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
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