Els nostres principals productes: silicona amino, silicona en bloc, silicona hidròfila, totes les seves emulsions de silicona, millorador de la resistència a la fricció a la humectació, repel·lent a l'aigua (sense fluor, carboni 6, carboni 8), productes químics de rentat desmin (ABS, enzims, protector de spandex, removedor de manganès), principals països d'exportació: Índia, Pakistan, Bangladesh, Turquia, Indonèsia, Uzbekistan, etc.

 

El glutamat monosòdic industrial, també conegut com a tensioactius, és un tipus de substància que, quan s'afegeix en petites quantitats, pot reduir considerablement la tensió superficial del dissolvent (generalment aigua) i canviar l'estat interfacial del sistema; quan arriba a una certa concentració, forma micel·les a la solució. Per tant, produeix efectes humectants o antihumectants, emulsificació i desemulsificació, escumació o desescuma, solubilització, rentat i altres per complir els requisits de les aplicacions pràctiques. El glutamat monosòdic, com a substància umami, és omnipresent en la nostra dieta i vida diària. En la producció industrial, els tensioactius són substàncies similars al glutamat monosòdic, que no requereixen una gran quantitat i poden tenir efectes miraculosos. Aquestes substàncies es coneixen comunament com a tensioactius.

 

Introducció als tensioactius

 

Els tensioactius tenen una estructura molecular zwitteriònica: un extrem és un grup hidròfil, abreujat com a grup hidròfil, també conegut com a grup oleofòbic o oleofòbic, que pot dissoldre els tensioactius en aigua com a monòmers. Els grups hidròfils sovint són grups polars, que poden ser grups carboxil (-COOH), grups d'àcid sulfònic (-SO3H), grups amino (-NH2) o grups amino i les seves sals. Els grups hidroxil (-OH), els grups amida, els enllaços èter (-O-), etc. també poden ser grups hidròfils polars; l'altre extrem és un grup hidròfob, abreujat com a grup oleofílic, també conegut com a grup hidròfob o hidrofòbic. Els grups hidròfobs solen ser cadenes d'hidrocarburs no polars, com ara les cadenes d'alquil hidròfobes R- (alquil), Ar- (aril), etc.
Els tensioactius es divideixen en tensioactius iònics (inclosos els tensioactius catiònics i aniònics), tensioactius no iònics, tensioactius amfòters, tensioactius compostos i altres tensioactius.

En una solució de tensioactiu, quan la concentració del tensioactiu arriba a un cert valor, les molècules de tensioactiu formen diverses combinacions ordenades anomenades micel·les. La micel·lització o la formació de micel·les és una propietat fonamental de les solucions de tensioactius, i alguns fenòmens interfacials importants estan relacionats amb la formació de micel·les. La concentració a la qual els tensioactius formen micel·les en solució s'anomena Concentració Micel·lar Crítica (CMC). Les micel·les no són formes esfèriques fixes, sinó formes extremadament irregulars i canviants dinàmicament. En determinades condicions, els tensioactius també poden presentar un estat micel·lar invers.

 

Els principals factors que afecten la concentració crítica de micel·les

 

Estructura dels tensioactius
Addició i tipus d'additius
La influència de la temperatura

 

Interacció entre tensioactius i proteïnes

 

Les proteïnes contenen grups no polars, polars i carregats, i moltes molècules amfifíliques poden interactuar amb les proteïnes de diverses maneres. Els tensioactius poden formar combinacions ordenades molecularment amb diferents estructures en diferents condicions, com ara micel·les, micel·les inverses, etc., i les seves interaccions amb les proteïnes també són diferents. Hi ha principalment interaccions electrostàtiques i hidrofòbiques entre proteïnes i tensioactius (PS), mentre que la interacció entre tensioactius iònics i proteïnes es deu principalment a la interacció electrostàtica dels grups polars i la interacció hidrofòbica de les cadenes d'hidrogen de carboni hidrofòbiques, que s'uneixen a les parts polars i hidrofòbiques de les proteïnes, respectivament, formant complexos de PS. Els tensioactius no iònics interactuen principalment amb les proteïnes a través de forces hidrofòbiques, i la interacció entre les seves cadenes hidrofòbiques i els grups hidrofòbics de les proteïnes pot tenir un cert impacte en l'estructura i la funció dels tensioactius i les proteïnes. Per tant, el tipus, la concentració i l'entorn del sistema dels tensioactius determinen si estabilitzen o desestabilitzen les proteïnes, s'agreguen o es dispersen.

