Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тазалау қасиеттері бар беткі белсенді заттар
Surfactants with cleansing properties
Жұғымды зат – бұл сұйытылған ерітіндіде тазалау қасиеттері бар беткі белсенді зат немесе беткі белсенді заттардың қоспасы. Жұғымды заттардың көптеген түрлері бар, олардың бірі – алкилбензолсульфонаттар, бұл заттар самынға ұқсас, бірақ қатты суда жақсы ериді, себебі жұғымды заттардың полярлы сульфонаты, самынның полярлы карбоксилатынан қатты суда кездесетін кальций және басқа иондармен байланысуға бейім емес.
A detergent is a surfactant or a mixture of surfactants with cleansing properties when in dilute solutions. There are a large variety of detergents, a common family being the alkylbenzene sulfonates, which are soap like compounds that are more soluble in hard water, because the polar sulfonate (of detergents) is less likely than the polar carboxylate (of soap) to bind to calcium and other ions found in hard water.
Анықтамалар
Детергент сөзі латын тіліндегі "detergens" деген сөйкестен және "detergere" деген етістіктен туындаған, ол сүрту немесе жылтырату деген мағынаны білдіреді. Детергент – сұйытылған ерітіндіде тазалау қасиеттеріне ие болатын беттік белсенді зат немесе беттік белсенді заттардың қоспасы деп анықталады. Күнделікті тұрмыста детергент термині үй шаруасында қолданылатын тазалау құралдарын, мысалы, кір жуғыш ұнтақ немесе ыдыс жуғыш заттарды білдіреді, бірақ олар – өзінің табиғаты бойынша детергент емес, әртүрлі қоспалардың күрделі қоспасы. Детергенция – субстраттан (мысалы, киімнен) "ластану" деп аталатын қажетсіз заттарды жою қабілеті.
The word detergent is derived from the Latin adjective detergens, from the verb detergere, meaning to wipe or polish off. Detergent can be defined as a surfactant or a mixture of surfactants with cleansing properties when in dilute solutions. In domestic contexts, the term detergent refers to household cleaning products such as laundry detergent or dish detergent, which are in fact complex mixtures of different compounds, not all of which are by themselves detergents. Detergency is the ability to remove unwanted substances termed 'soils' from a substrate (e. g., clothing).
Құрылымы мен қасиеттері
Дитергенттер – амфифильді құрылымы бар қосылыстар тобы, онда әрбір молекуланың гидрофильді (полярлы) басы және ұзын гидрофобтық (полярлы емес) құйрығы болады. Бұл молекулалардың гидрофобтық бөлігі тік немесе тармақталған тізбекті көмірсутектерден тұруы мүмкін, немесе стероидтық құрылымы болуы мүмкін. Гидрофильді бөлік әртүрлі болады, олар иондық немесе иондық емес болуы мүмкін және қарапайымнан бастап салыстырмалы түрде күрделі құрылымға дейін жете алады. Дитергенттер – беттік белсенді заттар, себебі олар судың беттік кернеуін төмендете алады. Олардың екі жақты табиғаты гидрофобтық қосылыстардың (мысалы, май және майлылықтың) сумен араласуына көмектеседі. Ауа гидрофильді емес болғандықтан, дитергенттер де әртүрлі деңгейде көбік түзетін қабілетке ие. Дитергент молекулалары мицеллаларды құрастыру үшін жиналады, бұл оларды суда ерігіш етеді. Дитергенттің гидрофобтық тобы мицелланың пайда болуының басты қозғаушы күші болып табылады, оның жиналуы мицелланың гидрофобтық ядросын құрайды. Мицелла майды, белокты немесе ластану бөлшектерін жоюға қабілетті. Мицеллалардың пайда бола бастайтын концентрациясы – мицелланың критикалық концентрациясы (КК), ал ерітінді екі фазаға бөлінетіндей мицеллалардың одан әрі жиналатын температурасы – ерітіндінің бұлттана бастайтын нүктесі, онда жуу қабілеті ең жоғары болады.
Detergents are a group of compounds with an amphiphilic structure, where each molecule has a hydrophilic (polar) head and a long hydrophobic (non polar) tail. The hydrophobic portion of these molecules may be straight or branched chain hydrocarbons, or it may have a steroid structure. The hydrophilic portion is more varied, they may be ionic or non ionic, and can range from a simple or a relatively elaborate structure. Detergents are surfactants since they can decrease the surface tension of water. Their dual nature facilitates the mixture of hydrophobic compounds (like oil and grease) with water. Because air is not hydrophilic, detergents are also foaming agents to varying degrees. Detergent molecules aggregate to form micelles, which makes them soluble in water. The hydrophobic group of the detergent is the main driving force of micelle formation, its aggregation forms the hydrophobic core of the micelles. The micelle can remove grease, protein or soiling particles. The concentration at which micelles start to form is the critical micelle concentration (CMC), and the temperature at which the micelles further aggregate to separate the solution into two phases is the cloud point when the solution becomes cloudy and detergency is optimal.
