کاربرد دترجنت ها و انواع تمیز کننده ها

کاربرد دترجنت ها و انواع تمیز کننده ها
کاربرد دترجنت ها و انواع تمیز کننده ها
50,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 52 صفحه _ فرمت WORD _ دانلود مطالب بلافاصله پس از پرداخت آنلاین

مقدمه
انواع دترجنت ها و كاربرد آنها
مقدمه اي بر سورفكتانتها
سورفكتانت:
كلمه Surfactant مخفف عبارت، AgeNT، ACTive، SURFace مي باشد.
ملكول سورفكتانت شامل دو قسمت مجزاي ساختماني است، يك قسمت آبدوست (چربي گريز) و يك قسمت آبگريز (چربي دوست).
قسمت آب گريز (چربي دوست) اكثر سورفكتانتها شامل يك زنجير هيدروكربني است كه معمولاً طول متوسط آن از 12 تا 18 اتم كربن است و ممكن است شامل يك حلقه آروماتيك باشد.
در شكل (1-3) چگونگي عمل سورفكتانت در يك محلول نشان داده شده است ملاحظه مي شود كه سر آبدوست به سمت آب جهت گيري كرده و سر آب گريز به سمت خارج آب جهت گيري نموده است. به همين سبب است كه سورفكتانها در سطح تجمع پيدا مي كنند و آنرا تحت تاثير خود قرار مي دهند.
شكل (1-3): جهت گيري ملكولهاي سورفكتانت در سطح تماس هوا با يك محلول

در شكل (2-3) بصورت شماتيك گروه آبدوست و آب گريز نمايش داده شده است. (گروه آبگريز در سمت چپ و گروه آبدوست در سمت راست).
در توده مايع ملكولهاي سورفكتانت به فرم: micelle هايي جمع مي شوند كه نمايش دياگرامي فرم كروي يك micelle در شكل (3-3) نشان داده شده است:
استفاده اصلي سورفكتانتها براي ساخت دترجنت ها است، بدون اغراق هزاران تركيب از آن بصورت، پودرها، ژلها، محلولها و خميرها فرموله شده و فروخته مي شوند.
براي اپتيمم كردن قدرت پاك كنندگي قسمت غيرآبدوست كه همان ملكول هيدروكربن است بايد در رنج   تركيبات بالاي   عموماً حلاليت كم دارند و تركيبات زير   فرم Micelle موثر ندارند.
ويژگيهاي سورفكتانتها:
سورفكتانتها مواد شيميايي هستند كه شش ويژگي بنيادي زير را دارا هستند:
1-    جذب بين سطحي:
غلظت تعادلي يك ماده فعال سطحي در سطح تماس دو فاز بيشتر از غلظت آن در كل فضاي هر يك از فازهاست. به اين دليل است كه مقادير كم اين مواد مي‌تواند كشش سطحي را به مقدار زيادي كاهش دهد.
2-    ساختار دو گونه خواه:
ملكول هر ماده فعال سطحي حاوي گروه هاي داراي تمايل متضاد در انحلال پذيري است. يعني برخي گروهها به حل شدن در فاز قطبي متمايل هستند، و گروههاي ديگر به انحلال در فازهاي غير قطبي تمايل دارند. اين ويژگي را با ضريب موازنه آبخواهي چربي خواهي (HLB) بياني مي كنند.
 
3-انحلال پذيري:
يك ماده فعال سطحي بايد حداقل در يك فاز مربوط به يك سيستم مايع انحلال پذير باشد تا بتوان آنرا ماده فعال سطحي ناميد.
4- توانايي تشكيل Micelle:
ملكولها يا يونهاي مواد فعال سطحي حل شده، وقتيكه غلظت آنها در محلول يك مايع به يك مقدار حداقل برسد، انبوهه هاي كوچكي بنام micelle بوجود مي آورند.
5- جهت گيري در سطح تماس دو مايع:
ملكولها يا يونهاي فعال سطحي در سطح تماس دو فاز مايع و گاز لايه منظمي كه در آن ملكولها بطور منظم جهت گيري كرده اند بوجود مي آورند.
