Proprietatea de spălare a surfactanților este caracteristica lor fundamentală, cu cele mai practice aplicații. Aceasta este strâns legată de viața de zi cu zi a mii de gospodării și este aplicată din ce în ce mai mult în diverse industrii și în toate tipurile de producție industrială.
Agenții tensioactivi sunt principalele ingrediente active ale detergenților. Detergenții sintetici nu ar exista fără agenți tensioactivi. Dintre toate tipurile de acid acetilsalicilic (SAA), agenții tensioactivi anionici au fost cei mai vechi utilizați și rămân categoria cea mai aplicată, reprezentând în prezent peste 50% din cererea totală a pieței. Agenții tensioactivi anionici vor continua să dețină o poziție dominantă pentru o perioadă de timp în viitor.
I. Agenți tensioactivi anionici
Principalele tipuri de surfactanți anionici utilizați ca detergenți includ sărurile acizilor grași (săpunuri), sulfonații de alchilbenzen (ABS), sulfații de alcooli grași (AS), sulfații de polioxietilene eter ai alcoolilor grași (AES), sulfonații de alfa-olefină (AOS), carboxilații de polioxietilene eter ai alcoolilor grași (AEC) și sulfonații de esteri metilici ai acizilor grași (MES).
1. Săpun
Partea tensioactivă a moleculelor de săpun poartă o sarcină negativă, dintre care sărurile de sodiu și potasiu ale acizilor grași cu lanț lung reprezintă aproximativ 25%. Fiind cel mai utilizat tip de săpun, se caracterizează prin materii prime abundente, preparare convenabilă și cost redus. Industrial, este produs în general prin saponificarea materiilor prime, cum ar fi seu de vită și grăsimea de oaie, cu alcali puternici, urmată de sărare și separarea glicerolului. Cel mai mare dezavantaj al său este că, atunci când întâlnește ioni metalici divalenți și trivalenți, cum ar fi Ca²⁺, Mg²⁺ și Fe²⁺, în soluție apoasă, va forma săpun de calciu sau săpun de magneziu cu o solubilitate extrem de scăzută, pierzând astfel detergentitatea inerentă a săpunului.
2. Sulfonați de alchilbenzen (ABS)
Alchilbenzensulfonatul de sodiu (R-C₆H₆-SO₃Na) este un surfactant anionic important. Are o bună solubilitate în apă și este aproape complet ionizat. Sărurile sale de calciu și magneziu sunt foarte solubile în apă, conferindu-i o rezistență excelentă la apă dură. Printre alchilbenzensulfonații, alchilbenzensulfonatul liniar (LAS) are un preț redus, o detergență puternică, este ușor biodegradabil și ecologic. Prin urmare, până în prezent, niciun alt surfactant utilizat ca ingredient activ în detergent nu poate rivaliza cu LAS în ceea ce privește performanța tehnică și beneficiile economice, ceea ce îl face considerat pilonul principal al industriei detergenților sintetici la nivel mondial. Se aplică în principal în detergenții industriali și de uz casnic. Printre produsele reprezentative se numără dodecilbenzensulfonatul de sodiu, cu un efect de spălare excelent, și octadecilbenzensulfonatul de sodiu, care se mândrește cu cea mai puternică detergență din seria alchilbenzensulfonaților de sodiu.
3. Sulfonați de alfa-olefină (AOS)
AOS este un ingredient activ pentru detergent de înaltă performanță. Se utilizează în principal în dezinfectante pentru mâini, șampoane, băi cu spumă, detergenți pentru vase, agenți de curățare industriali și detergenți de rufe.
