Nasze główne produkty: silikon aminowy, silikon blokowy, silikon hydrofilowy, wszystkie ich emulsje silikonowe, środek poprawiający odporność na zwilżanie i tarcie, środki hydrofobowe (bez fluoru, węgiel 6, węgiel 8), środki piorące demineralizujące (ABS, enzym, ochrona przed spandexem, środek usuwający mangan). Główne kraje eksportowe: Indie, Pakistan, Bangladesz, Turcja, Indonezja, Uzbekistan itp.

 

Przemysłowy glutaminian sodu, znany również jako surfaktanty, to substancja, która dodana w niewielkich ilościach może znacznie obniżyć napięcie powierzchniowe rozpuszczalnika (zwykle wody) i zmienić stan międzyfazowy układu. Po osiągnięciu określonego stężenia tworzy micele w roztworze. W związku z tym wykazuje właściwości zwilżające lub przeciwzwilżające, emulgujące i demulgujące, pieniące lub odpieniające, solubilizujące, myjące i inne, aby sprostać wymaganiom praktycznych zastosowań. Glutaminian sodu, jako substancja umami, jest wszechobecny w naszej diecie i życiu codziennym. W produkcji przemysłowej surfaktanty to substancje podobne do glutaminianu sodu, które nie wymagają dużych ilości i mogą mieć cudowne działanie. Substancje te są powszechnie znane jako surfaktanty.

 

Wprowadzenie do surfaktantów

 

Surfaktanty mają strukturę cząsteczkową typu zwitterjonowego: jeden koniec to grupa hydrofilowa, w skrócie grupa hydrofilowa, znana również jako grupa oleofobowa, która może rozpuszczać surfaktanty w wodzie jako monomery. Grupy hydrofilowe są często grupami polarnymi, którymi mogą być grupy karboksylowe (-COOH), grupy kwasu sulfonowego (-SO3H), grupy aminowe (-NH2) lub grupy aminowe i ich sole. Grupy hydroksylowe (-OH), grupy amidowe, wiązania eterowe (-O-), itp. mogą być również polarnymi grupami hydrofilowymi; Drugi koniec to grupa hydrofobowa, w skrócie grupa oleofilowa, znana również jako grupa hydrofobowa lub hydrofobowa. Grupy hydrofobowe to zazwyczaj niepolarne łańcuchy węglowodorowe, takie jak hydrofobowe łańcuchy alkilowe R- (alkil), Ar- (aryl) itp.
Surfaktanty dzielą się na surfaktanty jonowe (w tym kationowe i anionowe), surfaktanty niejonowe, surfaktanty amfoteryczne, surfaktanty złożone i inne surfaktanty.

W roztworze surfaktantu, gdy jego stężenie osiągnie określoną wartość, cząsteczki surfaktantu utworzą uporządkowane układy zwane micelami. Micelizacja, czyli tworzenie miceli, jest podstawową właściwością roztworów surfaktantów, a z tworzeniem miceli wiążą się pewne ważne zjawiska międzyfazowe. Stężenie, przy którym surfaktanty tworzą micele w roztworze, nazywa się krytycznym stężeniem micelarnym (CMC). Micele nie mają stałych, kulistych kształtów, lecz raczej niezwykle nieregularne i dynamicznie zmieniające się kształty. W pewnych warunkach surfaktanty mogą również wykazywać odwrócony stan micelarny.

 

Główne czynniki wpływające na krytyczne stężenie micel

 

Struktura surfaktantów
Dodatki i rodzaje dodatków
Wpływ temperatury

 

Interakcja między surfaktantami i białkami

 

Białka zawierają grupy niepolarne, polarne i naładowane, a wiele cząsteczek amfifilowych może oddziaływać z białkami na różne sposoby. Surfaktanty mogą tworzyć uporządkowane molekularnie kombinacje o różnych strukturach w różnych warunkach, takie jak micele, micele odwrócone itp., a ich oddziaływania z białkami są również różne. Między białkami a surfaktantami (PS) zachodzą głównie oddziaływania elektrostatyczne i hydrofobowe, podczas gdy oddziaływanie między jonowymi surfaktantami a białkami wynika głównie z oddziaływania elektrostatycznego grup polarnych i hydrofobowego oddziaływania hydrofobowych łańcuchów węglowodorowych, które wiążą się odpowiednio z polarnymi i hydrofobowymi częściami białek, tworząc kompleksy PS. Niejonowe surfaktanty oddziałują z białkami głównie poprzez siły hydrofobowe, a oddziaływanie między ich hydrofobowymi łańcuchami a hydrofobowymi grupami białek może mieć pewien wpływ na strukturę i funkcję surfaktantów i białek. Dlatego rodzaj, stężenie i środowisko systemowe surfaktantów decydują o tym, czy stabilizują one lub destabilizują białka, agregują lub rozpraszają.

