Неионогенные ПАВ

Неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) — химические соединения, обладающие поверхностно-активными свойствами, не диссоциирующие в водных растворах на ионы[1].

Содержание

  • 1 Общие сведения
  • 2 Классификация
  • 3 Получение
  • 4 Свойства
  • 5 Применение
  • 6 Примеры неионогенных ПАВ
  • 7 Литература
  • 8 Примечания

Общие сведения

Производство неионогенных ПАВ было начато в 1930 году в Германии[2]. Сегодня неионогенные ПАВ по объёму выработки занимают второе место после анионных. В США на их долю приходится 25 % общего выпуска ПАВ. Объясняется это в первую очередь их ценными свойствами:

  • высокие моющие свойства и способность удерживать загрязнения в растворе даже без дополнительных добавок;
  • химическая стойкость в жесткой воде;
  • хорошая совместимость со вспомогательными компонентами моющей смеси;
  • высокая скорость биоразлагаемости в сточных водах.

Помимо прочего широкое распространение неионогенных ПАВ обусловлено тем, что сырьем для их производства могут служить самые разные органические соединения, имеющие длинноцепочечные алкильные или алкиларильные радикалы и функциональные группы с подвижным атомом водорода. Варьирование свойств неионогенных ПАВ осуществляется изменением длины гидрофобной или гидрофильной части молекулы без существенного изменения технологии.

В последнее время из-за низкой бактерицидной способности, в частности у оксиэтилированных алкилфенолов, производство неионогенных ПАВ несколько сокращается. Однако в ближайшие годы можно ожидать резкое увеличение их выпуска благодаря расширению их применения в области процессов увеличения нефтеотдачи пласта.

Классификация

1. Алифатические

  • Полиоксиэтилированные
    • жирные кислоты
    • аминоспирты
    • жирные спирты
    • жирные меркаптаны
    • полиэтиленгликоль
    • полипропиленгликоль

2. Циклические

  • Полиоксиэтилированные алкилфенолы

Получение

Неионогенные ПАВ представляют собой соединения, содержащие гидрофобный углеводородный радикал, с одной стороны и гидрофильную часть молекулы, которой обычно является цепь полиэтоксидированного характера. Поэтому неионогенные ПАВ получают на основе веществ, содержащих жирный и жирноароматический радикал, связанный с функциональной группой, и окиси этилена. Известны следующие способы получения неионогенных ПАВ:

Смотреть:
Электротранспорт

1. Жирные кислоты
RCOOH + nC2H4O → RСOO [C2H4O]n H

2. Аминоспирты
HOC2H4NH2 + nC2H4O → HOC2H4NH[C2H4O]n H

3. Жирные спирты
ROH + nC2H4O → RO [C2H4O]n H

4. Жирные меркаптаны
RSH + nC2H4O → RS [C2H4O]n H

5. Полиоксиэтилированные алкилфенолы
RC6H4OH + nC2H4O → RC6H4O[C2H4O]n H

В промышленности наибольшее распространение получил периодический метод оксиэтилирования, хотя имеются установки работающие по непрерывной схеме.
Производство неионогенных ПАВ при периодическом процессе осуществляется при 130—180 °C и 0,15—0,5 МПа в присутствии щелочных катализаторов. В качестве катализаторов применяют порошкообразный едкий натр, метилат натрия металлический калий или твердый едкий калий. При непрерывном процессе применяют кислотные катализаторы BF3.

Свойства

Неионогенные ПАВ не диссоциируют в воде на ионы, однако растворяются в ней. Растворимость в воде обусловлена образованием водородных связей между атомами водорода молекул воды и атомами кислорода полиоксиэтиленовой цепочки:

Структурная формула неионогенного ПАВ.jpg

При повышении температуры растворимость неионогенных ПАВ снижается вследствие ослабления водородных связей и дегидратации молекул. Это вызывает помутнение раствора, причем температура, при которой наблюдается помутнение, зависит от числа этиленоксидных групп. Если неионогенный ПАВ содержит более 15 этиленоксидных групп, его способность к гидратации настолько велика, что его водные растворы не мутнеют даже при кипячении. При понижении температуры неионогенные ПАВ способны вновь гидратироваться и растворяться в воде. Неионогенные ПАВ с 3—4 этиленоксидными группами в воде практически не растворяются, но хорошо растворяются в неполярных средах, например, в маслах.

Применение

Неионогенные ПАВ находят самое широкое применение в первую очередь как хорошие моющие средства, Кроме того, в текстильной промышленности они применяются в качестве добавок, предотвращающих статическую электризацию синтетических волокон. Неионогенные ПАВ с 3—4 оксиэтильными группами применяются в качестве эффективных эмульгаторов для приготовления эмульсий минеральных масел. Неионогенные ПАВ с 20—22 этиленоксидными группами применяются в качестве выравнивателей при крашении тканей. В нефтяной промышленности применяются в качестве гидрофобизаторов пластовых пород и в качестве деэмульгаторов водонефтяных эмульсий.[3]

Смотреть:
-стан

Примеры неионогенных ПАВ

Неонол

Ноноксинол-9

Полоксамеры (Плюроники)

Полисорбаты Tween-20, Tween-80 и др.

Синтанол (ОС-20, Brij 35, Ukanil)

Triton X-100

Литература

  • Адельсон С. В. Технология нефте-химического синтеза. — М.: Химия, 1985. — 509 стр.
  • Паушкин Я. М. Нефтехимический синтезв промышленности. — М.: Наука, 1966. — 257 с.
  • Неволин Ф. Н. Химия и технология синтетических моющих средств. — М.: Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева № 4, 438 (1966 г.)

Примечания

  1. Коллоидные поверхностно-активные вещества
  2. Общие сведения ПАВ
  3. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3420.html Поверхностно-активные вещества]

Добавить комментарий