Meie peamised tooted: amino-silikoon, plokk-silikoon, hüdrofiilne silikoon, kõik nende silikoonemulsioonid, märgumis- ja hõõrdumiskindluse parandajad, vetthülgavad (fluorivabad, süsinik 6, süsinik 8), demineerimispesukemikaalid (ABS, ensüüm, spandexi kaitse, mangaani eemaldaja). Peamised ekspordiriigid: India, Pakistan, Bangladesh, Türgi, Indoneesia, Usbekistan jne.

 

Tööstuslik naatriumglutamaat, tuntud ka kui pindaktiivsed ained, on ainetüüp, mis väikestes kogustes lisatuna võib oluliselt vähendada lahusti (tavaliselt vee) pindpinevust ja muuta süsteemi faasidevahelist olekut. Teatud kontsentratsioonini moodustab see lahuses mitselle. Seega tekitab see niisutavat või märgumisvastast toimet, emulgeerimist ja deemulgeerimist, vahustamist või vahu eemaldamist, lahustumist, pesemist ja muid efekte, et rahuldada praktiliste rakenduste nõudeid. Mononaatriumglutamaat kui umami aine on kõikjal meie toidus ja igapäevaelus. Tööstuslikus tootmises on pindaktiivsed ained naatriumglutamaadiga sarnased ained, mis ei vaja suurt kogust ja millel võib olla imeline toime. Neid aineid tuntakse tavaliselt pindaktiivsete ainetena.

 

Sissejuhatus pindaktiivsetesse ainetesse

 

Pindaktiivsetel ainetel on tsvitterioonne molekulaarstruktuur: üks ots on hüdrofiilne rühm, lühendatult hüdrofiilne rühm, tuntud ka kui oleofoobne või oleofoobne rühm, mis võib lahustada pindaktiivseid aineid vees monomeeridena. Hüdrofiilsed rühmad on sageli polaarsed rühmad, milleks võivad olla karboksüülrühmad (-COOH), sulfoonhappe rühmad (-SO3H), aminorühmad (-NH2) või aminorühmad ja nende soolad. Hüdroksüülrühmad (-OH), amiidrühmad, eetrisidemed (-O-) jne võivad samuti olla polaarsed hüdrofiilsed rühmad; teine ​​ots on hüdrofoobne rühm, lühendatult oleofiilne rühm, tuntud ka kui hüdrofoobne või hüdrofoobne rühm. Hüdrofoobsed rühmad on tavaliselt mittepolaarsed süsivesinikahelad, näiteks hüdrofoobsed alküülahelad R- (alküül), Ar- (arüül) jne.
Pindaktiivsed ained jagunevad ioonseteks pindaktiivseteks aineteks (sealhulgas katioonsed ja anioonsed pindaktiivsed ained), mitteioonseteks pindaktiivseteks aineteks, amfoteerseteks pindaktiivseteks aineteks, liitpindaktiivseteks aineteks ja muudeks pindaktiivseteks aineteks.

Pindaktiivse aine lahuses, kui pindaktiivse aine kontsentratsioon saavutab teatud väärtuse, moodustavad pindaktiivse aine molekulid mitmesuguseid korrastatud kombinatsioone, mida nimetatakse mitsellideks. Mitselli moodustumine ehk mitsellide moodustumine on pindaktiivsete ainete lahuste põhiomadus ning mitsellide moodustumisega on seotud mõned olulised faasidevahelised nähtused. Kontsentratsiooni, mille juures pindaktiivsed ained lahuses mitselle moodustavad, nimetatakse kriitiliseks mitsellikontsentratsiooniks (CMC). Mitsellid ei ole fikseeritud sfäärilised kujud, vaid pigem äärmiselt ebakorrapärased ja dünaamiliselt muutuvad kujud. Teatud tingimustel võivad pindaktiivsed ained omada ka pöördmitselli olekut.

