सर्फॅक्टंटचे अनेक प्रकार आहेत. त्यांच्या उत्पादन क्षमतेनुसार, ॲनायोनिक सर्फॅक्टंटचा वाटा ५६%, नॉन-ॲनिओनिक सर्फॅक्टंटचा ३६%, ॲम्फोटेरिक सर्फॅक्टंटचा ५% आणि कॅटायोनिक सर्फॅक्टंटचा ३% आहे.
२. ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्स
२.१ सल्फोनेट-प्रकारचे ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्स
अशा सर्फॅक्टंटच्या सामान्य प्रकारांमध्ये सोडियम लिनियर अल्काइलबेन्झीन सल्फोनेट आणि सोडियम अल्फा-ओलेफिन सल्फोनेट यांचा समावेश होतो.
सोडियम लिनियर अल्काइलबेन्झीन सल्फोनेट, ज्याला LAS किंवा ABS असेही ओळखले जाते, हा पाण्यात विरघळणारा एक पांढरा किंवा फिकट पिवळा चूर्णरूपी किंवा पातळ पापुद्र्यासारखा घन पदार्थ आहे. कमी तापमानात त्याची पाण्यात विद्राव्यता कमी असते आणि सामान्य तापमानात पाण्यात त्याची विद्राव्यता ३ पेक्षा कमी असते, तरीही संयुक्त सर्फॅक्टंट प्रणालींमध्ये त्याची विद्राव्यता उत्कृष्ट असते. अल्कली, सौम्य आम्ल आणि क्षारयुक्त पाण्याविरुद्ध यात चांगली स्थिरता असते आणि त्याचे विघटन तापमान २४०℃ आहे. त्याच्या १०% द्रावणाचा दाह निर्देशांक ५.० आहे, सूक्ष्मजैविक विघटनाचा दर ८०% ते ९०% पर्यंत असतो आणि LD50 मूल्य १३०० ते २५०० mg/kg आहे.
सोडियम अल्फा-ओलेफिन सल्फोनेटला संक्षेपात AOS म्हणतात. जेव्हा सक्रिय घटकाचे प्रमाण ३८% ते ४०% असते, तेव्हा ते पिवळ्या पारदर्शक द्रवरूपात आढळते आणि पाण्यात अत्यंत विद्राव्य असते. ते pH च्या विस्तृत श्रेणीमध्ये अनुकूल स्थिरता टिकवून ठेवते; ३०℃ तापमानात अनुक्रमे २, ४ आणि १० या pH मूल्यांवर तीन दिवस साठवल्यानंतर, सर्व प्रकरणांमध्ये त्याचा जलविघटन दर शून्य राहतो. यामुळे त्वचेला सौम्य जळजळ होते, १००% सूक्ष्मजैविक विघटन दर गाठला जातो आणि त्याचे LD50 मूल्य १३०० ते २४०० मिग्रॅ/किलो आहे.
सर्वसाधारणपणे, शॅम्पू आणि बॉडी वॉशमध्ये LAS चा वापर क्वचितच केला जातो आणि तो प्रामुख्याने लॉन्ड्री लिक्विड डिटर्जंट्स आणि डिशवॉशिंग लिक्विड्समध्ये वापरला जातो. डिशवॉशिंग लिक्विड्समध्ये, एकूण सर्फॅक्टंट्सपैकी सुमारे अर्धा वाटा LAS चा असू शकतो, तर लॉन्ड्री लिक्विड डिटर्जंट्समधील त्याचे प्रमाण एका विस्तृत व्यावहारिक मर्यादेत समायोजित केले जाऊ शकते.
