บทคัดย่อ: กล่าวถึงหน้าที่ของสารลดแรงตึงผิวเช่นการทำให้เปียกการกระจายตัวการทำให้เป็นอิมัลชันการทำให้ละลายการทำให้เกิดฟองการทำให้เป็นฟองการซักและการปนเปื้อนเป็นต้นแนะนำการจำแนกประเภทของสารลดแรงตึงผิวและการแนะนำตัวแทนกิจกรรมพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปหลายอย่าง และบทบาทในเครื่องสำอางผงซักฟอกยาอาหาร มีการอธิบายแนวโน้มการพัฒนาของสารลดแรงตึงผิว

1. การจำแนกประเภทของสารลดแรงตึงผิว

มีหลายวิธีในการแบ่งประเภทของสารลดแรงตึงผิวซึ่งจำแนกตามแหล่งที่มาของสารลดแรงตึงผิว โดยปกติสารลดแรงตึงผิวแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ สารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์สารลดแรงตึงผิวตามธรรมชาติและสารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพ

สารลดแรงตึงผิวสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ ประจุลบประจุบวก zwitterionic และ nonionic ตามชนิดของไอออนที่สร้างโดยกลุ่มที่ชอบน้ำ สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีฐานไม่ชอบน้ำเป็นกลุ่มไฮโดรคาร์บอนอาจมีองค์ประกอบเช่นออกซิเจนไนโตรเจนกำมะถันคลอรีนโบรมีนและไอโอดีนในโมเลกุลและเรียกว่าสารลดแรงตึงผิวไฮโดรคาร์บอนหรือสารลดแรงตึงผิวธรรมดา สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออรีนซิลิคอนฟอสฟอรัสและโบรอนเรียกว่าสารลดแรงตึงผิวพิเศษ การใช้ฟลูออรีนซิลิคอนฟอสฟอรัสโบรอนและองค์ประกอบอื่น ๆ ทำให้สารลดแรงตึงผิวมีลักษณะเฉพาะและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมมากขึ้น สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออรีนเป็นสารลดแรงตึงผิวชนิดพิเศษที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง

2. บทบาทหลักของสารลดแรงตึงผิว

(1) อิมัลซิฟิเคชั่น: เนื่องจากน้ำมันในน้ำมีความตึงผิวสูงเมื่อหยดน้ำมันลงในน้ำแล้วคนให้เข้ากันน้ำมันจะถูกบดเป็นเม็ดละเอียดและผสมเป็นอิมัลชัน แต่การกวนจะหยุดลงแล้ว ชั้น หากคุณเพิ่มสารลดแรงตึงผิวและคนอย่างแรงจะไม่ง่ายที่จะแยกออกจากกันเป็นเวลานานหลังจากหยุดซึ่งเป็นอิมัลซิฟิเคชัน เหตุผลก็คือความไม่ชอบน้ำของน้ำมันถูกล้อมรอบด้วยกลุ่มที่ชอบน้ำของสารออกฤทธิ์ทำให้เกิดแรงดึงดูดทิศทางลดงานที่ต้องใช้ในการกระจายตัวของน้ำมันในน้ำและทำให้น้ำมันเป็นอิมัลชันได้ดี ถึง

(2) ผลเปียก: มักจะมีชั้นของแว็กซ์จาระบีหรือวัสดุที่เป็นเกล็ดติดอยู่กับพื้นผิวของชิ้นส่วนซึ่งไม่ชอบน้ำ เนื่องจากมลภาวะของสารเหล่านี้พื้นผิวของชิ้นส่วนจึงไม่เปียกน้ำได้ง่าย เมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวลงในสารละลายที่เป็นน้ำหยดน้ำบนชิ้นส่วนจะกระจายตัวได้ง่ายซึ่งจะช่วยลดแรงตึงผิวของชิ้นส่วนได้อย่างมากและบรรลุวัตถุประสงค์ของการทำให้เปียก ถึง

(3) การละลาย: สารที่เป็นน้ำมันสามารถ“ ละลาย” ได้หลังจากเติมสารลดแรงตึงผิว แต่การละลายนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวถึงความเข้มข้นวิกฤตของคอลลอยด์ ความสามารถในการละลายขึ้นอยู่กับวัตถุในการละลายและขึ้นอยู่กับธรรมชาติ ในแง่ของการละลายสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนของยีนที่ไม่ชอบน้ำแบบยาวนั้นแข็งแรงกว่าโซ่ไฮโดรคาร์บอนแบบสั้นโซ่ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวจะแข็งแรงกว่าโซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวและโดยทั่วไปผลการละลายของสารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอออนจะมีความสำคัญมากกว่า ถึง