4. Sulfonați de esteri metilici ai acizilor grași (MES)
În structura sa moleculară, R reprezintă o grupare alchil, iar R' reprezintă o grupare metil. Pentru performanța de detergență, R cu lanțuri de carbon C16 și C18 funcționează cel mai bine, în timp ce R cu lanț de carbon C14 oferă o rezistență optimă la apă dură. MES este un surfactant derivat din uleiuri și grăsimi naturale, posedând performanțe excelente de spălare și o putere puternică de dispersare a săpunului de calciu. Are o compatibilitate remarcabilă cu zeolitul și este potrivit pentru producerea de detergenți de rufe fără fosfor. Puterea sa de dispersare a săpunului de calciu este mult mai mare decât cea a LAS, ceea ce este propice pentru producerea și aplicarea de săpunuri compuse și detergenți de rufe pe bază de săpun.
5. Sulfați de alcooli grași (AS) și etersulfați de alcooli grași (AES)
Formula generală a AS este ROSO₃Na, iar AS cu R ca lanțuri de carbon C14~C16 prezintă o bună detergentitate. Formula generală a AES este RO(C₂H₄O)ₙSO₃Na, iar AES cu R ca lanțuri de carbon C14~C15 și n=1–2 prezintă performanțe de spălare favorabile. Atât AS, cât și AES prezintă o biodegradabilitate bună, o detergentitate puternică și o proprietate excelentă de spumare, ceea ce le face potrivite pentru formularea detergenților cu spumă ridicată. Aceștia sunt aplicabili în detergenții ușor de întreținut și detergenții pentru lână și sunt utilizați pe scară largă în băi cu spumă, șampoane de păr, cosmetice, detergenți pentru spălat vase manual, detergenți vegetali și detergenți de uz casnic.
Agenții tensioactivi neionici prezintă o detergentitate excelentă împotriva murdăriei uleioase și o capacitate puternică de a preveni redepunerea pe fibrele sintetice. Aceștia posedă o toleranță ridicată la apa dură și la electroliți cu concentrație mare. Cel mai important avantaj al agenților tensioactivi neionici din polioxietilenă constă în ajustabilitatea grupărilor lor hidrofobe și hidrofile. Numărul de unități EO poate fi reglat pentru a se adapta la diverse substraturi și a obține o detergentitate optimă.
1.Eter de alcool alchilic polioxietilenic
Formula generală: RO(C₂H₄O)ₙH, unde R = C₁₂~C₁₈ și n este reglabil. Acest tip de compus prezintă o activitate de spălare ridicată, reflectată în următoarele aspecte: o concentrație critică de micele (cmc) scăzută, ceea ce înseamnă că o detergentitate ridicată poate fi menținută chiar și la concentrații scăzute, capacitate puternică de spălare și rezistență la redepunerea murdăriei la curățarea fibrelor sintetice. De asemenea, oferă performanțe favorabile de spălare la temperaturi scăzute. Se prezintă ca o pastă de culoare albă până la galben pal la temperatura camerei și este solubilă în apă, având proprietăți de emulsionare, curățare și umectare. Se aplică în principal în detergenți de uz casnic și industrial, precum și în agenți de curățare a metalelor.
2. Eter de polioxietilen alchil fenol
În formulă, R este în principal octil, nonil și dodecil, cu valoare n reglabilă. Se caracterizează printr-o capacitate puternică de a îndepărta petele de ulei și grăsimea. Produsele tipice includ seria OP, seria OPE și seria SOPE. Acestea prezintă o rezistență excelentă la acid și alcalii, precum și toleranță la apă dură și au funcții de decontaminare, umectare și emulsionare, fiind aplicabile în prelucrarea metalelor și agenți de curățare industriali.
3. Alchil poliglicozidă (APG)
Alchil poliglicozida este considerată un nou surfactant neionic de clasă mondială.
Avantajele APG:
Activitate interfacială ridicată și tensiune superficială extrem de scăzută;
Fără punct de tulburare și stabilitate excelentă la temperaturi ridicate;
Performanță remarcabilă de spălare, putere mare de spumare, bună umectare, capacitate de emulsionare și stabilitate a dispersiei;
Superior tuturor tipurilor de surfactanți existenți în ceea ce privește non-toxicitatea, iritația redusă a pielii și biodegradabilitatea.
