Neionogenní tenzidy. 1. Polyethylenglykoletherové typy 2. Estery mastných kyselin s polyoly

Transkript

1 eionogenní tenzidy 1. Polyethylenglykoletherové typy 2. Estery mastných kyselin s polyoly žádné ionty, nedisociují, afinitu k vodě má etherický kyslík první ve 30. letech min. století, po 50. masový rozvoj, progresivní

2 1. Polyethylenglykoletherové typy X-( O) n M n= (3-20) nejčastěji X = RO-, R-Ar-O-, R-COO-, RCOH-, R- příprava otvírání oxiranového kruhu (spíš bazicky katalyzovaná), rychlost řízena otvíráním ox. kruhu reaktivita X se řídí podle kyselosti H (nejvíc kyselý fenol primární alkohol sekundární alkohol amid- amin) HLB 30 n

3 1. Polyethylenglykoletherové typy Oxiethylenované alkoholy, RO( O) n H nejrozšířenější, největší růstový trend C16 nebo C18, rozpětí podle počtu n n < 5 výroba sulfátů, fosfátů (anionické tenzidy) n = 5-10 smáčedla n = emulgátory s dispergátory, antistatika Alkylované fenoly R = C8-C10, n = 2-20 hůře biologicky odbouratelné, zdravotně závadnější, levné n = 4-6 smáčedla, nízká pěnivost n = 8-11 detergenty n = 15 vysoká pěnivost n = hydrofobní mazadla R

4 1. Polyethylenglykoletherové typy Vyšší mastné kyseliny n < 7 emulgátory n> 7 aviváže, antistatika RCO O + + n n C O C O RCOO( O)nH HO-( O)nH RCOO( O)n- 1 OCOR + O HO O + O HO- -O O (O O ) 2 následně esterifikován VMK

5 1. Polyethylenglykoletherové typy amidy R-COH-( O) n H nebo R-CO-(( O) n H) 2 H 3 + oxiran H( ) 2 + RO RO 90 % RCOH % RCOO - emulgátory v kosmetice, protikorozivní prostředky aminy R-H-( O) n H ; R cca C18 příprava v bazickém prostředí bez katalyzátoru z mastných aminů, poté prodlužování řetězce

6 1. Polyethylenglykoletherové typy využití methyloxiranu (propylenoxidu) smíšené produkty oxiran-methyloxiran methylová skupina methyloxiranu je nositel nižší afinity k vodě produkty typu EPE a PEP, vždy se začíná otevřením kruhu vodou nepěnivé (složky pracích prášků), avivážní vlastnosti další modifikace dána glykolickým charakterem např. esterifikace MK pro zvýšení hydrofobity

7 2. Estery mastných kyselin s polyoly speciální tenzidy s využitím v potravinářství a kosmetice polyol např. glycerol, sorbitol, sacharosa monoacylglyceroly glycerolýzou C HC C OCOR C HC C 90 % 10 % OCOR lipofilní 50 % monoacyl 35 % diacyl 5% nezreagovaný triacylglycerol 8 % glycerol 2 % mastná kyselina hydrofilní emulgátory, výroba margarínů, mlékárenských výrobků, pekařství (tvrdnutí pečiva), kosmetika

8 2. Estery mastných kyselin s polyoly sorbitol emulgační, smáčecí, detergenční účinky může reagovat s oxiranem zvýšení hydrofility TWEE potravinářství, kosmetika, farmacie, dražší HO CHO HO HO O RCO smìs esterù SPA glukoza sorbitol 1,5-anhydrosorbitol

9 2. Estery mastných kyselin s polyoly sacharoza (sach-) O O O HO s RCOOCH 3 a K 2 CO 3 vznikají cukroestery (sach- OCOR) emulgátory, kvalitní kosmetika C HC C OCOR 1 OCOR 2 + sach- 30 % esterù sacharozy v rovnovážné smìsi OCOR 3 cukroglyceridy emulgátory pro krmné směsi

10 Kationické tenzidy nehodí se pro praní malý objem výroba a spotřeba avivážní prostředky, antistatika, výborné smáčecí, emulgační, dispergační, baktericidní účinky sanitární účely inhibice koroze topné a chladící účely asfaltování vozovek dobré spojení kameniva s asfaltem (asfaltové emulgátory) na bázi kvartérních amonivých solí C H 3 C H 3 C 16 H 33 CH 3 + C 18 H 37 CH 3 Br - H 3 C C 18 H 37 + CH 3 OSO 3 - R R X + Cl - C H 3 C H 3 C Ph + Br - + Cl - X = baktericidní X = antikorozivní ajatin C 16 H 33

