APG, surfactante verde, em aplicações de lavagem de louça

I. Como são removidas a gordura e o óleo dos pratos?

A lavagem de louça é o processo de remoção de gordura e outras sujeiras da superfície da louça e muitas vezes requer o uso de detergentes para lavar louças, dos quais os tensioativos são um componente essencial.As moléculas de surfactante normalmente contêm uma longa cadeia hidrofóbica e um grupo hidrófilo. A cadeia hidrofóbica encontra-se num estado instável na água e tende a migrar para a interface de duas ou várias fases para minimizar a área de contacto com a água,resultando numa tensão interfacial mais baixaQuando a concentração de surfactante é suficientemente elevada, as moléculas de surfactante se acumulam na água,cadeias hidrofóbicas juntas entre si para formar um coloide, e grupos hidrófilos para fora para formar a superfície do coloide.O coloide pode encapsular o óleo e aumentar significativamente a solubilidade do óleo em água (iO óleo pode ser removido da superfície da louça por acção mecânica.

Existem muitos tensioactivos comumente utilizados em detergentes para lavar louça, como o sulfonato de sódio dodecilbenzeno (LAS) e o polioxietileno-éter sulfato de álcool alifático (AES),Mas não são satisfatórias em termos de segurança., efeito sobre a pele, desempenho de biodegradação e assim por diante.

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II. O que é o APG?

APG significa AlkylPolyglucoside, que geralmente é um composto de glicosídeos alquilo de monossacarídeos e oligossacarídeos.e o grupo hidrófilo é um monossacarídeo ou oligossacarídeo glicosídeo (o grau de polimerização é geralmente 1~3Uma vez que a molécula de açúcar tem múltiplos grupos hidroxilo, por exemplo, a glicose tem 5 grupos hidroxilo, a sacarose, a maltose tem 8 grupos hidroxilo,Então a estrutura dos glicosídeos alquilo é extremamente complexa, existem uma variedade de isómeros.

III. Performance do detergente do APG

Não há um grupo de ionização forte na molécula de APG, que pertence ao surfactante não-iônico, e sua atividade superficial está entre as mais altas, que é mais forte do que os surfactantes não-iônicos comuns (por exemplo,Eter de polioxietileno de álcool alifático), e ainda pode manter uma elevada atividade superficial em solução alcalina e eletrolítica concentrada (por exemplo, silicato de sódio, etc.).A concentração mais baixa em que um tensioactivo pode formar micelas é chamada de concentração crítica de micelas (cmc), que é um parâmetro importante para medir a atividade superficial de um surfactante.Quando o grupo alquilo é o mesmo, os cmc do sulfonato de sódio dodecilbenzeno aniónico e do sulfato de sódio dodecilbenzeno comumente utilizados são, respectivamente, 1,2x10-3mol e 9,3x10-3molL,e o cmc do éter de polioxietileno laurilo não iónico C12H250 ((OC2H4) 9H é 1.0x10-4mol, e os vários APG podem ser tão pequenos como 8.0x10-5mol-2.2x10-4mol/L. A concentração mais baixa de micelas é chamada de concentração micelar crítica (cmc),e é um parâmetro muito importante para medir a atividade superficial do surfactante. 4 mol/l.

O APG tem também outras vantagens, incluindo espuma rica, capacidade de espuma e surfactantes aniónicos são quase os mesmos; e outros surfactantes têm um efeito sinérgico,Pode melhorar a actividade da superfície e reduzir a quantidade de tensioativos irritantesÉ não tóxico, fácil de degradar e produzido 100% com matérias-primas naturais regenerativas, tem as suas vantagens únicas em termos de consumo de energia.fisiologiaA sua desvantagem é que é fortemente afectada pela qualidade da água, e à medida que a dureza da água aumenta, a sua qualidade é alterada.A capacidade de descontaminação diminui.

IV. Síntese de APG

O APG é geralmente preparado por condensação de amido natural e dos seus produtos de hidrólise com álcoois gordurosos.Os produtos da hidrólise do amido podem ser glicose ou oligossacarídeos, tais como disacarídeos e trisacarídeosExistem vários métodos de síntese, mas no momento, o principal método é o método de síntese química.

Dois dos métodos de síntese industrial mais estabelecidos são descritos aqui.que utiliza uma reação directa de álcoois gordurosos C8 e C16 com produtos de hidrólise do amido para produzir alquilglicósidosOs catalisadores comumente utilizados são o ácido sulfúrico, o ácido p-toluenesulfónico e também são utilizados ácidos com propriedades emulsificantes (por exemplo, ácido dodecilbenzenesulfónico),que fazem com que a matéria-prima se forme estável, gotículas finas que auxiliam na reacção de glicosidização.

