Os nosos principais produtos: silicona amino, silicona en bloque, silicona hidrófila, todas as súas emulsións de silicona, mellorador da solidez á fricción á humidade, repelente á auga (sen flúor, carbono 6, carbono 8), produtos químicos de lavado desmintizador (ABS, encimas, protector de spandex, removedor de manganeso). Principais países de exportación: India, Paquistán, Bangladesh, Turquía, Indonesia, Uzbekistán, etc.

 

O glutamato monosódico industrial, tamén coñecido como surfactantes, é un tipo de substancia que, cando se engade en pequenas cantidades, pode reducir considerablemente a tensión superficial do disolvente (xeralmente auga) e cambiar o estado interfacial do sistema; cando alcanza unha determinada concentración, forma micelas na solución. Polo tanto, produce efectos humectantes ou antihumectantes, emulsificación e desemulsificación, formación de escuma ou desespumante, solubilización, lavado e outros para cumprir os requisitos das aplicacións prácticas. O glutamato monosódico, como substancia umami, é omnipresente na nosa dieta e na vida diaria. Na produción industrial, os surfactantes son substancias similares ao glutamato monosódico, que non requiren unha gran cantidade e poden ter efectos milagrosos. Estas substancias coñécense comunmente como surfactantes.

 

Introdución aos surfactantes

 

Os surfactantes teñen unha estrutura molecular zwitteriónica: un extremo é un grupo hidrófilo, abreviado como grupo hidrófilo, tamén coñecido como grupo oleofóbico ou oleofóbico, que pode disolver surfactantes en auga como monómeros. Os grupos hidrófilos adoitan ser grupos polares, que poden ser grupos carboxilo (-COOH), grupos ácido sulfónico (-SO3H), grupos amino (-NH2) ou grupos amino e os seus sales. Os grupos hidroxilo (-OH), os grupos amida, os enlaces éter (-O-), etc. tamén poden ser grupos hidrófilos polares; o outro extremo é un grupo hidrófobo, abreviado como grupo oleofílico, tamén coñecido como grupo hidrófobo ou hidrofóbico. Os grupos hidrófobos adoitan ser cadeas de hidrocarburos non polares, como as cadeas alquilo hidrófobas R- (alquilo), Ar- (arilo), etc.
Os surfactantes divídense en surfactantes iónicos (incluíndo surfactantes catiónicos e aniónicos), surfactantes non iónicos, surfactantes anfotéricos, surfactantes compostos e outros surfactantes.

Nunha solución de surfactante, cando a súa concentración alcanza un certo valor, as moléculas de surfactante forman varias combinacións ordenadas chamadas micelas. A micelización ou formación de micelas é unha propiedade fundamental das solucións de surfactantes e algúns fenómenos interfaciais importantes están relacionados coa formación de micelas. A concentración á que os surfactantes forman micelas en solución chámase Concentración Micelar Crítica (CMC). As micelas non son formas esféricas fixas, senón formas extremadamente irregulares e que cambian dinamicamente. En determinadas condicións, os surfactantes tamén poden presentar un estado micelar inverso.

 

Os principais factores que afectan á concentración crítica de micelas

 

Estrutura dos surfactantes
Adición e tipos de aditivos
A influencia da temperatura

 

Interacción entre surfactantes e proteínas

 

As proteínas conteñen grupos non polares, polares e cargados, e moitas moléculas anfipáticas poden interactuar coas proteínas de diversas maneiras. Os surfactantes poden formar combinacións ordenadas molecularmente con diferentes estruturas en diferentes condicións, como micelas, micelas inversas, etc., e as súas interaccións coas proteínas tamén son diferentes. Existen principalmente interaccións electrostáticas e hidrofóbicas entre as proteínas e os surfactantes (PS), mentres que a interacción entre os surfactantes iónicos e as proteínas débese principalmente á interacción electrostática dos grupos polares e á interacción hidrofóbica das cadeas de carbono e hidróxeno hidrofóbicas, que se unen ás partes polar e hidrofóbica das proteínas, respectivamente, formando complexos de PS. Os surfactantes non iónicos interactúan principalmente coas proteínas a través de forzas hidrofóbicas, e a interacción entre as súas cadeas hidrofóbicas e os grupos hidrofóbicos das proteínas pode ter un certo impacto na estrutura e función dos surfactantes e as proteínas. Polo tanto, o tipo, a concentración e o ambiente do sistema dos surfactantes determinan se estabilizan ou desestabilizan as proteínas, se agregan ou se dispersan.