(4) ผลการกระจายตัว: อนุภาคที่เป็นของแข็งเช่นฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกจะรวมตัวกันได้ง่ายและง่ายต่อการตกตะกอนในน้ำ โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวสามารถแบ่งอนุภาคของแข็งออกเป็นอนุภาคละเอียดซึ่งจะกระจายตัวและแขวนลอยอยู่ในสารละลาย มีบทบาทในการส่งเสริมการกระจายตัวของอนุภาคของแข็งอย่างสม่ำเสมอ (5) เอฟเฟกต์โฟม: การก่อตัวของโฟมส่วนใหญ่เป็นการดูดซับทิศทางของสารออกฤทธิ์ซึ่งเกิดจากการลดลงของแรงตึงผิวระหว่างเฟสของก๊าซและของเหลว โดยทั่วไปสารออกฤทธิ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจะทำให้เกิดฟองได้ง่ายสารออกฤทธิ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะมีฟองน้อยกรดไมริสติกสีเหลืองมีคุณสมบัติในการเกิดฟองสูงสุดและโซเดียมสเตียเรตมีคุณสมบัติในการเกิดฟองที่เลวร้ายที่สุด สารแอนไอออนิกมีคุณสมบัติในการเกิดฟองและความคงตัวของโฟมได้ดีกว่าสารที่ไม่ใช่ไอออน ตัวอย่างเช่นโซเดียมอัลคิลเบนซีนซัลโฟเนตมีคุณสมบัติในการเกิดฟองที่รุนแรง สารปรับสภาพโฟมที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เอไมด์แอลกอฮอล์ไขมันคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ฯลฯ และสารยับยั้งโฟม ได้แก่ กรดไขมันเอสเทอร์กรดไขมันโพลีเอเธอร์ ฯลฯ และสารลดแรงตึงผิวอื่น ๆ ที่ไม่เป็นไอออน

3 การใช้สารลดแรงตึงผิว

การประยุกต์ใช้สารลดแรงตึงผิวสามารถแบ่งออกเป็นงานโยธาและงานอุตสาหกรรม จากข้อมูลพบว่าสองในสามของสารลดแรงตึงผิวพลเรือนถูกใช้ในผลิตภัณฑ์ป้องกันส่วนบุคคล ผงซักฟอกสังเคราะห์เป็นหนึ่งในตลาดผู้บริโภคที่ใหญ่ที่สุดสำหรับสารลดแรงตึงผิว ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยผงซักผ้าน้ำยาซักผ้าน้ำยาล้างจานและผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนต่างๆ ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและผลิตภัณฑ์ป้องกันส่วนบุคคลเช่นแชมพูครีมนวดผมเจลใส่ผมโลชั่นโทนเนอร์ครีมล้างหน้า ฯลฯ สารลดแรงตึงผิวอุตสาหกรรมเป็นผลรวมของสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆนอกเหนือจากสารลดแรงตึงผิวทางแพ่ง สาขาการประยุกต์ใช้ ได้แก่ อุตสาหกรรมสิ่งทออุตสาหกรรมโลหะสีสีอุตสาหกรรมเม็ดสีอุตสาหกรรมเม็ดพลาสติกอุตสาหกรรมอาหารอุตสาหกรรมกระดาษอุตสาหกรรมเครื่องหนังการสำรวจปิโตรเลียมอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้างอุตสาหกรรมเหมืองแร่อุตสาหกรรมพลังงาน ฯลฯ มีหลายด้านอธิบายไว้ด้านล่าง .

3.1.1 สารลดแรงตึงผิวในเครื่องสำอาง

สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอางต่างๆเช่นอิมัลซิไฟเออร์สารแทรกซึมผงซักฟอกน้ำยาปรับผ้านุ่มสารทำให้เปียกสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียสารช่วยกระจายตัวละลายสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์สีย้อมผม ฯลฯ สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิกมักใช้ในเครื่องสำอางเนื่องจากไม่ระคายเคืองและเป็น เข้ากันได้อย่างง่ายดายกับส่วนประกอบอื่น ๆ โดยทั่วไปคือเอสเทอร์ของกรดไขมันและโพลิเอเทอร์

