สารลดแรงตึงผิว (Surfactant) เป็นอย่างไรกัน?

❝
สารลดแรงตึงผิว มีบทบาทที่สำคัญในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ในแต่ละวันมนุษย์ใช้สารลดแรงตึงผิวแทบทุกกิจกรรม ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด เช่น สบู่, แชมพู, ครีมนวด, โฟมล้างหน้า, เจลล้างหน้า หรือจะเป็นของใช้ในครัวเรือน เช่น ผงซักฟอก, น้ำยาล้างจาน, น้ำยาทำความสะอาดพื้น ทุกอย่างล้วนมีสารเคมีที่ชื่อว่า “Surfactant” เป็นส่วนประกอบทั้งสิ้น วันนี้ มารูโมะ จะพาไปทำความรู้จักกับสารเคมีชนิดนี้กัน ว่าคืออะไร? มีกี่ชนิด? แต่ละชนิดใช้ทำอะไรบ้าง? ตามไปดูกันเลย
❞

คุณสมบัติของ สารลดแรงตึงผิว (Surfactant)

หลักการทำงานของ Surfactant คือ ส่วนหัวที่ชอบน้ำจับกับน้ำ ส่วนหางที่ชอบน้ำมันจับกับสิ่งสกปรกพวกไขมันที่ไม่สามารถละลายน้ำได้ ทำให้สิ่งสกปรกหลุดออกไปแขวนลอยอยู่ในน้ำ

สารลดแรงตึงผิว (Surfactant) เป็นสารที่เมื่อละลายน้ำแล้วจะช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำ ซึ่งคำว่า Surfactant มาจากคำว่า Surface Active Agent มีคุณสมบัติที่สำคัญ 2 ส่วน คือ ส่วนหัวที่เป็น Hydrophilic (ชอบน้ำ) และส่วนหางที่เป็น Hydrophobic (ชอบน้ำมัน)

สารลดแรงตึงผิว หรือ Surfactant ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งส่วนที่ไม่ชอบน้ำมักจะเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน คือ มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ส่วนใหญ่จะมาจากไขมันและน้ำมันตามธรรมชาติ รวมทั้งผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และโพลีเมอร์สังเคราะห์ ลักษณะที่สำคัญของสารลดแรงตึงผิว คือ เมื่อใส่สารลดแรงตึงผิวเพียงเล็กน้อยลงในน้ำ สารลดแรงตึงผิวจะไปลดแรงตึงผิวของน้ำเพื่อให้เกิดกระบวนการต่าง ๆ ง่ายขึ้น เช่น การเกิดฟอง การทำให้เปียก และกระบวนการทำความสะอาด เป็นต้น ส่วนที่ไม่ชอบน้ำจะพยายามหนีน้ำโดยไปเกาะกับพื้นผิวที่ว่าง เช่น อากาศ  และส่วนที่ชอบน้ำจะยังคงอยู่ในน้ำ

ประเภทของ สารลดแรงตึงผิว (Surfactant)

สารลดแรงตึงผิว แบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าที่อยู่บนส่วนหัว (Hydrophilic) ดังนี้

1.) Aninonic Surfactant (-) สารลดแรงตึงผิวชนิดประจุลบ

เป็นสารกลุ่มหลักของผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด มีฟองมากและละลายน้ำได้ดี ช่วยชะล้างสิ่งสกปรกได้ดี แต่ค่อนข้างระคายเคืองผิว นิยมใช้กันมากใน สบู่ แชมพู ผลิตภัณฑ์ล้างหน้าต่าง ๆ น้ำยาล้างจาน น้ำยาล้างรถ เช่น SLS (Sodium laureth sulfate), SLES (Sodium laureth sulfate), Sarcosinate, Sodium/ Ammonium Lauryl Ether Sulphate, Sodium /Ammomiun LaurylSulphate, Linear Alkyl Benzene Sulphonate (LAS) เป็นต้น

2.) Cationic Surfactant (+) สารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก

สารกลุ่มนี้ไม่มีความสามารถในการทำความสะอาด และไม่มีฟอง แต่สามารถเกาะและเคลือบเส้นผมได้ดี นิยมใช้ในกลุ่มของ ครีมนวดผม หรือ น้ำยาปรับผ้านุ่ม เช่น Cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), benzalkonium chloride, Polyquaternium, Alkyltrimethyl ammoniumchloride เป็นต้น

3.) Amphoteric Surfactant (+,-) สารลดแรงตึงผิวที่มีทั้งประจุบวกและลบ

สารทำความสะอาดกลุ่มน้ำมีคุณสมบัติทนต่อน้ำกระด้าง อ่อนโยนต่อผิว สามารถใช้ร่วมกับ SLS, SLES ได้ดี เมื่อใช้ร่วมกันสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์มีเนื้อข้นขึ้นได้ ให้ฟองนุ่มมาก แต่ทำความสะอาดได้ไม่ดีเท่า Anionic Surfactant จึงนิยมใช้ร่วมกัน สารในกลุ่มนี้ เช่น Cocamidoproply Betain เป็นต้น