 

Kriitilist mitsellikontsentratsiooni mõjutavad peamised tegurid

 

Pindaktiivsete ainete struktuur
Lisandite lisamine ja tüübid
Temperatuuri mõju

 

Pindaktiivsete ainete ja valkude vastastikmõju

 

Valgud sisaldavad mittepolaarseid, polaarseid ja laetud rühmi ning paljud amfifiilsed molekulid võivad valkudega mitmel viisil suhelda. Pindaktiivsed ained võivad erinevates tingimustes moodustada molekulaarselt korrastatud kombinatsioone erinevate struktuuridega, näiteks mitsellid, pöördmitsellid jne, ning nende interaktsioonid valkudega on samuti erinevad. Valkude ja pindaktiivsete ainete (PS) vahel toimuvad peamiselt elektrostaatilised ja hüdrofoobsed interaktsioonid, samas kui ioonsete pindaktiivsete ainete ja valkude vaheline interaktsioon tuleneb peamiselt polaarsete rühmade elektrostaatilisest interaktsioonist ja hüdrofoobsete süsinik-vesinikahelate hüdrofoobsest interaktsioonist, mis seonduvad vastavalt valkude polaarsete ja hüdrofoobsete osadega, moodustades PS-komplekse. Mitteioonsed pindaktiivsed ained suhtlevad valkudega peamiselt hüdrofoobsete jõudude kaudu ning nende hüdrofoobsete ahelate ja valkude hüdrofoobsete rühmade vaheline interaktsioon võib avaldada teatud mõju pindaktiivsete ainete ja valkude struktuurile ja funktsioonile. Seetõttu määravad pindaktiivsete ainete tüüp, kontsentratsioon ja süsteemikeskkond, kas need stabiliseerivad või destabiliseerivad valke, agregeeruvad või dispergeeruvad.

 

Pindaktiivse aine HLB väärtus

 

Unikaalse faasidevahelise aktiivsuse omandamiseks peavad pindaktiivsed ained säilitama teatud tasakaalu hüdrofoobsete ja hüdrofiilsete rühmade vahel. HLB (hüdrofiilne lipofiilne tasakaal) on pindaktiivsete ainete hüdrofiilse oleofiilse tasakaalu väärtus, mis näitab pindaktiivsete ainete hüdrofiilseid ja hüdrofoobseid omadusi.

HLB väärtus on suhteline väärtus (vahemikus 0 kuni 40), näiteks parafiinvaha HLB väärtusega = 0 (hüdrofiilset rühma pole), polüoksüetüleen HLB väärtusega 20 ja SDS tugeva hüdrofiilsusega HLB väärtusega 40. HLB väärtust saab kasutada pindaktiivsete ainete valiku võrdlusalusena. Mida kõrgem on HLB väärtus, seda parem on pindaktiivse aine hüdrofiilsus; mida väiksem on HLB väärtus, seda halvem on pindaktiivse aine hüdrofiilsus.
Pindaktiivsete ainete peamine ülesanne

 

Emulgeeriva toime

Õli kõrge pindpinevuse tõttu vees, kui õli vette tilgutada ja tugevalt segada, purustatakse see peenikesteks helmesteks ja segatakse omavahel emulsiooni moodustamiseks, kuid segamine peatub ja kihid kihistuvad uuesti. Kui lisatakse pindaktiivne aine ja segatakse tugevalt, kuid pärast peatamist ei ole seda pikka aega kerge eraldada, on tegemist emulgeerimisega. Põhjus on selles, et õli hüdrofoobsus on ümbritsetud toimeaine hüdrofiilsete rühmadega, moodustades suunatud tõmbejõu ja vähendades õli vees dispergeerimiseks vajalikku tööd, mille tulemuseks on õli hea emulgeerimine.

 

Niisutav efekt

Sageli on detailide pinnale kleepunud vaha-, rasva- või katlakivitaolise aine kiht, mis on hüdrofoobne. Nende ainete saastumise tõttu ei märgu vesi detailide pinda kergesti. Kui vesilahusele lisatakse pindaktiivseid aineid, hajuvad veepiisad detailidel kergesti laiali, vähendades oluliselt detailide pindpinevust ja saavutades niisutamise eesmärgi.

