دترجنت چیست؟ – پاک کننده های غیر صابونی به زبان ساده

دترجنت چیست ؟

دترجنت‌ها با ساختار کلی $$R-SO_3^-Na^+$$ یا $$RO-SO_3^-Na^+$$ نمک‌های سدیم‌ - به‌جای سدیم، پتاسیم نیز می‌تواند به کار رود- هستند که به یک زنجیره هیدروکربنی متصل شده‌اند. این دو ساختار به ترتیب، ساختارهای «آلکیل‌ بنزقن‌ سولفونات» (Alkylbenzene Sulfonate) و «آلکیل سولفات» (Alkyl Sulfate) را نشان می‌دهند. در این دو ساختار یک زنجیره بلند آلکیل (R) و گروه سولفونات ($$SO_3^-$$) وجود دارد.

معنای دترجنت چیست؟

دترجنت در معنای عام به ماده شوینده‌ لباس یا ظرف اشاره دارد که در مقابل شوینده‌های دست یا سایر پاک‌کننده‌ها قرارمی‌گیرد و اغلب به صورت پودر یا محلول‌های غلیظ تولید می‌شود. طبیعت دوگانه‌دوست دترجنت به مخلوط شدن ترکیب آب‌گریز - مانند روغن، گریس و غیره - با آب کمک می‌کند. دترجنت‌ها در محلول‌های آبی و در تماس با هوا به دلیل جذب بالا و آبدوست نبودن هوا می‌توانند کف ایجاد کنند.

فیلم آموزش شیمی ۳ پایه دوازدهم در فرادرس

کلیک کنید

پاک کننده غیر صابونی چیست؟

فرمول پاک کننده غیر صابونی

همان‌طور که در قسمت‌ قبلی این مطلب اشاره شد فرمول ساختاری دترجنت‌ها یا پاک کننده های غیر صابونی به صورت $$R-SO_3^-Na^+$$ یا $$RO-SO_3^-Na^+$$ است که در این فرمول R نشان‌دهنده زنجیره هیدروکربنی است و بخش ناقطبی یا آب‌گریز را تشکیل می‌دهد. بخش دیگر پاک‌کننده مربوط به گروه سولفونات است که بخش قطبی یا آبدوست را تشکیل می‌دهد.

مقایسه بین پاک کننده های غیر صابونی و صابونی

با وجود شباهت‌های کلی میان این دو پاک‌کننده، تفاوت‌هایی نیز وجود دارد. در جدول زیر مقایسه بین دو پاک‌کننده صابونی و غیرصابونی آورده شده است.

انواع دترجنت‌ ها

دترجنت‌ها بر اساس بار الکتریکی سورفکتانت و ساختار شیمیایی به چهار دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند:

• دترجنت‌های آنیونی
• دترجنت‌های کاتیونی
• دنرجنت‌های غیریونی
• دترجنت‌های آمفوتری

دترجنت‌ آنیونی چیست ؟

دترجنت‌های آنیونی با بار الکتریکی منفی یکی از انواع دترجنت‌ها هستند که بخش چربی‌دوست یا آب‌گریز مربوط به آلکیل بنزن و بخش آبدوست مربوط به سولفونات است. بنابراین از طریق واکنش دادن آلکیل بنزن با چربی‌ها و حل شدن سولفونات در آب، چربی‌ها از بین می‌روند.

براساس تحقیقات صورت گرفته بیش از ۶ میلیون تن از دترجنت‌‌های آنیونی تولیدی در سال مربوط به شوینده‌های خانگی هستند. ازجمله دترجنت‌های آنیونی می‌توان به «اسیدهای صفراوی» (Bile Acid) مانند «دئوکسی کولیک» (Deoxycholic Acid)، «سدیم دودسیل سولفات» (Sodium Dodecyl Sulfate) و غیره اشاره کرد. اغلب دترجنت‌های آنیونی به دو دسته آلکیل شاخه‌دار و آلکیل خطی تقسیم می‌شوند.

آلکیل بنزن سولفونات‌های شاخه‌دار (تجزیه‌ناپذیر)

«آلکیل بنزن سولفونات‌های شاخه‌دار» (‌Branched Alkylbenzene Sulfonates | BAS) برای اولین بار در اوایل سال ۱۹۳۰ معرفی شدند و در اواخر سال ۱۹۴۰ به طور چشمگیری توسعه پیدا کردند. به دلیل انحلال‌پذیری بالا و کف کردن این نوع دترجنت در مقایسه با صابون‌های سنتی و رایج،‌ اغلب دترجنت‌های آنیونی از نوع آلکیل شاخه‌دار برای مصارف پاک‌کنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته به دلیل طویل بودن زنجیره هیدروکربنی، یکی از چالش‌های استفاده از این دترجنت،‌ تجزیه ناپذیر بودن آن است.

