I. Làm thế nào để loại bỏ mỡ và dầu từ bát đĩa?
Rửa chén là quá trình loại bỏ mỡ và bụi bẩn khác từ bề mặt đồ dùng và thường đòi hỏi phải sử dụng chất tẩy rửa chén, trong đó chất hoạt tính bề mặt là một thành phần thiết yếu.Các phân tử hoạt chất bề mặt thường chứa một chuỗi hydrophobic dài và một nhóm hydrophilic. Chuỗi chống nước ở trạng thái không ổn định trong nước và có xu hướng di chuyển sang giao diện hai pha hoặc nhiều pha để giảm thiểu khu vực tiếp xúc với nước,dẫn đến căng thẳng giao diện thấp hơnKhi nồng độ chất hoạt bề mặt đủ lớn, các phân tử chất hoạt bề mặt tập trung trong nước,chuỗi nhựa cùng nhau để tạo thành một hợp chất, và các nhóm hydrophilic ra bên ngoài để tạo thành bề mặt của chất hợp chất. Các nhóm hydrophilic tạo thành bề mặt của chất hợp chất.Colloid có thể đóng gói dầu và làm cho độ hòa tan của dầu trong nước tăng đáng kể (iBằng cách áp dụng hành động cơ học, dầu có thể được loại bỏ khỏi bề mặt của đồ dùng.
Có nhiều chất hoạt tính bề mặt thường được sử dụng trong chất tẩy rửa chén, chẳng hạn như natri dodecylbenzene sulfonate (LAS) và polyoxyethylene ether sulfate (AES),nhưng chúng không thỏa mãn về mặt an toàn, tác dụng trên da, hiệu suất phân hủy sinh học vv. Ở đây chúng tôi giới thiệu một APG hoạt chất bề mặt xanh với hiệu suất lý tưởng hơn.
II. APG là gì?
APG viết tắt của AlkylPolyglucoside, thường là một hợp chất glycoside alkyl của monosaccharides và oligosaccharides.và nhóm hydrophilic là một monosaccharide hoặc oligosaccharide glycoside (mức độ phân phân thường là 1 ~ 3Vì phân tử đường có nhiều nhóm hydroxyl, ví dụ: glucose có 5 nhóm hydroxyl, sucrose, maltose có 8 nhóm hydroxyl,vì vậy cấu trúc của alkyl glycosides là cực kỳ phức tạp, có một loạt các isomer.
III. Hiệu suất chất tẩy rửa của APG
Không có nhóm ion hóa mạnh trong phân tử APG, thuộc về chất hoạt bề mặt phi ion, và hoạt tính bề mặt của nó là cao nhất, mạnh hơn các chất hoạt bề mặt phi ion thông thường (ví dụ:Polyoxyethylene ether rượu aliphatic), và nó vẫn có thể duy trì hoạt tính bề mặt cao trong dung dịch kiềm và chất điện giải tập trung (ví dụ như natri silicat, vv).Nồng độ thấp nhất mà ở đó một chất hoạt bề mặt có thể tạo thành micelles được gọi là nồng độ micelles quan trọng (cmc), là một thông số quan trọng để đo hoạt tính bề mặt của chất hoạt tính bề mặt. càng nhỏ cmc, hoạt tính bề mặt càng cao. càng nhỏ cmc, hoạt tính bề mặt càng cao.Khi nhóm alkyl là như nhau, các cmc của sodium dodecylbenzene sulfonate anionic thường được sử dụng và sodium dodecyl sulfate lần lượt là 1,2x10-3mol và 9,3x10-3molL,và cmc của nonion lauryl polyoxyethylene ether C12H250 ((OC2H4) 9H là 1.0x10-4mol, và các APG khác nhau có thể nhỏ đến 8,0x10-5mol-2,2x10-4mol / L. Nồng độ micelles thấp nhất được gọi là nồng độ micellar quan trọng (cmc),và nó là một thông số rất quan trọng để đo hoạt tính bề mặt của chất hoạt tính bề mặt. 4mol/l.
APG cũng có những lợi thế khác, bao gồm bọt phong phú, khả năng tạo bọt và chất hoạt bề mặt anionic gần như giống nhau; và các chất hoạt bề mặt khác có tác dụng phối hợp,có thể cải thiện hoạt tính bề mặt và giảm lượng chất hoạt bề mặt gây kích thíchBởi vì nó không độc hại, dễ phân hủy, và 100% được sản xuất bằng nguyên liệu tự nhiên tái tạo, nó có những lợi thế độc đáo về tiêu thụ năng lượng,sinh lý học, tương thích với môi trường, v.v. và do đó được gọi là chất hoạt động bề mặt xanh.khả năng khử nhiễm trùng giảm.