 

Valor HLB do surfactante

 

Para amosar unha actividade interfacial única, os surfactantes deben manter un certo equilibrio entre os grupos hidrófobos e hidrófilos. O HLB (equilibrio lipofílico hidrófilo) é o valor do equilibrio hidrófilo oleofílico dos surfactantes, que é un indicador das propiedades hidrófilas e hidrófobas dos surfactantes.

O valor HLB é un valor relativo (entre 0 e 40), como a cera de parafina cun valor HLB = 0 (sen grupo hidrófilo), o polioxietileno cun valor HLB de 20 e o SDS con forte hidrofilicidade cun valor HLB de 40. O valor HLB pódese usar como referencia para seleccionar surfactantes. Canto maior sexa o valor HLB, mellor será a hidrofilicidade do surfactante; canto menor sexa o valor HLB, peor será a hidrofilicidade do surfactante.
A función principal dos surfactantes

 

Efecto de emulsificación

Debido á alta tensión superficial do aceite na auga, cando se lle bota aceite á auga e se axita vigorosamente, o aceite tritúrase en perlas finas e mestúrase entre si para formar unha emulsión, pero a axitación detense e as capas volven a formarse en capas. Se se engade un surfactante e se axita vigorosamente, pero non é doado separalo durante moito tempo despois de parar, isto é emulsificación. A razón é que a hidrofobicidade do aceite está rodeada polos grupos hidrófilos do axente activo, formando unha atracción direccional e reducindo o traballo necesario para a dispersión do aceite na auga, o que resulta nunha boa emulsificación do aceite.

 

Efecto humectante

A miúdo hai unha capa de cera, graxa ou substancia similar á incrustación adherida á superficie das pezas, que son hidrofóbicas. Debido á contaminación destas substancias, a superficie das pezas non se humedece facilmente coa auga. Cando se engaden surfactantes á solución acuosa, as pingas de auga nas pezas dispérsanse facilmente, o que reduce en gran medida a tensión superficial das pezas e consegue o propósito de humedecer.

 

Efecto de solubilización

Despois de engadir surfactantes ás substancias oleosas, estas só poden "disolverse", pero esta disolución só pode ocorrer cando a concentración de surfactantes alcanza a concentración crítica de coloides, e a solubilidade está determinada polo obxecto e as propiedades solubilizantes. En termos do efecto de solubilización, as cadeas xénicas hidrofóbicas longas son máis fortes que as cadeas curtas, as cadeas saturadas son máis fortes que as cadeas insaturadas e o efecto de solubilización dos surfactantes non iónicos é xeralmente máis significativo.

 

Efecto de dispersión

As partículas sólidas como as partículas de po e sucidade tenden a acumularse e a sedimentarse facilmente na auga. As moléculas dos surfactantes poden dividir os agregados de partículas sólidas en pequenas partículas, o que lles permite dispersarse e suspenderse en solución, promovendo unha dispersión uniforme das partículas sólidas.

 

Acción de escuma

A formación de escuma débese principalmente á adsorción direccional do axente activo e á redución da tensión superficial entre as fases gasosa e líquida. En xeral, o axente activo de baixo peso molecular é doado de formar escuma, o axente activo de alto peso molecular ten menos escuma, o miristato amarelo ten unha maior propiedade de formación de escuma e o estearato de sodio ten a peor propiedade de formación de escuma. O axente activo aniónico ten unha mellor propiedade de formación de escuma e estabilidade da escuma que o axente activo non iónico, como o alquilbenceno sulfonato de sodio que ten unha forte propiedade de formación de escuma. Os estabilizadores de escuma máis empregados inclúen amida de alcohol alifático, a carboximetilcelulosa, etc. Os inhibidores de escuma inclúen ácidos graxos, ésteres de ácidos graxos, poliéteres, etc. e outros surfactantes non iónicos.

