Nuestros productos principales: silicona amino, silicona en bloque, silicona hidrófila, todas sus emulsiones de silicona, mejorador de la solidez del frote humectante, repelente al agua (sin flúor, carbono 6, carbono 8), productos químicos para lavado de demin (ABS, enzima, protector de spandex, removedor de manganeso), principales países de exportación: India, Pakistán, Bangladesh, Turquía, Indonesia, Uzbekistán, etc.

 

El glutamato monosódico industrial, también conocido como surfactante, es una sustancia que, añadida en pequeñas cantidades, puede reducir considerablemente la tensión superficial del disolvente (normalmente agua) y modificar el estado interfacial del sistema. Al alcanzar una concentración determinada, forma micelas en la solución. Por lo tanto, produce propiedades humectantes o antihumectantes, emulsionantes y demulsificantes, espumantes o antiespumantes, solubilizantes, limpiadores y otros efectos que satisfacen las necesidades de las aplicaciones prácticas. El glutamato monosódico, como sustancia umami, es omnipresente en nuestra dieta y vida diaria. En la producción industrial, los surfactantes son sustancias similares al glutamato monosódico, que no requieren una gran cantidad y pueden tener efectos milagrosos. Estas sustancias se conocen comúnmente como surfactantes.

 

Introducción a los surfactantes

 

Los surfactantes tienen una estructura molecular zwitteriónica: un extremo es un grupo hidrófilo, abreviado como grupo hidrófilo, también conocido como grupo oleofóbico u oleofóbico, que puede disolver surfactantes en agua como monómeros. Los grupos hidrófilos son a menudo grupos polares, que pueden ser grupos carboxilo (-COOH), grupos de ácido sulfónico (-SO3H), grupos amino (-NH2) o grupos amino y sus sales. Los grupos hidroxilo (-OH), grupos amida, enlaces éter (-O -), etc. también pueden ser grupos hidrófilos polares; el otro extremo es un grupo hidrófobo, abreviado como grupo oleófilo, también conocido como grupo hidrófobo o hidrófobo. Los grupos hidrófobos son generalmente cadenas de hidrocarburos no polares, como las cadenas de alquilo hidrófobas R - (alquilo), Ar - (arilo), etc.
Los surfactantes se dividen en surfactantes iónicos (incluidos surfactantes catiónicos y aniónicos), surfactantes no iónicos, surfactantes anfotéricos, surfactantes compuestos y otros surfactantes.

En una solución de surfactante, cuando su concentración alcanza un valor determinado, sus moléculas forman diversas combinaciones ordenadas llamadas micelas. La micelización, o formación de micelas, es una propiedad fundamental de las soluciones de surfactante, y algunos fenómenos interfaciales importantes están relacionados con su formación. La concentración a la que los surfactantes forman micelas en solución se denomina Concentración Miceróbica Crítica (CMC). Las micelas no tienen formas esféricas fijas, sino formas extremadamente irregulares y dinámicamente cambiantes. En determinadas condiciones, los surfactantes también pueden presentar un estado micelar inverso.

 

Los principales factores que afectan la concentración crítica de micelas

 

Estructura de los surfactantes
Adición y tipos de aditivos
La influencia de la temperatura

 

Interacción entre surfactantes y proteínas

 

Las proteínas contienen grupos apolares, polares y cargados, y muchas moléculas anfifílicas pueden interactuar con las proteínas de diversas maneras. Los surfactantes pueden formar combinaciones moleculares ordenadas con diferentes estructuras bajo diferentes condiciones, tales como micelas, micelas inversas, etc., y sus interacciones con las proteínas también son diferentes. Existen principalmente interacciones electrostáticas e hidrofóbicas entre proteínas y surfactantes (PS), mientras que la interacción entre surfactantes iónicos y proteínas se debe principalmente a la interacción electrostática de grupos polares y la interacción hidrofóbica de cadenas de hidrógeno de carbono hidrofóbicas, que se unen a las partes polares e hidrofóbicas de las proteínas, respectivamente, formando complejos de PS. Los surfactantes no iónicos interactúan principalmente con las proteínas a través de fuerzas hidrofóbicas, y la interacción entre sus cadenas hidrofóbicas y los grupos hidrofóbicos de las proteínas puede tener un cierto impacto en la estructura y función de los surfactantes y las proteínas. Por lo tanto, el tipo, la concentración y el entorno del sistema de los surfactantes determinan si estabilizan o desestabilizan las proteínas, se agregan o se dispersan.

