Handbook of Detergents, Part D: Formulation (Surfactant Science)

HANDBOOK OF DETERGENTS: Part D: Formulation......Page 10
Preface......Page 12
About the Editor......Page 14
Contributors......Page 16
Table of Contents......Page 18
CONTENTS......Page 21
I. INTRODUCTION......Page 22
B. Dispersing Polymers......Page 24
C. Builders and Chelants......Page 28
D. Bleaching Systems......Page 29
E. Solvents......Page 30
F. Performance Enhancing Minor Ingredients......Page 31
G. Automobile Detergent Formulations......Page 33
H. Detergent Formulations for Cleaning Food Processing Equipment......Page 34
IV. DETERGENCY THEORY AND MECHANISMS......Page 35
A. Removal Mechanisms......Page 39
B. Suspension Mechanisms......Page 43
ACKNOWLEDGMENTS......Page 44
REFERENCES......Page 45
I. INTRODUCTION......Page 47
II. MIXTURE DESIGN EXPERIMENTS......Page 49
III. EXAMPLES OF MIXTURE DESIGN EXPERIMENTS......Page 51
A. Heavy Duty Liquid Detergent Optimization......Page 52
B. Light Duty Liquid Detergent Optimization......Page 59
C. Detergent Concentrate Robustness Study......Page 65
REFERENCES......Page 69
CONTENTS......Page 71
B. Why Different Forms?......Page 72
II. UNIFYING FORMULATION CONCEPTS......Page 74
2. Nonionic Surfactants......Page 76
B. Builders......Page 78
C. Polymers......Page 79
D. Enzymes......Page 81
E. Bleach......Page 82
G. Perfumes......Page 83
H. “Minors”......Page 85
IV. HEAVY DUTY GRANULES......Page 86
A. Phosphate vs. Nil-Phosphate......Page 87
B. Low Density vs. High Density......Page 89
C. Machine Wash vs. Handwash......Page 90
A. Isotropic Liquids......Page 91
B. Structured Liquids......Page 96
C. Bleach-Containing Liquids......Page 99
D. Dual-Bottle Liquids......Page 101
A. Tablets......Page 102
B. Liqui-Tabs......Page 107
C. Sheets......Page 109
VII. LAUNDRY BARS......Page 110
VIII. SPECIALTY DETERGENTS......Page 113
A. Care Formulas......Page 114
B. 2-in-1 Detergents......Page 116
IX. SUMMARY......Page 119
REFERENCES......Page 120
CONTENTS......Page 125
II. INTRODUCTION......Page 126
A. Market Penetration of Residential Automatic Dishwashers......Page 127
C. Busier Consumer Lifestyles......Page 128
1. Hand Dishwashing Process......Page 129
2. Methods of Hand Dishwashing......Page 130
3. Mechanisms of Cleaning by Hand Dishwashing Detergents......Page 131
1. Surfactants......Page 132
2. Foam or Suds Stabilizers......Page 133
1. Surfactants......Page 135
2. Low-IFT Grease Cleaning Technologies......Page 136
3. Suds Boosting Polymers......Page 138
4. Product Dissolution Aids......Page 140
1. Dish Wipes......Page 141
1. Automatic Dishwashing Process......Page 142
2. New Product Forms for Automatic Dishwashing Detergents......Page 152
4. Major Ingredients in Automatic Dishwashing Detergents......Page 153
1. Bleach Metal Catalyst Technology Design......Page 155
C. Bleach Technologies for Hydrophobic Stains......Page 158
D. Low-Foaming Nonionic Surfactants......Page 159
E. Glass Surface Care Technologies......Page 161
2. Antifilming Surface Care......Page 162
V. CONCLUDING REMARKS......Page 163
REFERENCES......Page 170
CONTENTS......Page 173
B. Classification of Household Soils......Page 174
C. Classification of Household Surfaces......Page 176
1. Encrusted grease and soap scum removal......Page 177
4. Foaming profile......Page 178
2. Performance Profile......Page 179
3. Technology......Page 180
1. Suds and aesthetics......Page 184
2. Technology......Page 185
C. Toilet Bowl Cleaners......Page 187
D. Bleach Cleaners......Page 189
E. Cream Cleansers......Page 190
F. Glass Cleaners......Page 191
1. Spotters and High Traffic Cleaners......Page 192
3. Spray Extraction Formulations......Page 193
III. FUTURE TRENDS......Page 194
REFERENCES......Page 195
CONTENTS......Page 199
2. Stain Removal Test......Page 200
3. Fabric Oxidation......Page 201
A. Introduction......Page 202
B. Stability of Hypochlorite Liquid Bleach Formulations......Page 203
C. Fabric Safety Profile of Hypochlorite Bleaches......Page 207
A. Introduction......Page 211
B. Stability of Liquid Hydrogen Peroxide......Page 212
1. Activation by Peracid Precursors......Page 218
2. Peracids in Equilibrium with Hydrogen Peroxide......Page 219
3. Activation by Alkaline pH......Page 220
D. Color and Fabric Safety......Page 221
