TENZIDY (Detergenty)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "TENZIDY (Detergenty)"

Jozef Švec
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 TENZIDY (Detergenty)

2 Nečistoty Vodorozpustné látky Pevné substráty Tuky a oleje Proteiny

3 Co jsou tenzidy? Tenzidy jsou povrchově aktivní organické látky, již v malé koncentraci se hromadí na fázovém rozhraní, a tím snižují mezifázovou energii. Tenzidy se používají hlavně v čisticích a pracích prostředcích, dále jako součásti emulzních, pěnotvorných, smáčecích a změkčovacích prostředků. Detergent je směs tenzidů a dalších látek, která je schopna převádět nečistotu z pevného povrchu do kapaliny. Saponát je starší název pro syntetické tenzidy. Molekula tenzidů se skládá z hydrofilní (polární) a hydrofobní (nepolární) části. Tenzid se nepolárním koncem naváže na nepolární špínu, v důsledku toho jsou částice nečistot obklopeny tenzidem, odstraněny z povrchu materiálu a dispergovány v kapalině (obvykle ve vodném roztoku).

Detergent je směs tenzidů a dalších látek, která je schopna převádět nečistotu z pevného povrchu do kapaliny. Saponát je starší název pro syntetické tenzidy.

4 Princip pracího procesu: Rozpouštění organických látek - surfaktanty hydrofob hydrofil fosilní suroviny obnovitelné suroviny ropa rostlinné tuky a oleje živočišné tuky a oleje xidace barevných látek - peroxidy Štěpení organických polymerů - enzymy

suroviny ropa rostlinné tuky a oleje živočišné tuky a oleje

5 Z čeho se vyrábějí? přírodních olejů a tuků (mýdla), ropných surovin, surovin vyrobených ze syntézního plynu, který se vyrábí zplyňováním uhlí a zemního plynu (v poslední době).

6 Základní složky detergentů

7 Typy tenzidů Anionické (anionaktivní) - ve vodném prostředí mají záporný náboj (cca 60 % světové produkce syntetických tenzidů). Kationické (kationaktivní) - ve vodném prostředí mají kladný náboj (cca 10 % ). Neionické (neionogenní) -ve vodném prostředí neionizují, rozpustnost ve vodě je dána přítomností hydrofilních skupin (-H, -NH2, atd.) (cca 30 %). Amfoterní v nedisociovatelné části své molekuly obsahují jak anion tak kation (cca 2-5 %). BETAINY

Neionické (neionogenní) -ve vodném prostředí neionizují, rozpustnost ve vodě je dána přítomností hydrofilních

8 Základní typy hydrofobních a hydrofilních skupin Hydrofob Hydrofil CNa S 3 Na N + (CH 3 ) 4 Cl - CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 H n

10 Struktura spotřeby (svět) Tenzid Spotřeba (Mt) Mýdlo 9,0 Lineární alkylbenzensulfonáty (LAS) 2,9 Alkylétersulfáty (AES) 0,8 Alkylsulfáty (AS) 0,6 Celkem výše uvedené syntetické anionické 4,3 Alkyletoxyláty (AE) 1,1 Nonylfenoletoxyláty (NPE) 0,6 Celkem výše uvedené neionické 1,7 Kationické kvarterní amoniové sloučeniny 0,5 Amfoterní 0,1 Jiné* 2,4 Celkem 18,2

anionické 4,3 Alkyletoxyláty (AE) 1,1 Nonylfenoletoxyláty (NPE) 0,6 Celkem výše uvedené

11 Na co se tenzidy používají? sobní hygiena 10% Prům. a Inst. cišť. 6% potravinářský 2% zemědělství 2% Praní, mytí, čištění 47% textilní 8% ostatní 5% papírenský 1% stavební 5% barvy, laky 2% emulz. pol. 3 % výbušniny 1 % těžební 7%

12 dstraňování nečistoty z povrchu Detergenční proces

13 Mýdla Ve světě se vyrobí cca 125 Mt rostlinných olejů (rok 2003), většina se využije jako potravina, 17 Mt v chemickém průmyslu, z toho 10 Mt na výrobu mýdel. Mýdla se vyrábí zmýdelňováním tuků a olejů, při teplotě C, po skončení procesu se obvykle přidáním chloridu sodného vyloučí tzv. jádrové mýdlo.