 

Valor HLB del surfactante

 

Para exhibir una actividad interfacial única, los surfactantes deben mantener un cierto equilibrio entre los grupos hidrofóbicos e hidrofílicos. El HLB (balance hidrofílico lipofílico) es el valor del equilibrio hidrofílico oleofílico de los surfactantes, que es un indicador de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas.

El valor HLB es un valor relativo (entre 0 y 40), como en el caso de la parafina, con un HLB de 0 (sin grupo hidrofílico), el polioxietileno con un HLB de 20 y el SDS con alta hidrofilicidad con un HLB de 40. Este valor puede utilizarse como referencia para la selección de surfactantes. Cuanto mayor sea el HLB, mayor será la hidrofilicidad del surfactante; cuanto menor sea el HLB, menor será la hidrofilicidad del surfactante.
La función principal de los tensioactivos

 

Efecto emulsionante

Debido a la alta tensión superficial del aceite en agua, al añadirlo al agua y agitarlo vigorosamente, se tritura en finas partículas que se mezclan para formar una emulsión. Sin embargo, la agitación se detiene y las capas se reestructuran. Si se añade un surfactante y se agita vigorosamente, pero no es fácil separarlo durante un tiempo prolongado tras la suspensión, se produce una emulsificación. Esto se debe a que la hidrofobicidad del aceite está rodeada por los grupos hidrófilos del agente activo, lo que crea una atracción direccional y reduce el trabajo necesario para su dispersión en agua, lo que resulta en una buena emulsificación.

 

Efecto humectante

A menudo, una capa de cera, grasa o una sustancia similar a la incrustación se adhiere a la superficie de las piezas, que son hidrófobas. Debido a la contaminación de estas sustancias, la superficie de las piezas no se humedece fácilmente con agua. Al añadir surfactantes a la solución acuosa, las gotas de agua sobre las piezas se dispersan fácilmente, reduciendo considerablemente la tensión superficial de las piezas y logrando así el objetivo de humectación.

 

Efecto de solubilización

Tras añadir surfactantes a las sustancias oleosas, estos solo pueden "disolverse", pero esta disolución solo ocurre cuando la concentración de surfactantes alcanza la concentración crítica de coloides, y la solubilidad está determinada por el objeto y las propiedades solubilizantes. En cuanto al efecto de solubilización, las cadenas génicas hidrófobas largas son más resistentes que las cadenas cortas, las cadenas saturadas son más resistentes que las insaturadas, y el efecto de solubilización de los surfactantes no iónicos suele ser más significativo.

 

Efecto dispersante

Las partículas sólidas, como el polvo y la suciedad, tienden a acumularse y sedimentarse fácilmente en el agua. Las moléculas de los surfactantes pueden dividir los agregados de partículas sólidas en partículas más pequeñas, lo que permite que se dispersen y suspendan en la solución, promoviendo así una dispersión uniforme de las partículas sólidas.

 

Acción de espuma

La formación de espuma se debe principalmente a la adsorción direccional del agente activo y a la reducción de la tensión superficial entre las fases gaseosa y líquida. Generalmente, el agente activo de bajo peso molecular es fácil de espumar, el de alto peso molecular produce menos espuma, el amarillo de miristato tiene mayor capacidad de formación de espuma y el estearato de sodio presenta la peor capacidad de formación de espuma. El agente activo aniónico presenta mejor capacidad de formación de espuma y estabilidad de la espuma que el agente activo no iónico, como el alquilbencenosulfonato de sodio, que presenta una alta capacidad de formación de espuma. Los estabilizadores de espuma comúnmente utilizados incluyen amidas de alcohol alifático, carboximetilcelulosa, etc. Los inhibidores de espuma incluyen ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, poliéteres, etc., y otros surfactantes no iónicos.

