APG, tensioactivo verde en aplicaciones de lavado de platos

I. ¿Cómo se eliminan la grasa y el aceite de los platos?

El lavado de platos es el proceso de eliminación de grasa y otras suciedades de la superficie de la vajilla y a menudo requiere el uso de detergentes para lavar platos, de los cuales los tensioactivos son un componente esencial.Las moléculas de tensioactivos suelen contener una cadena hidrofóbica larga y un grupo hidrófiloLa cadena hidrófoba se encuentra en un estado inestable en el agua y tiende a migrar a la interfaz de dos o varias fases para minimizar el área de contacto con el agua.que resulta en una menor tensión de la interfazCuando la concentración del tensioactivo es lo suficientemente grande, las moléculas del tensioactivo se acumulan en el agua.cadenas hidrofóbicas juntas entre sí para formar un coloideLos grupos hidrófilos forman la superficie del coloide.El coloide puede encapsular el aceite y hacer que la solubilidad del aceite en agua aumente significativamente (iEl aceite puede ser extraído de la superficie de la vajilla mediante una acción mecánica.

Existen muchos tensioactivos comúnmente utilizados en los detergentes para lavar platos, como el sulfonato de dodecilbenceno sódico (LAS) y el sulfato de polioxietileno éter de alcohol alifático (AES),Pero no son satisfactorias en términos de seguridad., efecto sobre la piel, rendimiento de biodegradación, etc. Aquí introducimos un surfactante verde APG con un rendimiento más ideal.

La Comisión ha adoptado una decisión sobre la aplicación de la presente Decisión.

II. ¿Qué es el APG?

APG significa AlkylPolyglucoside, que generalmente es un compuesto alquilo glicosídeo de monosacáridos y oligosacáridos. La cadena hidrófoba R en la molécula es generalmente un grupo alquilo C8 ~ C12,y el grupo hidrófilo es un monosacárido o oligosacárido glucósido (el grado de polimerización es generalmente de 1~3Dado que la molécula de azúcar tiene múltiples grupos hidroxilo, por ejemplo, la glucosa tiene 5 grupos hidroxilo, la sacarosa, la maltosa tiene 8 grupos hidroxilo,Así que la estructura de los glucósidos alquilo es extremadamente compleja, hay una variedad de isómeros.

III. Rendimiento del detergente de APG

No hay un grupo de ionización fuerte en la molécula de APG, que pertenece al surfactante no iónico, y su actividad superficial es una de las más altas, que es más fuerte que los surfactantes no iónicos comunes (por ejemplo,Polyoxietileno éter de alcohol alifático), y puede mantener una alta actividad superficial en una solución alcalina y electrolita concentrada (por ejemplo, silicato de sodio, etc.).La concentración más baja en la que un tensioactivo puede formar micelas se llama concentración crítica de micelas (cmc), que es un parámetro importante para medir la actividad superficial de un tensioactivo. Cuanto menor sea el cmc, mayor será la actividad superficial.Cuando el grupo alquilo es el mismo, los cmc del sodio dodecilbenceno sulfonato aniónico y del dodecilbenceno sulfato de sodio comúnmente utilizados son 1,2x10-3mol y 9,3x10-3molL, respectivamente,y el cmc del éter polioxietilénico de laurilo no iónico C12H250 ((OC2H4) 9H es 1.0x10-4mol, y las diferentes APG pueden ser tan pequeñas como 8.0x10-5mol-2.2x10-4mol/L. La concentración más baja de micelas se denomina concentración micelar crítica (cmc),y es un parámetro muy importante para medir la actividad superficial del tensioactivo. 4 mol/l.

APG también tiene otras ventajas, incluyendo espuma rica, capacidad de espuma y surfactantes aniónicos son casi los mismos; y otros surfactantes tienen un efecto sinérgico,puede mejorar la actividad superficial y reducir la cantidad de tensioactivos irritantes: se siente suave, menos irritante para la piel. Debido a que no es tóxico, fácil de degradar, y 100% producido con materias primas naturales regenerativas, tiene sus ventajas únicas en el consumo de energía,fisiología, compatibilidad con el medio ambiente, etc., y por lo tanto se conoce como un tensioactivo verde.la capacidad de descontaminación disminuye.

IV. Síntesis de las APG

El APG se prepara generalmente por condensación de almidón natural y sus productos de hidrólisis con alcoholes grasos.Los productos de hidrólisis del almidón pueden ser glucosa u oligosacáridos, como los disacáridos y los trisacáridos.Existen varios métodos de síntesis, pero en la actualidad, el método principal es el método de síntesis química.

Se describen aquí dos de los métodos de síntesis industrial más establecidos.que emplea una reacción directa de alcoholes grasos C8 a C16 con productos de hidrólisis del almidón para producir alquilglicósidosLos catalizadores más utilizados son el ácido sulfúrico, el ácido p-toluenesulfónico y también se utilizan ácidos con propiedades emulsionantes (por ejemplo, ácido dodecilbenzenesulfónico).que hacen que la materia prima se forme estable, gotas finas que ayudan en la reacción de glucosidización.

