آمونیوم لوریل اتر سولفات 70% ALES

ویژگی‌های شیمیایی آمونیوم لوریل اتر سولفات ALES70%

آمونیوم لوریل اتر سولفات که با نام‌های Ammonium Lauryl Ether Sulfate  و Ammonium Laureth Sulfate شناخته می‌شود، یک نمک آمونیومیِ الکل چرب اتوکسیله سولفاته‌شده است که وزن مولکولی متوسط آن  381 g/mol است.

در شکل 1 ساختار شیمیایی ALES، شامل بخش آلکیلی آب‌گریز C12–C14، واحدهای اتوکسیله، گروه سولفات و کاتیون آمونیوم نشان داده شده‌اند. زنجیره آلکیلی به جذب چربی و آلودگی کمک می‌کند، بخش اتوکسیله، سازگاری با آب و تحمل سختی آب را بهبود می‌دهد و سر سولفاتی آنیونی، باعث کاهش کشش سطحی، کف‌کنندگی و شویندگی می‌شود. از نظر فنی، اتر سولفات‌های صنعتی مخلوطی از زنجیره‌های آلکیلی و گروه‌های اتوکسیلاسیون هستند که افزایش تعداد گروه اتوکسیلاسیون معمولاً حلالیت در آب و پایداری در برابر سختی آب را نسبت به سولفات‌های بدون اتوکسیلاسیون بهبود می‌دهد.

آمونیوم لوریل اتر سولفات 70%، به‌صورت خمیر عرضه می‌شود. ALES به دلیل داشتن گروه سولفات آمونیومی و بخش اتوکسیله، با سیستم‌های آبی سازگاری بالایی دارد. بنابراین این گروه از سورفکتانت‌ها با ماهیت آبدوست/آب‌گریز خود در سیستم‌های آبی فعال بوده و کاربرد گسترده‌ای در محصولات شوینده و مراقبت شخصی دارند.

روش توليد آمونیوم لوریل اتر سولفات ALES70%

تولید صنعتی ALES شامل چند مرحله است. در مرحله اول، الکل چرب C12–C14 با اتیلن‌اکسید واکنش داده و الکل چرب اتوکسیله تولید می‌شود. سپس الکل اتوکسیله با عامل سولفاته‌کننده (معمولاً SO₃ رقیق‌شده در هوای خشک)، واکنش داده و اسید سولفوریک نیم‌استر یا alcohol ether sulfuric acid تشکیل می‌شود. در مرحله نهایی، این اسید نیم‌استر با آمونیاک یا آمونیوم هیدروکسید خنثی می‌شود و ALES، به دست می‌آید.

ویژگی‌های فنی آمونیوم لوریل اتر سولفات ALES70%

ALES یک سورفکتانت آنیونی غلیظ است که نقش آن بر کاهش کشش سطحی، افزایش خیس‌شوندگی، تولید کف، امولسیون‌سازی و پاک‌کنندگی است. ALES 70% یک گرید غلیظ است که باید ویسکوزیته و ژل‌شدن احتمالی آن در فرآیند اختلاط، کنترل شود. هم‌چنین در تولید باید به نحوه رقیق‌سازی، دمای اختلاط، سرعت همزن و جلوگیری از ایجاد کف بیش از حد توجه شود.

ALES دارای گروه سولفات آنیونی–OSO₃⁻ NH₄⁺  است. این بخش قطبی باعث کاهش کشش سطحی آب و افزایش توانایی ماده در جداکردن چربی، آلودگی و ذرات از سطح می‌شود. علاوه بر این، به دلیل زنجیره آلکیلی C12–C14  و سر سولفاتی آنیونی، توانایی بالایی در تولید کف دارد. این ویژگی در محصولاتی مانند شامپو سر، شامپو بدن، مایع ظرفشویی، شوینده خودرو و فوم‌های صنعتی اهمیت زیادی دارد. وجود بخش اتوکسیله در ساختار ALES نیز باعث می‌شود این ماده نسبت به برخی آلکیل سولفات‌های غیراتوکسیله، رفتار ملایم‌تری در فرمولاسیون‌های پاک‌کننده داشته باشد. بنابراین از این ماده برای تولید محصولات پاک‌کننده ملایم و حتی شامپوکودک استفاده می‌شود. 

ALES معمولاً با بسیاری از اجزای رایج فرمولاسیون شوینده سازگار است و با سورفکتانت‌های آمفوتری، غیریونی، هیدروتروپ‌ها، الکترولیت‌ها، حلال‌ها، مواد نگهدارنده، اسانس‌ها و مواد تنظیم‌کننده pH ترکیب می‌شود. اما چون آنیونی است، در حضور مواد کاتیونی قوی یا پلیمرهای کاتیونی ممکن است ناسازگاری، کدورت، رسوب یا افت عملکرد ایجاد شود. بنابراین در محصولاتی مثل شامپوهای نرم‌کننده، شوینده‌های دارای کواترنری آمونیوم یا فرمول‌های حاوی پلیمرهای کاتیونی باید تست پایداری انجام شود.

در فرایند اختلاط، معمولاً بهتر است ALES به فاز آبی اضافه شود یا پیش از افزودن به فرمول اصلی رقیق‌سازی کنترل‌شده انجام گیرد. افزودن مستقیم به محیط‌های بسیار اسیدی، بسیار الکترولیتی یا حاوی پلیمر کاتیونی می‌تواند باعث افزایش ناگهانی ویسکوزیته، کدورت، ناپایداری یا رسوب شود. در محصولات مراقبت شخصی، ترکیب ALES با کوکامیدوپروپیل بتائین می‌تواند به کاهش تحریک‌پذیری، افزایش ویسکوزیته و تنظیم کف کمک کند.

یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های فنی ALES پایداری آن است . گروه سولفات استری این ترکیب، در شرایط اسیدی شدید (pH ≤ 5) یا دمای بالا (بالاتر از 40 oC) می‌تواند دچار هیدرولیز یا تخریب شود. بنابراین در انبارداری، تولید و اختلاط صنعتی باید از حرارت زیاد، تماس طولانی با اسید، اکسیدکننده‌های قوی و شرایط نامناسب نگهداری جلوگیری شود. توصیه می‌شود که محصول در مکان خشک و خنک و دور از نور خورشید نگهداری شود.

کاربردهای فنی آمونیوم لوریل اتر سولفات ALES70%

ALES در صنعت شوینده، مراقبت شخصی، آرایشی، محصولات مراقبت شخصی، نساجی، پاک‌کننده‌های صنعتی و برخی کاربردها در صنایع پلیمر، چسب، درزگیر و زغال‌سنگ، مطرح است.

صنعت آرایشی و بهداشتی و مراقبت شخصی

در صنعت آرایشی و بهداشتی و مراقبت شخصی، آمونیوم لوریل اتر سولفات عمدتاً به‌عنوان سورفکتانت آنیونی اولیه با خاصیت پاک‌کنندگی ملایم ، کف‌کنندگی و خیس‌کنندگی خوب همراه با تحریک‌پذیری پوستی پایین است. بنابراین، در شامپو، شامپو بچه، شوینده بدن، ژل شست‌وشو، فیس‌واش و سایر محصولات شستشو استفاده می‌شود. البته شدت تحریک‌پذیری با افزایش غلظت بالا می‌رود، بنابراین کاربرد ALES در محصولات آرایشی باید با کنترل درصد مصرف، pH، ناخالصی‌ها، تست پایداری و الزامات قانونی انجام شود. در محصولات آرایشی، ALES  به بهبود بافت و پایداری محصول کمک می‌کند. این ماده با ایجاد کف زیاد، به طور مؤثر آلودگی و چربی را از بین می‌برد، اما به اندازه کافی ملایم است تا باعث آسیب به پوست نشود. این ویژگی، دلیل محبوبیت ALES در فرمولاسیون‌های طراحی شده برای پوست‌های حساس است.

صنعت شوینده

در محصولات شوینده، آمونیوم لوریل اتر سولفات در مایع ظرفشویی، شوینده لباس، پاک‌کننده‌های عمومی و شوینده‌های خانگی به عنوان یک  تمیزکننده قوی و ایمن کاربرد دارد. در این حوزه، مزیت اصلی ALES، قدرت پاک‌کنندگی، تولید کف، خیس‌کنندگی سریع، قابلیت امولسیون کردن چربی و مقرون به‌صرفه بودن است. برای کیفیت صنعتی، پارامترهایی مانند ماده فعال، pH، رنگ، بو، ویسکوزیته، پایداری در دما، سازگاری با حلال‌ها، سازگاری با نمک و سازگاری با نگهدارنده اهمیت دارد. این ماده به طور مؤثر چربی و لکه‌ها را تجزیه کرده و تمیزی کامل را تضمین می‌کند.

پاک‌کننده‌های صنعتی و کارواش

در پاک‌کننده‌های صنعتی و کاربردهای خودرو، آمونیوم لوریل اتر سولفات در فرمولاسیون‌هایی مانند کارواش، شوینده کامیون، پاک‌کننده سطوح، شوینده کارگاهی و سیستم‌های فوم‌زا عملکرد بسیار خوبی در از بین بردن کثیفی‌ها و چربی‌های سنگین نشان می‌دهد. در این محصولات، کنترل کف، قدرت چربی‌زدایی، آبکشی، تحمل سختی آب و سازگاری با حلال‌ها یا قلیاها اهمیت دارد.

صنعت نساجی

در صنعت نساجی، ALES  به دلیل خواص نرم‌کننده و توانایی آن در تمیز کردن مؤثر الیاف استفاده می‌شود. این ماده به آماده‌سازی منسوجات برای پردازش بیش‌تر کمک می‌کند و تضمین می‌کند که پارچه‌ها تمیز و عاری از ناخالصی هستند. در عملیات نساجی، سرعت خیس‌شوندگی، کف، آبکشی، پایداری در برابر الکترولیت، سازگاری با رنگزاها و مواد کمکی، اهمیت دارد.

صنعت پلیمر

از آمونیوم لوریل اتر سولفات در صنعت پلیمر و الاستومر، به‌عنوان امولسیفایر یا کوامولسیفایر در سیستم‌های لاتکس و پلیمریزاسیون امولسیونی استفاده می‌شود. از آن‌جایی­که آلکیل اتر سولفات­‌ها نسبت به الکل چرب سولفات، تحمل سختی آب بهتری دارند و می‌توانند به‌تنهایی یا همراه با سورفکتانت‌های آنیونی و غیریونی در لاتکس‌های acrylic، styrene-acrylic، vinyl-acrylic و EVA استفاده شوند. بنابراین در چسب‌ها، سیلانت‌ها، پوشش‌های پایه‌آب و برخی لاتکس‌های الاستومری، کاربرد دارد.

صنعت زغال‌سنگ

در صنعت زغال‌سنگ، ALES  به‌عنوان ماده خیس‌کننده گردوغبار زغال کاربرد دارد. این ماده با جذب روی سطح زغال در کنترل گردوغبار زغال، فوم‌های ضدغبار و سیستم‌های خیس‌کننده معدنی به کار می رود. اما انتخاب آن باید با کیفیت آب، هزینه، زیست‌تخریب‌پذیری، ایمنی کارگری و تجهیزات تطبیق داده شود.