سدیم لوریل سارکوزینات

ويژگی‌­های شيميايی و خواص عمومی سدیم لوریل سارکوزینات

سدیم لوریل سارکوزینات (Sodium Lauroyl Sarcosinate) یک سورفکتانت آنیونی ملایم از خانواده  Fatty Acyl Sarcosinates با فرمول مولکولی C15H28NNaO3 و جرم مولی حدود 293.38 g/mol است. این ترکیب در واقع نمک سدیمی N-Lauroyl Sarcosine است. ساختار مولکولی این ماده همان‌طور که در شکل1 قابل مشاهده است شامل یک زنجیره هیدروکربنی آب‌گریزC12، یک گروه آمیدی حاصل از سارکوزین (هسته آمینواسیدی مولکول) و یک گروه کربوکسیلات یونی با یون سدیم است. وجود زنجیره هیدروکربنی بلند، بخش آب‌گریز مولکول و گروه کربوکسیلات یونی بخش آب‌دوست را ایجاد می‌کند. همین ساختار  باعث می‌شود که این ماده قادر به جداکردن چربی و آلودگی، ترکردن سطح و تشکیل و تثبیت کف شود.

شکل تجاری سدیم لوریل سارکوزینات می‌تواند متفاوت باشد. این ماده معمولاً به‌صورت محلول آبی با حدود 30 درصد ماده فعال یا به‌صورت پودر جامد با ماده فعال بیش از 95 درصد عرضه می‌شود.

فرم جامد یا پودری، نقطه ذوب حدود 140 oC داشته و محلول در آب است و برخی گریدهای تجاری آن سازگاری مناسبی با الکل‌ها نیز دارند. در مقایسه با صابون‌های سدیمی اسیدهای چرب، سارکوزینات‌ها نسبت به یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت، مقاومت بیش‌تری نشان می‌دهند و کمتر دچار افت شدید عملکرد یا تشکیل رسوب می‌شوند.

محلول‌های 30 درصد تجاری آن نيز دارای ویسکوزیته کمتر از mPa·s  100هستند. گروه فعال اصلی سدیم لوریل سارکوزینات، گروه کربوکسیلات سدیمی (-COO⁻Na⁺) است، بنابراین رفتار محلول و ميزان حلاليت به pH  وابسته است. به گونه­اي كه در شرایط خنثی و قلیایی، ساختار یونی ماده پایدار بوده و حلالیت آبی بالا است. اما با کاهش pH  و در محیط اسیدی، حلالیت کمتری در آب داشته و خواصی مانند کاهش شفافیت محلول، کاهش کف، تغییر ویسکوزیته و ساختار مایسلی به همراه خواهد داشت. بنابراين pH حدود 5 و پایین‌تر می‌تواند برای رفتار فازی سارکوزینات‌ها اهمیت داشته باشد.

سدیم لوروئیل سارکوزینات، در محیط‌های خنثی تا کمی قلیایی پایدار بوده و بیش‌ترین حساسیت آن مربوط به هیدرولیز پیوند آمیدی در شرایط شدید اسیدی یا قلیایی، تشکیل کمپلکس با سورفکتانت‌های کاتیونی و واکنش‌های نیتروزاسیون در حضور عوامل نیتروزکننده است. بنابراین، کنترل pH، دما و سازگاری مواد اولیه در فرمولاسیون برای حفظ عملکرد و پایداری این سورفکتانت ضروری است.

روش­ توليد سدیم لوریل سارکوزینات

تولید صنعتی سدیم لوریل سارکوزینات معمولاً از طریق واکنش آسیلاسیون سارکوزینات سدیم با لوریل کلراید انجام می‌شود. در مرحله اول، اسید لوریک (Lauric Acid) با یک عامل کلردارکننده مانند تیونیل کلراید (SOCl₂) به لوروئیل کلراید تبدیل می‌شود. سپس لوریل کلراید در حضور محلول قلیایی سدیم سارکوزینات و تحت کنترل pH و دما واکنش داده و Sodium Lauroyl Sarcosinate تولید می‌شود.

ويژگی‌های فنی سدیم لوریل سارکوزینات

سدیم لوریل سارکوزینات به دلیل داشتن زنجیره لوریل آب‌گریز و گروه کربوکسیلات یونی، یک سورفکتانت آنیونی با قابلیت پاک‌کنندگی، ترکنندگی، کف‌کنندگی و امولسیون‌سازی روغن و آلودگی‌های سطحی است. میزان دقیق خواص فیزیکی محصول به غلظت ماده فعال و شکل تجاری آن وابسته است.

برخلاف بسیاری از سورفکتانت‌های آنیونی قوی که برای افزایش شویندگی ممکن است باعث خشکی و تحریک پوست و مو شوند، این سورفکتانت به دلیل ساختار آمینواسیدی علاوه بر ایجاد کف غنی و پایدار، سازگاری مناسبی با پوست و مو دارد به همین دلیل یکی از سورفکتانت‌های کلیدی در فرمولاسیون محصولات شوینده ملایم، شامپوها، شوینده‌های صورت و محصولات مراقبت شخصی محسوب می شود.

