منظف

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

المنظفات

المنظف منتج تنظيف يحتوي على مواد فعالة سطحية ومكونات أخرى. [ 1 ] تشمل المنظفات مواد فعالة سطحية كمكونات وظيفية رئيسية لإزالة الشحوم أو الأوساخ الكارهة للماء عن طريق تشتيتها في الماء. وغالبًا ما تحتوي أيضًا على الماء (لتسهيل الاستخدام)، ومواد مُحسّنة (لتليين الماء)، وإنزيمات (لتحليل البروتينات أو الدهون أو النشويات)، وأصباغ أو عطور (لتحسين تجربة المستخدم الحسية).

المواد الخافضة للتوتر السطحي الشائعة المستخدمة في المنظفات هي سلفونات ألكيل بنزين ، وهي مركبات تشبه الصابون وتكون أكثر قابلية للذوبان من الصابون في الماء العسر ، لأن السلفونات القطبية أقل عرضة من الكربوكسيلات القطبية للصابون للارتباط بالكالسيوم والأيونات الأخرى الموجودة في الماء العسر.

التعريفات

كلمة "منظف" مشتقة من الصفة اللاتينية " detergens" ، من الفعل "detergere " الذي يعني المسح أو التلميع. يُعرَّف المنظف بأنه مادة فعالة سطحية أو خليط من المواد الفعالة سطحية ذات خصائص تنظيفية عند وجودها في محاليل مخففة . [ 1 ] مع ذلك، يُستخدم مصطلح "منظف" عادةً للإشارة إلى مركبات التنظيف الاصطناعية، على عكس الصابون (ملح الأحماض الدهنية الطبيعية )، مع أن الصابون يُعدّ منظفًا بالمعنى الحقيقي. [ 2 ] في السياقات المنزلية، يشير مصطلح "منظف" إلى منتجات التنظيف المنزلية مثل مسحوق الغسيل أو سائل غسل الأطباق ، وهي في الواقع مخاليط معقدة من مركبات مختلفة، ليس جميعها منظفات بحد ذاتها. وتُعرف فعالية التنظيف بأنها القدرة على إزالة المواد غير المرغوب فيها، والتي تُسمى "الأوساخ"، من سطح ما (مثل الملابس). [ 3 ]

عناصر

المنظفات هي منتجات مُصنّعة تُستخدم للتنظيف، وهي عبارة عن مزيج من مكونات كيميائية مختلفة يتم اختيارها وخلطها لتحقيق أداء تنظيف جيد ورضا المستخدم. تحتوي المنظفات على مادة أو أكثر من المواد الفعالة سطحياً كمكون وظيفي رئيسي، وعادةً ما تحتوي على الماء ومواد مساعدة (مواد مُحسّنة، إنزيمات، إلخ).

المواد الفعالة بالسطح

المواد الفعالة سطحياً هي مجموعة من المركبات ذات بنية أمفيباثية ، حيث يمتلك كل جزيء رأسًا محبًا للماء (قطبيًا) وذيلًا طويلًا كارهًا للماء (غير قطبي). قد يكون الجزء الكاره للماء من هذه الجزيئات هيدروكربونات ذات سلاسل مستقيمة أو متفرعة ، أو قد يكون له بنية ستيرويدية . أما الجزء المحب للماء فهو أكثر تنوعًا، فقد يكون أيونيًا أو غير أيوني، ويتراوح تركيبه من البسيط إلى المعقد نسبيًا. [ 4 ] سُميت المواد الفعالة سطحياً بهذا الاسم لقدرتها على خفض التوتر السطحي للماء. وتُسهّل طبيعتها المزدوجة مزج المركبات الكارهة للماء (مثل الزيوت والشحوم) مع الماء. ولأن الهواء ليس محبًا للماء، فإن المواد الفعالة سطحياً تُعد أيضًا عوامل رغوية بدرجات متفاوتة.

