Файл: Лунина М.А. Синтетические моющие средства пособие для учащихся.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Соединения такого типа на основе нафталина носят общее название «некали». Они обладают ярко выра­ женными моющими свойствами и широко употребля­ ются в текстильной промышленности.

Алкиларилсульфонаты могут быть синтезированы другим способом, более дешевым по стоимости ис­ ходного сырья, — путем переработки олефинов (не­ насыщенных углеводородов, получаемых при рас­ щеплении нефти). Например, олефин пропилен СНз—СН = СНг полимеризуют:

1)4СН3СН = СН2-*-С12Н24

пропилен додецен

Полученным продуктом С12Н24 алкилируют аро­ матический углеводород — бензол — в присутствии катализатора (безводного хлористого алюминия):

с н

с н

НС ^ С Н С ^ Н ^ - С ^ С Н

с12н 24-

НС 'сн

додецен НС СН

СН

сн

бензол

додецилбензол

Далее додецилбензол сульфируют и омыляют ще­ лочью:

 

 

сн

3 )

С А - с

сн

+ Н2Э04

нс сн сн

додецилбензол

.с12н23-с

с н

 

с н

+ Н20

НС

С-ЭОоН

 

сн

аодецилбензолсульфокислота

сн с,3н25-с^ с н

+ Ш О Н -

Н С ^ / С - 8 0 3Н

СН

нодецилбензолсульфокислота

сн

с л - с

+ н20

НС —803Ка

СН

натриевая соль додецилбензол-сульфокислоты

Алкилбензолсульфонаты обладают прекрасными моющими действиями, дешевы, хорошо сохраняются, поэтому широко используются как компоненты мою­ щих средств.

К а т и о н а к т и в н ы е синтетические моющие ве­ щества применяются значительно меньше, чем анионактивные. Основную группу катионактивных моющих веществ составляют соли четвертичных аммониевых оснований. Они образуются при замещении в хлори­ стом (бромистом, йодистом) аммонии атомов водоро­ да на углеводородные радикалы. Например:

21


 

н

 

+

к

я -

к

С 1-

1

1

 

 

-

 

 

 

1

 

 

|_

н

 

J

хлористый аммоний (аммонийхлорид)

1

о

я

со

-

 

С 18Н 37- М 1- С Н 3

с н з

_

хлористый октадецилтриметиламмоний (октадецилтриметилам-

мопийхлорид)

С 2Н ,

I

с 16н 33- к - с 2н 5

В г -

I

 

С 2Н 5

детилтриэтиламмонийбромид

Основным сырьем для получения четырехзамещенных (четвертичных) солей аммония служат жир­ ные кислоты с числом атомов углерода от 12 до 18. Жирные кислоты сначала превращают в первичные амины. Они имеют общую формулу ИЫНг и содер­ жат в своем составе аминогруппу (—Ы Н г ) . При вза­ имодействии первичного амина с хлорпроизводными насыщенных углеводородов ( С Н з С 1 — хлористый ме­ тил, С2Н51 — йодистый этил) получают четырехзамещенные аммониевые основания:

Г

СН3

1

1Ш Н 2 + З С Н 3С 1^

]Ц— -ЭД— С Н 3

С 1 + 2 Н С 1

[_

с н 3

J

катионактивное вещество

Первичные амины, взаимодействуя с минеральными кислотами, также дают соли замещенных аммониевых оснований;

22


н

с 8н 17г а 2 + н с 1 - С8Н17—14—н С1

I

н

Такие соли являются катионактивными, с ярко выра­ женной способностью к ценообразованию.

Известна группа соединений, в состав которых входит замкнутая цепь углеводородных атомов. Это — соли пиридиниевых оснований1. Например, при вза­ имодействии пиридина с октадецилхлоридом С18Н37С1 образуется катионактивное вещество:

с н

с н

Н С

с н

 

 

 

~Ь с 18н 37а -

Н С \

с н

октадецил

/

хлорид

 

N

 

пиридин

н с / Ч СН

С 1-

н с

с н

N

С 18н эт _

октадецилпиридинийхлорид

Катионактивные вещества используют главным образом как бактерицидные, дезинфицирующие и фунгицидные средства. Их также применяют в тек­ стильной промышленности для отделки готовых тка­ ней и как закрепители при окрашивании тканей. Как моющие средства катионактивные вещества почти не применяются. Для получения препаратов, обладаю­ щих одновременно моющими и дезинфицирующими

1 Пиридиниевыми основаниями называют производные ароматического соединения пиридина, содержащие ион пиридиний.

23

свойствами, четырехзамещенные аммониевые основа­ ния смешивают с неионогенными синтетическими моющими веществами. Такие препараты готовят в виде жидкостей или порошков, содержащих в равных количествах оба моющих вещества.

Н е и о н о г е н н ы е моющие вещества в последние годы заняли видное место в химии и технологии мою­ щих веществ. В СССР их вырабатывают в большом количестве. Экономически синтез неионогенных сое­ динений вполне доступен, так как сырьем для них служит окись этилена и продукты переработки угля и нефти.

