Apa beda surfaktan anionik dan kationik?

Dr. Izumi Yamada bersedia menjawab pertanyaan di atas.

Surfaktan adalah zat yang memiliki gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik.

1. Berdasarkan namanya, surfaktan yang berdisosiasi dalam air dan melepaskan kation dan anion (atau zwitterions) diistilahkan sebagai surfaktan ionik (kationik, anionik, zwitterionik). Di sisi yang lain, surfaktan yang tidak berdisosiasi disebut surfaktan nonionik.
2. Surfaktan anionic memiliki gugus hidrofilik anionik. Contoh surfaktan anionic biasa disebut “sabun” (sabun asam lemak), garam asam alkilsulfonat (komponen utama deterjen sintetis, seperti alkil benzene sulfonat (LAS) )lemak alcohol sulfat (komponen utama shampoo atau deterjen netral) dan lain-lain.
3. Karena sabun asam lemak adalah garam dari asam lemak dan logam basa (garam asam lemah dan basa kuat), maka sabun ini terhidrolisis dalam air dan larutannya menjadi sedikit basa. Namun, larutan dari surfaktan anionik lainnya adalah netral. Larutan deterjen sintetis diatur agar sedikit basa, tapi bukan disebabkan oleh deterjen itu sendiri (deterjennya netral) melainkan karena efek dari zat tambahan (natrium karbonat dan lain-lain). Ini merupakan perbedaan utama antara sabun dan deterjen sintetis.
4. Telah diketahui sejak awal bahwa kotoran data dicuci oleh basa, seperti larutan alkali dan soda pencuci. Deterjen di pasaran (baik sabun bubuk dan deterjen sintetis) akan memiliki efek yang sama, karena larutan dalam air yang dihasilkan adalah basa. Diduga bahwa serat (pakaian) menjadi lembut karena basa, sehingga melepaskan kotoran. Jadi tidak efektif untuk mencuci serat hewani tahan basa, seperti sutra dan bol dengan alkali. Diduga bahwa alkali membersihkan kotoran berminyak dengan reaksi saponifikasi (pembentukan sabun yang mudah larut), yang merupakan prinsip yang sama dengan pembuatan sabun. Tetapi, sangat diragukan apakah reaksi ini benar-benar terjadi selama pencucian di rumah.
5. Serat hewani, seperti sutra dan wol, disebut serat amfoter, yang artinya bahwa serat data menjadi kationik dan anionik, tergantung ada sifat larutan pencucinya. Bila detergen basa (baik sabun bubuk atauun deterjen sintetis) digunakan untuk mencuci serat macam ini, surfaktan anionik akan menyerap gugus kationik (gugus amino) pada serat. Sangat mungkin untuk mencuci serat tahan basa dengan menjaga pH tetap netral. Namun, kitatidak dapat melakukan apapu tentang masalah penyerapan surfaktan ionic pada serat. Ini merupakan kelebihan surfaktan nonionik. Ada deterjen yang dapat mencuci pakaian dengan tanda “dry cleaning” (pencucian kering), dengan gambar merekomendasikan bahwa pencucian kering bisa dilakukan untuk produk sutra dan wol) dengan air di rumah. Sebagaimana telah Anda sadari, komponen utama dari deterjen ini adalah surfaktan nonionik. Karena gaya elektrostatik tidak bekerja ada surfaktan non ionic, jumlah deterjen yang tersisa setelah pencucian adalah sedikit untuk kain lain seperti untuk pencucian sutra dan wol.
6. Ada kemungkinan bahwa surfaktan anionik dengan ion kationik, sebagai contoh, ion kalsium dalam air sadah. Khususnya dalam hal sabun bubuk, asam lemak bergabung dengan ion kalsium dan membentuk kekam, yang tidak larut dalam air dan mengenda, mengurangi efek pencucian. Surfaktan anionik lainnya juga bergabung dengan kalsium, tapi jumlahnya sangat sedikit. Lagian, tidak ada pengendapan yang terjadi jika surfaktan non ionik digunakan. Jadi titik ini juga merupakan kelebihan surfaktan non ionik.
7. “Two in One (Conditioner dan Shampoo)”popular beberapa waktu yang lalu. Ini sebenarnya shampoo, yang tidak membutuhkan kondisioner lain. Kondisioner berfungsi seperti elembut dalam pencucian pakaian, jadi komponen utama kondisioner adalah surfaktan kationik, yang merupakan pelembut pakaian. Hal ini berarti tidak mungkin untuk menyatukan zat kondisioner dengan shampoo biasa. Jika Anda mencampur shampoo biasa dan kondisioner di kamar mandi, Anda akan melihat pengendapan seperti kekam. Hal ini disebabkan gabungan surfaktan kationik dengan surfaktan anionik. Tentu saja, pengendapan ini tidak akan berefek apa-apa.
