سولفاسیون = sulfation

sulfation = سولفاتاسیون، سولفاسیون، سولفاته کردن

 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.

 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.

 مثال: سدیم لوریل سولفات ها C12H25SO4Na تعریف الکل سولفات ها تنها از الکل های نوع اول خطی که از ترکیبات طبیعی یا به وسیله روش های سنتزی بدست آمده اند، تهیه می شوند. الکل سولفات ها در فرم اسیدی پایدار نبوده، لذا تنها نمک های آن ها به صورت تجاری موجود هستند که متداول ترین نوع، نمک سدیمی آن است. نمک های آمینی بر پایه منو، دی یا تری اتانول آمین و آمونیاک نیز به وسیله بیشتر تولیدکننده ها به بازار عرضه می شود؛ که عموماً اکتیو آن ها بین 30 تا 40 درصد است. محلول های 60-70 درصدی نیز قابل تولید بوده و گاهی توسط تولیدکنندگان تهیه می شوند. الکل سولفات ها امروزه به وسیله عمل سولفاسیون الکل ها با تری اکسید گوگرد تولید می شوند. خواص عمومی 1- حلالیت: نمک های سدیمی متداول C12-C14 (دودسیل) الکل سولفات، در غلظت بیش از %30 ایجاد ژل می کنند. در زیر %30 در دمای نرمال به صورت مایع هستند ولی با افت دما به زیر 25oC به صورت خمیر نرمی در می آیند (نقطه Kraft، فصل 1). نمک های آمینی (DEA, MEA یا TEA) حلالیت بهتری دارند. DEA حلالیت کمتری نسبت به TEA دارد ولی محلولی با ویسکوزیته کمتر تولید می کند. نمک های آمینی در حین انبارش تیره می شوند بخصوص اگر در معرض نور قرار گرفته باشند. نقطه Kraft به توزیع زنجیره های کربنی در الکل مادر بستگی دارد. یک توزیع وسیع زنجیره کربنی موجب ایجاد نقطه Kraft پایین تری (حدود 10oC) شده و باعث روانی محصول در دمای اتاق می شود. محلول های فتی الکل های سولفاته نقاط ابری شدنی زیر دمای اتاق دارند که این حالت بسته به تولیدکنندگان متفاوت است. دلیل اصلی این تفاوت و مغایرت ها مقدار الکترولیت و الکل آزاد باقیمانده محصول می باشد.

 ب- خواص مرطوب کنندگی: عوامل مرطوب کننده خوبی هستند ولی عمل سولفاسیون در طول زنجیره مولکول (الکل نوع دوم) ایجاد یک زنجیره با یک شاخه کوچک کرده که دارای خصلت مرطوب کنندگی با کاهش طول زنجیره آبگریز افزایش می یابد. امولسیفایر بسیار خوب (خصوصاً برای سبوم)؛ شویندگی عالی.

 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.

 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.