Ir daudz virsmaktīvo vielu veidu. Pēc ražošanas apjoma anjonu virsmaktīvās vielas veido 56%, nejonu virsmaktīvās vielas 36%, amfotērās virsmaktīvās vielas 5% un katjonu virsmaktīvās vielas 3%.
2.Anjonu virsmaktīvās vielas
2.1 Sulfonāta tipa anjonu virsmaktīvās vielas
Šādu virsmaktīvo vielu izplatītākie veidi ir nātrija lineārais alkilbenzolsulfonāts un nātrija alfa-olefīna sulfonāts.
Nātrija lineārais alkilbenzolsulfonāts, kas pazīstams arī kā LAS vai ABS, ir balta vai gaiši dzeltena pulverveida vai pārslaina cieta viela, kas šķīst ūdenī. Tam ir slikta šķīdība ūdenī zemā temperatūrā, šķīdība ūdenī istabas temperatūrā ir zem 3, tomēr tam ir lieliska šķīdība saliktu virsmaktīvo vielu sistēmās. Tam ir laba stabilitāte pret sārmiem, atšķaidītām skābēm un cietu ūdeni, sadalīšanās temperatūra ir 240 ℃. Tā kairinājuma indekss 10% šķīdumā ir 5,0, mikrobiālās noārdīšanās ātrums ir no 80% līdz 90%, un LD50 vērtība ir no 1300 līdz 2500 mg/kg.
Nātrija alfa-olefīna sulfonāts ir saīsināti apzīmēts kā AOS. Ja aktīvās vielas saturs ir no 38% līdz 40%, tas ir dzeltens, caurspīdīgs šķidrums un labi šķīst ūdenī. Tas saglabā labvēlīgu stabilitāti plašā pH diapazonā; pēc trīs dienu uzglabāšanas 30°C temperatūrā pie pH vērtībām attiecīgi 2, 4 un 10 tā hidrolīzes ātrums visos gadījumos saglabājas nulle. Tas izraisa vieglu ādas kairinājumu, sasniedz 100% mikrobiālās noārdīšanās ātrumu un tā LD50 vērtība ir no 1300 līdz 2400 mg/kg.
Parasti LAS reti tiek izmantots šampūnos un ķermeņa mazgāšanas līdzekļos, un to galvenokārt lieto šķidrajos veļas mazgāšanas līdzekļos un trauku mazgāšanas līdzekļos. Trauku mazgāšanas līdzekļos LAS var veidot aptuveni pusi no kopējā virsmaktīvo vielu daudzuma, savukārt tā īpatsvaru šķidrajos veļas mazgāšanas līdzekļos var regulēt plašā praktiskā diapazonā.
LAS iegūst labu šķīdību ūdenī galvenokārt relatīvi augstā temperatūrā, piemēram, 60 ℃, un savienojumos ar noteiktām citām virsmaktīvajām vielām. Tipiska trīskārša savienojumu sistēma “LAS-AES-FFA” tiek plaši izmantota trauku mazgāšanas līdzekļos, un savienojumu sistēma “LAS-ziepju bāze-η·SAA” parasti tiek izmantota veļas mazgāšanas līdzekļos. Jāatzīmē, ka tieša LAS savienošana ar nejonu virsmaktīvo vielu alkilola amīdu bieži vien nedod ideālus rezultātus; “LAS-FFA” sistēma ir nestabila, ar zemu viskozitāti un tai ir balts, pienains izskats.
LAS ieņem pirmo vietu ražošanas apjomā ar gada ražošanas apjomu 290 kilotonnu apmērā un ir vislētākā sintētiskā virsmaktīvā viela. Tai ir viszemākā cena starp piecām vadošajām augstas ražošanas sintētiskajām virsmaktīvajām vielām, un tās cena ir salīdzināma ar ziepju bāzes (taukskābju ziepju) cenu starp parastajām anjonu virsmaktīvajām vielām. LAS izceļas ar izcilu stabilitāti, spēcīgu mazgāšanas spēju un zemām izmaksām, savukārt tās ievērojamais trūkums ir relatīvi augstais kairinājuma līmenis.
Starp visām sulfonātu virsmaktīvajām vielām AOS nodrošina optimālu visaptverošu veiktspēju. Tas manto un vēl vairāk uzlabo parasto sulfonātu priekšrocības, vienlaikus izvairoties no to raksturīgajiem trūkumiem. Kā viena no galvenajām primārajām virsmaktīvajām vielām, AOS tiek plaši izmantota šampūnos un ķermeņa mazgāšanas līdzekļos, un tās pielietojums citos šķidrajos mazgāšanas līdzekļos pakāpeniski paplašināsies līdz ar lokalizēto ražošanu un līdz ar to cenu samazināšanos.
