Los tensioactivos no iónicos (surfactantes) son compuestos químicos con propiedades tensioactivas que no se disocian en iones en soluciones acuosas [1] .
La producción de tensioactivos no iónicos se inició en 1930 en Alemania [2] . Hoy en día, los tensioactivos no iónicos ocupan el segundo lugar en términos de producción después de los tensioactivos aniónicos. En EE. UU. representan el 25 % de la producción total de tensioactivos. Esto se explica principalmente por sus valiosas propiedades:
Entre otras cosas, la amplia distribución de los tensioactivos no iónicos se debe al hecho de que una gran variedad de compuestos orgánicos con radicales alquilo o alquilarilo de cadena larga y grupos funcionales con un átomo de hidrógeno móvil pueden servir como materias primas para su producción. La variación de las propiedades de los tensioactivos no iónicos se lleva a cabo cambiando la longitud de la parte hidrofóbica o hidrofílica de la molécula sin un cambio significativo en la tecnología.
Recientemente, debido a la baja capacidad bactericida, en particular, de los alquilfenoles etoxilados, la producción de tensioactivos no iónicos se ha reducido algo. Sin embargo, en los próximos años se puede esperar un fuerte aumento en su producción debido a la expansión de su aplicación en el campo de los procesos de recuperación mejorada de petróleo .
1. Alifático
2. Cíclico
Los tensioactivos no iónicos son compuestos que contienen un radical hidrocarbonado hidrófobo, por un lado, y una parte hidrófila de la molécula, que suele ser una cadena polietoxidada. Por tanto, los tensioactivos no iónicos se obtienen a base de sustancias que contienen un radical graso y aromático graso asociado a un grupo funcional, y óxido de etileno . Se conocen los siguientes métodos para producir tensioactivos no iónicos:
1. Ácidos grasos RCOOH + nC 2 H 4 O → RCOO [C 2 H 4 O] n H
2. Amino alcoholes HOC 2 H 4 NH 2 + nC 2 H 4 O → HOC 2 H 4 NH [C 2 H 4 O] n H
3. Alcoholes grasos ROH + nC 2 H 4 O → RO [C 2 H 4 O] n H
4. Mercaptanos grasos RSH + nC 2 H 4 O → RS [C 2 H 4 O] n H
5. Alquifenoles polioxietilados RC 6 H 4 OH + nC 2 H 4 O → RC 6 H 4 O[C 2 H 4 O]n H
En la industria, el método periódico de oxietilación es el más utilizado, aunque existen plantas que funcionan de forma continua. La producción de tensioactivos no iónicos en un proceso por lotes se lleva a cabo a 130–180 °C y 0,15–0,5 MPa en presencia de catalizadores alcalinos. Como catalizadores se utilizan hidróxido de sodio en polvo , metóxido de sodio y potasio metálico o hidróxido de potasio sólido . En un proceso continuo se utilizan catalizadores ácidos BF 3 .
Los tensioactivos no iónicos no se disocian en iones en el agua, sino que se disuelven en ella. La solubilidad en agua se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua y los átomos de oxígeno de la cadena de polioxietileno:
Con un aumento de la temperatura, la solubilidad de los tensioactivos no iónicos disminuye debido al debilitamiento de los enlaces de hidrógeno y la deshidratación de las moléculas. Esto hace que la solución se vuelva turbia, la temperatura a la que se produce la turbidez depende del número de grupos de óxido de etileno. Si un tensioactivo no iónico contiene más de 15 grupos de óxido de etileno, su capacidad de hidratación es tan grande que sus soluciones acuosas no se vuelven turbias incluso cuando se hierven. Con una disminución de la temperatura, los tensioactivos no iónicos pueden hidratarse nuevamente y disolverse en agua. Los tensioactivos no iónicos con 3-4 grupos de óxido de etileno prácticamente no se disuelven en agua, pero son bien solubles en medios no polares, por ejemplo, en aceites.
Los tensioactivos no iónicos se utilizan más ampliamente principalmente como buenos detergentes Además, se utilizan en la industria textil como aditivos que evitan la electrificación estática de las fibras sintéticas. Los tensioactivos no iónicos con 3-4 grupos hidroxietilo se utilizan como emulsionantes eficaces para la preparación de emulsiones de aceite mineral. Los tensioactivos no iónicos con 20-22 grupos de óxido de etileno se usan como niveladores para teñir telas. En la industria petrolera, se utilizan como hidrofugantes para rocas de yacimiento y como desemulsionantes para emulsiones de aceite y agua. [3]
Poloxámeros (Pluronics)
Polisorbatos Tween-20, Tween-80, etc.
Sintanol (OC-20, Brij 35, Ukanil)