چکیده: در مورد عملکرد سورفاکتانت ها ، مانند خیساندن ، پراکندگی ، امولسیون ، محلول سازی ، کف کردن ، کف کردن ، شستشو و ضد عفونی کردن ، و غیره ، معرفی طبقه بندی سورفاکتانت ها و معرفی چندین عامل سطحی معمول استفاده می شود. و نقش در مواد آرایشی ، شوینده ها ، داروها ، مواد غذایی. روند توسعه سورفاکتانت ها توصیف شده است.

1. طبقه بندی مواد فعال کننده سطح

روشهای زیادی برای طبقه بندی مواد سورفاکتانت وجود دارد که طبق طبقه بندی منبع سورفاکتانتها طبقه بندی می شوند. سورفاکتانت ها معمولاً به سه دسته سورفاکتانت های مصنوعی ، سورفاکتانت های طبیعی و سورفاکتانت های بیولوژیکی تقسیم می شوند.

سورفاکتانت ها را می توان با توجه به نوع یونهای تولید شده توسط گروه آب دوست ، به چهار دسته آنیونی ، کاتیونی ، زوییتریونیک و غیر یونی تقسیم کرد. سورفاکتانت های متداول استفاده شده ، که پایه آبگریز آنها یک گروه هیدروکربنی است ، ممکن است در مولکول عناصری مانند اکسیژن ، ازت ، گوگرد ، کلر ، برم و ید را نیز داشته باشد و به آنها سورفاکتانت هیدروکربن یا سورفکتانت معمولی گفته می شود. سورفاکتانت های حاوی فلوئور ، سیلیسیم ، فسفر و بور را سورفکتانت های ویژه می نامند. معرفی فلورین ، سیلیسیم ، فسفر ، بور و سایر عناصر باعث عملکرد بی نظیر و عالی سورفاکتانت ها می شود. سورفاکتانتهای حاوی فلورین یکی از مهمترین انواع سورفاکتانتهای ویژه هستند.

2. نقش اصلی سورفاکتانت ها

(1) امولسیون: به دلیل کشش سطحی زیاد روغن در آب ، هنگامی که روغن به آب می ریزد ، به شدت هم بزنید ، روغن به صورت دانه های ریز خرد شده و به یک امولسیون مخلوط می شود ، اما هم زدن متوقف می شود و دوباره لایه های. اگر یک سورفکتانت اضافه کنید و به شدت هم بزنید ، جدا شدن از آن برای مدت طولانی پس از توقف ، که همان امولسیون است ، آسان نخواهد بود. دلیل این امر این است که آبگریزی روغن توسط گروه آب دوست عامل فعال احاطه شده و یک جاذبه جهت دار ایجاد می کند ، کار مورد نیاز برای پراکندگی روغن در آب را کاهش می دهد و روغن را به خوبی امولسیون می کند. به

(2) اثر خیساندن: غالباً یک لایه موم ، چربی یا مواد پوسته ای به سطح قطعه متصل می شود که آبگریز است. به دلیل آلودگی این مواد ، سطح قطعات به راحتی توسط آب مرطوب نمی شود. هنگامی که سورفاکتانت ها به محلول آبی اضافه می شوند ، قطرات آب روی قطعات به راحتی پراکنده می شوند که این امر به شدت کشش سطحی قطعات را کاهش می دهد و به هدف خیس شدن دست می یابد. به

(3) محلول سازی: مواد روغنی را می توان پس از افزودن سورفاکتانت ها "حل" کرد ، اما این انحلال تنها زمانی اتفاق می افتد که غلظت سورفاکتانت به غلظت بحرانی کلوئید برسد. حلالیت بر اساس جسم حل شدن است و به ماهیت آن بستگی دارد. از نظر انحلال ، زنجیره هیدروکربن ژن آبگریز طولانی قویتر از زنجیره هیدروکربن کوتاه ، زنجیره هیدروکربن اشباع قوی تر از زنجیره هیدروکربن اشباع نشده است و اثر انحلال سورفاکتانتهای غیر یونی به طور کلی قابل توجه تر است. به

