انواع سورفکتانت ها و کاربردهای آن ها

سورفکتانت:

کلمه Surfactant مخفف عبارت، AgeNT، ACTive، SURFace می باشد.

سورفکتانت شامل یک قسمت آبدوست (چربی گریز) و یک قسمت آبگریز (چربی دوست) می باشد.

قسمت آب گریز (چربی دوست) اکثر سورفکتانتها شامل یک زنجیر هیدروکربنی است که معمولاً طول متوسط آن از 12 تا 18 اتم کربن است و ممکن است شامل یک حلقه آروماتیک نیز باشد. نحوه عمل سورفکتانت بدین صورت است که سر آبدوست به سمت آب جهت گیری کرده و سر آب گریز به سمت خارج آب جهت گیری نموده است. به همین سبب است که سورفکتانها در سطح تجمع پیدا می کنند و آنرا تحت تاثیر خود قرار می دهند.

استفاده اصلی سورفکتانتها برای ساخت تمیزکننده ها (دترجنت ها) است علاوه بر این در بسیاری از محصولات از جمله: رنگ ها، چسب های امولسیون، جوهرها، ضد عفونی کننده ها، شامپوها، خمیردندان ها، فوم های آتش نشانی، مواد شوینده، حشره کش ها، از بین بردن مواد بازیافت شده، واکس ها و…. مورد استفاده قرار می گیرد. سورفکتانت همچنین در صنایع غذایی کاربرد دارند.

سورفکتانت های مواد غذایی، موادی هستند که برای تهیه بسیاری از محصولات غذایی مانند امولسیون، سوسپانسیون و ژل مورد استفاده قرار می گیرند.

بسیاری از فرمولاسیون مواد غذایی حاوی مخلوط سورفکتانت (امولسیفایر) و هیدروکلوئیدها هستند. بسیاری از محصولات غذایی حاوی پروتئین هایی هستند که به عنوان امولسیفایر مورد استفاده قرار می گیرند. در صنعت پخت، از سورفکتانت ها به عنوان مواد کف کننده، مواد مرطوب کننده و امولسیون کننده، استفاده می شود و برای صرفه جویی در چربی، بهبود بافت و طولانی شدن عمر مفید استفاده می شود.

در صنعت شوینده، سورفکتانت ها در شامپوها و نرم کننده مو، ژل، صابون مایع و فوم ها مورد استفاده قرار میگیرد. سورفکتانت های سازگار با پوست به عنوان امولسیفایر عمل می کنند و قطرات آب یا روغن را در کرم ها و لوسیون تثبیت می کنند.

سورفکتانت ها می تواند لیپیدها را در آب حل کند و با مختل کردن غشای سلولی باکتری ها را از بین می برند.

ویژگیهای سورفکتانتها:

1-جذب بین سطحی:

غلظت تعادلی یک ماده فعال سطحی در سطح تماس دو فاز بیشتر از غلظت آن در کل فضای هر یک از فازهاست. به این دلیل است که مقادیر کم این مواد می‌تواند کشش سطحی را به مقدار زیادی کاهش دهد.

2-ساختار دو گونه روی سورفکتانت:

سورفکتانت حاوی گروه های دارای ویژگی های متضاد در انحلال پذیری است. یعنی برخی گروهها به حل شدن در فاز قطبی متمایل هستند، و گروههای دیگر به انحلال در فازهای غیر قطبی تمایل دارند. این ویژگی را با ضریب موازنه آبدوستی و چربی دوستی بیان می کنند.

3-انحلال پذیری:

گروه های تشکیل دهنده سورفکتانت باید حداقل در یک فاز مربوط به یک سیستم مایع انحلال پذیر باشد تا بتوان آنرا سورفکتانت فعال سطحی نامید.

4- توانایی تشکیل Micelle:

ملکولها یا یونهای سورفکتانت  وقتیکه غلظت آنها در محلول یک مایع به یک مقدار حداقل برسد، انبوهه های کوچکی بنام micelle بوجود می آورند.

5- جهت گیری در سطح تماس دو مایع:

ملکولها یا یونهای سورفکتانت در سطح تماس دو فاز مایع و گاز لایه منظمی که در آن ملکولها بطور منظم جهت گیری کرده اند بوجود می آورند.

6- خواص اصلی:

سورفکتانت باید چند نوع از اینگونه خواص را دارا باشد، این خواص عبارتند از: زدایش (شویندگی)، کف کنندگی خیس کنندگی، امولسیون کنندگی، حل‌کنندگی و پخش کنندگی.

دسته بندی سورفکتانتها:

تعداد ملکولهای سورفکتانت مختلف که در زمانهای مختلف ساخته شده اند یا ساخته خواهند شد به صدها یا حتی ممکن است به هزارها برسد و این تعداد در تئوری ممکن است به میلیونها ملکول سورفکتانت برسد.

در فهرست و دسته بندی سورفکتانتها گروه آبگریز ممکن است بصورت 12 تا 18 اتم کربن درنظر گرفته شود.

زنجیرهای هیدروکربنی که از روغنهای گیاهی یا چربیهای حیوانی بدست می آیند شامل تعداد زوجی از اتمهای کربن می باشند ولی زنجیرهای هیدروکربنی بدست آمده از منابع پتروشیمیایی شامل تعداد زوج و فردی از کربن می باشند.

انواع سورفکتانت ها:

سورفکتانت غیریونی:

استرهای اسید چرب سوربیتول

سوربیتان

مونوستارات سوربیتان

تریستارات سوربیتان

سورفکتانت آنیونی

سولفات های آلکیل شامل سولفات آمونیوم لوریل سولفات، لوریل سدیم و سولفات های آلکیل اتر سولفات مرتبط با آن، همچنین به عنوان سدیم لاتیل اتر سولفات (SLES)  اینها رایج ترین سورفکتانت ها هستند و آلکیل کربوکسیلات ها (صابون ها) مانند استات سدیم را تشکیل می دهند.  از دیگر سورفکتانت های آنیونی می توان به سولفوسوسینات سدیم دیوکسیل (DOSS)، پرفلوروکتانز سولفونات (PFOS)، سولفونات های آلکیل بنزن خطی (LABs) و پرفلووروبوتانسولفونات اشاره کرد. گونه های تخصصی تر شامل لوروئیل سارکوزینات سدیم و فلوئورو سورفکتانت های مبتنی بر کربوکسیلات مانند پرفلوئورونانوات، پرفلوئوروکتانوات(PFOA یا PFO ) است.

سورفکتانت کاتیونی

 بسیاری از سورفکتانت های کاتیونی در ( HI&I )بنزالکونیوم کلرید (BAC)، کلرید ستیل پیریدینیوم (CPC)، کلرید بنزتونیوم (BZT) به عنوان ضد میکروب ها ، ضد قارچ ها و غیره کاربرد دارد. از دیگر سورفکتانت های کاتیونی میتوان به برمید ستیل تری متیل آمونیوم (CTAB) و ستیل تری متیل آمونیوم کلرید (CTAC) اشاره نمود.