המוצרים העיקריים שלנו: אמינו סיליקון, חסימת סיליקון, סיליקון הידרופילי, כל תחליב הסיליקון שלהם, הרטבה משפשפת מהירות, דוחה מים (Fluorine Free, Prabon 6, Parbon 8), Demin Wash Chemicals (ABS, Enzyme, Protector Spandex, Manganese) ansidecials: adista, enzyme, protector, bangl, ercortector). אוזבקיסטן וכו '

 

גלוטמט מונוסודיום תעשייתי, המכונה גם פעילי שטח, הוא סוג של חומר שכאשר הוא מוסיף בכמויות קטנות, יכול להפחית מאוד את מתח פני השטח של הממס (בדרך כלל מים) ולשנות את המצב הממשק של המערכת; כאשר הוא מגיע לריכוז מסוים, הוא יוצר מיקרונים בתמיסה. לכן הוא מייצר הרטבה או אנטי הרטבה, תחליב ופירוק, קצף או דה -פתיחה, סיסום, שטיפה והשפעות אחרות כדי לעמוד בדרישות היישומים המעשיים. מונוסודיום גלוטמט, כחומר אוממי, נמצא בכל מקום בתזונה ובחיי היומיום שלנו. בייצור תעשייתי, פעילי שטח הם חומרים הדומים לגלוטמט מונוסודיום, שאינם דורשים כמות גדולה ויכולים להיות בעלי השפעות מופלאות. חומרים אלה ידועים בדרך כלל בשם פעילי שטח.

 

מבוא לחומרים פעילי שטח

 

לחומרים פעילי שטח יש מבנה מולקולרי זוויטריוני: קצה אחד הוא קבוצה הידרופילית, המקוצרת כקבוצה הידרופילית, המכונה גם קבוצה אולופובית או אולופובית, שיכולה להמיס חומרים פעילי שטח במים כמונומרים. קבוצות הידרופיליות הן לרוב קבוצות קוטביות, שיכולות להיות קבוצות קרבוקסיל (- COOH), קבוצות חומצות סולפוניות (- SO3H), קבוצות אמינו (- NH2) או קבוצות אמינו ומלחין. קבוצות הידרוקסיל (- OH), קבוצות אמיד, קשרי אתר (- O-) וכו 'יכולים להיות גם קבוצות הידרופיליות קוטביות; הקצה השני הוא קבוצה הידרופובית, המקוצרת כקבוצה אולופילית, המכונה גם קבוצה הידרופובית או הידרופובית. קבוצות הידרופוביות הן בדרך כלל שרשראות פחמימנים שאינן קוטביות, כמו שרשראות אלקיל הידרופוביות R - (אלקיל), Ar - (אריל) וכו '.
פעילי שטח מחולקים לחומרים פעילי שטח יוניים (כולל פעילי שטח קטיוניים ואניוניים), פעילי שטח שאינם יוניים, פעילי שטח אמפוטריים, פעילי שטח מורכבים וחומרים פעילי שטח אחרים.

בתמיסת פעילי שטח, כאשר ריכוז פעילי השטח מגיע לערך מסוים, מולקולות פעילי שטח ייווצרו שילובים מסודרים שונים הנקראים Micelles. מיקרליזציה או היווצרות מיקרונים הם מאפיין בסיסי של פתרונות פעילי שטח, וכמה תופעות ממשקיות חשובות קשורות להיווצרות מיקרונים. הריכוז בו יוצרים פעילי שטח מיקרונים בתמיסה נקרא ריכוז המייקל הקריטי (CMC). מיקרונים אינם צורות כדוריות קבועות, אלא צורות לא סדירות במיוחד ומשתנות באופן דינמי. בתנאים מסוימים, פעילי שטח עשויים גם להציג מצב מיקרל הפוך.