بنية ميسيل المادة الفعالة بالسطح

تتجمع جزيئات المواد الفعالة سطحياً لتكوين المذيلات ، مما يجعلها قابلة للذوبان في الماء. تُعدّ المجموعة الكارهة للماء في المادة الفعالة سطحياً القوة الدافعة الرئيسية لتكوين المذيلات، حيث يُشكّل تجمعها النواة الكارهة للماء للمذيلات. تستطيع المذيلات إزالة الشحوم والبروتينات وجزيئات الأوساخ. يُعرف التركيز الذي تبدأ عنده المذيلات بالتكوين بالتركيز المذيل الحرج (CMC)، أما درجة الحرارة التي تتجمع عندها المذيلات بشكل أكبر لفصل المحلول إلى طورين فتُعرف بنقطة التعكر، حيث يصبح المحلول عكراً وتكون فعالية التنظيف في أفضل حالاتها. [ 4 ]

تعمل العديد من المنظفات بشكل أفضل في بيئة قلوية . وتعتمد خصائص المنظفات على التركيب الجزيئي للمونومر . وقد تتحدد قدرة المنظفات على تكوين الرغوة من خلال المجموعة الرأسية، فعلى سبيل المثال، تتميز المواد الفعالة بالسطح الأنيونية بقدرة عالية على تكوين الرغوة، بينما قد تكون المواد الفعالة بالسطح غير الأيونية غير رغوية أو ذات رغوة منخفضة. [ 5 ]

التصنيفات الكيميائية للمواد الخافضة للتوتر السطحي

تُصنف المواد الفعالة بالسطح إلى أربع مجموعات رئيسية، وذلك حسب الشحنة الكهربائية للمواد الفعالة بالسطح. [ 6 ]

المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية

تُعدّ سلفونات ألكيل بنزين من المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية الشائعة . يتميز جزء ألكيل بنزين في هذه الأنيونات بخاصية كراهية الماء ، بينما يتميز جزء السلفونات بخاصية محبة الماء . وقد شاع استخدام نوعين منها: النوع ذو المجموعات الألكيلية المتفرعة ، والنوع ذو المجموعات الألكيلية الخطية. وقد تم التخلي عن النوع الأول إلى حد كبير في المجتمعات المتقدمة اقتصاديًا نظرًا لضعف قابليته للتحلل الحيوي. [ 7 ] تُعدّ المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية الشكل الأكثر شيوعًا، ويُقدّر إنتاجها السنوي للأسواق المحلية بنحو 6 مليارات كيلوغرام.

الأحماض الصفراوية ، مثل حمض ديوكسيكوليك (DOC)، هي مواد خافضة للتوتر السطحي أنيونية ينتجها الكبد للمساعدة في هضم وامتصاص الدهون والزيوت.

ثلاثة أنواع من المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية: دوديسيل بنزين سلفونات الصوديوم المتفرع، دوديسيل بنزين سلفونات الصوديوم الخطي ، والصابون.
المواد الفعالة بالسطح الكاتيونية

تتشابه المواد الفعالة بالسطح الكاتيونية مع نظيراتها الأنيونية، إلا أن مجموعة الأمونيوم الرباعية تحل محل مجموعة السلفونات الأنيونية المحبة للماء. ويحمل مركز كبريتات الأمونيوم شحنة موجبة. [ 7 ] وتتميز المواد الفعالة بالسطح الكاتيونية عمومًا بضعف قدرتها على التنظيف.

المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية

تتميز المواد الفعالة بالسطح غير الأيونية بمجموعاتها الرأسية المحبة للماء وغير المشحونة. وتعتمد المواد الفعالة بالسطح غير الأيونية النموذجية على بولي أوكسي إيثيلين أو جليكوسيد . ومن الأمثلة الشائعة على الأول: توين ، وتريتون ، وسلسلة بريج. تُعرف هذه المواد أيضًا باسم إيثوكسيلات أو بولي إيثيلين جلايكولات، ومستقلباتها هي نونيل فينول . أما الجليكوسيدات ، فلها سكر كمجموعة رأسية محبة للماء وغير مشحونة. ومن أمثلتها: أوكتيل ثيوجلوكوزيد ومالتوسيدات . وتتشابه المواد الفعالة بالسطح من سلسلتي HEGA وMEGA، حيث تحتوي على كحول سكري كمجموعة رأسية.