Синтез неионогенных моющих веществ осущест­ вляют взаимодействием окиси этилена со спиртом, алкилфенолом или жирной кислотой. Очень распрост­ ранены неионогенные вещества, получаемые при действии окиси этилена на алкилфенолы. Окись эти­ лена состоит из двух групп СНг, соединенных одним атомом кислорода:

Н2С—СН2

Алкилфенолы имеют формулу:

И

С

н с ^ ' с н

НС сн

с

он


При взаимодействии их протекает реакция:

 

И

 

с

НС

с н

НС

+ п Н 2С - С Н 2

с н

 

с

 

окись этилена

ОН -

алкилфенол

И

с

НС сн

НСл / сн

с

(О—СН2—СН2)П—он

полиоксиэтиленовый эфир

На основе неионогенных соединений в СССР выра­ батывают моющие препараты ОП-4, ОП-7, ОП-10, ОП-20 и др. Препараты ОП-7, ОП-10, ОП-20 хорошо растворимы в воде, ОП-4 растворим в нефтяных мас­ лах и различных органических средах. Неионогенные моющие средства ОП-7, ОП-10, ОП-20 широко упот­ ребляются в текстильной промышленности в качест­ ве вспомогательных веществ на различных этапах обработки ткани, а также как моющие препараты для отмывки загрязненных поверхностей.

Моющими свойствами обладают синтетические ве­

щества на основе сахара — моно- и диэфиры сахаро­ зы. Эфиры сахарозы неядовиты, не имеют ни запаха, ни вкуса, не раздражают кожу и успешно могут при­ меняться как составная часть туалетных мыл, в пар­ фюмерии, косметике. В Японии и Италии разрешено применять эфиры сахарозы в пищевой промышлен­ ности (при добавлении в тесто они снижают черствение хлеба).

В СССР и во многих зарубежных странах ведут­ ся упорные поиски новых методов синтеза соедине­ ний, обладающих моющими и поверхностно-актив­ ными свойствами. Объем производства синтетических моющих средств неуклонно возрастает во всем мире. В США уже в 1953 г. объем продукции синтетичес­ ких моющих средств превысил производство жиро­ вого мыла. Вместе с тем жировое мыло все еще оста-’ ется эффективным моющим средством. Его легко вы­ рабатывают в виде кусков, тогда как производство синтетического кускового мыла в СССР еще только начато (безжировое мыло «Экстра»). По-видимому, еще долгое время жировое мыло и синтетические мою­

щие вещества будут выгодно дополнять друг друга.

В данном очерке мы рас­ скажем о тех областях приме­ нения синтетических моющих препаратов, где их использо­ вание чрезвычайно полезно и где они выступают не как за­ менители жирового мыла, а как соединения, обладающие особыми свойствами и по­ этому имеющие специальное назначение,

26


Г Л А В А

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ

В воздухе городов всегда находится большое ко­ личество взвешенных мельчайших частиц угля, са­ жи, почвы, жира или капелек масла. Частицы угля и сажи попадают в атмосферу с дымом котельных, за­ водских и паровозных труб. Выхлопные газы авто­ мобильных моторов вносят в воздух множество частиц угля и мельчайших капелек минерального масла.

Впромышленных городах воздух особенно запылен.

В1 см3 воздуха большого промышленного города в сухую погоду содержится около 130 000 пылинок, после дождя это количество уменьшается до 30 000. „

Загрязнения прилипают к телу человека, попада­ ют на одежду и предметы домашнего обихода. Извест­ но, что из 100 кг нормально загрязненного белья мож­ но выделить до 4 кг загрязнений, состоящих главным

образом из органических веществ и жиров.

27

Частицы, прочно приставшие к ткани или к по­ верхности какого-либо предмета, плохо отмываются водой без моющих средств. Мытье с жировым мылом обычно достаточно хорошо удаляет большинство за­ грязнений. Однако с развитием производства синте­ тических тканей на основе вискозы, лавсана, найло­ на и т. д., с появлением новых отделочных материалов типа пластиков мыло перестало быть универсальным моющим средством. Синтетические моющие составы значительно более эффективны при отмывании и очистке от загрязнений. Появились моющие средства, не только пригодные для стирки тканей из любого материала, но и удаляющие следы масел, смазки.

Каков же механизм действия синтетических мою­ щих веществ? Почему частицы грязи, прилипшие к ткани или к какой-либо поверхности, отделяются от них под воздействием моющих веществ? Чтобы отве­ тить на эти вопросы, надо пред­ ставить себе, что происходит на загрязненной поверхности при погружении ее в водный раствор

моющего средства.

По отношению к жидкостям поверхности делятся на смачи­ вающиеся и несмачивающиеся. Вода смачивает дерево, глину, стекло, кирпич и т. д. Капля во­ ды, нанесенная на стекло, рас­ текается по нему; попав на ку­ сок дерева, она сначала растека­ ется, а потом впитывается в по­ ры. Такие поверхности называ­ ют гидрофильными. Слово «гид­ рофильный» — греческое, оно