3.1.2 ข้อกำหนดของเครื่องสำอางสำหรับสารลดแรงตึงผิว

ส่วนประกอบของตำรับเครื่องสำอางมีความหลากหลายและซับซ้อน นอกจากวัตถุดิบที่เป็นน้ำมันและน้ำแล้วยังมีสารลดแรงตึงผิวสารกันบูดรสชาติและเม็ดสี ฯลฯ ซึ่งอยู่ในระบบการกระจายหลายเฟส ด้วยสูตรเครื่องสำอางและความต้องการในการใช้งานที่มากขึ้นเรื่อย ๆ ความหลากหลายของสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในเครื่องสำอางก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน สารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในเครื่องสำอางไม่ควรระคายเคืองต่อผิวหนังไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษและยังเป็นไปตามข้อกำหนดเรื่องความไม่มีสีไม่มีกลิ่นไม่พึงประสงค์และมีความเสถียรสูง

3.2 การใช้สารลดแรงตึงผิวในผงซักฟอก

สารลดแรงตึงผิวมีหน้าที่ในการทำความสะอาดและฆ่าเชื้อโรคที่มีประสิทธิภาพและกลายเป็นส่วนสำคัญที่สุดในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดมายาวนาน สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบหลักของผงซักฟอก มันทำปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกและระหว่างสิ่งสกปรกและพื้นผิวที่เป็นของแข็ง (เช่นการเปียกการซึมผ่านการทำให้เป็นอิมัลชันการละลายการกระจายการเกิดฟอง ฯลฯ ) และการใช้ประโยชน์จากการกวนเชิงกลทำให้ได้รับผลการซัก สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและแพร่หลายมากที่สุดคือสารลดแรงตึงผิวที่เป็นประจุลบและไม่เป็นไอออน สารลดแรงตึงผิวประจุบวกและแอมโฟเทอริกใช้ในการผลิตผงซักฟอกประเภทพิเศษและฟังก์ชันบางประเภทเท่านั้น พันธุ์หลัก ได้แก่ LAS (หมายถึงอัลคิลเบนซีนซัลโฟเนต), AES (โพลีออกซิเอทิลีนอีเทอร์ซัลเฟต), MES (เกลือของกรดไขมันα-sulfonic acid), AOS (α-alkenyl sulfonate), Alkyl polyoxyethylene ether, alkylphenol polyoxyethylene ether, fatty กรดไดเอทาโนลามีนชนิดกรดอะมิโนชนิดเบทาอีนเป็นต้น

3.3 การใช้สารลดแรงตึงผิวในอุตสาหกรรมอาหาร

3.3.1 อิมัลซิไฟเออร์และสารทำให้ข้นอาหารบทบาทที่สำคัญที่สุดของสารลดแรงตึงผิวในอุตสาหกรรมอาหารคือการทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารทำให้ข้น ฟอสโฟลิปิดเป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารทำให้คงตัวที่นิยมใช้มากที่สุด นอกเหนือจากฟอสโฟลิปิดแล้วอิมัลซิไฟเออร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กลีเซอไรด์กรดไขมัน S ส่วนใหญ่เป็นโมโนกลีเซอไรด์ T กรดไขมันซูโครสเอสเทอร์กรดไขมันซอร์บิแทนเอสเทอร์กรดไขมันโพรพิลีนไกลคอลเอสเทอร์จากถั่วเหลืองฟอสโฟลิปิดกัมอาราบิกกรดอัลจินิกโซเดียมเคซีนเจลาตินและไข่แดง เป็นต้นสารเพิ่มความข้นแบ่งออกเป็นสองประเภท: จากธรรมชาติและสังเคราะห์ทางเคมี สารให้ความข้นตามธรรมชาติ ได้แก่ แป้ง, หมากฝรั่งอาราบิก, กัมกระทิง, คาราจีแนน, เพคติน, วุ้นและกรดอัลจินิกที่ทำจากพืชและสาหร่ายทะเล นอกจากนี้ยังมีเจลาตินเคซีนและโซเดียมเคซีนที่ทำจากสัตว์และพืชที่มีโปรตีน และแซนแทนกัมที่ทำจากจุลินทรีย์. สารให้ความข้นสังเคราะห์ที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส: @: โพรพิลีนไกลคอลอัลจิเนตกรดเซลลูโลสไกลโคลิกและโซเดียมโพลีอะคริเลตโซเดียมสตาร์ชไกลคอลโซเดียมสตาร์ชฟอสเฟตเมธิลเซลลูโลสและกรดโพลีอะคริลิกโซเดียมเป็นต้น

3.3.2 สารถนอมอาหาร Rhamnose esters มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียไวรัสและต้านเชื้อมัยโคพลาสม่า ซูโครสเอสเทอร์ยังมีฤทธิ์ยับยั้งจุลินทรีย์ได้ดีกว่าโดยเฉพาะแบคทีเรียแกรมบวกที่สร้างสปอร์

