سورفکتانت ها: سولفات ها

نویسنده:

سید مسیح میرمقتدایی
کارشناس ارشد تحقیق و توسعه شرکت گلتاش

massih113@yahoo.com

زمانی سولفات ها بزرکترین و مهم ترین نوع شوینده های سنتزی بودند اما اکنون از نظر حجم مصرف سولفونات ها از این شوینده ها پیشی گرفته اند. سولفات ها استرهای اسید سولفوریک هستند:

ROH + H2SO4 → ROSO3H

اتم گوگرد به وسیله یک اتم اکسیژن به اتم کربن زنجیره آبگریز متصل شده است. استر اسید حاصل ناپایدار بوده و می تواند به راحتی به الکل و سولفوریک اسید تبدیل شود (خصوصاً در شرایط اسیدی) ولی نمک های خنثی شده آن در pH خنثی پایدار هستند. در مورد سولفونات ها، اتم گوگرد مستقیماً به اتم کربن زنیره ابگریز متصل شده است. دردر تولید سولفات ها عمل خنثی سازی باید به سرعت انجام گیرد تا از شکستن اسید استر جلوگیری شود. در عمل از خود اسید سولفوریک به ندرت استفاده می شود و کلروسولفونیک یا سولفورتری اکسید (مخلوط با هوا) در راکتورهای پیوسته برای واکنش سولفاسیون بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند (توضیحات کاملتری در بخش 4-6 آورده شده است). معمولاً عمل خنثی سازی به طور پیوسته با عمل سولفاسیون انجام می شود.
محصولات تجاری موجود بر اساس گروه R الکل اولیه می توانند بدین صورت دسته بندی شوند:
1- یک هیدروکربن خطی اشباع طبیعی یا سنتزی (الکل های اکسو یا زیگلر)، CH¬3(CH2)nOH با n معمولاً بین 8 تا 13 و عموماً خطی. محصولات این دسته به نام سولفات های الکل چرب مانند سدیم دودسیل سولفات حاصل از دودکانول معروف هستند.
2- الکل های غیراشباع، که در آن ها عمل سولفوناسیون می تواند بر روی باند غیراشباع نیز اتفاق بیفتد.
3- یک الکل زنجیره بلند با تیلن اکسید، RO(CH2CH2O)nH، با R=C12-C15 به صورت طبیعی یا سنتزی اما عموماً خطی و با n بین 2 یا 3 ولی گاهی تا 10 نیز افزایش می یابد. محصولات این دسته به نام اترسولفات ها معروف هستند مانند سدیم دودسیل اترسولفات.
4- یک فنل آلکیله شده اتوکسیله، RC6H4O(CH2CH2O)nH با R عموماً و C9 بر مبنای تری پروپیلن (نونیل) و بنابراین شاخه دار با n بین 4 تا 20. محصولات این دسته از ترکیبات به نام نونیل فنول اتر سولفات ها معروفند.
5- یک منواتانول آمید اتوکسیله، RCONHCH2CH2O(CH2CH2O)nH با R که معمولاً از روغن های طبیعی بدست آمده (مثلاً روغن نارگیل) با n بین 3 تا
6. محصولات این ترکیبات با عنوان فتی اسید الکانول آمید اتر سولفات ها شناخته می شوند. خواص سولفات ها به خواص زنجیره هیدروکربنی و خود گروه سولفات بستگی دارد. خواص زنجیره هیدروکربنی برای تمام شوینده ها (با همان زنجیره) مشابه است.
جا دارد به این نکته اشاره شود که آلکیل سسولفات های نوع دوم به وسیله واکنش اولئوم با آلفا اولفین های حاصل از مولکول های واکش شکسته شده، تهیه می شوند. این محصولات خواص کلی شوینده های سولفاتی را دارا هستند ولی دارای بوی نامطبوع و رنگ تیره می باشند. به همین دلیل از این ترکیبات دیگر در اروپای غربی استفاده نمی شود. این در حالی است که تولید آن ها نسبتا آسان بوده و با تجهیزات ساده ایی قابل تولید هستند.

