CHARAKTERYSTYKA I ZASTOSOWANIE ZWIĄZKÓW POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH W PRODUKTACH DETERGENTOWYCH

Charakterystyka i zastosowanie związków powierzchniowo czynnych w produktach detergentowych. Skrypt do ćwiczeń laboratoryjnych
Szumała Patrycja

Związki powierzchniowo czynne to bardzo szeroka grupa związków wykazujących wspólne cechy związane z aktywnością powierzchniową, ale o różnorodnej budowie. Duże możliwości modyfikacji struktury tych związków wiążą się z ich zastosowaniem w wielu gałęziach przemysłu. Najliczniejsze opracowania literaturowe, które opisują właściwości i aplikacje związków powierzchniowo czynnych, dotyczą przemysłu kosmetycznego, farmaceutycznego oraz spożywczego. Jednak ich cechy użytkowe w największym stopniu wykorzystuje przemysł detergencyjny, tj. produkujący różnego rodzaju środki do usuwania różnorakich zanieczyszczeń z danych powierzchni.

Detergenty służą do czyszczenia elementów gospodarstw domowych (np. płyny do mycia naczyń, proszki do prania, płyny do podłóg, płyny do mycia szyb itd.), pojazdów (samochodów, motocykli, pociągów), wielkopowierzchniowych hal, magazynów, kontenerów i fasad budynków czy mostów, a także aparatury i instalacji przemysłowych (kotłów, zbiorników, rur itp.). Można z powodzeniem stwierdzić, że zakres używania detergentów jest nieograniczony, z wyjątkiem przedmiotów jednorazowego użytku, których produkcja i stosowanie stają się jednak coraz mniej preferowane w porównaniu z przedmiotami wielorazowego użytku. Możliwość produkcji tak wielu różnorodnych detergentów, o zróżnicowanym przeznaczeniu, wymaga od technologa posiadania wiedzy na temat ich składu i wymaganych właściwości. Z uwagi na fakt, że podstawowymi komponentami produktów detergentowych są surfaktanty, informacje na temat ich rodzajów, właściwości i odziaływań w układach wodnych zyskują kluczowe znaczenie dla właściwego i świadomego projektowania detergentów.

Niniejszy skrypt zawiera podstawy teoretyczne wprowadzające w tematykę związków powierzchniowo czynnych znajdujących zastosowanie w produktach detergentowych. Ponadto przedstawiono charakterystykę innych, dodatkowych składników takich produktów, jak również opis specjalistycznych detergentów przemysłowych. Opracowanie jest przeznaczone przede wszystkim dla studentów technologii chemicznej, realizujących zajęcia z przedmiotu technologia związków powierzchniowo czynnych, w ramach którego prowadzone są też ujęte w skrypcie zajęcia laboratoryjne. Jednak zawarte treści mogą się stać użyteczne dla wszystkich osób zainteresowanych produktami detergentowymi, także ze środowiska przemysłowego.

Spis treści
1. WSTĘP. 5
2. PODZIAŁ I PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW
POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH 6
2.1. Właściwości powierzchniowe 8
2.2. Właściwości pianotwórcze 9
2.3. Właściwości zwilżające 10
Literatura 11
3. WYBRANE ZWIĄZKI POWIERZCHNIOWO CZYNNE STOSOWANE
W DETERGENCJI 12
3.1. Surfaktanty anionowe 12
3.1.1. Siarczanowane alkohole tłuszczowe – alkilosiarczany (AS) 12
3.1.2. Alkilobenzenosulfoniany (ABS) 16
3.1.3. Tauryniany, sarkozyniany, izotioniany 17
3.2. Surfaktanty kationowe 18
3.3. Surfaktanty amfoteryczne 21
3.3.1. Pochodne betainy 22
3.3.2. Właściwe surfaktanty amfoteryczne 22
3.3.3. Sulfobetainy 23
3.4. Surfaktanty niejonowe 24
3.4.1. Alkanoloamidy 24
3.4.2. Alkilopoliglukozydy 24
3.4.3. Oksyetylenowane alkohole tłuszczowe. 25
3.4.4. Kopolimery tlenku etylenu i tlenku propylenu 27
Literatura 28
4. INNE SKŁADNIKI DETERGENTÓW 29
4.1. Wypełniacze aktywne 29
4.2. Związki rozkładające specyficzne zanieczyszczenia 30
4.3. Dodatki funkcyjne (wykańczające). 30
4.4. Napełniacze nieaktywne 31
Literatura 31
5. DETERGENTY PRZEMYSŁOWE 33
Literatura 34
6. ĆWICZENIA LABORATORYJNE 36
Laboratorium 1. Synteza siarczanów alkilowych (siarczanowanie alkoholi
tłuszczowych) 36
Laboratorium 2. Jakościowa identyfikacja grup funkcyjnych wybranych
surfaktantów 38
Laboratorium 3. Analiza wpływu wybranych parametrów fizykochemicznych
na właściwości oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych 44
Laboratorium 4. Badanie wybranych właściwości fizykochemicznych
i użytkowych proszków do prania 47
Laboratorium 5. Otrzymywanie wybranych detergentów 53