 

Clasificación dos surfactantes

 

Os surfactantes pódense dividir en surfactantes aniónicos, surfactantes non iónicos, surfactantes zwitteriónicos e surfactantes catiónicos segundo as súas características estruturais moleculares.

 

surfactante aniónico

Sulfonato
Entre os axentes activos comúns deste tipo inclúense o alquilbencenosulfonato lineal de sodio e o alfa-olefina sulfonato de sodio. O alquilbencenosulfonato lineal de sodio, tamén coñecido como LAS ou ABS, é un po ou sólido en escamas branco ou amarelo pálido con boa solubilidade en sistemas surfactantes complexos. É relativamente estable fronte aos álcalis, ácidos diluídos e auga dura. Úsase habitualmente en deterxente para lavalouzas e deterxente líquido para a roupa, pero xeralmente non se usa en champú e raramente se usa en xel de ducha. Nos deterxentes para lavalouzas, a súa dosificación pode representar aproximadamente a metade da cantidade total de surfactantes, e o rango de axuste real da súa proporción nos deterxentes líquidos para a roupa é relativamente amplo. Un sistema composto típico utilizado nos deterxentes para lavalouzas é o sistema ternario "LAS (alquilbencenosulfonato lineal de sodio) - AES (alcohol éter sulfato de sodio) - FFA (alcohol alquílico amida)". As vantaxes destacadas do alquilbencenosulfonato lineal de sodio son a boa estabilidade, o forte poder de limpeza, os danos ambientais mínimos e a capacidade de biodegradarse en substancias inofensivas a un prezo baixo. A principal desvantaxe é que é moi estimulante. O alfa-olefina sulfonato de sodio, tamén coñecido como AOS, é moi soluble en auga e ten boa estabilidade nunha ampla gama de valores de pH. Entre as variedades de sales de ácido sulfónico, o rendemento é mellor. As vantaxes máis destacadas son a boa estabilidade, a boa solubilidade en auga, a boa compatibilidade, a baixa irritación e a degradación microbiana ideal. É un dos principais surfactantes que se usan habitualmente en champús e xeles de ducha. A súa desvantaxe é que é relativamente caro.

 

Sulfato
Os axentes activos comúns deste tipo inclúen o éter sulfato de polioxietileno de alcohol graxo de sodio e o dodecilsulfato de sodio.

Éter sulfato de polioxietileno de alcohol graxo de sodio, tamén coñecido como AES ou éter sulfato de alcohol de sodio.

Fácil de disolver en auga, pódese usar en champú, xel de ducha, deterxente líquido para lavalouzas (deterxente para lavalouzas) e deterxente líquido para a roupa. A solubilidade en auga é mellor que a dodecilsulfato de sodio e pódese preparar en calquera proporción de solución acuosa transparente a temperatura ambiente. A aplicación de alquilbencenosulfonato de sodio en deterxentes líquidos é máis extensa e ten unha mellor compatibilidade que a do alquilbencenosulfonato de cadea lineal; pódese complexar con moitos surfactantes en formas binarias ou múltiples para formar solucións acuosas transparentes. As vantaxes destacadas son a baixa irritación, a boa solubilidade en auga, a boa compatibilidade e o bo rendemento na prevención da sequidade, gretas e aspereza da pel. A desvantaxe é que a estabilidade en medios ácidos é lixeiramente baixa e o poder de limpeza é inferior ao alquilbencenosulfonato lineal de sodio e ao dodecilsulfato de sodio.

O dodecilsulfato de sodio, tamén coñecido como AS, K12, cocoilsulfato de sodio e axente espumante de lauril sulfato de sodio, é insensible aos álcalis e á auga dura. A súa estabilidade en condicións ácidas é inferior á dos sulfatos xerais e próxima á do éter sulfato de polioxietileno de alcohol graxo. É facilmente degradable e ten un dano ambiental mínimo. Cando se usa en deterxentes líquidos, a acidez non debe ser demasiado alta; O uso de etanolamina ou sales de amonio en champús e xeles de baño non só pode aumentar a estabilidade ácida, senón que tamén axuda a reducir a irritación. Agás a súa boa capacidade de formación de escuma e o seu forte poder de limpeza, o seu rendemento noutros aspectos non é tan bo como o do éter sulfato de alcohol de sodio. O prezo dos surfactantes aniónicos comúns é xeralmente máis alto.