در همان سال‌ها ازجمله مشکلات عمده این نوع دترجنت‌ها، تشکیل کف‌های پایدار و گسترده در مناطق تخلیه فاضلاب‌ها - مانند دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، و مناطق ساحلی (کف‌های دریایی) - تصفیه فاضلاب و آلودگی آب‌های شرب به شمار می‌رفت. اما در سال ۱۹۶۰ با جایگزین شدن دترجنت آنیونی از نوع آلکیل خطی به‌جای دترجنت آنیونی شاخه‌دار بخش عمده این مشکلات برطرف شد. البته آلکیل شاخه‌دار در حال حاضر در کاربردهای صنعتی و «محصولات کشاورزی-شیمیایی» (Agrochemical) که تجزیه‌پذیری اهمیت ناچیزی دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلکیل بنزن سولفونات‌های خطی (تجزیه پذیر)

«آلکیل بنزن سولفونات‌های خطی» (Liner Alkylbenzene Sulfonate | LAS) در صنعت به روش «سولفون‌سازی» (Sulfonation) یا سایر روش‌ها تولید می‌شود. واژه ‌‌«خطی» به آلکین‌های واکنش‌دهنده اشاره دارد. این دسته از دترجنت‌های آنیونی در مقایسه با دترجنت‌های آلکیل شاخه‌دار بسیار سریع‌تر تجزیه می‌شوند و با ایجاد شرایط هوازی می‌توان این سرعت را حتی بالاتر هم برد.

دترجنت‌ های کاتیونی

اما با این حال دترجنت‌های کاتیونی به دلیل قدرت پاک‌کنندگی پایین و تحریک کردن چشم و پوست از محبوبیت و کاربرد کمتری نسبت به دترجنت‌های آنیونی برخودار هستند. یکی از مهم‌ترین دترجنت‌های کاتیونی «ستیل تری‌ متیل آمونیوم برمید» یا به اختصار «CTAB» است. کاربردهای این پودر سفیدرنگ در فهرست زیر آورده شده است.

• صنایع آرایشی بهداشتی (مانند انواع شامپوها و محصولات مراقبت از پوست)
• وسایل ضدعفونی‌کننده نوازد
• وسایل معاینه پزشکی

در تصویر زیر، ساختار دترجنت کاتیونی آورده شده است.

دترجنت‌‌ غیر یونی

این مواد همچنین به عنوان «اتوکسیلات» یا «PEGylates» و متابولیت‌های آن‌ها «نونیل فنول» شناخته می‌شوند. گلیکوزید‌های حاوی قند مانند «اکتیل تیوگلوکوزید» و «مالتوزیدها» شامل گروه‌های آبدوست خنثی هستند. پاک کننده های غیر صابونی «HEGA» و «MEGA» مشابه هم هستند و در این دو پاک‌کننده گروه اصلی، الکل قندی است. این نوع دتر‌جنت‌ها اغلب تاریخ مصرف دارند و یکی از گران‌قیمت‌ترین دترجنت‌ها به حساب می‌آیند.

دترجنت‌ های آمفوتری

در تصویر پایین سه ساختار از دترجنت‌های آمفوتری یا یون دوقطبی به عنوان مثال آورده شده است.

عملکرد پاک کننده های غیر صابونی

نحوه عملکرد پاک کننده های غیر صابونی مشابه پاک‌کننده‌های صابونی است و طی چهار مرحله می‌تواند انواع آلودگی‌ها را از بین ببرد. در مرحله اول سطحی که بر روی آن آلودگی وجود دارد را باید با آب، تر کرد.

در مرحله سوم، زمانی که لباس‌ها توسط دست یا ماشین لباسشویی شسته می‌شوند، ذرات مربوط به چرک،‌ چربی یا هر گونه آلودگی توسط مولکول‌های فعال در سطح شکسته و از لباس یا سطوح دیگر جدا می‌شوند. سپس این آلودگی‌های شکسته و جدا شده در آب ته‌نشین می‌شوند.

در مرحله چهارم و آخرین مرحله از فرآیند تمیز کردن پاک‌کننده غیرصابونی، آلودگی‌های جدا شده در مرحله قبل دیگر تمایلی برای قرار‌گیری دوباره روی سطوح ندارند به عبارتی ذرات آلودگی توسط مولکول‌های دترجنت محاصره می‌شوند. این عامل سبب خواهد شد تا ذرات کثیف و آلوده تا پایان فرآیند تمیزکاری در آب معلق بمانند.

