세제

Detergent
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세제

세제는 계면활성제 또는 계면활성제와 희석 용액에서 클렌징 특성을 가진 혼합물이다.[1]많은 종류의 세제가 있다; 종종 그것들은 긴 사슬 수소 황산 알킬의 나트륨 염 또는 벤젠 설폰산의 긴 사슬이다.[1]가장 흔히 발견되는 세제는 알킬벤젠 설폰산염으로, 단단한 물에서 더 용해되는 비누와 같은 화합물의 일종으로, (세제의) 극성 설폰산염은 (비누의) 극성 카르복시산염보다 단단한 물에서 발견되는 칼슘과 다른 이온에 결합할 확률이 낮기 때문이다.

정의들

세제라는 단어는 라틴어 형용사 세제로부터 유래된 것으로, 동사 단념에서 나온 것으로, 닦아내거나 윤을 낸다는 뜻이다.세제는 계면활성제 또는 계면활성제와 희석 용액에서 클렌징 특성을 가진 혼합물이다.[1]그러나 일반적으로 세제는 비누(자연지방산의 소금)와 반대로 합성세정화합물을 의미하는데, 비록 비누도 진정한 의미의 세제라고 해도 말이다.[2]국내 맥락에서 세제라는 용어는 세탁 세제나 식기 세제 같은 가정용 세정제를 일컫는 말로 사실상 다른 화합물들이 복합적으로 혼합된 제품이며, 이 제품들 자체가 전부 세정제가 아니다.

세제는 기질(예: 의류)에서 '토양'이라고 불리는 불필요한 물질을 제거하는 능력이다.[3]

구조 및 특성

세제는 앰프힐릭 구조를 가진 화합물의 집단으로, 각 분자는 수성(극성) 머리와 긴 수성(비극성) 꼬리를 가지고 있다.이러한 분자의 소수성 부분은 직선 또는 분기 체인 탄화수소일 수도 있고 스테로이드 구조를 가질 수도 있다.친수성 부분은 더 다양하고, 이온성 또는 비이온성일 수 있으며, 단순하거나 비교적 정교한 구조로부터 범위가 다양할 수 있다.[4]세제는 물의 표면 장력을 감소시킬 수 있기 때문에 계면활성제다.그들의 이중성은 물과 (기름과 그리스와 같은) 소수성 화합물의 혼합을 용이하게 한다.공기는 친수성이 아니기 때문에 세제 또한 다양한 정도의 거품을 내는 물질이다.

세제 분자는 모여 마이크로셀을 형성하는데, 이것은 그것들을 물에 녹게 만든다.세제의 소수성 그룹은 마이크로엘 형성의 주요 원동력이고, 그 집합체는 마이크로엘의 소수성 핵심을 형성한다.그 미켈은 기름, 단백질 또는 더러운 입자를 제거할 수 있다.미셀이 형성되기 시작하는 농도는 임계 미셀 농도(CMC)이며, 미셀이 추가로 응집되어 용액을 두 단계로 분리하는 온도는 용액이 흐리고 세제가 최적인 구름점이다.[4]

세제는 알칼리성 pH에서 더 효과가 있다.세제의 성질은 모노머의 분자 구조에 따라 달라진다.거품 능력은 머리 그룹에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어 음이온 계면활성제는 고화질인 반면, 비이온 계면활성제는 비화질 또는 저화질일 수 있다.[5]

세제의 화학적 분류

세제는 계면활성제의 전하에 따라 4가지 광범위한 그룹으로 분류된다.[6]

음이온성 세제

대표적인 음이온성 세제는 알킬벤젠술폰산염이다.이러한 음이온의 알킬벤젠 부분은 지방질이고 설폰산은 친수성질이다.두 가지 품종이 대중화되었는데, 갈은 알킬그룹과 선형 알킬그룹이다.전자는 생분해가 잘 되지 않기 때문에 대부분 경제 선진 사회에서 단계적으로 폐지되었다.[7]

음이온성 세제는 가장 보편적인 형태의 세제로 국내 시장에서 연간 약 60억kg의 음이온성 세제가 생산되고 있다.

디옥시콜산(DOC)과 같은 담즙산은 지방과 기름의 소화와 흡수를 돕기 위해 간이 생산하는 음이온성 세제다.

음이온 세제의 세 종류: 도데실벤젠설폰산나트륨, 도데실벤젠설폰산나트륨, 그리고 비누.

양이온세제

양이온 세제는 음이온 세제와 비슷하지만, 쿼터너리 암모늄이 수성 음이온성 설폰산염군을 대체한다.황산암모늄 중심은 양전하를 띠고 있다.[7]계면활성제는 일반적으로 세제가 잘 안 된다.