 

הגורמים העיקריים המשפיעים על ריכוז המייקל הקריטי

 

מבנה פעילי שטח
תוספת וסוגי תוספים
השפעת הטמפרטורה

 

אינטראקציה בין פעילי שטח לחלבונים

 

חלבונים מכילים קבוצות שאינן קוטביות, קוטביות ומטענות, ומולקולות אמפיפיליות רבות יכולות לקיים אינטראקציה עם חלבונים בדרכים שונות. פעילי שטח יכולים ליצור שילובים מסודרים מולקולריים עם מבנים שונים בתנאים שונים, כמו מיקרונים, מיקרונים הפוכים וכו ', והאינטראקציות שלהם עם חלבונים שונים גם הם. ישנן בעיקר אינטראקציות אלקטרוסטטיות והידרופוביות בין חלבונים לחומרים פעילי שטח (PS), בעוד שהאינטראקציה בין פעילי שטח יוניים לחלבונים נובעת בעיקר מהאינטראקציה האלקטרוסטטית של קבוצות קוטביות והאינטראקציה ההידרופובית של שרשראות מימן הידרופוביות, הנקשרים לחלקים קוטביים והידרופוביים של חלבונים, נוצרת בכוונה. חומרים פעילי שטח לא יוניים מקיימים בעיקר אינטראקציה עם חלבונים באמצעות כוחות הידרופוביים, והאינטראקציה בין השרשראות ההידרופוביות שלהם לקבוצות ההידרופוביות של חלבונים יכולה להשפיע מסוימת על המבנה ותפקודם של פעילי שטח וחלבונים. לפיכך, סוג, הריכוז וסביבת המערכת של פעילי שטח קובעים אם הם מייצבים או מערערים יציבות של חלבונים, מצטברים או מתפזרים.

 

ערך HLB של פעילי שטח

 

כדי להציג פעילות ממשקית ייחודית, על פעילי שטח לשמור על איזון מסוים בין קבוצות הידרופוביות והידרופיליות. HLB (איזון ליפופילי הידרופילי) הוא ערך האיזון האולופילי ההידרופילי של פעילי שטח, המהווה אינדיקטור לתכונות ההידרופיליות וההידרופוביות של פעילי שטח.

ערך ה- HLB הוא ערך יחסי (בין 0 ל 40), כמו שעווה פרפין עם ערך HLB = 0 (ללא קבוצה הידרופילית), פוליוקסיאתילן עם ערך HLB של 20, ו- SDS עם הידרופיליות חזקה עם ערך HLB של 40. ערך HLB יכול לשמש כתייחסות לבחירת שטפים. ככל שערך ה- HLB גבוה יותר, כך ההידרופיליות של חומר פעילי השטח טובים יותר; ככל שערך ה- HLB קטן יותר, כך הידרופיליות של חומר השטח.
התפקיד העיקרי של פעילי שטח

 

אפקט תחליב

בגלל מתח השטח הגבוה של שמן במים, כאשר נופל השמן למים ומערבב במרץ, השמן נמחץ לחרוזים עדינים ומערבבים זה עם זה ליצירת תחליב, אך עצירות המעוררות והשכבות שכבות מחדש. אם מתווסף חומר שטח ומערבב במרץ, אך לא קל להפריד במשך זמן רב לאחר הפסקת, זהו תחליב. הסיבה היא שההידרופוביות של השמן מוקפת בקבוצות ההידרופיליות של החומר הפעיל, ויוצרת משיכה כיוונית ומפחיתה את העבודה הנדרשת לפיזור נפט במים, וכתוצאה מכך תחליב טוב של השמן.

 

אפקט הרטבה

לעיתים קרובות יש שכבה של שעווה, גריז או קנה מידה כמו חומר הדבק על פני החלקים, שהם הידרופוביים. בשל זיהום חומרים אלה, פני החלקים לא מורכבים בקלות על ידי מים. כאשר מתווספים חומרים פעילי שטח לתמיסה המימית, טיפות המים על החלקים מתפזרות בקלות, ומפחיתות מאוד את מתח פני השטח של החלקים ומשיג את מטרת הרטבה

 

אפקט המסיסה

לאחר הוספת פעילי שטח לחומרי נפט, הם יכולים רק "להתמוסס", אך פירוק זה יכול להתרחש רק כאשר ריכוז פעילי השטח מגיע לריכוז הקריטי של הקולואידים, והמסיסות נקבעת על ידי האובייקט והתכונות המסיסות. מבחינת אפקט המסיסות, שרשראות גנים הידרופוביות ארוכות חזקות יותר משרשראות קצרות, שרשראות רוויות חזקות יותר משרשראות בלתי רוויות, והשפעת המסיסות של פעילי שטח שאינם יוניים היא בדרך כלל משמעותית יותר.