IV FUTURE TRENDS......Page 222
REFERENCES......Page 223
CONTENTS......Page 227
1. Evolution of Cleaning......Page 228
2. Future Cleansing Concepts......Page 230
3. Psychological Trends......Page 231
B. Testing Strategy To Evaluate the Dermatological Properties of Surfactants......Page 234
A. Emulsions......Page 236
1. Physicochemical Stability......Page 238
2. Liquid Crystals and Gel Phases......Page 240
3. Nanoemulsions......Page 241
4. Multiple Emulsions......Page 245
B. Microemulsions and PIER......Page 247
C. Surfactant Concentrates......Page 250
D. Encapsulated Systems......Page 251
III. FORMULATIONS—EXAMPLES AND CONCEPTS......Page 253
A. Shampoos Based on Alkyl Polyglycosides......Page 254
B. Shower Gels......Page 255
F. Hair Conditioners......Page 256
G. Styling and Permanent Wave Products......Page 257
H. Creams and Lotions for Sensitive Skin......Page 258
I. Sun Protective Lotions......Page 260
IV. PERFORMANCE PROPERTIES......Page 261
2. Dry Combing......Page 262
3. Tensile Strength......Page 263
4. Hair Thickness......Page 264
6. Atomic Force Microscopy......Page 265
7. Oscillation Properties of Hair......Page 266
B. Foam......Page 267
C. Cleansing Effects......Page 268
1. Skin Surface Properties......Page 269
2. Spreading Behavior of Cosmetics......Page 271
3. Mechanical Properties......Page 273
4. Sensory Properties/Sensory Assessment......Page 274
5. Skin Moisture......Page 275
7. Skin Surface pH......Page 276
REFERENCES......Page 277
CONTENTS......Page 281
B. Automatic Prewash/Main Wash......Page 282
1. Main Car Wash (Brush Wash or Touchless)......Page 283
C. Rinse/Drying Aids......Page 285
D. Exterior Car Care Agents/Polishes......Page 287
E. Interior Car Care/Leather Care......Page 288
G. Glass/Windshield Cleansing......Page 289
A. Gel Cleansing Products......Page 290
B. Quick Dry Floor Cleansers......Page 291
D. Odor Control Products......Page 292
E. Water-Based Steel Cleaner......Page 293
G. Sugar-Based Surfactants for CIP......Page 295
IV. CONCLUSION......Page 296
REFERENCES......Page 297
CONTENTS......Page 299
A. Textile Fiber Consumption......Page 300
B. Textile Processes......Page 301
C. Uniqueness of Textile Chemicals......Page 302
E. Surfactant’s Market in Textile Chemicals......Page 303
2. Impurities on Raw Wool......Page 304
1. Sizing Agents......Page 305
C. Desizing Agents......Page 306
D. Scouring Agents......Page 307
E. Bleaching Assistants......Page 308
III. SURFACTANT APPLICATIONS IN TEXTILE DYEING......Page 309
1. Cellulose Dyeing......Page 310
2. Polyester Dyeing......Page 311
4. Acrylic Fiber Dyeing......Page 312
C. Wetting and Penetrating Agents......Page 314
D. Foaming and Defoaming......Page 315
E. Aftertreatment Applications......Page 316
IV. SURFACTANT APPLICATIONS IN TEXTILE PRINTING......Page 317
A. Softeners......Page 318
B. Antistatics......Page 320
2. Water/Oil Repelling and Soil-Release Finishing......Page 321
REFERENCES......Page 322
I. INTRODUCTION......Page 325
A. Micellar Solubilization......Page 326
1. Experimental Determination of Binding Constants......Page 327
1. Micellar Extraction of Sparingly Soluble Compounds from Solid Matrices......Page 328
2. Preconcentration/Extraction Based on Thermal Phase Separation (Cloud-Point Extraction)......Page 329
3. Micellar Ultrafiltration......Page 333
C. Micellar Liquid Chromatography......Page 336
D. Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography (MECC)......Page 338
REFERENCES......Page 340
CONTENTS......Page 345
C. Tertiary Oil Recovery......Page 346
1. Development of Chemical Flooding......Page 347
1. Surfactants......Page 349
D. Surfactant Flooding......Page 352
E. Surfactant Mixture......Page 353
3. Nonideal Mixtures......Page 354
F. Polymer Flooding......Page 355
H. Traditional Surfactant /Polymer Flooding......Page 356
I. Surfactant-Polymer Interaction in Solution......Page 357
J. Relation between the Interfacial Tension and Residual Oil Saturation......Page 358
L. Application of Surfactants in Enhanced Oil Recovery......Page 359
2. Displacement of Oil by Spontaneous Imbibition of Aqueous Surfactant Solution......Page 360
5. Dual Surfactants—System for Enhanced Oil Recovery at High Salinity......Page 361
ACKNOWLEDGMENTS......Page 362
