Gemsur

Najnowsze
osiągnięcie

Naszym najnowszym osiągnięciem, chronionym patentami krajowymi i międzynarodowymi jest platforma GEMSUR – multifunkcjonalny gemini surfaktant. Jesteśmy pierwszym i obecnie jedynym na świecie producentem GEMSURU w skali przemysłowej

Geneza

Zainteresowanie gemini surfaktantami rozpoczęło się ponad 10 lat temu,
kiedy rozpoczęliśmy prace nad opracowaniem multifunkcjonalnego surfaktanta, związku z szerokim spektrum zastosowań i ograniczonym wpływem na środowiska. Efektem tych działań jest produkt GEMSUR.

Jesteśmy pierwszym i obecnie jedynym na świecie producentem GEMSURU w skali przemysłowej. 

Czym jest GEMSUR?

GEMSUR jest białą, rozpuszczalną w wodzie substancją stałą. Topi się
z rozkładem w temperaturze 225–226 °C. Wykazuje dużą stabilność chemiczną w szerokim zakresie pH. GEMSUR odznacza się znacznie lepszymi właściwościami powierzchniowymi niż jego jednołańcuchowy analog – bromek N-dodecylo-N,N-dimetyloamoniowy (DTAB). Krytyczne stężenie micelizacji (CMC) substancji GEMSUR jest aż o dwa rzędy niższe niż CMC związku DTAB. Wartości CMC wynoszą odpowiednio 0,98 i 15,4 mM dla GEMSUR i DTAB. Ponadto gemini surfaktant odznacza się niższą wartością swobodnej energii micelizacji Gibbsa, co świadczy o większej spontaniczności procesu micelizacji.

Wyjątkowe Właściwości Chemiczne

Unikatowa struktura GEMSURU, zawierająca w jednej cząsteczce dwa łańcuchy dodecylowe połączone mostkiem heksametylenowym, implikuje jego multifunkcjonalną aktywność, czego efektem są  doskonałe właściwości emulgujące, solubilizujące, dyspergujące, antykorozyjne i przeciwdrobnoustrojowe.

Aktywność Przeciwdrobnoustrojowa

GEMSUR jest niezawodny w procesach eradykacji  mikroorganizmów opornych na działanie dotychczas stosowanych biocydów.

Z uwagi na właściwości amfifilowe,  GEMSUR modyfikuje hydrofobowość powierzchni, utrudniając adhezję mikroorganizmów, uniemożliwiając kolonizację drobnoustrojów i tworzenie biofilmu.

Bezpieczeństwo i Ekologia

Ograniczone zużycie energii dzięki technologii niewymagającej energochłonnych etapów termicznych oraz efektywność operacyjna przy minimalnym obciążeniu środowiskowym.

Redukcja stężeń aplikacyjnych minimalizuje ślad środowiskowy.

Zastosowania w Syntezie Chemicznej

Wartości MIC (minimalne stężenie hamujące rozwój drobnoustrojów) dla GEMSURU są kilkadziesiąt razy niższe niż MIC dla dotychczas stosowanych kationowych związków powierzchniowo czynnych. Wynika to z obecności w strukturze GEMSURU dwóch dodatnio naładowanych atomów azotu  oraz dwóch długie łańcuchów węglowodorowych, umożliwiających skuteczną adsorpcję cząsteczki na ujemnie naładowanej ścianie komórkowej oraz jej efektywną destrukcję.

GEMSUR jest niezwykle skuteczny w przeciwdziałaniu biodeterioracji materiałów technicznych, metali żelaznych, metali nieżelaznych, ceramiki, szkła,  betonu, drewna, skóry, papieru.  W  przemyśle petrochemicznym skutecznie hamuje biokorozję indukowaną  przez bakterie siarkowe. Biokorozja i związane z tym pochodne procesy biodeterioracyjne są podstawowym zagrożeniem w procesach wydobywczych i transportowych.

