سورفاکتانت ها ، کوتاه برای عوامل فعال سطح ، کلاس ترکیباتی هستند که در طیف گسترده ای از صنایع نقش مهمی دارند ، از محصولات تمیز کننده خانگی گرفته تا کاربردهای صنعتی با فناوری بالا. به عنوان یک تأمین کننده اختصاصی سورفاکتانت ها ، اغلب در مورد روش های سنتز این مواد قابل توجه سؤال می شود. در این وبلاگ ، من به روش های مختلفی که سورفاکتانت ها سنتز می شوند ، می پردازم و بینش هایی در مورد علم و فناوری در تولید آنها ارائه می دهم.
1. نمای کلی از ساختار و عملکرد سورفاکتانت
قبل از اینکه روشهای سنتز را کشف کنیم ، درک ساختار و عملکرد اصلی سورفاکتانت ها ضروری است. سورفاکتانت ها به طور معمول از یک سر آبگریز (آب - دوست داشتنی) و دم آبگریز (آب - متنفر) تشکیل شده اند. این ساختار منحصر به فرد به آنها اجازه می دهد تا تنش سطح بین دو مرحله غیرقابل نفوذ مانند روغن و آب را کاهش دهند. هنگامی که به یک سیستم اضافه می شود ، سورفاکتانت ها در رابط جمع می شوند و خود را با سر آبگریز در فاز آبی و دم آبگریز در مرحله غیر آبی تراز می کنند.
2. سنتز سورفاکتانتهای آنیونی
سورفاکتانتهای آنیونی بیشترین استفاده از سورفاکتانت ها هستند. آنها بار منفی را روی سر آبگریز خود حمل می کنند. یکی از شایع ترین سورفاکتانت های آنیونی آلکیل بنزن سولفونات است.
فرآیند سولفوناسیون
سنتز آلکیل بنزن سولفونات شامل دو مرحله اصلی است: آلکیلاسیون و سولفوناسیون. اول ، بنزن در حضور یک کاتالیزور ، معمولاً اسید هیدروفلوئوریک (HF) یا کلرید آلومینیوم (Alcl₃) با یک اولفین آلکیل شده است. این واکنش یک آلکیل بنزن را تشکیل می دهد. واکنش کلی را می توان به صورت زیر نشان داد:
[c_ {6} h_ {6}+r - ch = ch_ {2} \ xrightarrow [] {catalyst} c_ {6} h_ {5} -r - ch_ {2} -Ch_ {3}]
جایی که (r) یک گروه آلکیل را نشان می دهد.
پس از آلکیلاسیون ، آلکیل بنزن با استفاده از تری اکسید گوگرد ((SO_ {3})) یا مشتق اسید سولفوریک سولفون می شود. واکنش سولفوناسیون یک گروه اسید سولفونیک ((-so_ {3} ساعت)) را به آلکیل بنزن معرفی می کند و در نتیجه تشکیل اسید سولفونیک آلکیل بنزن. واکنش به شرح زیر است:
[c_ {6} h_ {5} -r-ch_ {2} -Ch_ {3}+so_ {3} \ RightArrow c_ {6} h_ {4} (so_ {3} h) -r-ch_ {2}-ch_ {3 {]]
سپس اسید سولفونیک آلکیل بنزن با یک پایه مانند هیدروکسید سدیم ((NaOH)) خنثی می شود تا سولفونات سدیم مربوطه را تشکیل دهد ، که یک سورفاکتانت آنیونی رایج است.
سورفاکتانت مهم دیگر آنیونی سولفات الکل چرب است. با واکنش یک الکل چرب با تری اکسید گوگرد یا اسید کلروسولفونیک ((CLSO_ {3} ساعت)) سنتز می شود. به عنوان مثال ، هنگامی که یک الکل چرب ((ROH)) با اسید کلروسولفونیک واکنش نشان می دهد ، واکنش زیر رخ می دهد:
[rohot + clso_ {3r. rosotottshancl]
سپس اسید سولفوریک الکل چرب حاصل از آن با پایه خنثی می شود تا سولفات الکل چرب تشکیل شود.