IV. Tổng hợp APG
APG thường được chuẩn bị bằng cách ngưng tụ tinh bột tự nhiên và các sản phẩm thủy phân của nó với rượu béo.Các sản phẩm thủy phân tinh bột có thể là glucose hoặc oligosaccharides như disaccharides và trisaccharidesCó nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau, nhưng hiện tại, phương pháp chính là phương pháp tổng hợp hóa học.
Hai trong số các phương pháp tổng hợp công nghiệp được thiết lập nhất được mô tả ở đây.sử dụng phản ứng trực tiếp của C8 và C16 rượu béo với các sản phẩm thủy phân tinh bột để tạo ra alkylglycosides, thường đòi hỏi nhiệt và chất xúc tác. Các chất xúc tác thường được sử dụng là axit lưu huỳnh, axit p-toluenesulphonic, và axit có tính chất nhũ hóa (ví dụ, axit dodecylbenzenesulphonic) cũng được sử dụng,gây ra sự ổn định của nguyên liệu, nhỏ giọt giúp trong phản ứng glycosidisation.
Sau khi hoàn thành phản ứng, rượu béo được loại bỏ, và sau đó sau khi trung hòa và tẩy trắng, sản phẩm APG được lấy. Phương pháp này tương đối đơn giản,nhưng do khả năng hòa tan kém của các loại rượu cao carbon và đường, thời gian phản ứng là dài, và các điều kiện phản ứng cần phải được kiểm soát cẩn thận, nếu không rất dễ hình thành các khối cốc tích tụ.Các nước ngoài chủ yếu sử dụng phương pháp này để tổng hợp alkyl glycosides.
Một phương pháp tổng hợp khác thường được gọi là phương pháp hai bước.đầu tiên để các loại rượu béo carbon thấp (thường là butanol) và tinh bột (hoặc các sản phẩm thủy phân của nó) để tạo ra một chuỗi carbon thấp của alkyl glycosides, và sau đó các chất béo có chuỗi cacbon cao thay vì glycosides trong chuỗi cacbon thấp, để có được một chuỗi cacbon cao của alkyl glycosides.
Hiện nay, sản xuất trong nước chính với phương pháp này, điều kiện thường được sử dụng là: bước đầu tiên của phản ứng trong 2 giờ, ở 100 ~ 120 ° C,dưới chân không càng sớm càng tốt để loại bỏ n-butanolSau 40 phút phản ứng, sản phẩm được trung hòa với Na2CO3 và dodecanol được loại bỏ ở 165 °C và 0,27 kPa.Phương pháp hai bước được đặc trưng bởi thời gian phản ứng ngắn, hoạt động đơn giản, và giải pháp tốt cho vấn đề tương thích rượu và đường, nhưng sản xuất quy mô lớn cần tăng sự tách biệt các quy trình và thiết bị rượu carbon thấp,và độ tinh khiết của sản phẩm không tốt như phương pháp một bướcNgoài phương pháp hóa học, APG cũng có thể được tổng hợp bằng phương pháp enzyme, có những lợi thế về tính chọn lọc tốt, điều kiện nhẹ, quy trình đơn giản, độ tinh khiết cao của sản phẩm, v.v.,tốc độ chuyển đổi thấp, tốc độ phản ứng chậm, và rất phức tạp để thiết lập một hệ thống enzyme phù hợp, vì vậy nó vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
V. Công thức của chất tẩy rửa chén với APG
Thông thường, các chất tẩy rửa chén được xây dựng bằng APG cũng chứa các chất hoạt chất bề mặt khác, do đó các chất tẩy rửa được xây dựng giàu bọt, chống nước cứng tốt,dễ rửa và nhẹ nhàng khi chạmCần lưu ý rằng không có mối quan hệ trực tiếp giữa hiệu suất bọt và chất tẩy rửa,nhưng hiện tượng bọt giảm dần trong quá trình giặt có thể chỉ ra sự giảm các thành phần hoạt chất của dung dịch giặt và giảm khả năng làm sạchDo giá APG tương đối cao, lượng APG được sử dụng trong các công thức chung là thấp (thường trong khoảng 1% đến 15%) để giảm chi phí.NaCl thường được sử dụng như một chất làm dày trong sản xuất thương mại để giảm chi phí và tăng độ nhớt.