AOS piemīt izcilas priekšrocības, tostarp izcila stabilitāte, lieliska šķīdība ūdenī, laba saderība, zema kairinājuma pakāpe un ideāla mikrobiālā bioloģiskā noārdīšanās spēja. Tā galvenais trūkums ir tā salīdzinoši augstā cena salīdzinājumā ar visām anjonu virsmaktīvajām vielām.
2.2 Anjonu virsmaktīvās vielas sulfāti
Pie šādiem virsmaktīvajiem līdzekļiem parasti pieder nātrija taukskābju spirta polioksietilēnētera sulfāts un nātrija dodecilsulfāts.
Nātrija taukskābju spirta polioksietilēna ētera sulfāts, kas pazīstams arī kā AES vai spirta ētera sulfāts, viegli šķīst ūdenī. Kad aktīvās vielas saturs sasniedz 70%, tas izskatās kā gaiši dzeltens viskozs caurspīdīgs šķidrums, un tā stabilitāte ir zemāka par parastajiem sulfonātiem. Tas ātri hidrolizējas, ja pH vērtība ir zem 4, tomēr tam ir lieliska hidrolīzes stabilitāte sārmainā vidē. Pēc trīs dienu uzglabāšanas 30°C temperatūrā pH 2, pH 4 un pH 10 apstākļos tā hidrolīzes ātrums ir attiecīgi 100%, 50% un 0. Tam ir zema kairinājuma pakāpe ar kairinājuma indeksu 2,3 10% ūdens šķīdumam, biodegradācijas ātrumu virs 90% un LD50 vērtību 1800 mg/kg.
Nātrija dodecilsulfāts, ko dēvē par AS, K12, nātrija kokoalkilsulfātu, nātrija laurilsulfātu vai putojošu vielu, šķīst ūdenī ar aptuveni 15 šķīdību 25°C temperatūrā, kas ir zemāka nekā AES. Tas nav jutīgs pret sārmiem un cietu ūdeni, bet tā stabilitāte skābā vidē ir vājāka nekā parastajiem sulfonātiem un tuva AES stabilitātei. Ilgstošas karsēšanas temperatūra nedrīkst pārsniegt 95°C. Tam ir mērens kairinājums starp virsmaktīvajām vielām; tā 10% šķīdumam ir kairinājuma indekss 3,3, augstāks nekā AES un zemāks nekā LAS, ar LD50 vērtību 1300 mg/kg.
AES plaši izmanto šampūnos, ķermeņa mazgāšanas līdzekļos, trauku mazgāšanas līdzekļos un veļas mazgāšanas līdzekļos. Praktiskā pielietojumā pH vērtība jāpaaugstina līdz neitrālai vai vāji sārmainai, cik vien iespējams, ja to atļauj attiecīgie pH kvalitātes standarti. Ja AES ir jāizmanto zema pH apstākļos, piemēram, šampūnos, parasti izmanto tā etanolamīna sāls formu. AES ir labāka šķīdība ūdenī nekā AS, un to var formulēt caurspīdīgos ūdens šķīdumos jebkurā proporcijā istabas temperatūrā. Salīdzinot ar LAS, AES ir plašāks pielietojums šķidros mazgāšanas līdzekļos un tai ir labāka saderība, jo to var sajaukt ar daudzām virsmaktīvajām vielām binārās vai daudzkārtējās kombinācijās, veidojot caurspīdīgus ūdens šķīdumus. Starp sintētiskajām virsmaktīvajām vielām AES ieņem trešo vietu ražošanas ziņā un ar zemāku cenu nekā AS; 70% AES cena 2002. gadā bija 8500 juaņas par tonnu. Tā ievērojamās priekšrocības ir zems kairinājums, labvēlīga šķīdība ūdenī, lieliska saderība un ievērojama iedarbība sausas un raupjas ādas novēršanā. Tā galvenais trūkums ir slikta stabilitāte skābā vidē, kas prasa, lai pH vērtība būtu ievērojami virs 4, un tā mazgāšanas spēja ir vājāka nekā LAS un AS.
