دترجنت یا شوینده، ماده‌ای است که به عنوان سورفکتانت یا مخلوطی از سورفکتانت‌ها شناخته می‌شود و در محلول رقیق با آب، خاصیت پاک‌کنندگی دارد. دترجنت‌ها شباهت‌هایی با صابون‌ها دارند، اما ساختار کلی آن‌ها به صورت R-SO4-, Na+ است، که R یک گروه آلکیل زنجیره بلند است.

مانند صابون‌ها، دترجنت‌ها آمفیفیلیک هستند، به این معنی که هم نواحی آب‌دوست (هیدروفیلیک) و هم نواحی آب‌گریز (هیدروفوبیک) دارند. بیشتر دترجنت‌ها از نوع آلكيل بنزن سولفونات هستند. تفاوت مهم دترجنت‌ها با صابون‌ها در حلالیت آن‌ها در آب سخت است. دترجنت‌ها در آب سخت محلول‌تر هستند، زیرا سولفونات موجود در دترجنت به اندازه کربوکسیلات موجود در صابون به راحتی به کلسیم و سایر یون‌های موجود در آب سخت متصل نمی‌شود. این ویژگی باعث می‌شود دترجنت‌ها در شرایط آب سخت عملکرد بهتری داشته باشند و رسوب کمتری ایجاد کنند.

نکات کلیدی در تعریف دترجنت

• دترجنت‌ها دسته‌ای از سورفکتانت‌ها هستند که در محلول رقیق با آب، خاصیت پاک‌کنندگی دارند.
• بیشتر دترجنت‌ها از نوع آلكيل بنزن سولفونات هستند.
• دترجنت‌ها بر اساس بار الکتریکی خود به دسته‌های آنیونی، کاتیونی و غیریونی تقسیم می‌شوند.
• دترجنت‌ها علاوه بر استفاده در پاک‌کننده‌ها، به عنوان افزودنی سوخت و معرف‌های بیولوژیکی نیز کاربرد دارند.

تاریخچه دترجنت‌ها: از جنگ جهانی اول تا امروز

توسعه دترجنت‌های مصنوعی به جنگ جهانی اول در آلمان برمی‌گردد. در سال 1917، به دلیل محاصره آلمان توسط متفقین و کمبود مواد اولیه برای تولید صابون، یک سورفکتانت آلکیل سولفات فرموله شد. واژه "دترجنت" از کلمه لاتین "detergere" به معنای "پاک کردن" گرفته شده است. پیش از اختراع دترجنت، بیشتر از سودا یا کربنات سدیم برای شستشوی ظروف و لباس‌ها استفاده می‌شد.

اولین دترجنت مایع ظرفشویی در دهه 1930 در ایالات متحده تولید شد، در حالی که در اروپا، اولین دترجنت برای این منظور (Teepol) در سال 1942 ساخته شد. دترجنت‌های لباسشویی نیز تقریباً در همان زمان وارد بازار شدند، اگرچه به هر دو شکل جامد و مایع موجود بودند.

هم دترجنت‌های ظرفشویی و هم دترجنت‌های لباسشویی حاوی ترکیبات متعدد دیگری هستند که معمولاً شامل آنزیم‌ها، سفیدکننده، عطرها، رنگ‌ها، پرکننده‌ها و (برای دترجنت‌های لباسشویی) روشن‌کننده‌های نوری می‌شوند. این افزودنی‌ها ضروری هستند زیرا دترجنت‌ها به سختی می‌توانند رنگ‌ها، رنگدانه‌ها، رزین‌ها و پروتئین‌های دناتوره شده را از بین ببرند. دترجنت‌های معرف برای زیست‌شناسی تمایل به فرم‌های خالص سورفکتانت‌ها دارند.

انواع دترجنت‌ها: دسته‌بندی بر اساس بار الکتریکی

دترجنت‌ها بر اساس بار الکتریکی خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

• دترجنت‌های آنیونی: این نوع دترجنت‌ها دارای بار الکتریکی منفی هستند. اسیدهای صفراوی که در کبد تولید می‌شوند، نمونه‌ای از دترجنت‌های آنیونی هستند که بدن از آن‌ها برای هضم و جذب چربی‌ها استفاده می‌کند. دترجنت‌های آنیونی تجاری معمولاً آلکیل بنزن سولفونات‌ها هستند. آلکیل بنزن خاصیت لیپوفیلیک (چربی دوست) و هیدروفوبیک (آب گریز) دارد، بنابراین می‌تواند با چربی‌ها و روغن‌ها تعامل داشته باشد. سولفونات نیز هیدروفیلیک (آب دوست) است، بنابراین می‌تواند آلودگی‌ها را در آب شستشو دهد. هم گروه‌های آلکیل خطی و هم شاخه‌دار می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند، اما دترجنت‌هایی که با گروه‌های آلکیل خطی ساخته می‌شوند، احتمالاً زیست تخریب پذیرتر هستند.
• دترجنت‌های کاتیونی: این نوع دترجنت‌ها دارای بار الکتریکی مثبت هستند. ساختار شیمیایی دترجنت‌های کاتیونی مشابه دترجنت‌های آنیونی است، اما گروه سولفونات با آمونیوم چهارتایی جایگزین شده است.
• دترجنت‌های غیریونی: دترجنت‌های غیریونی حاوی یک گروه هیدروفیلیک بدون بار هستند. معمولاً این ترکیبات بر پایه گلیکوزید (الکل قند) یا پلی اکسی اتیلن هستند. نمونه‌هایی از دترجنت‌های غیریونی شامل Triton، Tween، Brij، اکتیل تیوگلوکوزید و مالتوزید هستند.
• دترجنت‌های زویتریونی: دترجنت‌های زویتریونی تعداد مساوی بارهای +1 و -1 دارند، بنابراین بار خالص آن‌ها 0 است. یک مثال CHAPS است، که 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate نامیده می‌شود.

کاربردهای دترجنت: فراتر از شستشو

بزرگترین کاربرد دترجنت‌ها در تمیز کردن و شستشو است. دترجنت‌های ظرفشویی و لباسشویی رایج‌ترین فرمولاسیون‌ها هستند. با این حال، دترجنت‌ها به عنوان افزودنی‌های سوخت و معرف‌های بیولوژیکی نیز استفاده می‌شوند.

دترجنت‌ها از رسوب گرفتگی انژکتورهای سوخت و کاربراتورها جلوگیری می‌کنند. در زیست‌شناسی، دترجنت‌ها برای جداسازی پروتئین‌های غشایی انتگرال سلول‌ها استفاده می‌شوند.