 

אפקט פיזור

חלקיקים מוצקים כמו חלקיקי אבק ולכלוך נוטים להתכנס יחד ולהתיישב בקלות במים. המולקולות של פעילי שטח יכולות לחלק את אגרגטי החלקיקים המוצקים לחלקיקים קטנים, ומאפשרות להן להתפזר ולהשתיל בתמיסה, ולקדם פיזור אחיד של חלקיקים מוצקים.

 

פעולת קצף

היווצרות קצף נובעת בעיקר מהספיחה הכיוונית של הסוכן הפעיל והפחתת מתח השטח בין שלבי גז ונוזלים. באופן כללי, סוכן פעיל מולקולרי נמוך קל לקצף, לסוכן פעיל מולקולרי גבוה יש פחות קצף, לצהוב של Myristate יש נכס קצף גבוה יותר, ולנתרן סטרייט יש את המאפיין הקצף הגרוע ביותר. לסוכן פעיל אניוני יש רכוש מקציף טוב יותר ויציבות קצף מאשר סוכן פעיל שאינו יוני, כמו נתרן אלקילבנזן סולפונאט יש נכסי קצף חזקים. מייצבי הקצף הנפוצים כוללים אמיד אלכוהול אליפטי, תאית קרבוקסימתיל וכו '. מעכבי קצף כוללים חומצת שומן, אסטר של חומצות שומן, פוליאת' וכו 'וחומרים פעילי שטח אחרים שאינם יוניים.

 

סיווג פעילי שטח

 

ניתן לחלק את פעילי השטח לחומרים פעילי שטח אניוניים, פעילי שטח לא -יוניוניים, פעילי שטח זוויטריוניים וחומרים פעילי שטח קטיוניים על בסיס מאפייני המבנה המולקולרי שלהם.

 

חומר פעילי שטח אניוני

סולפונט
חומרים פעילים נפוצים מסוג זה כוללים נתרן ליניום ליניום אלקילבנזנזולפונט ונתרן אלפא אולפין סולפונט. נתרן ליניום ליניארי אלקילבנזנזולפונט, המכונה גם LAS או ABS, הוא אבקה צהובה או צהובה בהירה או מוצק פתית עם מסיסות טובה במערכות פעילי שטח מורכבות. זה יציב יחסית לאלקלי, חומצה מדוללת ומים קשים. משמש בדרך כלל בנוזל שטיפת כלים (חומר ניקוי שטיפת כלים) וחומר ניקוי כביסה נוזלי, הוא בדרך כלל לא משמש בשמפו ולעתים נדירות משמש בג'ל מקלחת. בחומר ניקוי לשטיפת כלים, המינון שלו יכול להוות כמחצית מהכמות הכוללת של פעילי שטח, וטווח ההתאמה בפועל של שיעורו בחומרי ניקוי כביסה נוזליים הוא רחב יחסית. מערכת תרכובת טיפוסית המשמשת בחומר ניקוי שטיפת כלים היא המערכת הטרנרית "LAS (נתרן אלקילבנזנזולפונט ליניארי) - AES (נתרן אלכוהול סולפט) - FFA (Alkyl אלכוהול אמיד)". היתרונות הבולטים של נתרן לינארי אלקילבנזנזולפונט הם יציבות טובה, כוח ניקוי חזק, פגיעה סביבתית מינימלית ויכולת להתפרק לחומרים לא מזיקים במחיר נמוך. החיסרון הבולט הוא שהוא מגרה מאוד. נתרן אלפא אולפין סולפונט, המכונה גם AOS, מסיס מאוד במים ובעל יציבות טובה על פני מגוון רחב של ערכי pH. בקרב זני מלח חומצה סולפונית, הביצועים טובים יותר. היתרונות הבולטים הם יציבות טובה, מסיסות מים טובה, תאימות טובה, גירוי נמוך והשפלות מיקרוביאליות אידיאליות. זהו אחד מפעילי השטח העיקריים הנפוצים בשמפו ומקלחת ג'ל. החיסרון שלו הוא שהוא יקר יחסית.

