Surfaktan anionik | Kumpulan PCC

Ciri-ciri dan sifat-sifat surfaktan anionik

Surfaktan adalah antara sebatian kimia yang paling serba boleh dalam industri. Ia merupakan molekul amfifilik dengan kedua-dua bahagian hidrofilik dan hidrofobik dalam strukturnya. Struktur unik ini memberikannya sifat permukaan yang luar biasa.

Amfifil dengan cas negatif pada kumpulan kutubnya dipanggil surfaktan anionik. Dalam larutan dan campuran, ia terletak di antara muka antara fasa yang mempunyai kekutuban yang berbeza. Ini membolehkannya mengurangkan tegangan permukaan dan antara muka dengan berkesan.

Sifat-sifat utama surfaktan anionik:

Keupayaan pengemulsian,
Sifat pembasahan yang sangat baik,
Keupayaan berbuih yang tinggi dan stabil (dalam julat pH yang luas),
Ciri-ciri pencucian dan pembersihan yang sangat baik,
Kesan hidrotropik,
Kebolehuraian biologi yang baik.

Contoh surfaktan anionik – pengelasan kimia

Kumpulan kimia utama surfaktan anionik termasuk:

Karboksilat: Ini adalah garam dan ester asid karboksilik yang lebih tinggi yang, apabila diurai dalam air, membentuk anion bercas negatif. Ia dibentuk melalui karboksimetilasi alkohol lemak etoksilat. Jenis surfaktan ini termasuk garam asid lemak, N-asilaminokarboksilat, dsb.

Sulfonat: Ini adalah terbitan asid sulfonik. Kumpulan hidrofilik dalam sebatian ini terikat secara langsung kepada karbon (melalui ikatan CS), yang menjadikannya stabil secara kimia. Surfaktan anionik dalam bentuk sulfonat termasuk, contohnya, natrium dodesilbenzenasulfonat, natrium alkil sulfonat (SAS), dsb.

Sulfat: Dalam kelas surfaktan ini, kumpulan anionik dikaitkan dengan molekul melalui ikatan oksigen-sulfur. Ia dicirikan oleh sifat pembersihan yang sangat baik . Kumpulan ini merangkumi sebatian seperti natrium lauril sulfat (SLS), ammonium lauril sulfat (ALS), serta natrium alkohol lemak eter sulfat (AES), dsb.

Ester fosfat: Ini adalah sekumpulan sebatian di mana anion dikaitkan dengan molekul melalui ikatan oksigen-fosforus. Bahan permulaan dalam proses fosforasi boleh jadi alkohol lemak atau perantaraan etoksilasi. Jenis surfaktan ini termasuk alkil fosfat, ester berdasarkan alkohol etoksilasi, dsb.

Bagaimana untuk memilih surfaktan anionik yang berkesan?

Memilih surfaktan yang tepat untuk sesuatu formulasi adalah penting untuk mencapai prestasi pembersihan dan kestabilan produk yang optimum. Kriteria pemilihan yang paling penting ialah:

tujuan penggunaan produk ini: surfaktan anionik biasanya merupakan pilihan pertama untuk detergen, dalam aplikasi yang memerlukan kuasa pembersihan yang tinggi, sifat pembuih yang kuat dan keberkesanan yang baik (contohnya EXOsoft PC35),
kekerasan air: surfaktan anionik cenderung membentuk garam tak larut dengan ion divalen. Kepekatan tinggi dalam formulasi akan menghasilkan mendapan. Garam asid lemak dicirikan oleh rintangan yang lebih rendah. Sebaliknya, eter sulfat (contohnya ROSULfan®L/PH MB) dan sulfonat, disebabkan oleh kehadiran kumpulan etoksilasi ( ) atau ikatan sulfonik yang kuat, tidak mudah termendak dalam air keras,
Keperluan pembuih: apabila sejumlah besar buih perlu dihasilkan, surfaktan anionik bukanlah pilihan terbaik. Ester fosfat terutamanya berbuih rendah (direka bentuk, contohnya, untuk mencuci mesin, contohnya EXOfos®PD-103LP). Dalam produk yang memerlukan buih (contohnya syampu), sulfat dan sulfosuksinat (contohnya EXOsoft L3/40) adalah lebih sesuai,
kestabilan dalam julat pH yang luas: dalam formulasi dengan julat pH yang rendah, adalah lebih baik untuk menggunakan, contohnya, alkilbenzenasulfonat (contohnya EXOcal 60). Sebatian seperti SLS atau SLES mungkin mengalami hidrolisis. Sebaliknya, dalam persekitaran alkali, kebanyakan surfaktan anionik adalah stabil. Sesetengah produk juga menunjukkan kestabilan yang tinggi dalam persekitaran alkali dan berasid (contohnya ROSULfan E).

Surfaktan anionik berbanding sebatian aktif permukaan yang lain

Julat tindakan surfaktan adalah sangat luas. Ia berbeza dari segi struktur kimianya, dan seterusnya dari segi sifat dan bidang aplikasinya.

Surfaktan anionik membawa cas negatif pada permukaan hidrofiliknya. Ia sangat berkesan dalam menanggalkan kotoran dan gris, menjadikannya pilihan yang popular dalam detergen dan agen pembersih. Ia dikenali kerana tindakannya yang kuat. Kadangkala, penambahan surfaktan bukan ionik kepada formulasi boleh mengurangkan kesan kerengsaan surfaktan anionik dengan ketara, dan untuk aplikasi yang memerlukan tindakan lembut (contohnya dalam produk penjagaan bayi), adalah wajar untuk mempertimbangkan surfaktan amfoterik yang lebih lembut.