6- خواص اصلي:
محلول مواد فعال سطحي بايد چند نوع از اينگونه خواص را دارا باشد، اين خواص عبارتند از: زدايش (شويندگي)، كف كنندگي خيس كنندگي، امولسيون كنندگي، حل‌كنندگي و پخش كنندگي.
دسته بندي سورفكتانتها:
تعداد ملكولهاي سورفكتانت مختلف كه در زمانهاي مختلف ساخته شده اند يا ساخته خواهند شد به صدها يا حتي ممكن است به هزارها برسد و اين تعداد در تئوري ممكن است به ميليونها ملكول سورفكتانت برسد.
در فهرست و دسته بندي سورفكتانتها كه در ادامه آورده مي شود، R ممكن است بصورت 12 تا 18 اتم كربن درنظر گرفته شود.
زنجيرهاي هيدروكربني كه از روغنهاي گياهي يا چربيهاي حيواني بدست مي آيند شامل تعداد زوجي از اتمهاي كربن مي باشند ولي زنجيرهاي هيدروكربني از منابع پتروشيميايي شامل تعداد زوج و فردي از كربن مي باشند.
الف – دترجنت هاي آنيوني:
دترجنت هاي آنيوني دسته اي از شوينده ها هستند كه هنگاميكه در آب حل مي شوند توليد يك آنيون بزرگ مي كنند كه آنيون داراي يكطرف آبدوست و يك طرف چربي دوست مي باشد.
شكل (4-3) شماتيك يك دترجنت آنيوني را نشان مي دهد.


طرف آبدوست اين دترجنت ها عبارتند از: سولفاتها، هيدروكربنهاي سولفونه شده، استرهاي سولفونه شده، آميدهاي سولفونه شده، كربوكسيلاتها و فسفاتها و بخش غيرآبدوست آنيون مي تواند آليفاتيك، سيكلوآليفاتيك يا آروماتيك باشد.
كاتيونهايي كه استفاده خواهند شد شايد بيشتر  و   و تري اتانل آمونيوم   مي باشند اما يونهاي   و   و ديگر آلكانول آمونيومها نيز وجود دارند.
سولفوناتهاي پتروشيميايي ممكن است حتي داراي يونهاي   و   نيز باشند.
در ضمن مواد ويژه اي وجود دارند كه داراي كمپلكسهاي كاتيوني آلي ديگري نيز مي‌باشند.
دترجنت آنيوني ارزان ترين گروه سورفكتانتها هستند و از نظر تجاري بيشترين فروش را دارا مي باشند.
انوع دترجنت هاي آنيوني:
1-    آلكيل آريل سولفوناتها:
اينها اولين و مهمترين و پرمصرف ترين پاك كننده هاي آنيوني مي باشند و نزديك به 65 درصد كل مواد كه بعنوان پاك كننده مصرف مي شوند در اين طبقه قرار دارند. البته اين اهميت تنها بدليل خاصيت پاك كنندگي بسيار خوب آنها نبوده بلكه بيشتر مربوط به اين است كه مواد خام آنها آسانتر و ارزانتر بدست آمده و روش توليد آنها آسانتر است. معروفترين تركيبات اين دسته دودسيل بنزل سولفونات يا پروپيلن تترامربنزن سولفونات يا دي دي باس و دو دسيل بنزن سولفونات زنجيري يا آلكيل سولفونات خطي (LABS) مي باشند.
دليل اينكه بعضي ممالك هنوز هم دودسيل بنزن را ترجيح مي دهند و آنرا توليد مي‌كنند، آساني و ارزاني توليد آن و عدم احتياج به كلريناسيون است. هسته حلقوي فرمول در اين گروه معمولاً بنزن و گاه نفتالن، گزيلن و يا تولوئن است.
وقتي نفتالن به اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد، ريشه آليفاتيك مي تواند تا حد پروپيل كوچك شود و هنوز تركيب سولفوناته خاصيت مرطوب كنندگي و شويندگي ضعيف را دارا مي باشد.
بدين ترتيب هرچه بنيان حلقوي بزرگتر باشد، ريشه آليفاتيك كوچكتري را نياز خواهيم داشت.
