Naše hlavné produkty: Aminosilikón, blokový silikón, hydrofilný silikón, všetky ich silikónové emulzie, zlepšovač stálosti odierania, vodoodpudivý prostriedok (bez fluóru, uhlík 6, uhlík 8), chemikálie na umývanie dezinfekčných prostriedkov (ABS, enzýmy, ochrana Spandexu, odstraňovač mangánu), hlavné exportné krajiny: India, Pakistan, Bangladéš, Turecko, Indonézia, Uzbekistan atď.

 

Priemyselný glutaman sodný, tiež známy ako povrchovo aktívne látky, je typ látky, ktorá po pridaní v malom množstve môže výrazne znížiť povrchové napätie rozpúšťadla (zvyčajne vody) a zmeniť stav rozhrania systému. Keď dosiahne určitú koncentráciu, tvorí v roztoku micely. Preto vytvára zmáčacie alebo protizmáčacie, emulgačné a deemulgačné, penivé alebo odpeňovacie, solubilizačné, premývacie a ďalšie účinky, aby splnil požiadavky praktických aplikácií. Glutaman sodný ako umami látka je všadeprítomný v našej strave a každodennom živote. V priemyselnej výrobe sú povrchovo aktívne látky podobné glutamanu sodnému, ktoré nevyžadujú veľké množstvo a môžu mať zázračné účinky. Tieto látky sú bežne známe ako povrchovo aktívne látky.

 

Úvod do povrchovo aktívnych látok

 

Povrchovo aktívne látky majú zwitteriónovú molekulovú štruktúru: jeden koniec je hydrofilná skupina, skrátene hydrofilná skupina, tiež známa ako oleofóbna alebo oleofóbna skupina, ktorá môže rozpúšťať povrchovo aktívne látky vo vode ako monoméry. Hydrofilné skupiny sú často polárne skupiny, ktorými môžu byť karboxylové skupiny (-COOH), skupiny sulfónových kyselín (-SO3H), aminoskupiny (-NH2) alebo aminoskupiny a ich soli. Hydroxylové skupiny (-OH), amidové skupiny, éterové väzby (-O-) atď. môžu byť tiež polárne hydrofilné skupiny; druhý koniec je hydrofóbna skupina, skrátene oleofilná skupina, tiež známa ako hydrofóbna alebo hydrofóbna skupina. Hydrofóbne skupiny sú zvyčajne nepolárne uhľovodíkové reťazce, ako sú hydrofóbne alkylové reťazce R-(alkyl), Ar-(aryl) atď.
Povrchovo aktívne látky sa delia na iónové povrchovo aktívne látky (vrátane katiónových a aniónových povrchovo aktívnych látok), neiónové povrchovo aktívne látky, amfotérne povrchovo aktívne látky, kompozitné povrchovo aktívne látky a iné povrchovo aktívne látky.

V roztoku povrchovo aktívnej látky, keď koncentrácia povrchovo aktívnej látky dosiahne určitú hodnotu, molekuly povrchovo aktívnej látky vytvoria rôzne usporiadané kombinácie nazývané micely. Micelizácia alebo tvorba micel je základnou vlastnosťou roztokov povrchovo aktívnych látok a niektoré dôležité medzifázové javy súvisia s tvorbou micel. Koncentrácia, pri ktorej povrchovo aktívne látky v roztoku tvoria micely, sa nazýva kritická micelárna koncentrácia (CMC). Micely nie sú fixné guľovité tvary, ale skôr extrémne nepravidelné a dynamicky sa meniace tvary. Za určitých podmienok môžu povrchovo aktívne látky vykazovať aj reverzný micelárny stav.