 

Lahustuva efekti

Pärast pindaktiivsete ainete lisamist õliainetele saavad nad ainult "lahustuda", kuid see lahustumine saab toimuda ainult siis, kui pindaktiivsete ainete kontsentratsioon saavutab kolloidide kriitilise kontsentratsiooni ja lahustuvuse määravad solubiliseeriv objekt ja omadused. Solubiliseeriva efekti osas on pikad hüdrofoobsed geeniahelad tugevamad kui lühikesed ahelad, küllastunud ahelad on tugevamad kui küllastumata ahelad ja mitteioonsete pindaktiivsete ainete solubiliseeriv efekt on üldiselt märkimisväärsem.

 

Dispergeeriv efekt

Tahked osakesed, näiteks tolmu- ja mustuseosakesed, kipuvad vette kergesti kogunema ja settima. Pindaktiivsete ainete molekulid suudavad tahkete osakeste agregaadid jagada väikesteks osakesteks, võimaldades neil lahuses dispergeeruda ja suspendeeruda, soodustades tahkete osakeste ühtlast dispersiooni.

 

Vahu toime

Vahu teke toimub peamiselt toimeaine suunatud adsorptsiooni ja gaasi- ja vedelfaasi vahelise pindpinevuse vähenemise tõttu. Üldiselt on madalmolekulaarsed toimeained kergesti vahustuvad, kõrgmolekulaarsed toimeained vahustavad vähem, müristaatkollasel on parem vahustumisvõime ja naatriumstearaadil on kõige halvem vahustumisvõime. Anioonsetel toimeainetel on parem vahustumisvõime ja vahu stabiilsus kui mitteioonsetel toimeainetel, näiteks naatriumalküülbenseensulfonaadil on tugev vahustumisvõime. Tavaliselt kasutatavate vahu stabilisaatorite hulka kuuluvad alifaatsed alkoholi amiidid, karboksümetüültselluloos jne. Vahu inhibiitorite hulka kuuluvad rasvhapped, rasvhappe estrid, polüeetrid jne ja muud mitteioonsed pindaktiivsed ained.

 

Pindaktiivsete ainete klassifikatsioon

 

Pindaktiivsed ained võib oma molekulaarstruktuuri omaduste põhjal jagada anioonseteks pindaktiivseteks aineteks, mitteioonseteks pindaktiivseteks aineteks, tsvitterioonseteks pindaktiivseteks aineteks ja katioonseteks pindaktiivseteks aineteks.

 

Anioonsed pindaktiivsed ained

Sulfonaat
Seda tüüpi tavaliste toimeainete hulka kuuluvad naatriumlineaarne alküülbenseensulfonaat ja naatriumalfaolefiinsulfonaat. Naatriumlineaarne alküülbenseensulfonaat, tuntud ka kui LAS või ABS, on valge või kahvatukollane pulber või helbeline tahke aine, mis lahustub hästi keerulistes pindaktiivsete ainete süsteemides. See on suhteliselt stabiilne leeliste, lahjendatud hapete ja kareda vee suhtes. Seda kasutatakse tavaliselt nõudepesuvahendis ja vedelas pesupesemisvahendis, kuid seda ei kasutata tavaliselt šampoonis ja seda kasutatakse harva dušigeelis. Nõudepesuvahendis võib selle annus moodustada umbes poole pindaktiivsete ainete koguhulgast ja selle osakaalu tegelik reguleerimisvahemik vedelates pesupesemisvahendites on suhteliselt lai. Tüüpiline nõudepesuvahendis kasutatav ühendsüsteem on ternaarne süsteem "LAS (lineaarne alküülbenseensulfonaat naatrium) - AES (alkoholeetersulfaat naatrium) - FFA (alküülalkoholamiid)". Naatriumlineaarse alküülbenseensulfonaadi silmapaistvad eelised on hea stabiilsus, tugev puhastusvõime, minimaalne keskkonnakahju ja võime biolaguneda ohututeks aineteks madala hinnaga. Peamine puudus on selle tugev stimuleeriv toime. Naatriumalfaolefiinsulfonaat, tuntud ka kui AOS, lahustub vees väga hästi ja on stabiilse laias pH väärtuste vahemikus. Sulfoonhappe soolade hulgas on selle omadused paremad. Selle silmapaistvateks eelisteks on hea stabiilsus, hea vees lahustuvus, hea ühilduvus, vähene ärritus ja ideaalne mikroobide lagunemine. See on üks peamisi pindaktiivseid aineid, mida tavaliselt kasutatakse šampoonides ja dušigeelides. Selle puuduseks on suhteliselt kõrge hind.

