Principalele noastre produse: silicon amino, silicon bloc, silicon hidrofil, toate emulsiile lor de silicon, ameliorator de rezistență la umezire și frecare, hidrofug (fără fluor, Carbon 6, Carbon 8), substanțe chimice de spălare deminate (ABS, enzime, protector Spandex, îndepărtator de mangan). Principalele țări de export: India, Pakistan, Bangladesh, Turcia, Indonezia, Uzbekistan etc.

 

Glutamatul monosodic industrial, cunoscut și sub denumirea de surfactanți, este un tip de substanță care, atunci când este adăugată în cantități mici, poate reduce considerabil tensiunea superficială a solventului (de obicei apa) și poate modifica starea interfacială a sistemului; când atinge o anumită concentrație, formează micele în soluție. Prin urmare, produce efecte de umectare sau antiumectare, emulsionare și dezemulsionare, spumare sau antispumare, solubilizare, spălare și alte efecte pentru a îndeplini cerințele aplicațiilor practice. Glutamatul monosodic, ca substanță umami, este omniprezent în dieta și viața noastră de zi cu zi. În producția industrială, surfactanții sunt substanțe similare glutamatului monosodic, care nu necesită o cantitate mare și pot avea efecte miraculoase. Aceste substanțe sunt cunoscute în mod obișnuit sub denumirea de surfactanți.

 

Introducere în surfactanți

 

Agenții tensioactivi au o structură moleculară zwitterionică: un capăt este o grupare hidrofilă, abreviată ca grupare hidrofilă, cunoscută și sub denumirea de grupare oleofobă sau oleofobă, care poate dizolva agenții tensioactivi în apă ca monomeri. Grupările hidrofile sunt adesea grupări polare, care pot fi grupări carboxil (-COOH), grupări acid sulfonic (-SO3H), grupări amino (-NH2) sau grupări amino și sărurile acestora. Grupările hidroxil (-OH), grupările amidice, legăturile eterice (-O-) etc. pot fi, de asemenea, grupări hidrofile polare; Celălalt capăt este o grupare hidrofobă, abreviată ca grupare oleofilă, cunoscută și sub denumirea de grupare hidrofobă sau hidrofobă. Grupările hidrofobe sunt de obicei lanțuri hidrocarbonate nepolare, cum ar fi lanțurile alchil hidrofobe R- (alchil), Ar- (arii) etc.
Agenții tensioactivi sunt împărțiți în surfactanți ionici (inclusiv surfactanți cationici și anionici), surfactanți neionici, surfactanți amfoteri, surfactanți compoziti și alți surfactanți.

Într-o soluție de surfactant, atunci când concentrația surfactantului atinge o anumită valoare, moleculele de surfactant vor forma diverse combinații ordonate numite micele. Micelizarea sau formarea micelelor este o proprietate fundamentală a soluțiilor de surfactanți, iar unele fenomene interfaciale importante sunt legate de formarea micelelor. Concentrația la care surfactanții formează micele în soluție se numește Concentrație Micelară Critică (CMC). Micelele nu au forme sferice fixe, ci mai degrabă forme extrem de neregulate și care se schimbă dinamic. În anumite condiții, surfactanții pot prezenta, de asemenea, o stare micelară inversă.

 

Principalii factori care afectează concentrația critică de micele

 

Structura surfactanților
Adăugarea și tipurile de aditivi
Influența temperaturii

 

Interacțiunea dintre surfactanți și proteine

 

Proteinele conțin grupări nepolare, polare și încărcate, iar multe molecule amfifile pot interacționa cu proteinele în diverse moduri. Agenții tensioactivi pot forma combinații ordonate molecular cu structuri diferite în condiții diferite, cum ar fi micele, micele inverse etc., iar interacțiunile lor cu proteinele sunt, de asemenea, diferite. Există în principal interacțiuni electrostatice și hidrofobe între proteine ​​și agenți tensioactivi (PS), în timp ce interacțiunea dintre agenții tensioactivi ionici și proteine ​​se datorează în principal interacțiunii electrostatice a grupărilor polare și interacțiunii hidrofobe a lanțurilor de carbon-hidrogen hidrofobe, care se leagă de părțile polare și hidrofobe ale proteinelor, respectiv, formând complexe PS. Agenții tensioactivi neionici interacționează în principal cu proteinele prin forțe hidrofobe, iar interacțiunea dintre lanțurile lor hidrofobe și grupările hidrofobe ale proteinelor poate avea un anumit impact asupra structurii și funcției agenților tensioactivi și a proteinelor. Prin urmare, tipul, concentrația și mediul de sistem al agenților tensioactivi determină dacă aceștia stabilizează sau destabilizează proteinele, se agregă sau se dispersează.