 

Hlavné faktory ovplyvňujúce kritickú koncentráciu micel

 

Štruktúra povrchovo aktívnych látok
Pridávanie a druhy prísad
Vplyv teploty

 

Interakcia medzi povrchovo aktívnymi látkami a proteínmi

 

Bielkoviny obsahujú nepolárne, polárne a nabité skupiny a mnoho amfifilných molekúl môže interagovať s proteínmi rôznymi spôsobmi. Povrchovo aktívne látky môžu za rôznych podmienok tvoriť molekulárne usporiadané kombinácie s rôznymi štruktúrami, ako sú micely, reverzné micely atď., a ich interakcie s proteínmi sú tiež odlišné. Medzi proteínmi a povrchovo aktívnymi látkami (PS) existujú prevažne elektrostatické a hydrofóbne interakcie, zatiaľ čo interakcia medzi iónovými povrchovo aktívnymi látkami a proteínmi je spôsobená prevažne elektrostatickou interakciou polárnych skupín a hydrofóbnou interakciou hydrofóbnych reťazcov uhlíka a vodíka, ktoré sa viažu na polárne a hydrofóbne časti proteínov a tvoria PS komplexy. Neiónové povrchovo aktívne látky interagujú s proteínmi prevažne prostredníctvom hydrofóbnych síl a interakcia medzi ich hydrofóbnymi reťazcami a hydrofóbnymi skupinami proteínov môže mať určitý vplyv na štruktúru a funkciu povrchovo aktívnych látok a proteínov. Preto typ, koncentrácia a systémové prostredie povrchovo aktívnych látok určujú, či stabilizujú alebo destabilizujú proteíny, agregujú alebo dispergujú.

 

Hodnota HLB povrchovo aktívnej látky

 

Aby povrchovo aktívne látky vykazovali jedinečnú medzifázovú aktivitu, musia si udržiavať určitú rovnováhu medzi hydrofóbnymi a hydrofilnými skupinami. HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) je hodnota hydrofilnej a oleofilnej rovnováhy povrchovo aktívnych látok, ktorá je indikátorom hydrofilných a hydrofóbnych vlastností povrchovo aktívnych látok.

Hodnota HLB je relatívna hodnota (medzi 0 a 40), ako napríklad parafín s hodnotou HLB = 0 (bez hydrofilnej skupiny), polyoxyetylén s hodnotou HLB 20 a SDS so silnou hydrofilnosťou s hodnotou HLB 40. Hodnota HLB sa môže použiť ako referencia pre výber povrchovo aktívnych látok. Čím vyššia je hodnota HLB, tým lepšia je hydrofilnosť povrchovo aktívnej látky; čím nižšia je hodnota HLB, tým horšia je hydrofilnosť povrchovo aktívnej látky.
Hlavná funkcia povrchovo aktívnych látok

 

Emulgačný účinok

Vzhľadom na vysoké povrchové napätie oleja vo vode, keď sa olej kvapne do vody a intenzívne sa mieša, rozdrví sa na jemné guľôčky a zmieša sa, čím vznikne emulzia. Miešanie sa však zastaví a vrstvy sa opäť navrstvia. Ak sa pridá povrchovo aktívna látka a intenzívne sa mieša, ale po zastavení nie je ľahké ju dlho oddeliť, ide o emulgáciu. Dôvodom je, že hydrofóbnosť oleja je obklopená hydrofilnými skupinami účinnej látky, čím sa vytvára smerová príťažlivosť a znižuje sa práca potrebná na disperziu oleja vo vode, čo vedie k dobrej emulgácii oleja.

 

Zmáčací účinok

Na povrchu súčiastok sa často nachádza vrstva vosku, mastnoty alebo látky podobnej vodnému kameňu, ktorá je hydrofóbna. Kvôli znečisteniu týmito látkami nie je povrch súčiastok ľahko zmáčateľný vodou. Keď sa do vodného roztoku pridajú povrchovo aktívne látky, kvapky vody na súčiastkach sa ľahko rozptýlia, čím sa výrazne zníži povrchové napätie súčiastok a dosiahne sa účel zmáčania.