Una vez terminada la reacción, se elimina el alcohol graso y, después de la neutralización y el blanqueamiento, se obtiene el producto APG.pero debido a la mala solubilidad de los alcoholes de alto contenido de carbono y el azúcar, el tiempo de reacción es largo y las condiciones de reacción deben controlarse cuidadosamente, de lo contrario es muy fácil formar trozos de coque aglomerados.Los países extranjeros utilizan principalmente este método para sintetizar glucósidos alquilo.

Otro método de síntesis se llama a menudo método de dos pasos. Tomemos el método de transacetalización como ejemplo, es en presencia de ácido sulfúrico, ácido p-toluenesulfónico y otros catalizadores ácidos,primero dejar que los alcoholes grasos bajos en carbono (generalmente butanol) y el almidón (o sus productos de hidrólisis) generen una cadena baja en carbono de glucósidos alquilo, y luego alcoholes grasos de cadena alta de carbono en lugar de glucósidos en la cadena baja de carbono, para obtener una cadena alta de carbono de glucósidos alquilo.

En la actualidad, la producción nacional principal con este método, las condiciones comúnmente utilizadas son: el primer paso de la reacción durante 2 horas, a 100 ~ 120 °C,en el vacío lo antes posible para eliminar el n-butanolDespués de 40 minutos de reacción, el producto se neutraliza con Na2CO3 y el dodecanol se elimina a 165 °C y 0,27 kPa.El método de dos pasos se caracteriza por un tiempo de reacción corto., simple operación y buena solución al problema de la compatibilidad entre el alcohol y el azúcar, pero la producción a gran escala necesita aumentar la separación de los procesos y equipos de alcohol bajo en carbono,y la pureza del producto no es tan buena como la del método de un solo pasoAdemás del método químico, el APG también puede sintetizarse por método enzimático, que tiene las ventajas de una buena selectividad, condiciones suaves, proceso simple, alta pureza del producto, etc.,la tasa de conversión es baja, la velocidad de reacción es lenta, y es complicado establecer un sistema enzimático adecuado, por lo que todavía está en la etapa de investigación de laboratorio.

V. Formulación de detergentes para lavavajillas con APG

Por lo general, los detergentes para lavar platos formulados con APG también contienen otros tensioactivos, por lo que los detergentes formulados son ricos en espuma, resistentes al agua dura,fácil de enjuagar y suave al tactoDebe tenerse en cuenta que no existe una relación directa entre el rendimiento de la espuma y el del detergente.pero el fenómeno de espuma que disminuye gradualmente durante el proceso de lavado puede indicar una disminución de los ingredientes activos de la solución de lavado y una disminución de la capacidad de limpiezaDebido al precio relativamente alto del GPA, la cantidad de GPA utilizada en las formulaciones generales es baja (generalmente entre el 1% y el 15%) para reducir los costes.El NaCl se utiliza comúnmente como espesante en la producción comercial para reducir aún más los costos y aumentar la viscosidad.

El siguiente es un esquema experimental para la preparación de una fórmula simple: pesar 0,70 g de APG (50%) y 1,20 g de AES (70%), añadir agua a 10 g, respectivamente,y calentarlo ligeramente con un baño de agua (o una chaqueta de calefacción) para disolverlo.Mezclar las dos soluciones, añadir la solución saturada de NaC1 3,5 m, mezclar suavemente de manera uniforme, el producto se obtiene.y el efecto de lavado en agua dura sigue siendo muy bueno después de haber sido diluido 5 veces.

En el experimento es necesario prestar atención a los siguientes aspectos: 1) El AES tiene una acidez débil, que es irritante para la piel,y el contacto directo con la piel debe evitarse tanto como sea posible. (2) Al preparar el detergente, el APG y el AES deben disolverse por separado antes de mezclarse, de lo contrario la disolución será más difícil. (3) El APG es difícil de disolver en agua,pero al agitarlo con fuerza se producirá mucha espuma.Por lo tanto, no se debe agitar violentamente al disolverse, y se puede calentar ligeramente para promover la disolución.(4) Se debe añadir NaCl en forma de solución saturada.La cantidad de NaCl no debe ser demasiado grande, de lo contrario perderá el efecto espesante, en lugar de hacer que el detergente más delgado.(5) La mayoría de los materiales experimentales son materiales orgánicos inflamables, por lo que todo el proceso no puede tener una llama abierta.

Para satisfacer diferentes necesidades, se puede añadir al humectante del detergente (generalmente un poco de glicerina) para evitar que se seque la piel después del lavado, se puede añadir a la especia (espesa de limón 0.02g) para mejorar el olor, pero también añadir una cantidad adecuada de conservantes (dehidroacetato de sodio 0,01 g) para prolongar la vida útil del producto.

Se trata de un producto que se utiliza para la limpieza de las tabletas.