Resumo: Discute as funções dos surfactantes, como umectação, dispersão, emulsificação, solubilização, formação de espuma, desespumação, lavagem e descontaminação, etc., introduzindo a classificação dos surfactantes, e introduzindo vários agentes de atividades de superfície comumente usados. E o papel em cosméticos, detergentes, remédios, alimentos. A tendência de desenvolvimento de surfactantes é descrita.

1. Classificação de surfactantes

Existem várias maneiras de classificar os surfactantes, que são classificados de acordo com a origem dos surfactantes. Os surfactantes são geralmente divididos em três categorias: surfactantes sintéticos, surfactantes naturais e surfactantes biológicos.

Os surfactantes podem ser divididos em quatro categorias: aniônicos, catiônicos, zwitteriônicos e não iônicos de acordo com o tipo de íons gerados pelo grupo hidrofílico. Os surfactantes comumente usados, cuja base hidrofóbica é um grupo de hidrocarbonetos, também podem conter elementos como oxigênio, nitrogênio, enxofre, cloro, bromo e iodo na molécula e são chamados de surfactantes de hidrocarbonetos ou surfactantes comuns. Os surfactantes contendo flúor, silício, fósforo e boro são chamados de surfactantes especiais. A introdução de flúor, silício, fósforo, boro e outros elementos proporcionam aos surfactantes um desempenho mais exclusivo e excelente. Os surfactantes contendo flúor são uma das variedades mais importantes de surfactantes especiais.

2. O papel principal dos surfactantes

(1) Emulsificação: Devido à alta tensão superficial do óleo na água, quando o óleo é gotejado na água, agite vigorosamente, o óleo é triturado em grânulos finos e misturado em uma emulsão, mas a agitação para e volta camadas. Se você adicionar um surfactante e mexer vigorosamente, não será fácil separá-lo por muito tempo depois de parar, o que é a emulsificação. A razão é que a hidrofobicidade do óleo é circundada pelo grupo hidrofílico do agente ativo, formando uma atração direcional, reduzindo o trabalho necessário para a dispersão do óleo em água e tornando o poço de óleo emulsificado. Para

(2) Efeito umectante: geralmente há uma camada de cera, graxa ou material escamoso presa à superfície da peça, que é hidrofóbica. Devido à poluição dessas substâncias, a superfície das peças não é facilmente umedecida pela água. Quando os surfactantes são adicionados à solução aquosa, as gotículas de água nas peças são facilmente dispersas, o que reduz muito a tensão superficial das peças e atinge o objetivo de umedecimento. Para

(3) Solubilização: substâncias oleosas podem ser “dissolvidas” após a adição de surfactantes, mas essa dissolução só pode ocorrer quando a concentração do surfactante atinge a concentração crítica do colóide. A solubilidade é baseada no objeto de solubilização e depende da natureza. Em termos de solubilização, a cadeia de hidrocarboneto do gene hidrofóbico longa é mais forte do que a cadeia de hidrocarboneto curta, a cadeia de hidrocarboneto saturada é mais forte do que a cadeia de hidrocarboneto insaturada e o efeito de solubilização de surfactantes não iônicos é geralmente mais significativo. Para

(4) Efeito de dispersão: partículas sólidas, como poeira e partículas de sujeira, são relativamente fáceis de agregar e de se assentar na água. As moléculas de surfactantes podem dividir os agregados de partículas sólidas em partículas finas, que são dispersas e suspensas na solução. Desempenhar um papel na promoção da dispersão uniforme de partículas sólidas. (5) Efeito de espuma: A formação de espuma é principalmente a adsorção direcional do agente ativo, que é causada pela diminuição da tensão superficial entre as fases gasosa e líquida. Geralmente, os agentes ativos de baixo peso molecular são fáceis de espumar, os agentes ativos de alto peso molecular têm menos espuma, o ácido mirístico amarelo tem as maiores propriedades de formação de espuma e o estearato de sódio tem as piores propriedades de formação de espuma. Os agentes ativos aniônicos têm melhores propriedades de formação de espuma e estabilidade de espuma do que os não iônicos. Por exemplo, o alquilbenzenossulfonato de sódio tem fortes propriedades de formação de espuma. Os estabilizadores de espuma comumente usados ​​incluem amidas de álcool graxo, carboximetilcelulose, etc., e os inibidores de espuma incluem ácidos graxos, ésteres de ácidos graxos, poliéteres, etc. e outros surfactantes não iônicos.