14 Princip výroby mýdel CH 2 C R 1 CH 2 H R 1 CNa CH CH 2 C R NaH CH C R 3 CH 2 H H + R 2 CNa R 3 CNa

15 . bnovitelná surovina tuky a oleje - triacylglyceroly R 1 C R 2 C R 3 C CH 2 CH CH 2 Světová produkce: celkem rostlinné 110 Mt živočišné 30 Mt "krátké" kokosový olej palmojádrový olej 4 Mt 2 Mt C8, C10, C12, C14 "dlouhé" řepkový olej hovězí lůj 10 Mt 7 Mt C16, C18, C18:1.

živočišné 30 Mt "krátké" kokosový olej palmojádrový olej 4 Mt 2 Mt

16 leje a tuky Kyselina Struktura* Palmový olej Řepkový olej a Řepkový olej b Slunečnic. olej Vepřové sádlo Sardinkový tuk Myristová 14 : Palmitová 16 : Palmitoolejová 16 : Stearová 18 : lejová 18 : Linolová 18 : Linolenová 18 : Jiné b c * Počet atomů C : počtu dvojných vazeb a nízkoerukový b vysokoerukový - 45 % eruková (22 : 1), 10 % gadoleová (20 : 1) c % eikosapentaenová (20 : 5), 4 14 % dokosahexaenová (22 : 6) a další C20 a C22

: 0 4 2 1 4 15 3 lejová 18 : 1 39 58 17 25 45 13 Linolová 18 : 2 10 24 15 64 15 2 Linolenová 18 : 3-8 8 - - 1 Jiné - 2 2 56 b 1 3 49 c *

17 . Základní oleochemikálie RCH H 2 H+ RC RC RC CH 3 H H + CH 3 H CH 3 Na "bionafta" RCCH 3 NH 3 RCH 2 NH 2 CH 2 HCH NaH NaH H 2 kat. H 2 kat. RCH 2 N(CH 3 ) 2 RCNa sodné mýdlo RCH 2 H.

18 2. Největší skupina - LAS

19 (lineární) Alkylbenzensulfonát (LAS). S 3 S 3 Na NaH S 3 H S 3 Na.

20 Příklad výroby LAS suchý vzduch S 3 LAB chladící voda čerstvý louh 1 2 odpadní louh chladící voda LABSK voda roztok louhu suspenze LAS na sušení

21 3. Skupina - xyethylenované mastné alkoholy (AE alcohol ethoxylates) R + C + H 2 R + R 180 C 20 MPa Co kat. SHELL il Co.. 180, 20 MPa, Co kat. H 2 R H + R 75 % 25 % H Velký alkohol nebo fenol H + NaH H n n H oxyethylenované alkylfenoly Dodekanol + 8 E, R12-H + 8E, Monododecyloktaethylenglykol, 3,6,9,12,15,18,21,24-ktaoxahexatriakontan-1-ol H H Produkt se sníženou pěnivostí - Dodekanol + 7 E + 2 P

