فرمول مایع ظرفشویی با سیستم سورفکتانت سه تایی
دی آلکیل سولفو سوکسینات، آلکیل بنزن سولفونات و آلکیل اتر سولفات
چکیده: در این مقاله یک فرمول مایع ظرفشویی ( Dish Washing liquid Formulation ) حاوی
سیستم سورفکتانت سه تایی (الف) دی آلکیل سولفو سوکسینات، (ب) آلکیل بنزن سولفونات
و (ج) آلکیل اتر سولفات معرفی می شود. این سیستم عملکرد و ویژگی های
فرمول مایع ظرفشویی مانند ویسکوزیته و هیدروتروپی را بهبود می بخشد.
مقدمه:
یک فرمول شیمیایی مایع ظرفشویی موثر باید بتواند در آب سخت و نرم بیشترین قدرت پاک کنندگی
با کف بالا را داشته باشد. بسیاری از انواع فرمولاسیون مایع ظرفشویی تجاری بر پایه یک
سورفکتانت آنیونی از نوع سولفونات، به ویژه آلکیل بنزن سولفونات است. از نظر
زیست محیطی آلکیل بنزن سولفونات های خطی از حداکثر
تجزیه پذیری بیولوژیکی برخوردار هستند. اخیراً، یک دسته دیگری از سورفکتانت های سولفوناتی
با نام دی آلکیل سولفو سوکسینات ها، برای استفاده در ترکیبات مایع ظرفشویی با کف بالا مورد
توجه قرار گرفته اند. الك آكويتن از مجارستان در یک اختراع با شماره ۱۷۴،۸۳۷ سیستم سورفکتانت
دو تایی دی آلکیل سولفو سوکسینات و آلکیل بنزن سولفونات را برای فرمول ساخت مایع ظرفشویی
ارائه داد. اما در این مقاله یک فرمول مایع ظرفشویی سبک حاوی سیستم سه تایی
سورفکتانت دی آلکیل سولفو سوکسینات (a)، آلکیل بنزن سولفونات (b) و آلکیل اتر سولفات (c)
با ویژگی های کف دهی و پاک کنندگی بالا را ارائه می دهد.
فرمول مایع ظرفشویی حاوی سیستم سه تایی سورفکتانت آنیونی:
نسبت سورفکتانت ها در فرمول تولید مایع ظرفشویی بصورت زیر است: نسبت (a) به (b) 1:3 و نسبت (b)+(a) به (c) 1:6. این سیستم سه تایی نسبت به فرمول مایع ظرفشویی با یک سورفکتانت آنیونی ویسکوزیته ی به مراتب بالاتری (cp 150) نشان می دهد. همچنین کف دهی و قدرت پاک کنندگی نیز به طور چشمگیری افزایش می یابد که مورد استقبال مصرف کنندگان است. فرمولاسیون مایع ظرفشویی مبتنی بر دو سورفکتانت دی آلکیل سولفو سوکسینات و آلکیل اتر سولفات مشکلاتی در پایداری
و شفافیت نشان داد که این موضوع نیاز به استفاده از هیدروتروپ در فرمول را افزایش می دهد. حتی در برخی موارد با وجود استفاده از مقادیر بالای هیدروتروپ نیز فرمول قابل قبولی حاصل نمی شد و مایع حاصل دارای شفافیت و پایداری مناسب نبود. هیدروتروپ ها موادی هستند که برای کنترل حلالیت، گرانروی، شفافیت و پایداری در فرمولاسیون مواد شوینده استفاده می شوند اما خودشان هیچ سهم فعالی در عملکرد محصول ندارند. نمونه هایی از هیدروتروپ ها شامل الکل های آلیفاتیک پایین تر به ویژه اتانول، سدیم تولوئن و زایلن سولفونات ها است. هیدروتروپ ها گران هستند و قیمت فرمول مایع ظرفشویی را افزایش می دهند، بنابراین استفاده از آنها در کمترین حد ممکن مطلوب است. وضوح و پایداری ترکیب به دلیل وجود جز (b) بسیار بهبود یافته و نیاز به هیدروتروپ کاهش می یابد. در نتیجه مشکل شفافیت، پایداری و هزینه با اضافه شدن سورفکتانت سوم در فرمول تولید مایع ظرفشویی بر طرف می گردد.
دی آلکیل سولفو سوکسینات در فرمول مایع ظرفشویی:
استرهای سولفو سوکسینات ترکیبات آلی با فرمول R2C O2H C(´R2O C) SCH3O Na هستند که R و ´R می توانند گروه های H یا آلکیل باشند. این ترکیبات دارای ویژگی سورفکتانت و امولسیون کنندگی هستند و در فرمولاسیون مواد شوینده استفاده می شوند. نمک های این ترکیبات بی رنگی بوده و از طرق واکنش انیدرید مالئیک با الکل ها بدست می آیند. مونو یا دی استرهای حاصل با سولفیت سدیم تیمار می شوند که همزمان با پروتوناسیون، به پیوند C=C اضافه می شود. این ترکیبات قدرت تشکیل میکرو امولسیون بالایی دارند و بنابراین بطور گسترده در فرمولاسیون مواد شوینده استفاده می شوند. دی آلکیل سولفو سوکسینات بکار رفته در فرمول مایع ظرفشویی می توان متقارن (با دو گروه آلکیل یکسان) یا نامتقارن (با دو گروه آلکیل متفاوت) باشد. گروه های آلکیل بطور معمول از ۶ تا ۸ اتم کربن تشکیل شده اند که می توانند منشعب یا خطی باشند. کاتیون همرا نیز یک یون فلزی تک ظرفیتی مانند سدیم، آمونیوم و اتانول آمین است. دی آلکیل های نامتقارن خطی مانند اکتیل/هگزیل سولفو سوکسینات گزینه های مناسبی برای فرمول مایع ظرفشویی ارائه شده هستند.
