Di mana untuk membeli surfaktan? Pembekal ejen aktif permukaan.

Bergantung pada strukturnya, atau lebih khusus pada cas yang diperoleh surfaktan ionik dalam larutan akueus, ia dibahagikan kepada empat jenis.

Surfaktan ionik

Anionic

mempunyai serpihan hidrofilik yang mempunyai cas negatif . Mereka dicirikan oleh sifat pembersihan dan pembasuhan. Ia didapati dalam formulasi detergen berasaskan cecair dan serbuk. Mereka mempunyai sifat membentuk buih dan membasahkan. Mereka mempunyai kesan kerengsaan ringan pada kulit. Mereka sering memerlukan tambahan surfaktan untuk meningkatkan kelikatan formulasi.

Cationic

mempunyai ‘kepala’ bercas positif Mereka dicirikan oleh sifat penyaman, antistatik dan bakteria.

Amphoteric

mempunyai cas positif dan negatif pada bahagian aktif permukaannya. Mereka memenuhi pembentukan buih, penstabilan buih, serta peranan pengemulsi dan pembasahan. Mereka mengehadkan kesan kerengsaan kulit daripada bahan kimia, sambil tidak menyebabkan kerengsaan itu sendiri. Serasi dengan surfaktan anionik. Dicirikan oleh kebolehbiodegradan sedia.

Surfaktan bukan ionik

Non-ionic

serpihan hidrofilik tidak mempunyai cas. Sebatian ini dicirikan oleh sifat pengemulsi, pembasahan dan penyebaran. Mereka mampu menstabilkan buih dalam air keras. Mereka memberikan kesan sinergistik dengan surfaktan anionik. Mereka dicirikan oleh kebolehbiodegradan sedia. Mereka mempamerkan kesan kerengsaan yang lebih lemah daripada agen aktif permukaan anionik.

Surfaktan mempunyai struktur kimia yang berbeza-beza. Akibatnya ia dicirikan oleh rangkaian keseluruhan sifat dan mempunyai banyak fungsi yang berbeza. Oleh itu, bahan-bahan ini digunakan dalam hampir setiap industri. Surfaktan tunggal biasanya mempunyai pelbagai sifat, yang mempengaruhi penggunaan muktamadnya. Pemilihan bahan mentah yang betul adalah kunci dalam pengeluaran surfaktan. Peringkat inilah yang menentukan parameter dan sifat fizikokimia surfaktan yang terhasil, dan oleh itu penggunaannya yang seterusnya. Sebagai contoh, agen dobi dan pencuci menggunakan surfaktan dengan sifat membentuk buih dan membasahkan yang sangat baik, manakala kosmetik menggunakan surfaktan yang merupakan pengemulsi yang baik.

Selepas larut atau tersebar dalam cecair, surfaktan diserap pada sempadan fasa , mengubah tegangan permukaan antara fasa. Sebatian ini juga mempunyai kualiti yang sama yang membolehkan mereka membentuk misel . Surfaktan dicirikan oleh ketahanan terhadap kesan alkali dan air keras.

Keterlarutan surfaktan dalam air

Oleh kerana struktur hidrofilik-hidrofobiknya , surfaktan larut dalam banyak pelarut yang berbeza.

Keterlarutan agen aktif permukaan ionik berpunca daripada kebolehannya untuk mengasingkan dan menghasilkan ion. Keterlarutan surfaktan bukan ionik kepunyaan kumpulan sebatian polioksietilena atau polioksipropilenasi adalah, sebaliknya, disebabkan oleh pembentukan rangkaian ikatan hidrogen antara molekul air dan oksigen eter.

Keterlarutan dalam sebatian polar berpunca daripada kehadiran serpihan hidrofilik dalam molekul. Walau bagaimanapun, semakin panjang dan kurang bercabang rantai hidrokarbon, semakin rendah keterlarutan air.

Keterlarutan air surfaktan boleh diselaraskan dengan mengubah suai strukturnya. Meningkatkan keterlarutan adalah mungkin dengan memasukkan bahagian polioksietilena dalam molekul atau dengan melintasi titik Krafft, iaitu suhu tertentu di atasnya peningkatan mendadak dalam keterlarutan akibat pembentukan misel berlaku. Keterlarutan air bagi agen aktif permukaan boleh dikurangkan dengan memasukkan propilena oksida ke dalam strukturnya.

Keterlarutan air surfaktan juga berkaitan secara langsung dengan nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB).

