بیشتر گریدهای تجاری آب اکسیژنه حاوی شلانت و ترکیبات شیمیایی هستند که تجزیه آن را در شرایط نگهداری و جابجایی معمولی به حداقل می رسانند. محلول های آب اکسیژنه سال‌هاست که برای اهداف مختلفی از جمله سفید کردن، ضدعفونی کردن و تمیز کردن سطوح مختلف از پوست، مو و غشاهای مخاطی گرفته تا لنزهای تماسی و ابزار خانگی و صنعتی استفاده می شوند.
محلول های آب اکسیژنه در مدت زمان بسیار کوتاهی شروع به تجزیه به گاز و آب O2 می کنند. محلول‌های پراکسید هیدروژن معمولی که برای این اهداف مورد استفاده قرار می گیرند در محدوده 0.5 تا حدود 10 درصد وزنی پراکسید هیدروژن در آب هستند. سرعت تجزیه چنین محلول های پراکسید هیدروژن رقیقی البته به عواملی مانند pH و وجود مقادیر کمی از ناخالصی های فلزی مختلف مانند مس یا کروم بستگی دارد که ممکن است به طور کاتالیزوری تجزیه شود.
علاوه بر این، در دماهای نسبتاً بالا، سرعت تجزیه محلول های آبی رقیق پراکسید هیدروژن بسیار تسریع می شود. از این رو، محلول های پراکسید هیدروژن که در برابر تجزیه پراکسید تثبیت شده اند، تقاضای بسیار زیادی دارند.
اهمیت استفاده از پایدار کننده آب اکسیژنه
تثبیت کننده‌ها یا پایدار کننده ها معمولاً به محلول های پراکسید هیدروژن اضافه می شوند تا با تجزیه ناشی از ناخالصی های کمیاب، عمدتاً فلزات محلول، مقابله کنند. انواع مختلفی از ترکیبات برای این عملکرد استفاده می شود که شامل دیول ها، کینون ها، نمک های قلع، پیروفسفات ها، ترکیبات معطر مختلف و نمک های اسید آمینه کربوکسیلیک هستند.
نمونه‌هایی از ترکیبات خاص که برای محافظت در برابر تجزیه پراکسید هیدروژن پیشنهاد شده اند عبارتند از سدیم فنل سولفات، سولفامیک اسید، سولفولان، آلکیل سولفون ها و سولفوکسیدها. اسیدهای فسفونیک و نمک های آنها، پلیمرهای اسید اکریلیک، پلی فسفات ها؛ اسیدهای پلی آمینو پلی فسفونیک و/یا نمک های آنها نیز برای این منظور مناسب هستند.
با این حال، علاوه بر نگرانی های مربوط به سمیت و اثرات زیست محیطی، بسیاری از این ترکیبات یا ترکیبات پیشنهادی دارای معایب دیگری نیز هستند. به عنوان مثال استفاده از تثبیت کننده های خاص نیازمند شرایط خاصی برای ایجاد پایداری پراکسید هیدروژن مانند سطوح pH خاص، شرایط اسیدی یا غلظت نسبتاً کم پراکسید هیدروژن است.
مزایای استفاده از پایدار کننده آب اکسیژنه
پایدار کننده آب اکسیژنه باعث بهبود و یا حفظ اثربخشی ترکیب پراکسید هیدروژن می شود. یک حلال دی استر، یک اسید سولفونیک یا نمک آن به مقدار کافی برای تثبیت پراکسید هیدروژن شده با مقدار pH اسیدی مناسب است. این ترکیبات حدود 90٪ یا بیشتر از پراکسید هیدروژن موجود در ترکیب را به مدت حداقل 12 ماه در شرایط نگهداری در دمای معمولی اتاق (RT) پایدار نگه می دارند.
شرایط نگهداری در دمای اتاق برای ترکیبات پراکسید هیدروژن به منظور حذف مشکلات ذخیره سازی پرهزینه و نامناسب مطلوب است.
مواد اضافی نیز ممکن است در ترکیب پراکسید هیدروژن تثبیت شده گنجانده شود، تا زمانی که مواد بر پایداری ایجاد شده توسط سیستم تثبیت سورفکتانت دی سولفونات، حلال دی استر و اسید سولفونیک تأثیر مخربی نداشته باشند. ترکیبات اختیاری شامل یک رقیق کننده الکل، مانند متانول، اتانول، پروپانول، بوتانول، پنتانول، هگزانول و یا بنزیل الکل هستند.
انواع پایدار کننده آب اکسیژنه
بسیاری از تثبیت کننده های آلی در به تعویق انداختن تجزیه پراکسید هیدروژن اسیدی ناخالص بسیار مؤثر هستند و استفاده از آنها کمی به هزینه های تولید پراکسید اضافه می کند. علاوه بر این تثبیت کننده های آلی اگر محلول های پراکسید غلیظ گرم شوند تجزیه می شوند و در نتیجه خاصیت تثبیت کنندگی خود را از دست می دهند.
مواد معدنی به طور کلی به اندازه مواد آلی در به تاخیر انداختن تجزیه محلول های پراکسید موثر نیستند. علاوه بر این، تنها چند ترکیب معدنی وجود دارد که تثبیت کننده های کارآمدی برای محلول های پراکسید هستند. در واقع بسیاری از مواد معدنی کاتالیزورهای فعالی برای تجزیه پراکسیدها هستند. بنابراین پیدا کردن پایدار کننده مناسب برای آب اکسیژنه به دقت زیادی نیاز دارد زیرا باید جنبه های بسیاری را در این فرآیند مورد نظر قرار داد.