비이온세제

비이온성 세제는 충전되지 않은 친수성 헤드그룹이 특징이다.대표적인 비이온성 세제는 폴리오시틸렌이나 글리코사이드에 바탕을 두고 있다.전자의 일반적인 예로는 트윈, 트리톤, 브리즈 시리즈 등이 있다.이러한 물질은 에톡실레이트 또는 PEGylates와 그 대사물인 nonylphenol로도 알려져 있다.글리코사이드에는 무충전 친수성 우두머리가 설탕을 가지고 있다.예를 들면 옥틸 티오글루코사이드와 몰토사이드 등이 있다.헤가(HEGA)와 메가(MEG) 시리즈 세제도 비슷해 설탕알코올을 헤드그룹으로 보유하고 있다.

암포테릭 세제

추가 정보:계면활성제 § 적용 및 출처

암포테릭 또는 zwitterionic 세제는 특정 pH 범위 내에 zwitterion을 가지고 있으며 +1과 -1의 동일한 수의 충전 화학 그룹이 존재하여 발생하는 순 제로 전하를 가진다.그 예로는 CHAPS가 있다.

역사

참고 항목:비누 § 히스토리

비누는 기원전 2,500년 수메르 시대부터 옷을 빨 때 계면활성제로 사용되었던 것으로 알려져 있다.[8]고대 이집트에서는 소다수를 세탁 첨가물로 사용했다.19세기에는 합성 계면활성제가 만들어지기 시작했다. 예를 들면 올리브유에서 말이다.[9]규산나트륨(물유리)은 1860년대 미국에서 비누 제조에 사용되었고,[10] 1876년 헨켈은 비누와 함께 사용할 수 있는 규산나트륨을 사용한 제품을 판매하여 독일에서는 '유니버설 와슈미텔'(Universal waschmittel)로 시판했다.소다수를 규산나트륨과 섞어 독일 최초의 브랜드명세제 블라이체소다를 생산했다.[11]1907년 헨켈도 표백제인 퍼보레이트 나트륨을 첨가하여 최초의 '자기 작용' 세탁세제 페르실을 출시하여 수작업으로 세탁물을 문지르는 번거로운 일을 없앴다.[12]

제1차 세계 대전 동안 비누를 만드는데 필요한 기름과 지방이 부족했다.비누의 대안을 찾기 위해, 합성 세제는 독일에서 석탄 타르에서 파생된 원료를 화학자들이 사용함으로써 만들어졌다.[13][14][9]그러나 이러한 초기 제품들은 충분한 세제를 제공하지 못했다.1928년 지방 알코올의 황화를 통해 효과적인 세제를 만들었지만 1930년대 초 저비용 지방 알코올이 보급되기 전까지는 대규모 생산이 가능하지 않았다.[15]만들어진 합성세제는 딱딱한 물에서 비누보다 더 효과적이고 찌꺼기가 생길 가능성이 적었으며, 산과 알칼리성 반응을 제거하고 먼지를 분해할 수도 있다.지방성 황산염을 함유한 상업용 세제 제품들이 판매되기 시작했는데, 초기에는 헨켈이 1932년에 독일에서 판매했다.[15]미국에서는 1933년 프로텍터&갬블(드렙트)이 주로 경수가 있는 지역에서 세제를 판매했다.[14]그러나 1940년대 초 개발된 효과적인 인산염 제조기가 추가되면서 '구축된' 세제 도입까지 미국 내 판매량은 서서히 성장했다.[14]이 건축자는 칼슘과 마그네슘 이온의 킬레이션을 통해 물을 연화시켜 계면활성제의 성능을 향상시켜 알칼리성 pH를 유지하는 것은 물론, 오염된 입자를 분산시켜 용액에 보관한다.[16]제2차 세계대전 이후 석유화학 산업의 발전도 다양한 합성 계면활성제 생산을 위한 재료가 되었고, 알킬벤젠 설폰산염은 가장 중요한 계면활성제가 되었다.[17]1950년대까지 세탁세제는 널리 보급되었고, 선진국에서는 의류청소를 위한 비누를 대체하였다.[15]

수년 동안 많은 종류의 세제가 다양한 용도로 개발되었는데, 예를 들어, 프런트 로딩 세탁기에 사용하는 저습도 세제, 그리스와 먼지 제거에 효과적인 고강도의 세제, 다목적 세제, 특수 세제 등이 그것이다.[14][18]그것들은 세척기 세제, 샴푸, 치약, 산업용 세제와 같은 세탁기 사용 이외의 다양한 제품에 통합되고, 슬러지나 침전물의 형성을 줄이거나 방지하기 위한 윤활제와 연료에 통합된다.[19]세제 제품의 제형은 표백제, 향료, 염료 및 기타 첨가제를 포함할 수 있다.그러나 세제에 인산염의 사용은 영양소 오염에 대한 우려와 세제의 제형에 대한 변경 요구로 이어졌다.[20]환경에 남아 있는 브랜딩 알킬벤젠술폰산염(테트라프로필렌벤젠술폰산염) 등 계면활성제 사용에 대한 우려도 제기돼 선형알킬벤젠술폰산염 등 생분해성이 높은 계면활성제로 대체하게 됐다.[15][17]수년간 개발된 것에는 효소의 사용, 제올라이트 A와 NTA와 같은 인산염의 대체물, 표백 활성제로 TAED, 생분해가 가능하고 피부에 온화한 설탕 기반 계면활성제, 기타 녹색 친화적인 제품, 그리고 태블릿, 젤, 포드 같은 전달 형태로의 변화 등이 포함되어 있다.[21][22]

주요 세제 도포함

세탁 세제 꼬투리.