LAS ला पाण्यात चांगली विद्राव्यता प्रामुख्याने ६०℃ सारख्या तुलनेने उच्च तापमानात आणि काही इतर सर्फॅक्टंट्ससोबत मिश्रण केल्यावर मिळते. “LAS-AES-FFA” ही एक सामान्य त्रिसंयुगी प्रणाली भांडी धुण्याच्या द्रवांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते, आणि “LAS-सोप बेस-η·SAA” ही संयुग प्रणाली सामान्यतः कपडे धुण्याच्या द्रव डिटर्जंटमध्ये वापरली जाते. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की, LAS चे नॉनआयनिक सर्फॅक्टंट अल्किलॉल अमाइडसोबत थेट मिश्रण केल्यास अनेकदा अपेक्षित परिणाम मिळत नाहीत; “LAS-FFA” प्रणाली अस्थिर असते, तिची स्निग्धता कमी असते आणि ती पांढरट दुधाळ दिसते.
२९० किलोटनच्या वार्षिक उत्पादन क्षमतेसह LAS उत्पादनात प्रथम क्रमांकावर आहे आणि ते सर्वात स्वस्त कृत्रिम सर्फॅक्टंट आहे. सर्वाधिक उत्पादन करणाऱ्या पहिल्या पाच कृत्रिम सर्फॅक्टंट्समध्ये याची किंमत सर्वात कमी आहे, आणि पारंपरिक ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्समधील साबण बेसच्या (फॅटी ॲसिड साबण) किमतीशी याची तुलना करता येते. LAS उत्कृष्ट स्थिरता, तीव्र स्वच्छताक्षमता आणि कमी किंमत यांसाठी ओळखले जाते, तर त्याचा एक प्रमुख तोटा म्हणजे त्यामुळे होणारी तुलनेने जास्त जळजळ.
सर्व सल्फोनेट सर्फॅक्टंट्समध्ये, एओएस सर्वोत्तम सर्वसमावेशक कामगिरी देते. ते सामान्य सल्फोनेटचे गुणधर्म जपते आणि त्यांचे मूळ दोष टाळून त्यांना अधिक वाढवते. प्रमुख प्राथमिक सर्फॅक्टंट्सपैकी एक म्हणून, एओएसचा वापर शॅम्पू आणि बॉडी वॉशमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, आणि स्थानिक उत्पादन व त्यामुळे होणाऱ्या किमतीतील कपातीमुळे इतर लिक्विड डिटर्जंट्समधील त्याचा वापर हळूहळू वाढेल.
एओएसमध्ये उत्कृष्ट स्थिरता, उत्तम जल विद्राव्यता, चांगली सुसंगतता, कमी दाह आणि आदर्श सूक्ष्मजैविक विघटनक्षमता यांसारखे विलक्षण फायदे आहेत. याचा मुख्य तोटा हा आहे की सर्व ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये ते तुलनेने महाग आहे.
२.२ ॲनायनिक सर्फॅक्टंट सल्फेट्स
अशा सर्फॅक्टंटच्या सामान्य प्रकारांमध्ये सोडियम फॅटी अल्कोहोल पॉलीऑक्सिथिलीन इथर सल्फेट आणि सोडियम डोडेसिल सल्फेट यांचा समावेश होतो.
सोडियम फॅटी अल्कोहोल पॉलीऑक्सिथिलीन इथर सल्फेट, ज्याला एईएस (AES) किंवा अल्कोहोल इथर सल्फेट असेही म्हणतात, पाण्यात सहज विरघळते. जेव्हा सक्रिय घटकाचे प्रमाण ७०% पर्यंत पोहोचते, तेव्हा ते फिकट पिवळ्या रंगाच्या चिकट, अर्धपारदर्शक द्रवाच्या रूपात दिसते आणि त्याची स्थिरता सामान्य सल्फोनेटपेक्षा कमी असते. जेव्हा पीएच (pH) मूल्य ४ पेक्षा कमी असते, तेव्हा त्याचे वेगाने जलविघटन होते, तरीही अल्कधर्मी वातावरणात त्याची जलविघटन स्थिरता उत्कृष्ट असते. पीएच २, पीएच ४ आणि पीएच १० या परिस्थितीत ३०°C तापमानावर तीन दिवस साठवल्यानंतर, त्याच्या जलविघटनाचे प्रमाण अनुक्रमे १००%, ५०% आणि ० असते. त्याच्या १०% जलीय द्रावणाचा दाह निर्देशांक २.३ असून, त्यामुळे दाह कमी होतो, जैवविघटनाचा दर ९०% पेक्षा जास्त आहे आणि एलडी५० (LD50) मूल्य १८०० मिग्रॅ/किलो आहे.