Lietojot AS šķidros mazgāšanas līdzekļos, ir jākontrolē pH līmenis, lai izvairītos no pārmērīgas skābuma. Tā etanolamīna sāļi vai amonija sāļi ir nepieciešami tā lietošanai šampūnos un ķermeņa mazgāšanas līdzekļos. Tā etanolamīna sāļu izmantošana var ne tikai uzlabot skābju izturības stabilitāti, bet arī mazināt kairinājumu, un tā 10% trietanolamīna sāls šķīduma kairinājuma indekss ir 3,0. AS reti tiek izmantots trauku mazgāšanas līdzekļos un reti kalpo kā galvenā virsmaktīvā viela ar zemu devu formulās, galvenokārt tāpēc, ka tas ir nelabvēlīgs produktu izmaksu samazināšanai, un šādiem produktiem tikpat kā nav prasību par putošanas spēju. AS ieņem piekto vietu sintētisko virsmaktīvo vielu ražošanā, un tā cena ir salīdzinoši augsta, un tā pulverveida formas cena 2002. gadā bija 15 000 juaņu par tonnu. Papildus izcilajai putošanas spējai un spēcīgajai mazgāšanas spējai AS lielākajā daļā pakalpojumu rādītāju ir zemāks par AES, piemēram, nedaudz sliktāka skābju izturības stabilitāte un relatīvi augstāks kairinājums (tikai zemāks nekā LAS), un tam ir arī augstākā cena starp parastajām anjonu virsmaktīvajām vielām.
Galvenie nejonu virsmaktīvo vielu veidi ir alkilolamīds (FFA), taukskābju spirtu polioksietilēna ēteris (AE) un alkilfenolu polioksietilēna ēteris (APE vai OP). Nejonu virsmaktīvajām vielām piemīt izcilas īpašības, piemēram, šķīdināšana, mazgāšanas spēja, antistatiska veiktspēja, zema kairinājuma iedarbība un kaļķa ziepju disperģēšanas spēja. Tām ir plašāks piemērojamais pH diapazons nekā parastajām jonu virsmaktīvajām vielām, un tās ir pārākas par parastajām anjonu virsmaktīvajām vielām lielākajā daļā īpašību, izņemot mazgāšanas spēju un putošanas spēju. Eksperimenti pierāda, ka neliela daudzuma nejonu virsmaktīvo vielu pievienošana jonu virsmaktīvo vielu sistēmām var uzlabot kopējo virsmas aktivitāti, salīdzinot ar tādu pašu aktīvās vielas saturu.
Alkilolamīdi ir augstas veiktspējas, plaši izmantotas un bieži pielietotas nejonu virsmaktīvās vielas, kuras parasti izmanto dažādos šķidros mazgāšanas līdzekļos. Šķidrajos mazgāšanas līdzekļos izmantoto alkilolamīdu galvenās specifikācijas ir 2:1 amīds un 1,5:1 amīds, un lietošanai ir pieejams arī 1:1 amīds. Šīs trīs specifikācijas ievērojami atšķiras pēc šķīdības ūdenī un sabiezināšanas īpašībām. Vispārīgi runājot, 1,5:1 amīdam ir vidēja visaptveroša veiktspēja, un to plaši izmanto trauku mazgāšanas līdzekļos. Parasti 1:1 amīdu var viegli izšķīdināt tikai tad, ja to sajauc ar citām ūdenī šķīstošām virsmaktīvām vielām. Alkilolamīdi ir piemērotāki sārmainiem mazgāšanas līdzekļiem un tos var izmantot arī vāji skābos mazgāšanas līdzekļos.
Starp visām nejonu virsmaktīvajām vielām alkilolamīdi ir visrentablākie, un to cena 2002. gadā bija 7800 juaņas par tonnu. Tie tiek biežāk izmantoti šķidrajos mazgāšanas līdzekļos nekā taukskābju spirtu polioksietilēna ēteri, un tie ir arī galvenās nejonu virsmaktīvās vielas, ko izmanto šampūnos. Galvenie iemesli ir šādi: FFA ir visaptverošākas un pārākas funkcijas nekā AE; FFA ir lētākas; FFA ir labāka šķīdība; un FFA ir spēcīgāka putošanas spēja salīdzinājumā ar AE.
4. Amfotēras virsmaktīvās vielas
Amfotērās virsmaktīvās vielas ir virsmaktīvās vielas, kurām ir gan anjonu, gan katjonu hidrofilās grupas. Attiecīgi tām piemīt katjonu īpašības skābos šķīdumos, anjonu īpašības sārmainos šķīdumos un līdzīgas īpašības kā nejonu virsmaktīvām vielām neitrālos šķīdumos.