 

Sulfaat
Selle tüübi tavaliste toimeainete hulka kuuluvad naatriumrasvalkoholi polüoksüetüleeneetrisulfaat ja naatriumdodetsüülsulfaat.

Naatriumrasvalkoholi polüoksüetüleeneetrisulfaat, tuntud ka kui AES või naatriumalkoholeetrisulfaat.

Kergesti vees lahustuv, seda saab kasutada šampoonis, dušigeelis, nõudepesuvahendis ja pesuvahendis. Vees lahustuvus on parem kui naatriumdodetsüülsulfaadil ja seda saab toatemperatuuril valmistada mis tahes vahekorras läbipaistvas vesilahuses. Naatriumalküülbenseensulfonaadi kasutamine vedelates pesuvahendites on ulatuslikum ja sellel on parem ühilduvus kui sirge ahelaga alküülbenseensulfonaadil; seda saab komplekseerida paljude pindaktiivsete ainetega binaarses või mitmekordses vormis, moodustades läbipaistvaid vesilahuseid. Silmapaistvad eelised on vähene ärritus, hea vees lahustuvus, hea ühilduvus ja hea jõudlus naha kuivuse, lõhenemise ja kareduse ennetamisel. Puuduseks on see, et stabiilsus happelises keskkonnas on veidi halb ja puhastusvõime on halvem kui lineaarsel naatriumalküülbenseensulfonaadil ja naatriumdodetsüülsulfaadil.

Naatriumdodetsüülsulfaat, tuntud ka kui AS, K12, naatriumkokoüülsulfaat ja naatriumlaurüülsulfaat vahustusaine, ei ole leeliselise ja kareda vee suhtes tundlik. Selle stabiilsus happelises keskkonnas on halvem kui tavalistel sulfaatidel ja lähedane rasvalkoholi polüoksüetüleeneetrisulfaadile. See on kergesti lagunev ja minimaalse keskkonnakahjustusega. Vedelates pesuvahendites kasutamisel ei tohiks happesus olla liiga kõrge; etanoolamiini või ammooniumsoolade kasutamine šampoonis ja dušigeelis mitte ainult ei suurenda happelist stabiilsust, vaid aitab ka vähendada ärritust. Lisaks heale vahustamisvõimele ja tugevale puhastusvõimele ei ole selle toimivus muudes aspektides nii hea kui naatriumalkoholeetrisulfaadil. Tavaliste anioonsete pindaktiivsete ainete hind on üldiselt kõrgem.

 

Katioonsed pindaktiivsed ained

Võrreldes erinevat tüüpi pindaktiivsete ainetega on katioonsetel pindaktiivsetel ainetel kõige silmapaistvam reguleeriv toime ja tugevam bakteritsiidne toime, kuigi neil on puudusi, nagu halb puhastusvõime, halb vahutamisvõime, halb ühilduvus, kõrge ärrituvus ja kõrge hind. Katioonsed pindaktiivsed ained ei ole otseselt ühilduvad anioonsete pindaktiivsete ainetega ja neid saab kasutada ainult konditsioneerimis- või fungitsiididena. Katioonseid pindaktiivseid aineid kasutatakse tavaliselt abipindaktiivsete ainetena vedelates pesuvahendites (väikese konditsioneerimiskomponendina preparaatides) kõrgema klassi toodetes, peamiselt šampoonides. Reguleeriva komponendina ei saa seda asendada teist tüüpi pindaktiivsete ainetega kõrgekvaliteedilistes vedelates pesuvahendites ja šampoonides.