3 Aplicação de surfactante

A aplicação de surfactantes pode ser dividida em aplicações civis e industriais. De acordo com os dados, dois terços dos surfactantes civis são usados ​​em produtos de proteção pessoal; os detergentes sintéticos são um dos maiores mercados consumidores de surfactantes. Os produtos incluem sabão em pó, detergentes líquidos, detergentes para lava-louças e diversos produtos domésticos. Produtos de limpeza e de proteção individual como: shampoo, condicionador, creme para cabelo, gel para cabelo, loção, toner, limpador facial, etc. Tensoativos industriais são a soma dos tensoativos utilizados em diversos campos industriais que não os tensoativos civis. Seus campos de aplicação incluem indústria têxtil, indústria de metal, tintas, tintas, indústria de pigmentos, indústria de resina plástica, indústria de alimentos, indústria de papel, indústria de couro, exploração de petróleo, indústria de materiais de construção, indústria de mineração, indústria de energia, etc. Vários aspectos são descritos abaixo .

3.1.1 Surfactante em cosméticos

Os surfactantes são amplamente usados ​​em vários cosméticos como emulsificantes, penetrantes, detergentes, amaciantes, agentes umectantes, bactericidas, dispersantes, solubilizantes, agentes antiestáticos, tinturas de cabelo, etc. Os surfactantes não iônicos são mais comumente usados ​​em cosméticos porque não são irritantes e são facilmente compatível com outros componentes. Geralmente, eles são ésteres de ácidos graxos e poliéteres.

3.1.2 Os requisitos de cosméticos para surfactantes

A composição das formulações cosméticas é diversa e complexa. Além das matérias-primas de óleo e água, existem também vários surfactantes funcionais, conservantes, sabores e pigmentos, etc., que pertencem a um sistema de dispersão multifásico. Com cada vez mais formulações cosméticas e requisitos funcionais, a variedade de surfactantes usados ​​em cosméticos também está aumentando. Os surfactantes usados ​​em cosméticos não devem causar irritação na pele, nem efeitos colaterais tóxicos, e também atender aos requisitos de incolor, sem odor desagradável e alta estabilidade.

3.2 Aplicação de surfactantes em detergentes

Os surfactantes têm funções eficientes de limpeza e desinfecção e há muito se tornaram a parte mais importante dos produtos de limpeza. O surfactante é o principal componente do detergente. Ele interage com a sujeira e entre a sujeira e a superfície sólida (como umedecimento, permeação, emulsificação, solubilização, dispersão, formação de espuma, etc.) e aproveitando a agitação mecânica obtém o efeito de lavagem. Os mais amplamente utilizados e os mais utilizados são os tensoativos aniônicos e não iônicos. Os tensoativos catiônicos e anfotéricos são usados ​​apenas na produção de certos tipos e funções especiais de detergentes. As principais variedades são LAS (referindo-se a alquil benzeno sulfonato), AES (álcool graxo polioxietileno éter sulfato), MES (ácido α-sulfônico sal de ácido graxo), AOS (α-alquenil sulfonato), alquil polioxietileno éter, alquilfenol polioxietileno éter, graxo dietanolamina ácida, tipo de aminoácido, tipo de betaína, etc.