(4) اثر پراکندگی: ذرات جامد مانند گرد و غبار و خاک به راحتی جمع می شوند و به راحتی در آب قرار می گیرند. مولکول های سورفاکتانت می توانند سنگدانه های ذرات جامد را به ذرات ریز تقسیم کرده و در محلول پراکنده و معلق شوند. در تقویت پراکندگی یکنواخت ذرات جامد نقش داشته باشید. (5) اثر فوم: تشکیل فوم عمدتا جذب جهتی عامل فعال است که ناشی از کاهش کشش سطحی بین فازهای گاز و مایع است. به طور کلی ، عوامل فعال با وزن مولکولی کم به راحتی کف می شوند ، عوامل فعال با وزن مولکولی بالا کف کمتری دارند ، اسید میریستیک زرد بیشترین خاصیت کف سازی را دارد و استئارات سدیم نیز بدترین ویژگی کف را دارد. عوامل فعال آنیونی دارای خاصیت کف و پایداری کف نسبت به موارد غیر یونی هستند. به عنوان مثال ، سدیم آلکیل بنزن سولفونات دارای خواص کف کننده قوی است. تثبیت کننده های کف که معمولاً استفاده می شوند شامل آمیدهای الکل چرب ، کربوکسی متیل سلولز و غیره هستند و بازدارنده های کف شامل اسیدهای چرب ، استرهای اسید چرب ، پلی اترها و غیره و سایر سورفاکتانت های غیر یونی هستند.

3 کاربرد سورفاکتانت

کاربرد سورفاکتانت ها را می توان به کاربردهای مدنی و صنعتی تقسیم کرد. طبق داده ها ، دو سوم مواد فعال سطح غیرنظامی در محصولات محافظت شخصی استفاده می شود. مواد شوینده مصنوعی یکی از بزرگترین بازارهای مصرف مواد فعال کننده سطح است. محصولات شامل پودر لباسشویی ، مواد شوینده مایع ، مواد شوینده ظرفشویی و انواع محصولات خانگی است. محصولات تمیز کننده و محصولات محافظت شخصی مانند: شامپو ، نرم کننده ، کرم مو ، ژل مو ، لوسیون ، تونر ، پاک کننده صورت و ... سورفاکتانت های صنعتی مجموع سورفاکتانت های مورد استفاده در زمینه های مختلف صنعتی به غیر از سورفکتانت های مدنی است. زمینه های کاربردی آن شامل صنعت نساجی ، صنعت فلزات ، رنگ ، رنگ ، صنعت رنگدانه سازی ، صنعت رزین پلاستیک ، صنایع غذایی ، صنعت کاغذ ، صنعت چرم ، اکتشاف نفت ، صنعت مصالح ساختمانی ، صنعت معدن ، صنعت انرژی و غیره است. چندین جنبه در زیر شرح داده شده است .

3.1.1 سورفاکتانت در مواد آرایشی

سورفاکتانت ها در محصولات آرایشی مختلف به عنوان امولسیون کننده ها ، مواد نفوذ کننده ، شوینده ها ، نرم کننده ها ، مواد مرطوب کننده ، باکتری کش ها ، مواد پخش کننده ، مواد روان کننده ، مواد ضد الکتریسیته ، رنگ مو و غیره به طور گسترده ای استفاده می شوند زیرا سورفاکتانت های غیر یونی بیشتر در مواد آرایشی استفاده می شوند زیرا تحریک کننده نیستند و به راحتی با سایر اجزا سازگار است. به طور کلی ، آنها استرهای اسیدهای چرب و پلی اترها هستند.

3.1.2 الزامات مواد آرایشی برای مواد فعال کننده سطح

ترکیب فرمولاسیون های آرایشی متنوع و پیچیده است. علاوه بر مواد اولیه روغن و آب ، مواد فعال کننده فعال ، مواد نگهدارنده ، طعم دهنده ها و رنگدانه ها و غیره نیز وجود دارد که به یک سیستم پراکندگی چند فاز تعلق دارند. با بیشتر و بیشتر فرمولاسیون های آرایشی و نیازهای عملکردی ، انواع سورفاکتانت های مورد استفاده در لوازم آرایشی نیز در حال افزایش است. سورفاکتانت های مورد استفاده در مواد آرایشی و بهداشتی نباید هیچگونه تحریک پوستی ، عوارض جانبی سمی داشته و همچنین نیاز به بی رنگی ، بوی نامطبوع و پایداری بالا را برآورده کنند.