Amfotērās virsmaktīvās vielas viegli šķīst ūdenī, koncentrētos skābju un sārmu šķīdumos un pat koncentrētos neorganisko sāļu šķīdumos. Tām ir lieliska izturība pret cietu ūdeni, zems ādas kairinājums, labvēlīga audumu mīkstināšanas spēja, izcilas antistatiskas īpašības un laba baktericīda iedarbība, kā arī tās lepojas ar lielisku saderību ar dažādu veidu virsmaktīvajām vielām.
Šādus produktus var izmantot plašā pH diapazonā. Ņemot vērā to jonu stāvokļus dažādās skābju-bāzu vidēs, tie nodrošina labāku veiktspēju skābā un neitrālā vidē nekā sārmainā vidē. Kopumā amfotērās virsmaktīvās vielas ir dārgākas nekā nejonu virsmaktīvās vielas.
Pie bieži sastopamām, nozīmīgām amfotērisko virsmaktīvo vielu šķirnēm pieder dodecildimetilbetaīns un karboksilāta tipa imidazolīns. Salīdzinot ar anjonu virsmaktīvajām vielām, nejonu virsmaktīvajām vielām ir visaptverošākas īpašības ar mazāk trūkumiem, tām ir tikai zemākas mazgāšanas un putošanas spējas. Salīdzinot ar nejonu virsmaktīvajām vielām, amfotērās virsmaktīvās vielas ir pārākas dažās īpašībās un salīdzināmas citās.
Amfotērajām virsmaktīvajām vielām ir spēcīgāka putošanas spēja nekā parastajām nejonu virsmaktīvajām vielām (savukārt AE virsmaktīvajām vielām ir vāja putošanas spēja), tām ir pārāka baktericīda aktivitāte salīdzinājumā ar nejonu un anjonu virsmaktīvajām vielām, kā arī labāka kondicionējoša iedarbība. Šī iemesla dēļ šķidrajos mazgāšanas līdzekļos amfotērās virsmaktīvās vielas galvenokārt izmanto šampūnos, kam seko ādas attīrīšanas līdzekļi, piemēram, ķermeņa mazgāšanas līdzekļi.
5. Katjonu virsmaktīvās vielas
Izplatītākie katjonu virsmaktīvo vielu veidi ir cetildimetilamonija hlorīds (1631), oktadeciltrimetilamonija hlorīds (1831), katjonu guāra sveķi (C-14S), katjonu pantenols, katjonu silikoneļļa, dodecildimetilamīna oksīds (OB-2) un tā tālāk.
Šķidrajos mazgāšanas līdzekļos katjonu virsmaktīvās vielas formulās kalpo kā palīgvirsmaktīvās vielas un kondicionējošas sastāvdaļas ar nelielu devu. Tās parasti tiek izmantotas augstas klases produktos, visbiežāk šampūnos. Katjonu virsmaktīvās vielas nevar tieši sajaukt ar anjonu virsmaktīvām vielām. Lai gan katjonu un anjonu virsmaktīvo vielu kombinācijas var panākt ideālu efektu, tām ir augsts nogulsnēšanās un kristalizācijas risks.
Šampūnos tiek izmantots plašs katjonu virsmaktīvo vielu klāsts ar izkliedētu lietošanas biežumu, kas nozīmē, ka netiek dominēts viens vai divi veidi, un tos bieži iekļauj gatavos kondicionēšanas līdzekļos. Katjonu virsmaktīvās vielas veido nelielu daļu no kopējā virsmaktīvo vielu ražošanas apjoma un parasti ir dārgākas nekā citas kategorijas.
Salīdzinot ar citiem virsmaktīvo vielu veidiem, katjonu virsmaktīvajām vielām piemīt visizteiktākā kondicionējošā iedarbība un spēcīgākā baktericīdā aktivitāte. Neskatoties uz to trūkumiem, piemēram, sliktu mazgāšanas spēju, vāju putošanas spēju, sliktu saderību, augstu kairinājuma līmeni un augstām izmaksām, tās ir neaizstājamas ar citām virsmaktīvajām vielām kā kondicionējošas sastāvdaļas augstas klases šķidrajos mazgāšanas līdzekļos un šampūnos. Jāatzīmē, ka katjonu virsmaktīvās vielas var izmantot tikai kā kondicionējošas sastāvdaļas vai baktericīdus.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 21. maijs