سورفکتانت یا مواد فعال سطحی را میتوان یکی از پرکاربردترین ترکیبات در ساخت محصولات شوینده دانست. این ماده میتواند موجب پاکیزه شدن سطوح از گرد و غبار و لکههای مختلف شود. ماده فعال سطحی همان گونه که از نام آن پیداست فعالیت را در سطح برانگیخته میکند و از این طریق گرد و خاک یا ذرات را به دام میاندازد و با حل نمودن آنها در حلالهای مختلف نظیر آب، موجب پاکیزه شدن سطوح میشود. این عملکرد به واسطه ساختار منحصربهفرد مواد فعال سطحی ایجاد میشود که در ادامه به دقت آن را شرح دادهایم.
همانگونه که اشاره کردیم ماده فعال سطحی میتواند به واسطه ساختار منحصربهفردی که دارد، ذرات گرد و غبار را به دام بیندازد و از این طریق به تمیز کردن سطوح کمک کند. این ساختار منحصر به فرد در واقع متشکل از دو بخش است که یکی از آنها آبدوست و دیگری آبگریز است. هنگامی که این ماده فعال میشود، بخش آبگریز آنها به ذرات گرد و خاک متصل و بخش آبدوست آن هم به ذرات آب متصل میشود. با این کار، عملا ذرات گرد و غبار به دام افتاده و در جریان آب حل میشوند.
این ساختار همان چیزی است که سورفکتانت را برای مواد شوینده مناسب کرده است. البته نحوه استفاده از سورفکتانت در فرمولاسیون شوینده ها اندکی متفاوت است. در این دسته از محصولات عموما مقدار زیادی از ماده فعال سطحی وجود دارد که دارای فعالکننده ویژه خود هستند. هنگامی که تعداد ماده فعال سطحی در یک ترکیب زیاد باشد، در کنار یکدیگر ساختاری به نام میسل را تشکیل میدهند و در آنها ساختار آبدوست در خارج و ساختار آبگریز در مرکز قرار میگیرد. این ساختارهای آبگریز به ذرات گرد و غبار متصل میشوند و ذرات آبدوست هم در جریان آب قرار میگیرند و به این ترتیب منجر به حل شدن ذرات در داخل آب میشوند. این موضوع سبب شده تا میسلها و مواد فعال سطحی بتوانند به پاکیزگی سطوح مختلف کمک کنند.
همانگونه که اشاره کردیم مواد فعال سطحی دارای دو سر آبدوست و آبگریز هستند. سر آبگریز میتواند دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی باشد. از طرفی این بخش میتواند فاقد بار الکتریکی و خنثی باشد. انواع سورفکتانتها بر اساس نوع بار الکتریکی این بخش به چند دسته غیر یونی، آنیونی، کاتیونی یا آمفوتریک دستهبندی میشوند.
این دسته از مواد فعال سطحی در بخش آبدوست خود هیچگونه بار الکتریکی ندارند و همین مورد هم سبب شده تا گزینهای مناسب برای پاک کردن روغنها و امولسیونها باشند. این موضوع سبب شده تا این ماده بهترین عملکرد را برای پاک کردن خاکهای آلی و روغنی داشته باشد. البته باید اشاره کرد که مواد فعال سطحی آنیونی هم، چنین خاصیتی دارند و ترکیب این دو میتواند برای ساخت پاک کنندههای چند منظوره مورد استفاده قرار بگیرد. از طرفی دیگر برخی از این سورفکتانتهای غیر یونی فومزا نبوده و قابلیت کفسازی دارند و این فاکتور سبب شده تا گزینهای مناسب برای شویندههایی با کف اندک باشند.