 

Solubilizačný účinok

Po pridaní povrchovo aktívnych látok do olejových látok sa tieto môžu iba „rozpustiť“, ale k tomuto rozpusteniu môže dôjsť iba vtedy, keď koncentrácia povrchovo aktívnych látok dosiahne kritickú koncentráciu koloidov a rozpustnosť je určená solubilizačným objektom a vlastnosťami. Pokiaľ ide o solubilizačný účinok, dlhé hydrofóbne génové reťazce sú silnejšie ako krátke reťazce, nasýtené reťazce sú silnejšie ako nenasýtené reťazce a solubilizačný účinok neiónových povrchovo aktívnych látok je vo všeobecnosti výraznejší.

 

Disperzný účinok

Pevné častice, ako sú prach a nečistoty, majú tendenciu zhromažďovať sa a ľahko usadzovať vo vode. Molekuly povrchovo aktívnych látok dokážu rozdeliť agregáty pevných častíc na malé častice, čo im umožňuje dispergovať a suspendovať sa v roztoku, čím sa podporuje rovnomerné rozptýlenie pevných častíc.

 

Penenie

Tvorba peny je spôsobená hlavne smerovou adsorpciou účinnej látky a znížením povrchového napätia medzi plynnou a kvapalnou fázou. Vo všeobecnosti sa nízkomolekulárna účinná látka ľahko pení, vysokomolekulárna účinná látka pení menej, myristátová žltá má vyššiu penivosť a stearát sodný má najhoršiu penivosť. Aniónová účinná látka má lepšiu penivosť a stabilitu peny ako neiónová účinná látka, napríklad alkylbenzénsulfonát sodný má silnú penivosť. Medzi bežne používané stabilizátory peny patria alifatické alkoholamidové kyseliny, karboxymetylcelulóza atď. Medzi inhibítory peny patria mastné kyseliny, estery mastných kyselín, polyétery atď. a ďalšie neiónové povrchovo aktívne látky.

 

Klasifikácia povrchovo aktívnych látok

 

Povrchovo aktívne látky možno rozdeliť na aniónové povrchovo aktívne látky, neiónové povrchovo aktívne látky, zwitteriónové povrchovo aktívne látky a katiónové povrchovo aktívne látky na základe charakteristík ich molekulárnej štruktúry.

 

Aniónové povrchovo aktívne látky

Sulfonát
Medzi bežné účinné látky tohto typu patrí lineárny alkylbenzénsulfonát sodný a alfa-olefínsulfonát sodný. Lineárny alkylbenzénsulfonát sodný, tiež známy ako LAS alebo ABS, je biely alebo svetložltý prášok alebo vločková pevná látka s dobrou rozpustnosťou v komplexných povrchovo aktívnych systémoch. Je relatívne stabilný voči zásadám, zriedeným kyselinám a tvrdej vode. Bežne sa používa v umývačkách riadu (prostriedky na umývanie riadu) a tekutých pracích prostriedkoch, vo všeobecnosti sa nepoužíva v šampónoch a zriedkavo sa používa v sprchových géloch. V umývačkách riadu môže jeho dávkovanie tvoriť približne polovicu celkového množstva povrchovo aktívnych látok a skutočný rozsah nastavenia jeho podielu v tekutých pracích prostriedkoch je relatívne široký. Typickým zloženým systémom používaným v umývačkách riadu je ternárny systém „LAS (lineárny alkylbenzénsulfonát sodný) - AES (alkoholétersulfát sodný) - FFA (alkylalkoholamid)“. Medzi hlavné výhody lineárneho alkylbenzénsulfonátu sodného patria dobrá stabilita, silná čistiaca sila, minimálne škody na životnom prostredí a schopnosť biologicky sa rozkladať na neškodné látky za nízku cenu. Hlavnou nevýhodou je, že je vysoko stimulujúci. Alfa-olefínsulfonát sodný, tiež známy ako AOS, je vysoko rozpustný vo vode a má dobrú stabilitu v širokom rozsahu hodnôt pH. Spomedzi rôznych druhov solí sulfónových kyselín je jeho účinnosť lepšia. Medzi jeho vynikajúce výhody patrí dobrá stabilita, dobrá rozpustnosť vo vode, dobrá kompatibilita, nízke podráždenie a ideálna mikrobiálna degradácia. Je to jeden z hlavných povrchovo aktívnych látok bežne používaných v šampónoch a sprchových géloch. Jeho nevýhodou je, že je relatívne drahý.

