سورفکتانت ها: الکل اتر سولفات ها

سید مسیح میرمقتدایی
کارشناس ارشد تحقیق و توسعه شرکت گلتاش

نامگذاری

مخففها: AES الکل اتر سولفات ها،

انواع کلی:

الکل اتر سولفات ها
اترسولفات ها
اتوکسی سولفات ها
پلی اکسی اتیلن الکل سولفات ها
الکل های آلیفاتیک پلی اکسی اتیله شده سولفاته شده

مثال ها:

سدیم C12-C14 3 مول اتر سولفات (بدین معنی که یک الکل شامل زنجیره هیدروکربنی C12-C14 که با 3 مول اتیلن اکسید واکنش داده و سپس سولفاته شده و در نهایت با هیدروکسید سدیم خنثی می شود).
سدیم لوریل اتر سولفات (میزان اتیلن اکسید تعریف نشده است)؛ بیشتر به شکل سدیم C12-C14 الکل 3EO+ سولفات تعریف می شود، خصوصاً در زداینده های ظرفشویی، شامپو و فرمولاسیون های بهداشتی.

تعریف

این محصولات به وسیله عمل سولفاسیون الکل های اتوکسیله با استفاده از تری اکسید گوگرد-هوا به صورت پیوسته تهیه می شوند. امکان تولید این محصولت در راکتورهای بچی نیز به وسیله تزریق تری اکسید گوگرد وجود دارد. ولی در این روش رنگ محصول عموماً خوب نخواهد بود. فرمول کلی به صورت RO(CH2¬CH2¬O)nSO3 است که R یک رادیکال هیدروکربنی، معمولاً خطی و n برابر 2 یا 3 می باشد. هرچند محصولات بسیار کمی نیز با n برابر 4-10 تولید می شوند. نمک های سدیم، منیزیم و آمونیوم توسط بسیاری از تولیدکنندگان با تناژ بالا به بازار مصرف عرضه می گردد که n آن ها اغلب 2 یا 3 است. تمامی این محصولات بر پایه الکل های طبیعی یا سنتزی 10-15 کربنی هستند. حالت های متداول موجود بدین شکل دسته بندی می شوند: اکتیو %27-29، آبکی، بر چایه نمک های سدیم یا آمونیوم، مایعات ویسکوز؛ اکتیو %60، آبکی/الکلی، بر پایه نمک های آمونیومی، مایع؛ اکتیو %65-70، آبکی، بر پایه نمک های سدیمی، ژل های روان.
الکل های آبگریز مورد استفاده، مشابه مواردی است که در قسمت آلکیل سولفات ها توضیح داده شد. ولی اکسو الکل ها با تعداد کربن فرد، نسبت به تولید الکل سولفات ها بیشتر مورد مصرف قرار می گیرند. اسید آزاد این ترکیبات ناپایدار است (همانند الکل سولفات ها) و باید به محض سنتز شدن خنثی شود. محصولات دارای اکتیو بالا (%65-70) چندین مزیت دارند. همان طور که واضح و مبرهن است هزینه نقل و انتقال و انبارداری کاهش یافته و مقاومت ماده حتی بدون نگهدارنده در برابر آلودگی های میکروبی افزایش می یابد. همچنین درصد ناخالصی ها نیز در ترکیبات دارای اکتیو بالا کمتر است.
ترکیبات با درصد کمتر و ناخالصی های موجود در این دسته از محصولات عبارتند از:
الف- الکل سولفات ها: این ترکیبات از الکل های آزاد اتوکسیله نشده باقیمانده چس از مرحله اتوکسیلاسیون به وجود می آیند. اتوکسیله کردن نرمال الکل ها تحت شرایط قلیایی رنج وسیعی از محصولات را ایجاد می کند. در مورد اتوکسیله کردن 2 مولی الکل ها ممکن تا %20-25 الکل سولفاته نشده باقی بماند که در مرحله سولفاسیون به الکل سولفات ها تبدیل می شوند.
ب- الکل اتوکسیله ها: ترکیبات سولفاته نشده ایی که در حین فرآیند سولفاسیون (خصوصاً در روش هایی که هدف جلوگیری از ایجاد 1 و 4 دی اکسان باشد) در محصول باقی می مانند.
پ-1 و 4-دی اکسان: در اثر شکست زنجیره های اتکسیله شده در مرحله سولفاسیون ایجاد می شوند. مقدار آن معمولاً کم است (کمتر از 100ppm بر اساس اکتیو ماده جامد) ولی در اروپا توجه ویژه ایی به این ترکیب می شود که بیشتر به دلیل الزام کم بودن این ماده در دیکشنری آرایشی – بهداشتی EEC است.
مقدار 1 و 4 – دی اکسان به شرایط مرحله سولفاسیون بستگی دارد، سولفاسیون بیش از حد موجب افزایش مقدار آن می شود. مقدار اتیلن اکسید در مولکول نیز یک فاکتور مهم بوده به طوری که EO های زیاد (بیش از 4 مول) می توانند حاوی مقدار قابل توجهی از این ترکیب باشند. مقادیر بالا به وسیله تقطیر با بخار قابل کاهش دادن است.