REFERENCES......Page 363
I. SUMMARY......Page 367
II. THE PROBLEM......Page 368
III. THE APPROACH......Page 370
IV. SURFACTANT FUNDAMENTALS......Page 371
A. KEY ECONOMIC/TECHNICAL FACTORS......Page 373
2. Maximizing Contaminant Extraction......Page 374
3. Surfactant Regeneration/Reuse......Page 375
4. Mitigating Vertical Migration Concerns......Page 376
1. Hill Air Force Base (AFB)—Maximizing Contaminant Extraction......Page 378
2. Tinker AFB—Surfactant Decontamination for Reinjection......Page 381
3. Alameda Point NAS—Mitigating Vertical Migration (Supersolubilization)......Page 382
C. FUTURE ADVANCES/APPLICATIONS......Page 384
REFERENCES......Page 386
I. INTRODUCTION......Page 389
A. Paints......Page 390
A. Lattices......Page 391
B. Postemulsified Binders......Page 394
III. SURFACTANTS FOR PIGMENT DISPERSION......Page 397
A. Dispersants for Waterborne Formulations......Page 399
IV. WETTING AGENTS......Page 403
VI. SURFACTANTS FOR FOUNTAIN SOLUTIONS......Page 404
REFERENCES......Page 405
CONTENTS......Page 407
A. Advantages and Disadvantages......Page 408
B. Alternatives to Their Use......Page 411
II. EMULSION POLYMERIZATION......Page 412
A. Micellar Nucleation Mechanism......Page 413
B. Homogeneous Nucleation Mechanism......Page 416
C. Latex Stabilization......Page 418
D. Choice of the Surfactant......Page 420
1. Anionic Surfactants......Page 421
2. Nonionic Surfactants......Page 422
3. Anionic/Nonionic Surfactant Mixtures......Page 425
III. SUSPENSION POLYMERIZATION......Page 439
IV. MINIEMULSION POLYMERIZATION......Page 441
V. INVERSE EMULSION POLYMERIZATION......Page 446
REFERENCES......Page 453
CONTENTS......Page 457
I. INTRODUCTION......Page 458
A. Sulfonates......Page 459
C. Salicylates......Page 462
D. Phosphonates and Thiophosphonates......Page 463
E. Other Detergents......Page 464
A. Succinimides......Page 465
B. Esters......Page 466
C. Oxazolines......Page 467
D. Mannich Condensates......Page 468
E. Graft Ethylene–Propylene Copolymers......Page 469
G. Other Dispersants......Page 470
A. Micellar Properties of Sulfonate Detergents in Hydrocarbon Solvents......Page 471
C. Thermodynamic Energetics of Micellar Formation Process......Page 472
E. Micellar Properties of Ashless Dispersants......Page 473
G. Effect of Overbasing on Micellar Structures......Page 474
A. Acid–Base Neutralization Mechanisms in Lubricating Oils......Page 475
B. Rate of Alkalinity Depletion in Oils......Page 476
C. Peptization Mechanisms to Keep Insoluble Particles in Suspension......Page 477
F. Solubilization of Polar Species......Page 478
A. Strength and Type of Additive–Additive Interactions......Page 479
C. Effect of Additive–Additive Interactions on Antiwear and Anti-EP Performance......Page 480
D. Effect of Additive–Additive Interactions on High-Temperature Deposit Formation......Page 481
A. Use of Detergents and Dispersants in Engine Oil Formulations......Page 482
B. Use of Detergents and Dispersants in Automatic Transmission Fluids and Gear Oils......Page 484
REFERENCES......Page 485
CONTENTS......Page 493
I. SYNTHESIS......Page 494
A. Critical Micellization Concentration (CMC)......Page 495
IV. KRAFFT TEMPERATURE......Page 498
A. Foaming Capacity......Page 499
B. Mildness......Page 500
REFERENCES......Page 501
CONTENTS......Page 503
I. INTRODUCTION......Page 504
A. Business Environment......Page 507
B. Efficiency Breakthroughs......Page 508
1. Predictive High-Throughput Screening and Computational Modeling......Page 511
2. Formulation Work Process—Virtual Formulation......Page 512
III. CONSUMER TRENDS—SIMPLICITY AND ENHANCED SENSORY EXPERIENCES......Page 513
IV. INNOVATIONS IN APPLIANCES......Page 517
A. Hard Surfaces Innovations......Page 519
B. Textile Innovations......Page 522
2. Other Textile Trends......Page 523
VI. INNOVATIONS IN DEVICES AND SUBSTRATES—HOLISTIC SOLUTIONS......Page 524
A. New Chemical Regulations......Page 525
B. Sustainability—Important Design Themes for Detergents......Page 527
C. Cool Water Performance......Page 528
D. More Efficient Rinse Processes......Page 530
A. “Reinvented” Liquid Detergents......Page 531
B. Home Dry Cleaning......Page 534
D. Advances in Catalytic Chemistry......Page 535
REFERENCES......Page 537
Index......Page 539