 

Wartość HLB surfaktantu

 

Aby wykazywać wyjątkową aktywność międzyfazową, surfaktanty muszą zachować pewną równowagę między grupami hydrofobowymi i hydrofilowymi. HLB (równowaga hydrofilowo-lipofilowa) to wartość równowagi hydrofilowo-oleofilowej surfaktantów, która jest wskaźnikiem ich właściwości hydrofilowych i hydrofobowych.

Wartość HLB jest wartością względną (pomiędzy 0 a 40), taką jak wosk parafinowy o wartości HLB = 0 (brak grupy hydrofilowej), polioksyetylen o wartości HLB równej 20 oraz SDS o silnej hydrofilowości o wartości HLB równej 40. Wartość HLB może służyć jako punkt odniesienia przy wyborze surfaktantów. Im wyższa wartość HLB, tym lepsza hydrofilowość surfaktantu; im niższa wartość HLB, tym gorsza hydrofilowość surfaktantu.
Główna funkcja surfaktantów

 

Efekt emulgowania

Ze względu na wysokie napięcie powierzchniowe oleju w wodzie, po wkropleniu oleju do wody i energicznym wymieszaniu, olej rozdrabnia się na drobne kuleczki i miesza ze sobą, tworząc emulsję. Mieszanie zostaje przerwane, a warstwy ponownie się nakładają. Jeśli po dodaniu surfaktantu i energicznym wymieszaniu nie można go łatwo rozdzielić przez długi czas po zakończeniu mieszania, mamy do czynienia z emulsyfikacją. Dzieje się tak, ponieważ hydrofobowość oleju jest otoczona grupami hydrofilowymi substancji czynnej, tworząc przyciąganie kierunkowe i zmniejszając pracę wymaganą do dyspersji oleju w wodzie, co skutkuje dobrą emulsyfikacją oleju.

 

Efekt zwilżania

Na powierzchni części często znajduje się warstwa wosku, smaru lub substancji przypominającej kamień, która ma właściwości hydrofobowe. Z powodu zanieczyszczenia tymi substancjami powierzchnia części nie jest łatwo zwilżana wodą. Po dodaniu surfaktantów do roztworu wodnego, kropelki wody na częściach łatwo się rozpraszają, co znacznie zmniejsza napięcie powierzchniowe części i pozwala osiągnąć cel zwilżania.

 

Efekt solubilizacji

Po dodaniu surfaktantów do substancji olejowych, mogą one jedynie „rozpuścić się”, ale to rozpuszczenie może nastąpić dopiero wtedy, gdy stężenie surfaktantów osiągnie stężenie krytyczne koloidów, a rozpuszczalność jest determinowana przez obiekt solubilizujący i jego właściwości. Jeśli chodzi o efekt solubilizacji, długie hydrofobowe łańcuchy genów są silniejsze niż krótkie łańcuchy, łańcuchy nasycone są silniejsze niż łańcuchy nienasycone, a efekt solubilizacji niejonowych surfaktantów jest generalnie bardziej znaczący.

 

Efekt rozpraszania

Cząsteczki stałe, takie jak kurz i brud, mają tendencję do łatwego gromadzenia się i osiadania w wodzie. Cząsteczki surfaktantów mogą rozbijać agregaty cząstek stałych na małe cząsteczki, umożliwiając ich dyspersję i zawieszenie w roztworze, co sprzyja równomiernemu rozproszeniu cząstek stałych.

 

Działanie piany

Powstawanie piany jest głównie spowodowane kierunkową adsorpcją substancji czynnej i obniżeniem napięcia powierzchniowego między fazą gazową a ciekłą. Ogólnie rzecz biorąc, substancja czynna o małej masie cząsteczkowej łatwo się pieni, substancja czynna o dużej masie cząsteczkowej słabiej się pieni, żółty mirystynian ma silniejsze właściwości pieniące, a stearynian sodu ma najgorsze właściwości pieniące. Anionowa substancja czynna charakteryzuje się lepszymi właściwościami pieniącymi i lepszą stabilnością piany niż niejonowa substancja czynna, taka jak alkilobenzenosulfonian sodu, który ma silne właściwości pieniące. Do powszechnie stosowanych stabilizatorów piany należą amidy alkoholi alifatycznych, karboksymetyloceluloza itp., a inhibitory piany obejmują kwasy tłuszczowe, estry kwasów tłuszczowych, polietery itp. oraz inne niejonowe środki powierzchniowo czynne.

