Surfaktantici, kratki za površinu - aktivni agenti, klasa su spojeva koji igraju ključnu ulogu u širokom rasponu industrija, od sredstava za čišćenje domaćinstava do visokih - tehnoloških industrijskih aplikacija. Kao posvećeni surfaktantri dobavljač, često me pitaju o metodama sinteze ovih izvanrednih tvari. U ovom blog će se uvesti u različite načine na surfaktaranti sintetizirati, pružajući uvid u nauku i tehnologiju iza njihove proizvodnje.
1. Opći pregled strukture i funkcije surfaktanata i funkcije
Prije nego što istražimo metode sinteze, ključno je razumjeti osnovnu strukturu i funkciju surfaktanata. Surfaktanti se obično sastoje od hidrofilne (vodene - voljene) glave i hidrofobne (vode - mržnje) rep. Ova jedinstvena struktura omogućava im da smanje površinske napetosti između dvije nepoželjne faze, poput ulja i vode. Kada se doda u sustav, surfaktanti se nakupljaju na sučelju, usklađujući se hidrofilnom glavom u vodenoj fazi i hidrofobnom repu u nevoljivoj fazi.
2. Sinteza anionskog surfaktanata
Anionski površinski aktivi su najčešće korišteni tip površinskih aktivnih tvari. Oni negativni naboj nose na svojoj hidrofilnoj glavi. Jedan od najčešćih anionanskih površina je alkilbenzenski sulfonat.
Proces sulfonacije
Sinteza alkilzenske sulfonata uključuje dva glavna koraka: alkilaciju i sulfonaciju. Prvo, Benzen je alkiliran s olefinom u prisustvu katalizatora, obično hidrofluorske kiseline (HF) ili aluminijskog hlorida (alcl₃). Ova reakcija formira alkilbenzen. Opća reakcija može biti zastupljena kao:
[C_ {6} H_ {6} + R - CH = CH_ {2} \ XRightrow [] {Catalyst} c_ {6} H_ {5} -r - Ch_ {2} -Ch_ {3}]
gde (r) predstavlja alkilnu grupu.
Nakon alkilacije, alkilbenzen je sumponiran pomoću sumpornog trioksida ((So_ {3})) ili derivat sumpornog kiselina. Reakcija sulfona uvodi grupu sulfonijske kiseline ((-SO_ {3} h)) do alkilbenzena, što rezultira formiranjem alkilbenzenske sulfonijske kiseline. Reakcija je sljedeća:
[C_ {6} H_ {5} -R - Ch_ {2} -ch_ {3} + so_ {3} \ desnarow c_ {6} h_ {4} (So_ {3} h) -r - Ch_ {2} -Ch_ {3}]
Alkilbenzenska sulfonijska kiselina potom je neutralizirana bazom, poput natrijum hidroksida ((NAOH) ((NAOH)), kako bi se formirao odgovarajući natrijum alkilbenzenski sulfonat, koji je uobičajen anionnski surfaktant.
Drugi važan anionnski surfaktant je masni alkoholni sulfat. Sintetizirano je reagiranjem masnog alkohola sa sumpornim trioksidom ili hloruslofonijom kiselinom ((CLSO_ {3} h)). Na primjer, kada masni alkohol ((roh)) reagira sa klorulskim kiselinom, događa se sljedeća reakcija:
[Rohot + clso_ {3r. Rosotototshancl]
Rezultirajuća masna sumporna kiselina alkohola se zatim neutralizira bazom da bi se formirao masni alkoholni sulfat.
3. Sinteza kationskih surfaktanata
Kationski površinski aktivi imaju pozitivnu naknadu za svoju hidrofilnu glavu. Quaternarne amonijum soli tipičan su primjer kationskih surfaktanata.
Reakcija kvartalizacije
Sinteza kvartarnih amonijumskih soli uključuje reakciju tercijarnog amina sa alkil halogenidom. Na primjer, kada tercijarni amine ((r_ {3} n)) reagira sa alkil halogenidom ((RX)), formira se kvarnarna amonijum sol:
[R_ {3} n + rx \ desnarow [r_ {4} n] ^ {+} x ^ {-}]
gde (r) predstavlja alkilnu ili arilnu grupu, a (x) je halogeni atom kao što su hlor ili bromin.
Izbor tercijarnog amina i alkil halogedina može se prilagoditi da se prilagodi svojstva rezultirajućeg kacionog surfaktara. Na primjer, duge alkilne grupe lanaca mogu poboljšati hidrofobičnost surfaktaraca, dok različite funkcionalne grupe na Amini mogu uvesti određene svojstva.
4. Sinteza ne-jonskih surfaktanata
Ne - jonski površinski aktivi ne nose električni naboj. Široko se koriste u aplikacijama u kojima prisustvo jonskih naboja može uzrokovati probleme, poput nekih bioloških i elektroničkih sistema.
Proces etoksilacije
Jedna od najčešćih metoda za sintetiziranje ne-jonskih surfaktara je etoksilacija masnih alkohola, alkilfenola ili masnih kiselina. U ovom procesu hidrofobni spoj reagira se etilen oksidom ((C_ {2} h_ {4} o)) u prisustvu katalizatora, obično baze kao što su kalijum hidroksid ((koh)).
