio aktyvumo agentai, kurie dažniausiai naudojami įvairiuose skystuose plovikliuose. Pagrindinės alkilolamidų, naudojamų skystuose plovikliuose, specifikacijos yra 2:1 amidas ir 1,5:1 amidas, taip pat galima naudoti 1:1 amidą. Šios trys specifikacijos labai skiriasi tirpumu vandenyje ir tirštėjimo savybėmis. Apskritai 1,5:1 amidas pasižymi vidutiniu visapusišku našumu ir yra plačiai naudojamas indų ploviklio skysčiuose. Paprastai 1:1 amidas gali būti lengvai ištirpinamas tik sumaišytas su kitomis vandenyje tirpiomis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Alkilolamidai labiau tinka šarminiams plovikliams ir taip pat gali būti naudojami silpnai rūgštiniuose plovikliuose.
Iš visų nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų alkilolamidai yra ekonomiškiausi – 2002 m. jų kaina siekė 7 800 juanių už toną. Jie dažniau naudojami skystuose plovikliuose nei riebalų alkoholiai polioksietileno eteriai ir taip pat yra pagrindinės nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos, naudojamos šampūnuose. Pagrindinės priežastys yra šios: laisvosios riebalų rūgštys (FFA) atlieka išsamesnes ir pranašesnes funkcijas nei AE; FFA yra pigesnės; FFA pasižymi geresniu tirpumu; ir FFA pasižymi stipresnėmis putojimo savybėmis, palyginti su AE.
4. Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos
Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos yra paviršinio aktyvumo medžiagos, turinčios ir anijonines, ir katijonines hidrofilines grupes. Atitinkamai, jos pasižymi katijoninėmis savybėmis rūgštiniuose tirpaluose, anijoninėmis savybėmis šarminiuose tirpaluose ir panašiomis savybėmis kaip nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos neutraliuose tirpaluose.
Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos lengvai tirpsta vandenyje, koncentruotuose rūgščių ir šarmų tirpaluose ir net koncentruotuose neorganinių druskų tirpaluose. Jos pasižymi puikiu atsparumu kietam vandeniui, mažu odos dirginimu, palankiu audinių minkštinimu, puikiomis antistatinėmis savybėmis ir geru baktericidiniu poveikiu, taip pat puikiu suderinamumu su įvairių tipų paviršinio aktyvumo medžiagomis.
Tokie produktai gali būti naudojami plačiame pH diapazone. Atsižvelgiant į jų jonines būsenas skirtingose rūgštinėse-šarminėse aplinkose, jie veikia geriau rūgštinėje ir neutralioje aplinkoje nei šarminėje aplinkoje. Apskritai amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos yra brangesnės nei nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos.
Svarbios amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų rūšys yra dodecildimetilbetainas ir karboksilato tipo imidazolinas. Palyginti su anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis, nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi platesnėmis savybėmis ir mažiau trūkumų, prastesnės tik dėl plovimo ir putojimo gebos. Palyginti su nejoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis, amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos tam tikromis savybėmis yra pranašesnės, o kitomis – panašios.
Amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi stipresne putojimo galia nei įprastos nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos (tuo tarpu AE paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi silpnu putojimo pajėgumu), geresniu baktericidiniu aktyvumu, palyginti su nejoninėmis ir anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis, ir geresniu kondicionuojamuoju poveikiu. Dėl šios priežasties skystuose plovikliuose amfoterinės paviršinio aktyvumo medžiagos daugiausia naudojamos šampūnuose, po jų – odos valymo priemonėse, tokiose kaip prausiklis.
5. Katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
Įprasti katijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų tipai yra cetilo dimetilamonio chloridas (1631), oktadecilo trimetilamonio chloridas (1831), katijoninis guaro derva (C-14S), katijoninis pantenolis, katijoninis silikoninis aliejus, dodecildimetilamino oksidas (OB-2) ir kt.
Skystuose plovikliuose katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos formulėse veikia kaip pagalbinės paviršinio aktyvumo medžiagos ir kondicionuojantys ingredientai, kurių dozė nedidelė. Paprastai jos naudojamos prabangiuose produktuose, dažniausiai šampūnuose. Katijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų negalima tiesiogiai maišyti su anijoninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Nors katijoninių ir anijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų deriniai gali pasiekti idealų poveikį, jie kelia didelę nuosėdų ir kristalizacijos riziką.
Šampūnuose naudojama daug įvairių katijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų, kurios naudojamos nevienodai dažnai, todėl nėra daugiausia naudojamos vienos ar dviejų rūšių medžiagos, ir jos dažnai įtraukiamos į gatavus kondicionierius. Katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos sudaro nedidelę visos paviršinio aktyvumo medžiagų produkcijos dalį ir paprastai yra brangesnės nei kitų kategorijų.
Palyginti su kitų tipų paviršinio aktyvumo medžiagomis, katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi ryškiausiu kondicionuojančiu poveikiu ir stipriausiu baktericidiniu aktyvumu. Nepaisant tokių trūkumų kaip prastas plovimas, silpnas putojimo gebėjimas, prastas suderinamumas, didelis dirginimas ir didelė kaina, kitos paviršinio aktyvumo medžiagos jas nepakeičia kaip kondicionuojančius komponentus aukštos klasės skystuose plovikliuose ir šampūnuose. Pažymėtina, kad katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos gali būti naudojamos tik kaip kondicionuojantys ingredientai arba baktericidai.
Įrašo laikas: 2026 m. gegužės 21 d.