การประยุกต์ใช้กลุ่มสารลดแรงตึงผิว

การอภิปรายเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้สารลดแรงตึงผิวกลุ่มหนึ่งที่ค่อนข้างใหม่ ซึ่งไม่ได้เป็นเพียงสารประกอบ แต่มีคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้ที่ซับซ้อนกว่า จะต้องครอบคลุมถึงประเด็นทางเศรษฐกิจ เช่น สถานะที่เป็นไปได้ในตลาดสารลดแรงตึงผิว สารลดแรงตึงผิวประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิวหลายชนิด แต่มีเพียงประมาณ 10 ชนิดเท่านั้นที่ประกอบกันเป็นสารลดแรงตึงผิวในตลาด การประยุกต์ใช้สารประกอบที่สำคัญจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อสารประกอบนั้นอยู่ในกลุ่มนี้ ดังนั้น นอกจากจะมีประสิทธิภาพและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว ผลิตภัณฑ์ยังต้องมีราคาที่สมเหตุสมผล เทียบเท่าหรือดีกว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีอยู่ในท้องตลาด

ก่อนปี พ.ศ. 2538 สารลดแรงตึงผิวที่สำคัญที่สุดยังคงเป็นสบู่ธรรมดา ซึ่งใช้งานมานานหลายพันปี รองลงมาคืออัลคิลเบนซีนซัลโฟเนตและโพลีออกซีเอทิลีนอัลคิลอีเทอร์ ซึ่งทั้งสองชนิดนี้พบมากในผงซักฟอกทุกประเภท ซึ่งเป็นช่องทางหลักสำหรับสารลดแรงตึงผิว ในขณะที่อัลคิลเบนซีนซัลโฟเนตถือเป็น “สารสำคัญ” ของผงซักฟอก แฟตตีแอลกอฮอล์ซัลเฟตและอีเทอร์ซัลเฟตเป็นสารลดแรงตึงผิวหลักสำหรับผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล จากการศึกษาการประยุกต์ใช้พบว่าอัลคิลโพลีกลูโคไซด์และสารอื่นๆ อาจมีบทบาทในทั้งสองสาขา โดยสามารถใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีประจุอื่นๆ เพื่อประโยชน์ที่ดีในผงซักฟอกชนิดเข้มข้น และใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวซัลเฟตในผงซักฟอกชนิดเบา รวมถึงในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล ดังนั้น สารลดแรงตึงผิวที่สามารถทดแทนด้วยอัลคิลโพลีกลูโคไซด์ได้ ได้แก่ อัลคิลเบนซีนซัลโฟเนตเชิงเส้นและสารลดแรงตึงผิวซัลเฟต นอกเหนือจากสารพิเศษที่มีราคาแพงกว่า เช่น เบทาอีนและอะมีนออกไซด์

การประเมินศักยภาพการแทนที่ของอัลคิลโพลีกลูโคไซด์ต้องคำนึงถึงต้นทุนการผลิต ซึ่งพบว่าอยู่ในช่วงราคาที่สูงในบรรดาสารลดแรงตึงผิวซัลเฟต ดังนั้น อัลคิลโพลีกลูโคไซด์จะถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ไม่เพียงแต่เนื่องจาก “คลื่นสีเขียว” และความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนการผลิต และตามที่คาดการณ์ไว้จากคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์หลายประการ ประสิทธิภาพที่โดดเด่นในการใช้งานหลากหลายสาขา

อัลคิลโพลีกลูโคไซด์จะมีประโยชน์เมื่ออุณหภูมิไม่สูงเกินไปและตัวกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดมากเกินไป เนื่องจากเป็นอะซีทัลที่มีโครงสร้างน้ำตาลที่ไฮโดรไลซ์เป็นแอลกอฮอล์ไขมันและกลูโคส ความเสถียรในระยะยาวอยู่ที่ 40°C และค่า pH ≥4 ที่ค่า pH เป็นกลางภายใต้สภาวะการพ่นแห้ง อุณหภูมิสูงถึง 140°C จะไม่ทำลายผลิตภัณฑ์

อัลคิลโพลีกลูโคไซด์จะมีความน่าสนใจสำหรับการใช้งานในทุกที่ที่ต้องการประสิทธิภาพการลดแรงตึงผิวที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติทางพิษวิทยาต่อสิ่งแวดล้อมที่ดี เช่น ในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน แต่ความตึงผิวที่ต่ำมาก พลังการกระจายตัวสูง และการควบคุมการเกิดฟองที่ง่ายดาย ทำให้อัลคิลโพลีกลูโคไซด์มีความน่าสนใจสำหรับการใช้งานทางเทคนิคมากมาย ความสามารถในการใช้สารลดแรงตึงผิวไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวมันเองเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพเมื่อใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวอื่นๆ ด้วย เนื่องจากเป็นสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบหรือบีเทนเล็กน้อย จึงทำให้มีโอกาสเกิดปรากฏการณ์ขุ่นมัวได้ นอกจากนี้ยังเข้ากันได้กับสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุบวกอีกด้วย

ในหลายกรณีอัลคิลโพลีกลูโคไซด์แสดงให้เห็นผลการทำงานร่วมกันที่ดีเมื่อใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวชนิดอื่น และการนำผลเหล่านี้ไปใช้จริงนั้นสะท้อนให้เห็นได้จากจำนวนคำขอสิทธิบัตรมากกว่า 500 ฉบับนับตั้งแต่ปี 1981 ซึ่งครอบคลุมถึงน้ำยาล้างจาน ผงซักฟอกสำหรับงานเบาและงานหนัก น้ำยาทำความสะอาดอเนกประสงค์ น้ำยาทำความสะอาดที่มีฤทธิ์เป็นด่าง ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล เช่น แชมพู เจลอาบน้ำ โลชั่น และอิมัลชัน สารกระจายตัวทางเทคนิค เช่น ยาสีฟัน สูตรสำหรับสารยับยั้งการเกิดฟอง สารทำให้เป็นอิมัลชัน สารป้องกันพืช น้ำมันหล่อลื่น น้ำมันไฮดรอลิก และสารเคมีที่ใช้ในการผลิตน้ำมัน เป็นต้น