Οι επιφανειοδραστικές ουσίες είναι οι ουσίες που δρουν στη επιφάνεια δύο μη αναμίξιμων φάσεων μεταβάλλοντας την επιφανειακή τάση, αλλάζοντας δηλαδή τη συμπεριφορά των μορίων στο σημείο της επαφής των φάσεων (των συστημάτων). Επίσης μπορεί να ακούσουμε να ονομάζονται επιφανειοενεργές ή τασιενεργές ουσίες. Τέτοιες ουσίες συναντούμε πολύ συχνά στην καθημερινότητά μας που μεταβάλλουν την επιφανειακή τάση του νερού και γενικά μιγμάτων.
Είναι πολύ συνηθισμένο να αναφερόμαστε στις επιφανειοδραστικές ουσίες και τη συμπεριφορά τους σε συστήματα δύο μη αναμίξιμων υλικών. Όταν υπάρχουν στο ίδιο δοχείο μη αναμίξιμα υλικά, τότε παρατηρούμε ότι το κάθε ένα από αυτά παραμένει χωριστά (σε φάσεις) μέσα στο δοχείο. Προσθέτοντας μια επιφανειοδραστική ουσία στο δοχείο που τα περιέχει, αλλάζει η συμπεριφορά των μορίων στα σημεία επαφής (διεπιφάνεια) των δύο φάσεων. Αυτή η αλλαγή στη συμπεριφορά δεν συμβαίνει κατά την απουσία των επιφανειοδραστικών ουσιών.
Η μελέτη της μεταβολής της επιφανειακής τάσης με τη χρήση ουσιών, απασχολεί σε μεγάλο βαθμό τις βιομηχανίες εξαιτίας του μεγάλου εμπορικού ενδιαφέροντος. Τις αξιολογούν και τις παράγουν σε μεγάλες ποσότητες για τη χρήση ως πρώτες ύλες στην παραγωγή τροφίμων, φαρμάκων, καλλυντικών, και πλήθος βιομηχανικών προϊόντων, ενώ αναζητούν και αναπτύσσουν νέες, ανάλογα με τις ανάγκες των καταναλωτών. Συνήθως είναι οργανικές ενώσεις, που έχουν στο μόριό τους μια υδρόφιλη περιοχή (ή ομάδα) που συνδέεται με το νερό, και μια λιπόφιλη (ή υδρόφοβη) περιοχή (ή ομάδα) που συνδέεται με τις μη πολικές ουσίες (π.χ. ελαιώδεις). Αυτή η δομή τους προκαλεί μεταβολές στο σημείο όπου έρχονται σε επαφή τα δύο μη αναμίξιμα υλικά. Έτσι εξασφαλίζουν την αποτελεσματικότητά του προϊόντος, μεταβάλλουν τον τρόπο εφαρμογής, την εμφάνιση, την υφή, τη γεύση, την αίσθηση και πλήθος άλλων ιδιοτήτων.
Κατηγοριοποίηση των επιφανειοδραστικών ουσιών
Οι επιφανειοδραστικές ουσίες μπορούν να διακριθούν σε φυσικές και συνθετικές. Οι φυσικές επιφανειοδραστικές ουσίες παρά του ότι είναι πολλές, λίγες έχουν εμπορικό ενδιαφέρον (όπως η λεκιθίνη), ενώ οι περισσότερες με εμπορικό ενδιαφέρον παράγονται συνθετικά.
Αφού οι επιφανειοδραστικές ουσίες είναι πάρα πολλές, για αυτόν που ασχολείται με την έρευνα και ανάπτυξη προϊόντων (π.χ. φαρμάκων, καλλυντικών) η επιλογή της κατάλληλης είναι πονοκέφαλος. Βοηθάει πολύ να κατηγοριοποιηθούν οι επιφανειοδραστικές ουσίες με βάση τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητές τους και τη χρήση τους ώστε να είναι ευκολότερη η επιλογή.
