ALKOKSYLOWANE ALKOHOLE TŁUSZCZOWE - budowa i otrzymywanie
Alkoksylowane alkohole tłuszczowe powstają w wyniku etoksylowania i/lub propoksylowania alkoholi tłuszczowych. Związki te inaczej nazywane są alkilopolioksyeterami. Etoksylowane pochodne syntezowane są w reakcji tlenku etylenu z wyższymi alkoholami tłuszczowymi pochodzenia petrochemicznego lub oleochemicznego. Analogicznie otrzymywane są propoksylowane pochodne alkoholi tłuszczowych w reakcji z tlenkiem propylenu.
Podczas standardowej reakcji otrzymywania alkoksylowanych alkoholi tłuszczowych powstają łańcuchy o różnej długości. W mieszaninie poreakcyjnej obecne są cząsteczki o zróżnicowanym stopniu przyłączenia tlenku etylenu/propylenu do rodnika alkilowego i wyjściowego alkoholu, a także niewielkie ilości wolnego alkoholu zależne od stopnia alkoksylacji. Na rynku dostępne są również produkty o wąskiej dystrybucji homologów, ale otrzymuje się je w obecności specjalnych katalizatorów (np. związków na bazie tlenków metali grupy II aktywowanych kwasami nieorganicznymi). Takie pochodne alkoholi tłuszczowych charakteryzuje lepsza rozpuszczalność w wodzie, niższa temperatura topnienia, łagodniejszy zapach, a także mniejsza skłonność do żelowania.
Alkilopolioksyetery są zaliczane do niejonowych związków powierzchniowo czynnych, które nie dysocjują w roztworach wodnych. Ugrupowaniem hydrofilowym cząsteczki jest część etoksylowana, powstała z tlenku etylenu. Ugrupowanie hydrofobowe stanowi pierwszorzędowy liniowy lub rozgałęziony alkohol tłuszczowy pochodzenia naturalnego lub petrochemicznego, rzadziej alkohol drugorzędowy Łańcuch polioksypropylenowy również ma charakter hydrofobowy.
Jakie są właściwości alkilopolioksyeterów?
Rozpuszczalność alkilopolioksyeterów w wodzie zależy od rodzaju tlenku wchodzącego w skład cząsteczki oraz od budowy łańcucha alifatycznego. Z reguły wyższe etoksylaty są dobrze rozpuszczalne w wodzie i posiadają wysokie zdolności pianotwórcze. Z kolei propoksylaty są nierozpuszczalne w wodzie. Ze względu na brak zdolności do tworzenia pian, stosowane są jako środki odpieniające.
W niektórych aplikacjach tworzenie piany jest niekorzystne, dlatego stosuje się w nich surfaktanty o ograniczonych właściwościach pianotwórczych. W przypadku etoksylowanych pochodnych alkoholi tłuszczowych można je obniżyć poprzez wprowadzenie do cząsteczki tlenku propylenu. W cząsteczce takiego kopolimeru mogą występować trzy rodzaje rozmieszczenia tlenków. Pierwszym jest układ blokowy o schemacie rodnik – tlenek etylenu – tlenek propylenu, drugim – układ blokowy: rodnik – tlenek propylenu – tlenek etylenu, a trzecim rozmieszczenie nieuporządkowane.
Alkoksylowane alkohole tłuszczowe mogą się różnić między sobą wieloma cechami budowy, takimi jak długość i rodzaj rozgałęzienia łańcuchów, występowanie wiązań nienasyconych, występowanie oraz rozkład tlenków w łańcuchu. Z tego względu są uważane za najbardziej elastyczną grupę surfaktantów, zapewniających różnorodność właściwości i aplikacji.
Czym charakteryzują się etoksylowane alkohole tłuszczowe?
Etoksylowane alkohole tłuszczowe są skutecznymi detergentami, odpornymi na działanie twardej wody. Charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami zwilżającymi. W pewnym zakresie stopnia etoksylacji wykazują zdolności pianotwórcze, zarówno w wodzie, jak i w rozcieńczonych roztworach elektrolitów. Elektrolity o odczynie alkalicznym i kwaśnym poprawiają pienność etoksylatów, natomiast o odczynie obojętnym – obniżają ją. Ich wysokie stężenia powodują obniżenie zdolności pianotwórczych tych surfaktantów.
Etoksylaty są kompatybilne ze wszystkimi związkami powierzchniowo czynnymi i dodatkami stosowanymi w kompozycjach myjących i piorących. W kombinacji ze związkami anionowymi wykazują działanie synergiczne. Etoksylowane alkohole tłuszczowe cechuje również zdolność do usuwania zanieczyszczeń olejowych. Z tego powodu produkty zawierające etoksylaty alkoholi mogą pozostawiać uczucie suchości na skórze ze względu na zmydlanie bariery lipidowej. Im krótszy jest łańcuch polioksyetylenowy w cząsteczce, tym większe działanie drażniące dla skóry.
Etoksylaty alkoholi tłuszczowych są bardzo dobrymi dyspergatorami i emulgatorami, dlatego są szeroko stosowane w kompozycjach piorących, czyszczących i smarujących. Pochodne zawierające nasycony alkohol wykazują lepsze właściwości smarujące niż te zbudowane na nienasyconym alkoholu. Etoksylowane alkohole tłuszczowe stosowane są między innymi w przemyśle metalurgicznym, tekstylnym i włókiennictwie, w obróbce metali, w przemyśle kosmetycznym i środkach ochrony roślin.
Pochodne alkoholi tłuszczowych zawierające w swoich cząsteczkach jednocześnie ugrupowania oksyetylenowe i oksypropylenowe (EO/PO) charakteryzują się obniżonymi właściwościami pianotwórczymi, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej zwilżalności. Takie surfaktanty znajdują zastosowanie przede wszystkim w aplikacjach, w których powstająca piana jest czynnikiem niekorzystnym. Są one wykorzystywane przede wszystkim w różnego rodzaju procesach przemysłowych, we włókiennictwie, w formulacjach przeznaczonych do przemysłowego prania i mycia, a także w detergentach do pralek i zmywarek.