خواص گروه سولفات:

1- حلالیت: نمک های فلزات قلیایی حلالیت خوبی در آب دارند.
2- خواص فیزیکی محلول های آبکی: بیشتر شوینده های سولفاتی پدیده ایی که به اثر نمک معروف است را نشان می دهند. افزودن نمک های معدنی (کلرید سدیم، سولفات سدیم) به محلول های رقیق (زیر حدود %30) ویسکوزیته را افزایش می دهد. این در حالی است که افزودن نمک به محلول های غلیظ موجب کاهش ویسکوزیته می شود. هرگونه نمکی که در حین سولفاسیون یا خنثی سازی تولید شود می تواند منجر به تغییرات ویسکوزیته شود. منابع نمک ها عبارتند از: نمک حاصل از فرآیند سولفاسیون به دلیل وجود رطوبت، هیدرولیز اسید قبل و یا در حین فرآیند خنثی سازی و افزودن رنگبر هیپوکلریت توسط تولیدکننده.
3- پایداری شیمیایی: سولفات ها به راحتی تجزیه می شوند خصوصاً به وسیله اسیدها (pH کمتر از 3/5). هیدرولیز اسیدی، اسید سولفوریک ایجاد می کند که موجب کاتالز شدن فرآیند هیدرولیز می شود.

شرایط اسیدی: ROSO3H + H2O ↔ ROH + H2SO4
شرایط قلیایی: ROSO3Na + NaOH ↔ ROH + Na2SO4

الکل سولفات ها در شرایط قلیایی بسیار پایدارتر از شرایط اسیدی هستند. میزان پایداری به چندین فاکتور بستگی دارد ولی برای فرمول های آبکی برای ایجاد یک پایداری طولانی مدت در دمای اتاق، 5pH تا 9/5 مناسب است. در دماهای بالا (>50oC) سولفات ها ناپایدارند. نمک های آمونیاکی در pH های قلیایی، آمونیاک آزاد کرده که در محصولات خانگی آزاردهنده و در محصولات صنعتی موجب ایجاد بو می شود. ولی نمک های آمونیاکی برتری کوچکی نسبت به انواع سدیمی یا نمک های تری اتانول آمینی دارند و آن این است که نسبت به هیدرولیز اسیدی، پایداری زیادتری دارند.
4- ناخالصی ها: بسیاری از مواقع رنگبری به وسیله هیپوکلریت توسط برخی از تولیدکننده ها صورت می گیرد. این امر جهت تولید محصولی با خواص ظاهری بهتر (از نظر رنگ) انجام می شود که مواد باقیمانده حاصل از این فرآیند اغلب قابل شناسایی هستند.

Sulfates are made by the reaction of fatty alcohol or fatty alcohol ethoxylates with reagents like SO3 or chlorosulfonic acid (CSA). Sulfonates are compounds that possess a carbon sulfur bond. They i

تفاوت سولفات ها و سولفونات ها آن است که در سولفات ها پیوند COS وجود دارد ولی در سولفونات ها، پیوند CS وجود دارد. سولفات ها با واکنش اسیدهای چرب یا الکل های چرب اتوکسیله با تری اکسید گوگرد یا کلروسولفونیک اسید به دست می آیند. سولفونات ها ترکیباتی هستند که حاوی پیوند کربن-گوگرد می باشند.

betaine is amphoteric surfactant to increase foam and viscosity and increase mildness of anionic surfactants

بتائین یا دقیقتر آن کوکامیدوپروپیل بتائین یک سورفکتانت آمفوتری است که کف و قوام را افزایش می دهد و موجب افزایش ملایمت سولفات ها می شود. در این نمودار عدد زئین آمیزه های مختلف از بتائین و تگزاپون نمایش داده شده است. همانطور که می بینید اگر این دو ترکیب به نسبت مساوی تقسیم شوند ملایمت شامپو به شکل چشمگیری افزایش می یابد.

biomarine cleansing gel ammonium laureth sulfate, magnesium laureth sulfate, coco glucoside

ژل پاک کننده بایومارین حاوی کوکامیدو پروپیل بتائین و آمیزه سولفات ها مثل آمونیوم لورت سولفات، منیزیم لورت سولفات، سدیم تری دست سولفات و سدیم لورت سولفات در کنار کوکوگلوکوزید استفاده شده است.

