سورفاکتانت (صابون محلول پاشی) غیر یونی و یونی

nonionic surfactant and ionic surfactant

سورفکتانت ها که به آنها عوامل مرطوب کننده و پخش کننده نیز گفته می شود، به طور فیزیکی کشش سطحی قطرات اسپری را تغییر می دهند. برای اینکه یک آفت کش یا ماده غذایی عملکرد خود را به درستی انجام دهد، یک قطره اسپری باید بتواند شاخ و برگ را خیس کند و به طور یکنواخت روی برگ پخش شود. سورفکتانت‌ها ناحیه پوشش محصول را بزرگ می‌کنند و در نتیجه قرار گرفتن گیاه در معرض محصول اعمال شده را افزایش می‌دهند. سورفکتانت ها به ویژه هنگام استفاده از محصولات روی برگ های مومی یا مودار اهمیت دارند.

بدون خیس شدن و پخش مناسب، قطرات اسپری اغلب روان می شوند یا نمی توانند به اندازه کافی این سطوح را بپوشانند. با این حال، مقدار بیش از حد سورفکتانت می تواند باعث رواناب بیش از حد یا از دست دادن رسوب شود، در نتیجه کارایی محصول را کاهش می دهد.

استفاده از یک سورفکتانت به علف کش انتخابی اجازه می دهد تا به اندازه کافی روی سطح برگ بچسبد و توسط علف هرز جذب شود. این به طور قابل توجهی قدرت کشتن علف‌کش‌ها را افزایش و احتمال و میزان خروج محلول و از سطح گیاهان مورد نظر را کاهش می‌دهد.

سورفکتانت ها به تنهایی نمی توانند برای درمان پوشش گیاهی یا کنترل آفات نامطلوب استفاده شوند، این فقط یک عامل مرطوب کننده است و برای بهبود اثر بخشی یک ماده فعال آفت کش استغاده می شود. هنگام اختلاط با یک آفت کش، استفاده از میزان (غلظت) مناسب کاربرد مهم است زیرا استفاده بیش از حد می تواند به پوشش گیاهی آسیب برساند.

سورفاکتانت های مختلف را می توان به عنوان عوامل خیس کننده ، پراکندگی یا امولسیون کننده ها استفاده کرد. عموما عامل خیس کننده (پخش کننده) ، استفاده اصلی در تیمار های مختلف محصولات زراعی دارد ، در حالی که معمولاً پراکندگی ها و امولسیفایر ها برای ایجاد ثبات به فرمولاسیون نهاده های کشاورزی اضافه می شوند.

سورفکتانت ها بر اساس روش یونیزه شدن یا تقسیم آنها به اتم ها یا مولکول های باردار الکتریکی به نام یون ها طبقه بندی می شوند. یک سورفکتانت با بار منفی آنیونی، یکی با بار مثبت کاتیونی و دیگری بدون بار الکتریکی غیریونی است. فعالیت آفت کش ها و مواد مغذی در حضور یک سورفکتانت غیریونی می تواند کاملاً متفاوت از فعالیت در حضور یک سورفکتانت کاتیونی یا آنیونی باشد.

انتخاب سورفکتانت نادرست می تواند اثربخشی یک آفت کش یا محصول مغذی را کاهش دهد و به گیاه هدف آسیب برساند.

سورفکتانت های آنیونی زمانی موثرتر هستند که با سموم دفع آفات تماسی استفاده شوند. سورفکتانت های کاتیونی هرگز نباید به عنوان سورفکتانت های مستقل استفاده شوند زیرا معمولاً سمی هستند.

سورفکتانت های غیر یونی که اغلب با آفت کش های سیستمیک استفاده می شوند، به اسپری های آفت کش کمک می کنند تا به کوتیکول های گیاه نفوذ کنند. سورفکتانت های غیر یونی با اکثر آفت کش ها سازگار هستند و اکثر آفت کش های ثبت شده در EPA که به سورفاکتانت نیاز دارند، نوع غیر یونی را توصیه می کنند. فرمولاسیون آفت کش ها اغلب حاوی سورفکتانت هایی برای بهبود سوسپانسیون ماده فعال آفت کش هستند. این امر به ویژه برای فرمولاسیون های کنسانتره امولسیون پذیر (EC) صادق است.

