การพัฒนาเทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์สารลดแรงตึงผิวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์สารลดแรงตึงผิวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว โดยบางชนิดได้บรรลุมาตรฐานชั้นนำระดับนานาชาติ การผลิตสารลดแรงตึงผิวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมชนิดใหม่โดยใช้ทรัพยากรหมุนเวียน เช่น น้ำมันและแป้ง ได้กลายเป็นจุดสนใจหลักในการวิจัย พัฒนา และการผลิตในระดับอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ความหลากหลายของชนิดและอนุพันธ์ของสารลดแรงตึงผิวตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมต่างๆ

แม้ว่าการพัฒนาสารลดแรงตึงผิวขนาดเล็กที่มีคุณสมบัติเฉพาะจะก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว แต่ก็ยังคงมีช่องว่างที่สำคัญทั้งในด้านความหลากหลายและปริมาณเมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้ว การปรับปรุงคุณสมบัติเฉพาะเป็นอีกทิศทางสำคัญในการพัฒนาสารลดแรงตึงผิว ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากนโยบายระดับชาติและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม สถาบันวิจัย มหาวิทยาลัย และบริษัทต่างๆ ในประเทศได้ทุ่มเทความพยายามอย่างมากในด้านนี้ ส่งผลให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ

ในสารละลายที่เป็นน้ำ สารลดแรงตึงผิวไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงกิจกรรมของสารละลาย (เช่น ลดแรงตึงผิว) แต่ยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับการซักล้าง เช่น การซึมผ่าน การดูดซับ การเปียก การกระจายตัว การทำให้เกิดอิมัลชัน การละลาย และการเกิดฟอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นใกล้เคียงกับความเข้มข้นไมเซลล์วิกฤต (CMC)

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในผงซักฟอกสังเคราะห์ไม่ใช่สารประกอบบริสุทธิ์เพียงชนิดเดียว แต่ส่วนใหญ่มักประกอบด้วยสารประกอบที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันในปริมาณที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้วสารลดแรงตึงผิวจะมีน้ำหนักน้อยกว่าหนึ่งในสามของน้ำหนักรวมของผงซักฟอก ส่วนที่เหลือประกอบด้วยสารเติมแต่งและสารช่วยอื่นๆ ที่ทำหน้าที่แตกต่างกัน ดังนั้น กระบวนการซักผ้าด้วยผงซักฟอกสังเคราะห์ที่มีส่วนประกอบหลายชนิดจึงเกี่ยวข้องกับกลไกที่ซับซ้อนและทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ

ส่วนประกอบหลักของผงซักฟอกสังเคราะห์คือโมเลกุลแอมฟิฟิลิก ซึ่งมีทั้งกลุ่มไฮโดรโฟบิก (ชอบน้ำมัน) และไฮโดรฟิลิก (ชอบน้ำ) โมเลกุลเหล่านี้จะดูดซับที่ส่วนต่อประสาน ก่อตัวเป็นชั้นโมโนเลเยอร์ที่ช่วยลดแรงตึงผิว ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่ากิจกรรมพื้นผิว (หรือกิจกรรมระหว่างส่วนต่อประสาน) สารที่แสดงคุณสมบัตินี้เรียกว่าสารลดแรงตึงผิว (surfactants)

เมื่อซักผ้าที่เปื้อนน้ำมันด้วยน้ำเปล่าเพียงอย่างเดียว การที่น้ำมันและน้ำไม่ผสมกันทำให้การขจัดคราบทำได้ยาก การเติมสบู่หรือผงซักฟอกสังเคราะห์จะปรับเปลี่ยนแรงตึงผิวระหว่างน้ำมัน น้ำ ผ้า และอากาศ ทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ เช่น การแทรกซึม การดูดซับ การเปียก การกระจายตัว การทำให้เป็นอิมัลชัน การละลาย และการเกิดฟอง เมื่อรวมกับการกระทำทางกล (การขัดถูหรือการกวนด้วยเครื่องซักผ้า) จะช่วยให้การขจัดคราบน้ำมันมีประสิทธิภาพมากขึ้น