المواد الخافضة للتوتر السطحي المذبذبة

تحتوي المواد الفعالة بالسطح المذبذبة أو ذات الشحنة المزدوجة على أيونات مزدوجة ضمن نطاق معين من الرقم الهيدروجيني، وتتميز بشحنة صافية صفرية ناتجة عن وجود أعداد متساوية من المجموعات الكيميائية المشحونة بشحنة +1 و-1. ومن الأمثلة على ذلك مادة CHAPS .

تاريخ

من المعروف أن الصابون قد استخدم كمادة خافضة للتوتر السطحي لغسل الملابس منذ العصر السومري في 2500 قبل الميلاد [ 8 ] وفي مصر القديمة ، تم استخدام الصودا كمادة مضافة للغسيل.

في القرن التاسع عشر، بدأ إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية، على سبيل المثال من زيت الزيتون. [ 9 ] استُخدم سيليكات الصوديوم (زجاج الماء) في صناعة الصابون في الولايات المتحدة في ستينيات القرن التاسع عشر، [ 10 ] وفي عام 1876، باعت شركة هنكل منتجًا قائمًا على سيليكات الصوديوم يُمكن استخدامه مع الصابون، وسُوِّق تحت اسم "منظف شامل" ( Universalwaschmittel ) في ألمانيا. ثم مُزجت الصودا مع سيليكات الصوديوم لإنتاج أول منظف غسيل يحمل علامة تجارية ألمانية، وهو Bleichsoda. [ 11 ] وفي عام 1907، أضافت هنكل أيضًا عامل التبييض بيربورات الصوديوم لإطلاق أول منظف غسيل "ذاتي المفعول" وهو برسيل، وذلك لتوفير عناء فرك الملابس يدويًا. [ 12 ]

خلال الحرب العالمية الأولى ، كان هناك نقص في الزيوت والدهون اللازمة لصناعة الصابون. ولإيجاد بدائل للصابون، قام الكيميائيون في ألمانيا بتصنيع منظفات صناعية باستخدام مواد خام مشتقة من قطران الفحم . [ 13 ] [ 14 ] [ 9 ] إلا أن هذه المنتجات المبكرة لم تكن توفر قوة تنظيف كافية.

في عام ١٩٢٨، تم تصنيع منظف فعال من خلال كبرتة الكحول الدهني ، ولكن لم يكن الإنتاج على نطاق واسع ممكنًا حتى توفرت الكحولات الدهنية منخفضة التكلفة في أوائل الثلاثينيات. [ ١٥ ] كان المنظف الاصطناعي المُصنّع أكثر فعالية وأقل عرضة لتكوين رواسب من الصابون في الماء العسر، كما أنه قادر على إزالة التفاعلات الحمضية والقلوية وتفكيك الأوساخ. بدأت منتجات المنظفات التجارية التي تحتوي على كبريتات الكحول الدهني بالظهور في الأسواق، وكان ذلك في البداية عام ١٩٣٢ في ألمانيا من قبل شركة هنكل . [ ١٥ ]

في الولايات المتحدة ، بدأت شركة بروكتر آند غامبل ( دريفت ) ببيع المنظفات عام 1933، بشكل أساسي في المناطق ذات المياه العسرة. [ 14 ] إلا أن مبيعاتها في الولايات المتحدة لم تشهد نموًا يُذكر حتى طرح المنظفات "المُحسّنة" بإضافة مُحسّن فوسفات فعّال طُوّر في أوائل الأربعينيات. [ 14 ] يُحسّن هذا المُحسّن أداء المواد الخافضة للتوتر السطحي عن طريق تليين الماء من خلال استخلاب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، مما يُساعد على الحفاظ على درجة حموضة قلوية، بالإضافة إلى تشتيت جزيئات الأوساخ وإبقائها في المحلول. [ 16 ] كما أدى تطور صناعة البتروكيماويات بعد الحرب العالمية الثانية إلى توفير مواد لإنتاج مجموعة من المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية، وأصبحت سلفونات ألكيل بنزين أهم المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في المنظفات. [ 17 ] وبحلول الخمسينيات، انتشرت منظفات الغسيل على نطاق واسع، وحلّت إلى حد كبير محل الصابون في تنظيف الملابس في الدول المتقدمة. [ 15 ]