 

Valor HLB del tensioactiu

 

Per exhibir una activitat interfacial única, els tensioactius han de mantenir un cert equilibri entre els grups hidròfobs i hidròfils. L'HLB (balanç hidròfil lipofílic) és el valor del balanç hidròfil-oleòfil dels tensioactius, que és un indicador de les propietats hidròfiles i hidròfobes dels tensioactius.

El valor HLB és un valor relatiu (entre 0 i 40), com ara la cera de parafina amb un valor HLB = 0 (sense grup hidròfil), el polioxietilè amb un valor HLB de 20 i l'SDS amb una forta hidrofilicitat amb un valor HLB de 40. El valor HLB es pot utilitzar com a referència per seleccionar tensioactius. Com més alt sigui el valor HLB, millor serà la hidrofilicitat del tensioactiu; com més petit sigui el valor HLB, pitjor serà la hidrofilicitat del tensioactiu.
La funció principal dels tensioactius

 

Efecte d'emulsificació

A causa de l'alta tensió superficial de l'oli a l'aigua, quan es deixa caure oli a l'aigua i es remena vigorosament, l'oli es tritura en perles fines i es barreja entre si per formar una emulsió, però l'agitació s'atura i les capes es tornen a formar en capes. Si s'afegeix un tensioactiu i s'agita vigorosament, però no és fàcil separar-lo durant molt de temps després d'aturar-se, això és emulsificació. La raó és que la hidrofobicitat de l'oli està envoltada pels grups hidròfils de l'agent actiu, formant una atracció direccional i reduint el treball necessari per a la dispersió de l'oli a l'aigua, donant lloc a una bona emulsificació de l'oli.

 

Efecte humectant

Sovint hi ha una capa de cera, greix o substància semblant a les incrustacions adherida a la superfície de les peces, que són hidròfobes. A causa de la contaminació d'aquestes substàncies, la superfície de les peces no es mulla fàcilment amb l'aigua. Quan s'afegeixen tensioactius a la solució aquosa, les gotes d'aigua de les peces es dispersen fàcilment, cosa que redueix considerablement la tensió superficial de les peces i aconsegueix l'objectiu de mullar-les.

 

Efecte de solubilització

Després d'afegir tensioactius a les substàncies olioses, només es poden "dissoldre", però aquesta dissolució només es pot produir quan la concentració de tensioactius arriba a la concentració crítica de col·loides, i la solubilitat està determinada per l'objecte i les propietats solubilitzants. Pel que fa a l'efecte de solubilització, les cadenes gèniques hidrofòbiques llargues són més fortes que les cadenes curtes, les cadenes saturades són més fortes que les cadenes insaturades i l'efecte de solubilització dels tensioactius no iònics és generalment més significatiu.

 

Efecte dispersant

Les partícules sòlides com la pols i la brutícia tendeixen a acumular-se i dipositar-se fàcilment a l'aigua. Les molècules dels tensioactius poden dividir els agregats de partícules sòlides en petites partícules, cosa que permet que es dispersin i es suspenguin en solució, promovent la dispersió uniforme de les partícules sòlides.

 

Acció d'escuma

La formació d'escuma es deu principalment a l'adsorció direccional de l'agent actiu i a la reducció de la tensió superficial entre les fases gasosa i líquida. Generalment, l'agent actiu de baix pes molecular és fàcil d'escumar, l'agent actiu d'alt pes molecular té menys escuma, el miristat groc té una propietat escumant més alta i l'estearat de sodi té la pitjor propietat escumant. L'agent actiu aniònic té una millor propietat escumant i estabilitat de l'escuma que l'agent actiu no iònic, com ara l'alquilbenzè sulfonat de sodi que té una forta propietat escumant. Els estabilitzadors d'escuma més utilitzats inclouen l'amida d'alcohol alifàtic, la carboximetilcel·lulosa, etc. Els inhibidors d'escuma inclouen àcids grassos, èsters d'àcids grassos, polièters, etc. i altres tensioactius no iònics.