 

Síran
Medzi bežné účinné látky tohto typu patrí polyoxyetylénétersulfát mastných alkoholov sodný a dodecylsulfát sodný.

Polyoxyetylénétersulfát mastného alkoholu sodného, ​​tiež známy ako AES alebo étersulfát alkoholu sodného.

Ľahko sa rozpúšťa vo vode, možno ho použiť v šampónoch, sprchových géloch, tekutých prostriedkoch na umývanie riadu a tekutých pracích prostriedkoch. Rozpustnosť vo vode je lepšia ako u dodecylsulfátu sodného a možno ho pripraviť v akomkoľvek pomere v transparentnom vodnom roztoku pri izbovej teplote. Použitie alkylbenzénsulfonátu sodného v tekutých detergentoch je rozsiahlejšie a má lepšiu kompatibilitu ako alkylbenzénsulfonát s priamym reťazcom; môže byť komplexovaný s mnohými povrchovo aktívnymi látkami v binárnych alebo viacnásobných formách za vzniku transparentných vodných roztokov. Medzi vynikajúce výhody patrí nízke podráždenie, dobrá rozpustnosť vo vode, dobrá kompatibilita a dobrý výkon pri prevencii suchosti, praskania a drsnosti pokožky. Nevýhodou je, že stabilita v kyslom prostredí je mierne nízka a čistiaca sila je nižšia ako u lineárneho alkylbenzénsulfonátu sodného a dodecylsulfátu sodného.

Dodecylsulfát sodný, tiež známy ako AS, K12, kokoylsulfát sodný a laurylsulfát sodný, peniace činidlo je necitlivé na zásady a tvrdú vodu. Jeho stabilita v kyslých podmienkach je nižšia ako stabilita bežných sulfátov a blízka stabilite polyoxyetylénétersulfátu mastných alkoholov. Je ľahko odbúrateľný a má minimálne škodlivé účinky na životné prostredie. Pri použití v tekutých detergentoch by kyslosť nemala byť príliš vysoká. Použitie etanolamínu alebo amónnych solí v šampónoch a sprchových géloch môže nielen zvýšiť stabilitu v kyselinách, ale tiež pomôcť znížiť podráždenie. Okrem dobrej penivosti a silnej čistiacej sily nie je jeho výkon v iných aspektoch taký dobrý ako u alkoholétersulfátu sodného. Cena bežných aniónových povrchovo aktívnych látok je vo všeobecnosti vyššia.

 

Katiónové povrchovo aktívne látky

V porovnaní s rôznymi typmi povrchovo aktívnych látok majú katiónové povrchovo aktívne látky najvýraznejší regulačný účinok a najsilnejší baktericídny účinok, hoci majú nevýhody, ako je slabá čistiaca sila, slabá penivosť, slabá kompatibilita, vysoká dráždivosť a vysoká cena. Katiónové povrchovo aktívne látky nie sú priamo kompatibilné s aniónovými povrchovo aktívnymi látkami a možno ich použiť iba ako kondicionéry alebo fungicídy. Katiónové povrchovo aktívne látky sa bežne používajú ako pomocné povrchovo aktívne látky v tekutých detergentoch (ako vedľajšia kondicionačná zložka vo formuláciách) pre produkty vyššej triedy, najmä pre šampóny. Ako regulačnú zložku ich nemožno nahradiť inými typmi povrchovo aktívnych látok v špičkových tekutých šampónoch.

Medzi bežné typy katiónových povrchovo aktívnych látok patrí hexadecyltrimetylamóniumchlorid (1631), oktadecyltrimetylamóniumchlorid (1831), katiónová guarová guma (C-14S), katiónový pantenol, katiónový silikónový olej, dodecyldimetylamínoxid (OB-2) atď.

