Surfaktan anionik dapat digolongkan berdasarkan gugus hidrofilik yang membentuknya. Gugus hidrofilik ini sangat mempengaruhi sifat-sifat serta kinerja surfaktan itu sendiri, dengan demikian kita bisa menentukan jenis surfaktan apa yang akan digunakan untuk membuat suatu aplikasi atau produk.
Klasifikasi surfaktan aionik berdasarkan gugus polar (hidrofilik) nya adalah sebagai berikut:
- Sulfonat
- Aromatik: alkilbenzena, alkiltoluena, alkylxylene, alkylnaphthalene
- Alifatik: α-olefin sulfonat, alkana sulfonat, sulfosuksinat
- Sulfat
- Alkil sulfat mis. natrium lauril sulfat (SLS)
- Alkil etoksi sulfat mis. natrium lauret sulfat (SLES)
- Posfat
- Karboxylat
1. Sulfonat
Surfaktan dengan gugus hidrofilik sulfonat, memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan dalam aplikasinya, antara lain, memiliki sifat kelarutan yang sangat baik didalam air, dapat digunakan dalam larutan asam, stabiltas yang baik pada suhu tinggi. Kelemahannya surfaktan berbasis sulfonat ini memiliki nilai CMC (critical micelle concentration) yang tinggi dan resistensi yang buruk pada larutan dengan salinitas tinggi, terutama pada ion divalen.
Alkylbenzena Sulfonat (ABS)
Alkilbenzena sulfonat adalah kelas surfaktan anionik, yang terdiri dari gugus hidrofilik sulfonat dan gugus ekor hidrofobik alkilbenzena . Pertama kali diperkenalkan pada 1930-an dalam bentuk alkilbenzena sulfonat (ABS) dengan rantai atom bercabang. alkilbenzena sulfonat (ABS), ini memiliki toleransi yang sangat baik terhadap kesadahan air dan memiliki busa yang banyak.
Namun setelah ada masalah limbah terhadap lingkungan, karena tipe ABS kurang biodegradable {tidak ramah lingkungan) dan busanya sering mencemari perairan, maka diganti dengan Linier Alkilbenzena Sulfonat linier (LAS)/LABS dengan rantai lurus, pada awal tahun 1960-an.
LAS sangat mudah larut dalam air dan lebih ramah lingkungan. Sejak itu produksi telah meningkat secara signifikan dari sekitar satu juta ton pada tahun 1980, menjadi sekitar 3,5 juta ton pada tahun 2016, menjadikannya surfaktan anionik yang paling banyak diproduksi setelah sabun.
Alkylbenzena disebut juga sebagai deterjen alkyl. Pembuatan Alkylbenzene sulfonat dilakukan dengan mereaksikan Benzena dengan Propylen Tetramer, selanjutnya dilakukan proses alkalinasi dengan menggunakan aluminium klorida (AlCl3) atau asam florida (HF), terbentuklah Deterjen Alkyl. Gambar proses reaksinya adalah sebagai berikut:
Untuk mendapatkan Linier Alkylbenzene Sulfonat (LAS), dari Alkyl Benzena yang terbentuk dari proses diatas, selanjutnya di lakukan proses Sulfonasi dengan menggunakan Sulfur Trioksida untuk menghasilkan asam sulfonat. Asam sulfonat selanjutnya dinetralkan dengan natrium hidroksida. Alkilbenzena memiliki massa molekul bervariasi, tergantung pada bahan awal dan katalis yang digunakan. Pada umunya berkisar antara 10 dan 14 atom karbon.
Parafin sulfonat
diproduksi dengan cara sulfo-oksidasi parafin normal linier dengan sulfur dioksida dan oksigen dan dikatalisis dengan radiasi ultraviolet atau gamma. Asam sulfonat alkana yang dihasilkan dinetralkan dengan NaOH. Surfaktan ini memiliki kelarutan air yang sangat baik dan biodegradabilitas. Surfaktan ini juga kompatibel dengan banyak ion air.
Parafin sulfonat disebut juga dengan Secondary Alkana Sulfonat (SAS), merupakan anionik surfaktan yang banyak digunakan dalam pembuatan deterjen, diswashing dan produk pembersih lainnya. Surfaktan ini memiliki karakteristik deterjensi, wetting agent dan kelarutan yang sangat baik, toleransi yang tinggi terhadap hardness. Dibanding LAS surfaktan lebih ramah dan tidak iritasi serta kompatibel terhadap enzim dan pemutih.
alfa-olefin sulphonates
Dibuat dengan mereaksikan alfa-olefin linier dengan sulfur trioksida, biasanya menghasilkan campuran alkena sulfonat (60–70%), 3- dan 4-hidroksialkana sulfonat (30%) dan beberapa disulfonat serta beberapa spesies lainnya.
Sulphosuccinates
Ini merupakan ssurfaktan khusus dari golongan sulfonat, merupakan sulfaktan yang kompleks karena memiliki sifat banyak fungsi Surfaktan ini mengandung sulfonat, ester, setengah ester dan gugus karboksilat. Sangat ramah terhadap lingkungan dan tidak menimbulkan iritasi, sering digunakan pada produk perawatan pribadi. Sebagai Diester surfaktan ini sangat baik digunakan sebagai wetting agent yang larut dalam minyak.
2. Sulphat
Alkil Sulfat juga merupakan surfaktan sintetik. Selain digunakan sebagai deterjen, Alkil sulfat juga digunakan dalam produk perawatan pribadi seperti pasta gigi, shamphoo dan lainnya. Alkyl Sulfat dibuat dengan mengolah alkohol dengan sulfur trioksida, kemudian dinetralkan dengan larutan natrium hidroksida untuk membentuk natrium alkil sulfat.
