معرفی سورفکتانت های سبز
عملکرد مواد شوینده α سولفو_ متیل استر سولفونات چرب (α-MES) در
شرایط سختی آب های مختلف در محصولات شوینده خانگی با
آلکیل بنزن سولفونات خطی (LAS) مقایسه شد. نتایج نشان می دهد
که α-MES دارای شاخص حذف چربی و آلودگی بالاتری است و عملکرد
مواد شوینده در مقایسه با LAS به راحتی تحت تأثیر سختی آب قرار
نمی گیرد. علاوه بر این α-MES نسبت به LAS به دلیل ویژگی های
ساختاری α-MES ارجحیت دارد و باعث بهبود عملکرد تمیز کردن و مقاومت
بهتر در برابر سختی آب می شود. این امر باعث می شود مولکول ها
نسبت به یون های چند عاملی (قطبیت) مانند Ca2 + و Mg2 + نسبتاً غیر
حساس باشند. عملکرد شستشوی α-MES ،α-MES و LAS و LAS به
همراه مواد اولیه با نسبت های وزنی مختلف مورد بررسی قرار گرفت
و نتایج نشان داد که مقدار مواد اولیه کاربردی در محصولات شوینده به
خصوص مایع ماشین لباسشوئی با استفاده از α می تواند تا ۳۳٪ کاهش یابد.
α-MES یکی از امیدوارکننده ترین سورفکتانت های سبز برای ورود به
بازار شوینده های خانگی با ارائه عملکرد بالا در حین حفظ هزینه کم
می باشد. α سولفو – متیل استر سولفونات (α-MES) یک سورفکتانت آنیونی
است و به عنوان یک جایگزین جذاب سبز برای سورفکتانت های مشتق
شده از نفت در نظر گرفته می شود. برای برآوردن محصولات پایدار،
سورفکتانت های سبز مانند α-MES مبتنی بر گیاهان، ساپونین ها،
آلکیل پلی گلیکوزیدهای مبتنی بر قند (APS) ، مشتقات اسید آمینه تولید شده اند.
چالش اصلی در سورفکتانت های سبز مانند α-MES برای ورود به
بازار شوینده های خانگی، ارائه عملکرد بالا در عین حفظ هزینه کم،
تحمل عالی در برابر سختی کلسیم، قابلیت کف پذیری متوسط در
آب نرم و سخت است. در α-MES، حضور گروه های استر در نزدیکی
گروه سولفونیک که به اتم کربن آلفا مرتبط است احتمالاً به طور عملی
مانع از اتصال یون های کلسیم منیزیم به آنیون های سورفکتانت
می شود و به آن اجازه می دهد در شرایط سختی آب زیاد عملکردی بهتر داشته باشد.
مواد اولیه نقش مهمی در تأمین شرایط بهینه سورفکتانت ها در طی
فرآیند پاک کنندگی دارند. این مواد از قبیل آلومینوسیلیکات سدیم (زئولیت) کربنات سدیم
است. سدیم کربنات ها می توانند شرایط قلیایی را درحین شستشو فراهم
کنند، در تجزیه اجزای چربی و اسیدی آلودگی کمک می کند و پاک کنندگی لکه ها
راحت تر اتفاق می افتد. مواد اولیه چند منظوره مانند: سدیم تری پولی فسفات (STPP)
و سدیم سیلیکات هستند که باعث نرمی آب می شوند و محیطی قلیایی
را نیز فراهم می کنند. استفاده از مواد اولیه در فرمولاسیون های شوینده
اغلب با آلودگی محیط زیست همراه است و همچنین باعث افزایش هزینه
تمام شده در تولید محصولات شوینده می گردد. از این رو بر اساس
ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی، روند کاهش مصرف مواد اولیه در
شوینده ها ضمن حفظ شرایط ایده آل در عملکرد شستشو وجود دارد.
مواد شوینده مدرن سیستم های پیچیده ای هستند که از مواد مختلفی
تشکیل شده اند. هر عنصر نقش خود را بازی می کند در حالی که
ترکیبی از همه مواد تشکیل دهنده مواد شوینده در یک هم افزایی منجر
به بهبود عملکرد شستشو می شود. از این رو تدوین فرمول جدید کاری
دشوار و وقت گیر است. با این وجود رویکرد معمول آزمایش و خطا برای
به دست آوردن یک فرمول جدید در پیش بینی عملکرد نظافت نیز کاربردی
ندارد. برای تأیید دستورالعمل کاهش ماده اولیه با استفاده از α-MES در
فرمولاسیون تهیه شده، از سیستم های سورفکتانت LAS ، α-MES و
LAS استفاده شده و متاسیلیکات سدیم ماده ای هدفمند در تولید مواد شوینده
فاقد فسفات از قبیل مایع لباسشوئی، مایع ظرفشویی، پود لباسشویی… انتخاب می گردد.
عملکرد مواد شوینده α-MES ، α-MES / LAS و LAS را در حضور
مواد اولیه ی مختلف مانند: زئولیت A4 ، STPP ، کربنات سدیم و
سیلیکات سدیم مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد
که α-MES یا ترکیب α-MES / LAS با انواع مختلف مواد اولیه در
نسبت های وزنی متفاوت، عملکرد شویندگی بهتری را نسبت به LAS دارد.
بنابراین α-MES از شویندگی بهتری برخوردار است.
ماده ای اولیه و چند منظوره برای جایگزینی STPP ، از نظر حلالیت
در آب، ظرفیت تبادل یونی مناسب برای یون های Mg2 + و
همچنین عمل مهار خوردگی، متا سیلیکات سدیم می باشد. با
این حال یکی از اشکالات این ماده هزینه نسبتاً بالاتر آن است
که کاربرد آن را در مقایسه با زئولیت A4 محدود می کند. مقدار
بهینه شده متا سلیکات سدیم برای سیستم سورفکتانت LAS
متغیر است، با این حال با استفاده از α-MES ، مقدار سدیم متا
سیلیکات مصرفی می تواند ۵۰%-۷۰٪ کاهش یابد.
به طور خلاصه، این تحقیق برتری α-MES در فرایند شستشو در آب سخت
نشان داده است. علاوه بر این ترکیب α-MES در LAS نه تنها عملکرد نظافت
آن را بهبود می بخشد بلکه تحمل سختی آب را نیز در مخلوط سورفکتانت
تقویت می کند. کاربرد α-MES امکان کاهش استفاده از سایر مواد اولیه در
فرمول محصولات را فراهم می کند. همه این نتایج مطالعه نشان می دهد که