هنگاميكه صحبت از دو دسيل بنزن مي شود، منظور تركيبي است كه در ريشه آليفاتيك هيدروكربنهايي با تعداد كربنهاي بين 10 تا 14 دارد كه قسمت اعظم آن 12 كربني و وزن ملكولي متوسط آن 246 است.
لازم به ذكر است كه تري دسيل بنزن يا نونيل بنزن نيز در برخي كشورها بعنوان پايه مورد استفاده قرار مي گيرد ولي هيچيك، از نظر خواص به حد دودسيل بنزن نمي‌رسند.
براي تبديل دو دسيل بنزن (DDB) و آلكيل بنزن خطي (LAB) به محصول نهايي آماده مصرف براي سازندگان سه راه وجود دارد:
اول: شروع از DDB – سولفوناته كردن و خنثي كردن و سپس ساخت پودر، خمير و يا مايعات از آنها.
دوم: شروع از مرحله اسيد سولفوريك با پايه دو دسيل نرم يا سخت و صرفه جويي در هزينه هاي نسبتاً سنگين بر پايي يك واحد سولفوناسيون.
سوم: شروع از خمير خنثي اسيد سولفوريك و تبديل آن به محصول نهايي بصورت يك خمير آبكي، و يا با استفاده از روشهاي توليد اسپري دراير و درام دراير و تبديل به پودر، كه البته اجباراً بايستي از ساير مواد نيز در فرمول محصول استفاده نمود.
2- الكهاي سولفاته با زنجير بلند:
اينها در سالهاي قبل از جنگ جهاني دوم در حدود سال 1930 بنام تجاري Gradinol در آلمان وارد بازار شدند و به آمريكا و ساير كشورها راه پيدا كردند. در آن زمان الكل چرب لازم از راه هيدروژنه كردن اسيدهاي چرب طبيعي بدست مي آوردند.
در سالهاي اخير اين الكهاي چرب را بجاي منابع طبيعي از طريق فرآيند Ziegler با استفاده از اتيلن بعنوان ماده خام اوليه و آلومينيوم هيدريد بعنوان كاتاليست توليد مي نمايند، كه مي توان الكلهايي با كربن زوج و با هر تعداد و هر بلندي زنجيري كه مورد نظر باشد بدست آورد.
بعنوان مثال ميريستيك الكل كه در طبيعت منابع بسيار محدودي دارد با اين روش بطور نامحدود قابل تهيه است.
3- الفين سولفوناتها و سولفاتها:
اينها شامل موادي هستند با نامهاي تجاري: Teepol و Comprox كه مواد خام اوليه آنها از كراكينگ بدست مي آيد.
خاصيت مرطوب كنندگي بسيار خوبي دارند و شويندگي متوسطي را داشته و نقطه ضعفشان بوي بد و نيز محدوديت در بالا بردن غلظت بالاي 40 درصد از آنها مي‌باشد.
در سالهاي اخير سولفاته كردن الفينها و يا توليد الفين بنزن سولفوناتها مورد توجه قرار گرفته است.
معمولاً آنها را در راكتور فيلمي با جريان گازي كه 3 درصد   داشته باشد و در حرارتي بين 40-10 درجه توليد مي نمايند در حال حاضر الفين سولفوناتها در محصول آرايشي و بهداشتي و نيز در صنعت پاك كننده ها مصرف مي شوند و فقط بعلت گراني قيمت و مشكل فراهم كردن الفينها مصرفشان محدود است.
4- اترسولفاتها (Sulphated Eters):
اگر يك الكل چرب را اتوكسيله نموده و سپس OH انتهايي آنرا سولفاته نمائيم، اثر سولفات بدست مي آيد. معمولاً الكلهاي چرب را با مقدار كمي اكسيد اتيلن (حدود 3 تا 4 ملكول) اتوكسيله كرده و قبل از اينكه به نقطه توازن آبدوستي – آبگريزي (HLB) رسيده و تشكيل دترجنت غير يوني بدهند آنها را به كمك كلروسولفونيك اسيد و يا انيدريد سولفوريك سولفاته نموده و با سود سوزآور خنثي مي نمايند.
