Detergent - Detergent

Pentru alte utilizări, consultați Detergent (dezambiguizare) .
Detergenți

Un detergent este un agent tensioactiv sau un amestec de agenți tensioactivi cu proprietăți de curățare atunci când se află în soluții diluate . Există o mare varietate de detergenți, dar cei mai frecvent găsiți sunt sulfonati de alchilbenzen : o familie de compuși asemănători săpunului care sunt mai solubili în apă dură , deoarece sulfonatul polar (al detergenților) este mai puțin probabil decât carboxilatul polar (al săpunului) ) pentru a se lega de calciu și de alți ioni care se găsesc în apa dură.

Etimologie

Cuvântul detergent este derivat din adjectivul latin detergens , din verbul detergere . În contextele domestice, termenul de detergent se referă în sine la compușii de curățare sintetici, cum ar fi detergentul pentru rufe sau detergentul pentru vase , spre deosebire de săpunul pentru mâini sau alte tipuri de agenți de curățare diferiți de săpun, chiar dacă săpunul este, de asemenea, un detergent în adevăratul sens.

Structură și proprietăți

Detergenții sunt un grup de compuși cu o structură amfifilă, în care fiecare moleculă are un cap hidrofil (polar) și o coadă lungă hidrofobă (nepolară). Porțiunea hidrofobă a acestor molecule poate fi hidrocarburi cu lanț drept sau ramificat sau poate avea o structură steroidică . Porțiunea hidrofilă este mai variată, poate fi ionică sau neionică și poate varia de la o structură simplă sau relativ elaborată. Detergenții sunt agenți tensioactivi, deoarece pot reduce tensiunea superficială a apei. Natura lor dublă facilitează amestecul compușilor hidrofobi (cum ar fi uleiul și grăsimile) cu apa. Deoarece aerul nu este hidrofil, detergenții sunt, de asemenea, agenți de spumare în diferite grade.

Moleculele de detergent se agregă pentru a forma micele , ceea ce le face solubile în apă. Grupul hidrofob al detergentului este principala forță motrice a formării micelelor, agregarea sa formând nucleul hidrofob al micelelor. Micela poate elimina grăsimea, proteinele sau particulele de murdărire. Concentrația la care micelele încep să se formeze este concentrația critică a micelelor (CMC), iar temperatura la care micelele se agregă în continuare pentru a separa soluția în două faze este punctul de nor când soluția devine tulbure și detergența este optimă.

Detergența este capacitatea de a elimina substanțele nedorite denumite „soluri” de pe un substrat (de exemplu, îmbrăcăminte). Detergenții funcționează mai bine într-un pH alcalin. Proprietățile detergenților depind de structura moleculară a monomerului . Capacitatea de spumare poate fi determinată de grupul de cap, de exemplu surfactanții anionici sunt cu spumă ridicată, în timp ce surfactanții neionici pot fi ne-spumante sau cu spumă redusă.

Clasificări chimice ale detergenților

Detergenții sunt clasificați în patru grupe largi, în funcție de sarcina electrică a agenților tensioactivi.

Detergenți anionici

Detergenții anionici tipici sunt sulfații de alchilbenzen . Alchilbenzensulfonic Porțiunea acestor anioni este lipofil și sulfonatul este hidrofil. Au fost popularizate două soiuri, cele cu grupări alchil ramificate și cele cu grupări alchil liniare. Primele au fost în mare parte eliminate în societățile avansate din punct de vedere economic, deoarece sunt slab biodegradabile.

Detergenții anionici sunt cea mai frecventă formă de detergenți, iar aproximativ 6 miliarde de kilograme de detergenți anionici sunt produși anual pentru piețele interne.

Acizii biliari , cum ar fi acidul deoxicolic (DOC), sunt detergenți anionici produși de ficat pentru a ajuta la digestia și absorbția grăsimilor și a uleiurilor.