 

סולפט
חומרים פעילים נפוצים מסוג זה כוללים אלכוהול שומני נתרן פוליוקסיאתילן אתר סולפט ונתרן דודציל סולפט.

אלכוהול שומני נתרן פוליוקסיאתילן אתר סולפט, הידוע גם בשם AES או סולפט אתר אלכוהול נתרן.

קל להתמוסס במים, ניתן להשתמש בו בשמפו, ג'ל מקלחת, חומר ניקוי נוזלי שטיפת כלים (חומר ניקוי שטיפת כלים) וחומר ניקוי נוזלי כביסה. מסיסות מים עדיפה על נתרן דודציל סולפט, וניתן להכין אותה לכל חלק של תמיסה מימית שקופה בטמפרטורת החדר. היישום של נתרן אלקילבנזנזולפונט בחומרי ניקוי נוזליים הוא נרחב יותר ויש לו תאימות טובה יותר מזו של שרשרת ישר אלקילבנזנזולפונט; זה יכול להיות מורכב עם פעילי שטח רבים בצורות בינאריות או מרובות ליצירת פתרונות מימיים שקופים. היתרונות הבולטים הם גירוי נמוך, מסיסות מים טובה, תאימות טובה וביצועים טובים במניעת יובש עור, פיצוח וחספוס. החיסרון הוא שהיציבות בתקשורת החומצית מעט גרועה, וכוח הניקוי נחות מהנתרן ליניום ליניום אלקילבנזנזולפונט ונתרן דודציל סולפט.

נתרן דודציל סולפט, הידוע גם בשם, K12, נתרן קוקויל סולפט, וחומר קצף נתרן לוריל סולפט, אינו רגיש לאלקלי ומים קשים. היציבות שלו בתנאים חומציים נחותה מזו של סולפטים כלליים וקרוב לזה של אלכוהול שומני פוליוקסיאתילן אתר סולפט. זה מתכלה בקלות ובעל פגיעה סביבתית מינימלית. כאשר משתמשים בהם בחומרי ניקוי נוזליים, החומציות לא צריכה להיות גבוהה מדי; השימוש באתנולמין או מלחי אמוניום בשמפו ושטיפת גוף לא יכול רק להגביר את יציבות החומצה, אלא גם לסייע בהפחתת הגירוי. פרט ליכולת הקצפה הטובה וכוח הניקוי החזק שלה, ביצועיו בהיבטים אחרים אינם טובים כמו זה של סולפט אתר אלכוהול נתרן. מחירם של פעילי שטח אניוניים נפוצים בדרך כלל גבוה יותר.

 

חומר פעילי שטח קטיוני

בהשוואה לסוגים שונים של פעילי שטח, חומרים פעילי שטח קטיוניים הם בעלי השפעת ההתאמה הבולטת ביותר וההשפעה החזקה ביותר החיידקית, אם כי יש להם חסרונות כמו כוח ניקוי לקוי, יכולת קצף לקויה, תאימות לקויה, עצבנות גבוהה ומחיר גבוה. פעילי שטח קטיוניים אינם תואמים ישירות את פעילי השטח האניוניים ויכולים לשמש רק כחומרים מיזוג או קוטלי פטריות. חומרים פעילי שטח קטיוניים משמשים בדרך כלל כפעילי שטח עזר בחומרי ניקוי נוזליים (כמרכיב מיזוג מינורי בפורמולות) עבור מוצרים בדרגה גבוהה יותר, בעיקר לשמפו. כרכיב סוכן כוונון, לא ניתן להחליף אותו על ידי סוגים אחרים של פעילי שטח בשמפו חומר ניקוי נוזלי מתקדם.