3. سنتز سورفاکتانتهای کاتیونی
سورفاکتانتهای کاتیونی بار مثبت در سر آبگریز خود دارند. نمک های آمونیوم کواترنر نمونه بارز سورفاکتانتهای کاتیونی است.
واکنش چهارگانه
سنتز نمک آمونیوم کواترنر شامل واکنش یک آمین سوم با هالید آلکیل است. به عنوان مثال ، هنگامی که یک آمین سوم ((R_ {3} n)) با یک هالید آلکیل ((RX)) واکنش نشان می دهد ، یک نمک آمونیوم کواترنر تشکیل می شود:
[r_ {3} n+rx \ RightArrow [r_ {4} n]^{+} x^{-}]
جایی که (r) یک گروه آلکیل یا آریل را نشان می دهد ، و (x) یک اتم هالوژن مانند کلر یا برم است.
انتخاب آمین سوم و هالید آلکیل را می توان برای تنظیم خواص سورفاکتانت کاتیونی حاصل تنظیم کرد. به عنوان مثال ، گروه های آلکیل زنجیره ای طولانی می توانند آبگریز سورفاکتانت را تقویت کنند ، در حالی که گروه های مختلف عملکردی روی آمین می توانند خواص خاصی را معرفی کنند.
4. سنتز سورفاکتانتهای غیر یونی
سورفاکتانتهای غیر یونی بار الکتریکی حمل نمی کنند. آنها به طور گسترده ای در برنامه هایی که وجود بار یونی ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی شود ، مانند برخی از سیستم های بیولوژیکی و الکترونیکی استفاده می شود.
فرآیند اخلاقی
یکی از متداول ترین روشها برای سنتز سورفاکتانتهای غیر یونی ، اتوکسیلاسیون الکلهای چرب ، آلکیل فنول ها یا اسیدهای چرب است. در این فرایند ، ترکیب آبگریز با اکسید اتیلن ((C_ {2} H_ {4} O)) در حضور یک کاتالیزور ، معمولاً پایه ای مانند هیدروکسید پتاسیم ((KOH)) واکنش نشان می دهد.
به عنوان مثال ، هنگامی که یک الکل چرب ((ROH)) با اتیلن اکسید واکنش نشان می دهد ، واکنش زیر رخ می دهد:
[ROH + nc_ {2} H_ {4} o \ RightArrow ro- (c_ {2} h_ {4} o) _ {n} -H]
که در آن (N) تعداد واحدهای اکسید اتیلن اضافه شده را نشان می دهد. مقدار (n) را می توان با تنظیم شرایط واکنش ، مانند نسبت اتیلن اکسید به ترکیب آبگریز و دمای واکنش کنترل کرد. این امکان را برای سنتز سورفاکتانتهای غیر یونی با درجات مختلف آبگریز و آبگریز فراهم می کند.
5. سنتز سورفاکتانتهای آمفوتریک
سورفاکتانتهای آمفوتریک حاوی گروههای عملکردی اسیدی و اساسی در ساختار خود هستند. آنها بسته به pH محلول می توانند یک بار مثبت ، منفی یا خنثی داشته باشند.
واکنش آمین ها با مشتقات اسید کربوکسیلیک
یک روش متداول برای سنتز سورفاکتانتهای آمفوتریک واکنش یک آمین با مشتق اسید کربوکسیلیک است. به عنوان مثال ، یک آلکیل آمین می تواند با یک اسید هالواواستیک یا نمک آن واکنش نشان دهد. واکنش اول یک واسطه اسید آمینه را تشکیل می دهد ، که می تواند بیشتر اصلاح شود تا سورفاکتانت آمفوتریک تشکیل شود.
بیایید واکنش آلکیل آمین ((RNH_ {2})) را با کلروستات سدیم ((Clch_ {2} Coona)) در نظر بگیریم:
[rnh_ {2}+clch_ {2} colclc (ch_} coouo) ch_ {2} گربه)
6. سورفاکتانت های تخصصی و سنتز آنها
علاوه بر انواع متداول سورفاکتانتهای ذکر شده در بالا ، سورفاکتانت های تخصصی با خواص منحصر به فرد نیز وجود دارد.
