از پیش از میلاد مسیح مردم بین النهرین، فلات ایران، فنیقی ها، یونانیان و رومی ها دریافتند که می توان از ترکیب پیه و چربی حیوانات با خاکستر چوب های مختلف، ماده ای را برای کمک به تمیزی بیشتر استفاده کنند. اساس کشفیات آن ها با چیزی که ما امروزه به عنوان صابون ها و مواد شوینده می شناسیم تقریباً مشترک است.
برای آن که آلودگی ها را از روی سطوح مختلف بزداییم، می بایست بتوانیم ضمن حل کردن آلودگی ها در مواد شوینده، از به هم پیوستن و رسوب گذاری (لخته شدن) دوباره آن ها جلوگیری نماییم. بر همین اساس فرمول مواد شوینده نقش کلیدی را در فرایند پاک سازی سطوح، ظروف و الیاف مختلف ایفا می کند.
برای این که صابون ها و مواد شوینده بتوانند به عنوان یک ماده فعال سطحی عملکرد خود را به بهترین شکل نشان دهند، باید ساختار شیمیایی خاصی داشته باشند که در ادامه ضمن آشنایی با این ساختار شیمیایی ویژه، مراحل ساخت برخی از این ترکیبات شوینده نیز خدمت شما ارائه می گردد.مواد شیمیایی در فرمول مواد شوینده مانند ادتا 2 سدیم ، ادتا 4 سدیم ، متیلن فسفونات اسیدی ، متیلن فسفونات قلیایی وجود دارد که در مقاله های دیگر بیشتر درباره ی شان صحبت کردیم.
بیشتر بخوانید : اتیلن دی آمین تترا استیک اسید(ادتا)-edta چیست؟
آشنایی با اصول اولیه فرمول مواد شوینده
مولکول های مواد پاک کننده می بایست حاوی یک بخش آب گریز (غیر محلول در آب) و همچنین یک بخش آبدوست (محلول در آب) باشند. بخش آب گریز این مولکول ها اغلب شامل مواردی مانند اسید چرب یا یک گروه کربن با زنجیره نسبتا طولانی یا الکل های چرب و یا آلکیل بنزن می شود. در بخش آبدوست نیز معمولاً شاهد حضور یک گروه سدیم اگزالات (-COONa) مثل سدیم استات یا یک گروه سولفو -OSO3Na) یا (-SO3Na مثل سولفات الکل چرب یا آلکیل بنزن سولفونات و یا یک گروه طولانی از زنجیره اکسید اتیلن (در شوینده های مصنوعی غیر یونی) هستیم.
در فرمول مواد شوینده همکاری این مولکول های هیدروفیلیک (آب دوست – آب گریز) سبب می شود تا ذرات لکه و آلودگی ها از روی سطوح و الیاف جدا شده و به صورت پراکنده در آب حاوی صابون یا ماده شوینده پراکنده شوند.
بیشتر بخوانید : خرید زایلین و نقد و بررسی این محلول سمی !
فرمول شیمیایی صابون
بر اساس تعریف پیشینیان صابون عبارت بود از چربی یا روغنی که با یک ماده قلیایی ترکیب می شد. آن ها روغن را از گیاهان یا پیه جانوران استخراج می کردند و با افزودن خاکستر به آن به عنوان ماده قلیایی صابون می ساختند. امروزه نیز ما با الگو برداری از همان اصول اولیه صابون های جامد را درست می کنیم. فرمول شیمیایی صابون های امروزی شامل نمک های سدیم و پتاسیم به همراه اسید های چرب با زنجیره بلند متشکل از 12 تا 18 اتم کربن هستند.
فرمول مواد شوینده صابونی جامد به صورت عمومی به شکل RCOO-Na+ نشان داده می شود که در این فرمول R نماد گروه آلکیل با زنجیره بلند متشکل از 12 تا 18 اتم کربن است. در این شوینده ها بخش آب گریز را اسید های چرب تشکیل می دهد. برخی از این اسید های چرب رایج برای صابون سازی عبارتند از:
- اسید استئاریک با فرمول شیمیایی C17H35COOH
- اسید پالمیتیک با فرمول شیمیایی
بخش آب دوست صابون های جامد نیز شامل انواع نمک های سدیمی مانند C17H35COO-Na+ و یا C15H31COO-Na+ می شود. البته در فرمول مواد شوینده صابونی مایع به جای نمک های سدیمی از نمک های پتاسیمی استفاده می شود.
مواد اولیه صابون سازی خانگی
صابون سازی خانگی برای بسیاری از افراد یک اقدام سرگرم کننده و وسوسه آمیز است. زیرا با انجام این کار می توانند علاوه بر رفع نیاز های خود نسبت به خرید صابون، از خلاقیت خود برای ساخت صابون با رنگ و اسانس دلخواه استفاده کنند. لوازم کار و مواد اولیه صابون سازی خانگی چندان پیچیده نیستند و با توجه به این که در دسترس همگان قرار دارند می توانید از آن ها برای تولید صابون جامد با برند اختصاصی خودتان استفاده کنید.