Efektywność

Efektywność działania GEMSURU, we wszystkich obszarach aplikacyjnych,  jest nawet kilkadziesiąt razy wyższa w porównaniu ze skutecznością dotychczas stosowanych  monomerycznych surfaktantów.

Wprowadzenie do Surfaktantów

Historia surfaktantów sięga ponad 4000 lat temu, gdy Sumerowie odkryli, że mieszanka popiołu i tłuszczu tworzy substancję skuteczniej oczyszczającą niż sama woda — pierwsze mydło i początek chemii powierzchniowo czynnej. Przez wiele stuleci mydła, wytwarzane z tłuszczów i ługu, były jedynymi znanymi surfaktantami, a technologię ich produkcji rozwijali m.in. Arabowie, Włosi, Hiszpanie oraz europejskie manufaktury. Prawdziwa rewolucja nastąpiła w XX wieku wraz z rozwojem petrochemii i pojawieniem się syntetycznych surfaktantów, takich jak LAS i SLES, które zapoczątkowały nowoczesny przemysł detergentowy.

W świecie surfaktantów powszechnie wykorzystuje się cztery główne rodziny: anionowe (jak SDS czy LAS), kationowe (jak DTAB), niejonowe (np. alkoksylowane alkohole AE) oraz amfoteryczne. Choć wszystkie wykazują aktywność powierzchniową, to różnią się działaniem, stabilnością i efektywnością.

GEMSUR to kolejny rozdział tej fascynującej historii. Reprezentuje zupełnie inną kategorię – surfaktantów gemini, a jego działanie stoi o poziom wyżej niż w przypadku tradycyjnych związków.

Innowacyjność GEMSURU

GEMSUR składa się z dwóch głów hydrofilowych, czyli kationowych grup amoniowych, które połączone są sześciowęglowym łącznikiem. Do każdej z tych głów przyłączony jest długi, dwunastowęglowy łańcuch alkilowy. Takie połączenie dwóch centrów kationowych z dwoma hydrofobowymi ogonami nadaje substancji wyjątkową aktywność powierzchniową i warunkuje silne oddziaływanie z powierzchniami oraz błonami komórkowymi mikroorganizmów.

Zastosowania Przemysłowe

Właściwości powierzchniowo czynne GEMSURU, wyrażone przez napięcie powierzchniowe oraz krytyczne stężenie miceli (CMC), są wielokrotnie niższe w porównaniu do ich monomerycznych analogów. Wynikające stąd bardzo dobre właściwości zwilżające i pianotwórcze są podstawą skutecznych procesów solubilizacyjnych, emulgujących i dyspergujących.

Powyższe procesy są fundamentalnymi wyznacznikami efektywności preparatów stosowanych w chemii gospodarczej, detergentach, w przemyśle kosmetycznym, spożywczym, agrochemicznym, petrochemicznym, tekstylnym, papierniczym, w obszarze produkcji tworzyw sztucznych oraz jako komponenty do farb i powłok ochronnych.

Inhibitor Korozji

Unikatowa budowa GEMSURU zapewnia skuteczne hamowanie korozji. Mechanizm działania opiera się na adsorpcji cząsteczek GEMSUR na powierzchni metalu,  wypieranie cząsteczek wody, a następnie tworzenie filmu ochronnego.

GEMSUR jako inhibitor korozji może być aplikowany w rozpuszczalnikach wodnych i niewodnych, jak również w formie enkapsulowanej.

Podsumowanie

Wysoki potencjał aktywności GEMSURU wynika ze zsynchronizowanego działania podstawników alkilowych, wymuszonego obecnością heksametylenowego łącznika, powodującego kilkunastokrotne obniżenie krytycznego stężenia micelizacji  oraz napięcia powierzchniowego roztworów wodnych.

Tworzenie miceli w roztworach wodnych w bardzo niskich stężeniach  i budowanie odwróconych miceli w roztworach  niewodnych,  jest podstawą bardzo dobrych właściwości dyspergujących GEMSURU, umożliwiających otrzymywanie nanocząstek metali, enkapsulację leków oraz poprawę parametrów reologicznych cieczy niewodnych.