على مر السنين، طُوّرت أنواع عديدة من المنظفات لأغراض متنوعة، منها على سبيل المثال، المنظفات قليلة الرغوة المستخدمة في غسالات الملابس ذات التحميل الأمامي، والمنظفات شديدة الفعالية في إزالة الشحوم والأوساخ، والمنظفات متعددة الأغراض، والمنظفات المتخصصة. [ 14 ] [ 18 ] وتُضاف هذه المنظفات إلى منتجات مختلفة خارج نطاق استخدامها في الغسيل، مثل منظفات غسالات الأطباق ، والشامبو، ومعجون الأسنان، والمنظفات الصناعية، بالإضافة إلى مواد التشحيم والوقود للحد من تكوّن الرواسب أو منعها. [ 19 ] وقد تشمل تركيبة منتجات المنظفات مواد التبييض ، والعطور، والأصباغ، وغيرها من الإضافات. إلا أن استخدام الفوسفات في المنظفات أثار مخاوف بشأن تلوث المغذيات ، ودعا إلى تغيير تركيبة هذه المنظفات. [ 20 ]

أُثيرت مخاوف أيضًا بشأن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي، مثل سلفونات ألكيل بنزين المتفرعة (سلفونات رباعي بروبيلين بنزين)، التي تبقى في البيئة لفترات طويلة، مما أدى إلى استبدالها بمواد خافضة للتوتر السطحي أكثر قابلية للتحلل الحيوي، مثل سلفونات ألكيل بنزين الخطية. [ 15 ] [ 17 ] وشملت التطورات على مر السنين استخدام الإنزيمات ، وبدائل الفوسفات مثل الزيوليت A و NTA ، وTAED كمنشط للمبيض ، ومواد خافضة للتوتر السطحي سكرية قابلة للتحلل الحيوي وأكثر لطفًا على البشرة، وغيرها من المنتجات الصديقة للبيئة ، بالإضافة إلى تغييرات في شكل الإيصال مثل الأقراص والجل والكبسولات . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

أهم استخدامات المنظفات

كبسولات منظف الغسيل

تنظيف المنزل

يُعدّ تنظيف المنازل والمتاجر، بما في ذلك غسل الأطباق والملابس، من أبرز استخدامات المنظفات . وتتوفر هذه المنظفات عادةً على شكل مساحيق أو محاليل مركزة، وغالبًا ما تكون تركيباتها عبارة عن مزيج معقد من مواد كيميائية متنوعة بالإضافة إلى المواد الفعالة بالسطح، مما يعكس تنوع متطلبات الاستخدام وسوق المستهلكين شديدة التنافسية.

قد تحتوي هذه المنظفات على المكونات التالية: [ 21 ]

إضافات الوقود

تستفيد كل من المكربنات ومكونات حاقن الوقود في محركات الاحتراق الداخلي من المنظفات الموجودة في الوقود لمنع التلوث . تبلغ تركيزاتها حوالي 300 جزء في المليون . المنظفات النموذجية هي أمينات وأميدات طويلة السلسلة مثل بولي إيزوبوتين أمين وبولي إيزوبوتين أميد/ سكسينيميد . [ 24 ]