Sau đây là một sơ đồ thử nghiệm để chuẩn bị công thức đơn giản: cân 0,70g APG (50%) và 1,20g AES (70%), thêm nước tương ứng 10g,và làm nóng nhẹ bằng một bồn tắm nước (hoặc áo khoác sưởi ấm) để hòa tan nóTrộn hai dung dịch, thêm dung dịch bão hòa NaC1 3,5m, nhẹ nhàng khuấy đồng đều, sản phẩm được lấy.và hiệu ứng rửa trong nước cứng vẫn rất tốt sau khi nó được pha loãng 5 lần.
Trong thí nghiệm, cần phải chú ý đến các vấn đề sau: (1) AES có tính axit yếu, gây kích ứng cho da,và tiếp xúc trực tiếp với da nên tránh càng nhiều càng tốt. (2) Khi chuẩn bị chất tẩy rửa, APG và AES nên được hòa tan riêng biệt trước khi trộn, nếu không sự hòa tan sẽ khó khăn hơn. (3) APG khó hòa tan trong nước,nhưng xoay mạnh sẽ tạo ra rất nhiều bọt, và hiệu ứng hòa tan không rõ ràng. do đó, nó không nên được khuấy động dữ dội khi hòa tan, và có thể được làm nóng nhẹ để thúc đẩy hòa tan.(4) NaCl nên được thêm dưới dạng dung dịch bão hòa, trực tiếp thêm vào chất rắn sẽ gây ra sự hòa tan của khó.Lượng NaCl không nên quá lớn, nếu không nó sẽ mất hiệu ứng dày, thay vì làm cho các chất tẩy rửa mỏng hơn.(5) Hầu hết các vật liệu thử nghiệm là vật liệu hữu cơ dễ cháy, do đó toàn bộ quá trình không thể có ngọn lửa mở.
Để đáp ứng các nhu cầu khác nhau, có thể được thêm vào chất làm ẩm chất tẩy rửa (thường là một chút glycerin) để tránh làm khô da sau khi rửa, có thể được thêm vào gia vị (gia vị chanh 0.02g) để cải thiện mùi, nhưng cũng phải thêm một lượng bảo quản thích hợp (sodium dehydroacetate 0,01g) để kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm.
I. Làm thế nào để loại bỏ mỡ và dầu từ bát đĩa?
Rửa chén là quá trình loại bỏ mỡ và bụi bẩn khác từ bề mặt đồ dùng và thường đòi hỏi phải sử dụng chất tẩy rửa chén, trong đó chất hoạt tính bề mặt là một thành phần thiết yếu.Các phân tử hoạt chất bề mặt thường chứa một chuỗi hydrophobic dài và một nhóm hydrophilic. Chuỗi chống nước ở trạng thái không ổn định trong nước và có xu hướng di chuyển sang giao diện hai pha hoặc nhiều pha để giảm thiểu khu vực tiếp xúc với nước,dẫn đến căng thẳng giao diện thấp hơnKhi nồng độ chất hoạt bề mặt đủ lớn, các phân tử chất hoạt bề mặt tập trung trong nước,chuỗi nhựa cùng nhau để tạo thành một hợp chất, và các nhóm hydrophilic ra bên ngoài để tạo thành bề mặt của chất hợp chất. Các nhóm hydrophilic tạo thành bề mặt của chất hợp chất.Colloid có thể đóng gói dầu và làm cho độ hòa tan của dầu trong nước tăng đáng kể (iBằng cách áp dụng hành động cơ học, dầu có thể được loại bỏ khỏi bề mặt của đồ dùng.
Có nhiều chất hoạt tính bề mặt thường được sử dụng trong chất tẩy rửa chén, chẳng hạn như natri dodecylbenzene sulfonate (LAS) và polyoxyethylene ether sulfate (AES),nhưng chúng không thỏa mãn về mặt an toàn, tác dụng trên da, hiệu suất phân hủy sinh học vv. Ở đây chúng tôi giới thiệu một APG hoạt chất bề mặt xanh với hiệu suất lý tưởng hơn.
II. APG là gì?
APG viết tắt của AlkylPolyglucoside, thường là một hợp chất glycoside alkyl của monosaccharides và oligosaccharides.và nhóm hydrophilic là một monosaccharide hoặc oligosaccharide glycoside (mức độ phân phân thường là 1 ~ 3Vì phân tử đường có nhiều nhóm hydroxyl, ví dụ: glucose có 5 nhóm hydroxyl, sucrose, maltose có 8 nhóm hydroxyl,vì vậy cấu trúc của alkyl glycosides là cực kỳ phức tạp, có một loạt các isomer.
