سولفوسوکسینات ها به عنوان عوامل فعال سطح خالص
سولفوسوکسینات ها
یکی از اجزای اصلی اکثر پلیمریزاسیون‌های امولسیونی، عامل فعال‌سطح بوده و یکی از متداول‌ترین انواع این دسته از مواد، عوامل فعال‌سطح با ساختار سولفوسوکسیناتی است. در این مقاله، برخی از ویژگی‌های این‌گونه از مواد مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1) مقدمه
عوامل فعال‌سطح آنیونی از نوع سولفوسوکسیناتی از جمله عوامل فعال‌سطح خالص در مقایسه با تمامی عوامل فعال‌سطح آنیونی به‌شمار می‌روند. آن‌ها شبیه به‌آلکیل سولفونات‌ها هستند و در سال 1939 میلادی توسعه یافتند. این عوامل فعال‌سطح آنیونی برپایه‌ی انیدرید اسید مالئیک بدست‌آمده از روش پتروشیمیایی بوده و نمک‌های فلزی با سطح فعال (عموماً سدیم) مربوط به‌استر اسید سولفوسوکسینیک (خواه به‌صورت تک‌استر یا دو استر) هستند. دو گروه متفاوت محصول از لحاظ شیمیایی از طریق واکنش انیدرید اسید مالئیک با مولکول‌های حاوی گروه‌های هیدروکسیل و به‌دنبال آن سولفوناسیون ماده‌ی واسطه‌ی بدست‌آمده به‌عنوان یک استر قابل دستیابی است. نوع دو استری آن نیز عموماً از تعداد اندکی از الکل‌های شاخه‌ای و بدون شاخه بدست می‌آید.
دانشمندی به‌نام ماتسودا (M. Matsuda) و همکارانش فرآیند سنتز سولفوسوکسینات ها را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها عوامل فعال‌سطح حاوی دو زنجیره‌ی چربی‌دوست (مانند عوامل فعال‌سطح از نوع سولفوسوکسینات ها) را تهیه کردند.
عوامل فعال‌سطح سولفوسوکسیناتی به‌علت خواص فوق‌العاده‌ی آن‌ها (مانند کف‌کردن، ترکنندگی، قابلیت تعلیق و امولسیونسازی، حلالیت، فعالیت سطحی بالا، اثربخشی بالا در کاهش کشش سطحی، زیست‌تخریب‌پذیری یا تجزیه‌ی زیستی، خلوص بالا و غلظت بحرانی مایسلی پایین) مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته‌اند.
عوامل فعال‌سطح سولفوسوکسیناتی در هفت سال اخیر در محصول‌های پاک‌کننده‌ی شخصی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. امروزه این مواد نه‌تنها در انواع گوناگون فرمولاسیون‌های پاک‌کننده به‌کار می‌روند، بلکه کاربرد آن‌ها در نساجی، پلیمرها، رنگ‌ها و پوشش‌ها، چرم، چاپ و صنایع کشاورزی اثبات شده‌است. علت استفاده از سولفوسوکسینات ها برای این کارکردها، میزان خلوص، تنوع و قیمت پایین آن‌ها است. علاوه‌بر این، در بسیاری از نرم‌کننده‌ها و شامپوهای ضد شوره نیز کاربرد دارند.
2) شیمی سولفوسوکسینات ها
عوامل فعال‌سطح آنیونی از نوع سولفوسوکسیناتی نمک‌های سدیم مربوط به‌استرهای آلکیل اسید سولفوسوکسینیک اسید بوده که به‌آلکیل سولفونات‌ها شبیه هستند.
ساختار شیمیایی سولفوسوکسینات ها به‌صورت زیر است:
3) انواع سولفوسوکسینات ها
سولفوسوکسینات ها بر دو نوع هستند: دو استری و تک‌استری (که اغلب به‌عنوان نیم‌استری شناخته می‌شوند) و ساختار مولکولی آن‌ها به‌صورت زیر است:
نوع دو استری آن، کف‌کننده‌ی ضعیف، کاملاً تحریک‌کننده و دارای قابلیت انحلال پایین است. ازاین‌رو، در محصول‌های مربوط به‌مراقبت‌های شخصی به‌ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نوع دو استری در صنایع به‌عنوان عامل ترکننده و عامل دیسپرس‌کننده بهره گرفته می‌شود. از سویی دیگر، نوع تک‌استری دارای قابلیت کف‌کنندگی مناسب بوده و سازگار با پوست و چشم‌ها است. ازاین‌رو، برای کارکرد محصول‌های پاک‌کننده‌ی شخصی ایده‌آل خواهد بود.
سولفوسوکسینات های تک‌استری می‌توانند به‌دو قسمت تقسیم شوند: آمیدو الکل‌ها و الکل‌ها (شامل الکل اتوکسیله‌شده).
1-3) آمیدو الکل‌های تک‌استری
– سازگار با چشم و پوست
– مناسب برای استفاده در نرم‌کننده‌ها و غلظت‌دهنده‌ها
2-3) الکل‌های تک‌استری
– سازگار با پوست
– قابلیت کف‌کردن عالی
الکل‌های خطی چرب تک‌استری به‌صورت جزئی در آب حل شده و به‌سختی در آب پراکنده می‌شوند. این مواد که بر اساس اتوکسیلات‌های الکلی چرب هستند، حلالیت بهتری را نشان می‌دهند. دی‌آلکیل استرهای برپایه‌ی الکل‌هایی با تعداد کربن کم‌تر از 9 عدد (احتمالاً بین 5 تا 8 کربن) به‌خوبی آن‌هایی‌که برپایه‌ی اسیدهای چرب اتانول آمید هستند، محلول در آب هستند و بنابراین، عموماً بیش‌تر ترجیح داده می‌شوند. این تصور اشتباهی است که با وجود استفاده از زنجیره‌های شاخه‌دار، حلالیت کماکان افزایش می‌یابد.
نمک‌های با یون سدیم در تک‌استرها خواص دترجنتی و کف‌کنندگی خوبی را ارائه می‌دهند. سولفوسوکسینات ها به‌علت وجود پیوندهای موجود در آن، به‌هیدرولیز (به‌ویژه در شرایط اسیدی) حساس هستند.
مترجم: مهدیار یافتیان- سیماب رزین
بخوانید: پلیمریزاسیون میکروامولسیونی مونومرهای اکریلیکی در حضور رزین پلی استری
مرجع
Tyagi, V. K. (2006). Sulfosuccinates as mild surfactants. Journal of Oleo Science, 55(9), 429-439.