Prin urmare, este foarte apreciat de numeroase industrii, inclusiv detergenți, cosmetice, industria alimentară și farmaceutică. Datorită clătirii ușoare și caracteristicilor sale fără reziduuri, este potrivit în special pentru detergenții de spălat vase și soluțiile de curățare a sticlelor.
Principalele scenarii de aplicare a APG în detergenți sunt următoarele:
Detergenți pentru baie și păr: Produsele formulate cu APG sunt blânde și neiritante pentru piele, cu spumă bogată și fină și pot exercita un efect antistatic în timpul șamponării. Majoritatea produselor sunt lichide și pot fi, de asemenea, transformate în săpunuri solide.
Detergenți pentru mașina de spălat vase: Detergenții pentru mașina de spălat vase pe bază de APG au o bună capacitate de spumare, sunt prietenoși cu pielea, oferă o senzație plăcută la atingere după utilizare și se clătesc ușor fără a lăsa urme.
Detergenți de rufe: APG utilizat în detergenții de rufe oferă o detergentitate excelentă. Poate curăța diverse țesături precum bumbacul, lâna și poliesterul, îndepărtând eficient petele de murdărie și ulei. De asemenea, conferă țesăturilor moliciune, proprietăți antistatice și rezistență la contracție și poate fi formulat în detergenți de rufe care mențin performanțe superioare de spălare chiar și în apă dură.
Curățarea suprafețelor dure: Pe lângă spălarea vaselor, APG poate fi utilizat pentru curățarea altor suprafețe dure. Poate fi folosit ca ingredient activ pentru prepararea detergenților aplicabili în condiții acide puternice și poate preveni oxidarea și coroziunea acidă a metalelor feroase.
III. Surfactanți zwitterionici
Structura lor moleculară poartă atât sarcini pozitive, cât și negative. Datorită structurii lor moleculare speciale, acestea posedă următoarele caracteristici în aplicare: toxicitate redusă și iritații reduse ale pielii și ochilor; biodegradabilitate și compatibilitate excelente; proprietăți bune de umectare, detergente și spumare. Acestea sunt clasificate în următoarele tipuri atunci când sunt utilizate ca detergenți.
Tipul de aminoacid N-acil
Acestea sunt utilizate în principal ca materiale de bază pentru șampoane și agenți de curățare și sunt rezistente la acizi slabi și apă dură. Exemplele includ N-acil poliamino (polipeptid) carboxilat și Remipon A (Detergent 613, oleoilamino polipeptid carboxilat de sodiu).
Remipon A este sintetizat prin condensarea clorurii de acil gras și a poliaminoacizilor obținuți prin hidroliza proteinelor. Prin urmare, prezintă iritații și toxicitate reduse, fiind potrivit pentru aplicații cosmetice. Remipon A prezintă o putere puternică de dispersare a săpunului de var, detergent și emulgator. Este utilizat ca detergent și emulgator în industria textilă și este ideal pentru spălarea mătăsii și a lânii datorită capacității sale de degresare ușoară.
Agenții tensioactivi zwitterionici cu betaină oferă o detergentitate excelentă pentru țesăturile din bumbac și țesăturile în amestec de poliester/bumbac, hidroxisulfobetainele oferind performanțe deosebit de superioare în timpul spălării. Un exemplu tipic este lauril dimetil betaina.
Este un lichid transparent incolor sau galben pal. Se comportă ca surfactant cationic în medii acide și ca surfactant anionic în medii alcaline și este ușor biodegradabil. Are o performanță remarcabilă de spumare și poate înmuia părul, fiind potrivit pentru formularea de șampoane blânde, cu efect de balsam pentru păr, precum și de șampoane pentru sugari. Având o rezistență bună la apă dură, poate fi utilizat pentru prepararea detergenților cu apă dură și servește și ca bactericid.
Data publicării: 07 mai 2026