 

Classificació dels tensioactius

 

Els tensioactius es poden dividir en tensioactius aniònics, tensioactius no iònics, tensioactius zwitteriònics i tensioactius catiònics segons les seves característiques estructurals moleculars.

 

Tensioactiu aniònic

Sulfonat
Els agents actius comuns d'aquest tipus inclouen l'alquilbenzensulfonat lineal de sodi i l'alfa-olefina sulfonat de sodi. L'alquilbenzensulfonat lineal de sodi, també conegut com a LAS o ABS, és una pols blanca o groc pàl·lid o un sòlid en escates amb bona solubilitat en sistemes tensioactius complexos. És relativament estable a l'àlcali, l'àcid diluït i l'aigua dura. S'utilitza habitualment en detergents líquids per rentar plats (detergent per rentar plats) i detergents líquids per a la roba, generalment no s'utilitza en xampús i rarament s'utilitza en gels de dutxa. En els detergents per rentar plats, la seva dosificació pot representar aproximadament la meitat de la quantitat total de tensioactius, i el rang d'ajust real de la seva proporció en detergents líquids per a la roba és relativament ampli. Un sistema compost típic utilitzat en detergents per rentar plats és el sistema ternari "LAS (alquilbenzensulfonat lineal de sodi) - AES (alcohol èter sulfat de sodi) - FFA (alcohol alquil amida)". Els avantatges destacats de l'alquilbenzensulfonat lineal de sodi són la bona estabilitat, el fort poder de neteja, el mínim dany ambiental i la capacitat de ser biodegradat en substàncies inofensives a un preu baix. El principal desavantatge és que és altament estimulant. L'alfa-olefina sulfonat de sodi, també conegut com a AOS, és altament soluble en aigua i té una bona estabilitat en un ampli rang de valors de pH. Entre les varietats de sals d'àcid sulfònic, el rendiment és millor. Els avantatges destacats són una bona estabilitat, una bona solubilitat en aigua, una bona compatibilitat, una baixa irritació i una degradació microbiana ideal. És un dels principals tensioactius que s'utilitzen habitualment en xampús i gels de dutxa. El seu desavantatge és que és relativament car.

 

Sulfat
Els agents actius comuns d'aquest tipus inclouen polioxietilenerèter sulfat d'alcohol gras de sodi i dodecilsulfat de sodi.

Èter sulfat de polioxietilenèter d'alcohol gras de sodi, també conegut com a AES o èter sulfat d'alcohol de sodi.

Fàcil de dissoldre en aigua, es pot utilitzar en xampú, gel de dutxa, detergent líquid per rentar plats (detergent per rentar plats) i detergent líquid per a la roba. La solubilitat en aigua és millor que la del dodecilsulfat de sodi i es pot preparar en qualsevol proporció de solució aquosa transparent a temperatura ambient. L'aplicació d'alquilbenzensulfonat de sodi en detergents líquids és més extensa i té una millor compatibilitat que la de l'alquilbenzensulfonat de cadena lineal; Es pot complexar amb molts tensioactius en formes binàries o múltiples per formar solucions aquoses transparents. Els avantatges destacats són la baixa irritació, la bona solubilitat en aigua, la bona compatibilitat i el bon rendiment per prevenir la sequedat, les esquerdes i la rugositat de la pell. El desavantatge és que l'estabilitat en medis àcids és lleugerament deficient i el poder de neteja és inferior a l'alquilbenzensulfonat lineal de sodi i al dodecilsulfat de sodi.

El dodecilsulfat de sodi, també conegut com a AS, K12, cocoilsulfat de sodi i agent escumant de laurilsulfat de sodi, és insensible als àlcalis i a l'aigua dura. La seva estabilitat en condicions àcides és inferior a la dels sulfats generals i propera a la del polioxietilenerèter sulfat d'alcohol gras. És fàcilment degradable i té un dany ambiental mínim. Quan s'utilitza en detergents líquids, l'acidesa no ha de ser massa alta; L'ús d'etanolamina o sals d'amoni en xampús i gels de dutxa no només pot augmentar l'estabilitat àcida, sinó que també ajuda a reduir la irritació. A part de la seva bona capacitat d'escuma i el seu fort poder de neteja, el seu rendiment en altres aspectes no és tan bo com el de l'èter sulfat d'alcohol sòdic. El preu dels tensioactius aniònics comuns és generalment més alt.

