DETERJANIN YAPISI
Deterjanlar kompleks ve sentetik yapılı maddelerdir. Sabun ve deterjanların kimyasal yapısı çok farklı olduğundan temizleme işlevindeki etkileri de farklıdır. Sabun asidik ve sert sularda etkili değildir. (Sert sudaki Ca++ ve Mg++ ile (C17H35COO)2 oluşur ve çöker) bir çökelti oluşturur. Buna karşılık deterjanlar bu tip sularda etkilidir.
Yüzey aktif madde (sürfaktan) ismi sabun, deterjan, emülsiyon oluşturan maddeler, ıslatıcı maddeler için kullanılan genel bir isimdir. Deterjanlar, her biri temizlemede ayrı bir görev yapan, pek çok maddenin çok kompleks bir karışımıdır. Yüzey aktif maddeler veya sürfaktanlarla ilgili modern kavram, sabunları, deterjanları, emülsifiyanları, ıslatıcı maddeleri ve girme(penetrasyon) maddelerini kapsamaktadır. Bütün bunlar, birbirleriyle temasta olan iki faz arasındaki yüzey tabakasının özelliklerini değitirerek, aktifliklerini sürdürürler. Yüzey aktif maddelerin pek çoğu, molekülün bir ucunda suyu çeken (hidrofilik) ve diğer ucunda suyu iten (hidrofobik) bir grup bulundururlar. Deterjanlar, kirleri uzaklaştırmada etkin olan bu özelliklere, fazlasıyla sahiptirler. Hafif ve ağır deterjanlar olarak sınıflandırılırlar.

Yüzey Aktif Maddelerin Sınıflandırılması:
Yüzey aktif maddelerin hidrofobik kısmı genelde 8-18 karbon içeren düz veya az dallanmış zincirdir, bazı hallerde zincirdeki bazı karbon atomlarının yerine benzeyen halkası geçmiştir. Örnek olarak C12H25_ (dodesil) ve C12H25C6H4 _ (dodesil) benzen verilebilir. Yüzey aktif maddenin içerdiği hidrofilik grup çok farklı olabilir. Hidrofilik grubun yapısına göre yüzey aktif maddeler;

Anyonik :_ OSO3(-) veya _ SO3-

Katyonik :_ N+(CH3)3+ veya C5H5N+

İç Tuz :_N+(CH3)2 (CH2)2 COO-

Yarı Polar :_ N(CH3)2 O

İyonik Olmayan :_ N(OCH2CH2)n OH
Yüzey aktif madde olmak üzere sınıflandırılabilir.

Anyonik deterjanlar sulu çözeltide – iyon içeren yüzey aktif maddelerdir.

C12H25OH + SO3 C12H25OSO3H NaOH C12H25OSO3-Na+

Katyonik deterjanlar, çözeltide pozitif yüklü iyon veren yüzey aktif maddelerdir.

C12H25Cl + N(CH3)3 C12H25N(CH3)3+Cl-

Yarı polar deterjanların yapısı :

CH3
I
C12H23N(CH3)2 + H2O2 + C12H25_N_O + H2O
I
CH3
İç tuz yapısındaki maddeler :


O O II II
C12H25N(CH3)2 + Cl_CH2_C_Ona C12H25N(CH3)2_CH2_C_O +NaCl

İyonik olmayan deterjanların yapısı :

C12H25OH + nCH2_CH2 C12H25(OCH2CH2)n OH

DETERJANIN HAM MADDELERİ
Bütün hacimlerde yüzey aktif organik bileşikler sabun ve deterjan üretiminde kullanılırlar. Lineer alkilbenzen sulfonat (LAS) ve yağ alkolü sülfat, bunlara birer örnek oluştururlar ve yüz milyonlarca kilo üretilirler. Aynı durum, sabunların ana maddesi olan yağ asitleri içinde doğrudur. Bu amaçla oleum, sud kostik, çeşitli sodyum fosfatlar %3 veya daha azını oluşturan, çok sayıdaki katkı maddelerin büyük bölümü satın alınır.


Köpük Ayarlayıcı Maddeler: Bu maddeler ya köpüğün sabit kalmasını veya köpüğün azalmasını sağlarlar. Genellikle yüzey aktif madde ile birlikte kullanılırlar. Bu maddelerin ortak kimyasal bir yapısı yoktur. Genellikle her bir yüzey aktif madde için özel bir köpük ayarlayıcı kullanılır. Köpüğün kalıcı olmasını sağlayan maddelere örnek olarak, laurik etaolamit, alkilbenzen sülfonat ve laurik alkol-alkilsülfat verilebilir. Küpük azaltan maddeler genellikle hidrofobik maddelerdir. Bunlara örnek olarak da uzun zinzirli yağ asitleri, silikonlar ve hidrofobik iyonik olmayan yüzey aktif maddeler verilebilir.