 

Klasyfikacja surfaktantów

 

Surfaktanty można podzielić na anionowe, niejonowe, amfoteryczne i kationowe na podstawie cech ich struktury cząsteczkowej.

 

Surfaktant anionowy

Sulfonian
Do typowych substancji czynnych tego typu należą liniowy alkilobenzenosulfonian sodu i alfa-olefinosulfonian sodu. Liniowy alkilobenzenosulfonian sodu, znany również jako LAS lub ABS, to biały lub jasnożółty proszek lub płatki o dobrej rozpuszczalności w złożonych układach surfaktantów. Jest stosunkowo odporny na działanie alkaliów, rozcieńczonych kwasów i twardej wody. Powszechnie stosowany w płynach do mycia naczyń i płynach do prania, zazwyczaj nie jest stosowany w szamponach i rzadko w żelach pod prysznic. W płynach do mycia naczyń jego dawka może stanowić około połowę całkowitej ilości surfaktantów, a rzeczywisty zakres regulacji jego proporcji w płynach do prania jest stosunkowo szeroki. Typowym układem związków chemicznych stosowanym w detergentach do mycia naczyń jest układ potrójny: „LAS (liniowy alkilobenzenosulfonian sodu) – AES (eterosiarczan alkoholu sodu) – FFA (alkiloalkoholoamid)”. Do głównych zalet liniowego alkilobenzenosulfonianu sodu należą dobra stabilność, silne właściwości czyszczące, minimalny wpływ na środowisko oraz zdolność do biodegradacji do nieszkodliwych substancji w niskiej cenie. Jego główną wadą jest silne działanie pobudzające. Alfa-olefinosulfonian sodu, znany również jako AOS, jest wysoce rozpuszczalny w wodzie i charakteryzuje się dobrą stabilnością w szerokim zakresie wartości pH. Spośród soli kwasu sulfonowego jego wydajność jest lepsza. Do jego wyjątkowych zalet należą dobra stabilność, dobra rozpuszczalność w wodzie, dobra kompatybilność, niskie ryzyko podrażnień i idealna degradacja mikrobiologiczna. Jest to jeden z głównych surfaktantów powszechnie stosowanych w szamponach i żelach pod prysznic. Jego wadą jest stosunkowo wysoka cena.

 

Siarczan
Do typowych substancji czynnych tego typu należą siarczan polioksyetylenowego eteru alkoholu tłuszczowego sodu i dodecylosiarczan sodu.

Siarczan polioksyetylenowego eteru alkoholu tłuszczowego sodu, znany również jako AES lub eter siarczanu alkoholu sodowego.

Łatwo rozpuszcza się w wodzie, może być stosowany w szamponie, żelu pod prysznic, płynie do mycia naczyń (detergencie) i płynie do prania. Rozpuszczalność w wodzie jest lepsza niż dodecylosiarczanu sodu i można go przygotować w dowolnej proporcji w postaci przezroczystego roztworu wodnego w temperaturze pokojowej. Zastosowanie alkilobenzenosulfonianu sodu w płynnych detergentach jest szersze i charakteryzuje się lepszą kompatybilnością niż w przypadku alkilobenzenosulfonianu o prostym łańcuchu; można go kompleksować z wieloma surfaktantami w formach binarnych lub wielokrotnych, tworząc przezroczyste roztwory wodne. Do jego wyjątkowych zalet należą niskie ryzyko podrażnień, dobra rozpuszczalność w wodzie, dobra kompatybilność oraz skuteczne zapobieganie wysuszaniu, pękaniu i szorstkości skóry. Wadą jest nieco słaba stabilność w środowisku kwaśnym oraz gorsza siła czyszcząca w porównaniu z liniowym alkilobenzenosulfonianem sodu i dodecylosiarczanem sodu.

Dodecylosiarczan sodu, znany również jako AS, K12, kokoilosiarczan sodu i środek spieniający laurylosiarczan sodu, jest niewrażliwy na alkalia i twardą wodę. Jego stabilność w środowisku kwaśnym jest gorsza niż siarczanów i zbliżona do siarczanu polioksyetylenowego eteru alkoholi tłuszczowych. Jest łatwo degradowalny i ma minimalny wpływ na środowisko. W przypadku stosowania w detergentach płynnych, kwasowość nie powinna być zbyt wysoka; zastosowanie etanoloaminy lub soli amonowych w szamponach i płynach do mycia ciała może nie tylko zwiększyć stabilność kwasową, ale także pomóc w zmniejszeniu podrażnień. Poza dobrą zdolnością pienienia i silnymi właściwościami czyszczącymi, jego działanie w innych aspektach nie jest tak dobre, jak siarczanu eteru alkoholi sodowych. Cena popularnych anionowych środków powierzchniowo czynnych jest zazwyczaj wyższa.