III. Hiệu suất chất tẩy rửa của APG
Không có nhóm ion hóa mạnh trong phân tử APG, thuộc về chất hoạt bề mặt phi ion, và hoạt tính bề mặt của nó là cao nhất, mạnh hơn các chất hoạt bề mặt phi ion thông thường (ví dụ:Polyoxyethylene ether rượu aliphatic), và nó vẫn có thể duy trì hoạt tính bề mặt cao trong dung dịch kiềm và chất điện giải tập trung (ví dụ như natri silicat, vv).Nồng độ thấp nhất mà ở đó một chất hoạt bề mặt có thể tạo thành micelles được gọi là nồng độ micelles quan trọng (cmc), là một thông số quan trọng để đo hoạt tính bề mặt của chất hoạt tính bề mặt. càng nhỏ cmc, hoạt tính bề mặt càng cao. càng nhỏ cmc, hoạt tính bề mặt càng cao.Khi nhóm alkyl là như nhau, các cmc của sodium dodecylbenzene sulfonate anionic thường được sử dụng và sodium dodecyl sulfate lần lượt là 1,2x10-3mol và 9,3x10-3molL,và cmc của nonion lauryl polyoxyethylene ether C12H250 ((OC2H4) 9H là 1.0x10-4mol, và các APG khác nhau có thể nhỏ đến 8,0x10-5mol-2,2x10-4mol / L. Nồng độ micelles thấp nhất được gọi là nồng độ micellar quan trọng (cmc),và nó là một thông số rất quan trọng để đo hoạt tính bề mặt của chất hoạt tính bề mặt. 4mol/l.
APG cũng có những lợi thế khác, bao gồm bọt phong phú, khả năng tạo bọt và chất hoạt bề mặt anionic gần như giống nhau; và các chất hoạt bề mặt khác có tác dụng phối hợp,có thể cải thiện hoạt tính bề mặt và giảm lượng chất hoạt bề mặt gây kích thíchBởi vì nó không độc hại, dễ phân hủy, và 100% được sản xuất bằng nguyên liệu tự nhiên tái tạo, nó có những lợi thế độc đáo về tiêu thụ năng lượng,sinh lý học, tương thích với môi trường, v.v. và do đó được gọi là chất hoạt động bề mặt xanh.khả năng khử nhiễm trùng giảm.
IV. Tổng hợp APG
APG thường được chuẩn bị bằng cách ngưng tụ tinh bột tự nhiên và các sản phẩm thủy phân của nó với rượu béo.Các sản phẩm thủy phân tinh bột có thể là glucose hoặc oligosaccharides như disaccharides và trisaccharidesCó nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau, nhưng hiện tại, phương pháp chính là phương pháp tổng hợp hóa học.
Hai trong số các phương pháp tổng hợp công nghiệp được thiết lập nhất được mô tả ở đây.sử dụng phản ứng trực tiếp của C8 và C16 rượu béo với các sản phẩm thủy phân tinh bột để tạo ra alkylglycosides, thường đòi hỏi nhiệt và chất xúc tác. Các chất xúc tác thường được sử dụng là axit lưu huỳnh, axit p-toluenesulphonic, và axit có tính chất nhũ hóa (ví dụ, axit dodecylbenzenesulphonic) cũng được sử dụng,gây ra sự ổn định của nguyên liệu, nhỏ giọt giúp trong phản ứng glycosidisation.
Sau khi hoàn thành phản ứng, rượu béo được loại bỏ, và sau đó sau khi trung hòa và tẩy trắng, sản phẩm APG được lấy. Phương pháp này tương đối đơn giản,nhưng do khả năng hòa tan kém của các loại rượu cao carbon và đường, thời gian phản ứng là dài, và các điều kiện phản ứng cần phải được kiểm soát cẩn thận, nếu không rất dễ hình thành các khối cốc tích tụ.Các nước ngoài chủ yếu sử dụng phương pháp này để tổng hợp alkyl glycosides.
Một phương pháp tổng hợp khác thường được gọi là phương pháp hai bước.đầu tiên để các loại rượu béo carbon thấp (thường là butanol) và tinh bột (hoặc các sản phẩm thủy phân của nó) để tạo ra một chuỗi carbon thấp của alkyl glycosides, và sau đó các chất béo có chuỗi cacbon cao thay vì glycosides trong chuỗi cacbon thấp, để có được một chuỗi cacbon cao của alkyl glycosides.