Após a conclusão da reação, o álcool gordo é removido e, em seguida, após neutralização e branqueamento, o produto APG é obtido.mas devido à má solubilidade dos álcoois de alto teor de carbono e do açúcar, o tempo de reação é longo e as condições de reação precisam ser cuidadosamente controladas, caso contrário é muito fácil formar blocos de coke aglomerados.Os países estrangeiros utilizam principalmente este método para sintetizar glicosídeos alquilo.

Outro método de síntese é muitas vezes chamado de método de duas etapas.Primeiro, deixar que os álcoois gordurosos de baixo carbono (geralmente butanol) e amido (ou seus produtos de hidrólise) gerem uma cadeia de baixo carbono de glicosídeos alquilo, e, em seguida, álcoois gordurosos de cadeia de carbono alta em vez de glicosídeos na cadeia de baixo carbono, de modo a obter uma cadeia de alto carbono de glicosídeos alquilo.

Atualmente, a principal produção doméstica com este método, as condições comumente utilizadas são: a primeira etapa da reação durante 2 horas, a 100 ~ 120 °C,sob vácuo o mais rapidamente possível para remover o n-butanolApós 40 minutos de reação, o produto é neutralizado com Na2CO3 e o dodecanol é removido a 165°C e 0,27 kPa.O método de duas etapas caracteriza-se por um tempo de reacção curto., operação simples e boa solução para o problema da compatibilidade álcool-açúcar, mas a produção em larga escala precisa de aumentar a separação de processos e equipamentos de baixo teor de álcool de carbono,e a pureza do produto não é tão boa como o método de uma única etapaAlém do método químico, o APG pode também ser sintetizado por método enzimático, que tem as vantagens de boa seletividade, condições suaves, processo simples, alta pureza do produto, etc.,A taxa de conversão é baixa, a velocidade de reação é lenta e é complicado estabelecer um sistema enzimático adequado, por isso ainda está na fase de investigação de laboratório.

V. Formulação de detergentes para lavar louça com APG

Normalmente, os detergentes para lavagem de louça formulados com APG também contêm outros tensioativos, de modo que os detergentes formulados são ricos em espuma, resistentes à água dura,fácil de enxaguar e suave ao toqueDeve notar-se que não existe relação directa entre a espuma e o desempenho do detergente.Mas o fenômeno da espuma diminuir gradualmente durante o processo de lavagem pode indicar uma diminuição dos ingredientes ativos da solução de lavagem e uma diminuição da capacidade de limpeza.Devido ao preço relativamente elevado do GPA, a quantidade de GPA utilizada nas formulações gerais é baixa (geralmente na faixa de 1% a 15%) a fim de reduzir os custos.NaCl é comumente usado como espessante na produção comercial para reduzir ainda mais o custo e aumentar a viscosidade.

O seguinte é um esquema experimental para a preparação de uma fórmula simples: pesar 0,70 g de APG (50%) e 1,20 g de AES (70%), adicionar água a 10 g, respectivamente,e aquecê-lo ligeiramente com um banho de água (ou colete de aquecimento) para dissolvê-lo. Misturar as duas soluções, adicionar NaC1 solução saturada 3,5 m, agitar suavemente uniformemente, o produto é obtido.e o efeito de lavagem em água dura ainda é muito bom depois de diluído 5 vezes.

No experimento, é necessário prestar atenção aos seguintes aspectos: (1) O AES tem uma acidez fraca, que é irritante para a pele,e o contacto directo com a pele deve ser evitado tanto quanto possível. (2) Ao preparar o detergente, o APG e o AES devem ser dissolvidos separadamente antes da mistura, caso contrário a dissolução será mais difícil. (3) O APG é difícil de dissolver em água,Mas agitar vigorosamente produzirá muita espuma., e o efeito de solubilização não é óbvio. Portanto, não deve ser agitado violentamente ao dissolver, e pode ser aquecido ligeiramente para promover a dissolução.(4) NaCl deve ser adicionado sob a forma de solução saturadaA quantidade de NaCl não deve ser muito grande, caso contrário perderá o efeito espessante, em vez de tornar o detergente mais fino..(5) A maior parte dos materiais experimentais são materiais orgânicos inflamáveis, pelo que o processo inteiro não pode ter uma chama aberta.

A fim de atender a diferentes necessidades, pode ser adicionado ao detergente humectante (geralmente um pouco de glicerina) para evitar a secagem da pele após a lavagem, pode ser adicionado à especiaria ( especiaria de limão 0.02g) para melhorar o odor, mas também para adicionar uma quantidade adequada de conservantes (desidroacetato de sódio 0,01 g) para prolongar a vida útil do produto.

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