Ένα απορρυπαντικό είναι ένα επιφανειοδραστικό ή ένα μείγμα επιφανειοδραστικών με "ιδιότητες καθαρισμού σε αραιά διαλύματα."[1] Αυτές οι ουσίες είναι συνήθως αλκυκυλοβενζολοσουλφονικό νάτριο, μια οικογένεια ενώσεων που μοιάζουν με το σαπούνι, αλλά είναι περισσότερο διαλυτές στο σκληρό νερό, επειδή τα πολικά σουλφονικά (των απορρυπαντικών) μοιάζουν λιγότερο με τα πολικά καρβοξύλια (του σαπουνιού) στη δέσμευση με το ασβέστιο και τα άλλα ιόντα που βρίσκονται στο σκληρό νερό. Στα περισσότερα οικιακά περιβάλλοντα, ο όρος απορρυπαντικό από μόνος του αναφέρεται ειδικά σε απορρυπαντικό πλυντηρίου ή υγρό απορρυπαντικό, σε αντίθεση με το σαπούνι στο χέρι ή άλλους τύπους καθαριστικών. Τα απορρυπαντικά είναι συνήθως διαθέσιμα ως σκόνες ή συμπυκνωμένα διαλύματα. Απορρυπαντικά όπως τα σαπούνια, έχουν αποτέλεσμα επειδή είναι αμφίφιλα: μερικώς υδρόφιλα (πολικά) και μερικώς υδρόφοβα (μη πολικά). Η διπλή τους φύση διευκολύνει το μείγμα των υδρόφοβων ενώσεων (όπως λάδια και λίπη) με το νερό. Επειδή ο αέρας δεν είναι υδρόφοβος, τα απορρυπαντικά είναι επίσης μέσα αφρισμού σε διαφορετικό βαθμό.
Χημική ταξινόμηση των απορρυπαντικών
Τα απορρυπαντικά ταξινομούνται σε τρεις μεγάλες ομάδες, ανάλογα με το ηλεκτρικό φορτίο των επιφανειοδραστικών.
Ανιονικά απορρυπαντικά
Τυπικά ανιονικά απορρυπαντικά είναι τα αλκυλοβενζοσουλφονικά. Το αλκυλοβενζολικό τμήμα αυτών των ανιόντων είναι λιπόφιλο και το σουλφονικό είναι υδρόφιλο. Δυο διαφορετικά είδη έχουν διαδοθεί, αυτά με διακλαδισμένες αλκυλομάδες και αυτά με γραμμικές αλκυλομάδες. Το πρώτο είδος έχει κατά πολύ εξαλειφθεί στις οικονομικά ανεπτυγμένες κοινωνίες, επειδή είναι ανεπαρκώς βιοδιασπώμενο.[2] Εκτιμάται ότι 6 δισεκατομμύρια χιλιόγραμμα από ανιονικά απορρυπαντικά παράγονται ετησίως για τοπικές αγορές.
Χολικά οξέα, όπως το δεοξυχολικό οξύ (DOC), είναι ανιονικά απορρυπαντικά που παράγονται από το ήπαρ για να βοηθήσουν την πέψη και απορρόφηση των λιπών και των ελαίων.
Τρία είδη ανιονικών απορρυπαντικών: ένα διακλαδισμένο δωδεκυλοβενζολοσουλφονικό νάτριο, ένα γραμμικό δωδεκυλοβενζολοσουλφονικό νάτριο και ένα σαπούνι.
Κατιονικά απορρυπαντικά
Τα κατιονικά απορρυπαντικά είναι παρόμοια με τα ανιονικά απορρυπαντικά, με ένα υδρόφοβο συστατικό, αλλά, αντί για την ανιονική σουλφονική ομάδα, τα κατιονικά επιφανειοδραστικά έχουν τεταρτοταγές αμμώνιο ως πολικό άκρο. Το κέντρο του αμμωνίου είναι θετικά φορτισμένο.[2]
Μη ιονικά και αμφιτεριονικά απορρυπαντικά
Τα μη ιονικά απορρυπαντικά χαρακτηρίζονται από τις αφόρτιστες, υδρόφιλες κύριες ομάδες. Τυπικά μη ιονικά απορρυπαντικά βασίζονται στο πολυοξυαιθυλένιο ή σε έναν γλυκοζίτη. Συνηθισμένα παραδείγματα του πρώτου περιλαμβάνουν τα πολυσορβικά, Triton X-100 και τις σειρές Brij. Αυτά τα υλικά είναι επίσης γνωστά ως αιθοξυλιωμένα ή πεγκυλιωμένα και οι μεταβολίτες τους ως εννεϋλοφαινόλες. Οι γλυκοζίτες έχουν ένα σάκχαρο ως αφόρτιστη υδρόφιλη κύρια ομάδα. Στα παραδείγματα τους περιλαμβάνεται ο n-οκτυλο βήτα-D-θειογλυκοπυρανοζίτης (n-Octyl beta-D-thioglucopyranoside) και οι μαλτοζίτες (maltosides). Οι σειρές απορρυπαντικών HEGA και MEGA είναι παρόμοιες περιέχοντας γλυκαντική αλκοόλη ως κύρια ομάδα.