Katioonsete pindaktiivsete ainete levinumad tüübid on heksadetsüültrimetüülammooniumkloriid (1631), oktadetsüültrimetüülammooniumkloriid (1831), katioonne guarkummi (C-14S), katioonne pantenool, katioonne silikoonõli, dodetsüüldimetüülamiinoksiid (OB-2) jne.

 

Tsvitterioonne pindaktiivne aine

Bipolaarsed pindaktiivsed ained on pindaktiivsed ained, millel on nii anioonsed kui ka katioonsed hüdrofiilsed rühmad. Seega on neil pindaktiivsetel ainetel katioonsed omadused happelistes lahustes, anioonsed omadused aluselistes lahustes ja mitteioonsed omadused neutraalsetes lahustes. Bipolaarsed pindaktiivsed ained lahustuvad kergesti vees, kontsentreeritud happe- ja leeliselahustes ning isegi anorgaaniliste soolade kontsentreeritud lahustes. Neil on hea vastupidavus karedale veele, vähene nahaärritus, hea kangaste pehmus, head antistaatilised omadused, hea bakteritsiidne toime ja hea sobivus erinevate pindaktiivsete ainetega. Olulisemad amfoteersed pindaktiivsed ained on dodetsüüldimetüülbetaiin ja karboksülaatimidasoliin.

 

Mitteioonsed pindaktiivsed ained

Mitteioonsetel pindaktiivsetel ainetel on head omadused, näiteks lahustuvus, pesemine, antistaatilisus, vähene ärritus ja kaltsiumseebi dispersioon; kohaldatav pH vahemik on laiem kui tavalistel ioonsetel pindaktiivsetel ainetel; peale saastumis- ja vahutamisomaduste on muud omadused sageli paremad kui tavalistel anioonsetel pindaktiivsetel ainetel. Väikese koguse mitteioonse pindaktiivse aine lisamine ioonsele pindaktiivsele ainele võib suurendada süsteemi pindaktiivsust (võrreldes sama toimeaine sisaldusega ainetega). Peamised sordid on alküülalkoholamiidid (FFA), rasvalkoholpolüoksüetüleeneetrid (AE) ja alküülfenoolpolüoksüetüleeneetrid (APE või OP).

Alküülalkoholamiidid (FFA) on mitteioonsete pindaktiivsete ainete klass, millel on suurepärane jõudlus, lai kasutusala ja suur kasutussagedus ning mida tavaliselt kasutatakse erinevates vedelates pesuvahendites. Vedelates pesuvahendites kasutatakse neid sageli koos amiididega suhtega "2:1" ja "1,5:1" (alküülalkoholamiid:amiid). Alküülalkoholamiide ​​saab kasutada üldiselt kergelt happelistes ja aluselistes pesuvahendites ning need on mitteioonsete pindaktiivsete ainete odavaim variant.

 

Pindaktiivsete ainete pealekandmine

Teaduse ja tehnoloogia arenguga, eriti keemiatööstuse edusammude ja seotud distsipliinide levikuga on pindaktiivsete ainete roll ja kasutamine muutunud üha laialdasemaks ja põhjalikumaks. Alates mineraalide kaevandamisest ja energia arendamisest kuni rakkude ja ensüümide mõjuni võib leida pindaktiivsete ainete jälgi. Tänapäeval ei piirdu pindaktiivsete ainete kasutamine ainult pesuvahendite, hambapasta puhastusvahendite, kosmeetiliste emulgaatoritega ja muude igapäevaste keemiatööstustega, vaid on levinud ka teistesse tootmisvaldkondadesse, nagu naftakeemia, energia arendamine ja farmaatsiatööstus.

 

Nafta ekstraheerimine
Nafta ekstraheerimisel võib pindaktiivsete ainete lahjendatud vesilahuste või pindaktiivsete ainete kontsentreeritud segalahuste kasutamine õli ja veega suurendada toornafta saagikust 15–20%. Kuna pindaktiivsed ained suudavad vähendada lahuse viskoossust, kasutatakse neid puurimisel toornafta viskoossuse vähendamiseks ja puurimisõnnetuste vältimiseks. Samuti võib see panna vanad puurkaevud, mis enam õli ei pritsi, uuesti õli pritsima.

