Surfactant
Surfactanții sunt substanțe care au proprietatea de a reduce tensiunea superficială a unui lichid , [1] facilitând umectarea suprafețelor sau miscibilitatea între diferite lichide. În general, aceștia sunt compuși organici cu o coadă de grup , cap, polar și nepolar; compușii cu aceste caracteristici sunt mai general numiți „ amfiphilici ” sau „amfipatici”.
În mod convențional, o moleculă de surfactant este schematizată de un „cap” hidrofil de care este legată o „coadă” hidrofobă. [2]
Numeroși agenți tensioactivi, odată ce concentrația micelară critică ( cmc , „concentrația micelară critică”) este depășită, sunt organizați în agregate supramoleculare, numite micele . Micelele se resping reciproc datorită repulsiei electrostatice a „capetelor” lor ionizate, acest lucru împiedică particulele de ulei și grăsime să se re-agregeze, menținându-le suspendate în apă și permițându-le să fie îndepărtate.
fundal
În societățile primitive hainele erau spălate lovindu-le pe pietre; procesul ar putea fi îmbunătățit prin utilizarea frunzelor unor plante care conțin saponine ( glucozide cu activitate de spumare și surfactant). Săpunul ca atare este cu siguranță cunoscut din antichitate. Primul document scris datează din Pliniu cel Bătrân conform căruia galii , egiptenii și fenicienii produceau săpun din seu de capră și cenușă. Chiar și în Biblie se menționează săpunul: „Când și tu te-ai spălat cu nitro și ai folosit mult săpun, nelegiuirea ta ar lăsa o pată înaintea mea, spune Domnul, Eternul” ( Ieremia 2:22) „și cine poate să susțină ziua venirii sale? Cine va putea să stea când va apărea? Căci este ca focul unui rafinator, ca potasa mașinilor de spălat "( Cartea lui Maleahi 3,2). Galen, medicul lui Marcus Aurelius (secolul al II-lea d.Hr.), a fost aparent primul care a recunoscut calitățile de curățare ale săpunului, dar propaganda sa nu a fost foarte eficientă. Pe măsură ce bărbații au început să o folosească, femeile erau sceptice și au continuat să folosească doar apă . În secolul al III-lea, împăratul Septimius Sever a reușit să promoveze utilizarea acestuia. În secolele VIII și IX arta fabricării săpunului a avut o dezvoltare moderată în Franța sub Carol cel Mare și în Spania . Marsilia a fost un important centru de producție. Cu toate acestea, săpunul era un obiect de lux, folosit pentru cadouri de înaltă calitate și, prin urmare, de o utilizare foarte rară. Se raportează, ca fapt absolut, că regina Elisabeta I se scălda o dată pe lună, „indiferent dacă avea nevoie sau nu”.
În secolul al XVIII-lea, producția de săpun a devenit mai răspândită. Limita era în soda caustică, care nu era ușor disponibilă, în timp ce grăsimea animală era. Apoi din cenușa de lemn s-a obținut carbonat de potasiu care nu este nici foarte eficient, nici rapid în acțiune; soluția a fost întărită cu var pentru a obține hidroxid de potasiu și carbonat de calciu ; procesul semi-industrial a făcut necesară utilizarea unor cantități enorme de lemn. Pădurile au fost salvate prin procesul Leblanc pentru producerea de sodă .
Primul detergent sintetic a fost un ulei de ricin sulfat utilizat în industria textilă din 1834. Prima formulare sintetică datează din 1907 ( Henkel GmbH). Produsul conținea percarbonat de sodiu , silicat și carbonat de sodiu și a fost numit Persil . Acțiunea de albire a percarbonatului a redus timpul de spălare și silicatul a fost utilizat pentru a suspenda murdăria și a preveni re-depunerea acesteia.
Primul detergent anionic sintetic a fost produs în anii 1930 de către Shell prin sulfonarea olefinelor derivate din petrol și a fost numit Teepol . După război, disponibilitatea hidrocarburilor cu costuri reduse a făcut atractivă ideea unui detergent sintetic. Cea mai simplă modificare pentru a elimina dezavantajele grupului carboxilat a fost transformarea acestuia într-o grupare sulfonică . Propilena a fost un subprodus foarte ieftin al industriei petroliere , așa că a fost ales ca bază pentru obținerea compușilor cu lanț lung, pe un catalizator acid . Cu toate acestea, tetramerul de propilenă este un amestec de compuși ramificați cu dubla legătură într-o poziție aleatorie. Sulfonarea nu a fost la fel de simplă ca și cu o olefină terminală și cea mai simplă soluție a fost alchilarea benzenului cu acest intermediar și sulfonarea inelului. Acest surfactant a stat la baza detergenților din anii 1950 și 1960. Problema cu acești surfactanți a fost că, nefiind biodegradabili, au început să provoace probleme de mediu. Ulterior grupurile aromatice au fost înlocuite (total sau parțial) cu grupări alifatice liniare, mai puțin dăunătoare mediului natural .