 

Tensioactiu catiònic

En comparació amb diversos tipus de tensioactius, els tensioactius catiònics tenen l'efecte d'ajust més destacat i l'efecte bactericida més fort, tot i que tenen desavantatges com ara un poder de neteja deficient, una capacitat d'escuma deficient, una compatibilitat deficient, una alta irritabilitat i un preu elevat. Els tensioactius catiònics no són directament compatibles amb els tensioactius aniònics i només es poden utilitzar com a agents condicionadors o fungicides. Els tensioactius catiònics s'utilitzen habitualment com a tensioactius auxiliars en detergents líquids (com a component condicionador menor en formulacions) per a productes de qualitat superior, principalment per a xampús. Com a component d'agent d'ajust, no es pot substituir per altres tipus de tensioactius en xampús detergents líquids d'alta gamma.

Els tipus comuns de tensioactius catiònics inclouen el clorur d'hexadeciltrimetilamoni (1631), el clorur d'octadeciltrimetilamoni (1831), la goma guar catiònica (C-14S), el pantenol catiònic, l'oli de silicona catiònic, l'òxid de dodecildimetilamina (OB-2), etc.

 

Tensioactiu zwitteriònic

Els tensioactius bipolars es refereixen a tensioactius que tenen grups hidròfils tant aniònics com catiònics. Per tant, aquests tensioactius presenten propietats catiòniques en solucions àcides, propietats aniòniques en solucions alcalines i propietats no iòniques en solucions neutres. Els tensioactius bipolars són fàcilment solubles en aigua, solucions concentrades d'àcids i àlcalis, i fins i tot en solucions concentrades de sals inorgàniques. Tenen bona resistència a l'aigua dura, baixa irritació de la pell, bona suavitat dels teixits, bones propietats antiestàtiques, bon efecte bactericida i bona compatibilitat amb diversos tensioactius. Els tipus importants de tensioactius amfòters inclouen la dodecildimetilbetaïna i la carboxilat imidazolina.

 

Tensioactiu no iònic

Els tensioactius no iònics tenen bones propietats com ara solubilització, rentat, antiestàtic, baixa irritació i dispersió de sabó de calci; el rang de pH aplicable és més ampli que el dels tensioactius iònics generals; a part de les propietats d'incrustació i escuma, altres propietats sovint són superiors als tensioactius aniònics generals. Afegir una petita quantitat de tensioactiu no iònic al tensioactiu iònic pot augmentar l'activitat superficial del sistema (en comparació amb el mateix contingut de substància activa). Les principals varietats inclouen amides d'alcohol alquílic (FFA), èters de polioxietilè d'alcohol gras (AE) i èters de polioxietilè d'alquilfenol (APE o OP).

Les amides d'alcohol alquil (FFA) són una classe de tensioactius no iònics amb un rendiment superior, àmplies aplicacions i alta freqüència d'ús, que s'utilitzen habitualment en diversos detergents líquids. En els detergents líquids, sovint s'utilitzen en combinació amb amides, amb una proporció de "2:1" i "1,5:1" (amida d'alcohol alquil: amida). Les amides d'alcohol alquil es poden utilitzar en detergents generalment lleugerament àcids i alcalins, i són la varietat més econòmica de tensioactius no iònics.

 

Aplicació de tensioactius

Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia, especialment el progrés de la indústria química i la penetració de disciplines relacionades, el paper i l'aplicació dels tensioactius s'han generalitzat i profunditzat cada cop més. Des de la mineria de minerals i el desenvolupament d'energia fins als efectes de les cèl·lules i els enzims, es poden trobar traces de tensioactius. Avui dia, l'aplicació de tensioactius no es limita als agents de neteja de detergents, agents de neteja de pasta de dents, emulsionants cosmètics i altres indústries químiques diàries, sinó que s'ha estès a altres camps de producció com la petroquímica, el desenvolupament energètic i la indústria farmacèutica.