فرمول مواد شوینده صابونی جامد اغلب مشترک است اما می توانید از افزودنی های متفاوتی برای رنگ، اسانس و یا سایر خواص استفاده کنید. در ادامه برخی از ضروری ترین مواد مورد نیاز شما ذکر شده است.
- روغن نارگیل یا سایر انواع روغن های جامد بسته به نوع صابون مورد نظر
- روغن زیتون یا سایر انواع روغن های مایع بسته به نوع صابون مورد نظر
- آب مقطر
- جوهر لیمو (سود سوزآور) خالص
- اسانس در صورت تمایل
- رنگ ها (اختیاری)
- گیاهان یا گل های خشک شده (اختیاری)
مواد تشکیل دهنده مایع ظرفشویی
فرمول مواد شوینده مایع یا به اصطلاح دترجنت ها (Detergents) کاملاً مشابه یکدیگر هستند. صرف نظر از تفاوت های جزئی در محصولات مختلف و قابلیت تمیز کنندگی آن ها به طور معمول از مواد زیر برای تولید مایع ظرفشویی استفاده می شود.
| مواد تشکیل دهنده مایع ظرفشویی | درصد وزنی (%) |
| آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی (LABSA) | 17.5٪ |
| هیدروکسید سدیم | 3% |
| کوکوآمیدو پروپیل بتائین (CAPB) | 5% |
| دی اتانول آمید نارگیل (CDEA) | 2.5٪ |
| سدیم لوریل اتر سولفات (SLES) | 10% |
| سدیم لوریل سولفات (SLS) | 2% |
| پروپیلن گلیکول | 0.5٪ |
| گلیسیرین | 5% |
| رنگ | ~ |
| عطر | ~ |
| اب | تا 100% |
فرمول شیمیایی پودر لباسشویی
پودر لباسشویی با هدف اولیه پاک سازی الیاف پارچه ای از هر گونه آلودگی، لک و کثیفی تولید می شود. این محصول را با نام علمی کربنات سدیم می شناسند و فرمول شیمیایی آن معادل Na2CO3.10H2O است. برای رسیدن به این فرمول کافی است 10 مولکول آب به Na2CO3 اضافه کنیم. مواد اولیه رایج در فرمول مواد شوینده پودری را در ادامه ملاحظه می فرمایید.
| مواد تشکیل دهنده پودر لباسشویی | درصد وزنی (%) |
| خاکستر سودا | 67% |
| نمک جهانی | 2% |
| آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی (LABSA) | 18 درصد |
| تری پلی فسفات سدیم | 3% |
| سوپر فسفات تریپل | 2% |
| هیدروکسید سدیم | 2% |
| سدیم لوریل سولفات (SLS) | 1% |
| مواد نرم کننده پارچه | 0.5٪ |
| شفاف کننده های نوری | 1% |
| آنزیم | 0.5٪ |
| پودر NANSA | 2% |
| گرانول های رنگی | 1% |
| اسانس | ~ |
باید توجه داشت که موارد فوق جنبه عمومی داشته و افراد و برند های مختلف برخی از ترکیبات مجزا را نیز به فرمول مواد شوینده پودری اضافه می کنند. (مانند مواد آنتی باکتریال، سفید کننده های اکسیداز، تنظیم کننده کف، هیدروتروپ ها و غیره)
مواد شمیایی سفید کننده (وایتکس)
مواد شیمیایی سفید کننده یا شوینده های هیپوکلریت مراحل تولید چندان پیچیده ای ندارند؛ با این حال رعایت نکات مربوط به ایمنی در زمان تولید بسیار مهم است. فرایند تولید این شوینده ها اغلب با تولید گازهای سمی و خطرناک همراه است بنابراین می بایست با تجهیزات کامل نسبت به تولید مواد شمیایی سفید کننده (وایتکس) اقدام نمود.
| مواد تشکیل دهنده وایتکس | درصد وزنی (%) |
| هیدروکسید سدیم (50%) | 1.0% |
| متاسیلیکات سدیم، پنتا هیدرات | 0.5% |
| آمونیکس LO | 5.0% |
| هیپوکلریت سدیم (15%) | 14.0% |
| آب مقطر | 79.5% |
برای ساخت به فرمول مواد شوینده شیمیایی (وایتکس) می بایست هیدروکسید سدیم و متاسیلیکات را در آب حل نمود؛ سپس در حین هم زدن، بقیه مواد را به ترتیب نشان داده شده در بالا به آن اضافه کرد.