Ketegangan permukaan surfaktan

Ketegangan permukaan ialah daya yang bertindak pada sempadan antara fasa . Ia adalah ciri kuantiti tetap untuk setiap cecair individu, sangat bergantung pada suhu dan persekitaran di mana cecair itu bersentuhan. Ketegangan permukaan adalah hasil daripada ketidakseimbangan daya yang bertindak ke atas molekul yang terletak pada permukaan cecair dan dalam pukalnya.

Molekul surfaktan diserap pada permukaan fasa cecair, meletakkan diri mereka dengan kepala kutubnya ke arah sebahagian besar cecair, dan dengan ekor hidrofobik ke arah udara. Hasil daripada susunan molekul sedemikian, tegangan permukaan cecair berkurangan . Apabila jumlah surfaktan yang lebih besar ditambah, molekulnya tersebar dalam keseluruhan sebahagian besar cecair dengan cara yang tidak teratur, sehingga kepekatan misel kritikal (CMC) melebihi. Molekul kemudian mula menyusun diri mereka dalam bentuk sfera yang dipanggil micelles .

Apabila kepekatan surfaktan dalam larutan meningkat, tegangan permukaannya turun ke tahap tertentu dan kekal malar, tanpa mengira sebarang peningkatan kepekatan berikutnya. Agen aktif permukaan bukan ionik adalah yang paling berkesan untuk mengurangkan ketegangan permukaan.

Mengetahui kepekatan misel kritikal adalah sangat penting apabila menggunakan agen aktif permukaan. Ini kerana ia menentukan kepekatan ambang yang paling sesuai untuk digunakan dalam produk untuk surfaktan tertentu.

Kaedah yang membolehkan mengukur tegangan permukaan termasuk kaedah stalagmometrik, kaedah kenaikan kapilari, dan kaedah tekanan gelembung maksimum.

Sifat penghasil buih surfaktan

Sifat penghasil buih surfaktan ialah keupayaan surfaktan menghasilkan buih. Ukuran mereka ialah isipadu buih yang dihasilkan daripada larutan yang mengandungi surfaktan di bawah keadaan tertentu. Sifat agen aktif permukaan ini berpunca daripada keupayaan mereka untuk menyusun diri mereka menjadi misel dan menstabilkan gelembung udara.

Dalam cecair tulen, tiada proses berbuih berlaku. Untuk menghasilkan buih, udara atau gas lain dimasukkan ke dalam cecair dengan surfaktan yang sesuai. Molekul surfaktan kemudiannya dipesan pada sempadan antara fasa cecair-gas. Jika kepekatan surfaktan dalam larutan adalah tinggi, molekul agen aktif permukaan menyusun dirinya secara berserenjang dengan sempadan fasa cecair-gas. ‘Kepala’ hidrofilik meletakkan diri mereka ke arah sebahagian besar cecair, manakala ‘ekor’ hidrofobik menghala ke arah udara. Apabila gelembung gas dibebaskan daripada fasa cecair, molekul surfaktan diserap pada permukaan gas, membentuk buih.

Keupayaan surfaktan membentuk buih bergantung kepada beberapa faktor, seperti kepekatan dan struktur kimia surfaktan, nilai pH larutan, kehadiran bahan lain dalam larutan, serta kekerasan air. Molekul surfaktan dengan rantai alkil 12–15 atom panjang, atau dengan rantai polioksietilena yang mengandungi 10–12 kumpulan oksietilena, mempunyai sifat membentuk buih terbaik. Sebaliknya, molekul surfaktan dengan rantai alkil lebih pendek daripada 10 atau lebih panjang daripada 16 atom karbon mempunyai sifat membentuk buih yang paling teruk.

Keupayaan berbuih setiap surfaktan boleh dilaraskan dengan mengubah suai strukturnya. Memasukkan bahagian polioksipropilena ke dalam molekul agen aktif permukaan membolehkan kita mengurangkan pembuihnya, manakala penambahan etilena oksida meningkatkan keupayaan membentuk buih surfaktan.

Sifat penghasil buih surfaktan memainkan peranan penting dalam banyak aplikasi industri , contohnya pengapungan mineral, pengeluaran detergen, dan dalam industri makanan. Dalam sesetengah kes, berbuih adalah tidak diingini, malah berbahaya. Fenomena ini menjadi penghalang terutamanya dalam industri tekstil, proses pencucian dan pencucian industri, dan dalam mesin basuh rumah automatik. Untuk mengeluarkan atau mengehadkan keupayaan berbuih surfaktan, penambahan agen anti-berbuih boleh digunakan (cth sediaan silikon atau agen aktif permukaan bukan ionik tertentu).

Surfaktan yang tergolong dalam agen anti-buih mempunyai nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik dalam julat 1.5-3. Apabila keupayaan surfaktan menghasilkan buih diuji, kestabilan dan ketumpatan buih dinilai sebagai tambahan kepada isipadunya.