Hiện nay, sản xuất trong nước chính với phương pháp này, điều kiện thường được sử dụng là: bước đầu tiên của phản ứng trong 2 giờ, ở 100 ~ 120 ° C,dưới chân không càng sớm càng tốt để loại bỏ n-butanolSau 40 phút phản ứng, sản phẩm được trung hòa với Na2CO3 và dodecanol được loại bỏ ở 165 °C và 0,27 kPa.Phương pháp hai bước được đặc trưng bởi thời gian phản ứng ngắn, hoạt động đơn giản, và giải pháp tốt cho vấn đề tương thích rượu và đường, nhưng sản xuất quy mô lớn cần tăng sự tách biệt các quy trình và thiết bị rượu carbon thấp,và độ tinh khiết của sản phẩm không tốt như phương pháp một bướcNgoài phương pháp hóa học, APG cũng có thể được tổng hợp bằng phương pháp enzyme, có những lợi thế về tính chọn lọc tốt, điều kiện nhẹ, quy trình đơn giản, độ tinh khiết cao của sản phẩm, v.v.,tốc độ chuyển đổi thấp, tốc độ phản ứng chậm, và rất phức tạp để thiết lập một hệ thống enzyme phù hợp, vì vậy nó vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
V. Công thức của chất tẩy rửa chén với APG
Thông thường, các chất tẩy rửa chén được xây dựng bằng APG cũng chứa các chất hoạt chất bề mặt khác, do đó các chất tẩy rửa được xây dựng giàu bọt, chống nước cứng tốt,dễ rửa và nhẹ nhàng khi chạmCần lưu ý rằng không có mối quan hệ trực tiếp giữa hiệu suất bọt và chất tẩy rửa,nhưng hiện tượng bọt giảm dần trong quá trình giặt có thể chỉ ra sự giảm các thành phần hoạt chất của dung dịch giặt và giảm khả năng làm sạchDo giá APG tương đối cao, lượng APG được sử dụng trong các công thức chung là thấp (thường trong khoảng 1% đến 15%) để giảm chi phí.NaCl thường được sử dụng như một chất làm dày trong sản xuất thương mại để giảm chi phí và tăng độ nhớt.
Sau đây là một sơ đồ thử nghiệm để chuẩn bị công thức đơn giản: cân 0,70g APG (50%) và 1,20g AES (70%), thêm nước tương ứng 10g,và làm nóng nhẹ bằng một bồn tắm nước (hoặc áo khoác sưởi ấm) để hòa tan nóTrộn hai dung dịch, thêm dung dịch bão hòa NaC1 3,5m, nhẹ nhàng khuấy đồng đều, sản phẩm được lấy.và hiệu ứng rửa trong nước cứng vẫn rất tốt sau khi nó được pha loãng 5 lần.
Trong thí nghiệm, cần phải chú ý đến các vấn đề sau: (1) AES có tính axit yếu, gây kích ứng cho da,và tiếp xúc trực tiếp với da nên tránh càng nhiều càng tốt. (2) Khi chuẩn bị chất tẩy rửa, APG và AES nên được hòa tan riêng biệt trước khi trộn, nếu không sự hòa tan sẽ khó khăn hơn. (3) APG khó hòa tan trong nước,nhưng xoay mạnh sẽ tạo ra rất nhiều bọt, và hiệu ứng hòa tan không rõ ràng. do đó, nó không nên được khuấy động dữ dội khi hòa tan, và có thể được làm nóng nhẹ để thúc đẩy hòa tan.(4) NaCl nên được thêm dưới dạng dung dịch bão hòa, trực tiếp thêm vào chất rắn sẽ gây ra sự hòa tan của khó.Lượng NaCl không nên quá lớn, nếu không nó sẽ mất hiệu ứng dày, thay vì làm cho các chất tẩy rửa mỏng hơn.(5) Hầu hết các vật liệu thử nghiệm là vật liệu hữu cơ dễ cháy, do đó toàn bộ quá trình không thể có ngọn lửa mở.
Để đáp ứng các nhu cầu khác nhau, có thể được thêm vào chất làm ẩm chất tẩy rửa (thường là một chút glycerin) để tránh làm khô da sau khi rửa, có thể được thêm vào gia vị (gia vị chanh 0.02g) để cải thiện mùi, nhưng cũng phải thêm một lượng bảo quản thích hợp (sodium dehydroacetate 0,01g) để kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm.
