فرمول مایع لباسشویی
استفاده از مواد شوینده مایع لباسشویی بر اساس فرایند سنتز روشی کهنه و قدیمی نمی باشد. از
زمان های بسیار قدیم تا جنگ جهانی اول مردم برای شستن لباس های خود از صابون هایی
استفاده می کردند که از چربی و روغن در نمک اسید چرب تولید می شدند. در سال ۱۹۳۱
برای اولین بار، پودر لباسشویی به عنوان یک ماده شوینده در آمریکا به جهانیان معرفی شد.
فرمولاسیون مواد شوینده پودری و مایع برای ده ها سال حاوی سولفات های آلکیل بنزن سولفونات (LABS) ،
سدیم لوریل اتر سولفات (SLES) ، سدیم دودسیل سولفات (SDS) ، سولفات های اتر بوده است.
این فرمول ها برای مقابله با انواع مختلف لکه، چرک، آلودگی روی لباس ها وابسته به شرایط آب
در کشورها و شهرها مختلف طراحی شده اند. اخیراً تلاش های چشمگیری برای توسعه
سورفکتانت ها در صنعت مواد شوینده انجام شده است. در کاربردهای تجاری برخی از سورفکتانت ها
مانند استرهای α_ سولفو متیل و آلکیل پلی گلوکوزیدها (APGs) به عنوان مواد جدیدتری
شناخته شده اند. برخی از مواد دیگر مانند: آمین های اتوکسیله شده، آلکانول آمیدها، بتائین ها،
آلکیل دی فنیل و دی سولفونات اکسید، سالهاست که به طور معمول در صنایع شوینده مورد
استفاده قرار می گیرند. اعتقاد بر این است که یکی از سورفکتانت های بسیار مورد استفاده در
صنایع شوینده پودری و مایع آلکیل بنزن سولفونات خطی شناخته شده به عنوان LAS است. این
سورفکتانت یک ماده ارزان قیمت و در دسترس است که روی لکه و آلودگی بسیار موثر است اما
در حذف لکه های روغنی عملکرد ضعیف تری دارد. از این رو هنوز جستجوی مواد اولیه با هزینه کم،
بازده بالاتر و از همه مهم تر جستجو در متد تکنولوژی های سبز در صنایع شوینده از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
همان طور که می دانیم فرمول های مواد شوینده خانگی در ایالات متحده، ژاپن و اروپای غربی
متفاوت است. در سال ۱۹۶۷ آگوستین، در مورد یک کنسانتره سازنده مواد شوینده غیر معدنی
پلی اتیل آلکیلن اتر، مطالعه کرد. با توجه به این تحقیقات مشخص شد که سولفات های آلکیل محلول
در آب مانند: سدیم لوریل اتر سولفات (SLES) ، سدیم پالمتیت سولفات، سدیم اکتا دسیل سولفات،
SDS و سولفات اکتیل سدیم به مقدار کمی می توانند مانع رسوب پلی اُکسی آلکیلن گلیکول
شوند. در سال ۱۹۸۱، اوبرین و بنجامین ترکیب مایع ظرفشویی را ارائه دادند که باعث پاک کنندگی
عالی در ظروف شده است که فرمول ترکیب محصول آنها به شرح زیر بود: سورفکتانت آنیونی، آمید،
پروتئین های تغییر ماهیت داده از گروه شامل: اوره، گوانیدین و نمک های آن، تیو اوره، بیورت،
تیو بیورت و مشتقات محلول در آب، آلکیل، آلکیل اُل و آسیل، آلکانول آمین ها، آمونیاک و آب
در pH حدود ۹٫۵ در دماي ۲۰ درجه سانتيگراد است. سورفکتانت های آنیونی مورد استفاده آنها
عبارتند از: لوریل آلکیل سولفات پتاسیم، لوریل آلکیل سولفات سدیم، سدیم پالمتیت آلکیل،
سولفات سدیم میرستیل آلکیل، پتاسیم آلکیل سولفات، سولفات پتاسیم، سدیم آلکیل سولفات،
پتاسیم آلکیل سولفات، منیزیم دو دسیل سولفات، منیزیم آلکیل سولفات و مخلوط این سورفکتانت ها هستند.
