سولفوسوکسینات

ويژگی‌­های شيميايی و خواص عمومی سولفوسوکسینات

دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات (Disodium Laureth Sulfosuccinate) که گاهی به اختصار DLS یا DLES نامیده می‌شود، یکی از سورفکتانت‌های آنیونی ملایم و پرکاربرد در صنایع شیمیایی، شوینده، آرایشی و بهداشتی است. این سورفکتانت آنیونی از اتصال لوریل الکل اتوکسیله (بخش چربی دوست) به سولفوسوکسینیک اسید (بخش آبدوست) و سپس خنثی‌سازی آن با دو یون سدیم تولید می‌شود. در عمل، این ماده یک ترکیب کاملاً منفرد و با ساختار یکنواخت نیست، زیرا بخش Laureth دارای توزیعی از تعداد واحدهای اتوکسی و هم‌چنین توزیعی از زنجیرهای چرب است.

ساختار دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات از سه بخش تشکیل شده است. بخش اول، زنجیر لوریل آب‌گریز است که تمایل ماده را به چربی‌ها، آلودگی‌های آلی، مونومرها و سطوح آب‌گریز افزایش می‌دهد. بخش دوم، زنجیر اتوکسیله یا پلی‌اکسی‌اتیلنی است که حلالیت در آب، ملایمت و سازگاری با سورفکتانت‌های غیریونی و آمفوتری را بهبود می‌دهد. بخش سوم، سر قطبی سولفوسوکسینات شامل گروه‌های سولفونات و کربوکسیلات سدیمی است که خاصیت آنیونی، آب‌دوستی و فعالیت سطحی قوی ایجاد می‌کند.

دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات معمولاً به‌صورت محلول آبی (مایع شفاف و بی‌رنگ) عرضه می‌شود و با بسیاری از سیستم‌های سورفکتانت‌های آبی سازگاری دارد. استفاده از این ماده در فرمولاسیون‌های آرایشی و بهداشتی، می‌تواند به کاهش تحریک‌پذیری، بهبود کف، افزایش ملایمت و ایجاد فرمولاسیون‌های کم‌سولفات یا بدون سولفات کمک کند. در واقع در فرمولاسیون هایی که کاهش تحریکات پوستی و تولید محصولات ملایم مورد اهمیت است، باید به جای SLES و 30%SLS از سولفوسوکسینات استفاده شود. 

از آن‌جایی که این ماده یک سورفکتانت آنیونی است، ممکن است با پلیمرهای کاتیونی یا سیستم‌های دارای الکترولیت بالا دچار افت پایداری، کدری، رسوب یا تغییر ویسکوزیته شود. بنابراین سازگاری آن باید در فرمول نهایی کنترل شود. دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات در محدوده pH اسیدی ملایم تا خنثی معمولاً پایدار است. اما در شرایط  pH  بسیار اسیدی، بسیار قلیایی یا دمای بالا، ممکن است دچار هیدرولیز یا افت کیفیت شود. به همین دلیل، این ماده در فرمولاسیون‌های اسیدی ملایم تا خنثی عملکرد بهتری دارد و در کنار گلوکوزایدها دارای اثربخشی بهتری می باشد. محدوده‌ای که با بسیاری از شامپوها، شوینده‌های صورت و محصولات مراقبت شخصی، سازگار است. 

روش­ توليد سولفوسوکسینات

تولید صنعتی دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات معمولاً شامل سه مرحله اصلی می‌شود:

در مرحله اول، لوریل الکل با مقدار مشخصی اتیلن اکساید واکنش داده و لوریل الکل اتوکسیله تولید می‌شود. این مرحله که اتوکسیلاسیون نامیده می‌شود، یک مولکول منفرد تولید نمی‌کند بلکه محصولی با توزیع تعداد واحدهای EO ایجاد می‌کند. همین توزیع بر حلالیت، کف، ملایمت، ویسکوزیته و سازگاری محصول نهایی اثر می‌گذارد.

در مرحله دوم، گروه هیدروکسیل انتهایی لورت با مالئیک انیدرید، با نسبت مولی ۱:۱، واکنش استریفیکاسیون داده و مونو‌استر مالئیک اسید تشکیل می‌شود.

در مرحله سوم، سدیم سولفیت به پیوند دوگانه مونو‌استر اضافه می‌شود و ساختار سولفوسوکسینات تشکیل می‌گردد. در پایان، محصول تصفیه شده و با آب رقیق می‌شود، سپس pH، ویسکوزیته، درصد مواد جامد و مواد فعال  در محدوده مشخص تنظیم می‌شود و محصول نهایی به‌صورت محلول یا خمیر آبی عرضه می‌شود.