كاشف بيولوجي

تُستخدم المنظفات ذات درجة نقاء عالية لعزل وتنقية البروتينات الغشائية المتكاملة الموجودة في الخلايا البيولوجية . [ 25 ] يتطلب إذابة طبقات الغشاء الخلوي الثنائية منظفًا قادرًا على اختراق الطبقة الأحادية للغشاء الداخلي . [ 26 ] وقد سهّلت التطورات في نقاء المنظفات وتطورها التوصيف البنيوي والفيزيائي الحيوي لبروتينات غشائية مهمة، مثل قنوات الأيونات، والناقلات ، ومستقبلات الإشارات ، والنظام الضوئي الثاني، التي تُعطّل الغشاء عن طريق الارتباط بالليبوساكاريد . [ 27 ] [ 28 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " منظف ". doi : 10.1351/goldbook.D01643
  2. ↑ مجلس المهندسين الاستشاريين في NIIR (2013). الكتاب التقني الشامل عن المنظفات ( الطبعة الثانية المنقحة). خدمات استشارات مشاريع NIIR. ص 1. ISBN   9789381039199– عبر كتب جوجل.
  3. ↑ أرنو كان، محرر. (2003). المؤتمر العالمي الخامس للمنظفات . جمعية الكيميائيين الأمريكيين للزيوت. ص 154. ISBN  9781893997400– عبر كتب جوجل.
  4. 1 2 نويغباور، جوديث م. (1990). " [ 18 ] المنظفات: نظرة عامة". المنظفات: نظرة عامة . طرق في علم الإنزيمات. المجلد 182. الصفحات 239-253 . doi : 10.1016/0076-6879(90)82020-3 . ISBN   9780121820831PMID 2314239​​ 
  5. ↑ مجلس نير (1999). دليل الصابون والمنظفات والمحاليل الحمضية ( الطبعة الثالثة المنقحة). دار نشر آسيا والمحيط الهادئ للأعمال. ص 270. ISBN   9788178330938– عبر كتب جوجل.
  6. ^ مهريتاب، عمانوئيل (1999). جاي بروز (محرر). دليل المنظفات، الجزء أ . تايلور وفرانسيس. ص 133 – 134. ISBN  9781439833322– عبر كتب جوجل.
  7. 1 2 إدوارد سمولدرز، فولفغانغ ريبينسكي، إريك سونغ، ويلفريد ريس، جوزيف ستيبر، فريدريك فيبل، أنيت نوردسكوج، "منظفات الغسيل" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2002، وايلي-في سي إتش، واينهايم. دوى : 10.1002/14356007.a08_315.pub2
  8. ^ يورغن فالبي، أد. (2012). السطحي في المنتجات الاستهلاكية . سبرينغر-فيرلاغ. ص 1 – 2. رقم ISBN  9783642715457– عبر كتب جوجل.
  9. 1 2 بول سوسيس، أوري زولر، محرران. (2008). دليل المنظفات، الجزء F. مطبعة CRC. ص 5. ISBN  9781420014655.
  10. ↑ أفتاليون، فريد (2001). تاريخ الصناعة الكيميائية العالمية . دار التراث الكيميائي للنشر. ص 82. ISBN  9780941901291.
  11. ↑ وارد، جيمس؛ لور (2020). إتقان مشبك الورق . كتب أتريا. ص 190. ISBN  9781476799872.
  12. ^ جاكوبي، غونتر. لور، ألبريشت (2012). المنظفات وغسيل المنسوجات . سبرينغر-فيرلاغ. ص 3 – 4. رقم ISBN  9780895736864.
  13. ↑ "الصابون والمنظفات: التاريخ 3 | الحياة النظيفة | المعهد الأمريكي للتنظيف" . www.cleaninginstitute.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 أكتوبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2025 .
  14. ١ ٢ ٣ ٤ ديفيد أو. ويتن؛ بيسي إمريك ويتن (١ يناير ١٩٩٧). دليل تاريخ الأعمال الأمريكية: الاستخراجات والتصنيع والخدمات . مجموعة غرينوود للنشر. الصفحات ٢٢١-٢٢٢ . ISBN  978-0-313-25199-3– عبر كتب جوجل.