فلاوروسراکتانتها
فلوئوروسورکتانت ها یک کلاس از سورفاکتانت ها هستند که حاوی زنجیرهای آلکیل فلوئور شده هستند. آنها تنش سطح بسیار کمی و ثبات شیمیایی و حرارتی عالی دارند. یکی از راه های سنتز فلوروسورکتانتها از طریق واکنش الکلهای فلوئور شده یا آمین ها با عوامل عملکردی مناسب است.
به عنوان مثال ، سنتز یک فلوروسورفاکتانت ممکن است واکنش یک الکل فلوئور شده با کلرید سولفونیل را شامل شود. می توانید برخی از محصولات فلوروسورکتانت با کیفیت بالا مانندTrifluoromethanesulfonate ≥ 98.0 ٪ پتاسیموت99.5 ٪ Nonafluoro - 1 - Butanesulfonyl کلرید CAS No.2991 - 84 - 6در وب سایت ما این محصولات می توانند به عنوان واسطه های مهم در سنتز فلوروسورکتانتهای پیچیده تر مورد استفاده قرار گیرند.
سورفاکتانتهای مبتنی بر سیلیکون
سورفاکتانتهای مبتنی بر سیلیکون دارای ستون فقرات سیلیکون هستند که خصوصیات فعال سطح منحصر به فرد مانند تنش سطح پایین و توانایی پخش زیاد را در اختیار آنها قرار می دهد. آنها اغلب با واکنش پلیمرهای سیلیکون با ترکیبات آلی مناسب سنتز می شوند. به عنوان مثال ، یک الکل حاوی سیلیکون می تواند با یک اکسید اتیلن یا اکسید پروپیلن واکنش نشان دهد تا گروه های آبگریز را به ستون فقرات سیلیکون معرفی کند.
7. تحولات جدید در سنتز سورفاکتانت
زمینه سنتز سورفاکتانت دائما در حال تحول است. محققان در حال بررسی روشهای جدید برای سنتز سورفاکتانت ها با خواص بهبود یافته مانند تجزیه پذیری بهتر ، سمیت پایین تر و راندمان بالاتر هستند.
یکی از زمینه های تحقیق استفاده از اصول شیمی سبز در سنتز سورفکتانت است. این شامل استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر ، شرایط واکنش خفیف و حلالهای سازگار با محیط زیست است. منطقه دیگر توسعه سورفاکتانتهای هوشمند است که می تواند در پاسخ به محرکهای خارجی مانند دما ، pH یا نور ، خصوصیات آنها را تغییر دهد.
ما همچنین محصولات جدیدی را در کاتالوگ خود داریم ، مانندنام فهرست هنوز شماره CAS را اختصاص داده است: 2179321 - 09 - 4، که آخرین دستاوردهای فناوری سنتز سورفاکتانت را نشان می دهد.
8. نتیجه گیری و دعوت
در نتیجه ، سنتز سورفاکتانت ها یک زمینه پیچیده و متنوع است ، با روش های مختلف متناسب با نوع خاص و کاربرد سورفاکتانت. ما به عنوان یک تأمین کننده سورفاکتانت ها ، ما متعهد هستیم که محصولات سورفکتانت با کیفیت بالا را از طریق روشهای پیشرفته و سازگار با محیط زیست سنتز کنیم.
این که آیا شما در صنعت مواد شوینده ، صنعت لوازم آرایشی یا هر زمینه دیگری که به سورفاکتانت ها نیاز دارد ، می توانیم طیف گسترده ای از گزینه ها را برای پاسخگویی به نیازهای خود به شما ارائه دهیم. اگر به محصولات ما علاقه مند هستید یا در مورد سنتز و برنامه های سورفاکتانت سؤالی دارید ، لطفاً برای مذاکرات تهیه با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای دستیابی به اهداف خود هستیم.
منابع
- روزن ، میلتون جی. ، و دنیس ال کوناپوپو. سورفاکتانت ها و پدیده های بین سطحی. جان ویلی و پسران ، 2012.
- مایرز ، درو. علوم و فناوری سورفاکتانت. جان ویلی و پسران ، 2006.
- هولبرگ ، کریستر ، بیورن جونسون ، بنت کرونبرگ و جان لیندمن. سورفاکتانت ها و پلیمرها در محلول آبی. جان ویلی و پسران ، 2003.