Επειδή το φορτίο του μορίου των επιφανειοδραστικών ουσιών έχει μεγάλη σημασία για τις ιδιότητες, την επίδραση στη ζωή και το περιβάλλον, ένας τρόπος κατηγοριοποίησής τους είναι με βάση το φορτίο τους. Έτσι οι επιφανειοδραστικές ουσίες διακρίνονται σε:
- Ανιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες
Είναι επιφανειοδραστικές ουσίες που όταν αναμιχθούν με το νερό, το βασικό τμήμα του μορίου τους φορτίζεται αρνητικά. Η αρνητικά φορτισμένη ομάδα είναι και η υδρόφιλη περιοχή στο μόριό τους. Χρησιμοποιούνται περισσότερο από τις άλλες κατηγορίες των τασιενεργών γιατί δεν είναι τοξικές, έχουν πολύ καλή καθαριστική δράση στα υφάσματα, τα μαλλιά, το δέρμα και γενικά τις επιφάνειες, κάνουν καλό αφρισμό, είναι βιοδιασπώμενες και έχουν χαμηλό κόστος. Αποτελούν το μεγαλύτερο ποσοστό των επιφανειοδραστικών που παράγονται. Τα βασικά συστατικά των σαπουνιών που είναι οι σάπωνες, ανήκουν σε αυτή την κατηγορία. Τα ανιονικά τασιενεργά που χρησιμοποιούνται για τις πολύ καλές τους καθαριστικές ιδιότητες είναι συνήθως τα σουλφουρωμένα παράγωγα των παραφινών όπως είναι το Sodium Lauryl Sulfate καθώς δεν είναι τοξικά. Χρησιμοποιείται για τη διασπορά φαρμάκων στο νερό. Επίσης είναι πολύ αποτελεσματικό στον καθαρισμό (απορρυπαντικό), όμως ερεθίζει τα μάτια και το δέρμα αν δεν ξεπλυθεί καλά. Από τα ανιονικά τασιενεργά το Sodium Laureth Sulfate (θειικό λαουρικό νάτριο ή SLES) είναι αυτό που χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στη συντριπτική πλειοψηφία των προϊόντων προσωπικής υγιεινής καθώς ερεθίζει λιγότερο από το προηγούμενο.
- Κατιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες
Είναι επιφανειοδραστικές ουσίες με θετικά φορτισμένη ομάδα, που είναι και η υδρόφιλη περιοχή. Πολλές από αυτές μπορεί να επιβαρύνουν το περιβάλλον επειδή δε διασπώνται εύκολα και για αυτό συνήθως χρησιμοποιούνται με στόχο να μείνουν πάνω σε επιφάνειες και όχι για να ξεπλυθούν. Ουσίες από αυτή την κατηγορία χρησιμοποιούνται στα μαλακτικά ρούχων και μαλλιών, γιατί συνδέονται με ιοντικούς δεσμούς με τις ίνες των υφασμάτων και των μαλλιών (που έχουν ανιονικά φορτία). Μεταξύ άλλων δράσεων τους είναι η αλληλεπίδραση με τα μόρια των κυτταρικών μεμβρανών. Εκεί βασίζεται η αντιμικροβιακή τους δράση. Παράδειγμα τέτοιων επιφανειοδραστικών ουσιών είναι το cetrimonium Chloride/Bromide (κετριμίδη). Γνωστή κατιονική επιφανειοδραστική ουσία, που χρησιμοποιείται κυρίως για τις αντιμικροβιακές της ιδιότητες, είναι το benzalconium chloride (Βενζαλκόνιο χλωρίδιο).
- Μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες
Είναι μόρια που οι επιφανειοδραστικές ιδιότητές τους δεν βασίζονται σε κάποιο φορτίο, δηλαδή τα μόριά τους δεν παρουσιάζονται φορτισμένα κατά τη διάλυσή τους στο νερό. Η υδρόφιλη ομάδα τους είναι μια περιοχή του μορίου που περιέχει άτομα οξυγόνου (π.χ. αιθυλενοξείδια). Αυτά που χρησιμοποιούνται περισσότερο είναι οι πολυσακχαρίτες και τα αιθοξυλιωμένα παράγωγα σακχάρων και λιπαρών οξέων (alkyl polyglycosides, sorbitan ester surfactants). Πολλές μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες είναι μη τοξικές δεν επηρεάζουν τα άλλα συστατικά και χρησιμοποιούνται σε τρόφιμα, φάρμακα και καλλυντικά. Έχουν πολλές εφαρμογές και συνήθως η καταλληλότητα χρήση τους βασίζεται σε μια μέθοδο κατηγοριοποίησής τους γνωστή ως HLB. Με βάση αυτή τη μέθοδο κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τη χρήση τους σε γαλακτωματοποιητές, αφριστικά, αντιφασιστικά, παράγοντες διαβροχής, διασπορείς διαλυτοποιητές, απορρυπαντικά. Κάποια από αυτά χρησιμοποιούνται ως ήπια καθαριστικά (απορρυπαντικά) για το δέρμα και άλλες επιφάνειες.
- Αμφιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες
Είναι επιφανειοδραστικές ουσίες που όταν διαλύονται σε ένα υδατικό διάλυμα, ανάλογα με το pH του διαλύματος, εμφανίζονται ως ανιονικές ή ως κατιονικές. Χρησιμοποιούνται σε ειδικά προϊόντα όπου αυτή η ιδιότητά τους είναι σημαντική, όπως σε προϊόντα που χρησιμοποιούνται κοντά στα μάτια ή σε ευαίσθητα δέρματα γιατί δεν ερεθίζουν τα μάτια και το δέρμα. Τέτοιες επιφανειοδραστικές ουσίες είναι το lauryl Glycoside, τα amphoacetate, CAPB, Succinate που έχουν συνήθως το χαμηλότερο ερεθισμό του δέρματος και των βλεννογόνων.
Οργανισμοί Συστατικά & Προϊόντα 