Дитергенттердің химиялық жіктелуі
Жұғымды заттар, олардың беттік белсенді заттарының электр зарядына қарай, төрт негізгі топқа жіктеледі.
Detergents are classified into four broad groupings, depending on the electrical charge of the surfactants.
Анионды жуғыш заттар
Типтік анионды жуғыш заттар – алкилбензол сульфонаттары. Бұл аниондардың алкилбензол бөлігі липофильді, ал сульфонат гидрофильді. Екі түрі кеңінен таралған: тармақталған алкил топтары бар және тік сызықты алкил топтары бар. Біріншілері экономикалық дамыған елдерде нашар биодеградацияланатындықтан, көбінесе қолданудан шығарылды. Анионды жуғыш заттар – жуғыш заттардың ең көп қолданылатын түрі, және ішкі нарықтар үшін жыл сайын шамамен 6 миллиард килограмм анионды жуғыш заттар өндіріледі. Бауырдың майлар мен майларды сіңіруге және қорытуға көмектесетін дезоксихоль қышқылы (DOC) сияқты өт қышқылдары да анионды жуғыш заттар болып табылады.
Typical anionic detergents are alkylbenzene sulfonates. The alkylbenzene portion of these anions is lipophilic and the sulfonate is hydrophilic. Two varieties have been popularized, those with branched alkyl groups and those with linear alkyl groups. The former were largely phased out in economically advanced societies because they are poorly biodegradable. Anionic detergents is the most common form of detergents, and an estimated 6 billion kilograms of anionic detergents are produced annually for the domestic markets. Bile acids, such as deoxycholic acid (DOC), are anionic detergents produced by the liver to aid in digestion and absorption of fats and oils.
Катионды жуғыш заттар
Катиондық жуғыш заттар аниондықтарға ұқсас, бірақ кватернарлық аммоний гидрофильді аниондық сульфонат тобын алмастырады. Аммоний сульфатының орталық заряды оң. Ежелгі Египетте сода жууға қосым ретінде қолданылған. 19 ғасырда синтетикалық беткі белсенді заттар, мысалы, зәйтүн майынан жасала бастады. 1876 жылы Henkel мыспен бірге қолданылатын натрий силикаты негізіндегі өнімді Германияда «әмбебап жуғыш зат» (Universalwaschmittel) деп сатты. Содан кейін сода натрий силикатымен араластырылып, Германияның алғашқы танымал жуғыш заты Bleichsoda өндірілді. 1907 жылы Henkel қолмен кір жуу қиындығын жою үшін бірінші «өздігінен әрекет ететін» Persil кір жуғыш затын шығару үшін натрий перборатты ағартушы зат ретінде қосты. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде сабын жасауға қажетті майлар мен майлар жетіспеді. Сабынға балама табу үшін Германияда химиктер көмір шарынан алынған шикізатты пайдалана отырып, синтетикалық жуғыш заттар жасады. Алайда, бұл алғашқы өнімдер жеткілікті тазалау қабілетін көрсетпеді. 1928 жылы майлы спиртті сульфациялау арқылы тиімді жуғыш зат жасалды, бірақ 1930 жылдардың басында арзан майлы спирттер қолжетімді болғанға дейін іріктемелі өндіріс мүмкін болмады. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін мұнай-химия өнеркәсібінің дамуы синтетикалық беткі белсенді заттарды өндіруге қажетті материалдарды берді, ал алкилбензол сульфонаттары ең маңызды жуғыш беткі белсенді заттарға айналды. 1950 жылдары кір жуғыш заттар кеңінен таралды және дамыған елдерде киімді тазалау үшін сабынды ішінара алмастырды. Содан бері әртүрлі мақсаттар үшін көптеген жуғыш заттар жасалды, мысалы, алдыңғы жүктемелі кір жуғыш машиналарда қолданылатын аз көпіршіктейтін жуғыш заттар, май мен кірді тиімді кетіретін күшті жуғыш заттар, көп мақсатты және арнайы жуғыш заттар. Олар кір жуудан басқа да түрлі өнімдерге қосылады, мысалы, ыдыс жуғыш заттарға, шампуньға, тіс пастасына, өнеркәсіптік тазалағыштарға, сондай-ақ майлау материалдары мен отындарға лайлану мен шламның пайда болуын азайту немесе болдырмау үшін. Жуғыш өнімдердің құрамына ағартушы заттар, хош иістендіргіштер, бояулар және басқа да қоспалар кіруі мүмкін. Алайда, жуғыш заттарда фосфаттарды қолдану қоректік заттардың ластануына алаңдаушылық тудырып, жуғыш заттардың құрамын өзгерту қажеттігіне әкелді. Сондай-ақ, қоршаған ортада ұзақ сақталатын тармақталған алкилбензол сульфонаты (тетрапропиленбензол сульфонаты) сияқты беткі белсенді заттарды қолдану туралы да алаңдаушылық туды, бұл оларды сызықтық алкилбензол сульфонаты сияқты тез ыдырайтын беткі белсенді заттармен ауыстыруға әкелді.