گافینِت در سال ۱۹۸۳ تحقیقاتی مربوط به ترکیبات مواد شوینده آبی مناسب
برای استفاده به عنوان ترکیبات نظافت خانگی را بیان کرد. این فرمولاسیون
شامل: سورفکتانت آنیونی، غیر یونی، آمفوتریک و یون_ دو قطبی و مخلوطی از
آنها، ترپن، یک حلال قطبی که دارای حلالیت در آب در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد
می باشد. آنها از سورفکتانت های غیر یونی کاربردی مانند: پلی اتیلن اکسید به
دست آمده توسط آلکیل فنل، محصول چگال کننده الکل های آلیفاتیک اولیه و
ثانویه بودند. هینتون در مورد مواد شوینده جدید تحقیقاتی به عمل آورد. در
این تحقیق فرمول مواد شوینده شامل: LABS ، سدیم لوریل سولفات (SLS)
، کربنات سدیم ، عطرها ، مرطوب کننده، فوم کننده، رنگ ها و آنزیم ها بوده است.
در دهه های اخیر، سورفکتانت های سنتز شده به طور قابل توجهی در زمینه های مختلف
مورد استفاده قرار گرفته اند. قابل توجه است که تقریبا نیمی از این سورفکتانت ها در
مواد شوینده خانگی مثل مایع لباسشویی کاربرد دارند. سورفکتانت های سنتز شده دارای خواص بی نظیری از
جمله کاهش تنش ها در تشکیل میسل هستند که دلیل آن ساختار آنها است. به طور کلی،
مولکول های آنها از یک سر قطبی و یک دم هیدروکربن غیر قطبی تشکیل شده است و همین
امر باعث شده که به راحتی در آب حل نمی شوند و به نوبه خود باعث ایجاد خواص آمفی فیلیک
در این ترکیبات می شوند. سورفکتانت ها به طور کلی با توجه به بار سرگروه آنها به ۴ دسته
طبقه بندی می شوند که عبارتند از: غیر یونی، آمفوتریک، کاتیونی، آنیونی و یون_ دوقطبی
هستند. سورفکتانت ها از نظر جنبه های زیست محیطی از اهمیت بالایی برخوردار هستند زیرا
پس از استفاده، بخش عمده ای به فاضلاب ها وارد می شوند و در نهایت راهی برای ورود به آب های طبیعی پیدا می کنند.
سورفکتانت آنیونی یکی از سورفکتانت هایی که بیشتر در مواد شوینده مایع لباسشویی مورد استفاده
قرار می گیرد. این سورفکتانت ها برای یونیزه شدن مورد نیاز هستند. هنگامی که سورفکتانت های
آنیونی به آب اضافه می شوند شروع به یونیزه شدن می کنند و بار منفی به دست می آورند.
لکه های روغنی، چرک و آلودگی ذراتی دارای بار مثبت هستند به سورفکتانت هایی با بار منفی
متصل می شوند. سورفکتانت های آنیونی به طور کلی سطح بالاتری از کف کنندگی را نسبت
به سایر کلاس های سورفکتانت ها دارند. SLES، نمک های اسید سولفونیک، سولفات های الکلی،
آلکیل بنزن سولفونات ها، استرهای اسید فسفریک و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه هایی از سورفکتانت های آنیونی هستند.
سورفکتانت های کاتیونی یکی از سورفکتانت های کم مصرف در مواد شوینده مایع لباسشویی
می باشند. سورفکتانت های کاتیونی تمایل زیادی به جذب در پارچه و کثیفی لباس( خاک) دارند
و مجدد از آن دفع نمی شوند زیرا هر دو دارای سطحی با بار منفی هستند. در نتیجه خاصیت
جذب روی پارچه ها در نرم شدن پارچه ها مفید است. در صورتی که این سورفکتانت های کاتیونی
زنجیره ای با سورفکتانت های آنیونی ترکیب شوند منجر به ایجاد جفت یون های نامحلول و
نتایج منفی بر روی فرمولاسیون شوینده های کلی می شوند.