اثر سولفاتهاي خنثي شده حاصل، خاصيت مرطوب كنندگي كمتري نسبت به ساير آنيوني ها داشته ولي قدرت كف كنندگي زيادتر دارند، به همين دليل ماده مطلوب و ايده آلي براي مصرف در شامپوها هستند، البته نه بصورت كل ماده فعال بلكه براي كمك به ماده فعال اصلي كه تا حدود 20 درصد در شامپوها و مايعات ظرفشويي مصرف مي شوند.
5-سولفوسوكسيناتها:
اين مواد از خاصيت شويندگي فوق العاده اي برخوردارند و از كندانس كردن يك هيدروفوب داراي بنيان هيدروكسيل با مالئيك انيدريد و سپس اثر دادن سولفيت سديم برروي آن تهيه مي شوند. براي شامپوها پاك كننده هاي بسيار خوبي هستنند.
6- الكين سولفوناتها:
اينها جزء اولين گروه دترجنت ها مي باشند كه از طريق كلروسولفونه كردن نرمال پارافينهاي حاصل از غربال ملكولي (Molecular sieve) در جريان تصفيه نفت بدست مي آمدند.
يكي از روشهاي تهيه پارافين سولفونات اينست كه: نرمال پارافين و انيدريد سولفور و اكسيژن تحت تابش اشعه ماوراء بنفش با طول موج 3600-3300 و در حرارت و فشار معمولي تركيب مي شوند كه آلكن سولفونات بدست مي آيد.
در اين مرحله بايستي اسيد سولفوريك از محيط خارج شود و بهمراه آن نرمال پارافينهاي باقي مانده و گازهاي   حل شده در آب نيز زدوده شوند. سپس پارافين سولفونات حاصل با سود سوزآور خنثي شده، بصورت 30 تا 60 درصد به بازار عرضه مي شود، دترجنتي اين مواد شبيه LABS است ولي پايداري آنها در مقابل سختي آب و نيز تجزيه پذيريشان بهتر است.
7- استرهاي فسفاته:
اگر   را در اسيد فسفريك حل كنيم، اسيد پلي فسفريك حاصل مي شود كه مي‌تواند الكلها را فسفاته نمايد:
 
اين مواد خاصيت پاك كنندگي بسيار خوبي برروي فلزات داشته، مصارفشان در تميز كردن فلزات و خشكشويي است.
8- آلكيل ايزوتيوناتها:
اين دسته از واكنش اكسيد اتيلن با بيوسولفيت سديم حاصل مي شوند:      
عامل OH اين ايزوتيونات بعد از خشك شدن با يك اسيد چرب استريفيه مي شود. چون برروي پوست اثر ملايمي دارند در صابونهاي توالت سنتزي و شامپوها مصرف مي شوند.
•    از ديگر انواع دترجنت هاي آنيوني مي توان سوكروز استرها و فلوئور و سورفكتانتها را نيز نام برد.
ب- دترجنت هاي كاتيوني
دترجنتهاي كاتيوني سورفكتانتهايي مي باشند كه بخش آبدوست آنها حاوي بار مثبت مي باشد يا بواقع بخش آبدوست يك كاتيون بزرگ مي باشد، شكل (5-3)، لذا هنگاميكه وارد محلول شوند توليد بنيان مثبت مي كنند.
اين سورفكتانتها نقش پاك كنندگي ضعيفي دارند و خيلي گرانقيمت مي باشند.
تقسيم بندي آنها بطور خلاصه چنين است:
1-    تركيبات آلكيل آمونيوم راست زنجير.
2-    تركيبات آلكيل آمونيوم حلقوي.
دترجنت هاي كاتيوني بعنوان ضد الكتريسته ساكن، نرم كننده الياف، در مواد بهداشتي جهت ضد عفوني كردن و گندزدايي بكار مي روند و علاوه بر اين داراي خواص مرطوب كنندگي، كف كنندگي و امولسيون كنندگي نيز مي باشند.
انواع دترجنتهاي كاتيوني و كاربرد آنها:
1- آمين استاتها:
آمين استاتها توسط خنثي كردن آمينهاي چرب با اسيد استيك حاصل مي‌شوند كه در آب محلولند. فرمول آنها بقرار زير است:
(اتم كربن R=8-18)                [R.NH3]O2C.CH3
آمين استاتها براي حذف بار الكتريكي استاتيكي روي رزينها و پلاستيكها و نيز بعنوان جمع كننده (collector) و كف كننده براي انواع مواد مثل ميكا، فسفاتها، سنگهاي معدني و … بكار مي روند. نيز بعنوان امولسيون كننده، ضد باكتري و ساير اهداف بكار مي روند.