सोडियम डोडेसिल सल्फेट, ज्याला AS, K12, सोडियम कोकोअल्किल सल्फेट, सोडियम लॉरिल सल्फेट किंवा फोमिंग एजंट असेही म्हटले जाते, ते पाण्यात विरघळते. २५°C तापमानाला त्याची पाण्यात विरघळण्याची क्षमता अंदाजे १५ असते, जी AES पेक्षा कमी आहे. ते अल्कली आणि कठीण पाण्याला असंवेदनशील आहे, परंतु आम्लयुक्त परिस्थितीत त्याची स्थिरता सामान्य सल्फोनेटपेक्षा कमकुवत आणि AES च्या जवळपास असते. दीर्घकाळ तापवण्याचे तापमान ९५°C पेक्षा जास्त नसावे. सर्फॅक्टंट्समध्ये यामुळे मध्यम जळजळ होते; त्याच्या १०% द्रावणाचा जळजळ निर्देशांक ३.३ आहे, जो AES पेक्षा जास्त आणि LAS पेक्षा कमी आहे, आणि त्याचे LD50 मूल्य १३०० mg/kg आहे.
एईएसचा वापर शॅम्पू, बॉडी वॉश, डिशवॉशिंग लिक्विड आणि लॉन्ड्री लिक्विड डिटर्जंटमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. प्रत्यक्ष वापरात, संबंधित पीएच गुणवत्ता मानकांनी परवानगी दिल्यास, पीएच मूल्य शक्य तितके उदासीन किंवा सौम्य अल्कधर्मी ठेवले पाहिजे. जेव्हा शॅम्पूसारख्या कमी पीएच परिस्थितीत एईएसचा वापर करायचा असतो, तेव्हा सामान्यतः त्याचे इथेनॉलमाइन सॉल्ट स्वरूप वापरले जाते. एईएसची पाण्यात विद्राव्यता एएसपेक्षा चांगली आहे आणि सामान्य तापमानात कोणत्याही प्रमाणात त्याचे पारदर्शक जलीय द्रावण तयार केले जाऊ शकते. एलएएसच्या तुलनेत, एईएसचा वापर लिक्विड डिटर्जंटमध्ये अधिक व्यापक आहे आणि त्याची सुसंगतता उत्कृष्ट आहे, ज्यामुळे पारदर्शक जलीय द्रावण तयार करण्यासाठी अनेक सर्फॅक्टंट्ससोबत द्विक किंवा बहुक संयोजनांमध्ये त्याचे मिश्रण केले जाऊ शकते. कृत्रिम सर्फॅक्टंट्समध्ये, एईएस उत्पादनात तिसऱ्या क्रमांकावर आहे आणि त्याची किंमत एएसपेक्षा कमी आहे; २००२ मध्ये ७०% एईएसची किंमत ८५०० युआन प्रति टन होती. कमी जळजळ, अनुकूल जल विद्राव्यता, उत्कृष्ट सुसंगतता आणि कोरडी व खडबडीत त्वचा रोखण्यात उल्लेखनीय परिणाम हे त्याचे प्रमुख फायदे आहेत. याचा मुख्य तोटा म्हणजे आम्लयुक्त माध्यमांमधील त्याची कमी स्थिरता, ज्यासाठी pH मूल्य ४ च्या खूप वर ठेवावे लागते, आणि त्याची स्वच्छताक्षमता LAS आणि AS पेक्षा कमकुवत असते.