 

Clasificación de los surfactantes

 

Los surfactantes se pueden dividir en surfactantes aniónicos, surfactantes no iónicos, surfactantes zwitteriónicos y surfactantes catiónicos según sus características de estructura molecular.

 

Tensioactivo aniónico

Sulfonato
Los agentes activos comunes de este tipo incluyen el alquilbencenosulfonato lineal de sodio y el alfa-olefinsulfonato de sodio. El alquilbencenosulfonato lineal de sodio, también conocido como LAS o ABS, es un polvo o escama sólido de color blanco o amarillo pálido con buena solubilidad en sistemas tensioactivos complejos. Es relativamente estable a los álcalis, ácidos diluidos y agua dura. Se utiliza comúnmente en detergentes lavavajillas y detergentes líquidos para ropa, pero generalmente no se utiliza en champús y rara vez en geles de ducha. En detergentes lavavajillas, su dosificación puede representar aproximadamente la mitad de la cantidad total de tensioactivos, y el rango de ajuste real de su proporción en detergentes líquidos para ropa es relativamente amplio. Un sistema compuesto típico utilizado en detergentes lavavajillas es el sistema ternario "LAS (alquilbencenosulfonato lineal de sodio) - AES (alcohol éter sulfato de sodio) - FFA (alcohol amida de alcohol)". Las principales ventajas del alquilbencenosulfonato lineal de sodio son su buena estabilidad, su potente poder de limpieza, su mínimo impacto ambiental y su biodegradabilidad en sustancias inocuas a bajo precio. Su principal desventaja es su alto poder estimulante. El alfa olefin sulfonato de sodio, también conocido como AOS, es altamente soluble en agua y presenta buena estabilidad en un amplio rango de valores de pH. Entre las variedades de sales de ácido sulfónico, su rendimiento es superior. Sus ventajas más destacadas son su buena estabilidad, buena solubilidad en agua, buena compatibilidad, baja irritación y una óptima degradación microbiana. Es uno de los principales surfactantes utilizados comúnmente en champús y geles de ducha. Su desventaja es su precio relativamente alto.

 

Sulfato
Los agentes activos comunes de este tipo incluyen el sulfato de éter polioxietilénico de alcohol graso de sodio y el sulfato dodecilénico de sodio.

Sulfato de éter polioxietilénico de alcohol graso de sodio, también conocido como AES o sulfato de éter de alcohol de sodio.

Fácil de disolver en agua, se puede usar en champú, gel de ducha, detergente líquido para lavavajillas (detergente para lavavajillas) y detergente líquido para ropa. La solubilidad en agua es mejor que la del dodecil sulfato de sodio y se puede preparar en cualquier proporción de solución acuosa transparente a temperatura ambiente. La aplicación del alquilbencenosulfonato de sodio en detergentes líquidos es más extensa y tiene mejor compatibilidad que la del alquilbencenosulfonato de cadena lineal; se puede complejar con muchos surfactantes en formas binarias o múltiples para formar soluciones acuosas transparentes. Las ventajas sobresalientes son baja irritación, buena solubilidad en agua, buena compatibilidad y buen desempeño en la prevención de la sequedad, el agrietamiento y la aspereza de la piel. La desventaja es que la estabilidad en medios ácidos es ligeramente pobre y el poder de limpieza es inferior al del alquilbencenosulfonato lineal de sodio y al dodecil sulfato de sodio.

El dodecil sulfato de sodio, también conocido como AS, K12, cocoil sulfato de sodio y lauril sulfato de sodio, es insensible a los álcalis y al agua dura. Su estabilidad en condiciones ácidas es inferior a la de los sulfatos generales y similar a la del polioxietileno éter sulfato de alcohol graso. Es fácilmente degradable y su impacto ambiental es mínimo. Al usarse en detergentes líquidos, la acidez no debe ser demasiado alta. El uso de etanolamina o sales de amonio en champús y geles de ducha no solo aumenta la estabilidad ácida, sino que también ayuda a reducir la irritación. Además de su buena capacidad espumante y su potente poder de limpieza, su rendimiento en otros aspectos no es tan bueno como el del alcohol éter sulfato de sodio. El precio de los tensioactivos aniónicos comunes suele ser más elevado.

