Chemické speciality. Chemické speciality přednáška I

Transkript

1 Chemické speciality 1. Povrchově aktivní látky 2. Organická barviva a pigmenty 3. Biologicky aktivní látky: léčiva, regulátory růstu rostlin, pesticidy 4. Vonné a chuťové látky 5. Přísady pro polymery

2 Vymezení pojmů chemické speciality látky, které jsou zařazené do skupin podle svých užitných vlastností ZDROJE SUROVIN ZÁKLADNÍ MEZIPRODUKT* ZÁKLADNÍ PRODUKT COMMODITIES SPECIÁLNÍ MEZIPRODUKT SPECIÁLNÍ PRODUKT FINE CHEMICALS roste cena a četnost roste množství *např. benzen

3 Základní produkty Chemické speciality standardní sortiment látek se širokou spotřebou velmi podobné technologie investičně náročné cena ovlivněna kapacitou koupit licenci je možné malý prostor pro výzkum, probíhá pouze technologický široký sortiment, složitá výroba pestrost variant cena daná vlastnostmi malotonážní výroba univerzální zařízení licence se neposkytují významná reklama, propagace a poradenství důležitá finalizace výrobku

4 POVRCHOVĚ AKTINÍ LÁTK TENZID* osobní spotřeba mýdla, praní, čištění, potravinářství, kosmetika, farmacie průmyslová spotřeba tetilní, papírenský, kůže, chemický (odvodnění ropy, odpěňování, emulzní polymerace, pesticidní), kovoprůmysl (odmašťování), mazadla, chlazení, stavebnictví (úprava betonových směsí), asfaltování vozovek, hornictví (snižovaní prašnosti v dolech) *surfactants

5 Tenzidy dokáží snižovat povrchové (mezipovrchové) napětí kapalin na fázovém rozhraní s jinou nemísitelnou látkou působení je fyzikálně-chemické, tenzid se během použití nemění žádoucí je dosáhnout homogenizace, usnadnit dispergaci dvou nemísitelných fází

6 Tenzidy povrchové napětí povrchové napětí síla působící kolmo dovnitř na jednotku délky [N/m] vyvolávané přitažlivými silami mezi molekulami, závisí na struktuře molekul brání zvětšení povrchu kapaliny zvětšit fázové rozhraní = snížit povrchové napětí pro dispergaci je nutná práce - čím větší je povrchové napětí, tím větší je potřebná práce

7 Struktura tenzidu vždy bipolární charakter, tj. velký dipólový moment dipólový moment µ = Q. r [D]; 1D = 3,335*10-30 C. m Q + Q - r X... nepolární část molekuly tenzidu, hydrofobní, lipofilní... polární část molekuly tenzidu, hydrofilní, lipofobní

8 Struktura tenzidu X... delší alifatický řetězec (C10-C20), lépe nerozvětvený, nasycený... ionogenní, určuje charakter tenzidu anionické, kationické, amfolytické, neionogenní

9 Typy tenzidů anionické obsahují skupiny: -COONa (mýdla), - SO 3 Na (sulfonany), -OSO 3 Na (sulfáty), - OPO(ONa) 2 (fosfáty) kationické: [R-N-(CH 3 ) 3 ] + Cl - amfoterní (amfolytické): mají dvě funkce v kyselém prostředí jsou kationické, v bazickém anionické neionogenní: X-O-(CH 2 CH 2 O) n H

10 Tvorba micel HLB údaj tenzidu, vyváženost mezi polární a nepolární částí molekuly, aby nebyla příliš velká rozpustnost ani jedné části olej voda micela pokud je fázové rozhraní plně obsazeno vzniká micela c k... kritická koncentrace tvorby micel (cca mol/l) velikost micel molekul (1 micela), tj. 0,001-0,2 µm

11 Rozpustnost a stabilita tenzidů rozpustnost tenzidů ve vodě je vyšší než c k ionogenní tenzidy s teplotou roste rozpustnost neionogenní tenzidy s teplotou klesá rozpustnost teplota zákalu a Kraftův bod 60 % vyráběných tenzidů se používá v čistících a pracích prostředcích tvrdá voda narušuje účinky tenzidů 2RCOONa + Ca 2+ (RCOO) 2 Ca + 2 Na + 2RSO 3 Na + Ca 2+ (RSO 3 ) 2 Ca + 2 Na + 2ROSO 3 Na + Ca 2+ (ROSO 3 ) 2 Ca + 2 Na + roste citlivost na praní v tvrdé vodě citlivost na kyselé prostředí alkalické vadí pouze sulfonanům

12 Účinky tenzidů povrchová aktivita vykazují všechny tenzidy schopnost tvořit micely smáčecí (zkrápěné reaktory) suspenzační emulgační solubilizační (nepravé roztoky) pěnící (ionogenní) odpěňovací (neionogenní) detergenční speciální (avivážní, antistatické, baktericidní kationické) vyvločkování flokulace rozrušení emulze, jedna emulzní složka se vyloučí, reverzibilní rozdělení fází koagulace složky Chemické vytvoří speciality druhou přednáška fázi, I nevratné

13 Složení pracích prostředků optimální koncentrace tenzidu cca 5 g/l tenzidy: alkylbenzensulfonany % alkylsulfáty 0-5 % mýdla 0-7 % aktivní přísady: změkčovadla vody % ochranné koloidy 2 % perooboritany sodné 3-10 % křemičitan sodný 0-5 % pomocné přísady: opticky zjasňující 0-3 % parfémy 0,05-0,5% enzymy 0-1 % plnící přísady: voda 7-10 % síran sodný do 100 %

14 Složení tekutých čistících prostředků tenzidy alkylbenzensulfonany 8-10 % alkylsulfáty, alkensulfáty 0-5 % alkylpolyethylenglykolethery 8-10 % alkylpolyglykolethery 0-7% přísady změkčovadla vody citran sodný % pyrofosforečnan sodný 0-7% hydrotropní látky 3-4 % speciální přísady 1-3% voda zbytek do 100 %

15 Vývoj a současný stav tenzidů nejstarší mýdla, rozvoj po r tenzidy na petrochemické bázi 1950 (alkylbenzensulfonany) dnes 50 % tvoří mýdla, snaha vyrábět tenzidy na bázi přírodních (obnovitelných) zdrojů spotřeba u nás 10 kg/obyvatel/rok výroba: 60 % anionické (20 typů, praní) 30 % neionogenní (10 typů, praní) 10 % amfolitycké a kationické (10 typů) vývoj tenzidů je ukončen, pouze speciální účely