2-آلكيل تري متيل آمونيوم كلريدها:
فرمول عمومي اين مواد  بقرار زير مي باشد:
(اتم كربن R=8-18)                [R.N(CH3)3] CL
از اين مواد بعنوان عامل آنتي استاتيك براي پلاستيكها، نرم كننده براي نساجي، ميكروب كشي و غيره استفاده بعمل مي آيد.
مهمترين ماده اين دسته، ستيل – تري متيل – آمونيوم برومايد (CETAB) مي باشد، كه بعنوان عاملي براي گندزدايي پوست، تميز كردن زخمها و بعنوان يك ماده ضد‌عفوني كننده بيمارستاني بكار مي رود.
اين ماده تحت نام سترمايد بعنوان يك ماده موثر در شامپوهاي بهداشتي ضد شوره مصرف مي شود.
3-دي آلكيل دي متيل آمونيوم كلريدها:
فرمول عمومي اين مواد بقرار زير است:
(اتم كربن R=8-18)                [R.NH(CH3)2] CL
عمده مصارف اين مواد علاوه بر آنتي استاتيك براي پلاستيكها و نرم كننده براي نساجي و ميكروب كشي داراي خاصيت هاي امولسيون كنندگي روغنها در آب، جلوگيري از خوردگي و نيز جلوگيري از كپك زدن مي باشند.
4- آلكيل پيريدينيوم كلريدها و برميدها:
فرمول عمومي اين مواد بقرار زير است:
Br يا X = CL
اتم كربن R= 12-18
كه در صنايع نساجي بعنوان آنتي استاتيك، كمك نرم كننده و ميكروب كشي و جلوگيري از كپك زدن بكار مي روند.
در صنايع چرم براي باكتري كشي و تثبيت رنگ و بعنوان گندزدا در واحدها و تجهيزات توليد و حمل و نقل مواد غذايي و صنايع تخميري بكار مي روند.
در صنايع دارويي و كاغذ براي كنترل كپكها و نيز لعاب و بعنوان كمك رنگ بكار مي‌روند.
5- ساير دترجنت هاي كاتيوني:
ساير سورفكتانتهاي كاتيوني كه داراي اهميت كمتري از انواع ذكر شده قبلي هستند، عبارتند از:
الف) مشتقات آميدهاي چرب مثل:
RCONH CH2NHCH2 CH2OH
ب) مشتقات آمينهاي چرب مثل:
C12H25 NHCH2 CH2 NHCH2 CH2NH2
 
ج) آمينهاي چرب با زنجير بلند مثل نرمال – آلكيل دي متيل آمين با فرمول زير:
        CH3
RN
        CH3
د) اكسيد آمينها مثل:
        CH3
R.N         O
        CH3
كه R يك الكيل زنجيري طويل مي باشد.
هـ) مشتقات سولفوكسيد مثل:
   O   
R.S CH2 CH2 OH
      O
   
يا R S CH2 CH2 OH
      O
كه R يك زنجير آلكيل C11-C15 مي باشد.
ج- دترجنت هاي غير يوني:
سورفكتانتهاي غير يوني آندسته از سورفكتانتها هستند كه در محلول يونيزه نمي‌شوند (شكل 6-3) غيريوني ها معمولاً ناشي از كندانس كردن اكسيد اتيلن بر روي يك ريشه هيدروفوب مي باشند.
بخش هيدروفوب سورفكتانت مي تواند آلكيل فنول، الكل يا اسيد چرب و آمين يا آميد باشد.
گروه آبدوست در سورفكتانت هاي غير يوني يك زنجير پلي اكسي اتيلن
–(OCH2CH2O)n-CH2CH2OH مي باشد.
اين تركيبات قدرت پاك كنندكي خوبي دارند و عامل امولسيون كننده ارزاني مي باشند اما كف كم مي كنند، لذا در لباسشويي اتوماتيك مفيد مي باشند.