가정청소

주요기사 : 세탁세제 및 식기세제

세제를 가장 많이 사용하는 것 중 하나는 설거지와 세탁물을 포함한 가정과 가게 청소용이다.이러한 세제들은 일반적으로 분말이나 농축액으로 사용되며, 이러한 세제의 제형은 계면활성제 이외에 다양한 화학 물질의 복합적인 혼합물로서 응용의 다양한 수요와 경쟁이 치열한 소비자 시장을 반영한다.이러한 세제는 다음 성분을 포함할 수 있다.[21]

  • 계면 활성제
  • 거품 규제 기관
  • 건축업자들
  • 표백제를 바르다
  • 활동자를 표백하다.
  • 효소
  • 염료
  • 향료
  • 기타 첨가제

연료첨가물

내연 엔진의 카뷰레터와 연료 인젝터 구성품 모두 연료 내 세제의 혜택을 받아 파울링을 방지한다.농도는 약 300ppm이다.대표적인 세제는 폴리이소부텐아민, 폴리이소부텐아미드/수치니미드 등 긴 사슬 아민 및 아미드가 있다.[23]

생물 시약

시약 등급 세제는 생물 세포에서 발견되는 적분막 단백질의 격리 및 정화를 위해 사용된다.[24]세포막 빌레이어의 용해에는 내막 단층기로 들어갈 수 있는 세제가 필요하다.[25]세제의 순도와 정교함의 발달은 이온 통로 같은 중요한 막 단백질의 구조적, 생물물리학적 특성화를 촉진시켰고 또한 지혈당,[26] 전달체, 신호 수용체, 포토시스템 II를 결합함으로써 방해막도 용이하게 했다.[27]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편.("금책")(1997년).온라인 수정 버전: (2006–) "세부 사항". doi:10.1351/골드북.D01643
  2. ^ NIIR Board of Consultants Engineers (2013). The Complete Technology Book on Detergents (2nd Revised ed.). p. 1. ISBN 9789381039199 – via Google Books.
  3. ^ Arno Cahn, ed. (2003). 5th World Conference on Detergents. p. 154. ISBN 9781893997400 – via Google Books.
  4. ^ a b Neugebauer, Judith M. (1990). "Detergents: An overview". Methods in Enzymology. 182: 239–253. doi:10.1016/0076-6879(90)82020-3. PMID 2314239.
  5. ^ Niir Board (1999). Handbook on Soaps, Detergents & Acid Slurry (3rd Revised ed.). p. 270. ISBN 9788178330938 – via Google Books.
  6. ^ Mehreteab, Ammanuel (1999). Guy Broze (ed.). Handbook of Detergents, Part A. Taylor & Francis. pp. 133–134. ISBN 9781439833322 – via Google Books.
  7. ^ a b 에두아르트 스멀더스, 볼프강 라이빈스키, 에릭성, 윌프리드 레스, 요제프 스테버, 프레데리케 위벨, 아네트 노르스코그, 2002년 울만 산업화학 백과사전, 와일리VCH, 웨인하임.doi:10.1002/14356007.a08_315.pub2
  8. ^ Jürgen Falbe, ed. (2012). Surfactants in Consumer Products. Springer-Verlag. pp. 1–2. ISBN 9783642715457 – via Google Books.
  9. ^ a b Paul Sosis, Uri Zoller, ed. (2008). Handbook of Detergents, Part F. p. 5. ISBN 9781420014655.
  10. ^ Aftalion, Fred (2001). A History of the International Chemical Industry. Chemical Heritage Press. p. 82. ISBN 9780941901291.
  11. ^ Ward, James; Löhr (2020). The Perfection of the Paper Clip. Atria Books. p. 190. ISBN 9781476799872.
  12. ^ Jakobi, Günter; Löhr, Albrecht (2012). Detergents and Textile Washing. Springer-Verlag. pp. 3–4. ISBN 9780895736864.
  13. ^ "Soaps & Detergent: History (1900s to Now)". American Cleaning Institute. 2015년 1월 6일 회수
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  17. ^ a b Paul Sosis, Uri Zoller, ed. (2008). Handbook of Detergents, Part F. p. 6. ISBN 9781420014655.
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  19. ^ Uri Zoller, ed. (2008). Handbook of Detergents, Part E: Applications. Taylor & Francis. p. 331. ISBN 9781574447576.
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외부 링크