3.2 استفاده از مواد فعال کننده سطح در مواد شوینده

سورفاکتانت ها دارای عملکردهای تمیز کنندگی و ضد عفونی کننده کارآمد هستند و مدتهاست که به مهمترین قسمت محصولات تمیز کننده تبدیل شده اند. سورفاکتانت جز component اصلی مواد شوینده است. با خاک و بین خاک و سطح جامد (مانند خیس کردن ، نفوذ ، امولسیون ، محلول سازی ، پراکندگی ، کف کردن و غیره) برهم کنش دارد و با استفاده از هم زدن مکانیک ، اثر شستشو حاصل می شود. بیشترین استفاده و بیشترین استفاده از سورفاکتانت های آنیونی و غیر یونی است. سورفاکتانت های کاتیونی و آمفوتریک فقط در تولید انواع خاص و عملکرد شوینده ها استفاده می شود. ارقام اصلی عبارتند از LAS (اشاره به آلکیل بنزن سولفونات) ، AES (الکل چرب پلی اکسی اتیلن اتر سولفات) ، MES (نمک اسید چرب اسید α-سولفونیک) ، AOS (α-آلکنیل سولفونات) ، آلکیل پلی اکسی اتیلن اتر ، آلکیل فنل پلی اکسی اتیلن اتر ، چرب اسید دی اتانولامین ، نوع اسید آمینه ، نوع بتائین و غیره

3.3 کاربرد مواد فعال کننده سطح در صنایع غذایی

3.3.1 امولسیون کننده ها و غلیظ کننده های مواد غذایی مهمترین نقش سورفاکتانت ها در صنایع غذایی این است که به عنوان امولسیون کننده ها و غلیظ کننده ها عمل کنند. فسفولیپیدها معمولاً از امولسیون کننده ها و تثبیت کننده ها استفاده می شوند. علاوه بر فسفولیپیدها ، امولسیفایرهایی که معمولاً استفاده می شوند ، گلیسیریدهای اسید چرب S ، عمدتا مونوگلیسیرید T ، استرهای ساکارز اسید چرب ، استرهای سوربیتان اسید چرب ، استرهای پروپیلن گلیکول اسید چرب ، فسفولیپیدهای سویا ، صمغ عربی ، اسید آلژنیک ، کازئینات سدیم ، ژلاتین و زرده تخم مرغ است. و غیره غلیظ کننده ها به دو دسته تقسیم می شوند: طبیعی و شیمیایی. غلیظ کننده های طبیعی شامل نشاسته ، صمغ عربی ، صمغ گوار ، کاراگینان ، پکتین ، آگار و اسید آلژنیک ساخته شده از گیاهان و جلبک های دریایی است. همچنین ژلاتین ، کازئین و سدیم کازئینات ساخته شده از حیوانات و گیاهان پروتئین دار وجود دارد. و صمغ زانتان ساخته شده از میکروارگانیسم ها. متراکم کننده های مصنوعی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند کربوکسی متیل سلولز سدیم است: @: ، پروپیلن گلیکول آلژینات ، سلولز گلیکولیک اسید و سدیم پلی اکریلات ، سدیم گلیکولات ، نشاسته سدیم فسفات ، متیل سلولز و پلی اکریلیک اسید سدیم و غیره

3.3.2 نگهدارنده های غذایی استرهای رامنوز خاصیت ضد باکتریایی ، ضد ویروسی و ضد مایکوپلاسما دارند. استرهای ساکارز همچنین اثر مهاری بیشتری بر روی میکروارگانیسم ها ، به ویژه باکتری های گرم مثبت تشکیل اسپور دارند.