خواص عمومی

1- حلالیت: حضور پلی اتیلن اکسید (یک گروه محلول در آب) حلالیت اترسولفات ها را در مقایسه با الکل سولفات ها افزایش داده است. هنگامی که با الکل سولفات ها مخلوط شوند، اتر سولفات ها حلالیت را بهبود می بخشند. بر خلاف آلکیل سولفات ها، اترسولفات ها دارای نقاط ابری و شفاف شدنی در زیر صفر درجه سانتی گراد هستند.
2- پایداری شیمیایی: در محیط های ابکی با pH اسیدی و دمای بالا هیدرولیز می شوند (برای استفاده در دمای بیش از 50℃ مناسب نیستند) ولی کمتر از الکل سولفات ها تحت تأثیر این شرایط قرار می گیرند؛ نمک های آمونیومی نسبت به نوع سدیمی در pH های زیر 7 دارای پایداری زیادتری هستند ولی لازم است که در کل طل پروسه pH کمتر از 7 حفظ شود؛ حتی در pH خنثی نیز ممکن است عمل هیدرولیز به وسیله اسیدی شدن خود کاتالیستی اتفاق بیفتد؛ این حالت را می توان با استفاده از بافرهای فسفات یا سیترات کنترل و از آن پیشگیری کرد.
3- سازگاری با یون های آبکی: پایداری در باب های سخت؛ هر دو نوع 2 مول و 3 مول اتوکسی سولفات ها دارای خواص دیسپرس کنندگی بسیار خوبی برای صابون های آهکی هستند زیرا نمک کلسیمی آن ها محلول است (کلسیم لوریل سولفات نامحلول است).
4- رفتار محلول آبکی از نظر ویسکوزیته: بسیار شبیه الکل سولفات ها هستند. در غلظت %30-60 به حالت ژله ایی در می آیند، در حالی که در مقادیر کمتر و یا بیشتر از این محدوده به صورت مایع هستند، بنابراین رقیق کردن یک محلول غلیظ (مثلاً %65) منجر به افزایش شدید ویسکوزیته و ژله ایی شدن محلول می شود. هنگامی که حداقل ویسکوزیته با حداکثر اکتیو مورد نیاز باشد، انتخاب درجات بالاتری از حالت های اتوکسیله ارجح است.
5- محلول های آبکی ویسکوز و اثر نمک: اتر سولفات ها در برابر افزایش نمک عکس العمل شدیدی از خود نشان می دهند به طوری که افزودن کلرید سدیم به یک محلول رقیق از آن ها موجب افزایش ویسکوزیته می شود. میزان کمی افزایش ویسکوزیته در اتر سولفات های متفاوت فرق دارد و حتی ممکن است در بچهای مختلف یک محصول نیز یکسان نباشد. بیشترین میزان تغییرات ویسکوزیته در اترسولفاتهای دارای اتیلن اکسید کم وجود دارد که از آن جمله می توان به مشتقات نوع 2 مول اتوکسیله این دسته از شوینده ها اشاره کرد. علاوه بر نمک، آلکانول آمیدها، بتائینها، پلی اتیلن گلیکول استرها و آمین اکسیدها نیز موجب افزایش گرانروی اتر سولفات ها می شوند. هرچند خصلت کف کنندگی می تواند تحت تأثیر برخی از این افزودنی ها قرار گیرد. از آن جمله PEG استرها هستند که میزان کف را کاهش می دهند.
6- کاهش ویسکوزیته محلول آبکی: الکل ها می توانند ویسکوزیته محلول های اترسولفات را کاهش دهند. ایزوپروپانول بسیار مؤثر است ولی می تواند موجب بودار شدن محصول نهایی شود.
7- خواص فعالیت سطحی: CMC سدیم دودسیل الکل + 2EO سولفات با وزن مولکولی 376/5 gr/mole برابر 3×〖10〗^(-3) M است (0/11 درصد). برای CMC دودسیل الکل + 3EO سولفات با وزن مولکولی 420/5 gr/mole در متون مختلف کشش سطحی متفاوتی نقل شده است که از 0/008 تا 0/03 درصد تغییر می کند. کشش سطحی نمک سدیمی سولفات 3EO + C13-C15نیز در غلظت 0/01 درصد برابر 40 dyn/cm می باشد.
8- خواص کاربردی: شوینده های بسیار خوبی هستند، به طوری که در آب نمک اشباع و آب سخت (بر خلاف AS یا LABS) قدرت شویندگی آن ها کاهش نمی یابد. بنابراین نیازی به مواد کمکی (Builder) مانند پلی فسفات ها نمی باشد؛ میزان شویندگی با افزودن نمک های منیزیم افزایش می یابد؛ خصلت انحلال پذیری خوب، آن ها را برای فرمولاسیون های مایع قلیایی و فسفات دار مناسب ساخته است. آن ها می توانند حلالیت شوینده های دیگری را که قطبیت کمتری در آب دارند افزایش دهند؛ امولسیفایر بسیار خوب (خصوصاً برای سبوم)؛ عامل ایجاد کف عالی به خصص در حضور الکترولیت ها، ولی میزان کف آن در مقایسه با آلکیل سولفات ها سبک تر است به طوری که در حضور چربی و روغن زودتر باز شده و فرو می نشیندغ در مجموع اتر سولفات ها در حضور سبوم کف پایداری ندارند (بر خلاف آلکیل سولفات ها)، ولی افزودن سارکوزینات ها، بتائین ها یا آلکانول آمیدها می تواند موجب پایداری کف در حضور سبوم شود؛ ادعا می شود که زنجیره آبگریز C12 خواص کف کنندگی بهتری نسبت به C14 ایجاد می کنند (Adam & Neumann 1980)؛ محصولات تولیدشده توسط تولیدکنندگان متفاوت با ترکیب به ظاهر مشابه، ممکن است از لحاظ میزان کف کنندگی به طور محسوسی متفاوت باشند؛ این مورد بیشتر به تفاوت الکل های اتوکسیله شده اولیه مربوط می شود؛ احتمال می رود C10,C9 و C11 به صورت الکل سولفات ها به عنوان عامل فرونشانندۀ کف عمل کنند.
9- عیوب: ناپایداری هیدرولیتیکی.