سولفات های رایج در صنایع بهداشتی آرایشی عبارتند از: آمونیوم لورت سولفات و سدیم لورت سولفات که ساختار آنها در این شکل نشان داده شده است. لورت همان لوریل اتل است.

•
• سولفات ها

معادل انگلیسی اصطلاحات تخصصی این مطلب

1- خنثی ساز = Neutralizer خنثی کننده

2- حلالیت = Solubility
limited solubility = حلالیت محدود

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

high viscosity at rest = ویسکوزیته بالا در حالت سکون
مثلا رزورسینول در فرمولاسیون رنگ موبه عنوان کوپلر استفاده می شود.

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

5- ویسکوز = Viscose ویسکوز، با قوام

6- هیدرولیز = Hydrolysis

7- سنتزی = Synthetic
synthetic detergents = دترجت های صناعی، شوینده های سنتزی
سنتزی، مصنوعی، صناعی

synthetic chemicals = مواد شیمیایی سنتزی

synthetic polymer = پلیمر سنتزی
مثال: میزان سبوم در دو طرف پیشانی با سبومتر اندازه گیری شد.

تلفظ synthetic chemicals ↓

8- ناخالصی = Impurity ناخالصی، آلودگی

9- شناسایی = Identification

10- آمونیاک = Ammoniac آمونیاک

11- پیوسته = Continuously به شکل پیوسته و ادامه دار
مثلاً زینک اکساید هم به صورت پودری و هم به صورت محلول های آماده دیسپرسیون در بازار موجود است.

تلفظ continuously ↓

12- جار = Jar

تلفظ blender jar ↓

13- خنثی سازی = Neutralize خنثی، خنثی شده
خنثی کننده
خنثی سازی

14- ناپایدار = Unstable ناپایدار

15- سولفوناسیون = Sulfonation سولفاتاسیون

16- سولفاسیون = Sulfation سولفاتاسیون، سولفاسیون، سولفاته کردن

17- نارگیل = Coconut Palm
Coconut Palm, Cocos nucifera = نارگیل، نارجیل، کوکونات، پالم

18- غیراشباع = Unsaturated
Monounsaturated fats, MUFAs = چربی های اشباع نشده تکی، چربی های مفید و خوب

unsaturated fatty acid = اسیدهای چرب غیر اشباع
محصول آرایشی که برای شکل دادن به موها یا تثبیت آرایش موها استفاده می شود
Unsaturated fat = چربی های اشباع نشده
غیراشباع

19- فوری = Immediate
immediate lifting = لیفتینگ سریع

immediate benefits = مزایای فوری
پوست دائما در حال از دست دادن آب به صورت بخار به محیط اطراف می باشد که به این پدیده، تبخیر نامحسوس آب از اپیدرم اطلاق می شود (شُکری، ص 19) امولینت ها با کاهش تبخیر نامحسوس آب از سطح پوست، سبب باقی ماندن آب در لایه شاخی و افزایش محتوای آب آن می شوند (شکری ، ص 42). محدود نمودن تبخیر نامحسوس پوست یکی از پنج عملکرد ماتریکس بین سلولی می باشد (سعیدی، ص 85). افزایش میزان تبخیر نامحسوس پوست اگر تاحدی باشد که محتوای آب لایه شاخی به کمتر از 10 درصد برسد، عوارض خشکی پوست بروز می کند (سعیدی، ص 86). فوری

20- قلیا = Alkali
alkalizing agent = عامل قلیایی کننده، ماده ای که به محصول خاصیت قلیایی می دهد، مثل آمونیاک در رنگ مو
قلیاها، مواد قلیایی، بازها، مواد با خاصیت بازی
قلیا، باز متضاد اسید

alkalizing ingredient = ماده قلیایی کننده
پودرهای آرایشی که به فرم نرم و پرس نشده عرضه می شوند. در مقابل پودرهای فشرده
alkalinity = قلیاییت

تلفظ alkalizing ingredient ↓