برای درک نحوه عملکرد ادجوانت ها، به درک نحوه عملکرد آب کمک می کند. هر مولکول آب دوقطبی است، به این معنی که دارای بار منفی و مثبت است، بسیار شبیه به آهنربا. اگر چندین مولکول آب را کنار هم قرار دهید، نیروهای مثبت و منفی یکدیگر را جذب می کنند .

مولکول های یک قطره آب روی سطح با نیروی بیشتری نسبت به مولکول های داخل آب در کنار هم نگه داشته می شوند. این باعث کشش سطحی می شود که می تواند از ورود بسیاری از چیزها به محلول و خیس شدن جلوگیری کند. سورفکتانت ها بر کشش سطحی غلبه می کنند. اکثر سورفکتانت ها دارای سر قطبی آب دوست (سر آب دوست) و دم غیر قطبی متنفر از آب (دم آبگریز) هستند . این اجزای یک مولکول سورفکتانت به شکستن کشش سطحی آب کمک می‌کند و به آفت‌کش اجازه می‌دهد تا به طور یکنواخت‌تر روی سطح پراکنده شود و به هدف خود برسد.

وقتی مولکول های آب با موادی بر خلاف تماس برخورد می کنند، ممکن است چندین اتفاق بیفتد. اگر مواد دارای بار مشابه باشند، این دو نیرو یکدیگر را دفع می کنند. اگر بارهای متفاوتی داشته باشند، این دو نیرو یکدیگر را جذب می کنند. اگر باری وجود نداشته باشد، هیچ واکنشی وجود نخواهد داشت. هنگامی که آب روی بیشتر سطوح آبگریز قرار می گیرد، به صورت قطره می شود. این قطره ها یاتوده ها (تجمع چند قطره) در اثر کشش سطحی ایجاد می شود و این کشش سطحی را می توان با افزودن سورفکتانت ها کاهش داد .

سورفکتانت ها مواد کمکی هستند که کشش سطحی را در لایه های سطح خارجی آب کاهش می دهند. چهار نوع مختلف سورفکتانت وجود دارد:

Anionic Surfactants

سورفکتانت های آنیونی دارای بار منفی هستند و کف کردن و سایر خواص پخش را افزایش می دهند. به عنوان مثال، شامپوی مو حاوی سدیم یا آمونیوم سولفات لورت است که سورفکتانت آنیونی ترجیحی برای مو است. استفاده از یک سورفکتانت آنیونی در گلخانه می تواند در سمپاش هایی که دارای همزن هستند یا هر سیستمی که در آن فوم می تواند جریان آب یا مکش پمپ را مختل کند، مشکل ایجاد کند. سورفکتانت های کاتیونی دارای بار مثبت هستند و اغلب برای گیاهان بسیار سمی هستند زیرا می توانند تعادل یونی غشاء را مختل کنند.

Cationic Surfactants

سورفکتانت های کاتیونی به طور گسترده برای کنترل آفات مورد استفاده قرار نمی گیرند، اما بیشتر در ترکیبات تمیز کننده سنگین استفاده می شوند. هنگام سمپاشی نیلوفرهای عید پاک، بطری سورفکتانت شستشوی موتور را که برای تمیز کردن تراکتور استفاده می شود، نگیرید و آن را به سموم دفع آفات خود اضافه نکنید. نتایج می تواند ویرانگر باشد.

Amphoteric Surfactants

سورفکتانت های آمفوتریک از این جهت غیر معمول هستند که بسته به pH محلول، بار مثبت یا منفی در آب تشکیل می دهند. استفاده از آنها در حفاظت از محصولات باغبانی نادر است. این محصولات به طور خاص برای تطبیق خواص فرمولاسیون آفت کش های خاص با اجزای حامل یا سایر مواد استفاده می شوند و معمولاً برای استفاده در گلخانه به عنوان یک محصول مستقل در دسترس نیستند.

Nonionic Surfactants

سورفاکتانتهای غیر یونی نوعی سورفاکتانت هستند که در آب یونیزه نمی شوند. به زبان ساده تر ، آنها بر خلاف همتایان آنیونی (با بار منفی) یا کاتیونی (بار مثبت) خود ، هنگام حل شدن در آب ، کار مشابه ندارند.