 

Tensioactivo catiónico

En comparación con otros tipos de tensioactivos, los catiónicos presentan el efecto de ajuste más destacado y el mayor efecto bactericida, aunque presentan desventajas como bajo poder de limpieza, baja capacidad de formación de espuma, baja compatibilidad, alta irritabilidad y un precio elevado. Los tensioactivos catiónicos no son directamente compatibles con los tensioactivos aniónicos y solo pueden utilizarse como agentes acondicionadores o fungicidas. Los tensioactivos catiónicos se utilizan comúnmente como tensioactivos auxiliares en detergentes líquidos (como un componente acondicionador menor en las formulaciones) para productos de alta gama, principalmente champús. Como componente de agente de ajuste, no puede sustituirse por otros tipos de tensioactivos en champús de detergentes líquidos de alta gama.

Los tipos comunes de surfactantes catiónicos incluyen cloruro de hexadeciltrimetilamonio (1631), cloruro de octadeciltrimetilamonio (1831), goma guar catiónica (C-14 S), pantenol catiónico, aceite de silicona catiónico, óxido de dodecildimetilamina (OB-2), etc.

 

Tensioactivo zwitteriónico

Los tensioactivos bipolares son aquellos que poseen grupos hidrófilos tanto aniónicos como catiónicos. Por lo tanto, presentan propiedades catiónicas en soluciones ácidas, aniónicas en soluciones alcalinas y no iónicas en soluciones neutras. Son fácilmente solubles en agua, soluciones ácidas y alcalinas concentradas, e incluso en soluciones concentradas de sales inorgánicas. Presentan buena resistencia al agua dura, baja irritación cutánea, buena suavidad en los tejidos, buenas propiedades antiestáticas, buen efecto bactericida y buena compatibilidad con diversos tensioactivos. Entre los tensioactivos anfóteros más importantes se encuentran la dodecildimetilbetaína y la carboxilatoimidazolina.

 

Tensioactivo no iónico

Los surfactantes no iónicos poseen buenas propiedades como solubilización, lavado, antiestáticos, baja irritación y dispersión de jabón de calcio. Su rango de pH aplicable es más amplio que el de los surfactantes iónicos generales. Salvo las propiedades antiincrustantes y espumantes, otras propiedades suelen ser superiores a las de los surfactantes aniónicos generales. Añadir una pequeña cantidad de surfactante no iónico al surfactante iónico puede aumentar la actividad superficial del sistema (en comparación con el mismo contenido de sustancia activa). Las principales variedades incluyen amidas de alcoholes alquílicos (FFA), éteres de polioxietileno de alcoholes grasos (AE) y éteres de polioxietileno de alquilfenol (APE u OP).

Las amidas de alcohol alquílico (FFA) son una clase de tensioactivos no iónicos con un rendimiento superior, amplias aplicaciones y alta frecuencia de uso, comúnmente utilizados en diversos detergentes líquidos. En estos últimos, se suelen usar en combinación con amidas, en una proporción de 2:1 y 1,5:1 (amida de alcohol alquílico: amida). Las amidas de alcohol alquílico pueden utilizarse en detergentes generalmente ligeramente ácidos y alcalinos, y son la variedad más económica de tensioactivos no iónicos.

 

Aplicación de surfactantes

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente el progreso de la industria química y la penetración de disciplinas afines, el papel y la aplicación de los surfactantes se han extendido y profundizado cada vez más. Desde la minería de minerales y el desarrollo energético hasta los efectos en células y enzimas, se pueden encontrar trazas de surfactantes. Hoy en día, su aplicación no se limita a detergentes, dentífricos, emulsionantes cosméticos y otras industrias químicas de uso diario, sino que se ha extendido a otros sectores de producción como la petroquímica, el desarrollo energético y la industria farmacéutica.