22 Neionické tenzidy R 1 CH R 2 CH 2 CH 2 CH 2 H n R CH 2 CH 2 H n R 1 +R 2 =C 8-16 n=2-4 R=C 8-12 n=5-7 Alkyletoxyláty Alkylfenoletoxyláty Strukturní vzorce nejdůležitějších neionických tenzidů Neionnické tenzidy se vyrábějí etoxylací C 12 - C 16 alkoholů, fenolů a jiných látek etylenoxidem (E). Etoxylová skupina zlepšuje rozpustnost sloučenin ve vodě, zlepšuje jejich odolnost vůči tvrdosti vody. Etoxylací primárních i sekundárních alkoholů vznikají alkyletoxyláty (alkyloligoglykol étery, alkohol etoxyláty). bdobně se vyrábějí i alkylfenoletoxyláty a jiné etoxyláty (mastných kyselin a jejich esterů, mastných aminů apod.). Kapacita etoxylace byla v r cca 5,5 Mt. Etoxylace Etoxylace je exotermní reakce, je katalyzovaná obvykle bazicky (např. NaH), reakční teplota C, přetlak 0,1-0,5 MPa. Iniciace R H + NaH R - + Na + Etoxylace R - + CH R CH 2 CH 2-2 CH 2 Celková reakce + CH 2 CH 2 + R H - R - R H + n CH 2 CH 2 R CH 2 CH 2 H n R CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 - R CH 2 CH 2 H Průměrný počet etoxy skupin v alkyletoxylátech je 2-4.

23 4. Skupina - Kationické a amfoterní tenzidy N+ kvarterní amoniová sùl CH 3 S 3 _ N+ "esterquat" _ CH 3 S 3 N H + _ N C amidobetain

24 Kationické tenzidy Nejčastěji se jedná o tetraalkylamoniové soli, alespoň jeden alkyl musí být dlouhý. Vyrábějí se alkylací terciárních aminů alkylhalogenidy (metylchlorid, benzylchlorid, etylbromid apod.) nebo etylenoxidem. Reakční teplota C, reakční doba několik hodin, v polárním rozpouštědle (např. alkohol, metylchlorid). Po dokončení alkylace se uvolní tlak, rozpouštědlo se odpaří (alkylace v metylchloridu) a získá se tetraalkylamoniová sůl. C 16 H 33 N CH + CH ClCH 2 C 6 H 5 C Cl - 16 H 33 N CH 2 C 6 H 5 CH 3 CH 3 stearyldimetylamin benzylchlorid stearylbenzyldimetylamonium chlorid C 16 H 33 N CH CH CH 2 CH 2 + H 2 C H - 16 H 33 N CH 2 CH 2 H CH 3 CH 3

25 Výroba amidobetainů. RC RC + N H 2 N + _ H 2 N N C RC H CNa 120 C H H H RC N H N + H H 70 C Cl CNa N H + _ N C + NaCl Betain nesmí obsahovat kys. monochloroctovou. Výchozí kyselina monochloroctová nesmí obsahovat kyselinu dichloroctovou..

26 dstraňování nečistoty z povrchu Detergenční proces N N TAED + H H - N + - N H N H proteasa H N H 2

27 Složení Vývoj pracích prostředků Tenzidy LAS-mýdlo-AE mýdlo-ae mýdlo-apg Sekvestranty STP (sodium triphosphate) zeolit dikřemičitan soli hydroxypolykyselin nebo polyaminokyselin xidační složka peroxoboritan peroxouhličitan + aktivátor Enzymy!!! -účinnost při teplotě <60 C Proteasy, amylasy, celulasy, lipasy

28 Složení práškových pracích prostředků Mýdlo - Na LAS - Na AE Polymer - Na STP Zeolit A Dikřemičitan Na 10 Uhličitan Na Perboritan Na Peruhličitan Na 16 TAED Enzymy Automatické pračky n H S 3 Na Na

29 Vázání vápenatých kationtů STP

Podobné dokumenty

Speciální ZŠ a MŠ Adresa. U Červeného kostela 110, 415 01 TEPLICE Číslo op. programu CZ. 1. 07 Název op. programu

Speciální ZŠ a MŠ Adresa. U Červeného kostela 110, 415 01 TEPLICE Číslo op. programu CZ. 1. 07 Název op. programu Subjektž Speciální ZŠ a MŠ Adresa U Červeného kostela 110, 415 01 TEPLICE Číslo op. programu CZ. 1. 07 Název op. programu OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost Číslo výzvy 21 Název výzvy Žádost o fin.