در کشاورزی عموما از سورفکتانت های آنیونی (یونی) و سورفکتانت های غیر یونی استفاده می شود.

سورفکتانت های غیر یونی:

ساختار شیمیایی سورفاکتانتهای غیرونیک از سر “آب دوست و یک دم آب گریز تشکیل شده است.عدم وجود بار در مولکول به آنها امکان می دهد تا در طیف گسترده ای از سطح pH و شرایط الکترولیتی پایدارتر شوند.

در زمینه کشاورزی ، سورفاکتانتهای غیر یونی تنش سطح آب را کاهش می دهد و به سموم دفع آفات یا کودها اجازه می دهد تا به طور مساوی بر سطح گیاهان و خاک پخش شوند. این امکان جذب بهتر مواد فعال را فراهم می کند ، بنابراین اثربخشی آنها را بهبود می بخشد. از آنجا که آنهابار الکتریکی ندارند ، آنها به طور کلی با سایر مواد شیمیایی واکنش نشان می دهند و بنابراین همه کاره تر هستند.

دسته های سورفاکتانت های غیر یونی:

الکل اتوکسیلات: که بیشتر در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد ، که به دلیل خاصیت خیس شدن عالی آنها شناخته می شود.

نونی فنول اتوکسیلات ها : قبلاً محبوب بود اما اکنون به دلیل نگرانی های زیست محیطی کمتر است.

آلکیل پلی گلیکوزید ها : کلاس جدیدتری که از منابع تجدید پذیر حاصل می شود و سازگار با محیط زیست محسوب می شود.

مزیت سورفکتانت غیر یونی به سورفکتانت های یونی

سورفاکتانتهای غیر یونی چندین مزیت نسبت به سورفاکتانت های یونی ارائه می دهند. این موارد شامل پایداری بهتر در شرایط pH متفاوت ، سازگاری با آب سخت و واکنش پذیری پایین تر با سایر مواد شیمیایی است و آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردهای کشاورزی ایده آل می کند.

سورفاکتانتهای غیر یونی معمولاً به عنوان عوامل خیس کننده ، امولسیفری ها و پراکندگی ها برای بهبود کارآیی سموم دفع آفات ، علف کش ها و کودها مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین در تهویه های خاک و حتی در برخی از انواع خوراک دام استفاده می شود.

تطبیق پذیری

در فرمولاسیون سورفاکتانتهای غیر یونی فوق العاده همه کاره هستند و با ترکیبات یونی و غیر یونی سازگار هستند. این بدان معنی است که آنها می توانند در طیف گسترده ای از فرمولاسیون سموم دفع آفات و کود استفاده شوند و به کشاورزان انعطاف پذیری بیشتری ارائه می دهند.

در خصوصیات مختلف آب موثر است

یکی از مزایای اصلی اثربخشی آنها در هر دو آب سخت و نرم است. بر خلاف سایر انواع سورفاکتانت ها ، عملکرد سورفاکتانتهای غیر یونی به میزان قابل توجهی از حضور مواد معدنی در آب تحت تأثیر قرار نمی گیرد و آنها را برای همه انواع آب مناسب می کند.

تولید کف کم

برای کاربردهای کشاورزی که شامل تجهیزات اسپری است ، ویژگی های کم کف سازی سورفاکتانتهای غیر یونی یک مزیت قابل توجه است. فوم کمتر به معنای کاربرد آسانتر ، سریعتر و زمان کمتری برای فعالیتهای خنثی سازی است.

سمیت پایین

سورفاکتانتهای غیر یونی به طور کلی در مقایسه با همتایان یونی خود از مشخصات سمیت کمتری برخوردار هستند ، به این معنی که در هنگام استفاده از مسئولیت پذیری ، هم برای کاربر و هم برای محیط زیست ایمن تر هستند.

قابلیت تجزیه زیستی

بسیاری از سورفاکتانتهای غیر یونی قابل تجزیه هستند و این باعث کاهش تأثیر محیطی آنها می شود. این یک ویژگی اساسی برای شیوه های پایدار کشاورزی است ، زیرا آلودگی خاک و آب را کاهش می دهد.