Surfaktan anionik dicirikan oleh sifat pembersihan dan pembasahan yang sangat baik. Walau bagaimanapun, keberkesanannya mungkin terhad oleh air keras. Tidak seperti surfaktan bukan ionik, ia mempamerkan sifat pembuih yang sederhana. Kelebihan utama surfaktan anionik ialah keserasiannya yang baik dengan sebatian anionik, bukan ionik dan amfoterik yang lain. Ia mempamerkan interaksi yang terhad dengan surfaktan kationik.

Piawaian keselamatan dalam teknologi surfaktan

Peletakan bahan kimia seperti surfaktan anionik atau penggunaannya dalam proses perindustrian dan makmal memerlukan pematuhan ketat terhadap tiga perundangan utama: REACH, CLP dan Peraturan Detergen.

Peraturan REACH dan CLP membentuk asas untuk memastikan keselamatan bahan kimia. Ia mengawal selia isu-isu seperti pendaftaran, pengedaran dan pelabelan surfaktan yang dihasilkan (penggunaan piktogram dan pernyataan bahaya (H) yang sesuai adalah amat penting). Ia mentakrifkan maklumat yang mesti disertakan dalam Helaian Data Keselamatan dengan ketat – termasuk butiran tentang ketoksikan, degradasi dan risiko pendedahan. Ia memberi penekanan yang besar untuk mengenal pasti sisa dalam surfaktan anionik yang mempengaruhi profil toksikologi bahan tersebut.

Peraturan mengenai surfaktan anionik dalam kosmetik adalah sangat ketat. Setiap satu mesti menjalani penilaian toksikologi dan mempunyai apa yang dipanggil Laporan Keselamatan. Sama pentingnya ialah kawalan kandungan bahan cemar yang mungkin timbul sebagai hasil sampingan dalam pengeluaran surfaktan.

Beberapa peraturan perundangan juga merangkumi surfaktan anionik yang digunakan sebagai bahan tambahan dalam industri agrokimia. Ini memerlukan kelulusan mengenai keselamatan bersentuhan dengan tumbuhan dan kesannya terhadap organisma bukan sasaran. Sama pentingnya untuk memenuhi kriteria biodegradasi yang ditetapkan dalam Peraturan (EC) No. 648/2004 mengenai detergen dan mematuhi piawaian biodegradasi mengikut garis panduan OECD.

Bidang utama di mana surfaktan anionik digunakan

Kosmetik dan produk penjagaan diri

Surfaktan anionik merupakan bahan pembersih utama dalam produk kosmetik. Ia terdapat dalam produk seperti syampu rambut, gel mandian, sabun cecair, perapi rambut, penyembur rambut, dan sebagainya. Sesetengah sebatian dalam kumpulan ini sangat lembut pada kulit, yang menjadikannya sesuai digunakan dalam kosmetik kanak-kanak dan produk kebersihan intim terpilih.

Detergen dan bahan kimia isi rumah

Disebabkan oleh sifat pembersihannya yang sangat baik, surfaktan anionik digunakan sebagai bahan aktif utama dalam sabun dan detergen kimia, serta formulasi pembersihan dan pencucian yang lain. Kebanyakannya sangat tahan terhadap air keras, yang menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam cecair pencuci pinggan mangkuk. Di samping itu, ia menghasilkan sejumlah besar buih apabila dicampurkan. Sesetengah surfaktan anionik adalah hipoalergenik, itulah sebabnya ia sering digunakan dalam detergen yang direka untuk kulit sensitif. Selain bahan kimia isi rumah, surfaktan anionik sering digunakan dalam industri automotif, di mana ia merupakan bahan dalam produk pembersihan dan penjagaan kereta.

Pengeluaran cat dan varnis

Surfaktan anionik merupakan komponen yang amat penting dalam formulasi yang dihasilkan semasa pencampuran cat dan varnis. Tindakan permukaan sebatian ini memastikan kestabilan pigmen dalam campuran dan penyebarannya yang baik. Yang penting, ia serasi dengan kebanyakan komponen yang biasa digunakan dalam penghasilan cat dan varnis (pigmen tak organik dan pengisi mineral, agen penyebaran dan pembasahan, pengubah reologi dan agen anti-pembuih).

Industri agrokimia

Dalam formulasi agrokimia, surfaktan anionik bertindak sebagai agen penyebaran dan pengemulsi. Ia menstabilkan campuran yang terhasil dan mencegah penyingkirannya. Ia berfungsi dengan baik dengan semua jenis emulsi, pekatan dan penyebaran yang digunakan dalam industri agrokimia. Walau bagaimanapun, ia menunjukkan prestasi aplikasi terbaik dengan pekatan penggantungan.

Pembinaan

Sesetengah surfaktan anionik bertindak sebagai agen penahan udara yang ditambah kepada campuran pembinaan. Ia digunakan, sebagai contoh, dalam pengeluaran papan gipsum, membolehkan pembuatan bahan yang ringan dan tahan lama.

Aplikasi perindustrian lain

Pempolimeran emulsi – ia menstabilkan penyebaran. Ini membolehkan kawalan ke atas saiz zarah dalam pelbagai sistem.
Agen pemadam api – ia adalah komponen agen pemadam api sintetik, di mana ia bertindak sebagai agen pembuih asas.
Industri tekstil – ia memainkan peranan penting dalam proses seperti membasahkan, mencuci dan mewarna fabrik.
Industri metalurgi – ia termasuk dalam penyediaan kerja logam. Digunakan untuk membersihkan permukaan keras, serta dalam proses pemotongan, pengisaran dan pengecapan logam.
Industri makanan dan makanan – beberapa surfaktan anionik telah diluluskan untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan tidak langsung.