فرمول مایع لباسشویی برای استفاده در آب سرد
سورفکتانت ها اجزای اساسی محصولات روزمره مانند: پاک کننده های
خانگی و صنعتی، محصولات کشاورزی، محصولات مراقبت شخصی
و بسیاری از موارد دیگر هستند. در هنگام استفاده از آب گرم در چرخه
شستشو، شوینده های مدرن لباسشویی در از بین بردن بسیاری از
لکه ها و آلودگی ها ی ایجاد شده بر روی لباس ها عملکرد بهتری دارند
و به سورفکتانت ها کمک می کنند تا چرک و آلودگی را از پارچه
خارج کنند. از طرفی آب گرم همیشه برای شستشو لباس و… مطلوب
نیست و ممکن است باعث خراب شدن پارچه و لباس گردد. علاوه بر
این، به علت هزینه های زیاد انرژی گرمایش آب در لباسشویی باعث
می شود که شستشوی آب سرد از نظر اقتصادی مطلوب تر و از
نظر محیط زیست پایدار تر باشد، همچنین در بسیاری از مناطق جهان،
فقط آب سرد در دسترس کاربران است.
یک ماده شوینده محبوب در آب سرد از ترکیبی از سورفکتانت غیر یونی
(اتوکسیلات الکل چرب) و دو سورفکتانت آنیونی (آلکیل بنزن سولفونات
خطی و الکل چرب سولفات الکل) تشکیل می شود. همان گونه که
می دانیم مواد شوینده به هنگام استفاده از آب سرد در حذف بسیاری
از لکه ها عملکرد خوبی دارند، اما در از بین بردن لکه هایی از جنس
روغن و چربی و مواردی از این قبیل مشکل ایجاد می کنند. زیرا این
لکه ها غالباً به صورت مایع بوده و به صورت الاستیک در الیاف نساجی
چسبیده و حذف و از بین بردن این قبیل لکه ها دشوار تر است. بیشتر
سورفکتانت های مورد استفاده در شوینده های لباسشویی دارای
سر قطبی و دم غیر قطبی هستند. گروه قطبی (سولفات، سولفونات،
آمین اکسید و …) معمولاً در یک انتهای زنجیره قرار می گیرند. اگر چه
شواهد کمی وجود دارد ولی انشعاب گاهی اوقات برای بهبود حلالیت
سورفکتانت در آب سرد به خصوص برای سورفکتانت هایی با طول
زنجیره بالاتر کربن از ۱۴ تا ۳۰ اتم کربن معرفی می شود.
سورفکتانت های آلکیل سولفات ثانویه (SAS) به خوبی شناخته شده اند
و در شوینده های لباسشویی استفاده می شوند. به طور معمول، این
سورفکتانت دارای گروه های سولفاتی هستند. جهت بهینه سازی
محدودیت های حلالیت سولفات های آلکیل ثانویه در آب سرد، آنها
را با یک سورفکتانت اکسید آمین و یک آلکیل بنزن سولفونات خطی
ترکیب می کنند. محققان بی شماری مجموعه ای از سولفات های
الکل ثانویه را مطالعه کرده اند که در آن موقعیت گروه سولفات بطور
سیستماتیک در امتداد زنجیره آلکیل حرکت می کند تا تأثیر آن بر
خواص مختلف سورفکتانت را درک کند. مجموعه ای از سولفات های
الکلی ثانویه از جمله سولفات سدیم ۷- تری دِکانول، ۸- پنتادِکانول،
۸- هگزادِکانول، ۹- سپتادیکانول، ۱۰- نانو دِکانول هستند.
از جمله سورفکتانت های کاربردی در شستشو با آب سرد
(یعنی کمتر از ۳۰ درجه سانتیگراد) شامل یک سورفکتانت زنجیره ای
میانی هستند. سورفکتانت های زنجیره ای اشباع شده یا اشباع
نشده، خطی یا شاخه ای آلکیل آلومینیوم با تعداد ۱۴ تا ۳۰ اتم کربن
هستند. علاوه بر این، سورفکتانت دارای یک گروه قطبی است که
به یک کربن مرکزی زنجیره آلکیل پیوند خورده است. سورفکتانت های
گروه زنجیره میانی ترجیحی شامل: سولفات های الکلی، الکل های اتوکسیلات،
سولفات های اتر، سولفونات ها، آریل سولفونات ها، فسفات های الکلی،
اکسیدهای آمین، بتائین ها و سولفوبتائین ها هستند.