ثبات دما

این سورفاکتانت ها اغلب در طیف گسترده ای از دما پایدار هستند ، به این معنی که در گرمای شدید یا سرما شکسته نمی شوند. این امر به ویژه برای برنامه های کاربردی در آب و هوای متنوع مفید است. به ویژه در فصول پاییز و زمستان که می خواهید اقدام به محلول پاشی نمایید، استفاده از سورفکتانت های غیر یونی در آب های سرد یا آب و هوای سرد این فصول، موجب می شود که سورفاکتانت شکل و کارایی خود را از دست ندهد و پایدار بماند.

قابلیت نفوذ بالاتر

ساختار شیمیایی منحصر به فرد آنها به سورفاکتانتهای غیر یونی اجازه می دهد تا نفوذ بهتری از مواد فعال به بافتهای گیاهی یا خاک را تسهیل کنند و درمان ها را موثرتر می کند.

مقرون به صرفه

از آنجا که آنها باعث افزایش کارایی کاربردهای سموم دفع آفات و کود می شوند ، سورفاکتانتهای غیر یونی نیز می توانند در دراز مدت مقرون به صرفه تر باشند ، زیرا می توانند میزان محصول مورد نیاز برای درمان مؤثر را کاهش دهند.

سازگاری در اختلاط

سورفاکتانتهای غیر یونی اغلب با سایر مواد شیمیایی واکنش منفی نشان نمی دهند و آنها را برای مخلوط های مخزن ایده آل می کند. این تدارکات پاشش چندین محصول را ساده می کند.

کاهش رانش (لیز خوردن محلول از سطح برگ)

فرمولاسیون های خاصی همچنین می توانند باعث کاهش فشار برنامه های اسپری شده و امکان استفاده دقیق تر و هدر رفتن کمتر شود.

به طور خلاصه ، مزایای استفاده از سورفاکتانت های غیر یونی در کشاورزی چند برابر است. آنها تطبیق پذیری ، مقرون به صرفه بودن و مزایای زیست محیطی را ارائه می دهند که باعث می شود آنها در شیوه های مدرن کشاورزی ضروری باشند.

سورفکتانت های غیر یونی در محلول بار یونی ندارند (خنثی هستند) و متداول ترین سورفکتانت های مورد استفاده در صنعت باغبانی هستند. هنگامی که به درستی استفاده شوند، به عنوان یک ماده ای می باشد که به گیاهان آسیب نمی‌رسانند، پایدار می‌مانند و در شکستن کشش سطحی آب به خوبی عمل می‌کنند. با این حال، میزان یا غلظت استفاده از آن بسیار مهم است. هنگامی که با غلظت بسیار بالا استفاده می شود ممکن است آسیب در گیاه ایجاد شود.

سورفاکتانتهای غیر یونی متداول ترین سورفاکتانت مورد استفاده و ترجیحی برای استفاده با بسیاری از سموم دفع آفات ، از جمله علف کش ها ، تنظیم کننده های رشد ، قارچ کش ها و حشره کش ها هستند.

سورفاکتانتهای غیر یونی:

از الکل و اسیدهای چرب تشکیل شده اند.

هیچ بار الکتریکی ندارید.

در آب سرد پایدار باقی می مانند.

با بسیاری از علف کش ها سازگار است.

کارشناسان توصیه کرده اند که برای سمپاشی با قارچ کش بردو فیکس نباید از هیچ گونه سورفکتانت استفاده شود و همچنین توصیه می شود برای محلول پاشی کود های کلسیم نیز از سورفکتانت غیر یونی استفاده شود.

استفاده از سورفاکتانت های آنیونی برای انواع سمومی که حالت (ساختار) روغنی دارند مناسب نمی باشد.

انواع سورفکتانت های آنیونی:

سورفکتانت های آنیونی حاوی سر با بار منفی هستند که به تشکیل میسل های پایدار کمک می کند. وقتی این دسته از سورفکتانت ها با آب مخلوط می شوند، کف زیادی ایجاد می کنند.

با توجه به ترکیبات و ساختار، سورفکتانت های آنیونی به سه دسته تقسیم می شوند:

سورفکتانت صابون:

سورفکتانت صابون یک نمک اسید چرب پیشرفته با زنجیره هیدروکربنی بین C11 تا C18 است. سورفکتانت های صابون که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از اسید استئاریک، اسید اولئیک و اسید لوریک. با توجه به یون های فلزی مختلف (Mn+)، سورفکتانت های صابون را می توان به صابون های فلزی قلیایی، صابون های فلزی قلیایی خاکی و صابون های آمین آلی تقسیم کرد.

