Nonjoniska ytaktiva ämnen (tensider) är kemiska föreningar med ytaktiva egenskaper som inte dissocierar till joner i vattenlösningar [1] .
Produktionen av nonjoniska ytaktiva ämnen startades 1930 i Tyskland [2] . Idag är nonjoniska ytaktiva ämnen andra när det gäller produktion efter anjoniska ytaktiva ämnen. I USA står de för 25 % av den totala produktionen av ytaktiva ämnen. Detta förklaras främst av deras värdefulla egenskaper:
Bland annat beror den breda spridningen av nonjoniska ytaktiva ämnen på att en mängd olika organiska föreningar med långkedjiga alkyl- eller alkylarylradikaler och funktionella grupper med en mobil väteatom kan tjäna som råmaterial för deras framställning. Variation av egenskaperna hos nonjoniska ytaktiva ämnen utförs genom att ändra längden på den hydrofoba eller hydrofila delen av molekylen utan en betydande förändring i teknologin.
På senare tid, på grund av den låga bakteriedödande förmågan, i synnerhet hos etoxylerade alkylfenoler, har produktionen av nonjoniska ytaktiva ämnen minskat något. Under de kommande åren kan dock en kraftig ökning av deras produktion förväntas på grund av utvidgningen av deras tillämpning inom området för förbättrade oljeutvinningsprocesser .
1. Alifatisk
2. Cyklisk
Nonjoniska ytaktiva ämnen är föreningar som innehåller en hydrofob kolväteradikal, å ena sidan, och en hydrofil del av molekylen, som vanligtvis är en polyetoxiderad kedja. Därför erhålls nonjoniska ytaktiva ämnen på basis av ämnen som innehåller en fet och fet aromatisk radikal associerad med en funktionell grupp, och etylenoxid . Följande metoder för framställning av nonjoniska ytaktiva ämnen är kända:
1. Fettsyror 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. Fettalkoholer ROH + nC 2 H 4 O → RO [C 2 H 4 O] n H
4. Feta merkaptaner RSH + nC 2 H 4 O → RS [C 2 H 4 O] n H
5. Polyoxietylerade alkylfenoler RC 6 H 4 OH + nC 2 H 4 O → RC 6 H 4 O[C 2 H 4 O]n H
Inom industrin används den periodiska metoden för oxyetylering mest, även om det finns anläggningar som arbetar på kontinuerlig basis. Produktionen av nonjoniska ytaktiva ämnen i en satsvis process utförs vid 130–180 °C och 0,15–0,5 MPa i närvaro av alkaliska katalysatorer. Natriumhydroxid i pulverform, natriummetallkaliummetoxid eller fast kaliumhydroxid används som katalysatorer . I en kontinuerlig process används BF3 - syrakatalysatorer .
Nonjoniska ytaktiva ämnen dissocierar inte till joner i vatten, utan löses upp i det. Löslighet i vatten beror på bildandet av vätebindningar mellan väteatomerna i vattenmolekyler och syreatomerna i polyoxietylenkedjan:
Med en ökning av temperaturen minskar lösligheten av nonjoniska ytaktiva ämnen på grund av försvagning av vätebindningar och uttorkning av molekyler. Detta gör att lösningen blir grumlig, temperaturen vid vilken grumligheten uppstår beror på antalet etylenoxidgrupper. Om ett nonjoniskt ytaktivt ämne innehåller mer än 15 etylenoxidgrupper är dess hydratiseringskapacitet så stor att dess vattenlösningar inte blir grumliga även när de kokas. Med en minskning av temperaturen kan nonjoniska ytaktiva ämnen återfukta och lösas upp i vatten. Nonjoniska ytaktiva ämnen med 3-4 etylenoxidgrupper löser sig praktiskt taget inte i vatten, men är vällösliga i icke-polära medier, till exempel i oljor.
Nonjoniska ytaktiva ämnen används mest i första hand som bra tvättmedel och de används dessutom inom textilindustrin som tillsatser som förhindrar statisk elektrifiering av syntetiska fibrer. Nonjoniska ytaktiva ämnen med 3-4 hydroxietylgrupper används som effektiva emulgeringsmedel för framställning av mineraloljeemulsioner. Nonjoniska ytaktiva ämnen med 20-22 etylenoxidgrupper används som utjämnare för färgning av tyger. Inom oljeindustrin används de som vattenavvisande medel för reservoarbergarter och som demulgeringsmedel för olje-vattenemulsioner. [3]
Poloxamerer (Pluronics)
Polysorbater Tween-20, Tween-80, etc.
Sintanol (OC-20, Brij 35, Ukanil)