סוגים נפוצים של פעילי שטח קטיוניים כוללים hexadecyltrimethylammonium chloride (1631), Octadecyltrimethylammonium chloride (1831), מסטיק גואר קטיוני (C-14 S), פנתנול קטיוני, שמן סיליקון קטיוני, Dodecyl Dimethyl Dimine Oxine (OB-2), וכו ', וכו', וכו ', וכו', וכו ', וכו', וכו ', וכו', וכו ')

 

חומר פעילי שטח זוויטריוני

פעילי שטח דו -קוטביים מתייחסים לחומרים פעילי שטח שיש להם קבוצות הידרופיליות אניוניות וגם קטיוניות. לפיכך, פעילי שטח אלה מראים תכונות קטיוניות בתמיסות חומציות, תכונות אניוניות בתמיסות אלקליין ותכונות לא יוניות בפתרונות ניטרליים. חומרים פעילי שטח דו קוטביים מסיסים בקלות במים, חומצה מרוכזת ופתרונות אלקלי, ואפילו בתמיסות מרוכזות של מלחים אורגניים. יש להם עמידות טובה למים קשים, גירוי בעור נמוך, רכות בדים טובה, תכונות אנטי-סטטיות טובות, השפעה חיידקית טובה ותאימות טובה עם פעילי שטח שונים. סוגים חשובים של פעילי שטח אמפוטריים כוללים Dodecyl Dimethyl Betaine ו- Carboxylate imidazoline.

 

פעילי שטח שאינם יוניים

חומרים פעילי שטח שאינם יוניים הם בעלי תכונות טובות כמו התמסה, שטיפה, אנטי-סטטי, גירוי נמוך ופיזור סבון סידן; טווח ה- pH הרלוונטי הוא רחב יותר מזה של פעילי שטח יוניים כלליים; למעט תכונות עבירות וקצף, תכונות אחרות לעיתים קרובות עדיפות על פעילי שטח אניוניים כלליים. הוספת כמות קטנה של חומר פעילי שטח שאינו יוני לחומר פעילי השטח היוני יכולה להגביר את פעילות השטח של המערכת (בהשוואה בין אותו תכולת חומר פעיל). הזנים העיקריים כוללים Alkyl אלכוהול amides (FFA), אתרים פוליוקסי -אתילן אלכוהול שומניים (AE), ואתרים של אלקילפנול פוליוקסיאתילן (APE או OP).

Alkyl אלכוהול אמיד (FFA) הם סוג של פעילי שטח שאינם יוניים עם ביצועים מעולים, יישומים רחבים ותדירות שימוש גבוהה, הנפוצה בחומרי ניקוי נוזליים שונים. אצל חומרי ניקוי נוזליים, לעתים קרובות הוא משמש בשילוב עם אמידות, עם יחס של "2: 1" ו- "1.5: 1" (אלקיל אלכוהול אמיד: amide). ניתן להשתמש באמידות אלכוהול אלקיל בחומרי ניקוי חומציים ואלקליים בדרך כלל, והם המגוון הזול ביותר של פעילי שטח לא -יוניים.

 

יישום פעילי שטח

עם פיתוח מדע וטכנולוגיה, ובמיוחד התקדמות התעשייה הכימית וחדירת תחומים קשורים, תפקידם ויישומם של פעילי שטח הפכו נפוצים יותר ויותר. מכריית מינרלים ופיתוח אנרגיה, להשפעות של תאים ואנזימים, ניתן למצוא את עקבות פעילי שטח. בימינו, יישום פעילי שטח אינו מוגבל לחומרי ניקוי חומר ניקוי, חומרי ניקוי משחת שיניים, תחליבים קוסמטיים ותעשיות כימיות יומיות אחרות, אך התפשט לתחומי ייצור אחרים כמו פטרוכימיה, פיתוח אנרגיה ותעשייה תרופות.

 

מיצוי שמן
במיצוי שמן, השימוש בתמיסות מים מדוללים של פעילי שטח או פתרונות מעורבים מרוכזים של פעילי שטח עם שמן ומים יכול להגביר את התאוששות הנפט הגולמי ב- 15% עד 20%. בשל היכולת של חומרים פעילי שטח להפחית את צמיגות התמיסה, הם משמשים במהלך קידוחים להפחתת צמיגות הנפט הגולמי ולהפחתת או למנוע תאונות קידוח. זה יכול גם להכין בארות ישנות שכבר אינן מרססות שמן ריסוס מחדש.