ترکیبات دترجنت چیست ؟

دترجنت‌ها به عنوان پاک‌کننده ترکیبات مختلفی ازجمله موارد زیر را شامل می‌شوند:

• سازنده‌ها (حدود ۵۰ درصد وزنی)ُ
• سورفکتانت‌ها (۱۵ درصد وزنی)
• سفیدکننده (۷ درصد وزنی)
• آنزیم‌ها (۲ درصد وزنی)
•  بازدارنده‌های تشکیل رسوب
•  تنظیم‌کننده‌های کف
• مواد ضدخوردگی
• مواد شفاف‌کننده
•  تثبیت‌کننده‌های رنگ سطوح
• اسانس‌ها (رایحه‌ها)
• رنگ‌دانه‌ها
• پرکننده‌ها
• افزودنی‌‌‌ها

 شکل های مختلف پاک کننده‌ غیر صابونی کدامند ؟

دترجنت‌ها یا پاک‌کننده‌ها به شکل‌های مختلفی ازجمله پودر، مایع، خمیر، قرص، «کیسه‌های محلول در آب» (Pod) و غیره تولید می‌شوند. مایع و محلول دترجنت به دلیل قدرت پاک‌کنندگی بالا به مراتب بیشتر از سایر اشکال دترجنت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مایع دترجنت

مایع دترجنت اغلب به عنوان مایع‌ ظرفشویی و لباسشویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیرا مایع دترجنت قدرت انحلال‌پذیری بالایی در چربی‌ها دارد و به همین خاطر قیمت آن نسبت به حالت پودری بالاتر است.

محلول دترجنت

خاصیت دترجنتی

منظور از خاصیت دترجنتی، خاصیت پاک‌کنندگی آن‌ها در محلول است و این خاصیت از رفتار آبدوست و آب‌گریز دترجنت‌ها ریشه می‌گیرد. خاصیت دتجرنتی پاک کننده‌ها، بسته به نوع بار الکتریکی و ساختارشان متفاوت است. یعنی خاصیت دترجنتی پاک کننده‌های آنیونی با کاتیونی و غیریونی یا سایر دترجنت‌ها متفاوت است. به طور مثال خاصیت دترجنتی پاک کننده‌های آنیونی از همه بیشتر است.

فلش کارت مفاهیم دترجنت

در ادامه، مفاهیم مربوط به دترجنت که در این مطلب ارائه شده است در قالب فلش کارت آورده شده است. با کلیک بر روی هر تصویر می‌توانید مفاهیم مربوط به آن را در پشت تصویر مشاهده کنید.

قبلی

۱/۱۰

بعدی

آزمایش دترجنت چیست؟

برای اطمینان از عملکرد دترجنت به عنوان یک پاک‌کننده با استفاده از دستگاه‌هایی ازقبیل «ترگوتومتر» (Tergotometer) می‌توان آزمایش‌های زیر را تحت عنوان آزمایش دترجنت انجام داد.

• اطمینان از حذف لکه‌های ناشی از انواع ترکیبات شیمیایی
• حذف آلودگی بر اساس آزمایش‌های استاندارد آلودگی
• قدرت پاک کنندگی یا توانایی از بین بردن آلودگی
• افت خواص یا آسیب به بافت سطوح شسته شده
• توانایی در ثابت نگهداشتن رنگ یا محافظت از سطوح
• تست نحوه انتقال یا تثبیت رنگ در ماشین‌های لباسشویی کوچک با استفاده از دستگاه‌ «linitest» یا در ماشین لباسشویی‌های بزرگ
• قدرت ضدعفونی دترجنت

کار دترجنت چیست؟

بیشترین کاربرد دترجنت‌ها در حوزه نظافت (پاک کردن سطوح، از بین بردن چربی‌ها، شست و شوی ظروف و لباس‌ها) برای مصارف خانگی است و از این میان، پاک‌کننده‌‌های ظرفشویی و لباسشویی مهم‌ترین نوع دترجنت‌ به شمار می‌روند. البته علاوه بر این کاربرد، پاک کننده‌های غیر صابونی می‌توانند در زمینه‌های زیر نیز به کار بروند:

• افزودنی‌های سوختی: استفاده از دترجنت‌ها مانع از ایجاد رسوب در «کاربراتور» (Carburetors) و اجزای انژکتور خواهد شد. در این مورد غلظت پاک‌کننده‌ها حدود ppm‎‏ ۳۰۰‎‎‎‎ است.
• عوامل بیولوژیکی: دترجنت‌ها یا پاک‌کننده‌ها برای جداسازی پروتئین‌های غشای داخلی سلول‌ها می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند.
• در خمیردندان‌ها و شامپوها: دترجنت‌ها می‌توانند به عنوان عامل کف‌ساز در خمیردندان و پاک‌کننده چربی در شامپو مورد استفاده قرار بگیرند.