سختي آب روي اين نوع سورفكتانتها كمتر است چون در آب يونيزه نشده و رسوب نمي‌ كنند.
بعضي از آنها قابليت اين را دارند كه سولفاته يا سولفوناته شوند و در اين صورت بعلت اثر ملايمي كه دارند در مايعات ظرفشويي مصرف مي شود.
شكل (6-3) نمايش يك دترجنت غير يوني
انواع دترجنت هاي غير يوني:
1-    آلكيل فنول اتوكسيلاتها (پلي اكسي اتيلن آلكيل فنول):
معروفترين اين دسته نونيل فنول اتوكسيلات است. خواص فيزيكي و شيميايي اين دسته مواد مربوط است به هسته حلقوي و زنجير كناري آن و تعداد اكسيد اتيلن در اين زنجيره.
فرضاً نويل فنل كه الكيل آن در زنجيره خود 9 كربن دارد، با بالا رفتن تعداد اكسيد اتيلن از 5/1 تا 30 افزايش ويسكوزيته پيدا مي كند.
مصارف اين دسته در فرآيندهاي نساجي، فرآيندهايي كه بر روي فلزات انجام مي شود و دترجنت ها مي باشد.
2- الكلهاي چرب اتوكسيله شده (پلي اكسي اتيلن الكها):
الكلهاي چرب مورد نياز را از طبيعت به طريق هيدروژنه كردن اسيدهاي چرب حاصل از چربيهاي گياهي يا حيواني و يا حيواني و يا به روش صنعتي بدست مي آورند، و يا از راه هيدراسيون آلفا الفينها و يا اكسيداسيون پارافين تهيه مي كنند.
معروفترين و بهترين الكل، تري دسيل الكل با 13 اتم كربن است كه وقتي مقدار اكسيد اتيلن آن بين 1 تا 5 باشد حلاليت خوبي نداشته، و با 8 تا 10 ملكول قابليت پخش شدن را يافته، با 10 تا 15 ملكول كاملاً محلول و دترجنت خوبي مي شود.
كاربردهاي اين دسته در محصولات پاك كننده، تكميل كننده هاي نساجي، بعلاوه در كشاورزي، كاغذسازي، لاستيك سازي، چرمسازي، رنگ سازي و پلاستيك سازي بكار مي روند.
3- اسيدهاي چرب اتوكسيله شده (پلي اكسي اتيلن الكها):
در اين دسته بهترين حلاليت و پاك كنندگي را آن تركيباتي دارند كه تعداد كربن اسيد چرب بين 12 تا 16 و تعداد اكسيد اتيلن آنها 15 تا 18 باشد.
نقطه ضعف اين دسته حساسيت در مقابل اسيدها و قليائيهاست. گاه در فرمول پودرهاي رختشوئي و مايعات شوينده به منظور افزايش قدرت پاك كنندگي، كف‌كردن در محصولات تميزكننده ديوارها و فلزات و تميزكننده هاي كف و صنايع نساجي، كشاورزي و كاغذسازي بكار مي روند.
4- آلكانول آميدها:
آلكانول آميدها يا آلكيلول آميدها از تركيب منويادي آلكيلول آمين با يك اسيد چرب بوجود آمده و بر اساس اينكه اسيد چرب آنها چگونه باشد و با چه آميني تركيب شود، خواص فيزيكي و شيميايي و مصارف مختلفي خواهند داشت.
كه معمولاً بعنوان تقويت كننده كف يا پايداركننده آن در محصولات مختلفي مصرف مي شوند.
CME يا منواتانل آميد اسيد چرب نارگيل با نامهاي تجاري مختلف مانند امپيلان – موناميد كامپرلان و غيره بعنوان تقويت كننده كف در پودرهاي رختشويي مصرف مي شود. CDE يا لوريك اسيد دي اتانل آميد با نامهاي تجارتي مختلف مانند كامپلان، كامپرلان CD لوراميد و غيره در شامپوها بعنوان غلظت دهنده، تقويت كننده كف با ماده پاك كننده مصرف مي شود...

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
نظر سنجي
نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
  •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
  •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
  •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
  •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
نظرنتيجه