 

surfactante catiónico

En comparación con varios tipos de surfactantes, os surfactantes catiónicos teñen o efecto de axuste máis destacado e o efecto bactericida máis forte, aínda que teñen desvantaxes como un baixo poder de limpeza, unha escumabilidade deficiente, unha compatibilidade deficiente, unha alta irritabilidade e un prezo elevado. Os surfactantes catiónicos non son directamente compatibles cos surfactantes aniónicos e só se poden usar como axentes acondicionadores ou funxicidas. Os surfactantes catiónicos úsanse habitualmente como surfactantes auxiliares en deterxentes líquidos (como un compoñente acondicionador menor nas formulacións) para produtos de maior calidade, principalmente para champús. Como compoñente axente de axuste, non se pode substituír por outros tipos de surfactantes en champús deterxentes líquidos de alta gama.

Entre os tipos comúns de surfactantes catiónicos inclúense o cloruro de hexadeciltrimetilamonio (1631), o cloruro de octadeciltrimetilamonio (1831), a goma guar catiónica (C-14S), o pantenol catiónico, o aceite de silicona catiónico, o óxido de dodecildimetilamina (OB-2), etc.

 

surfactante zwitteriónico

Os surfactantes bipolares refírense a surfactantes que teñen grupos hidrófilos aniónicos e catiónicos. Polo tanto, estes surfactantes presentan propiedades catiónicas en solucións ácidas, propiedades aniónicas en solucións alcalinas e propiedades non iónicas en solucións neutras. Os surfactantes bipolares son facilmente solubles en auga, solucións concentradas de ácidos e álcalis e mesmo en solucións concentradas de sales inorgánicas. Teñen boa resistencia á auga dura, baixa irritación da pel, boa suavidade dos tecidos, boas propiedades antiestáticas, bo efecto bactericida e boa compatibilidade con varios surfactantes. Os tipos importantes de surfactantes anfotéricos inclúen a dodecildimetilbetaína e a imidazolina carboxilato.

 

surfactante non iónico

Os surfactantes non iónicos teñen boas propiedades como solubilización, lavado, antiestático, baixa irritación e dispersión de xabón de calcio; o rango de pH aplicable é máis amplo que o dos surfactantes iónicos xerais; agás as propiedades de ensuciamento e formación de escuma, outras propiedades adoitan ser superiores ás dos surfactantes aniónicos xerais. Engadir unha pequena cantidade de surfactante non iónico ao surfactante iónico pode aumentar a actividade superficial do sistema (en comparación co mesmo contido de substancia activa). As principais variedades inclúen amidas de alcohol alquílico (FFA), éteres de polioxietileno de alcohol graxo (AE) e éteres de polioxietileno de alquilfenol (APE ou OP).

As amidas de alcohol alquilo (FFA) son unha clase de surfactantes non iónicos con rendemento superior, amplas aplicacións e alta frecuencia de uso, que se usan habitualmente en varios deterxentes líquidos. Nos deterxentes líquidos, adoitan usarse en combinación con amidas, cunha proporción de "2:1" e "1,5:1" (amida de alcohol alquilo:amida). As amidas de alcohol alquilo pódense usar en deterxentes xeralmente lixeiramente ácidos e alcalinos, e son a variedade máis barata de surfactantes non iónicos.

 

Aplicación de surfactantes

Co desenvolvemento da ciencia e a tecnoloxía, especialmente o progreso da industria química e a penetración de disciplinas relacionadas, o papel e a aplicación dos surfactantes fixéronse cada vez máis xeneralizados e profundos. Desde a minería de minerais e o desenvolvemento de enerxía ata os efectos das células e os encimas, pódense atopar rastros de surfactantes. Hoxe en día, a aplicación de surfactantes non se limita aos axentes de limpeza de deterxentes, axentes de limpeza de pasta de dentes, emulsionantes cosméticos e outras industrias químicas cotiás, senón que se estendeu a outros campos de produción como a petroquímica, o desenvolvemento enerxético e a industria farmacéutica.