 

Valoarea HLB a surfactantului

 

Pentru a prezenta o activitate interfacială unică, surfactanții trebuie să mențină un anumit echilibru între grupările hidrofobe și hidrofile. HLB (Echilibrul Hidrofil Lipofilic) este valoarea echilibrului hidrofil-oleofil al surfactanților, care este un indicator al proprietăților hidrofile și hidrofobe ale acestora.

Valoarea HLB este o valoare relativă (între 0 și 40), cum ar fi ceara de parafină cu valoarea HLB = 0 (fără grupare hidrofilă), polioxietilena cu valoarea HLB de 20 și SDS cu hidrofilicitate puternică cu valoarea HLB de 40. Valoarea HLB poate fi utilizată ca referință pentru selectarea surfactanților. Cu cât valoarea HLB este mai mare, cu atât hidrofilicitatea surfactantului este mai bună; cu cât valoarea HLB este mai mică, cu atât hidrofilicitatea surfactantului este mai slabă.
Funcția principală a surfactanților

 

Efect de emulsificare

Datorită tensiunii superficiale ridicate a uleiului în apă, atunci când uleiul este picurat în apă și agitat energic, uleiul este zdrobit în granule fine și amestecat pentru a forma o emulsie, dar agitarea se oprește și straturile sunt restratificate. Dacă se adaugă un surfactant și se agită energic, dar nu este ușor să se separe mult timp după oprire, aceasta este emulsionare. Motivul este că hidrofobicitatea uleiului este înconjurată de grupările hidrofile ale agentului activ, formând o atracție direcțională și reducând lucrul mecanic necesar pentru dispersia uleiului în apă, rezultând o bună emulsionare a uleiului.

 

Efect de umectare

Adesea, pe suprafața pieselor aderă un strat de ceară, grăsime sau substanțe asemănătoare crustei, care sunt hidrofobe. Din cauza poluării cu aceste substanțe, suprafața pieselor nu este ușor umezită de apă. Când se adaugă surfactanți în soluția apoasă, picăturile de apă de pe piese se dispersează ușor, reducând considerabil tensiunea superficială a pieselor și atingând scopul de umectare.

 

Efect de solubilizare

După adăugarea de surfactanți la substanțele petroliere, aceștia se pot doar „dizolva”, dar această dizolvare poate avea loc doar atunci când concentrația de surfactanți atinge concentrația critică de coloizi, iar solubilitatea este determinată de obiectul și proprietățile solubilizante. În ceea ce privește efectul de solubilizare, lanțurile genetice hidrofobe lungi sunt mai puternice decât lanțurile scurte, lanțurile saturate sunt mai puternice decât lanțurile nesaturate, iar efectul de solubilizare al surfactanților neionici este în general mai semnificativ.

 

Efect de dispersie

Particulele solide, cum ar fi praful și particulele de murdărie, tind să se adune și să se depună ușor în apă. Moleculele de surfactanți pot diviza agregatele de particule solide în particule mici, permițându-le să se disperseze și să se suspende în soluție, promovând dispersia uniformă a particulelor solide.

 

Acțiune spumoasă

Formarea spumei se datorează în principal adsorbției direcționale a agentului activ și reducerii tensiunii superficiale dintre fazele gazoasă și lichidă. În general, agentul activ cu greutate moleculară mică se spumează ușor, agentul activ cu greutate moleculară mare are mai puțină spumă, miristatul galben are o proprietate de spumare mai mare, iar stearatul de sodiu are cea mai slabă proprietate de spumare. Agentul activ anionic are o proprietate de spumare și o stabilitate a spumei mai bune decât agentul activ neionic, cum ar fi alchilbenzensulfonatul de sodiu, care are o proprietate de spumare puternică. Stabilizatorii de spumă utilizați în mod obișnuit includ amida alcoolului alifatic, carboximetilceluloza etc. Inhibitorii de spumare includ acidul gras, esterul acidului gras, polieterul etc. și alți surfactanți neionici.