Sifat pembasahan surfaktan

Kebolehbasahan adalah satu lagi kualiti ciri agen aktif permukaan. Terima kasih kepada keupayaan molekul untuk mengurangkan ketegangan permukaan antara cecair dan pepejal, dan untuk mengeluarkan udara dari permukaan pepejal, deliquescence titisan cecair pada permukaan sangat meningkat. Dengan kata lain, kebolehbasahan ialah keupayaan molekul surfaktan dan penyelesaiannya untuk merebak pada permukaan yang digunakan. Hasil daripada fenomena ini ialah penghalang tenaga yang diturunkan antara larutan dan permukaan yang dibasahi. Fenomena ini membawa kepada peningkatan kawasan sentuhan, yang meningkatkan keberkesanan dan kelajuan proses tertentu.

Apabila cecair tulen dibandingkan dengan cecair dengan penambahan surfaktan, perbezaan dalam kawasan yang diambil oleh mana-mana titisan jelas kelihatan.

Terima kasih kepada sifat pembasahan surfaktan, tekstil boleh dibasahi dengan air dengan lebih cepat , yang mempercepatkan proses pencucian. Kualiti ini juga digunakan dalam agrokimia (cth membasahkan permukaan daun oleh cecair yang disembur), dalam industri cat dan varnis, dan dalam industri pembinaan.

Kuantiti yang menerangkan keupayaan cecair untuk membasahkan pepejal ialah sudut pembasahan Θ, iaitu sudut antara permukaan basah dan titisan pembasahan. Apabila sudut sama dengan sifar, ia bermakna jumlah pembasahan permukaan tertentu oleh titisan cecair. Sudut 0° < Θ < 90° adalah ciri untuk cecair separa membasahkan, manakala sudut 90° < Θ < 180° bermaksud cecair separa tidak basah. Cecair yang tidak mempunyai keupayaan membasahkan sepenuhnya mempunyai sudut pembasahan Θ 180°.

Pengemulsian

Pengemulsian melibatkan pembentukan ampaian dua bahan yang saling tidak larut dan tidak bercampur, sekurang-kurangnya satu daripadanya adalah cecair. Hasil daripada proses ini, sistem penyebaran heterogen terbentuk , yang dipanggil emulsi . Jika kedua-dua komponen adalah cecair, emulsi adalah penggantungan titisan satu fasa dalam fasa yang lain. Satu cecair ialah fasa berterusan, atau luaran, yang lain – fasa tersebar atau dalaman. Walau bagaimanapun, untuk sistem sedemikian menjadi stabil, perlu menggunakan surfaktan, yang mengelilingi titisan satu cecair, memisahkannya daripada fasa lain dan menghalangnya daripada bergabung menjadi agregat yang lebih besar. Ini berlaku terima kasih kepada susunan molekul agen aktif permukaan. Mereka menyusun diri mereka dengan kepala hidrofilik ke arah pelarut polar, dan dengan ekor hidrofobik ke arah fasa bukan kutub. Beginilah bagaimana emulsi minyak dalam air terbentuk , di mana fasa berterusan ialah air kutub dengan fasa berminyak bukan kutub yang tersebar, atau sebaliknya – emulsi W/O, iaitu air dalam minyak .

Istilah emulsi tidak boleh digunakan untuk menerangkan campuran gas atau pepejal dalam cecair, ampaian sebatian perak dalam cecair (dipanggil emulsi fotografi), dan campuran yang digunakan dalam enjin pembakaran (dipanggil emulsi bahan api-udara).

Perkaitan pengemulsi kepada fasa berminyak dan fasa akueus diberikan oleh parameter HLB (imbangan hidrofilik-lipofilik). Nilainya menentukan sama ada agen aktif permukaan tertentu lebih baik untuk menstabilkan emulsi air dalam minyak atau minyak dalam air. Pengemulsi dengan HLB lebih rendah daripada 10 biasanya menstabilkan emulsi air dalam minyak, manakala pengemulsi dengan HLB lebih daripada 10 menstabilkan emulsi minyak dalam air.

Semasa proses pengemulsi, kestabilan emulsi yang terhasil dan kemudahan pembentukannya adalah isu penting. Pengemulsi boleh mempunyai beberapa sifat dan aplikasi yang berguna untuk fungsi yang dimaksudkan. Keperluan yang diletakkan pada pengemulsi termasuk: pengurangan tegangan permukaan pada sempadan antara fasa, pencegahan fenomena penyongsangan, penstabilan emulsi, dan kekurangan ketoksikan atau bau. Biasanya, pengemulsi individu hanya mempunyai beberapa sifat yang dikehendaki, jadi campuran pengemulsi yang sesuai sering digunakan.