3.3.3 مواد پراکنده کننده مواد غذایی ، مواد کف کننده و غیره علاوه بر استفاده به عنوان امولسیون کننده و غلیظ کننده در تولید مواد غذایی ، از سورفاکتانت ها می توان به عنوان مواد پراکنده کننده ، مرطوب کننده ، کف کننده ، کف کننده ، مواد کنترل کننده تبلور ، عقیم سازی و طولانی شدن دوره نگهداری مواد غذایی نیز استفاده کرد. . به عنوان مثال ، افزودن فسفولیپیدهای سویا 0.2-0.3٪ هنگام دانه بندی پودر شیر کامل می تواند آب دوست بودن و پراکندگی آن را بهبود بخشد ، و می توان آن را به سرعت و بدون جمع شدن در هنگام آماده سازی حل کرد. هنگام تهیه کیک و بستنی ، افزودن اسید چرب گلیسرول و چربی ساکارز می تواند یک اثر کف کننده داشته باشد ، که منجر به تولید تعداد زیادی حباب می شود. در تولید شیر تغلیظ شده و محصولات سویا ، افزودن اسید چرب گلیسرول اثر کف زدایی دارد.

3.3.4 کاربرد در استخراج و جداسازی رنگدانه ها ، اجزای معطر ، اجزای فعال بیولوژیکی و محصولات تخمیر شده

در سال های اخیر ، از سورفاکتانت ها به طور گسترده ای در استخراج و جداسازی مواد طبیعی موجود در مواد غذایی مانند رنگدانه ها ، مواد معطر ، مواد فعال بیولوژیکی و محصولات تخمیر شده استفاده می شود.

3.4 کاربرد سورفاکتانت ها در زمینه پزشکی

سورفاکتانت ها دارای عملکردهای خیساندن ، امولسیون ، محلول سازی و غیره هستند ، بنابراین از آنها به عنوان مواد کمکی دارویی به ویژه در فناوری میکرو امولسیون دارویی که در سال های اخیر توسعه یافته استفاده می شود. در سنتز دارو ، سورفاکتانت ها می توانند به عنوان کاتالیزور انتقال فاز استفاده شوند ، که می تواند درجه حلال یون ها را تغییر دهد ، در نتیجه واکنش یون ها را افزایش می دهد ، و واکنش را در یک سیستم ناهمگن انجام می دهد و بازده واکنش را بسیار بهبود می بخشد. سورفاکتانت ها اغلب به عنوان حلال و حساس کننده در تجزیه و تحلیل ، به ویژه در طیف سنجی فلورسانس دارویی استفاده می شوند. از نظر ضد عفونی کننده پوست ، ضد عفونی کننده زخم یا غشای مخاطی ، ضد عفونی کننده ابزار و ضد عفونی کننده محیط قبل از جراحی در صنعت داروسازی ، سورفاکتانت ها می توانند به شدت با پروتئین های بیوفیلم باکتریایی ارتباط برقرار کنند تا عملکرد خود را از بین ببرند یا از دست بدهند ، و به عنوان ضد باکتری و ضد عفونی کننده ها مورد استفاده گسترده قرار می گیرند.

4. روند توسعه مواد فعال کننده سطح

جهت توسعه مواد فعال کننده سطح در جنبه های زیر آشکار می شود:

4.1 بازگشت به طبیعت ؛

4.2 مواد شیمیایی مضر را جایگزین کنید.

4.3 شسته و در دمای اتاق استفاده شود.

4.4 استفاده در آب سخت و بدون مواد افزودنی ؛

4.5 حفاظت از محیط زیست که می تواند مایع ، پساب ، گرد و غبار و غیره را به طور موثر تصفیه کند.

4.6 سورفاکتانت هایی که می توانند به طور مثر استفاده از مواد معدنی ، سوخت و تولید را بهبود بخشند.

4.7 سورفاکتانت های چند منظوره ؛

4.8 سورفاکتانت های تهیه شده از زباله های صنعتی یا شهری بر اساس مهندسی زیستی ؛

4.9 استفاده مجدد از سورفاکتانت با بازده بالا با اثر هم افزایی تولید شده توسط فناوری فرمولاسیون.