 

Zwitteriónový povrchovo aktívny činidlo

Bipolárne povrchovo aktívne látky označujú povrchovo aktívne látky, ktoré majú aniónové aj katiónové hydrofilné skupiny. Preto tieto povrchovo aktívne látky vykazujú katiónové vlastnosti v kyslých roztokoch, aniónové vlastnosti v alkalických roztokoch a neiónové vlastnosti v neutrálnych roztokoch. Bipolárne povrchovo aktívne látky sú ľahko rozpustné vo vode, koncentrovaných kyslých a alkalických roztokoch a dokonca aj v koncentrovaných roztokoch anorganických solí. Majú dobrú odolnosť voči tvrdej vode, nízke podráždenie pokožky, dobrú mäkkosť tkanín, dobré antistatické vlastnosti, dobrý baktericídny účinok a dobrú kompatibilitu s rôznymi povrchovo aktívnymi látkami. Medzi dôležité typy amfotérnych povrchovo aktívnych látok patrí dodecyldimetylbetaín a karboxylátimidazolín.

 

Neiónové povrchovo aktívne látky

Neiónové povrchovo aktívne látky majú dobré vlastnosti, ako je solubilizácia, pranie, antistatické vlastnosti, nízke podráždenie a disperzia vápenatého mydla; Použiteľný rozsah pH je širší ako u bežných iónových povrchovo aktívnych látok; Okrem vlastností proti znečisteniu a peneniu sú iné vlastnosti často lepšie ako u bežných aniónových povrchovo aktívnych látok. Pridanie malého množstva neiónovej povrchovo aktívnej látky k iónovej povrchovo aktívnej látke môže zvýšiť povrchovú aktivitu systému (v porovnaní s rovnakým obsahom účinnej látky). Medzi hlavné druhy patria amidy alkylalkoholov (FFA), polyoxyetylénétery mastných alkoholov (AE) a alkylfenolpolyoxyetylénétery (APE alebo OP).

Alkylalkoholamidy (FFA) sú triedou neiónových povrchovo aktívnych látok s vynikajúcim výkonom, širokým uplatnením a vysokou frekvenciou používania, bežne používané v rôznych tekutých detergentoch. V tekutých detergentoch sa často používajú v kombinácii s amidmi v pomere „2:1“ a „1,5:1“ (alkylalkoholamid:amid). Alkylalkoholamidy sa môžu používať vo všeobecnosti v mierne kyslých a zásaditých detergentoch a sú najlacnejším druhom neiónových povrchovo aktívnych látok.

 

Aplikácia povrchovo aktívnych látok

S rozvojom vedy a techniky, najmä s pokrokom chemického priemyslu a prenikaním súvisiacich disciplín, sa úloha a použitie povrchovo aktívnych látok stali čoraz rozsiahlejšími a hlbšími. Od ťažby nerastov a rozvoja energetiky až po účinky na bunky a enzýmy možno nájsť stopy povrchovo aktívnych látok. V súčasnosti sa použitie povrchovo aktívnych látok neobmedzuje len na čistiace prostriedky na pracie prostriedky, čistiace prostriedky na zubné pasty, kozmetické emulgátory a iné každodenné chemické odvetvia, ale rozšírilo sa aj do iných výrobných oblastí, ako je petrochemický priemysel, energetika a farmaceutický priemysel.

 

Ťažba ropy
Pri ťažbe ropy môže použitie zriedených vodných roztokov povrchovo aktívnych látok alebo koncentrovaných zmiešaných roztokov povrchovo aktívnych látok s ropou a vodou zvýšiť výťažnosť ropy o 15 % až 20 %. Vzhľadom na schopnosť povrchovo aktívnych látok znižovať viskozitu roztoku sa používajú počas vŕtania na zníženie viskozity ropy a na zníženie alebo prevenciu nehôd pri vŕtaní. Môže tiež spôsobiť opätovné striekanie ropy zo starých vrtov, ktoré už nestriekajú ropu.