פיתוח אנרגיה
פעילי שטח יכולים גם לתרום לפיתוח אנרגיה. במצב הנוכחי של עליית מחירי הנפט העולמיים ומקורות נפט הדוקים, לפיתוח דלקים מעורבבים בפחם נפט יש משמעות עמוקה. הוספת פעילי שטח לתהליך יכולה לייצר סוג חדש של דלק עם יכולת זרימה גבוהה, שיכולים להחליף בנזין כמקור כוח. הוספת תחליבים לבנזין, דיזל ושמן כבד לא רק חוסכת מקורות נפט, אלא גם משפרת את היעילות התרמית ומפחיתה את הזיהום הסביבתי. לפיכך, לחומרים פעילי שטח יש משמעות עמוקה לפיתוח אנרגיה.

תעשיית טקסטיל
ליישום פעילי שטח בענף הטקסטיל יש היסטוריה ארוכה. לסיבים סינטטיים יש חסרונות כמו חספוס, לא מספיקים, רגישות לספיחה אלקטרוסטטית של אבק וספיגת לחות לקויה ותחושת יד בהשוואה לסיבים טבעיים. אם מטפלים בחומרים פעילי שטח מתמחים, ניתן לשפר מאוד את הפגמים הללו בסיבים סינתטיים. חומרים פעילי שטח משמשים גם כמרככים, חומרים אנטיסטטיים, חומרים הרטובים וחודרים, וכמחלבים בתעשיית הדפסת טקסטיל ותעשיית הצביעה. היישום של פעילי שטח בתעשיית הדפסת הטקסטיל והצביעה הוא נרחב מאוד.

ניקוי מתכות
מבחינת ניקוי מתכות, ממסים מסורתיים כוללים ממסים אורגניים כמו בנזין, נפט וטטרכלוריד פחמן. על פי נתונים סטטיסטיים רלוונטיים, כמות הבנזין המשמשת לניקוי חלקי מתכת בסין גבוהה ככל 500000 טון בשנה. חומרי ניקוי מתכת מבוססי מים שנוסחו עם פעילי שטח יכולים לחסוך אנרגיה. על פי חישובים, טון אחד של חומר ניקוי מתכות יכול להחליף 20 טונות של בנזין, וניתן להשתמש בטון אחד של חומר גלם נפט כדי לייצר 4 טונות של חומר ניקוי מתכות, מה שמצביע על כך שלחומרים פעילי שטח יש משמעות עמוקה בשימור האנרגיה. לסוכני ניקוי מתכות עם פעילי שטח חיצוניים יש גם מאפיינים של היותם לא רעילים, לא דליקים, שאינם מזהמים לסביבה ולהבטיח בטיחות עובדים. סוג זה של חומר ניקוי מתכות נעשה שימוש נרחב לניקוי סוגים שונים של רכיבי מתכת כמו מנועי אווירה, מטוסים, מיסבים וכו '.

תעשיית המזון
בענף המזון, פעילי שטח הם תוספים רב -פונקציונליים המשמשים לייצור מזון. חומרים פעילי שטח מזון משפיעים על תחליב מצוין, הרטבה, הדבקה נגד, שימור ושימור. בשל האפקט התוסף המיוחד, הוא יכול לגרום למאפים פריכים, מזון קצף מקציף, לחם רך, ולפיזור באופן שווה ולחלב חומרי גלם כמו חמאה מלאכותית, מיונז וגלידה, שיש לה השפעות ייחודיות על שיפור תהליך הייצור ואיכותם הפנימית של המוצרים.

חומרי הדברה חקלאיים הם נוזלי אמולסיה, שבגלל מתח השטח של הנוזל, יש את החיסרון של קשה להתפשט כאשר הם מרוססים על עלי צמח. אם מתווסף חומר פעילי שטח לתמיסת חומרי הדברה, חומר פעילי השטח יכול להפחית את מתח פני השטח של הנוזל, כלומר הקרם מאבד את פעילות פני השטח שלו, וקרם ההדברה יתפשט בקלות על פני העלה, כך שההשפעה החררית שלו תהיה טובה יותר.