کاربردها

1- عمومی: در دهۀ 1950 الکل های اتوکسیله شده سولفاته به تدریج در شوینده های دستی ظروف و شامپوها جایگزین الکل سولفات ها شدند. این جایگزینی به دلیل بهبود بخشیدن حلالیت، کف کنندگی، پایداری کف در آب های سخت، ویسکوزدهندگی بهتر به وسیله نمک و کاهش تحریکات چشمی و پوستی بود.
2- محصولات خانگی: اترسولفات سه مول اتوکسیله به عنوان پایدارکننده کف شوینده در مایعات ظرفشویی استفاده می شود؛ جزء اصلی مایعات شوینده البسه )با کارکرد بالا) و پودرها برای دماهای پایین و یا دارای فسفات کم؛ شامپوهای فرش؛ پاک کننده سطوح سخت.
3- شامپوها و مواد آرایشی: شامپوها، شامپو بدن و مایع دستشویی عمده ترین محصولات هستند که از این ترکیب جهت ساخت آن ها استفاده می شود؛ اترسولفاته 2 مول اتوکسیله عموماً در شامپوها برای ایجاد کف حجیم و پایدار (بدون الکانول آمید) استفاده می شود و این در شرایطی است که مقدار سبوم زیاد نباشد؛ اتر سولفات های 3 مول اتوکسیله کف لحظه ایی (ناپایدار) بسیار خوبی دارند که ناپایدارتر و حجیم تر از کف حاصل از نوع 2 اتوکسیله بوده و برای کف های حمام (Foam Bath) مناسب می باشند. خواص پاک کنندگی و خصلت ویسکوزدهندگی آن با افزایش واحدهای اتیلن اکسید کاهش می یابد. از جهتی دیگر، افزایش اتوکسیلاسیون حساسیت های چشمی و پوستی را کاهش می دهد. محصولاتی با بیش از 12 واحد اتوکسیله ، به عنوان عامل شوینده و کف کننده ملایم و همچنین به عنوان یک عامل سم زدا کاهش دهنه تحریک زایی نیز استفاده می شوند؛ حلالیت آن ها نیز خوب است.
4- مواد شیمیایی پایه روغنی: اترسولفات های سه مول اتوکسیله به عنوان کف کننده در کف حفاری استفاده می شوند. خصوصاً در جایی که مقاومت در برابر نمک ها آب سخت مورد نیاز باشد، ولی پایداری حرارتی آن ها محدود است.
5- پلیمریزاسیون های امولسیونی: عامل امولسیون کننده در تولید لاستیک.