 

Extracción de petróleo
En la extracción de petróleo, el uso de soluciones diluidas de surfactantes en agua o soluciones mixtas concentradas de surfactantes con petróleo y agua puede aumentar la recuperación de crudo entre un 15% y un 20%. Debido a su capacidad para reducir la viscosidad de la solución, se utilizan durante la perforación para disminuir la viscosidad del crudo y reducir o prevenir accidentes. También pueden permitir que pozos antiguos que ya no rocían petróleo vuelvan a rocío.

Desarrollo energético
Los surfactantes también pueden contribuir al desarrollo energético. En el contexto actual de aumento de los precios mundiales del petróleo y de las fuentes de petróleo de esquisto bituminoso, el desarrollo de combustibles mezclados con carbón y petróleo cobra una profunda importancia. La incorporación de surfactantes al proceso puede producir un nuevo tipo de combustible con alta fluidez, capaz de sustituir a la gasolina como fuente de energía. La incorporación de emulsionantes a la gasolina, el diésel y el petróleo pesado no solo ahorra recursos petrolíferos, sino que también mejora la eficiencia térmica y reduce la contaminación ambiental. Por lo tanto, los surfactantes tienen una profunda importancia para el desarrollo energético.

Industria textil
La aplicación de surfactantes en la industria textil tiene una larga historia. Las fibras sintéticas presentan inconvenientes como rugosidad, esponjosidad insuficiente, susceptibilidad a la adsorción electrostática del polvo y baja absorción de humedad y tacto en comparación con las fibras naturales. Si se tratan con surfactantes especializados, estos defectos en las fibras sintéticas pueden mejorarse considerablemente. Los surfactantes también se utilizan como suavizantes, agentes antiestáticos, humectantes, penetrantes y emulsionantes en la industria de la impresión y el teñido de textiles. Su aplicación en la industria de la impresión y el teñido de textiles es muy extensa.

Limpieza de metales
En la limpieza de metales, los disolventes tradicionales incluyen disolventes orgánicos como la gasolina, el queroseno y el tetracloruro de carbono. Según estadísticas relevantes, en China se utilizan hasta 500.000 toneladas de gasolina al año para limpiar piezas metálicas. Los agentes de limpieza de metales a base de agua formulados con surfactantes permiten ahorrar energía. Se calcula que una tonelada de agente de limpieza de metales puede sustituir 20 toneladas de gasolina, y una tonelada de materia prima derivada del petróleo puede utilizarse para producir 4 toneladas de agente de limpieza de metales, lo que indica la profunda importancia de los surfactantes para el ahorro de energía. Los agentes de limpieza de metales con surfactantes externos también se caracterizan por ser no tóxicos, no inflamables, no contaminantes para el medio ambiente y garantizar la seguridad de los trabajadores. Este tipo de agente de limpieza de metales se ha utilizado ampliamente para limpiar diversos componentes metálicos, como motores aeroespaciales, aeronaves, cojinetes, etc.

Industria alimentaria
En la industria alimentaria, los surfactantes son aditivos multifuncionales que se utilizan en la producción de alimentos. Poseen excelentes propiedades emulsionantes, humectantes, antiadherentes, conservantes y floculantes. Gracias a su especial efecto aditivo, pueden lograr pasteles crujientes, espumar alimentos, ablandar el pan y dispersar y emulsionar uniformemente materias primas como mantequilla artificial, mayonesa y helado, lo que mejora el proceso de producción y la calidad interna de los productos.

Los plaguicidas agrícolas son emulsiones líquidas que, debido a su tensión superficial, presentan la desventaja de ser difíciles de distribuir al rociarse sobre las hojas. Si se añade un surfactante a la solución, este puede reducir la tensión superficial del líquido, es decir, la loción pierde su actividad superficial y se distribuye fácilmente sobre la superficie foliar, mejorando así su efecto insecticida.