   Ada tiga jenis “Two in One (Conditioner dan Shampoo)”:
   a. KOndisioner saja dengan surfaktan kationik yang memiliki daya cuci.
   b. Shampoo saja dengan kandungan minyak.
   c. “Kondisioner dan Shampoo” sebenarnya, sebagai contoh surfaktan utama shampoo tidak bergabung dengan surfaktan kationik dalam kondisioner.
   Anda bisa menebak dengan mudah bahwa surfaktan yang digunakan pada jenis ketiga adalah surfaktan non ionik. KOnsep yang sama digunakan pada deterjen untuk mencuci akaian, dan sekarang deterjen mengandung pelembut pakaian yangbanyak dijual. Komponen utama dari deterjen ini adalah surfaktan non ionik. Surfaktan non ionik data digunakan untuk banyak zat tambahan, membuat surfaktan non ionik sangat berguna dengan kelebihannya.
   Penerapan Surfaktan non ionik untuk Deterjen Pakaian
8. Mari pikirkan mengapa surfaktan non ionik, yang tampaknya memiliki banyak kelebihan, tidak digunakan sebagai bahan deterjen hingga sekarang. Semua surfaktan yang bisa digunakan untuk makanan (berdasarkan peraturan kebersihan makanan di Jepang) adalah surfaktan non ionik, kecuali untuk fosfolipid kacang kedelai (lesitin, surfaktan amfoter). Diduga bahwa mereka tidak berbhaya karena senyawa tersebut adalah ester polialkohol asam lemak seerti sorbitan, sukrosa dan gliserin. Jadi sangat luar biasa bila kita mnggunakan surfaktan jenis ini untuk pakaian. Saya melakukan percobaan – bagaimanapun, segala kotoran sangat sulit dihilangkan dengan ester asam lemak sukrosa. Jadi, daya bersih surfaktan non ionik sangat lemah. Saya melakukan percobaan lebih jauh dan menemukan bahwa surfaktan non ionik yang memiliki daya bersih tertentu. Bagaimanapun, surfaktan ini bentuknya cair, membuatnya sangat sulit digunakan. Surfaktan ini bia sangat berguna bila dipakai dalam deterjen cair, tapi ini bukanlah tren untuk menggunakan deterjen cair, dan penambahannya harus diteteskan, membuatnya sulit untuk ditangani, sehingga membuatnya sangat tidak umum. Karena surfaktan non ionik dapat dengan mudah disintesis, maka surfaktan ini banyak digunakan dalam berbagai bidang sekarang ini. Namun, surfaktan non ionik tidak akan digunakan sebagai surfaktan deterjen sintetis untuk akaian hingga dikembangkan surfaktan non ionik (polioksietilena)dalam bentuk bubuk.
9. Saya menemukan bahwa Kristal cair terbentuk selama proses pencucian kotoran berminyak dan Kristal cair ini berkontribusi dalam menghilangkan kotoran. Dan saya mengembangkan metode baru untuk menunjukkan efektivitas pencucian (kinetika pencucian). Saya mengukur kecepatan pembentukan Kristal cair dan kecepatan pencucian. Ketika saya menggunakan surfaktan non ionik (olioksietilena) untuk percobaan, saya menemukan bahwa Kristal cair terbentuk pada konsentrasi dan suhu yang lebih rendah (dibandingkan dengan surfaktan anionik). Percobaan ini dipublikasikan, dan pada waktu yang sama, produsen mengembangkan bentuk bubuk dari surfaktan non ionik (polioksietilena). Jadi, deterjen padat serbuk, yang komonennya adalah surfaktan non ionik, dikembangkan oleh produsen deterjen dengan motto “Kristal cair membersihkan kotoran”. Bagaimanapun, deterjen ini tidak dilanjutkan selama beberapa tahun setelah dilepas kea saran, mungkin karena konsumen saat itu belum sadar akan lingkungan.
10. Penggunaan deterjen yang komponen utamanya adalah surfaktan non ionik semakin meningkat. Peningkatan tidak hanya terkait dengan kelebihan yang disebutkan di atas, tapi juga ada efek yang baik. Karena baru-baru ini kebanyakan pakaian tidak sekotor seperti kondisi sebelumnya, dan kesadaran lingkungan juga bertambah, maka deterjen yang ramah lingkungan, bahkan dengan kemampuan daya bersih yang berkurang, dapat diterima di kehidupan modern.

Sumber: Chemistry