Rozvoj energetiky
Povrchovo aktívne látky môžu tiež prispieť k rozvoju energetiky. V súčasnej situácii rastúcich svetových cien ropy a nedostatočných zdrojov ropy má vývoj zmesových palív z ropy a uhlia hlboký význam. Pridanie povrchovo aktívnych látok do procesu môže vytvoriť nový typ paliva s vysokou tekutosťou, ktoré môže nahradiť benzín ako zdroj energie. Pridanie emulgátorov do benzínu, nafty a ťažkého oleja nielen šetrí zdroje ropy, ale tiež zlepšuje tepelnú účinnosť a znižuje znečistenie životného prostredia. Preto majú povrchovo aktívne látky hlboký význam pre rozvoj energetiky.

Textilný priemysel
Použitie povrchovo aktívnych látok v textilnom priemysle má dlhú históriu. Syntetické vlákna majú v porovnaní s prírodnými vláknami nevýhody, ako je drsnosť, nedostatočná nadýchanosť, náchylnosť na elektrostatickú adsorpciu prachu a slabá absorpcia vlhkosti a pocit na dotyk. Ak sa tieto nedostatky syntetických vlákien ošetria špeciálnymi povrchovo aktívnymi látkami, možno ich výrazne zlepšiť. Povrchovo aktívne látky sa tiež používajú ako zmäkčovadlá, antistatické činidlá, zmáčadlá a penetračné činidlá a emulgátory v textilnom tlačiarenskom a farbiarskom priemysle. Použitie povrchovo aktívnych látok v textilnom tlačiarenskom a farbiarskom priemysle je veľmi rozsiahle.

Čistenie kovov
Pokiaľ ide o čistenie kovov, medzi tradičné rozpúšťadlá patria organické rozpúšťadlá, ako je benzín, petrolej a tetrachlórmetán. Podľa relevantných štatistík sa množstvo benzínu používaného na čistenie kovových súčiastok v Číne pohybuje až okolo 500 000 ton ročne. Čistiace prostriedky na kovy na vodnej báze s obsahom povrchovo aktívnych látok môžu šetriť energiu. Podľa výpočtov jedna tona čistiaceho prostriedku na kovy môže nahradiť 20 ton benzínu a jedna tona ropnej suroviny sa môže použiť na výrobu 4 ton čistiaceho prostriedku na kovy, čo naznačuje, že povrchovo aktívne látky majú zásadný význam pri šetrení energie. Čistiace prostriedky na kovy s externými povrchovo aktívnymi látkami sa tiež vyznačujú tým, že sú netoxické, nehorľavé, neznečisťujú životné prostredie a zaisťujú bezpečnosť pracovníkov. Tento typ čistiaceho prostriedku na kovy sa široko používa na čistenie rôznych typov kovových súčiastok, ako sú letecké motory, lietadlá, ložiská atď.

Potravinársky priemysel
V potravinárskom priemysle sú povrchovo aktívne látky multifunkčné prísady používané pri výrobe potravín. Potravinárske povrchovo aktívne látky majú vynikajúce emulgačné, zmáčacie, protilepivé, konzervačné a flokulačné účinky. Vďaka špeciálnemu aditívnemu účinku dokážu urobiť pečivo chrumkavé, penu peniť, chlieb zmäkčiť a rovnomerne rozptýliť a emulgovať suroviny, ako je umelé maslo, majonéza a zmrzlina, čo má jedinečný vplyv na zlepšenie výrobného procesu a vnútornej kvality výrobkov.

Poľnohospodárske pesticídy sú emulzné kvapaliny, ktoré majú kvôli povrchovému napätiu kvapaliny nevýhodu v tom, že sa pri postreku na listy rastlín ťažko rozotierajú. Ak sa do pesticídneho roztoku pridá povrchovo aktívna látka, táto môže znížiť povrchové napätie kvapaliny, to znamená, že roztok stratí svoju povrchovú aktivitu a pesticídny roztok sa ľahšie rozotrie po povrchu listov, čím sa zlepší jeho insekticídny účinok.