دترجنت در فاضلاب

بنابراین دترجنت‌ها می‌توانند وارد خاک یا سایر منابع آبی شوند و بر روی انواع گونه‌های گیاهی و جانوری تأثیر نامطلوبی بگذارند. به عبارتی پاک‌کننده‌ها می‌توانند به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر روی اکوسیستم‌ها تأثیر نامطلوبی داشته باشند. به همین دلیل برای کنترل اثر مخرب پاک‌کننده‌ها بر اکوسیستم‌ها در سال‌های اخیر تولید پاک کننده های غیر صابونی زیست سازگار به یکی از مسائل مهم در سراسر جهان تبدیل شده است. با تلاش‌های فراوان و مطالعات مختلف صورت گرفته در این زمینه،‌ محققان به این نتیجه رسیده‌اند که ایجاد شرایط هوازی در جهت تجزیه این پاک‌کننده‌ها می‌تواند بسیار موثر باشد.

سوالات متداول در رابطه با دترجنت

در این بخش به سوالات رایج درباره دترجنت‌ها یا همان پاک کننده های غیر صابونی پاسخ داده شده است.

شیمی دترجنت چیست؟

دترجنت‌ها همان سورفکتانت‌ها یا عوامل فعال در سطح هستند که از یک سر آبدوست و آب‌گریز یا چربی‌دوست تشکیل می‌شوند. ساختار شیمیایی آن‌ها متشکل از یک زنجیره بلند هیدروکربنی و گروه سولفونات است. به هنگام تماس این مواد با سطوح آغشته به انواع کثیفی، آلودگی یا چربی به هنگام شست و شو با آب، سر آبدوست و آب‌گریز به ترتیب در آب و چربی حل می‌شوند و با تشکیل کف آلودگی‌ها را از بین می‌روند.

آیا دترجنت همان صابون است؟

خیر. دترجنت‌ها پاک کننده های غیر صابونی هستند که مشابه صابون‌ها از یک نمک متصل (بخش آبد‌دوست) به زنجیره هیدروکربنی (بخش آب‌گریز) تشکیل شده‌اند.

تفاوت پاک کننده های غیر صابونی و صابونی در چیست؟

همچنین یکی از تفاوت‌های اصلی میان این دو پاک‌کننده، نحوه عملکرد آن‌ها در آب سخت است، به گونه‌ای که پاک‌کننده غیر صابونی در آب سخت با ایجاد ترکیب‌های محلول به خوبی کف می‌کند. اما در صابون‌ها به دلیل برقرای پیوند کربوکسیلیک اسید با یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت، رسوب ایجاد می‌شود بنابراین نمی‌توانند به خوبی در آب سخت کف کنند.

انواع دترجنت‌ ها کدامند؟

دترجنت‌ها بر اساس بار الکتریکی و ساختار شیمیایی به چهار دسته آنیونی، کاتیونی، غیریونی و آمفوتری یا دوقطبی تقسیم‌ می‌شوند. همچنین دترجنت‌های آنیونی شامل دو گروه آلکیل شاخه‌دار و خطی هستند.

کاربرد دترجنت چیست ؟

اغلب، دترجنت‌ها به عنوان پاک‌کننده جهت حذف انواع آلودگی‌، چربی یا کثیفی از انواع سطوح یا برای شست و شوی ظرف‌ها و لباس‌ها استفاده می‌شوند. البته به این معنا نیست که دترجنت‌ها صرفا به عنوان پاک کننده به کار می‌روند زیرا از دترجنت‌ها می‌توان به عنوان افزودنی‌ در سوخت، عوامل بیولوژیکی، عامل کف‌ساز در خمیردندان و عامل چربی‌زدا در شامپوها استفاده کرد.

مایع دترجنت بهتر است یا پودر دترجنت؟

دترجنت‌ها اغلب به صورت پودر، مایع، کیسه‌های محلول در آب و قرص تولید می‌شوند. اما معمولا به دلیل انحلال‌پذیری بالا در آب، استفاده از مقدار آب کم برای شست و شو، قدرت پاک کنندگی بالا و حذف مشکلاتی همچون ریختن پودر در اطراف ماشین لباسشویی یا ظرفشویی، مایع دترجنت یا کیسه‌های محلول در آب بهتر هستند. از طرفی کیسه‌های محلول در آب قیمت بالایی دارند به همین دلیل دترجنت‌های مایع به خاطر قیمت مناسب و قدرت پاک‌کنندگی مطلوب از محبوبیت بالایی برخوردارند.