 

Clasificarea surfactanților

 

Agenții tensioactivi pot fi împărțiți în surfactanți anionici, surfactanți neionici, surfactanți zwitterionici și surfactanți cationici, pe baza caracteristicilor structurii lor moleculare.

 

Tensioactiv anionic

Sulfonat
Agenții activi comuni de acest tip includ alchilbenzensulfonatul liniar de sodiu și alfa-olefin sulfonatul de sodiu. Alchilbenzensulfonatul liniar de sodiu, cunoscut și sub numele de LAS sau ABS, este o pulbere albă sau galben pal sau un solid sub formă de fulgi, cu o bună solubilitate în sisteme complexe de surfactanți. Este relativ stabil la alcali, acid diluat și apă dură. Utilizat în mod obișnuit în detergentul de vase lichid (detergent de vase) și detergentul de rufe lichid, în general nu este utilizat în șampon și este rar utilizat în gelul de duș. În detergentul de vase, dozajul său poate reprezenta aproximativ jumătate din cantitatea totală de surfactanți, iar intervalul real de ajustare a proporției sale în detergenții lichizi de rufe este relativ larg. Un sistem compus tipic utilizat în detergentul de vase este sistemul ternar „LAS (alchilbenzensulfonat liniar de sodiu) - AES (alcool eter sulfat de sodiu) - FFA (alcool alchil amidă)”. Avantajele proeminente ale alchilbenzensulfonatului liniar de sodiu sunt stabilitatea bună, puterea mare de curățare, daunele minime asupra mediului și capacitatea de a fi biodegradat în substanțe inofensive la un preț scăzut. Dezavantajul proeminent este că este foarte stimulant. Alfa-olefin sulfonatul de sodiu, cunoscut și sub numele de AOS, este foarte solubil în apă și are o stabilitate bună pe o gamă largă de valori ale pH-ului. Printre varietățile de sare a acidului sulfonic, performanța este mai bună. Avantajele remarcabile sunt stabilitatea bună, solubilitatea bună în apă, compatibilitatea bună, iritația scăzută și degradarea microbiană ideală. Este unul dintre principalii surfactanți utilizați în mod obișnuit în șampon și gel de duș. Dezavantajul său este că este relativ scump.

 

Sulfat
Agenții activi obișnuiți de acest tip includ sulfatul de polioxietilen eter de alcool gras de sodiu și dodecilsulfatul de sodiu.

Sulfat de polioxietilen eter sulfat de alcool gras de sodiu, cunoscut și sub denumirea de AES sau sulfat de eter alcoolic de sodiu.

Ușor de dizolvat în apă, poate fi utilizat în șampon, gel de duș, detergent lichid de vase (detergent de spălat vase) și detergent lichid de rufe. Solubilitatea în apă este mai bună decât cea a dodecilsulfatului de sodiu și poate fi preparat în orice proporție de soluție apoasă transparentă la temperatura camerei. Aplicarea alchilbenzensulfonatului de sodiu în detergenții lichizi este mai extinsă și are o compatibilitate mai bună decât cea a alchilbenzensulfonatului cu catenă liniară; Poate fi complexat cu mulți surfactanți în forme binare sau multiple pentru a forma soluții apoase transparente. Avantajele remarcabile sunt iritația scăzută, solubilitatea bună în apă, compatibilitatea bună și performanța bună în prevenirea uscăciunii, crăpăturilor și rugozității pielii. Dezavantajul este că stabilitatea în medii acide este ușor slabă, iar puterea de curățare este inferioară alchilbenzensulfonatului liniar de sodiu și dodecilsulfatului de sodiu.

Dodecilsulfatul de sodiu, cunoscut și sub denumirea de AS, K12, cocoil sulfat de sodiu și agent spumant lauril sulfat de sodiu, este insensibil la alcali și apă dură. Stabilitatea sa în condiții acide este inferioară celei a sulfaților generali și apropiată de cea a polioxietilen etersulfatului de alcool gras. Este ușor degradabil și are un impact minim asupra mediului. Atunci când este utilizat în detergenți lichizi, aciditatea nu trebuie să fie prea mare; Utilizarea etanolaminei sau a sărurilor de amoniu în șampon și gel de duș nu numai că poate crește stabilitatea acidă, dar poate ajuta și la reducerea iritațiilor. Pe lângă capacitatea sa bună de spumare și puterea puternică de curățare, performanța sa în alte aspecte nu este la fel de bună ca cea a etersulfatului de alcool sodic. Prețul surfactanților anionici obișnuiți este în general mai mare.