Deterjanın Etkisini Artıran Maddeler: Bu amaçla daha ziyade sodyumtripolifosfat gibi kompleks fosfatlar kullanılır. Bu maddeler suda bulunan ve sertlik veren Ca++ ve Mg++ iyonlarını kompleks oluşturarak başladıklarından çökmeleri önlenmiş olur. Ayrıca suya geçmiş olan kirlerin çamaşır üzerine tekrar çökmesine mani olurlar. Kompleks polifosfatlar kullanılarak hazırlanmış bir deterjanla karışım oranlarının iyi olması halinde iyi bir temizleme saplanır. Deterjan etkisini artırdıklarından, deterjan maliyetini düşürürler. Deterjanların bileşiminde, yüzey aktif maddenin etkisini artıran maddeler %3 oranında katkı maddeleri de bulunur.

Deterjan Katkı Maddeleri: Korozyon inhibitörü olarak kullanılan sodyum silikat (Na2SiO3), çamaşır makinesinin metal kısmını ve tabakaları korur. Benzıtriazol, Alman gümüşü gibi metalleri korur. Korozyon inhibitörlerinin etkisini artırır. Karboksimetil selüloz, tekrar çökmeyi önlemek için kullanılır. Kumaşın parlak olmasını sağlamak için UV ışığını görür. Işığa çevrilebilen floresan maddeler kullanılır. Mavileştiren maddeler kumaşın sararma yatkınlıklarını önler. Ultramarin mavisi (çivit) gibi maddelerdir. Peroksijen yapılı artıcılar, yüksek sıcaklakta etkili bileşiklerdir.
Pafüm; Sabun ve deterjan endüstrisi en fazla parfüm kullanılan endüstrilerdir.

DETERJANLARIN ÜRETİMİ
1. Lineer alkilbenzenlerin sülfasyonu ile deterjan üretilebilir.
2. Dodesilbenzenin süğlfonasyonu ile deterjan üretilebilir.

DETERJANLARIN ÇEVREYE ETKİSİ
1960 ve1970’lerdedetejanların bileşimleri, çevreyi koruma düşüncesiyle hızlı değişimlere uğramışlardır. Deterjanlardan kaynaklanan (sularda sürüklenen) fosfatlar, göl sularında ötfikasyona neden olmakta ve bu nedenle detejanlara fosfatların katılması, bazı ülkelerde yasaklanmış bulunmaktadır. Deterjan endüstrileri tarafından takınılan tavır, atık su işlem ünitelerinde özel işlemlerle atık sulardan fosfatların uzaklaştırılabileceği şeklindedir; ayrıca fosfatların zehirli olduğu konusun da yeterince ispatlanmamıştır ve bunların yerine başka maddelerin konulması pek istenen bir çözüm yolu değildir. Sabun ve deterjan endüstrileri ve bunları donatanların karşı karşıya geldikleri muazzam bir görev, yeni malzemelerin çevre üzerindeki etkilerini araştırılmasıdır. Bu karmaşık problemin çözülmesinden önce, çok sayıda araştırmasının yapılması gerekmektedir.
Su kirlenmesini kontrol ve önleme konusunun önem kazanması nedeni ile, ürün geliştirme işi ile görevli kimyager ve kimya mühendisleri son yıllarda atık su işleme ünitelerinde ve yüzey sularında (akarsular) yer alan mikrobik etki tarafından, ev ve endüstri deterjanlarının, kolaylıkla bozundurulabilen türde olmaları üzerinde durmaktadırlar. Bu yeni parametre, deterjan endüstrisinin yeni ürünler geliştirmede göz önünde bulundurduğu işlerlik, yeterlik ve fiyat faktörlerine katılmıştır. Tatrapropilenden türetilmiş alkilbenzen sülfonat gibi bir kısım sürfaktanalar, yavaş yavaş parçalanırlar ve geri de kalıcı bir atık bırakırlar. Mikrobik etki tarafından surfaktanların kolay bozunabilirlikleri, biyolojik parçalanabilirlikleri oalark adlandırılır. Bu konuda testler ve standartlar ortaya konulmuştur. Bunun gibi standartlar, geniş bir uygulama alanı bulabilmek için, çevre koşullarında değişim genişliğine sahip olmalıdır. Yetersiz atık işlem prosesleri ile, yalnız kısmen parçalanabilen malzemeler, daha yapay biyolojik işlem sistemleri tarafından tamamıyla bızundurulabilirler. Nehir suyunun da yavaş yavaş yok olma ölçütü veya atık su ünitelerinde kullanılan biyolojik proseslerin tekrarı, biyolojik parçalanabilirliğin ölçülmesinde kullanılan, yaygın testlerden sadece bir kısmıdır.
Birkaç yıldan bu yana yürütülen araştıma esas alınarak, deterjan endüstrilerinin daha kolay parçalanabilen deterjanlar kullanmaları için belirli bir tarih, 31 Kasım 1965 seçilmiştir. Tam bir dönüş herkesin amacıdır ve bu konuda atılan en önemli adım, tetrapropilen benzensülfonatın (TPBS) diğerlerinin yerini almasıdır. Bu deterjan malzemesi, deterjan endüsrisinin ham maddesidir. Bulaşık ve çamaşır yıkama deterjanlarında kullanılan yüzey aktif maddeler pazarında, ağırlık olarak %70’lik paya sahiptir. Yılda yaklaşık 250milyon Kg. civarında bir tüketim gücüne erişmiştir. TPBS, benzenin önce bir propilen tetramer ile alkillendirilmesi ve sonra, benzen halkasının sulfasyonu ile üretilir. Propilen tetramer, dallanmış izomerlerin bir karışımından ibarettir ve pek az, düz zincirli alkil gruplarına sahiptir.Daha kolay parçalanabilen yüzey aktif bir maddenin bulunabilmesi konusunda yapılan çalışma, alkil benzen oluşturmak için, düz zincirli bir hidrokarbon geliştirilmiştir. Düz zincirli maddeler, daha kolay parçalanabilen deterjanlar verir ve deterjan fomülasyonuna kolaylıkla uyar.