लिक्विड डिटर्जंटमध्ये AS वापरताना, जास्त आम्लता टाळण्यासाठी pH वातावरण नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. शॅम्पू आणि बॉडी वॉशमध्ये त्याच्या वापरासाठी त्याचे इथेनॉलमाइन क्षार किंवा अमोनियम क्षार आवश्यक असतात. त्याच्या इथेनॉलमाइन क्षारांच्या वापरामुळे केवळ आम्ल-प्रतिरोधक स्थिरताच वाढत नाही, तर जळजळ देखील कमी होते, आणि त्याच्या १०% ट्रायइथेनॉलमाइन क्षार द्रावणाचा जळजळ निर्देशांक ३.० आहे. डिशवॉशिंग लिक्विडमध्ये AS चा वापर क्वचितच केला जातो आणि फॉर्म्युलामध्ये कमी मात्रेत प्राथमिक सर्फॅक्टंट म्हणून त्याचा वापर क्वचितच होतो, याचे मुख्य कारण म्हणजे उत्पादनाचा खर्च कमी करण्यासाठी ते प्रतिकूल आहे आणि अशा उत्पादनांना फेस येण्याच्या क्षमतेसाठी क्वचितच आवश्यकता असते. सिंथेटिक सर्फॅक्टंट्सच्या उत्पादनात पाचव्या क्रमांकावर असल्याने, AS ची किंमत तुलनेने जास्त आहे, आणि २००२ मध्ये त्याच्या पावडर स्वरूपाची किंमत १५००० युआन प्रति टन होती. उत्कृष्ट फेस येण्याची क्षमता आणि मजबूत स्वच्छता क्षमता वगळता, AS बहुतेक सेवा कामगिरीमध्ये AES पेक्षा कमी दर्जाचे आहे, जसे की किंचित कमी आम्ल-प्रतिरोधक स्थिरता आणि तुलनेने जास्त जळजळ (केवळ LAS पेक्षा कमी), आणि पारंपारिक ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये त्याची किंमत देखील सर्वाधिक आहे.
नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या मुख्य प्रकारांमध्ये अल्किलोलामाइड (FFA), फॅटी अल्कोहोल पॉलीऑक्सिथिलीन इथर (AE), आणि अल्किलफेनॉल पॉलीऑक्सिथिलीन इथर (APE किंवा OP) यांचा समावेश होतो. नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये विद्राव्यता, स्वच्छताक्षमता, अँटीस्टॅटिक कार्यक्षमता, कमी दाह आणि चुना साबण विखुरण्याची क्षमता यांसारखे उत्कृष्ट गुणधर्म असतात. सामान्य आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत त्यांची लागू होणारी pH श्रेणी अधिक विस्तृत असते, आणि स्वच्छताक्षमता व फेस येण्याची क्षमता वगळता बहुतेक गुणधर्मांमध्ये ते सामान्य ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा श्रेष्ठ असतात. प्रयोगांवरून हे सिद्ध झाले आहे की, समान सक्रिय पदार्थांच्या प्रमाणाच्या तुलनेत, आयनिक सर्फॅक्टंट प्रणालींमध्ये थोड्या प्रमाणात नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्स मिसळल्यास एकूण पृष्ठभागीय क्रियाशीलता वाढू शकते.