  15. 1 2 3 4 يورغن فالبي، أد. (2012). السطحي في المنتجات الاستهلاكية . سبرينغر-فيرلاغ. ص 3 – 5. رقم ISBN  9783642715457– عبر كتب جوجل.
  16. ↑ أوربان، ديفيد ج. (2003). كيفية تركيب وتصنيع المنظفات الصناعية . ديفيد ج. أوربان. الصفحات 4-5 . ISBN  9781588988683.
  17. 1 2 بول سوسيس، أوري زولر، محرران. (2008). دليل المنظفات، الجزء F. مطبعة CRC. ص 6. ISBN  9781420014655.
  18. ↑ بول سوسيس، أوري زولر، محرران. (2008). دليل المنظفات، الجزء F. مطبعة CRC. ص 497. ISBN  9781420014655.
  19. ^ أوري زولر، أد. (2008). دليل المنظفات، الجزء هـ: التطبيقات . تايلور وفرانسيس. ص. 331. ردمك  9781574447576.
  20. ↑ ديفيد أو. ويتن؛ بيسي إمريك ويتن (1999). دليل المنظفات، الجزء أ . تايلور وفرانسيس. ص 3. ISBN  9781439833322– عبر كتب جوجل.
  21. 1 2 ميدلهوف، بيرجيت (2003). آرنو كان (محرر). المؤتمر العالمي الخامس للمنظفات . جمعية الكيميائيين الأمريكيين للزيوت. الصفحات 64-67 . ISBN  9781893997400.
  22. ^ "إتش سي فيتنام" . HC فيتنام . 28 أكتوبر 2024 . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2025 .
  23. ↑ "تاريخ منظفات الغسيل: التغيرات عبر السنين | LoveToKnow" . LoveToKnow . مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2025 .
  24. ↑ فيرنر دابيلستين، أرنو ريجليتزكي، أندريا شوتز، كلاوس ريدرز "وقود السيارات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2002، وايلي-VCH، واينهايم دوى : 10.1002/14356007.a16_719.pub2
  25. ↑ كولي د، بارد أ. ج. (2010). "تأثير تركيز تريتون X-100 على نفاذية غشاء خلية هيلا واحدة باستخدام المجهر الكهروكيميائي الماسح (SECM)" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (39): 16783-16787 . Bibcode : 2010PNAS..10716783K . doi : 10.1073/pnas.1011614107 . PMC 2947864. PMID 20837548 .  
  26. ↑ ليشتنبرغ د، أهيايوتش هـ، غوني ف.م. (2013). "آلية إذابة المنظفات للطبقات الدهنية الثنائية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 105 (2): 289-299 . Bibcode : 2013BpJ...105..289L . doi : 10.1016 / j.bpj.2013.06.007 . PMC 3714928. PMID 23870250 .  
  27. ↑ دويل، د.أ.؛ مورايس كابرال، ج.؛ بفوتزنر، ر.أ.؛ كو، أ.؛ غولبيس، ج.م.؛ كوهين، س.ل.؛ تشايت، ب.ت.؛ ماكينون، ر. (1998). "بنية قناة البوتاسيوم: الأساس الجزيئي لتوصيل أيونات البوتاسيوم وانتقائيتها". مجلة ساينس . 280 (5360): 69-77 . Bibcode : 1998Sci...280...69D . doi : 10.1126/science.280.5360.69 . PMID 9525859 . 
  28. ↑ أومينا، ياسوفومي؛ كاواكامي، كيسوكي؛ شين، جيان-رين؛ كاميا، نوبو (2011). "البنية البلورية للنظام الضوئي الثاني المُنتج للأكسجين بدقة 1.9 أنغستروم" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 473 (7345): 55-60 . Bibcode : 2011Natur.473...55U . doi : 10.1038/nature09913 . PMID: 21499260. S2CID : 205224374 .  
  • نصائح كامبل حول كيمياء المنظفات، والمواد الخافضة للتوتر السطحي ، والتاريخ المتعلق بغسل الملابس، وطرق إزالة البقع والأوساخ .
  • تركيبة المنظفات