¿Cuáles son los métodos comunes para sintetizar tensioactivos no iónicos?

Tensioactivos no iónicos se utilizan ampliamente en industrias como detergentes, cuidado personal, pesticidas y productos químicos de campo petrolero debido a sus excelentes propiedades emulsionantes, humectantes y dispersas, así como su adaptabilidad al pH acuoso y los electrolitos. El rendimiento de los tensioactivos no iónicos depende en gran medida de su proceso de síntesis y diseño de estructura molecular.

1. Etoxilación del alcohol graso
La etoxilación del alcohol graso es uno de los métodos más utilizados para sintetizar tensioactivos no iónicos en la industria. Este método utiliza alcoholes grasos lineales o ramificados como materias primas y los reacciona con óxido de etileno (EO) en presencia de un catalizador alcalino para producir alcohol graso de polioxietileno.
Las condiciones de reacción influyen significativamente en las propiedades del producto. La temperatura generalmente se controla entre 120 y 180 ° C, con la presión apropiadamente elevada para mantener el EO en una fase líquida. Los catalizadores son principalmente alcalinos, como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio. Se pueden usar diferentes grados de polimerización de EO para adaptar el equilibrio hidrofílico-hidrofóbico (HLB) del tensioactivo resultante para satisfacer las necesidades de varias aplicaciones industriales. Por ejemplo, los éteres de polioxietileno de alcohol graso de alta polimerización de grado son adecuados para los sistemas de emulsión acuosa, mientras que los éteres de polioxietileno de alcohol graso de baja polimerización se usan en emulsiones a base de aceite o agentes de humectación.

2. Pacondensación de ácidos grasos
El método de policondensación del éster de ácidos grasos implica la reacción de condensación de los ácidos grasos o sus ésteres con polioles como el etilenglicol y el propilenglicol para formar tensioactivos no iónicos. Este método puede producir ésteres de alquilo o ésteres de poliol.
La reacción se lleva a cabo típicamente en presencia de un catalizador ácido o alcalino, con condensación de deshidratación a alta temperatura para formar el producto objetivo. El peso molecular del producto y el número de grupos hidrofílicos se pueden controlar ajustando la longitud de la cadena de ácidos grasos, la relación molar de alcohol hidroxílico y el tiempo de reacción. Estos tensioactivos generalmente exhiben una buena biodegradabilidad y baja toxicidad, y se usan ampliamente en detergentes y emulsionantes de pesticidas ecológicos.

3. Método de adición de oxidación de alcohol graso
El método de adición de óxido de olefina de alcohol graso utiliza olefinas insaturadas como materias primas e introduce grupos hidrofílicos a través de reacciones de epoxidación o adición para formar tensioactivos no iónicos. Las rutas comunes incluyen copolimerización y adición de alcoholes grasos con óxido de propileno (PO) o óxido de etileno (EO). Este método permite el diseño preciso de los restos hidrofóbicos e hidrofílicos. Al controlar la relación EO/PO, se pueden obtener productos con tolerancia a la sal y propiedades de espuma baja, lo que los hace adecuados para su uso en sistemas acuosos complejos. El método de adición de epoxidación es sensible a la selección del catalizador, y los catalizadores de amina alcalina u orgánica se usan comúnmente.

4. Polimerización de amida de ácidos grasos

El método de polimerización de amida de ácidos grasos implica la reacción de ácidos grasos con compuestos de amoníaco o amina para formar una estructura de amida. Luego se introducen grupos hidrofílicos mediante la adición de epóxidos para producir tensioactivos no iónicos.

Estas moléculas tensioactivas exhiben una fuerte actividad interfacial y una excelente emulsificación. La estructura de amida es estable y resistente a la hidrólisis, lo que la hace adecuada para sistemas de emulsión industrial que operan en condiciones de alta temperatura, como agentes de inundación de campos petroleros y detergentes de alta temperatura. La polimerización se lleva a cabo típicamente en un entorno neutral o ligeramente alcalino, con la temperatura controlada a alrededor de 150 ° C para garantizar una reacción completa y la homogeneidad del producto.

5. Acetalización de poliol

El método de acetalización de poliol implica la reacción de polioles con aldehídos para formar acetales, que luego se copolimerizan con epóxidos para producir tensioactivos no iónicos. Este método permite el control de la longitud de la cadena hidrofílica y el peso molecular ajustando la relación aldehído-alcohol.
Los productos producidos por este método son generalmente de baja foaming y adecuados para aplicaciones en las industrias alimentarias, químicas diarias y farmacéuticas. Sin embargo, la reacción es sensible a la temperatura y el pH, lo que requiere un control estricto de las condiciones de reacción para evitar reacciones laterales.