آلکیل بنزن سولفونات در فرمول مایع ظرفشویی:
آلکیل بنزن سولفونات خطی (LAS) به دلیل عملکرد عالی و هزینه نسبتاً کم، مهمترین سورفکتانت آنیونی مورد استفاده در فرمول مواد شوینده است. فرآیندهای اخیر تولید LAS با مشخصات تجزیه بیولوژیکی عالی را امکان پذیر می کند. همچنین مقاومت به سختی آن نیز نسبت به صابون بهبود یافته است. این موضوع به تفاوت بارز کربوکسیلات و سولفونات و وجود ایزومرهای متعددی که از تبلور آسان جلوگیری می کنند، نسبت داده می شود. اما حساسیت باقی مانده نسبت به سختی هنوز یک مشکل است که به طور معمول با افزودن سایر سورفکتانت ها بر آن غلبه می شود. افزون بر این، برخی بیلدرها برای حذف یون های کلسیم و منیزیم به فرمولاسیون مایع ظرفشویی اضافه می شوند. یکی از تحولات اخیر برای افزایش تحمل سختی LAS، اضافه کردن استخلاف متیل در زنجیره ی آلکیل است.
آلکیل اتر سولفات در فرمول مایع ظرفشویی:
آلکیل اتر سولفات ها نیز کاربرد گسترده ای در فرمولاسیون مواد شوینده دارند. این ترکیبات این مزیت را دارند که نسبت به LAS مقاومت به سختی بیشتری نشان می دهند و گاهی اوقات در ترکیب با LAS استفاده می شوند. این سورفکتانت ها، کف کننده های بسیار عالی هستند، هرچند ساختار کف آنها درشت است. خاصیت کف کنندگی این دسته از سورفکتانت ها تحت تاثیر سختی آب قرار نگرفته و همچنین بدلیل cmc پایینشان، گزینه ایده آلی برای تهیه مایع های شوینده هستند. زنجیر کربنی این ترکیبات، معمولا بین ۱۲ تا ۱۶ کربن داشته و درجه اتوکسیلاسیون بین ۱ تا ۴ متغیر است. در سورفکتانت های آنیونی، سدیم متداول ترین یون همراه است. در بعضی از ترکیبات مواد شوینده مایع (به خصوص با فرمولاسیون های بسیار غلیظ) از مونو اتانول آمین استفاده می شود، زیرا نمک های سورفکتانت آن معمولاً محلول تر از نمک های سدیم مربوطه هستند. در فرمولاسیون های خاص، از نمک های پتاسیم نیز استفاده شده است.
سایر اجزاء تشکیل دهنده ی فرمول مایع ظرفشویی: سورفکتانت غیر یونی مناسب شامل الکلهای اتوکسیله با ویژگی کف فراوان هستند. نسبت آلکیل اتر سولفات به سورفکتانت غیر یونی ترجیحاً ۱: ۱ است. همچنین مقادیر جزئی از یک یا چند هیدروتروپ در فرمول مایع ظرفشویی (Dish Washing liquid Formulation) ارائه شده، استفاده می شود. همانطور که قبلاً اشاره شد، هیدروتروپ های مناسب شامل الکل های آلیفاتیک پایین تر، به ویژه اتانول هستند. سایر اجزاء شامل آب، اسانس، رنگ، مواد نگهدارنده و میکروب کش ها است.
نتیجه گیری:
سیستم مخلوط سورفکتانت های، انواع مختلفی از ویژگی های جالب و مفید را به نمایش
می گذارند. حتی در غلظت های کم سورفکتانت، می توان اثرات قابل توجهی را در رابط های
محلول مشاهده کرد. برجسته ترین اثر، کاهش کشش سطحی به دلیل جذب ترجیحی مولکول های
سورفکتانت در رابط های محلول است. فعل و انفعالات الکترواستاتیک بین گروههای “سر” سورفکتانت ها
می تواند زمینه ساز ایجاد خواص غیر منتظره باشد. بنابراین یک فرمولاتور با علم به این موضوع
می تواند فرمول مایع ظرفشویی طراحی کند که حاوی سیستم مخلوط سورفکتانت باشد. بکارگیری یک
سیستم مخلوط سورفکتانت مناسب در خط تولید مایع ظرفشویی می تواند منجر به تولید محصولی
با قدرت پاک کنندگی و کف دهی بالا شود که با استقبال از سوی مصرف کننده روبرو می شود. اگر
چه ممکن شما در اینترنت با عباراتی چون فرمول مایع ظرفشویی رایگان، فروش فرمول مایع ظرفشویی خانگی،
تولید مایع ظرفشویی در خانه و … برخورد کنید اما باید توجه داشته باشید که تولید و ارائه ی فرمولاسیون