 

Tensioactiv cationic

Comparativ cu diverse tipuri de surfactanți, surfactanții cationici au cel mai proeminent efect de ajustare și cel mai puternic efect bactericid, deși prezintă dezavantaje precum putere de curățare slabă, capacitate de spumare slabă, compatibilitate slabă, iritabilitate ridicată și preț ridicat. Surfactanții cationici nu sunt direct compatibili cu surfactanții anionici și pot fi utilizați doar ca agenți de condiționare sau fungicide. Surfactanții cationici sunt utilizați în mod obișnuit ca surfactanți auxiliari în detergenții lichizi (ca o componentă minoră de condiționare în formulări) pentru produse de calitate superioară, în principal pentru șampon. Ca și componentă de ajustare, nu pot fi înlocuiți cu alte tipuri de surfactanți în șamponul detergent lichid de înaltă calitate.

Tipurile comune de surfactanți cationici includ clorura de hexadeciltrimetilamoniu (1631), clorura de octadeciltrimetilamoniu (1831), guma de guar cationică (C-14S), pantenolul cationic, uleiul siliconic cationic, oxidul de dodecildimetilamină (OB-2) etc.

 

Tensioactiv zwitterionic

Surfactanții bipolari se referă la surfactanți care au atât grupări hidrofile anionice, cât și cationice. Prin urmare, acești surfactanți prezintă proprietăți cationice în soluții acide, proprietăți anionice în soluții alcaline și proprietăți neionice în soluții neutre. Surfactanții bipolari sunt ușor solubili în apă, soluții concentrate de acid și alcali și chiar în soluții concentrate de săruri anorganice. Au o bună rezistență la apa dură, iritații reduse ale pielii, o moliciune bună a țesăturilor, proprietăți antistatice bune, un efect bactericid bun și o bună compatibilitate cu diverși surfactanți. Tipuri importante de surfactanți amfoteri includ dodecil dimetil betaina și carboxilatul de imidazolină.

 

surfactant neionic

Agenții tensioactivi neionici au proprietăți bune, cum ar fi solubilizarea, spălarea, antistaticitatea, iritația redusă și dispersia săpunului de calciu; Intervalul de pH aplicabil este mai larg decât cel al agenților tensioactivi ionici generali; Cu excepția proprietăților de murdărire și spumare, alte proprietăți sunt adesea superioare agenților tensioactivi anionici generali. Adăugarea unei cantități mici de surfactant neionic la surfactantul ionic poate crește activitatea de suprafață a sistemului (comparativ cu același conținut de substanță activă). Principalele varietăți includ amide de alcooli alchilici (FFA), eteri de polioxietilenă ai alcoolilor grași (AE) și eteri de alchilfenol polioxietilenă (APE sau OP).

Amidele alcoolilor alchilici (FFA) sunt o clasă de surfactanți neionici cu performanțe superioare, aplicații largi și frecvență ridicată de utilizare, utilizați în mod obișnuit în diverși detergenți lichizi. În detergenții lichizi, sunt adesea utilizați în combinație cu amide, într-un raport de „2:1” și „1,5:1” (alcool alchilic amidă: amidă). Amidele alcoolilor alchilici pot fi utilizate în general în detergenți ușor acizi și alcalini și sunt cea mai ieftină varietate de surfactanți neionici.

 

Aplicarea surfactanților

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, în special progresul industriei chimice și penetrarea disciplinelor conexe, rolul și aplicarea agenților tensioactivi au devenit din ce în ce mai răspândite și mai aprofundate. De la extracția mineralelor și dezvoltarea energiei, până la efectele asupra celulelor și enzimelor, se pot găsi urme de agenți tensioactivi. În zilele noastre, aplicarea agenților tensioactivi nu se limitează la agenți de curățare cu detergenți, agenți de curățare pentru pastă de dinți, emulgatori cosmetici și alte industrii chimice de zi cu zi, ci s-a extins și în alte domenii de producție, cum ar fi petrochimica, dezvoltarea energiei și industria farmaceutică.