Yang tergolong dalam alkyl sulfat adalah Dodecyl sodium sulfate, Dodecyl sulfate sodium salt, Lauryl sulfate sodium salt dan Sodium lauryl sulfate (SLS), sodium laureth sulfate (SLES), dan amonium laureth sulfate (ALES)
Natrium alkil sulfat juga golongan dari alkil sulfat, merupakan campuran dari alkil yang berbeda seperti natrium lauril sulfat. Bentuknya berwarna atau putih atau cairan kental, yang berbau deterjen. Berberapa ada yang tampak kekuningan, larut dalam air dan dapat membentuk gelembung. Rumus kimianya adalah CnH2n+1OSO2ONa. Nomor CAS adalah 68955-19-1. Sodium Alkyl Sulfat (SAS) akan terurai dengan air mendidih dan terhidrolisis pada suhu 50o C.
Alkyl Sulfat yang paling banyak digunakan adalah jenis natrium alkil eter sulfat (SLES). Pembuatan SLES, dari alkil alkohol primer (dari sumber sintetik atau alami) selanjutnya dilakukan proses etoksilasi dengan 1 sampai 3 molar ekivalen epoksietana. Produk ini kemudian disulfatkan menggunakan sulfur trioksida dan dinetralkan dengan alkali untuk membentuk alkil eter sulfat.
Salah satu sifat terpenting dari kelompok surfaktan ini adalah kemampuannya untuk menghasilkan busa yang tinggi dan stabil. Selain itu, zat-zat dari kelompok AES dicirikan oleh kelarutan air yang sangat baik, yang meningkat secara proporsional dengan panjang rantai polioksietilen dalam molekul. Sedangkan hidrofobisitas partikel alkil eter sulfat meningkat dengan bertambahnya panjang rantai karbon alkohol. Pada saat yang sama, aktivitas permukaannya meningkat.
Alkil ester sulfat dicirikan oleh kemampuan mengental di bawah pengaruh garam anorganik. Efek ini tergantung pada konsentrasi garam dan struktur alkil eter sulfat. Semakin kecil jumlah garam dan semakin banyak rantai alkil bercabang dalam molekul, semakin rendah peningkatan viskositas. Keuntungan lain dari surfaktan anionik ini adalah kompatibilitasnya dengan semua jenis surfaktan serta dengan enzim.
Produk yang populer di Indonesia untuk jenis Ether Sulfat ini adalah Texapon, Emal 70N dan Emal 270N
Baca juga tentang :
3. Posfat
Alkil fosfat termasuk dalam kelompok senyawa organik yang disebut organofosfat. Alkil Posfat merupakan ester dari asam fosfat H3PO4 dan alkohol. Misalnya, rumus metil fosfat adalah CH3-H2PO4, dimetil fosfat – (CH3)2HPO4 dan trimetil fosfat – (CH3)3PO4.
Baik alkil fosfat dan alkil eter fosfat dibuat dengan mengolah alkohol lemak atau alkohol etoksilat dengan zat fosforilasi, biasanya fosfor pentoksida, P2O5. Reaksi menghasilkan campuran mono- dan di-ester asam fosfat. Rasio dari dua ester ditentukan oleh rasio reaktan dan jumlah air yang ada dalam campuran reaksi. Sifat fisikokimia surfaktan alkil fosfat bergantung pada rasio ester. Surfaktan fosfat digunakan dalam industri pengerjaan logam karena sifat anti korosinya.
4. Karboksilat
Sabun
Sabun merupakan surfaktan sintetis tertua yang pernah dibuat manusia sejak jaman prasejarah. Saat itu pembuatannya dengan merebus lemak hewani dengan abu kayu. Kini dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, pembuatan sabun dilakukan dengan volume yang besar dan lebih efisien.
Sabun adalah garam logam alkali dari asam lemak, biasanya garam natrium atau kalium yang dapat larut. Proses pembuatannya dimulai dengan trigliserida (minyak atau lemak) yang dihidrolisis dengan basa kuat untuk menghasilkan sabun dan gliserin, atau dihidrolisis pada suhu tinggi untuk menghasilkan asam lemak bebas yang dapat dinetralkan setelah pemurnian lebih lanjut.
Sabun stabil dalam kondisi suhu ruangan tetapi pada pH rendah (asam), asam lemaknya terhidrolisis dan diendapkan. Sabun juga sangat sensitif terhadap adanya elektrolit dan mudah diendapkan oleh garam.
Bahan baku sabun saat ini dibuat secara komersial dari sejumlah minyak dan lemak, yang biasanya berupa lemak hewani, minyak sawit dan kelapa. Produk sampingan dari penyulingan minyak nabati seringkali kaya akan asam lemak dan juga digunakan dalam produksi sabun.
Sifat-sifat sabun sangat bergantung pada kualitas minyak atau lemak yang digunakan dan untuk menghasilkan sabun yang berkualitas baik, minyak sering kali melalui serangkaian proses yang bertujuan untuk meningkatkan atribut produk jadi.
Seperti surfaktan lainnya, kelarutan sabun tergantung pada distribusi rantai karbon, yang pada akhirnya ditentukan oleh pilihan minyak bahan mentah. ikatan atom C12–14 memberikan sabun yang lebih mudah larut dengan pembentukan busa yang sangat tinggi sedangkan sabun C18+ memiliki kelarutan yang jauh lebih rendah.
Penggunaan asam tak jenuh, seperti oleat, memberikan kelarutan yang lebih baik dan jika diperlukan kelarutan yang tinggi, garam kalium atau garam amina dapat digunakan sebagai pengganti garam natrium.