بخش اول این مقاله توصیف کننده سورفکتانت های گروه میانی
زنجیره ای و استفاده از آنها در مواد شوینده برای شستشو
در آب سرد است و بخش دوم توصیف کننده سورفکتانت های گروه میانی
با زنجیره میانی آلکیلن( پُل دار شده) و استفاده از آنها در فرایند
شستشو در آب سرد می باشد. همان طور که اشاره کردیم سورفکتانت
گروه میانی زنجیره ای میانی دارای یک زنجیره آلکیل با تعداد اتم کربن
(۱۴ تا ۳۰ اتم کربن) اشباع شده و یا اشباع نشده، خطی یا شاخه ای و
دارای یک گروه قطبی است که به یک کربن مرکزی زنجیره آلکیل پیوند
خورده است. زنجیره آلکیل ممکن است از واکنش جابه جایی اولِفین،
ترجیحا از یک تنگستن، مولیبِدن یا روتنیوم کاتالیز شده الفین حاصل شود.
سولفات های الکلی بر اثر واکنش الکل ها با یک ماده سولفاته
به راحتی ساخته می شوند. اسید سولفامیک یک معرف مناسب
است که بدون ایجاد مزاحمت در در زنجیره آلکیل، گروه
هیدروکسیل را سولفاته می کند. بنابراین گرم کردن الکل با
اسید سولفامیک به صورت اختیاری در حضور اوره یا گیرنده
پروتونی دیگر به راحتی سولفات آلکیل آمونیوم مورد نظر را
فراهم می کند. سولفات آمونیوم بر اثر واکنش با یک
هیدروکسید فلز قلیایی (به عنوان مثال هیدروکسید سدیم) یا
سایر معرف های تبادل یونی به راحتی به سولفات فلز قلیایی
تبدیل می شود. این فرمول شامل یک سورفکتانت سر گروه میانی
زنجیره ای، آب، حلال، هیدروتروپ، سورفکتانت کمکی و یا مخلوط های
آنها می باشد. حلال های مناسب شامل: ایزوپروپانول، اتانول،
۱_ بوتانول، اتیلن گلیکول، n_ بوتیل اتر، پروپیلن گلیکول، بوتیلن گلیکول،
پروپیلن کربنات ، اتیلن کربنات و مواردی از این قبیل است.
هیدروتروپ ها توانایی افزایش حلالیت ترکیبات آلی در آب را دارند
که معمولاً فقط در آب به مقدار کمی محلول هستند. هیدروتروپ های
مناسب برای فرمول مایع لباسشویی در آب سرد ترجیحا سورفکتانت هایی
با زنجیره کوتاه هستند که به حل شدن سایر سورفکتانت ها کمک می کنند.
هیدروتروپ های کاربردی شامل: آریل سولفونات ها ( کومِن سولفونات ها،
زایلن سولفونات)، كربوكسیلات های آلكیل با زنجیره كوتاه، سولفوسوكسینات ها،
اوره، آلكیل سولفات های زنجیر كوتاه و مواردی از این قبیل هستند.
سورفکتانت های کمکی مناسب شامل: N,N_ دی اتانول اولامید،
الکل های چرب اتوکسیله، آلکیل های پلی گلوکوزیدها، آلکیل های
آمین اکسید، N,N_ دی آلکیل آمید چرب، آلکیل بتائین ها، آلکیل های
سولفو بتائین ها، کوپلیمرهای بلوک های اکسید آلکیلن از الکل های چرب،
کوپلیمرهای بلوک اکسید آلکیلن … هستند. سورفکتانت های اصلی که
در حال حاضر در فرمول مایع لباسشویی و در آب سرد کاربرد دارند
عبارتند از: سورفکتانت های سولفات اتوکسیلات سدیم، آلکیل بنزن سولفونات خطی سدیم (Na LAS) می باشد.
برای کارایی با راندمان بالا در این فرمول ترکیب ماده شوینده باید به صورت
نسبتاً غلیظ در آب سرد به کار برود، زیرا فرمول این مایع لباسشویی
نسبت به فرمول های قبلی از دمای پائین تری از آب برخوردار هستند.
آنزیم های کاربردی شامل: سلولز، پراکسیداز، پروتئیناز، گلوکوآمیلاز،
آمیلاز، لیپاز، پکتینازها، اکسیدازها، فنول اکسیدازها، گلوکزها … هستند
و ترجیحا آنزیم کاربردی به صورت یک کوکتل از آنزیم های قابل
استفاده معمولی مانند: پروتئاز، آمیلاز، لیپاز، سلولازمی باشند.
مواد نرم کننده پارچه و لباس ها سورفکتانت های آلکیل آمونیوم
کواتِرنر زنجیره ای طولانی است. نمک های کاربردی شامل: نمک های کلرید،
برمید و متیل سولفات، آلکیل تری متیل آمونیوم وآلکیل دی (هیدروکسی اتیل)
متیل آمونیوم کلرید، برمید و متیل سولفات است. از موارد فوق، لوریل تری متیل آمونیوم کلراید،