Cationic detergents are similar to anionic ones, but quaternary ammonium replaces the hydrophilic anionic sulfonate group. The ammonium sulfate center is positively charged. In ancient Egypt, soda was used as a wash additive. In the 19th century, synthetic surfactants began to be created, for example from olive oil. and in 1876, Henkel sold a sodium silicate based product that can be used with soap and marketed as a "universal detergent" (Universalwaschmittel) in Germany. Soda was then mixed with sodium silicate to produce Germany's first brand name detergent Bleichsoda. In 1907, Henkel also added a bleaching agent sodium perborate to launch the first 'self acting' laundry detergent Persil to eliminate the laborious rubbing of laundry by hand. During the First World War, there was a shortage of oils and fats needed to make soap. In order find alternatives for soap, synthetic detergents were made in Germany by chemists using raw material derived from coal tar. These early products, however, did not provide sufficient detergency. In 1928, effective detergent was made through the sulfation of fatty alcohol, but large scale production was not feasible until low cost fatty alcohols become available in the early 1930s. The development of the petrochemical industry after the Second World War also yielded material for the production of a range of synthetic surfactants, and alkylbenzene sulfonates became the most important detergent surfactants used. By the 1950s, laundry detergents had become widespread, and largely replaced soap for cleaning clothes in developed countries. Over the years, many types of detergents have been developed for a variety of purposes, for example, low sudsing detergents for use in front loading washing machines, heavy duty detergents effective in removing grease and dirt, all purpose detergents and specialty detergents. They become incorporated in various products outside of laundry use, for example in dishwasher detergents, shampoo, toothpaste, industrial cleaners, and in lubricants and fuels to reduce or prevent the formation of sludge or deposits. The formulation of detergent products may include bleach, fragrances, dyes and other additives. The use of phosphates in detergent, however, led to concerns over nutrient pollution and demand for changes to the formulation of the detergents. Concerns were also raised over the use of surfactants such as branched alkylbenzene sulfonate (tetrapropylenebenzene sulfonate) that lingers in the environment, which led to their replacement by surfactants that are more biodegradable, such as linear alkylbenzene sulfonate.
Үй-жайларды тазалау
Кір жуғыш заттардың ең кең таралған қолданыстарының бірі – тұрмыстық және сауда орындарында тазалау, соның ішінде ыдыс-аяқ жуу және кір жуу. Бұл жуғыш заттар көбінесе ұнтақ немесе концентрленген ерітінділер түрінде қолжетімді, ал олардың құрамында беттік белсенді заттардан басқа, әртүрлі химиялық заттардың күрделі қоспалары болады. Бұл қолданыстың алуан түрлі талаптарын және өте бәсекелестік тұтыну нарығын көрсетеді. Осы жуғыш заттардың құрамында келесі компоненттер болуы мүмкін:
One of the largest applications of detergents is for household and shop cleaning including dish washing and washing laundry. These detergents are commonly available as powders or concentrated solutions, and the formulations of these detergents are often complex mixtures of a variety of chemicals aside from surfactants, reflecting the diverse demands of the application and the highly competitive consumer market. These detergents may contain the following components:
Биологиялық реагент
Реагенттік жуғыш заттар биологиялық жасушалардағы интегралды мембраналық ақуыздарды оқшаулау және тазарту үшін қолданылады. Жасуша мембранасының екі қабатты құрылымын еріту үшін ішкі мембрана моноқабатына ене алатын жуғыш зат қажет. Жуғыш заттардың тазалығы мен жетілдірілуі маңызды мембраналық ақуыздардың, мысалы иондық каналдардың, құрылымдық және биофизикалық сипаттамаларын жеңілдетті, сондай-ақ липополисахаридтерді, транспортерлерді, сигнал беру рецепторларын және фотожүйе II-ді байланыстыру арқылы мембрананы бұзады.
Reagent grade detergents are employed for the isolation and purification of integral membrane proteins found in biological cells. Solubilization of cell membrane bilayers requires a detergent that can enter the inner membrane monolayer. Advancements in the purity and sophistication of detergents have facilitated structural and biophysical characterization of important membrane proteins such as ion channels also the disrupt membrane by binding lipopolysaccharide, transporters, signaling receptors, and photosystem II.