تطبيق مجموعة المواد الخافضة للتوتر السطحي

إن مناقشة تطبيق مجموعة مواد خافضة للتوتر السطحي حديثة العهد - ليس كمركب فحسب، بل في خصائصها وتطبيقاتها الأكثر تطورًا - يجب أن تشمل الجوانب الاقتصادية، مثل موقعها المحتمل في سوق المواد الخافضة للتوتر السطحي. تُشكل المواد الخافضة للتوتر السطحي مجموعة واسعة من العوامل النشطة سطحيًا، ولكن مجموعة من حوالي عشرة أنواع فقط تُشكل سوق المواد الخافضة للتوتر السطحي. لا يُتوقع أن يكون للمركب استخدام مهم إلا إذا كان ينتمي إلى هذه المجموعة. لذلك، بالإضافة إلى كفاءته وأمانه البيئي، يجب أن يكون المنتج متاحًا بتكلفة معقولة، تُضاهي أو حتى تفوق تكلفة المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجودة في السوق.

قبل عام ١٩٩٥، كان الصابون العادي لا يزال أهم مادة خافضة للتوتر السطحي، وقد استُخدم لآلاف السنين. يليه سلفونات ألكيل بنزين وإيثرات بولي أوكسي إيثيلين ألكيل، وكلاهما يُستخدمان بقوة في جميع أنواع المنظفات، وهما المصدر الرئيسي للمواد الخافضة للتوتر السطحي. في حين يُعتبر سلفونات ألكيل بنزين "العنصر الأساسي" في منظفات الغسيل، تُعدّ كبريتات الكحول الدهنية وكبريتات الإيثر المواد الخافضة للتوتر السطحي السائدة في منتجات العناية الشخصية. وقد وُجد من خلال الدراسات التطبيقية أن بولي غلوكوزيدات ألكيل، من بين مواد أخرى، يمكن أن تلعب دورًا في كلا المجالين. ويمكن دمجها مع مواد خافضة للتوتر السطحي غير أيونية أخرى لتحقيق فائدة كبيرة في منظفات الغسيل عالية الأداء، ومع مواد خافضة للتوتر السطحي كبريتية في المنظفات خفيفة الأداء، وكذلك في تطبيقات العناية الشخصية. وبالتالي، فإن المواد الخافضة للتوتر السطحي التي يمكن استبدالها بالجلوكوزيدات الألكيلية تشمل مواد الخافضة للتوتر السطحي ألكيل بنزين سلفونات الخطية والكبريتات، بالإضافة إلى المواد المتخصصة الأعلى سعراً مثل البيتاين وأكاسيد الأمين.

يجب أن يُراعي تقدير إمكانية استبدال بولي جلوكوزيدات الألكيل تكاليف الإنتاج، التي تُعتبر من أعلى التكاليف مقارنةً بمواد الفاعل بالسطح الكبريتية. وبالتالي، ستُستخدم بولي جلوكوزيدات الألكيل على نطاق واسع، ليس فقط بسبب "الموجات الخضراء" والاهتمام البيئي، بل أيضًا بسبب تكاليف الإنتاج، وكما هو متوقع من خصائصها الفيزيائية والكيميائية، فإن أدائها المتميز في العديد من مجالات التطبيق.

تُعدّ بولي جلوكوزيدات الألكيل ذات أهمية حيثما تكون درجات الحرارة غير مرتفعة جدًا والوسط غير حامضي جدًا، لأنها أسيتالات من بنية سكرية تتحلل مائيًا إلى كحول دهني وجلوكوز. تتحقق ثباتية طويلة الأمد عند درجة حرارة 40 درجة مئوية ودرجة حموضة ≥ 4. عند درجة حموضة متعادلة، وفي ظروف التجفيف بالرش، لا تُتلف المنتج عند درجات حرارة تصل إلى 140 درجة مئوية.

تُعدّ بولي جلوكوزيدات الألكيل خيارًا مثاليًا للاستخدام في المجالات التي يُشترط فيها تحقيق أداء ممتاز كمواد فعالة سطحيًا وخصائص سمية بيئية إيجابية، مثل مستحضرات التجميل والمنتجات المنزلية. إلا أن انخفاض توتراتها السطحية، وقدرتها العالية على التشتيت، وسهولة التحكم في الرغوة، تجعلها خيارًا جذابًا للعديد من التطبيقات التقنية. لا تعتمد إمكانية استخدام مادة فعالة سطحيًا على خصائصها فحسب، بل تعتمد بشكل أكبر على أدائها عند دمجها مع مواد فعالة سطحية أخرى. ولأنها مواد فعالة سطحية أنيونية قليلاً، أو مواد فعالة سطحية بيتايينية، ومع مراعاة ظاهرة التعكر، فهي متوافقة أيضًا مع المواد الفعالة السطحية الكاتيونية.

في كثير من الحالاتألكيل بولي جلوكوزيداتتظهر تأثيرات تآزرية إيجابية عند استخدامها مع مواد فعالة سطحية أخرى، وينعكس التطبيق العملي لهذه التأثيرات في أكثر من 500 طلب براءة اختراع منذ عام 1981. وتغطي هذه المنتجات منظفات غسل الصحون؛ والمنظفات الخفيفة والثقيلة؛ والمنظفات متعددة الأغراض؛ والمنظفات القلوية؛ ومنتجات العناية الشخصية مثل الشامبو، وجل الاستحمام، والمستحضرات، والمستحلبات؛ والمستحلبات التقنية مثل معاجين الألوان؛ وتركيبات مثبطات الرغوة؛ ومزيلات المستحلبات؛ وعوامل وقاية النباتات؛ ومواد التشحيم؛ والسوائل الهيدروليكية؛ والمواد الكيميائية لإنتاج الزيوت، على سبيل المثال لا الحصر.