Kecanggihan Deterjen Mengangkat Noda

Abstrak

Deterjen merupakan salah satu contoh dari bahan kimia konsumen. Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir, telah berhasil dikembangkan jenis deterjen yang lebih efektif dan lebih ramah lingkungan. Terutama dengan ditemukannya jenis surfaktan yang memliki daya bersih lebih baik. Surfaktan (surface active agent) atau zat aktif permukaan adalah senyawa kimia yang terdapat pada konsentrasi rendah dalam suatu system, mempunyai sifat teradsorpsi pada permukaan antarmuka pada sistem tersebut.

Isi

Perkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuan dalam bidang teknologi telah banyak menghasilkan produk industri yang bermanfaat. Detergen merupakan salah satu produk industri yang sangat berguna bagi masyarakat khususnya dalam melindungi kebersihan dan kesehatan tubuh manusia. Namun, penggunaan detergen yang berlebihan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena detergen yang digunakan dapat terurai dalam jangka waktu 30 tahun.

Indonesia dengan jumlah penduduk 220 juta jiwa atau sekitar 40 juta rumah tangga, bila diasumsikan bahwa setiap rumah tangga menggunakan 50 gram detergen/hari, maka setiap tahunnya sebanyak 720 ribu ton detergen yang akan mencemari lingkungan dan jumlah ini belum termasuk aktifitas industri detergen.

Produksi detergen sintetik di dunia melebihi produksi sabun biasa setiap tahunnya. Detergen sintetik muncul untuk mengatasi masalah dari sabun biasa. Sabun tidak dapat bekerja dalam air yang mengandung mineral dan menghasilkan larutan basa pada air.

Kelebihan detergen sintetik, yaitu mampu lebih efektif membersihkan kotoran meski dalam air yang mengandung mineral dan menghasilkan larutan netral. Sepanjang sejarah, banyak usaha yang telah dilakukan dengan membuat formulasi detergen untuk membantu dalam mengerjakan pekerjaan mencuci. Dalam perkembangannya, detergen pun makin canggih, detergen masa kini biasanya mengandung pemutih, pencerah warna, bahkan anti redeposisi. Formulasi detergen sangat penting karena untuk meningkatkan kinerja detergen dalam membersihkan kotoran pada substrat di bawah kondisi pencucian yang bervariasi. Secara umum, formula detergen mengandung lebih dari satu komponen yang terdiri dari surfaktan, builder, zat aditif, filler. Surfaktan merupakan unsur yang paling penting, terdiri dari 15% - 40% dari total formulasi detergen.

Linear dan branced alkilbenzene sulfonat serta sabun merupakan jenis surfaktan anionik yang umumnya digunakan dalam formulasi detergen. Namun, linear alkilbenzene sulfonat (LAS) yang sering digunakan sebagai surfaktan dalam formulasi detergen laundry. LAS dapat terbiodegradasi dan bila dilarutkan dalam air akan berubah menjadi partikel bermuatan negatif, memiliki daya bersih yang sangat baik, dan biasanya berbusa banyak.

Klasifikasi Surfaktan

Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.

*Surfaktan yang larut dalam minyak  Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon. 

*Surfaktan yang larut dalam pelarut air

Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.

 Penggunaan surfaktan ini bertujuan untuk meningkatkan kestabilan emulsi dengan cara menurunkan tegangan antarmuka, antara fasa minyak dan fasa air. Surfaktan dipergunakan baik berbentuk emulsi minyak dalam air maupun berbentuk emulsi air dalam minyak.

Klasifikasi surfaktan berdasarkan muatannya dibagi menjadi empat golongan yaitu:

a. Surfaktan Anionik

Surfaktan anionik bermuatan negatif pada bagian hidrofiliknya. Aplikasi utama dari surfaktan anionik yaitu untuk deterjensi, pembusaan dan emulsifier pada produk-produk perawatan diri (personal care product), detergen dan sabun. Kelemahan surfaktan anionik adalah sensitif terhadap adanya mineral dan perubahan PH. Contoh surfaktan anionik, yaitu linier alkilbenzen sulfonat, alkohol sulfat, alkohol eter sulfat, metil ester sulfonat (MES), fatty alkohol eter fosfat.

b. Surfaktan Kationik

Surfaktan kationik bermuatan positif pada bagian hidrofiliknya. Surfaktan kationik banyak digunakan sebagai bahan antikorosi, antistatik, flotation collector, pelunak kain, kondisioner, dan bakterisida. Kelemahan surfaktan jenis ini adalah tidak memiliki kemampuan deterjensi bila diformulasikan ke dalam larutan alkali. Contoh surfaktan kationik, yaitu fatty amina, fatty amidoamina, fatty diamina, fatty amina oksida, tertiari amina etoksilat, dimetil alkil amina dan dialkil metil amina.