Clase de surfactanți
Surfactanți neionici
Sunt alcooli cu lanț lung , precum derivați de polioxietilenă ai acizilor grași sau APG (alchil-poli-glucozide, [2] etanolamide, amide etoxilate, amino etoxilați, acizi etoxilați, cetomacrogol )
În determinări analitice, surfactanții neionici sunt indicați în general cu acronimul BiAS ( Bismute Active Subtances ). Triton X-100 este utilizat ca referință și standard pentru titrare.
Surfactanți anionici
Surfactanții anionici sunt în general săruri formate din lanțuri lungi de atomi de carbon, care se termină cu o grupă carboxilat sau sulfonat. De exemplu, numeroase săpunuri , laurilsulfat de sodiu (SLS), lauril etoxi sulfat (LES), numeroși acizi alchil-benzensulfonici [2] (ABS).
În determinări analitice, agenții tensioactivi anionici sunt indicați în general cu acronimul MBAS ( Methylen Blue Active Subtances ) deoarece albastrul de metilen nu permite să se facă distincția între diferitele tipuri de surfactanți anionici: alchilbenzensulfonati ABS, lanț alchil liniar (LAS), alcani sulfonat liniari etc. Săpunurile , deși sunt printre agenții tensioactivi anionici, nu sunt activi în albastru de metilen . Au o putere de curățare bună, dar o putere microbicidă redusă.
Surfactanți cationici
Sunt săruri ale căror părți pozitive sunt importante, constând din lanțuri lungi de atomi de carbon care se termină cu o grupare cuaternară de amoniu. De exemplu, BAC ( clorura de benzalconiu ) este unul dintre cele mai utilizate în detergenți, având și proprietăți germicide . Un alt exemplu este bromura de cetil trimetilamoniu (CTAB) sau bromura de hexadeciltrimetilamoniu.
Au o putere de dezinfectare bună, dar o putere de curățare redusă.
Surfactanți amfoteri
Surfactanții amfoterici sunt zwitterions și se comportă ca surfactanți cationici într-un mediu acid sau anionic într-un mediu alcalin . [2]
Câteva exemple sunt cocco-amidopropil-betaină , dodecil-betaină , lecitină și acizi aminocarboxilici . [2]
Aplicații
Surfactanții au numeroase aplicații, de exemplu: [3]
Băile
Umezitoarele sunt agenți tensioactivi utilizați la concentrație scăzută, care reduc tensiunea superficială a picăturilor de apă din soluția la care sunt adăugate, favorizând distribuția lor pe o zonă mai largă. Băieții sunt folosiți la prepararea soluțiilor de pesticide ; favorizează formarea unui voal lichid uniform pe suprafața legumelor tratate, sporind eficacitatea produsului. [4]
Suspensive
Suspensivii sunt agenți tensioactivi care favorizează dispersia unui produs pulbere în apă, facilitând formarea unei suspensii uniforme. Acestea sunt utilizate la prepararea suspensiilor de produse fitosanitare sub formă de pulbere, pentru a preveni sedimentarea pulberilor umectabile turnate în apă [5] .
Notă
- ^(RO) IUPAC Gold Book, "surfactant (agent activ de suprafață)"
- ^ a b c d e lui Ullmann , cap. 2.
- ^ Ullmann's , cap. 13 .
- ^ Agrofarmaceutice: caracteristici generale de utilizare ( PDF ), pe agrofarmacisoft.it . Adus la 15 martie 2018 (arhivat din original la 15 iunie 2016) .
- ^ Glosar de pesticide
Bibliografie
- ( EN ) Kurt Kosswig, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Surfactants" , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a25_747 .
Elemente conexe
- Apă uzată
- Temperatura Krafft
- Echilibrul hidrofil-lipofil
- Pentaetilen glicol-monododecil-eter
- Acid dodecilbenzensulfonic
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe surfactant
linkuri externe
- ( EN ) Surfactant , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 3552 · LCCN (EN) sh85130716 · BNF (FR) cb11950036w (data) · NDL (EN, JA) 00.564.605 |
|---|