 

Extracció de petroli
En l'extracció de petroli, l'ús de solucions diluïdes d'aigua de tensioactius o solucions mixtes concentrades de tensioactius amb petroli i aigua pot augmentar la recuperació de petroli cru entre un 15% i un 20%. A causa de la capacitat dels tensioactius per reduir la viscositat de la solució, s'utilitzen durant la perforació per disminuir la viscositat del petroli cru i reduir o prevenir accidents de perforació. També pot fer que els pous antics que ja no ruixen petroli tornin a ruixar.

Desenvolupament energètic
Els tensioactius també poden contribuir al desenvolupament energètic. En la situació actual d'augment dels preus mundials del petroli i de les fonts de petroli en jaciments compactes, el desenvolupament de combustibles barrejats amb carbó i petroli té una profunda importància. L'addició de tensioactius al procés pot produir un nou tipus de combustible amb una alta fluïdesa, que pot substituir la gasolina com a font d'energia. L'addició d'emulsionants a la gasolina, el gasoil i el petroli pesant no només estalvia fonts de petroli, sinó que també millora l'eficiència tèrmica i redueix la contaminació ambiental. Per tant, els tensioactius tenen una profunda importància per al desenvolupament energètic.

indústria tèxtil
L'aplicació de tensioactius en la indústria tèxtil té una llarga història. Les fibres sintètiques tenen inconvenients com ara rugositat, esponjositat insuficient, susceptibilitat a l'adsorció electrostàtica de pols i mala absorció d'humitat i tacte en comparació amb les fibres naturals. Si es tracten amb tensioactius especialitzats, aquests defectes de les fibres sintètiques es poden millorar considerablement. Els tensioactius també s'utilitzen com a suavitzants, agents antiestàtics, agents humectants i penetrants i emulsionants en la indústria de l'estampació i tenyit tèxtil. L'aplicació de tensioactius en la indústria de l'estampació i tenyit tèxtil és molt extensa.

Neteja de metalls
Pel que fa a la neteja de metalls, els dissolvents tradicionals inclouen dissolvents orgànics com la gasolina, el querosè i el tetraclorur de carboni. Segons les estadístiques rellevants, la quantitat de gasolina utilitzada per netejar peces metàl·liques a la Xina arriba a les 500.000 tones anuals. Els agents de neteja de metalls a base d'aigua formulats amb tensioactius poden estalviar energia. Segons els càlculs, una tona d'agent de neteja de metalls pot substituir 20 tones de gasolina, i una tona de matèria primera de petroli es pot utilitzar per produir 4 tones d'agent de neteja de metalls, cosa que indica que els tensioactius tenen una profunda importància en la conservació d'energia. Els agents de neteja de metalls amb tensioactius externs també tenen les característiques de ser no tòxics, no inflamables, no contaminants per al medi ambient i garantir la seguretat dels treballadors. Aquest tipus d'agent de neteja de metalls s'ha utilitzat àmpliament per netejar diferents tipus de components metàl·lics com ara motors aeroespacials, avions, coixinets, etc.

indústria alimentària
En la indústria alimentària, els tensioactius són additius multifuncionals que s'utilitzen en la producció d'aliments. Els tensioactius alimentaris tenen excel·lents efectes emulsionants, humectants, antiadherents, conservants i floculants. Gràcies a l'efecte additiu especial, poden fer que els pastissos siguin cruixents, els aliments facin escuma, el pa sigui tou i dispersar i emulsionar uniformement matèries primeres com la mantega artificial, la maionesa i el gelat, la qual cosa té efectes únics en la millora del procés de producció i la qualitat interna dels productes.

Els pesticides agrícoles són líquids d'emulsió que, a causa de la tensió superficial del líquid, tenen el desavantatge de ser difícils d'escampar quan es ruixen sobre les fulles de les plantes. Si s'afegeix un tensioactiu a la solució de pesticides, el tensioactiu pot reduir la tensió superficial del líquid, és a dir, la loció perd la seva activitat superficial i la loció pesticida s'escamparà fàcilment sobre la superfície de la fulla, de manera que el seu efecte insecticida serà millor.