سورفکتانت های سولفات:

سورفاکتانت های سولفات را می توان به طور عمده به روغن های سولفاته و الکل های چرب بالاتر تقسیم کرد. ساختار شیمیایی سورفکتانت سولفات را می توان به صورت ROSO4-M+ نشان داد که در آن زنجیره هیدروکربنی الکل بالاتر R بین C12 و C18 است. روغن کرچک سولفاته که معمولاً به عنوان روغن قرمز ترکیه شناخته می شود، یک نوع روغن سولفاته است. این مایع چسبناک زرد یا نارنجی با بوی کمی است. می توان آن را با آب مخلوط کرد و یک ماده شوینده و مرطوب کننده غیر تحریک کننده است. صابون ها پوست را شستشو می دهند و همچنین می توانند برای حل کردن روغن های فرار یا باکتری کش های نامحلول در آب استفاده شوند.

سورفکتانت های آنیونی رایج سولفات ها هستند، مانند SLS (سدیم لوریل سولفات) یا SLES. سورفکتانت های آنیونی بیشتر در صابون ها (به عنوان مثال Ssucate DSL30) و مواد شوینده (به عنوان مثال PhosEster 2EH 3EO) استفاده می شود که در آنها مقدار زیادی کف مورد نظر است. یکی از معایب بیشتر سورفکتانت های آنیونی این است که برای امولسیون های روغنی مناسب نیستند، همچنین نمی توان آنها را در ترکیب با سورفکتانت های کاتیونی استفاده کرد.

SLS و SLES دو سورفکتانت مصنوعی هستند که معمولاً در محصولات تمیز کردن و مراقبت شخصی یافت می شوند و اغلب از روغن هسته خرما به دست می آیند. مانند همه سورفکتانت‌ها، آنها دارای سر «متنفر از آب» (آب گریز) و دم «آب‌گریز» (آب گریز) هستند که خواص شیمیایی آنها را تعیین می‌کند.

سورفکتانت سولفونات:

سورفکتانت های سولفونات عمدتا شامل سولفونات های آلیفاتیک، سولفوآریل سولفونات ها و سولفونافتالین سولفونات ها هستند. ساختار کلی مولکول ROSO3-M+ است. حلالیت در آب، مقاومت آنها در برابر نمک کلسیم و منیزیم کمی کمتر از اسید سولفوریک محلول است.

سورفکتانت های آنیونی گروه وسیعی از ترکیبات شیمیایی هستند که کاربردهای زیادی در شوینده های پاک کننده خانگی، محصولات مراقبت شخصی، منسوجات، رنگ ها، پلیمرها، آفت کش ها، داروسازی، معدن، بازیافت روغن و صنایع خمیر و کاغذ، کشاورزی، صنایع آرایشی و بهداشتی، صنعت تصفیه فاضلاب، صنعت نساجی و صنایع شیمیایی روزانه. کشاورزی: گزارش شده است که سورفکتانت های آنیونی که به عنوان امولسیفایر آفت کش استفاده می شوند می توانند میزان امولسیفایر را از ۲۰% به ۳% کاهش دهند. این امر به بهبود پایداری شیمیایی آفت کش ها، کاهش هزینه ها و آلودگی و افزایش کارایی استفاده کمک می کند.

سورفکتانت های آنیونی به حشره کش ها، از بین بردن بیماری قارچی زنگ برگ ها و تنظیم کننده های رشد گیاه برای بهبود خاک اضافه می شوند. سورفکتانت های آنیونی می توانند کارایی آفت کش ها را با مکانیسم های متعدد بهبود بخشند. به ویژه سورفکتانت‌های آنیونی می‌توانند جذب علف‌کش‌ها، تنظیم‌کننده‌های رشد و در گیاهان خاص که ریزش برگ مد نظر است را افزایش دهند. مخلوط با حشره کش ها، از بین بردن زنگ برگ و تنظیم کننده های رشد گیاه، سورفکتانت های آنیونی می توانند به عنوان تهویه کننده خاک نیز استفاده شوند.