Na primjer, kada masni alkohol ((roh)) reagira s etilen oksidom, događa se sljedeća reakcija:
[Roh + nc_ {2} h_ {4} o \ dessorrow ro- (c_ {2} h_ {4} o) _ {n} -h]
gde (n) predstavlja broj dodanih jedinica etilen oksida. Vrijednost (n) može se kontrolirati podešavanjem reakcijskih uvjeta, poput omjera etilen oksida do hidrofobnog spoja i temperature reakcije. To omogućava sintezu ne-jonskih surfaktantica s različitim stupnjevima hidrofilnosti i hidrofobnosti.
5. Sinteza površinski aktivanki
Amphoternski površinski aktivi sadrže i kisele i osnovne funkcionalne grupe u svojoj strukturi. Oni mogu nositi pozitivan, negativan ili neutralan naboj ovisno o pH rješenja.
Reakcija aminara s derivatima karboksilnih kiselina
Jedna uobičajena metoda za sintetizaciju ampkoholnih surfaktara reakcija je amina s derivatom karboksilne kiseline. Na primjer, alkilamin može reagirati s haloočetskom kiselinom ili soli. Reakcija prvo formira aminokiselinski intermediate, koji se zatim mogu dalje modificirati kako bi se formiralo apotekar površinski ant.
Razmotrimo reakciju alkilamina ((RNH_ {2})) sa natrijum-klorocetatom ((CLCH_ {2} Coona)):
[RNH_ {2} + CLCH_ {2} Colclc (Ch_} Coouo) Ch_ {2} CAT)
6. Specijalizirani surfaktanti i njihova sinteza
Pored gore spomenutih uobičajenih vrsta surfaktaka, postoje i specijalizirani surfaktivni aktivi sa jedinstvenim nekretninama.
Fluorozoriranje
Fluorozirfaktivnici su klasa surfaktanata koji sadrže fluorirane alkilne lance. Imaju izuzetno nisku površinsku napetost i odličnu hemijsku i termičku stabilnost. Jedan od načina za sintetisanje fluorourfaktivnih sredstava je kroz reakciju fluoriranih alkohola ili aminacija s odgovarajućim funkcionalizacijskim sredstvima.
Na primjer, sinteza fluorozfantatiranja može uključivati reakciju fluoriranog alkohola sa sumponil hloridom. Možete pronaći neke visokokvalitetne proizvode za fluoroizvodne kvalitete poputKalijum trifluorometanesulfonate ≥98,0%i≥99.5% Nonafluoro - 1 - Butanesulfonhonyl hlorid CAS br.2991 - 84 - 6Na našoj web stranici. Ovi se proizvodi mogu koristiti kao važni intermedijari u sintezi složenijih fluorourfaktanata.
Silikonski surfaktanti
Surfaktivi zasnovanim na silikoni imaju silikonsku okosnicu, koji im pruža jedinstvenu površinu - aktivna svojstva, poput niske površinske napetosti i velike sposobnosti za širenje. Često ih sintetizira reakcija silikonskih polimera s odgovarajućim organskim spojevima. Na primjer, silikon - koji sadrži alkohol može reagirati s etilen oksidom ili propilen oksidom za uvođenje hidrofilnih skupina na silikonsku okosnicu.
7. Novi razvoj u sintezi surfaktanata
Polje sinteze surfaktanata se neprestano razvija. Istraživači istražuju nove metode za sintezu surfaktantiranja sa poboljšanim svojstvima, poput bolje biorazgradivosti, niže toksičnost i veću efikasnost.
Jedno područje istraživanja je upotreba principa zelene hemije u sintezu surfaktanata. To uključuje upotrebu obnovljivih sirovina, blagih reakcijskih uvjeta i ekološki prihvatljivih otapala. Drugo područje je razvoj pametnih surfaktanata, koji mogu promijeniti svoja svojstva kao odgovor na vanjske podražaje poput temperature, pH ili svjetla.
Imamo i neke nove proizvode u našem katalogu, kaoIme indeksa još nije dodijeljen CAS br.: 2179321 - 09 - 4, što predstavlja najnovija dostignuća u tehnologiji sinteze surfaktanata.
. Zaključak i poziv
Zaključno, sinteza surfaktanata je složeno i raznoliko polje, s različitim metodama prilagođenim specifičnom vrsti i primjeni surfaktantnih anti. Kao dobavljač surfaktanata, posvećeni smo pružanju visokog proizvođača surfaktantiranih kvaliteta sintetiziranih putem naprednih i ekološki prihvatljivih metoda.
Bilo da se nalazite u industriji deterdženta, industriji kozmetike ili bilo koje drugo polje koje zahtijeva surfaktante, možemo vam ponuditi širok spektar opcija za ispunjavanje vaših potreba. Ako ste zainteresirani za naše proizvode ili imate bilo kakvih pitanja o sintezi i aplikacijama surfaktante, slobodno nas kontaktirajte za pregovore o nabavci. Radujemo se što ćemo sarađivati s vama kako bismo postigli svoje ciljeve.
Reference
- Rosen, Milton J. i Dennis L. Kunjappup. Surfaktanti i međusečeni fenomeni. John Wiley & Sons, 2012.
- Myers, Drew. Nasutnost i tehnologija surfaktanata. John Wiley & Sons, 2006.
- Holmberg, Krister, Björn Jönsson, Bengt Kronberg i Jan Lindman. Surfaktanti i polimeri u vodenoj otopini. John Wiley & Sons, 2003.