سورفکتانت های آمفوتریک به عنوان یک سورفکتانت دارای گروه آبگریزی آنیونی و کاتیونی
در ساختار خود هستند. این نوع سورفکتانت ها حاوی یون هایی هستند که قادر به تشکیل
کاتیون یا آنیون بر اساس شرایط محیطی مانند تغییرات pH هستند. به طور کلی، قسمت
اصلی کاتیونی یک نمک آمین یا یک گروه آبگریزی آمونیوم کواترنر است. قسمت آنیونی به
طور کلی حاوی یک گروه آبگریزی کربوکسیلات، سولفونات و فسفات است. سورفکتانت های آمفوتریک
به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند: سورفکتانت های حساس به pH و سورفکتانت های
غیر حساس به PH هستند.در این سورفکتانت ها به دلیل وجود یون ها، هنگامی که قلیایی باشند،
خاصیت سورفکتانت آنیونی را نشان می دهند در حالی که اگر اسیدی باشند، خاصیت
سورفکتانت کاتیونی را نشان می دهند و با خنثی بودن، خاصیت سورفکتانت غیر یونی را
نشان می دهند. این نوع سورفکتانت ها دارای نقطه ایزوالکتریک هستند که نقطه ای از نوع
کاتیونی و نوع آنیونی است. انواع دیگر سورفکتانت های آمفوتریک مانند:N _ آلکیل بتائین و
هیدروکسی ایمیدازولین هستند که بر اساس اسیدیته خاصیت کاتیونی را نشان می دهند.
اسید سولفونیکِ بتائین و گروه فسفونیل بتائین نمونه های دیگر سورفکتانت های آمفوتریک هستند
که به طور قابل توجهی در شامپوها استفاده می شوند. سورفکتانت های آمفوتریک به طور کلی
دارای خواص ضد باکتریایی، سمیت کم، مقاومت عالی در برابر آب سخت
و سازگاری عالی با انواع مختلف سورفکتانت ها هستند.
از این رو آنها در صنایع شوینده نظیر پودر و مایع تمیز کننده و شامپو کاربردهای مختلفی دارند. یکی
از عوامل شناخته شده کف سازی شامپو، نمک های لوریل لاکتام ایمیدازولیوم است. یکی
دیگر از کاربردهای مهم سورفکتانت آمفوتریک آمیدو پروپیل بتائین موجود در نارگیل است
و قابلیت استفاده در شامپوهای خفیف را دارد.
در پاک کننده های پوست سورفکتانت های آمفوتریک به ندرت به تنهایی مورد استفاده قرار
می گیرند و اغلب با سولفات های الکل چرب استفاده می شوند. این ترکیب باعث بهبود حلالیت،
افزایش ویسکوزیته و کاهش پایداری کف… می شود. در سال های اخیر، سورفکتانت های آمفوتریک
توجه خاصی را به خود جلب کرده و در بازار تجاری رشد سریع داشته اند.
گروه دیگری ازسورفکتانت ها که بیشتر در مواد شوینده بخصوص مایع لباسشویی مورد استفاده قرار می گیرند،
سورفکتانت های غیر یونی هستند. برخی از سورفکتانت های شناخته شده غیر یونی
اتوکسیلات های الکل (AE) هستند، در حالی که گروه های دیگر مانند الکوکسیلات های
الکلی (EO / PO) ، آلکانول آمیدهای اسید چرب اکسیدهای آلکیل آمین و پلی گلوکزیدهای آلکیل (APG)
نقش اصلی ندارند. در حال حاضر، اتوکسیلات های آلکیل فنول (APE) فقط برای تمیز کردن در
مواد شوینده از اهمیت محدودی برخوردار هستند. در سورفکتانت های غیر یونی به طور کلی