Τα αμφιτεριονικά απορρυπαντικά έχουν ένα καθαρό μηδενικό φορτίο που προκύπτει από την παρουσία ίσων αριθμών φορτισμένων χημικών ομάδων +1 και −1. Παραδείγματος χάρη τα απορρυπαντικά CHAPS.
Ιστορικό
Στον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο, υπήρχε έλλειψη λιπών και ελαίων. Τα συνθετικά απορρυπαντικά πρωτοδημιουργήθηκαν στη Γερμανία.[3][4]
Μια από τις πιο συχνές εφαρμογές απορρυπαντικών είναι για πλύσιμο ρούχων. Οι συνθέσεις είναι περίπλοκες και αντανακλούν τις διαφορετικές απαιτήσεις και την πολύ ανταγωνιστική αγορά. Γενικά, τα απορρυπαντικά πλυντηρίου περιέχουν αποσκληρυντικά νερού, επιφανειοδραστικά, λευκαντικά, ένζυμα, αρώματα και πολλά άλλα συστατικά. Η σύνθεση επηρεάζεται έντονα από τη θερμοκρασία του νερού και ποικίλει από χώρα σε χώρα.
Πρόσθετα καυσίμου
Τα συστατικά των εξαερωτήρων και των εγχυτήρων καυσίμου των μηχανών Ότο (Otto) επωφελούνται από την ύπαρξη απορρυπαντικών στα καύσιμα για να αποτρέψουν την καθαλάτωση. Οι συγκεντρώσεις είναι περίπου 300 ppm. Τα συνηθισμένα απορρυπαντικά είναι μεγάλες αλυσίδες αμινών και αμιδίων, όπως η πολυισοβουτεναμίνη και το πολυισοβουτεναμίδιο/ηλεκτριμίδιο.[5]
Βιολογικά αντιδραστήρια
Απορρυπαντικά ποιότητας αντιδραστηρίων χρησιμοποιούνται για την απομόνωση και καθαρισμό των ενσωματωμένων μεμβρανικών πρωτεϊνών που βρίσκονται σε βιολογικά κύτταρα.[6] Η διαλυτοποίηση των διπλοστοιβάδων της κυτταρικής μεμβράνης απαιτεί ένα απορρυπαντικό που μπορεί να εισέλθει στην μονοστοιβάδα της εσωτερικής μεμβράνης.[7] Οι πρόοδοι στην καθαρότητα και η εξέλιξη των απορρυπαντικών έχουν διευκολύνει τον δομικό και βιοφυσικό χαρακτηρισμό σημαντικών πρωτεϊνών μεμβρανών ως ιοντικών διαύλων καθώς και την αποδιοργάνωση της μεμβράνης συνδέοντας LPS.,[8] μεταφορείς, υποδοχείς σηματοδότησης και φωτοσύστημα II.[9]
Απορρυπαντικά χωρίς σαπούνι (Soapless soap)
Απορρυπαντικά χωρίς σαπούνι (Soapless soap) αναφέρονται σε υδρόφιλα καθαριστικά υποκατάστατα του σαπουνιού με pH ελαφρά όξινο.[10] Τα απορρυπαντικά χωρίς σαπούνι χρησιμοποιούνται σε μια σειρά προϊόντων.
↑Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schütze, Klaus Reders "Automotive Fuels" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim
↑Doyle DA, Morais Cabral J, Pfuetzner RA, Kuo A, Gulbis JM, Cohen SL, Chait BT, MacKinnon R (1998). "The structure of the potassium channel: molecular basis of K+conduction and selectivity". Science 280(5360): 69–77
↑Yasufumi Umena, Keisuke Kawakami, Jian-Ren Shen & Nobuo Kamiya. Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 A. Nature 2011; 473: 55–60. doi:10.1038/nature09913