c. Surfaktan Nonionik

Surfaktan nonionik tidak memiliki muatan, tetapi mengandung grup yang memiliki afinitas tinggi terhadap air yang disebabkan adanya interaksi kuat dipol-dipol yang timbul akibat ikatan hidrogen. Aplikasi surfaktan nonionik umumnya pada detergen untuk suhu rendah dan sebagai emulsifier. Keunggulan surfaktan ini adalah tidak terpengaruh oleh adanya air sadah dan perubahan pH. Contoh surfaktan nonionik adalah dietanolamida, alkohol etoksilat, sukrosa ester, fatty alkohol poliglikol eter, gliserol monostearat, sukrosa distearat, sorbitan monostearat, sorbitan monooleat, gliserol monooleat dan propilen glikol monostearat.

d. Surfaktan Amfoterik

Surfaktan amfoterik memiliki gugus positif dan negatif pada molekul yang sama sehingga rantai hidrofobik diikat oleh bagian hidrofilik yang mengandung gugus positif dan negatif. Surfaktan amfoterik sangat dipengaruhi oleh perubahan pH, dimana pada pH rendah berubah menjadi surfaktan kationik dan pada pH tinggi akan berubah menjadi surfaktan anionik. Surfaktan jenis ini umumnya diaplikasikan pada produk sampo dan kosmetik. Contohnya adalah fosfatidilkolin (PC), fosfatidiletanolamina (PE), lesitin, asam aminokarboksilat dan alkil betain.

Sifat-Sifat Surfaktan

a. Tegangan Permukaan dan Tegangan Antar Muka

    Tegangan permukaan merupakan sifat khusus yang dimiliki molekul-molekul pada permukaan cairan dan tidak memiliki oleh sebagian besar molekul di dalam cairan tersebut. Tegangan permukaan dapat terjadi disebabkan adanya kecenderungan permukaan cairan untuk memperkecil luas permukaan secara spontan. Molekul yang berada di dalam cairan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der waals) yang sama besarnya ke segala arah, sedangkan molekul pada permukaan cairan mengalami ketidakseimbangan gaya sehingga menghasilkan resultan yang mengarah ke dalam cairan.

b. Emulsifikasi

Jika campuran minyak dan air di kocok dnegan keras, maka akan terbenuk dispersi droplet air dalam minyak dan dispersi droplet minyak dalam air. Jika pengocokan dihentikan, maka fase air dan minyak akan terpisah kembali, akhirnya emulsi minyak-air akan terhenti. Penambahan surfaktan pada kedua campuran tersebut akan merubah sistem pencampuran, dimana salah saru cairan (minyak atau air) akan menjadi fase kontinyu dan yang lainnya terdispersi.

Emulsifikasi merupakan proses dispersi suatu cairan yang tidak bercampur dengan cairan lain dalam bentuk droplet-droplet cairan. Emulsifikasi dapat terjadi dengan cara menurunkan tegangan antar muka dua cairan yang saling tidak bercampur yang diikuti dengan meningkatnya energi bebas antar muka sebagai akibat dari meningkatnya luas permukaan.

c. Pembentukan Busa

Busa merupakan dispersi gas dalam cairan atau padatan. Pembentukan busa terjadi pada saat surfaktan yang berada pada antar muka air-udara, dengan gugus hidropobik memanjang pada bagian fase gas. Pada saat fase gas terbagi, maka busa akan terbentuk. Pada keadaan ini udara merupakan media nonpolar.

Dalam kaitannya dengan keterlibatan energi, busa mirip dengan emulsi. Mekanisme inkorporasi udara dalam sistem busa sama dengan pada sistem emulsi. Begitu juga dengan faktor yang mempengaruhi stabilitas busa sama dengan faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi. Volume fraksi gas dalam busa lebh besar dari volume fraksi gas pada emulsi.

d. Pelarutan

Pelarutan adalah penggabungan spontan suatu zat melalui interaksi dapat balik, dengan surfaktan dalam suatu larutan untuk membentuk larutan stabil. Pelarutan dalam media cairan merupakan hal sangat penting antara lain dalam proses pembersihan dan penghilangan pengotor lemak, serta polimerisasi emulsi. Pelarutan suatu surfaktan terhadap pengotor lemak dimulai dengan larutnya gugus hidrofobik pada pengotor lemak tersebut. Secara berangsur bercak pengotor lemak akan terlepas dari serat bahan (kain) dan terperangkap dalam kapsul misel-misel surfaktan yang menangkap sedikit demi seidikit butir pengotor lemak tersebut. Hal ini mengemulsikan pengotor lemak tersebut dalam suatu suspensi sehingga dapat dicuci dengan air.

Daftar Pustaka

Arini, Diyan, Arnelli, Suseno, Ahmad. 2008. Pengaruh Penambahan Karboksimetil Selulosa dan Buffer pada Detergensi Surfaktan Hasil Sublasi Limbah Cair Cucian 

Puspitasari, Arnelli, Suseno, Ahmad. 2013. Formulasi Larutan Pencuci dari Surfaktan Hasil Sublasi Limbah Laundry

http://hanyakimia.blogspot.com/2013/02/surfaktan-surface-active-agent.html