 

Surfaktant kationowy

W porównaniu z różnymi rodzajami surfaktantów, surfaktanty kationowe wykazują najsilniejsze działanie regulujące i bakteriobójcze, choć mają wady, takie jak słaba siła czyszcząca, słaba zdolność pienienia, słaba kompatybilność, wysoka podrażnialność i wysoka cena. Surfaktanty kationowe nie są bezpośrednio kompatybilne z surfaktantami anionowymi i mogą być stosowane jedynie jako środki kondycjonujące lub fungicydy. Surfaktanty kationowe są powszechnie stosowane jako pomocnicze surfaktanty w płynnych detergentach (jako drugorzędny składnik kondycjonujący w formulacjach) w produktach wyższej jakości, głównie w szamponach. Jako składnik regulujący, surfaktanty kationowe nie mogą być zastąpione innymi rodzajami surfaktantów w wysokiej jakości płynnych szamponach.

Do powszechnych rodzajów surfaktantów kationowych należą chlorek heksadecylotrimetyloamoniowy (1631), chlorek oktadecylotrimetyloamoniowy (1831), kationowa guma guar (C-14 S), kationowy pantenol, kationowy olej silikonowy, tlenek dodecylodimetyloaminy (OB-2) itp.

 

Surfaktant zwitterjonowy

Surfaktanty bipolarne to surfaktanty posiadające zarówno anionowe, jak i kationowe grupy hydrofilowe. Dlatego surfaktanty te wykazują właściwości kationowe w roztworach kwaśnych, anionowe w roztworach alkalicznych i niejonowe w roztworach obojętnych. Surfaktanty bipolarne łatwo rozpuszczają się w wodzie, stężonych roztworach kwasów i zasad, a nawet w stężonych roztworach soli nieorganicznych. Charakteryzują się dobrą odpornością na twardą wodę, niskim podrażnieniem skóry, dobrą miękkością tkanin, dobrymi właściwościami antystatycznymi, dobrym działaniem bakteriobójczym i dobrą kompatybilnością z różnymi surfaktantami. Do ważnych rodzajów surfaktantów amfoterycznych należą dodecylodimetylobetaina i karboksylan imidazoliny.

 

Surfaktant niejonowy

Surfaktanty niejonowe charakteryzują się dobrymi właściwościami, takimi jak rozpuszczalność, mycie, działanie antystatyczne, niskie podrażnienie i dyspersja mydła wapniowego. Zakres pH jest szerszy niż w przypadku surfaktantów jonowych. Poza właściwościami przeciwporostowymi i pieniącymi, inne właściwości są często lepsze niż w przypadku surfaktantów anionowych. Dodanie niewielkiej ilości surfaktantu niejonowego do surfaktantu jonowego może zwiększyć aktywność powierzchniową układu (w porównaniu z tą samą zawartością substancji czynnej). Główne odmiany obejmują amidy alkoholi alkilowych (FFA), etery polioksyetylenowe alkoholi tłuszczowych (AE) oraz etery polioksyetylenowe alkilofenoli (APE lub OP).

Amidy alkoholi alkilowych (FFA) to klasa niejonowych środków powierzchniowo czynnych o doskonałej wydajności, szerokim zastosowaniu i wysokiej częstotliwości stosowania, powszechnie stosowanych w różnych detergentach w płynie. W detergentach w płynie są one często stosowane w połączeniu z amidami, w stosunku 2:1 i 1,5:1 (amid alkoholi alkilowych:amid). Amidy alkoholi alkilowych mogą być stosowane w detergentach o odczynie lekko kwaśnym i zasadowym i stanowią najtańszą odmianę niejonowych środków powierzchniowo czynnych.

 

Zastosowanie środków powierzchniowo czynnych

Wraz z rozwojem nauki i technologii, a zwłaszcza przemysłu chemicznego i penetracją pokrewnych dyscyplin, rola i zastosowanie surfaktantów stały się coraz bardziej powszechne i dogłębne. Od wydobycia minerałów i rozwoju energetyki, po wpływ na komórki i enzymy, można znaleźć ślady surfaktantów. Obecnie zastosowanie surfaktantów nie ogranicza się do detergentów, past do zębów, emulgatorów kosmetycznych i innych codziennych gałęzi przemysłu chemicznego, ale rozszerzyło się na inne dziedziny produkcji, takie jak petrochemia, rozwój energetyki i przemysł farmaceutyczny.