1- پلیمریزاسیون = Polymerization
degree of polymerization = درجه پلیمریزاسیون

2- مواد آرایشی = Cosmetic Materials مواد آرایشی

3- پایدارکننده = Stabilizers پایدارکننده

4- امولسیفایر = Emulsifier امولسیون ساز، امولسی فایر
امولسیون سازها

co-emulsifier = کمک امولسیون کننده، ترکیباتی که با کاهش اندازه ذرات و معلق کردن ان ها به امولسیون کردن کمک می کنند. 

co-emulsifiers = کمک امولسیون کننده 

lamellar emulsifier = امولسیون کننده های لاملار 

surfactant or emulsifier = سورفکتانت یا امولسیفایر

5- کشش سطحی = Surface Tension
surface tension of water = کشش سطحی آب 

6- اسیدی شدن = Acidification اسیدی شدن

7- شامپو بدن = Body Shampoo شامپو بدن

8- الکترولیت = Electrolite الکترولیت 

9- پلی اتیلن = Polyethyene

10- سولفاسیون = Sulfation سولفاتاسیون، سولفاسیون، سولفاته کردن

11- ویسکوزیته = Viscosity ویسکوزیته، گرانروی، قوام، مقاومت در برابر جاری شدن

high viscosity at rest = ویسکوزیته بالا در حالت سکون 

low-viscosity topical preparation = محصول موضعی با ویسکوزیته پایین

12- شامپوها = Shampoos شامپوها
مثلا رزورسینول در فرمولاسیون رنگ موبه عنوان کوپلر استفاده می شود.
selenium shampoos = شامپوهای سلنیوم

shampoos, shampoo = شامپو، شامپوها 

selenium shampoos, Shampoos containing selenium sulfide such as Head & Shoulders. Selenium sulfide is a key ingredient in dandruff shampoos; it treats seborrheic dermatitis, dandruff and tinea versicolor. = شامپوهای حاوی سلنیوم سولفید مثل برخی شامپوهای هد اندر شولد؛ سولفید سلنیوم یکی از ترکیبات کلیدی در شامپوهای ضدشوره است و سبوره درماتیت را نیز درمان می کند

13- کاتالیست = Catalist کاتالیست

14- دی اکسان = Dioxane دی اکسان

15- اتوکسیله = Ethoxylated اتوکسیله، ترکیبی به آن مولکول اتیلن اکساید اضافه شده. 

16- هیدرولیز = Hydrolysis

17- ناپایدار = Unstable ناپایدار

Un-scented, unstable, unsaturated = فاقدمواد معطر، ناپایدار، غیر اشباغ

18- صابون ها = Soaps صابون ها

Cold cream soaps = صابون های حاوی کلدکرم 

antimicrobial soaps = صابون های آنتی میکروبی

19- افزودنی = Additive ماده افزودنی، ماده ای که به محصول اضافه می شود. 
مثلاً زین کلیر از تکنولوژی انقلابی index match استفاده می کند.

20- آمونیوم = Ammonium آمونیوم

21- شویندگی = Detergency پاک کنندگی، دترجنسی
محصول آرایشی که معمولا در انتهای فرایند اصلاح برای تثبیت آرایش مو استفاده می شود
Detergency mechanism = مکانیسم شویندگی

22- ناخالصی = Impurity ناخالصی، آلودگی

23- بتائین = Betaine بتائین، کوکامیدو پروپیل بتائین سورفکتانت آمفوتری رایج در شامپوها که برای افزایش کف و قوام و همچنین افزایش ملایمت شامپو استفاده می شود. 

coco betaine = کوکو بتائین

cocamidopropyl betaine = کوکامیدو پروپیل بتائین، سورفکتانت آمفوتری

24- پیوسته = Continuously به شکل پیوسته و ادامه دار

25- آب سخت = Hard Water آب سخت

26- مقاومت = Resistance مقاومت

wear resistance = مقاومت در برابر فرسایش

water resistance = مقاومت در برابر آب

combing resistance = مقاومت مو در برابر شانه

natural resistance = مقاومت طبیعی

maximum resistance to electrolytes = مقاومت حداکثری نسبت به الکترولیت ها

27- حلالیت = Solubility
limited solubility = حلالیت محدود

28- ویسکوز = Viscose ویسکوز، با قوام

29- حساسیت = Sensitivity حساسیت

Sun sensitivity = حساسیت پوست در برابر آفتاب

Skin sensitivity test = تست حساسیت پوست

hypersensitivity reaction = واکنش های حساسیتی

30- لوریل = Lauryl لوریل
منظور اسیدی شدن پوست در اثر مواجهه با آلاینده ها است
lauryl alcohol = لوریل الکل، الکل چرب با شاخه آلکیل 12 کربنه

Lauryl sulfate = لوریل سولفات

sodium lauryl sulfate = سدیم لوریل سولفات 

Laureth = lauryl ether = لورت = لوریل اتر

Sodium lauryl sulphate = سديم لوريل سولفات

مطلب فوق را در شبکه های اجتماعی زیر با دوستانتان به اشتراک بگذارید