Trei tipuri de detergenți anionici: un dodecilbenzensulfonat de sodiu ramificat, dodecilbenzensulfonat de sodiu liniar și un săpun.

Detergenți cationici

Detergenții cationici sunt similari cu cei anionici, dar amoniul cuaternar înlocuiește grupul sulfonat anionic hidrofil. Centrul de sulfat de amoniu este încărcat pozitiv. Surfactanții cationici au, în general, o detergență slabă.

Detergenți neionici

Detergenții neionici se caracterizează prin grupele de cap hidrofile neîncărcate. Detergenții tipici neionici se bazează pe polioxietilenă sau o glicozidă . Exemple comune ale primelor includ Tween , Triton și seria Brij. Aceste materiale sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de etoxilați sau PEGilați și metaboliții lor, nonilfenol . Glicozidele au un grup de cap hidrofil neîncărcat cu zahăr. Exemplele includ octil tioglucozid și maltozide . Detergenții din seria HEGA și MEGA sunt similari, având ca grup cap un alcool de zahăr.

Detergenți amfoteri

Informații suplimentare: Surfactant § Aplicații și surse

Detergenții amfoterici sau zwitterionici au zwitterions într-un anumit interval de pH și au o sarcină netă zero care rezultă din prezența unui număr egal de grupuri chimice încărcate +1 și -1. Exemplele includ CHAPS .

Istorie

Vezi și: Săpun § Istorie

Se știe că săpunul a fost folosit ca agent tensioactiv pentru spălarea hainelor încă din epoca sumeriană din 2.500 î.Hr. În Egiptul antic , sifonul era folosit ca aditiv pentru spălare. În secolul al XIX-lea au început să se creeze surfactanți sintetici, de exemplu din ulei de măsline. Silicatul de sodiu (sticlă de apă) a fost utilizat în fabricarea săpunului în Statele Unite în anii 1860, iar în 1876, Henkel a vândut un produs pe bază de silicat de sodiu care poate fi utilizat cu săpun și comercializat ca „detergent universal” ( Universalwaschmittel ) în Germania. Soda a fost apoi amestecată cu silicat de sodiu pentru a produce primul detergent de marcă din Germania Bleichsoda. În 1907, Henkel a adăugat, de asemenea, un agent de înălbire perborat de sodiu pentru a lansa primul detergent de rufe „auto-acționant” Persil pentru a elimina frecare laborioasă a rufelor cu mâna.

În timpul primului război mondial , a existat o lipsă de uleiuri și grăsimi necesare pentru a face săpun. Pentru a găsi alternative pentru săpun, detergenții sintetici au fost fabricați în Germania de către chimiști, folosind materii prime derivate din gudronul de cărbune. Cu toate acestea, aceste produse timpurii nu furnizau detergență suficientă. In 1928, detergent eficient a fost realizat prin sulfatarea de alcool gras , dar producția pe scară largă nu a fost posibilă până alcooli grași cu costuri reduse devin disponibile la începutul anilor 1930. Detergentul sintetic creat a fost mai eficient și mai puțin probabil să formeze spumă decât săpunul din apă tare și poate elimina, de asemenea, reacțiile acide și alcaline și descompune murdăria. Produsele cu detergenți comerciali cu alcool sulfat gras au început să fie vândute, inițial în 1932 în Germania de către Henkel . În Statele Unite, detergenții au fost vânduți în 1933 de Procter & Gamble ( Dreft ) în principal în zonele cu apă dură. Cu toate acestea, vânzările în SUA au crescut lent până la introducerea detergenților „construiți”, cu adăugarea unui constructor eficient de fosfați, dezvoltat la începutul anilor 1940. Constructorul îmbunătățește performanța agenților tensioactivi prin înmuierea apei prin chelarea ionilor de calciu și magneziu, contribuind la menținerea unui pH alcalin, precum și dispersarea și menținerea particulelor de murdărire în soluție. Dezvoltarea industriei petrochimice după cel de-al doilea război mondial a produs, de asemenea, materiale pentru producerea unei game de agenți tensioactivi sintetici, iar alchilbenzen sulfonatul a devenit cel mai important agent activ de suprafață detergent utilizat. În anii 1950, detergenții pentru rufe au devenit răspândiți și au înlocuit în mare măsură săpunul pentru curățarea hainelor în țările dezvoltate.