توانایی ایجاد کف این سورفکتانت متراکم و نسبتاً پایدار است. این خصوصیت باعث شده سدیم لوریل سارکوزینات در شامپوها، شوینده‌های صورت، محصولات حمام و محصولات دهان و دندان کاربرد گسترده داشته باشد. در بسیاری از فرمولاسیون‌ها به‌تنهایی استفاده نمی‌شود، بلکه در کنار سورفکتانت‌های آمفوتری مانند بتائین­ها قرار می‌گیرد تا کف، ملایمت و رئولوژی سیستم بهینه شود.

این ماده در مقایسه با صابون‌های معمولی تحمل بهتری نسبت به یون‌های کلسیم و منیزیم  موجود در آب سخت داشته و در این شرایط حلالیت و عملکرد کمتر تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

كاربردهای سدیم لوریل سارکوزینات

کاربرد اصلی سدیم لوریل سارکوزینات در صنایعی است که نیاز به پاک‌کنندگی، کف‌کنندگی، ترکنندگی و سازگاری بالا با پوست و سطوح دارند. برخلاف برخی سورفکتانت‌های عمومی، کاربرد این ماده بیش‌تر در محصولات تخصصی و با ارزش افزوده بالاتر است.

آرایشی و بهداشتی و محصولات مراقبت شخصی

مهم‌ترین و گسترده‌ترین حوزه مصرف سدیم لوریل سارکوزینات در صنعت آرایشی و مراقبت شخصی است. این ماده در شامپو، شوینده صورت‌ و بدن، ژل حمام، شوینده دست، پاک ‌کننده آرایش و سایر محصولات قابل‌آبکشی به‌عنوان سورفکتانت پاک‌کننده و کف‌کننده استفاده می‌شود. مزیت اصلی آن در این محصولات، ترکیب مناسب پاک‌کنندگی، ایجاد کف و ملایمت است. به همین دلیل در طراحی فرمولاسیون‌های بدون سولفات نیز مورد توجه قرار دارد.

در استفاده آرایشی و بهداشتی، کنترل pH، مواد نیتروزکننده و میزان تحریک‌کنندگی محصول نهایی اهمیت دارد.

محصولات دهان و دندان

سدیم لوریل سارکوزینات کاربرد شناخته‌شده‌ای در محصولات دهان و دندان همچون خمیردندان، دهان­شویه و سایر محصولات Oral Care دارد. در این محصولات وظیفه اصلی آن شامل ترکنندگی، شویندگی، پخش بهتر اجزای فرمولاسیون و کمک به ایجاد کف است. در این صنعت معمولاً از گریدهای با خلوص بالاتر و کنترل میکروبی مناسب استفاده می‌شود.

صنعت شوینده و محصولات خانگی

سديم لوريل ساركوزينات به‌عنوان شوینده، عامل تركننده و كف زا در محصولات شوينده خانگي استفاده می‌شود. کاربرد اصلی این ماده در محصولات مایع ظرفشویی، برخی شوينده­هاي ماشین ظرفشویی، شوینده لباس، پاک‌کننده‌های چندمنظوره و شوینده‌های سطوح سخت است و با توجه به قیمت بالاتر نسبت به سورفکتانت‌هایی مانند SLES و LAS، معمولاً به‌عنوان سورفکتانت اصلی در شوینده‌های اقتصادی استفاده نمی‌شود، بلکه بیش‌تر در محصولات Premium وپا‌کننده های ملایم استفاده می‌شود.

صنعت دارویی و پزشکی

گریدهای دارویی سدیم لوریل سارکوزینات در برخی محصولات پزشکی و دارویی هم‌چون محصولات پاک‌کننده پزشکی، شوینده‌های ضدعفونی‌کننده دست، برخی محصولات موضعی و فرمولاسیون‌های دارویی نیازمند عامل ترکننده، کاربرد دارند.

صنعت کشاورزی

سدیم لوریل سارکوزینات در برخی فرمولاسیون‌های آفت‌کش به عنوان سورفکتانت کمکی برای بهبود پخش محلول روی سطح برگ و افزایش ترشوندگی قطرات اسپری استفاده می‌شود. در چنین سیستم‌هایی، این ماده نقش ماده موثره در آفت‌کش را ندارد، بلکه با بهبود ترشوندگی،  به عملکرد بهتر فرمولاسیون کمک می‌کند.

صنعت چسب‌ و پوشش‌های مرتبط با مواد غذایی

کاربرد این سورفکتانت در این حوزه محدود و تخصصی است به گونه ای که در برخی چسب­های پایه آبی و برخی پوشش‌های دارای الزامات غذایی با بهبود ترشوندگی و پراکندگی اجزا فرمولاسیون به کار می رود.

شوینده‌های صنعتی

در برخی شوینده‌های صنعتی و سازمانی به‌عنوان پاک کننده تجهیزات و سطوح از سدیم لوریل سارکوزینات استفاده می‌شود. عملکرد این ماده در این محصولات کاهش کشش سطحی، افزایش تماس محلول با سطح، تولید کف و کمک به حذف آلودگی‌های روغنی است.