अल्किलोलामाइड्स हे उच्च-कार्यक्षम, मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे आणि वारंवार उपयोगात आणले जाणारे नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्स आहेत, जे सामान्यतः विविध लिक्विड डिटर्जंट्समध्ये वापरले जातात. लिक्विड डिटर्जंट्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अल्किलोलामाइड्सची मुख्य वैशिष्ट्ये २:१ अमाइड आणि १.५:१ अमाइड आहेत, आणि १:१ अमाइडदेखील वापरासाठी उपलब्ध आहे. ही तीन वैशिष्ट्ये पाण्यात विरघळण्याच्या आणि घट्ट करण्याच्या गुणधर्मात खूप भिन्न आहेत. सर्वसाधारणपणे, १.५:१ अमाइडची सर्वसमावेशक कार्यक्षमता मध्यम असते आणि ते डिशवॉशिंग लिक्विडमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. सामान्यतः, १:१ अमाइड केवळ इतर पाण्यात विरघळणाऱ्या सर्फॅक्टंट्ससोबत मिसळल्यावरच सहज विरघळू शकते. अल्किलोलामाइड्स अल्कलाइन डिटर्जंट्ससाठी अधिक योग्य आहेत आणि ते सौम्य आम्लधर्मी डिटर्जंट्समध्येही वापरले जाऊ शकतात.
सर्व नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये, अल्किलोलामाइड्स सर्वात किफायतशीर आहेत, २००२ मध्ये त्यांची किंमत ७,८०० युआन प्रति टन होती. फॅटी अल्कोहोल पॉलीऑक्सिथिलीन इथर्सच्या तुलनेत त्यांचा वापर लिक्विड डिटर्जंट्समध्ये अधिक प्रमाणात केला जातो आणि शॅम्पूमध्ये वापरले जाणारे ते प्रमुख नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्स देखील आहेत. याची मुख्य कारणे खालीलप्रमाणे आहेत: एफएफए (FFA) मध्ये एई (AE) पेक्षा अधिक व्यापक आणि उत्कृष्ट कार्यक्षमता आहे; एफएफए (FFA) स्वस्त आहे; एफएफए (FFA) मध्ये उत्तम विद्राव्यता आहे; आणि एई (AE) च्या तुलनेत एफएफए (FFA) मध्ये अधिक फेस निर्माण करण्याची क्षमता आहे.
अँफोटेरिक सर्फॅक्टंट्स हे असे सर्फॅक्टंट्स आहेत ज्यात ॲनायनिक आणि कॅटायनिक दोन्ही प्रकारचे हायड्रोफिलिक गट असतात. त्यानुसार, ते आम्लधर्मी द्रावणांमध्ये कॅटायनिक गुणधर्म, अल्कधर्मी द्रावणांमध्ये ॲनायनिक गुणधर्म आणि उदासीन द्रावणांमध्ये नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्ससारखे गुणधर्म दर्शवतात.
अँफोटेरिक सर्फॅक्टंट्स पाण्यात, तीव्र आम्ल आणि अल्कली द्रावणांमध्ये, आणि अगदी तीव्र अजैविक क्षारांच्या द्रावणांमध्येही सहज विरघळतात. त्यांच्यामध्ये कठीण पाण्याला उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती, त्वचेला कमी जळजळ, कपड्यांना मऊ करण्याची अनुकूल क्षमता, उत्कृष्ट अँटीस्टॅटिक गुणधर्म आणि चांगला जंतुनाशक प्रभाव ही वैशिष्ट्ये आहेत, तसेच ते विविध प्रकारच्या सर्फॅक्टंट्ससोबत उत्तम सुसंगतता दर्शवतात.
अशी उत्पादने विस्तृत pH श्रेणीमध्ये वापरली जाऊ शकतात. वेगवेगळ्या आम्ल-आम्लारी वातावरणांमधील त्यांच्या आयनिक अवस्थांमुळे, ती आम्लारी परिस्थितीपेक्षा आम्लधर्मी आणि उदासीन परिस्थितीत अधिक चांगली कामगिरी करतात. सर्वसाधारणपणे, ॲम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्स हे नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा अधिक महाग असतात.
अॅम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्सच्या सामान्य महत्त्वाच्या प्रकारांमध्ये डोडेसिलडायमेथिलबेटाइन आणि कार्बोक्झिलेट-प्रकारचे इमिडाझोलिन यांचा समावेश होतो. अॅनियोनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत, नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये कमी तोट्यांसह अधिक व्यापक गुणधर्म असतात, ते फक्त डिटर्जन्सी आणि फेस तयार करण्याच्या क्षमतेत कमी पडतात. नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत, अॅम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्स काही विशिष्ट गुणधर्मांमध्ये श्रेष्ठ आणि इतरांमध्ये तुलनीय असतात.
