Ionittomat pinta-aktiiviset aineet (surfaktantit) ovat kemiallisia yhdisteitä, joilla on pinta-aktiivisia ominaisuuksia , jotka eivät hajoa ioneiksi vesiliuoksissa [1] .
Ionittomien pinta -aktiivisten aineiden tuotanto aloitettiin vuonna 1930 Saksassa [2] . Nykyään ionittomat pinta -aktiiviset aineet ovat teholtaan toisia anionisten pinta-aktiivisten aineiden jälkeen. Yhdysvalloissa niiden osuus pinta-aktiivisten aineiden kokonaistuotannosta on 25 %. Tämä selittyy ensisijaisesti niiden arvokkailla ominaisuuksilla:
Ionittomien pinta-aktiivisten aineiden laaja levinneisyys johtuu muun muassa siitä, että niiden valmistuksessa voidaan käyttää raaka-aineena monenlaisia orgaanisia yhdisteitä, joissa on pitkäketjuisia alkyyli- tai alkyyliaryyliradikaaleja ja funktionaalisia ryhmiä, joissa on liikkuva vetyatomi. Ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden ominaisuuksien vaihtelu suoritetaan muuttamalla molekyylin hydrofobisen tai hydrofiilisen osan pituutta ilman merkittävää teknologian muutosta.
Viime aikoina erityisesti etoksyloitujen alkyylifenolien alhaisen bakterisidisen kyvyn vuoksi ionittomien pinta-aktiivisten aineiden tuotanto on jonkin verran vähentynyt. Tulevina vuosina voidaan kuitenkin odottaa niiden tuotannon jyrkkää kasvua, koska niiden käyttöalue laajenee tehostettujen öljyn talteenottoprosessien alalla .
1. Alifaattinen
2. Syklinen
Ionittomat pinta-aktiiviset aineet ovat yhdisteitä, jotka sisältävät toisaalta hydrofobisen hiilivetyradikaalin ja molekyylin hydrofiilisen osan, joka on yleensä polyetoksidoitu ketju. Siksi ionittomia pinta-aktiivisia aineita saadaan aineista, jotka sisältävät funktionaaliseen ryhmään liittyvän rasvaisen ja rasvaisen aromaattisen radikaalin , ja etyleenioksidin . Seuraavat menetelmät ionittomien pinta-aktiivisten aineiden valmistamiseksi tunnetaan:
1. Rasvahapot RCOOH + nC 2 H 4 O → RCOO [C 2 H 4 O] n H
2. Aminoalkoholit HOC 2 H 4 NH 2 + nC 2 H 4 O → HOC 2 H 4 NH [C 2 H 4 O] n H
3. Rasva-alkoholit ROH + nC 2 H 4 O → RO [C 2 H 4 O] n H
4. Rasvamerkaptaanit RSH + nC 2 H 4 O → RS [C 2 H 4 O] n H
5. Polyoksietyloidut alkyylifenolit RC 6 H 4 OH + nC 2 H 4 O → RC 6 H 4 O[C 2 H 4 O] n H
Teollisuudessa jaksollinen oksietylointimenetelmä on yleisimmin käytössä, vaikka laitoksia on jatkuvasti toiminnassa. Ionittomien pinta-aktiivisten aineiden valmistus panosprosessissa tapahtuu 130–180 °C:ssa ja 0,15–0,5 MPa :ssa alkalisten katalyyttien läsnä ollessa. Katalyyttinä käytetään jauhettua natriumhydroksidia , natriummetallikaliummetoksidia tai kiinteää kaliumhydroksidia . Jatkuvassa prosessissa käytetään BF 3 -happokatalyyttejä .
Ionittomat pinta-aktiiviset aineet eivät hajoa ioneiksi vedessä, vaan liukenevat siihen. Liukoisuus veteen johtuu vetysidosten muodostumisesta vesimolekyylien vetyatomien ja polyoksieteeniketjun happiatomien välille:
Lämpötilan noustessa ionittomien pinta-aktiivisten aineiden liukoisuus heikkenee vetysidosten heikkenemisen ja molekyylien kuivumisen vuoksi. Tämä saa liuoksen sameaksi, lämpötila, jossa sameus tapahtuu, riippuu etyleenioksidiryhmien lukumäärästä. Jos ioniton pinta-aktiivinen aine sisältää enemmän kuin 15 etyleenioksidiryhmää, sen hydraatiokyky on niin suuri, että sen vesiliuokset eivät samene keitettäessä. Lämpötilan laskun myötä ionittomat pinta-aktiiviset aineet pystyvät hydratoitumaan uudelleen ja liukenemaan veteen. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet, joissa on 3-4 etyleenioksidiryhmää, eivät käytännössä liukene veteen, mutta liukenevat hyvin ei-polaarisiin väliaineisiin, esimerkiksi öljyihin.
Ionittomia pinta-aktiivisia aineita käytetään yleisimmin ensisijaisesti hyvinä pesuaineina , lisäksi niitä käytetään tekstiiliteollisuudessa lisäaineina, jotka estävät synteettisten kuitujen staattista sähköistymistä. Ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita, joissa on 3-4 hydroksietyyliryhmää, käytetään tehokkaina emulgointiaineina mineraaliöljyemulsioiden valmistuksessa. Ionittomia pinta-aktiivisia aineita, joissa on 20-22 etyleenioksidiryhmää, käytetään tasoittimina kankaiden värjäykseen. Öljyteollisuudessa niitä käytetään vettä hylkivänä aineena säiliökiville ja emulgointiaineina öljy-vesi-emulsioihin. [3]
Poloksameerit (Pluronics)
Polysorbaatit Tween-20, Tween-80 jne.
Sintanol (OC-20, Brij 35, Ukanil)