 

Ekstrakcja ropy naftowej
W procesie wydobycia ropy naftowej, zastosowanie rozcieńczonych roztworów wodnych surfaktantów lub stężonych roztworów mieszanych surfaktantów z ropą i wodą może zwiększyć wydobycie ropy naftowej o 15–20%. Ze względu na zdolność surfaktantów do obniżania lepkości roztworów, są one stosowane podczas wierceń w celu zmniejszenia lepkości ropy naftowej i ograniczenia lub zapobiegania wypadkom wiertniczym. Mogą one również sprawić, że stare odwierty przestaną ponownie rozpylać ropę.

Rozwój energetyki
Surfaktanty mogą również przyczyniać się do rozwoju energetyki. W obecnej sytuacji rosnących światowych cen ropy naftowej i ograniczonych zasobów ropy naftowej, rozwój paliw mieszanych z węglem kamiennym ma ogromne znaczenie. Dodanie surfaktantów do procesu może prowadzić do powstania nowego rodzaju paliwa o wysokiej płynności, które może zastąpić benzynę jako źródło energii. Dodanie emulgatorów do benzyny, oleju napędowego i oleju ciężkiego nie tylko oszczędza zasoby ropy naftowej, ale także poprawia sprawność cieplną i zmniejsza zanieczyszczenie środowiska. Dlatego surfaktanty mają ogromne znaczenie dla rozwoju energetyki.

Przemysł tekstylny
Zastosowanie surfaktantów w przemyśle tekstylnym ma długą historię. Włókna syntetyczne mają wady, takie jak szorstkość, niedostateczna puszystość, podatność na adsorpcję elektrostatyczną pyłu oraz słabsze wchłanianie wilgoci i gorsze odczucia w dotyku w porównaniu z włóknami naturalnymi. Zastosowanie specjalistycznych surfaktantów pozwala znacznie zredukować te wady włókien syntetycznych. Surfaktanty są również stosowane jako zmiękczacze, środki antystatyczne, środki zwilżające i penetrujące oraz emulgatory w przemyśle druku i farbowania tekstyliów. Zastosowanie surfaktantów w tym przemyśle jest bardzo szerokie.

Czyszczenie metali
Do czyszczenia metali, tradycyjne rozpuszczalniki obejmują rozpuszczalniki organiczne, takie jak benzyna, nafta i czterochlorek węgla. Według odpowiednich danych statystycznych, ilość benzyny zużywanej do czyszczenia części metalowych w Chinach sięga nawet 500 000 ton rocznie. Środki czyszczące na bazie wody, zawierające surfaktanty, pozwalają oszczędzać energię. Według obliczeń, jedna tona środka czyszczącego może zastąpić 20 ton benzyny, a jedna tona surowca ropopochodnego może być wykorzystana do wyprodukowania 4 ton środka czyszczącego, co wskazuje na ogromne znaczenie surfaktantów w oszczędzaniu energii. Środki czyszczące do metali z zewnętrznymi surfaktantami charakteryzują się również nietoksycznością, niepalnością, nie zanieczyszczaniem środowiska i zapewnieniem bezpieczeństwa pracowników. Tego rodzaju środki czyszczące są szeroko stosowane do czyszczenia różnych rodzajów elementów metalowych, takich jak silniki lotnicze, samoloty, łożyska itp.

Przemysł spożywczy
W przemyśle spożywczym surfaktanty to wielofunkcyjne dodatki stosowane w produkcji żywności. Surfaktanty spożywcze wykazują doskonałe właściwości emulgujące, zwilżające, zapobiegające przywieraniu, konserwujące i flokulujące. Dzięki specjalnemu działaniu mogą nadać ciastu chrupkość, spienić produkty spożywcze, zmiękczyć chleb, a także równomiernie rozprowadzać i emulgować surowce, takie jak masło sztuczne, majonez i lody, co ma wyjątkowy wpływ na usprawnienie procesu produkcyjnego i poprawę jakości produktów.

Pestycydy rolnicze to płynne emulsje, które ze względu na napięcie powierzchniowe cieczy mają tę wadę, że trudno je rozprowadzać po oprysku liści roślin. Dodanie surfaktantu do roztworu pestycydu może obniżyć napięcie powierzchniowe cieczy, co oznacza, że ​​płyn traci swoją aktywność powierzchniową, a płyn pestycydowy będzie się łatwo rozprowadzał po powierzchni liści, zwiększając tym samym jego działanie owadobójcze.