فرمولاسیون مواد شوینده
فرمولاسیون مواد شوینده
• ساخت مواد شوینده، با فرمولاسیون و ترکیب درصد مشخصی از مواد شیمیایی و مخلوط کردن آنها هست تا یک پاک‌کننده قوی بسازند. در ادامه مواد تشکیل‌دهنده و نقش‌های آنها در ساخت یک شوینده مایع معمولی را بررسی می‌شود.
1. سورفکتانت‌ها (15-30%)
• سورفکتانت‌ها (مواد فعال سطحی) عوامل اصلی پاک‌کننده‌ی چربی‌های سطح هستند. آنها به آب کمک می‌کنند تا با کثیفی و چربی مخلوط شده و آنها را راحت‌تر بشوید. انواع مختلفی از سورفکتانت‌ها وجود دارد:
• سورفکتانت‌های آنیونی (10-20%): این مواد بار منفی دارند و در از بین بردن لکه‌های چرب و روغنی عالی هستند مانند سولفونات‌های آلکیل بنزن خطی (LAS) و اتوکسی سولفات‌های الکلی (AES). سورفکتانت‌های آنیونی به دلیل خواص کف‌زایی عالی خود شناخته شده‌اند و معمولاً در شوینده‌های لباسشویی و مایعات ظرفشویی استفاده می‌شوند.
• سورفکتانت‌های غیر یونی (5-10%): این سورفکتانت‌هابار ندارند و در از بین بردن کثیفی خوب هستند. برای مثالاتوکسیلات‌های الکلی و پلی‌گلوکوزیدهای آلکیلی در این دسته مواد هستند. آنها اغلب با سورفکتانت‌های آنیونی ترکیب می‌شوند تا عملکرد پاک‌کنندگی را افزایش و احتمال تحریک پوست را کاهش دهند.
2. ترکیبات سازنده اولیه (20-40%)
• سازنده‌ها قدرت پاک‌کنندگی سورفکتانت‌ها را با نرم کردن در آب و فراهم کردن محیط قلیایی افزایش می‌دهند. آنها همچنین به جلوگیری از چسبیدن کثیفی به سطوح کمک می‌کنند. سازنده‌های رایج شامل موارد زیر است:
• تری‌پلی‌فسفات سدیم (STPP) (10-20%): این یک سازنده قوی است که با کلسیم و منیزیم در آب سخت پیوند می‌خورد. STPP از تداخل این یون‌ها با عمل پاک‌کنندگی سورفکتانت‌ها جلوگیری می‌کند. همچنین به حفظ pH قلیایی کمک کرده تا حذف لکه‌های اسیدی را افزایش دهد.
• زئولیت‌ها (5-15%): این مواد معدنی آب را با تعویض یون‌های سدیم با یون‌های کلسیم و منیزیم نرم می‌کنند. زئولیت‌ها جایگزین‌های دوستدار محیط زیست برای فسفات‌ها هستند و در جلوگیری از تشکیل نمک‌های نامحلول که می‌توانند روی پارچه‌ها و سطوح رسوب کنند مؤثر هستند.
• کربنات سدیم (5-10%): همچنین به عنوان خاکستر سودا شناخته می‌شود، محیطی قلیایی فراهم کرده و به تجزیه اسیدهای چرب کمک می‌کند. کربنات سدیم قدرت پاک‌کنندگی سورفکتانت‌ها را با افزایش pH آب شستشو افزایش می‌دهد و آن را در از بین بردن لکه‌های چرب و روغنی مؤثرتر می‌کند.
3. پرکننده‌ها (10-20%)
• پرکننده‌ها (فیلرها) مواد شوینده را حجیم کرده و جریان پذیریآن را بهبود می‌بخشند. آنها قابلیت پاک کنندگی ندارند امااستفاده‌ی مواد شوینده را آسان‌تر می‌کنند. پرکننده هایرایج شامل موارد زیر است:
• سولفات سدیم (10-20%): به جریان پذیری بهتر پودرهای شوینده کمک می‌کند. سولفات سدیم از کلوخه شدن و چسبیدن به سطوح جلوگیری کرده و اطمینان می‌دهد که مواد شوینده آزادانه جریان پیدا کنند. همچنین به توزیع یکنواخت مواد فعال در سراسر مواد شوینده کمک می‌کند.
4. آنزیم‌ها (1-5%)
• آنزیم‌ها توانایی تجزیه و ازبین بردن لکه‌های خاصی را دارند. آنها در از بین بردن لکه‌های پروتئینی، نشاسته‌ای و چربی بسیار مؤثر هستند. آنزیم‌های رایج شامل موارد زیر است:
• پروتئازها (0.5-2%): این‌ها لکه‌های پروتئینی مانند خون و چمن را تجزیه می‌کنند. پروتئازها پیوندهای پپتیدی در پروتئین‌ها را هیدرولیز کرده و آنها را به قطعات کوچکتر و محلول در آب تبدیل می‌کنند تا به راحتی شسته شوند.
• آمیلازها (0.5-2%): این‌ها لکه‌های نشاسته‌ای مانند باقی‌مانده‌های غذا را تجزیه می‌کنند. آمیلازها هیدرولیز مولکول‌های نشاسته را به قندهای ساده‌تر کاتالیز می‌کنند و آنها را در طول فرآیند شستشو آسان‌تر برای از بین بردن می‌کنند.