مواد شمیایی رسوب زداها
مواد شیمیایی رسوب زدا در دو دسته کلی رقیق و غلیظ جای می گیرند. این نوع شوینده ها شدیداً فعال هستند و قادرند انواع رسوب ها، آلودگی ها و لکه ها را در خود حل کنند. به همین دلیل اغلب آن ها در هنگام استفاده گاز های سمی تولید می کنند. فرمول مواد شوینده رسوب زدای رقیق شامل موارد زیر است.
| مواد تشکیل دهنده رسوب زدای رقیق | درصد وزنی (%) |
| اسید کلریدریک فعال HCl Conc.37٪ | 30% |
| آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی (LABSA-96%) | 10% |
| اسید سیتریک | 5% |
| رنگ | ~ |
| اب | 55% |
فرمولاسیون مواد شیمیایی رسوب زدای غلیظ (ژل رسوب زدا) علاوه بر ترکیبات معرفی شده در بالا، شامل اسید فسفریک و غلیظ کننده اسید نیز می شود. درصد وزنی فرمول مواد شوینده ژل رسوب زدا را در زیر ملاحظه می فرمایید.
| مواد تشکیل دهنده رسوب زدای غلیظ | درصد وزنی (%) |
| اسید کلریدریک فعال HCl Conc.37٪ | 20% |
| آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی (LABSA-96%) | 2% |
| اسید فسفریک | 5% |
| اسید سیتریک | 3% |
| غلیظ کننده اسید | 3% |
| رنگ | ~ |
| اب | 55% |
مواد شوینده چربی زدا
مواد شوینده چربی زدا به صورت اختصاصی برای رفع لکه های چربی طراحی شده اند. در ساختار شیمیایی این مواد شوینده از ترکیباتی مانند آنزیم ها برای متلاشی کردن ذرات چربی و افزایش قابلیت انحلال آن ها استفاده می شود. فرمول مواد شوینده چربی زدا بسیار گسترده است و در آن می توان از ترکیبات و آنزیم های متعددی استفاده کرد. در جدول زیر مواد تشکیل دهنده یک نمونه چربی زدا را مشاهده می فرمایید.
| مواد تشکیل دهنده شوینده های چربی گیر | درصد وزنی (%) |
| نئودول اتوکسیلات Neodol 1-5 | 6.0% |
| پنتا هیدرات (متاسیلیکات سدیم) | 3.0% |
| EDTA یا اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (نمک تترا سدیم) | 3.0% |
| هیدروتروپ (سدیم زایلن سولفونات 40%) | 10.0% |
| آب، رنگ و اسانس | تا 100.0% |
در ترکیب فوق می توان زایلن سولفونات سدیم 40% را با استر فسفات 17.6% جایگزین کرد. همچنین می توان در جزء نئودول اتوکسیلات ها به جای Neodol 1-5 از Neodol 91-6 یا Neodol 91-2.5 استفاده نمود. اما به طور کلی ترکیبات فوق از اجزای اصلی فرمول مواد شوینده چربی زدا به شمار می روند.
قویترین مواد شوینده – شوینده قوی چربی
این شوینده ها را در صنایع با عنوان HDD (Heavy Duty Degreaser) می شناسند. از ترکیب Burco TME و Burco FAE می توان برای تولید میکروامولسیون با قابلیت انحلال بسیار بالا برای امولسیفایر (انحلال چربی ها) الکل های معدنی، وارسول، نفت سفید و غیره استفاده نمود. نقطه قابل اشتراک تمامی این چربی زدا های قوی، افزایش سطح سورفوکتانت های آن ها است.
| مواد تشکیل دهنده رسوب زدای غلیظ | درصد وزنی (%) |
| d-Limonene | 16% |
| فتی آمین اتوکسیلات FAE (سورفکتانت مواد شوینده قوی) | 11% |
| تیواتر غیر یونی TME (سورفکتانت مواد شوینده قوی) | 11% |
| اب | 62% |
این فرمول را می توان تا دو برابر سطح فعالیتی که در بالا ذکر شد، متمرکز کرد اما همواره باید نسبت حلال و سورفکتانت ثابت بماند. در این صورت فرمولاسیون غلیظ تر و ویسکوزیته بالاتری را ایجاد خواهد کرد.
فرمول مواد شوینده قوی چربی
ترکیب ذکر شده در جدول فوق بیس و پایه فرمول مواد شوینده قوی چربی هستند اما علاوه بر این موارد می توان ترکیباتی مانند کلات ها، پلی اکریلیک اسید یا سایر حلال های پلیمری و حلال های محلول در آب را نیز برای افزایش قابلیت چربی زدایی یا بهبود عملکرد در آب سنگین به این فرمولاسیون اضافه کرد.
بازرگانی شیمی فرنو
منبع : science.jrank.org