YIKAMA ENDÜSTRİSİNİN TARİHÇESİ
Sabun endüstrisi olarak bilinen, yıkama endüstrisinin kökleri geçmişte 2000 yıl öncesine kadar uzanır. Pompeii kazılarında bir sabun fabrikasına rastlanılmıştır. Bunlarla birlikte, pek çok sayıdaki kimyasal ham maddelerinde temelden bir değişme olmamıştır. 1940 ve 1950 yılları arasında, sabun gereksinmesinin %80’ini deterjanlar karşılamışlardır. 1975’lerde bu gereksinme %80’in üzerinde yeni deterjanlar tarafından sağlanmış bulunmaktadır. Bu deterjanlar, üretimleri için tamamı ile farklı yeni ham maddeler ve reaksiyonlara gereksinme duymaktadırlar.
Sabunun kendisi hiçbir zaman bulunmamıştır. Fakat yağsı maddeler ve alkali karışımlarından yavaş yavaş geliştirilmişlerdir. Pliny The Elder , birinci yüzyılda sert ve yumuşak sabunun her ikisinin de üretildiğine değinilmektedir; fakat son üçüncü yüzyıla gelinceye kadar sabun, bir endüstri olarak adlandırılacak kadar üretilmemiştir. 1800 öncesine kadar sabunun, yağ ve alkalinin mekanik bir karışımı olduğu sanılmaktaydı; bundan sonra bir Fransız kimyacısı olan Chevreul, sabun oluşumunun gerçek bir kimyasal reaksiyon olduğunu göstermiştir. Domeier aynı süre içerisinde, sabunlaştırma karışımından gliserinin kurtarılması konusundaki araştırmasını tamamlaştırmıştır. Leblanc’ın sodyum klorürden ucuz sodyum karbonat üreten buluşuna kadar, sabun üretimi için gerekli alkali, odun külünün kaba bir şekilde ekstraksiyonu veya doğal kalevi sularından, örneğin Nil Nehri gibi, evaporasyonla üretilmekteydi.
Sabun yapımında uygulanan temel proses 2000 yıldan bu yana değişmemiştir. Bu yöntemde, katı yada sıvı yağlar parti parti (süreksiz) olmak üzere bir alkali ile sabunlaştırılmakta sonra, karışıma tuz katılarak, sabun karışımından ayrılmaktadır. Fabrika işletilmesinde kararşılaşılan değişmeler, katı ve sıvı yağların ön işlemlere sokulmaları ve hazırlanmış sabunun, örneğin püskürtme ile, kurutulması olmuştur. Hidroliz, hidrojenasyon, sıvı-sıvı ekstrasiyonu ve çeşitli katı ve sıvı yağların solventten kristalizasyonu, daha yeni ve daha iyi kalite de ham maddeler sağlamıştır. Sürekli sabun üretim posesi 1937’de,Procter and Gamble kuruluşunun yüksek basınçta hidroliz ve sürekli nötralizasyon prosesini Quincy (Mass-ABD)’de kurmasıyla başlamıştır. Bunu izleyen gelişme, sürekli sabunlaştırma prosesi, Sharples and Lever Brothers kuruluşlarının müşterek çalışması sonucu ortaya çıkmış ve ilk fabrika 1945’te Baltimore’da kurulmuştur. Sürekli sabun üretim prosesi, önemli bir teknolojik gelişme olmasına karşın, sentetik deterjanların piyasaya çıkarılmasıyla, kısmen de olsa önemini yitirmektedir.