3.3 Aplicação de surfactantes na indústria de alimentos

3.3.1 Emulsificantes e espessantes de alimentos O papel mais importante dos surfactantes na indústria de alimentos é atuar como emulsificantes e espessantes. Os fosfolipídios são os emulsificantes e estabilizantes mais comumente usados. Além dos fosfolipídios, os emulsificantes comumente usados ​​são os glicerídeos de ácido graxo S, principalmente monoglicerídeo T, ésteres de sacarose de ácido graxo, ésteres de sorbitano de ácido graxo, ésteres de propilenoglicol de ácido graxo, fosfolipídios de soja, goma arábica, ácido algínico, caseinato de sódio, gelatina e gema de ovo etc. Os espessantes são divididos em duas categorias: naturais e sintetizados quimicamente. Os espessantes naturais incluem amido, goma arábica, goma guar, carragena, pectina, ágar e ácido algínico feito de plantas e algas marinhas. Existem também gelatina, caseína e caseinato de sódio feitos de animais e plantas que contêm proteínas. E goma xantana feita de microorganismos. Os espessantes sintéticos mais comumente usados ​​são carboximetilcelulose de sódio: @ :, alginato de propilenoglicol, ácido glicólico de celulose e poliacrilato de sódio, glicolato de amido de sódio, fosfato de amido de sódio, metil celulose e ácido poliacrílico de sódio, etc.

3.3.2 Conservantes de alimentos Os ésteres de ramnose têm certas propriedades antibacterianas, antivirais e antimicoplasma. Os ésteres de sacarose também têm um maior efeito inibitório sobre os microrganismos, especialmente as bactérias Gram-positivas formadoras de esporos.

3.3.3 Dispersantes alimentares, agentes espumantes, etc. Além de serem usados ​​como emulsificantes e espessantes na produção de alimentos, os surfactantes também podem ser usados ​​como dispersantes, agentes umectantes, agentes espumantes, antiespumantes, agentes de controle de cristalização, esterilizar e prolongar o período de preservação de alimentos . Por exemplo, adicionar 0,2-0,3% de fosfolipídios de soja durante a granulação do leite em pó integral pode melhorar sua hidrofilicidade e dispersibilidade, e pode ser dissolvido rapidamente sem aglomeração durante a preparação. Ao fazer bolos e sorvetes, a adição de ácido graxo glicerol e gordura de sacarose pode ter um efeito espumante, o que leva à produção de um grande número de bolhas. Na produção de leite condensado e produtos de soja, a adição de ácido graxo glicerol tem um efeito antiespumante.

3.3.4 Aplicação na extração e separação de pigmentos, componentes de fragrâncias, componentes biologicamente ativos e produtos fermentados

Nos últimos anos, os surfactantes também têm sido amplamente utilizados na extração e separação de ingredientes naturais em alimentos, como pigmentos, ingredientes de sabor, ingredientes biologicamente ativos e produtos fermentados.

3.4 Aplicação de surfactantes no campo da medicina

Os surfactantes têm as funções de umectação, emulsificação, solubilização, etc., por isso são amplamente utilizados como excipientes farmacêuticos, especialmente na tecnologia de microemulsão farmacêutica que vem sendo desenvolvida nos últimos anos. Na síntese de drogas, os surfactantes podem ser usados ​​como catalisadores de transferência de fase, que podem alterar o grau de solvatação dos íons, aumentando assim a reatividade dos íons, fazendo com que a reação prossiga em um sistema heterogêneo e melhorando muito a eficiência da reação. Os surfactantes são freqüentemente usados ​​como solubilizantes e sensibilizantes em análises, especialmente em espectroscopia de fluorescência farmacêutica. Em termos de desinfecção da pele, desinfecção de feridas ou membrana mucosa, desinfecção de instrumentos e desinfecção ambiental antes da cirurgia na indústria farmacêutica, os surfactantes podem interagir fortemente com proteínas do biofilme bacteriano para desnaturar ou perder sua função e são usados ​​como bactericidas e desinfetantes sendo amplamente utilizados.

4. A tendência de desenvolvimento de surfactantes

A direção do desenvolvimento dos surfactantes se manifestará nos seguintes aspectos:

4.1 Retorno à natureza;

4.2 Substituir produtos químicos prejudiciais;

4.3 Lavar e usar em temperatura ambiente;

4.4 Uso em água dura sem aditivos;

4.5 Proteção ambiental que pode tratar eficazmente o líquido residual, água residual, poeira, etc. Surfactantes;

4.6 Surfactantes que podem efetivamente melhorar a utilização de minerais, combustíveis e produção;

4.7 Tensoativos multifuncionais;

4.8 Tensoativos preparados a partir de resíduos industriais ou urbanos com base em bioengenharia;

4.9 Reutilizar Tensoativo de alta eficiência com efeito sinérgico produzido pela tecnologia de formulação.