Ikke- ioniske overfladeaktive stoffer (overfladeaktive stoffer) er kemiske forbindelser med overfladeaktive egenskaber, der ikke dissocierer til ioner i vandige opløsninger [1] .
Produktionen af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer blev startet i 1930 i Tyskland [2] . I dag er ikke-ioniske overfladeaktive stoffer nummer to med hensyn til output efter anioniske overfladeaktive stoffer. I USA står de for 25% af den samlede produktion af overfladeaktive stoffer. Dette forklares primært af deres værdifulde egenskaber:
Den brede udbredelse af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer skyldes blandt andet, at en lang række organiske forbindelser med langkædede alkyl- eller alkylarylradikaler og funktionelle grupper med et mobilt brintatom kan tjene som råmateriale til deres produktion. Variation af egenskaberne af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer udføres ved at ændre længden af den hydrofobe eller hydrofile del af molekylet uden en væsentlig ændring i teknologien.
For nylig er produktionen af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer blevet noget reduceret på grund af den lave bakteriedræbende evne, især af ethoxylerede alkylphenoler. I de kommende år kan der dog forventes en kraftig stigning i deres produktion på grund af udvidelsen af deres anvendelse inden for forbedrede olieudvindingsprocesser .
1. Alifatisk
2. Cyklisk
Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer er forbindelser, der på den ene side indeholder et hydrofobt carbonhydridradikal og en hydrofil del af molekylet, som normalt er en polyethoxideret kæde. Derfor opnås ikke-ioniske overfladeaktive stoffer på basis af stoffer, der indeholder et fedt- og fedtaromatisk radikal forbundet med en funktionel gruppe, og ethylenoxid . Følgende metoder til fremstilling af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer er kendt:
1. Fedtsyrer RCOOH + nC 2 H 4 O → RCOO [C 2 H 4 O] n H
2. Aminoalkoholer HOC 2 H 4 NH 2 + nC 2 H 4 O → HOC 2 H 4 NH [C 2 H 4 O] n H
3. Fedtalkoholer ROH + nC 2 H 4 O → RO [C 2 H 4 O] n H
4. Fedtholdige mercaptaner RSH + nC 2 H 4 O → RS [C 2 H 4 O] n H
5. Polyoxyethylerede alkylphenoler RC 6 H 4 OH + nC 2 H 4 O → RC 6 H 4 O[C 2 H 4 O]n H
I industrien er den periodiske metode til oxyethylering mest udbredt, selvom der er anlæg, der arbejder på en kontinuerlig basis. Produktionen af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer i en batchproces udføres ved 130-180 °C og 0,15-0,5 MPa i nærværelse af alkaliske katalysatorer. Natriumhydroxid i pulverform , natriummetalkaliummethoxid eller fast kaliumhydroxid anvendes som katalysatorer . I en kontinuerlig proces anvendes BF3 - syrekatalysatorer .
Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer dissocierer ikke til ioner i vand, men opløses i det. Opløselighed i vand skyldes dannelsen af hydrogenbindinger mellem hydrogenatomerne i vandmolekyler og oxygenatomerne i polyoxyethylenkæden:
Med en stigning i temperaturen falder opløseligheden af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer på grund af svækkelse af hydrogenbindinger og dehydrering af molekyler. Dette medfører, at opløsningen bliver uklar, den temperatur, hvor uklarheden opstår, afhænger af antallet af ethylenoxidgrupper. Hvis et ikke-ionisk overfladeaktivt stof indeholder mere end 15 ethylenoxidgrupper, er dets hydreringskapacitet så stor, at dets vandige opløsninger ikke bliver uklare, selv når de koges. Med et fald i temperaturen er ikke-ioniske overfladeaktive stoffer i stand til at hydrere igen og opløses i vand. Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer med 3-4 ethylenoxidgrupper opløses praktisk talt ikke i vand, men er godt opløselige i ikke-polære medier, for eksempel i olier.
Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer er mest udbredt primært som gode rengøringsmidler , og de bruges desuden i tekstilindustrien som tilsætningsstoffer, der forhindrer statisk elektrificering af syntetiske fibre. Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer med 3-4 hydroxyethylgrupper anvendes som effektive emulgatorer til fremstilling af mineralolieemulsioner. Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer med 20-22 ethylenoxidgrupper bruges som udjævningsmidler til farvning af stoffer. I olieindustrien bruges de som vandafvisende midler til reservoirbjergarter og som demulgatorer til olie-vand-emulsioner. [3]
Poloxamerer (Pluronics)
Polysorbater Tween-20, Tween-80 osv.
Sintanol (OC-20, Brij 35, Ukanil)