ويژگی­‌های فنی سولفوسوکسینات

معمولا دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات به‌صورت محلول آبی با ویسکوزیته کم تا متوسط (حداکثر cps 200 در 20 درجه سانتی‌گراد) عرضه می‌شود. درصد جامد آن که بیانگر مجموع مواد غیرفرّار محصول همچون سورفکتانت، نمک‌ها و محصولات جانبی هستند، 36 تا 40 درصد است. در حالی‌که درصد اکتیو آن که نشان‌دهنده مقدار واقعی سورفکتانت مؤثر در شویندگی و کاهش کشش سطحی است، حداقل 32 درصد است. این پارامترها برای پمپاژ، اختلاط، تعیین دوز لازم، تخلیه بشکه و طراحی ویسکوزیته فرمول نهایی اهمیت دارند.

شاخص‌های عملکردی این ماده شامل پاک‌کنندگی ملایم، کف مناسب، بهبود کرمی بودن کف، ترکنندگی، امولسیون‌کنندگی، هیدروتروپی، سازگاری با سورفکتانت‌های آمفوتریک، کمک به فرمولاسیون‌های کم‌تحریک و امکان استفاده در محصولات بدون سولفات است.

تحمل دمایی این ماده متوسط است، بنابراین در ظروف دربسته، دور از نور خورشید و دمای کم‌تر از 30 درجه سانتی‌گراد، نگهداری شود. قرارگیری طولانی‌مدت در دمای بالا می‌تواند باعث افتpH، افزایش ترکیبات غیریونی و افزایش ویسکوزیته شود.

كاربردهای سولفوسوکسینات

دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات در صنایع مختلف ازجمله شوینده رنگ و جوهر چاپ، چسب، کاغذ، نساجی و کشاورزی کاربرد دارد. اهمیت اصلی این ماده در مقایسه با سورفکتانت‌های آنیونی قوی‌تر مانند سدیم لوریل سولفات، ایجاد پاک‌کنندگی و کف‌کنندگی مناسب اما تحریک‌پذیری کمتر برای پوست و چشم است.

صنایع شوینده و آرایشی - بهداشتی

مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین کاربرد دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات در صنعت شوینده و آرایشی و بهداشتی است. این ماده در شامپوهای ملایم، شامپو بچه، فوم حمام، صابون مایع، شوینده صورت، ژل شست‌وشوی بدن، محصولات پوست حساس، پاک‌کننده‌های خانگی، کرم‌ها و لوسیون‌های پاک‌کننده استفاده می‌شود.

دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات به‌دلیل ملایمت نسبی و قدرت کف مناسب، می‌تواند تحریک‌پذیری سیستم سورفکتانتی را کاهش دهد و برای محصولات کودکان، پوست حساس و شوینده‌های بدون سولفات مناسب باشد.

صنعت نساجی

در صنعت نساجی، سولفوسوکسینات‌ها می‌توانند به‌عنوان ترکننده، شوینده، امولسیون‌کننده و دیسپرس‌کننده استفاده شوند. دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات می‌تواند در برخی فرمولاسیون‌های نساجی به نفوذ بهتر آب در الیاف، حذف روغن‌ها و مواد فرآیندی و پخش بهتر افزودنی‌ها کمک کند.

صنعت کاغذ

در صنعت کاغذ، سورفکتانت‌ها در بهبود ترکنندگی، دیسپرس کردن، آماده‌سازی پیگمنت، افزودنی‌های پوشش‌دهی و شست‌وشو کاربرد دارند. دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات می‌تواند در سیستم‌های آبی به‌عنوان عامل ترکننده یا دیسپرس‌کننده استفاده شود. مخصوصاً در مواردی که رنگ پایین، سازگاری آبی و عملکرد آنیونی ملایم اهمیت دارد.

صنعت کشاورزی

از دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات در برخی فرمولاسیون‌های کشاورزی به‌عنوان سورفکتانت آنیونی و ماده کمکی برای بهبود ترشوندگی، پخش قطرات، امولسیون‌سازی مواد آب‌گریز و پایداری فرمولاسیون استفاده می‌شود. کاربرد آن باید بر اساس سازگاری فرمولاسیونی، آزمون گیاه‌سوزی و الزامات قانونی محصول انجام شود.

چسب‌های صنعتی، تولید لاتکس، رنگ و جوهر چاپ

دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات در تولید لاتکس و پلیمریزاسیون امولسیونی نیز کاربرد دارد. در پلیمریزاسیون امولسیونی، سورفکتانت‌ها برای کاهش کشش بین‌سطحی، تشکیل مایسل، پایدارسازی قطرات مونومر، کنترل اندازه ذرات پلیمر و جلوگیری از انعقاد استفاده می‌شوند. به همین دلیل، این ماده برای سیستم‌های آب‌پایه مورد استفاده در چسب‌های صنعتی، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، پوشش‌ها، سیلانت‌ها و لاتکس‌های آکریلیکی یا استایرن-آکریلیکی اهمیت دارد.

برای لاتکس‌های انعطاف‌پذیر یا الاستومری، دی‌سدیم لورت سولفوسوکسینات می‌تواند به پایدارسازی کلوئیدی کمک کند. اما مصرف بیش از حد سورفکتانت ممکن است حساسیت فیلم نهایی به آب، کف، مهاجرت سطحی و افت خواص فیلم را افزایش دهد.