 

Extracción de petróleo
Na extracción de petróleo, o uso de solucións diluídas en auga de surfactantes ou solucións mesturadas concentradas de surfactantes con petróleo e auga pode aumentar a recuperación de petróleo bruto entre un 15 % e un 20 %. Debido á capacidade dos surfactantes para reducir a viscosidade da solución, utilízanse durante a perforación para diminuír a viscosidade do petróleo bruto e reducir ou previr accidentes de perforación. Tamén pode facer que os pozos antigos que xa non pulverizan petróleo volvan pulverizar.

Desenvolvemento enerxético
Os surfactantes tamén poden contribuír ao desenvolvemento enerxético. Na situación actual de aumento dos prezos mundiais do petróleo e de fontes de petróleo en depósitos compactos, o desenvolvemento de combustibles mesturados con carbón e petróleo ten unha profunda importancia. Engadir surfactantes ao proceso pode producir un novo tipo de combustible con alta fluidez, que pode substituír a gasolina como fonte de enerxía. Engadir emulsionantes á gasolina, ao diésel e ao petróleo pesado non só aforra fontes de petróleo, senón que tamén mellora a eficiencia térmica e reduce a contaminación ambiental. Polo tanto, os surfactantes teñen unha profunda importancia para o desenvolvemento enerxético.

industria téxtil
A aplicación de surfactantes na industria téxtil ten unha longa historia. As fibras sintéticas teñen inconvenientes como rugosidade, esponxosidade insuficiente, susceptibilidade á adsorción electrostática de po e mala absorción de humidade e tacto en comparación coas fibras naturais. Se se tratan con surfactantes especializados, estes defectos nas fibras sintéticas poden mellorar moito. Os surfactantes tamén se usan como suavizantes, axentes antiestáticos, axentes humectantes e penetrantes e emulsionantes na industria da impresión e tinguidura téxtil. A aplicación de surfactantes na industria da impresión e tinguidura téxtil é moi extensa.

Limpeza de metais
En canto á limpeza de metais, os solventes tradicionais inclúen solventes orgánicos como a gasolina, o queroseno e o tetracloruro de carbono. Segundo as estatísticas relevantes, a cantidade de gasolina utilizada para limpar pezas metálicas na China chega ás 500.000 toneladas ao ano. Os axentes de limpeza de metais a base de auga formulados con surfactantes poden aforrar enerxía. Segundo os cálculos, unha tonelada de axente de limpeza de metais pode substituír 20 toneladas de gasolina e unha tonelada de materia prima petrolífera pode usarse para producir 4 toneladas de axente de limpeza de metais, o que indica que os surfactantes teñen unha profunda importancia na conservación de enerxía. Os axentes de limpeza de metais con surfactantes externos tamén teñen as características de ser non tóxicos, non inflamables, non contaminantes para o medio ambiente e garantir a seguridade dos traballadores. Este tipo de axente de limpeza de metais utilizouse amplamente para limpar diferentes tipos de compoñentes metálicos, como motores aeroespaciais, aeronaves, rolamentos, etc.

industria alimentaria
Na industria alimentaria, os surfactantes son aditivos multifuncionais que se empregan na produción de alimentos. Os surfactantes alimentarios teñen excelentes efectos emulsionantes, humectantes, antiadherentes, conservantes e de floculación. Debido ao efecto aditivo especial, poden facer que os pasteis sexan crocantes, que os alimentos fagan escuma, que o pan sexa brando e que as materias primas, como a manteiga artificial, a maionesa e o xeado, sexan dispersas e emulsionadas uniformemente, o que ten efectos únicos na mellora do proceso de produción e da calidade interna dos produtos.

Os pesticidas agrícolas son líquidos en emulsión que, debido á tensión superficial do líquido, teñen a desvantaxe de ser difíciles de estender cando se pulverizan sobre as follas das plantas. Se se engade un surfactante á solución de pesticida, este pode reducir a tensión superficial do líquido, é dicir, a loción perde a súa actividade superficial e a loción pesticida estenderase facilmente sobre a superficie da folla, polo que o seu efecto insecticida será mellor.