3.3.3 สารช่วยกระจายอาหารสารทำให้เกิดฟอง ฯลฯ นอกจากจะใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารเพิ่มความข้นในการผลิตอาหารแล้วสารลดแรงตึงผิวยังสามารถใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวสารทำให้เปียกสารทำให้เกิดฟองสารละลายความชื้นสารควบคุมการตกผลึกฆ่าเชื้อและยืดระยะเวลาการถนอมอาหาร . ตัวอย่างเช่นการเพิ่มฟอสโฟลิปิดจากถั่วเหลือง 0.2-0.3% เมื่อบดนมผงทั้งตัวสามารถปรับปรุงความสามารถในการกันน้ำและการกระจายตัวของมันและสามารถละลายได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องรวมตัวกันระหว่างการเตรียม เมื่อทำเค้กและไอศกรีมการเพิ่มกรดไขมันกลีเซอรอลและไขมันซูโครสอาจมีผลต่อการเกิดฟองซึ่งเอื้อต่อการผลิตฟองจำนวนมาก ในการผลิตนมข้นและผลิตภัณฑ์จากถั่วเหลืองการเพิ่มกรดไขมันกลีเซอรอลมีผลในการละลายน้ำแข็ง

3.3.4 การประยุกต์ใช้ในการสกัดและการแยกเม็ดสีส่วนประกอบของน้ำหอมส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพและผลิตภัณฑ์หมัก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสารลดแรงตึงผิวยังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสกัดและแยกส่วนผสมจากธรรมชาติในอาหารเช่นเม็ดสีส่วนผสมของรสชาติส่วนผสมที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพและผลิตภัณฑ์หมัก

3.4 การใช้สารลดแรงตึงผิวในด้านการแพทย์

สารลดแรงตึงผิวมีหน้าที่ในการทำให้เปียกการทำให้เป็นอิมัลชันการละลาย ฯลฯ ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารเพิ่มปริมาณยาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยี microemulsion ทางเภสัชกรรมที่ได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในการสังเคราะห์ยาสามารถใช้สารลดแรงตึงผิวเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสซึ่งสามารถเปลี่ยนระดับการละลายของไอออนได้ซึ่งจะช่วยเพิ่มปฏิกิริยาของไอออนทำให้ปฏิกิริยาดำเนินไปในระบบที่ต่างกันและปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาอย่างมาก สารลดแรงตึงผิวมักใช้เป็นตัวทำละลายและสารกระตุ้นความไวในการวิเคราะห์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสเปกโทรสโกปีการเรืองแสงทางเภสัชกรรม ในแง่ของการฆ่าเชื้อที่ผิวหนังการฆ่าเชื้อบาดแผลหรือเยื่อเมือกการฆ่าเชื้อด้วยเครื่องมือและการฆ่าเชื้อโรคในสิ่งแวดล้อมก่อนการผ่าตัดในอุตสาหกรรมยาสารลดแรงตึงผิวสามารถทำปฏิกิริยากับโปรตีนไบโอฟิล์มของแบคทีเรียอย่างรุนแรงเพื่อทำให้เสียสภาพหรือสูญเสียการทำงานและถูกใช้เป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียและสารฆ่าเชื้อที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

4. แนวโน้มการพัฒนาของสารลดแรงตึงผิว

ทิศทางการพัฒนาของสารลดแรงตึงผิวจะปรากฏในประเด็นต่อไปนี้:

4.1 กลับคืนสู่ธรรมชาติ

4.2 เปลี่ยนสารเคมีที่เป็นอันตราย

4.3 ล้างและใช้ที่อุณหภูมิห้อง

4.4 ใช้ในน้ำกระด้างโดยไม่มีสารเติมแต่ง

4.5 การปกป้องสิ่งแวดล้อมที่สามารถบำบัดของเสียน้ำเสียฝุ่นละออง ฯลฯ สารลดแรงตึงผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4.6 สารลดแรงตึงผิวที่สามารถปรับปรุงการใช้แร่ธาตุเชื้อเพลิงและการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4.7 สารลดแรงตึงผิวอเนกประสงค์

4.8 สารลดแรงตึงผิวที่เตรียมจากขยะอุตสาหกรรมหรือในเมืองโดยอาศัยวิศวกรรมชีวภาพ

4.9 ใช้ซ้ำสารลดแรงตึงผิวประสิทธิภาพสูงพร้อมฤทธิ์เสริมฤทธิ์ที่ผลิตโดยเทคโนโลยีการกำหนดสูตร