Energiaareng
Pindaktiivsed ained võivad samuti kaasa aidata energia arendamisele. Praeguses olukorras, kus nafta maailmaturu hinnad tõusevad ja naftaallikad on kitsastes oludes, on nafta ja kivisöega segatud kütuste arendamisel suur tähtsus. Pindaktiivsete ainete lisamine protsessi võib toota uut tüüpi kütust, millel on suur voolavus ja mis võib asendada bensiini energiaallikana. Emulgaatorite lisamine bensiinile, diislikütusele ja raskele õlile mitte ainult ei säästa naftaallikaid, vaid parandab ka termilist efektiivsust ja vähendab keskkonnareostust. Seetõttu on pindaktiivsetel ainetel energia arendamisel suur tähtsus.

Tekstiilitööstus
Pindaktiivsete ainete kasutamisel tekstiilitööstuses on pikk ajalugu. Sünteetilistel kiududel on puudusi, nagu karedus, ebapiisav kohevus, tolmu elektrostaatiline adsorptsioon ning halb niiskuseimavus ja käetunnetus võrreldes looduslike kiududega. Spetsiaalsete pindaktiivsete ainetega töötlemisel saab neid sünteetiliste kiudude defekte oluliselt parandada. Pindaktiivseid aineid kasutatakse ka pehmendajate, antistaatiliste ainete, märgavate ja läbitungivate ainete ning emulgaatoritena tekstiilitrüki ja -värvimise tööstuses. Pindaktiivsete ainete kasutamine tekstiilitrüki ja -värvimise tööstuses on väga ulatuslik.

Metalli puhastamine
Metallide puhastamisel on traditsiooniliste lahustite hulka orgaanilised lahustid, näiteks bensiin, petrooleum ja süsiniktetrakloriid. Asjakohase statistika kohaselt on Hiinas metalldetailide puhastamiseks kasutatava bensiini kogus kuni 500 000 tonni aastas. Pindaktiivsete ainetega valmistatud veepõhised metallipuhastusvahendid aitavad energiat säästa. Arvutuste kohaselt saab ühe tonni metallipuhastusvahendiga asendada 20 tonni bensiini ja ühest tonnist nafta toorainest saab toota 4 tonni metallipuhastusvahendit, mis näitab pindaktiivsete ainete suurt tähtsust energia säästmisel. Välise pindaktiivse ainega metallipuhastusvahenditel on ka omadused, et nad on mittetoksilised, mittesüttivad, ei reosta keskkonda ja tagavad töötajate ohutuse. Seda tüüpi metallipuhastusvahendit on laialdaselt kasutatud erinevat tüüpi metalldetailide, näiteks kosmosemootorite, lennukite, laagrite jms puhastamiseks.

Toiduainetööstus
Toiduainetööstuses on pindaktiivsed ained multifunktsionaalsed lisandid, mida kasutatakse toiduainete tootmisel. Toidu pindaktiivsetel ainetel on suurepärased emulgeerivad, niisutavad, kleepumisvastased, säilitavad ja flokuleerivad omadused. Tänu spetsiaalsele lisandiefektile võivad need muuta saiakesed krõbedaks, vahustada toiduaineid, pehmendada leiba ning ühtlaselt hajutada ja emulgeerida tooraineid, nagu tehisvõi, majonees ja jäätis, millel on ainulaadne mõju tootmisprotsessi ja toodete sisemise kvaliteedi parandamisele.

Põllumajanduslikud pestitsiidid on emulsioonvedelikud, mille vedeliku pindpinevuse tõttu on puuduseks see, et neid on taimelehtedele pihustamisel raske laiali ajada. Kui pestitsiidilahusele lisada pindaktiivset ainet, võib see vähendada vedeliku pindpinevust, st kreem kaotab oma pindaktiivsuse ja pestitsiidikreem on lehtede pinnale kergesti laiali jaotuv, mistõttu on selle insektitsiidne toime parem.