• لیپازها (0.5-2%): این‌ها لکه‌های چربی مانند گریس و روغن را تجزیه می‌کنند. لیپازها تری‌گلیسیریدها را به گلیسرول و اسیدهای چرب آزاد هیدرولیز کرده که در آب محلول‌تر هستند و می‌توانند توسط سورفکتانت‌ها از بین بروند.
5. افزودنی‌های عملکردی (5-10%)
• این افزودنی‌ها مزایای اضافی مانند پایداری، عطر و رنگ را فراهم می‌کنند که شامل موارد زیر هستند:
• روشن‌کننده‌های نوری (0.1-0.5%): این مواد پارچه‌ها را با جذب نور UV و بازتاب آن باعث روشن‌تر دیده شدن سطح پارچه می‌شوند. روشن‌کننده‌های نوری ظاهر پارچه‌ها را با روشن‌تر کردن آنها بهبود می‌بخشند. آنها به ویژه برای حفظ روشنایی پارچه‌های سفید و رنگ روشن مفید هستند.
• عطرها (0.1-0.5%): عطرها (اسانس‌ها) به مواد شوینده و پارچه‌های تمیز شده بوی خوشایندی می‌دهند. عطرها به مواد شوینده اضافه می‌شوند تا بوی تازه و جذابی را فراهم کنند. آنها همچنین به پوشاندن هر بوی ناخوشایندی که ممکن است در آب شستشو یا روی پارچه‌ها وجود داشته باشد نیزکمک می‌کنند.
• رنگ‌ها (0.01-0.1%): این مواد به شوینده‌ها رنگ‌های دلخواهمی‌دهند. رنگ‌ها برای دادن ظاهر متمایز به مواد شوینده استفاده می‌شوند و آنها را برای مصرف‌کنندگان جذاب‌تر می‌کنند. آنها همچنین به ایجاد تمایز بین انواع مختلف مواد شوینده کمک می‌کنند.
6. پلیمرها و رزین‌ها (1-5%)
• پلیمرها و رزین‌ها عملکرد و پایداری مواد شوینده را بهبود می‌بخشند. آنها می‌توانند به عنوان عوامل دیسپرس کننده، عوامل ضد رسوب و عوامل جداسازی گرد و غبار عمل کنند. یکی از این پلیمرها رزین مالئیک اکریلیک است که یک کوپلیمر از انیدرید مالئیک و اسید اکریلیک است.
• رزین مالئیک اکریلیک (1-3%): این رزین به پراکندگی گرد و غبار و جلوگیری از چسبیدن آنها به پارچه‌ها کمک می‌کند. همچنین پایداری مواد شوینده را افزایش می‌دهد. رزین مالئیک اکریلیک یک فیلم محافظ روی پارچه‌ها تشکیل می‌دهد و چسبندگی گرد و غبار را کاهش می‌دهد و آنها را در شستشوهای بعدی آسان‌تر از بین می برد. همچنین پایداری مواد شوینده را با جلوگیری از جداسازی مواد تشکیل‌دهنده افزایش می‌دهد.
• اسید اکریلیک (0.5-2%): برای ساخت پلیمرها و کوپلیمرهای مختلف که عملکرد و پایداری مواد شوینده را بهبود می‌بخشند، استفاده می‌شود. یک بلوک ساختمانی برای پلیمرهایی است که مواد شوینده را بهبود می‌بخشند. اسید اکریلیک برای تشکیل پلی‌اکریلیک اسید پلیمریزه شده وبه عنوان یک عامل پراکنده‌کننده عمل می‌کند. آنها از تشکیل نمک‌های نامحلول که می‌توانند روی پارچه‌ها و سطوح رسوب کنند جلوگیری می‌کنند.
دستورالعمل یک نمونه شوینده مایع
در اینجا یک نمونه از چگونگی ترکیب این مواد در یک شوینده مایع آورده شده است:
• سورفکتانت‌های آنیونی (LAS, AES): 15%
• سورفکتانت‌های غیر یونی (اتوکسیلات‌های الکلی): 5%
• تری‌پلی‌فسفات سدیم (STPP): 15%
• زئولیت‌ها: 10%
• کربنات سدیم: 5%
• سولفات سدیم: 10%
• پروتئازها: 1%
• آمیلازها: 1%
• لیپازها: 1%
• روشن‌کننده‌های نوری: 0.2%
• عطرها: 0.3%
• رنگ‌ها: 0.05%
• رزین مالئیک اکریلیک: 2%
• اسید اکریلیک: 1%
• آب: تا 100%
جمع‌بندی
ساخت مواد شوینده همه چیز درباره یافتن تعادل مناسب مواد برای دستیابی به بهترین نتایج پاک‌کنندگی است. سورفکتانت‌ها، سازنده‌ها، پرکننده‌ها، آنزیم‌ها، افزودنی‌های عملکردی، پلیمرها و رزین‌ها همگی نقش‌های مهمی ایفا می‌کنند. با درک اینکه هر ماده چه کاری انجام می‌دهد و چقدر باید استفاده شود، می‌توانیم مواد شوینده‌ای بسازیم که به طور مؤثر پاک کنند و نیازهای مصرف‌کنندگان را برآورده کنند.
