سورفکتانت ها: سولفات ها

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:

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. 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.

1- خنثی شده = Neutralized

2- سولفوناسیون = Sulfonation

3- سولفوریک اسید = Sulfuric Acid

4- خنثی ساز = Neutralizer

5- غیراشباع = Unsaturated

6- خنثی سازی = Neutralize

7- الکل سولفات ها = Alcohol Sulfates

8- سولفاسیون = Sulfation

9- روغن نارگیل = Coconut Oil

10- نارگیل = Coconut

11- الکل چرب = Fatty Alcohol

12- آمونیاک = Ammonia

13- تری اتانول آمین = Triethanolamine

14- ناخالصی = Impurity

15- اتوکسیله = Ethoxylated

16- حلالیت = Solubility

17- ویسکوزیته = Viscosity

18- ناپایدار = Unstable

19- هیدرولیز = Hydrolysis

20- ویسکوز = Viscose