 

Extracția petrolului
În extracția petrolului, utilizarea soluțiilor diluate de surfactanți în apă sau a soluțiilor mixte concentrate de surfactanți cu petrol și apă poate crește recuperarea țițeiului cu 15% până la 20%. Datorită capacității surfactanților de a reduce vâscozitatea soluției, aceștia sunt utilizați în timpul forajului pentru a scădea vâscozitatea țițeiului și a reduce sau preveni accidentele de foraj. De asemenea, poate face ca sondele vechi care nu mai pulverizează petrol să pulverizeze din nou.

Dezvoltarea energiei
Agenții tensioactivi pot contribui, de asemenea, la dezvoltarea energiei. În situația actuală a creșterii prețurilor mondiale la petrol și a surselor de petrol compact, dezvoltarea combustibililor amestecați cu cărbune și petrol are o semnificație profundă. Adăugarea de agenți tensioactivi în proces poate produce un nou tip de combustibil cu fluiditate ridicată, care poate înlocui benzina ca sursă de energie. Adăugarea de emulgatori la benzină, motorină și țiței greu nu numai că economisește surse de petrol, dar îmbunătățește și eficiența termică și reduce poluarea mediului. Prin urmare, agenții tensioactivi au o semnificație profundă pentru dezvoltarea energiei.

Industria textilă
Aplicarea agenților tensioactivi în industria textilă are o istorie lungă. Fibrele sintetice prezintă dezavantaje precum rugozitatea, pufosețea insuficientă, susceptibilitatea la adsorbția electrostatică a prafului și absorbția slabă a umidității și senzația tactilă slabă în comparație cu fibrele naturale. Dacă sunt tratate cu agenți tensioactivi specializați, aceste defecte ale fibrelor sintetice pot fi îmbunătățite considerabil. Agenții tensioactivi sunt utilizați și ca emolienți, agenți antistatici, agenți de umectare și penetrare și emulgatori în industria imprimării și vopsirii textilelor. Aplicarea agenților tensioactivi în industria imprimării și vopsirii textilelor este foarte extinsă.

Curățarea metalelor
În ceea ce privește curățarea metalelor, solvenții tradiționali includ solvenți organici precum benzina, kerosenul și tetraclorura de carbon. Conform statisticilor relevante, cantitatea de benzină utilizată pentru curățarea pieselor metalice în China este de până la 500.000 de tone pe an. Agenții de curățare a metalelor pe bază de apă, formulați cu surfactanți, pot economisi energie. Conform calculelor, o tonă de agent de curățare a metalelor poate înlocui 20 de tone de benzină, iar o tonă de materie primă petrolieră poate fi utilizată pentru a produce 4 tone de agent de curățare a metalelor, ceea ce indică faptul că surfactanții au o importanță profundă în conservarea energiei. Agenții de curățare a metalelor cu surfactanți externi au, de asemenea, caracteristicile de a fi netoxici, neinflamabili, nepoluanți pentru mediu și asigură siguranța lucrătorilor. Acest tip de agent de curățare a metalelor a fost utilizat pe scară largă pentru curățarea diferitelor tipuri de componente metalice, cum ar fi motoarele aerospațiale, aeronavele, rulmenții etc.

Industria alimentară
În industria alimentară, surfactanții sunt aditivi multifuncționali utilizați în producția de alimente. Surfactanții alimentari au efecte excelente de emulsionare, umectare, antiaderență, conservare și floculare. Datorită efectului special de aditiv, aceștia pot face produsele de patiserie crocante, alimentele spumoase, pâinea moale și pot dispersa uniform și emulsiona materii prime precum untul artificial, maioneza și înghețata, ceea ce are efecte unice asupra îmbunătățirii procesului de producție și a calității interne a produselor.

Pesticidele agricole sunt lichide emulsionate care, din cauza tensiunii superficiale a lichidului, au dezavantajul de a fi greu de întins atunci când sunt pulverizate pe frunzele plantelor. Dacă în soluția de pesticid se adaugă un surfactant, surfactantul poate reduce tensiunea superficială a lichidului, adică loțiunea își pierde activitatea de suprafață, iar loțiunea pesticidă se va întinde ușor pe suprafața frunzei, astfel încât efectul său insecticid va fi mai bun.