4.) Nonionic Surfactant สารลดแรงตึงผิวชนิดนี้ไม่มีประจุ

สารในกลุ่มนี้มีแตกต่างกันไป ตั้งแต่ละลายน้ำไม่ได้ จนละลายน้ำได้ดีมาก สารกลุ่มนี้อ่อนโยนต่อผิวมาก แต่ไม่มีฟอง บางคนอาจจะไม่ชอบเพราะทำให้รู้สึกว่าไม่สะอาด จริง ๆ แล้ว การมีหรือไม่มีฟองนั้น ไม่ได้เกี่ยวกับการทำความสะอาด ชะล้างสิ่งสกปรกเลย มันจึงเป็นความเชื่อผิด ๆ ที่ว่ายิ่งฟองเยอะยิ่งสะอาด แต่การที่ฟองเยอะนั้นจะทำให้ผิวเรายิ่งระคายเคืองได้ เช่น Lauryl Glucoside, PEG-6 Caprylic/Capric Glycerides เป็นต้น นิยมใช้ในเจลล้างหน้าสูตรไม่มีฟอง และผลิตภัณฑ์กลุ่มล้างเครื่องสำอางต่าง ๆ

สารลดแรงตึงผิวยังมีคุณสมบัติที่ทำให้เฟสสองเฟสที่ต่างกันมารวมตัวกันได้ คือ การไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน น้ำและน้ำมันไม่ละลายซึ่งกันและกันเพราะมีคุณสมบัติที่ต่างกันโดยที่น้ำเป็นสารประกอบที่มีขั้ว ส่วนน้ำมันเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้ว เมื่อใส่สารลดแรงตึงผิวเข้าไปเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้สองเฟสมารวมกันเป็นเฟสเดียวกันได้ เช่น การใส่ไข่แดงซึ่งมี lecithin เป็นสารลดแรงตึงผิวประกอบอยู่ประมาณ 10% ลงไปในน้ำที่ผสมน้ำมันเพื่อทำน้ำสลัด ทำให้น้ำและน้ำมันรวมตัวเป็นเนื้อเดียวกัน

เมื่อเปรียบเทียบสารลดแรงตึงผิวทั้ง 4 ชนิดในการทำให้เกิดฟอง การซักล้างทำความสะอาด และการทำให้พื้นผิวอ่อนนุ่ม จะเห็นว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบจะมีคุณสมบัติทำให้เกิดฟองดีที่สุด  ส่วนสารลดแรงตึงผิวที่มีทั้งประจุบวกและลบจะมีคุณสมบัติในการทำให้พื้นผิวอ่อนนุ่มดีที่สุด สารลดแรงตึงผิวแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน ในปัจจุบันได้มีการนำสารลดแรงตึงผิวแต่ละชนิดมาผสมกันในอัตราส่วนที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ?

การนำสารลดแรงตึงผิวไปใช้ประโยชน์

สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ในร่างกายมนุษย์ก็มีสารลดแรงตึงผิวประกอบอยู่ เช่น Gall Acid ซึ่งจะย่อยสารประเภทไขมันได้ สารลดแรงตึงผิวมีประโยชน์หลาย ๆ ด้าน โดยเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของผลิตภัณฑ์และเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการผลิตต่าง ๆ ได้แก่

► สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด เช่น ผงซักฟอก, สบู่, ยาสีฟัน, ยาสระผม, ครีมนวดผม และผลิตภัณฑ์ที่มีฟอง เป็นต้น
► สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบในเครื่องสำอางและครีมกันแดด
► สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ ผลิตยา
► สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม เช่น กระบวนการย้อมผ้า, การเคลือบสีไม้หรือโลหะ, การผลิตพลาสติก, การทำหนังสัตว์, การผลิตเนยเทียมเค้กและไอศกรีม เป็นต้น
► สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น บำบัดน้ำเสีย, กำจัดมลพิษทางดิน, ดูดซับของเสีย เป็นต้น
► สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในกระบวนการสกัดแยก เช่น การสกัดแยกแร่การแยกน้ำมันออกจากน้ำ เป็นต้น

👉 นอกจากนี้ยังมีการนำสารลดแรงตึงผิวมาใช้ในเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น นาโนเทคโนโลยี เทคโนโลยีชีวภาพ งานพิมพ์อิเล็คทรอนิกส์ และเครื่องบันทึกแถบแม่เหล็ก เป็นต้น

จะเห็นได้ว่า “สารลดแรงตึงผิว” นั้น มีประโยชน์และนำไปใช้งานได้หลากหลายเลยทีเดียว ก่อนซื้อผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ลองพลิกดูหลังฉลากผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางกลุ่มทำความสะอาดกันดูด้วย ว่าใช้ Surfactant กลุ่มไหนกันอยู่บ้าง พร้อมทำความเข้าใจวิธีการใช้งานให้ถูกต้องกันด้วย 😊

>>สามารถอ่านบทความต่าง ๆ จาก มารูโมะ ได้ตามนี้เลย<<