सामान्य नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत ॲम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्समध्ये अधिक फेस निर्माण करण्याची क्षमता असते (तर एई सर्फॅक्टंट्समध्ये फेस निर्माण करण्याची क्षमता कमी असते), नॉन-आयनिक आणि ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत त्यांची जिवाणूनाशक क्रियाशीलता श्रेष्ठ असते आणि त्यांचे कंडिशनिंग परिणामही उत्तम असतात. याच कारणामुळे, लिक्विड डिटर्जंट्समध्ये, ॲम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्सचा वापर प्रामुख्याने शॅम्पूमध्ये केला जातो, आणि त्यानंतर बॉडी वॉशसारख्या त्वचा स्वच्छ करणाऱ्या उत्पादनांमध्ये केला जातो.
कॅटायनिक सर्फॅक्टंटच्या सामान्य प्रकारांमध्ये सेटिल डायमिथाइल अमोनियम क्लोराईड (1631), ऑक्टाडेसिल ट्रायमिथाइल अमोनियम क्लोराईड (1831), कॅटायनिक ग्वार गम (C-14S), कॅटायनिक पॅन्थेनॉल, कॅटायनिक सिलिकॉन ऑइल, डोडेसिलडायमिथाइलअमाइन ऑक्साइड (OB-2) इत्यादींचा समावेश होतो.
लिक्विड डिटर्जंटमध्ये, कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स हे सहाय्यक सर्फॅक्टंट्स आणि कंडिशनिंग घटक म्हणून कमी प्रमाणात फॉर्म्युलामध्ये वापरले जातात. ते सामान्यतः उच्च दर्जाच्या उत्पादनांमध्ये, विशेषतः शॅम्पूमध्ये वापरले जातात. कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स थेट ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्ससोबत मिसळता येत नाहीत. जरी कॅटायनिक आणि ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्सच्या संयोगाने आदर्श परिणाम साधता येत असले, तरी त्यात अवसादन (सेडिमेंटेशन) आणि स्फटिकीकरण (क्रिस्टलायझेशन) होण्याचा मोठा धोका असतो.
शॅम्पूमध्ये विविध प्रकारचे कॅटायोनिक सर्फॅक्टंट्स वापरले जातात, परंतु त्यांचा वापर वेगवेगळ्या प्रमाणात केला जातो. याचा अर्थ असा की, कोणत्याही एका किंवा दोन प्रकारांचा प्रामुख्याने अवलंब केला जात नाही आणि अनेकदा त्यांना अंतिम कंडिशनिंग उत्पादनांमध्ये समाविष्ट केले जाते. सर्फॅक्टंट्सच्या एकूण उत्पादनामध्ये कॅटायोनिक सर्फॅक्टंट्सचा वाटा कमी असतो आणि ते सहसा इतर प्रकारांपेक्षा अधिक महाग असतात.
इतर प्रकारच्या सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत, कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये सर्वात प्रभावी कंडिशनिंग परिणाम आणि सर्वात शक्तिशाली जीवाणूनाशक क्रियाशीलता असते. खराब स्वच्छता, कमी फेस येण्याची क्षमता, निकृष्ट सुसंगतता, जास्त जळजळ आणि जास्त किंमत यांसारखे तोटे असूनही, उच्च दर्जाच्या लिक्विड डिटर्जंट्स आणि शॅम्पूमध्ये कंडिशनिंग घटक म्हणून इतर सर्फॅक्टंट्स त्यांची जागा घेऊ शकत नाहीत. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्सचा वापर केवळ कंडिशनिंग घटक किंवा जीवाणूनाशक म्हणून केला जाऊ शकतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २१ मे २०२६