11 Příprava kationických tenzidů alkylací terciálních aminů např. alkylhalogenidy terciální amin příprava alkylace mastného aminu R- + O + 2HCO R-(CH 3 ) CO O R-(CH 3 ) 2 + O 2 R-O(CH 3 ) aminoxidy zesilovače pěn v toaletních prostředcích asfaltové emulgátory na bázi - alkylpropylendiaminů, výroba kyanoethylací R- + =CH-C R-H- C diamin T (1. 80 C, 2., i, Co) R-H- oba dusíky je možné použít pro kyanoethylaci nebo otvírání oxiranového kruhu R R H- asfaltové emulgátory C C C H2 H2 zubní pasty (ELMEX)

12 Amfolytické tenzidy nejspeciálnější využití R2 v alkalické prostředí se chovají jako anionické tenzidy v kyselém prostředí se chovají jako kationické tenzidy působení v širokém rozmezí ph, povrchovou aktivitu ztrácí v izoelektrickém bodě vytváří se vnitřní sůl (betain) R1 CO

13 Příprava amfolytických tenzidů 1. R- + =CH-COOR R-H- COOR R-H- CO R = nejčastěji 12 antistatika v avivážích, šamponech, nedráždivé, netoxické, dobře odbouratelné 2. betainy (R) 3 + Cl- COOa acl + (R) COO - R = různé, C8-C18 šampony, detergenty, aviváže, antistatika

14 Příprava amfolytických tenzidů 3. na bázi imidazolinů H H H H C O H C H 3 HO O H- - RCO RCO-H- -H- - R - R - CH R 2 COO- - + Cl COOa + antikorozní prostředky RESISTI

15 Výroba tenzidů ováky neionogenní Ústí nad Labem anionické Fuchs Oil Corp. Dubová alkylbenzeny Procter and Gamble zpracování, sulfonace Lovosice - amfolytické

16 Toxicita a bezpečnost práce při výrobě tenzidů LD 50 g/kg mýdla 16 alkylsulfáty 3-9 polyethylenglykoletherové 2 alkylsulfonany 3 alkensulfonany 3,5 sulfojantarany 5 alkylbenzensulfonany 1-5 polyglykolethery alkyl 2-12 alkylfenyl 1-2 kopolymery EPE 2-16 estery sorbitolu 30 estery sorbitu nad 15 relativně neškodné v odpadních vodách hodně tenzidů: norma 1 mg/l silné znečištění 3 mg/l v městských odpadech až 20 mg/l vysoká pěnivost škodlivá pro živočichy a aerobní bakterie

17 Biologické odbourávání tenzidů začíná na koncovém uhlíku nejdál od funkční skupiny β-oxidace štěpení C-C vazeb v místě větvení problém zpomalení odbourávání u mýdel tj. RCOOa je finální sůl kyseliny octové, odbourává se na CO 2 a vodu polyglykolethery se dobře odbourávají po 2 uhlících HO HO CHO CCHO CCO glyoxal k. glyoxylová

18 Ekologie detergentů špatné polyfosfáty sodné: a 5 P 3 O 10 nenahraditelná změkčovadla (Calgon), synergické účinky hnojiva růst řas alternativy ne tak účinné C C COOa COOa COOa nitritotrioctan sodný HO COOa COOa COOa soli kyseliny citronové a 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2.n O hlinitokřemičitany kopolymery kyselin akrylové a maleinové

19 Používané zkratky LAS lineární alkylbenzensulfonany AEO alkoholethylenoxidovaný APEO oxyethylenované alkoholy z fenylu AEOS alkoholoxyethylenovaný sulfát AS - alkylsulfát objem výroby klesá

20 Trendy ve výrobě tenzidů snaha o úsporu energie snížení prací teploty (AEO) používání syntetických vláken růst cen ropy, ústup tenzidů na ropné bázi, přibývají vyšší mastné alkoholy rozvoj výroby lineárních alkenů přímá sulfonace ekologická a toxikologická otázka snadné odbourávání