سورفکتانت های غیر یونی قابلیت منحصربهفردی به نام نقطه ابر دارند. نقطه ابر در واقع دمایی است که در آن ماده فعال سطحی غیریونی، شروع به جدا شدن از ابر ماده شوینده میکند که بدان جداسازی فاز هم گفته میشود. این قابلیت برای بازدارندگی مطلوب در نظر گرفته شده است و در طی آن محلول شوینده کدر میشود. بازدارندگی مطلوب برای شویندههایی با کف کم، در نقطه ابر است و برای شویندههایی با کف بالا دقیقا در نقطه ابر یا در ابتدای آن است که این موضوع به نسبت قسمتهای آبگریز و آبدوست بستگی دارد. از جمله سورفکتانتهای غیر یونی میتوان به کوکامیدها، اتوکسیلاتها و الکوکسیلاتها اشاره نمود.
مواد سطحی آنیونی در بخش آبدوست خود دارای بار منفی هستند. این دسته از مواد دارای قدرت کف کنندگی بالایی هستند و میتوانند طیف وسیعی از ذرات گرد و خاک را معلق کرده و بدین ترتیب موجب پاکیزگی سطوح شوند. این موضوع سبب شده تا استفاده از این دسته از مواد در فرمولاسیون شوینده ها رایج باشد. البته باید اشاره کرد که این دسته از مواد فعال سطحی، برای امولسیونسازی خاکهای روغنی و آلی چندان مناسب نیستند و بیشتر با مواد غیر یونی ترکیب میشوند. از شناخته شدهترین سورفکتانت های این دسته میتوان به سولفاتها، گلوکوناتها و سولفوناتها اشاره نمود.
این دسته از مواد فعال سطحی در بخش آبدوست خود دارای بار الکتریکی مثبت هستند. وجود این بار مثبت سبب شده تا در محصولات ضد استاتیک مانند نرمکنندهها مورد استفاده قرار بگیرند. از طرفی این دسته از مواد دارای خاصیت ضدعفونی کننده هستند و موجب از بین بردن میکروبها میشوند. این فاکتور سبب شده تا به عنوان جزئی از فرمولاسیون شوینده ها مورد استفاده قرار بگیرند. لازم به ذکر است که نباید این دسته از مواد را با انواع آنیونی استفاده نمود چراکه منجر به خنثی سازی اثرات آن میشود اما استفاده با مواد فعال سطحی غیر یونی هیچ گونه مانعی ندارد. از شناختهشدهترین محصولات این دسته میتوان به کلریدهای آلکیل آموینوم اشاره کرد.
سورفکتانت های آمفوتریک را میتوان یکی از منحصربهفردترین مادههای فعال سطحی دانست. این دسته از مواد، متناسب با نوع محلول تغییر حالت میدهند. به گونهای که اگر در محلولهای اسیدی قرار بگیرند، سر آبدوست آنها بار مثبت گرفته و خاصیت انواع کاتیونی به خود میگیرند. همچنین اگر در محیط قلیایی قرار بگیرند، بار منفی گرفته و عملکردی مشابه سورفکتانتهای آنیونی به خود میگیرند. این تنوع سبب شده تا این ماده در انواع مواد شوینده و آرایشی مورد استفاده قرار بگیرد. از شناخته شدهترین نمونههای این دسته میتوان به آمینو اکسیدها و بتائینها اشاره نمود.
همانگونه که اشاره کردیم، مواد فعال سطحی یکی از اجزای اصلی فرمولاسیون شوینده ها هستند. این دسته از مواد تا حد زیادی تعیین میکنند که محلول نهایی چه نوع لکه یا ذراتی را تمیز نماید. البته برای عملکرد دقیق، تنها وجود ماده فعال سطحی کافی نیست و میبایست مواد دیگری هم وجود داشته باشد که از جمله آنها میتوان به هیدروتروپها، حاملها و سازندهها اشاره کرد که ترکیب آنها میتواند یک پاککننده فرموله شده را ایجاد کند. هیدروتروپها دستهای از مواد شیمیایی هستند که باعث فعال سازی سورفکتانتها و سازندهها میشوند. حامل نیز به همان حلال اطلاق میشود که عموما آب است. ترکیب این مواد در کنار یکدیگر میتواند یک شوینده مناسب را ایجاد کند.