Keupayaan untuk membentuk emulsi membolehkan surfaktan digunakan dalam banyak industri. Dengan fenomena ini, kami mampu menghasilkan kosmetik, cat, pelekat, varnis dan plastik. Selain itu, surfaktan digunakan sebagai pengemulsi dalam metalurgi, makanan, pengekstrakan sumber, bahan api, tekstil, kimia, pembinaan dan banyak industri lain.

Detergensi

Detergensi ialah proses penyingkiran kekotoran . Ia berlaku dengan penyertaan surfaktan, yang mengelilingi zarah-zarah kotoran, meletakkan kedudukan dengan ekor bukan kutub, iaitu rantai hidrokarbon ke arah mereka. Seterusnya, mereka memecahkan kotoran dari permukaan dan mengelilinginya dari semua sisi, membentuk misel . Emulsi yang dihasilkan menjadikannya mudah untuk menghilangkan kekotoran.

Ambil perhatian bahawa surfaktan mempamerkan kesan sinergistik apabila digabungkan dengan agen aktif permukaan lain. Sinergisme ialah fenomena di mana kesan dua atau lebih komponen adalah lebih besar daripada jumlah kesan individu yang diambil secara berasingan.

Kedua-dua di Poland dan di seluruh dunia, permintaan untuk surfaktan terus meningkat, terutamanya di kawasan-kawasan yang terdapat kepekatan populasi yang besar (Asia-Pasifik). Penyelidikan pasaran yang tersedia mengesahkan bahawa minat terhadap kumpulan bahan kimia ini semakin meningkat dan akan terus berkembang pada tahun-tahun akan datang. Punca utama trend ini dipercayai adalah permintaan yang semakin meningkat daripada penduduk terhadap detergen, kosmetik dan produk kebersihan diri . Satu lagi pemacu peningkatan permintaan untuk surfaktan ialah pertumbuhan industri, dan seterusnya permintaan untuk agen aktif permukaan pakar dengan fungsi dan sifat yang berbeza. Pasaran untuk sebatian ini hari ini dibentuk oleh beberapa dozen pengeluar utama, dan pembangunan industri surfaktan diputuskan terutamanya oleh inovasi, kepelbagaian fungsi produk, pengenalpastian niche di pasaran, dan menyesuaikan julat pakar kepada keperluan individu pelanggan yang beroperasi di industri yang berbeza. Atas sebab ini, pengeluar surfaktan menumpukan pada menggunakan produk inovatif, membangunkan teknologi pengeluaran baharu dan mencari aplikasi pakar baharu.

Pasaran surfaktan terbahagi kepada dua bahagian . Yang pertama ialah surfaktan yang dihasilkan dan digunakan dalam kuantiti yang banyak, dipanggil surfaktan jisim . Kumpulan kedua ialah surfaktan pakar , yang parameter dan sifatnya disesuaikan untuk keperluan khusus pengguna mereka. Kedua-dua kumpulan ini sangat popular dengan pengguna mereka, terutamanya kimia isi rumah dan syarikat kimia kebersihan diri, serta pengeluar formulasi untuk aplikasi industri. Jualan dijalankan sama ada secara langsung oleh pengilang atau melalui rangkaian pengedaran .

Faktor-faktor yang membentuk jualan surfaktan ialah: permintaan untuk produk yang dihasilkan berdasarkan mereka, arah aliran pembangunan dalam industri, serta teknologi baharu . Keadaan ekonomi , dasar monetari dan keupayaan untuk mendapatkan pembiayaan luar juga merupakan pengaruh yang ketara. Harga dan ketersediaan bahan mentah, persaingan antara pembekal surfaktan, serta kos pengeluaran mereka juga mempunyai kesan besar terhadap jualan surfaktan.

Wilayah di mana pasaran surfaktan berkembang paling pesat, baik dari segi jualan dan penggunaan, ialah kawasan Asia-Pasifik . Pada masa ini, ia adalah pasaran yang paling menjanjikan untuk pengeluar sebatian ini. Potensinya terletak pada faktor makroekonomi, seperti dinamik pertumbuhan ekonomi yang tinggi, pasaran tidak tepu, populasi yang semakin meningkat dan peningkatan taraf hidup. Pasaran Eropah berbeza daripada pasaran global dengan ketepuan yang tinggi dan sangat berdaya saing. Pengguna surfaktan terbesar di Eropah adalah negara yang terletak di bahagian baratnya, terutamanya Jerman.