De-a lungul anilor, multe tipuri de detergenți au fost dezvoltate pentru o varietate de scopuri, de exemplu, detergenți cu conținut scăzut de sudare pentru a fi folosiți în mașinile de spălat cu încărcare frontală, detergenți grei eficienți în îndepărtarea grăsimii și a murdăriei, detergenți universali și specialități detergenți. Acestea devin încorporate în diverse produse în afara utilizării rufelor, de exemplu în detergenți pentru mașini de spălat vase , șampon, pastă de dinți, produse de curățat industriale și în lubrifianți și combustibili pentru a reduce sau preveni formarea de nămoluri sau depozite. Formularea produselor detergente poate include înălbitor , parfumuri, coloranți și alți aditivi. Cu toate acestea, utilizarea fosfaților în detergenți a condus la îngrijorări cu privire la poluarea cu nutrienți și la cererea de modificări ale formulării detergenților și la îngrijorări legate de agenții tensioactivi, cum ar fi alchilbenzen sulfonatul ramificat (tetrapropilenebenzen sulfonat) care persistă în mediu, a condus la utilizarea agenților tensioactivi care sunt mai biodegradabile, cum ar fi alchilbenzen sulfonatul liniar. Evoluțiile de-a lungul anilor au inclus utilizarea de enzime , înlocuitori pentru fosfați precum zeolitul A și NTA , TAED ca activator de înălbire , surfactanți pe bază de zahăr care sunt biodegradabili și mai blândi pentru piele și alte produse ecologice , precum și modificări ale formă de livrare, cum ar fi tablete, geluri și păstăi .

Aplicații majore ale detergenților

Capsule de detergent pentru rufe .

Curățarea gospodăriei

Articole principale: Detergent pentru rufe și Detergent pentru mașina de spălat vase

Una dintre cele mai mari aplicații de detergenți este pentru curățarea gospodăriei și a magazinelor, inclusiv spălarea vaselor și spălarea rufelor . Acești detergenți sunt disponibili în mod obișnuit sub formă de pulberi sau soluții concentrate, iar formulările acestor detergenți sunt adesea amestecuri complexe dintr-o varietate de substanțe chimice, în afară de surfactanți, reflectând diversele cerințe ale aplicației și piața de consum extrem de competitivă. Acești detergenți pot conține următoarele componente:

  • regulatoare de spumă
  • constructori
  • albire
  • activatori de înălbitor
  • enzime
  • coloranți
  • parfumuri
  • alți aditivi

Aditivi pentru combustibili

Atât carburatoarele, cât și componentele injectorului de combustibil ale motoarelor cu ardere internă beneficiază de detergenți în combustibili pentru a preveni murdărirea . Concentrațiile sunt de aproximativ 300 ppm . Detergenții tipici sunt aminele cu lanț lung și amidele, cum ar fi poliizobuteneamina și poliizobuteneamida / succinimida .

Reactiv biologic

Detergenții de calitate reactivă sunt folosiți pentru izolarea și purificarea proteinelor integrale de membrană găsite în celulele biologice . Solubilizarea bistratelor cu membrană celulară necesită un detergent care poate pătrunde în monostratul membranei interne . Progresele în puritatea și sofisticarea detergenților au facilitat caracterizarea structurală și biofizică a proteinelor importante ale membranei, cum ar fi canalele ionice, de asemenea, perturbă membrana prin legarea lipopolizaharidei , transportoarelor , receptorilor de semnalizare și fotosistemului II .

Vezi si

Referințe

linkuri externe