186491. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizes gyengén lúgos kémhatású tenzideket tartalmazó oldatok PH értékének stabilizálására
2 186491 3 A találmány tárgya eljárás vizes, gyengén lúgos kémhatású, tenzideket tartalmazó oldatok pH értékének stabilizáláséra. Ismeretes, hogy a szolubilizálás általános értelemben azt a folyamatot jelöli, melynek során egy adott oldószerben oldhatatlan anyagból vagy csupán korlátozott mértékben oldódó anyagból (szolubilizátumból) úgy készítenek termodinamikailag stabil oldatot, hogy az oldószerhez amfipatikus komponenst vagy komponenseket adnak. Tenzidek vizes oldatainak szolubilizáló hatása a micellák jelenlétével magyarázható. A szolubilizátum különféleképpen kapcsolódhat a micellékhoz. A nem poláros szolubilizótum az ionos tenzidek micellájának szénhidrogénmagjában halmozódik fel. Poláros szolubilizátumok a micellákba irányítottan épülnek be, azaz hidrofób részük a micella belseje felé, poláros csoportjaik pedig a micella felszíne felé orientálódnak. Bizonyos esetekben a szolubilizátum a micella felületén is abszorbeálódhat. A szolubilizátum a micella aszimmetriáját növeli, ami a szolubilizált rendszer viszkozitásénak növekedésében jut kifejezésre. Szedimentéciós vizsgálatokkal már igazolták, hogy a szolubilizált mennyiség változtatása nemcsak a micellasúly, hanem a micella alak megváltozását is okozza. Egy adott tenzid-koncentrációjú vizes oldatban a szolubilizátum mennyiségének növelésével változik a rendszer vezetőképessége. A változást különböző tényezők okozzák, például a micellékhoz kötött ellenionok eltávolodása és a micella aszimmetriájának és hidralációjának fokozódása, amelynek következménye a vezetőképesség növekedése. Vizes rendszereknél a legegyszerűbb esetben a szolubilizáció két változó, a tenzid és a szolubilizátum kémiai összetételének függvénye. A szolubilizáció mértéke mellett még a szolubilizáló tenzid koncentrációjától, a hőmérséklettől, valamint az oldatban jelen lévő egyéb anyagoktól (elektrolitoktól és nem elektrolitoktól) függ. Az egyes tényezők hatására nézve nem végeznek rendszeres vizsgálatokat. Az ionos tenzideknél általában a szolubilizáló tenzid molekulanagyságának (az apoláris lánc hosszának) a szolubilizáló hatása nő. Kationaktív tenzidek többnyire jobban szolubilizálódnak, mint az anionaktívak, de a hatás a csoportokon belül a szolubilizátum anyagi minőségétől is nagymértékben függ. A szolubilizáló tenzid apoláros láncéban lévő keltőskötések számának növelése a szolubilizálás hatásfokát általában csökkenti. Nem ionos tenzideknél a molekulasúly növekedésével - ha ezt a molekula etilénoxid lánchosszának növelésével valósítják meg - a szolubilizáló hatás csökken. Ezt az magyarázza, hogy az etilén-oxid lánchosszúságának növelésével a micellasúly, illetve a micellaméret is csökken. A szolubilizátum kémiai felépítése, lánchossza és elágazása, polaritása, polarizálhalósága egyaránt befolyásolja a szolubilizálhaló mennyiséget. A szolubilizátumok legáltalánosabban poláros és apoláros szolubiliz.átuniókra oszthatók. A polaritás nemcsak a szolubilizálható mennyiséget, de a szolubilizátum elhelyezkedését a micellában is befolyásolja. A szolubilizátum alkil-láncában a szénatomszám növelése csökkenti az adott lenzid-oldat szoiubilizálhatóságát. A ciklusos vegyületek jobban szolubilizálhatók, mint a megfelelő nyílt szénláncúak. A legtöbb esetben a hőmérséklet növelésével növekszik a szolubilizált mennyiség íb, ami a vízoldhatósággal és a micellák tulajdonságainak megváltozásával kapcsolatos. Vizes tenzid-oldatokban gyakorlatilag mindenütt jelen vannak elektrolitek (pl. a viz keménységét okozó sók). Elektrolitek hozzáadása a vizes tenzid-oldatok szolubilizáló hatását általában növeli. Nem elektrolitek a vizes tenzid-oldatok szolubilizáló képességét kevés kivételtől eltekintve növelik. A növekedés oka az, hogy a nein elektrolit adalék orientáltan épül be a iniceliákba, ezáltal megnöveli a micellaméreteket és a rendszer szolubilizáló képességét. A szolubilizáló képességgel nem rendelkező nem elektrolit szinergetikus hatású is lehet. Különböző iparágakban a legelterjedtebben alkalmazott tenzidek az anionaktiv alifás zsiralkoholok szulfonátjainak alkáli sói. Ezeknek ugyanis a legegyszerűbb az előállításuk, viszonylag olcsóak és igen jó tisztító és szennyvivó hatással rendelkeznek. A belőlük előállított különböző konzisztenciájú termékek igen gazdaságosak. A számos előnnyel szemben egyetlen hátrányuk, hogy a szulfát-csoport szén-oxigén kötésen keresztül kapcsolódik az alkil-lánchoz, ami eléggé labilis. Vizsgálatok alapján megállapítható, hogy az ilyen típusú anyagokból előállított vizes rendszerű különböző készítmények hajlamosak h drolízisre, ezáltal a készítmény hatásfoka lecsökken. A készítmények pH-ját alkálilúgokkal állítják be 7,5-8,5-re. A finom mosószerek, öblítószerek, tisztítószerek pH értéke nem lehet 8,5-nél nagyobb, mert ez különböző területeken káros hatást fejt ki. (Például a textília rostjainak elvékonyodását, a festés tompítását, színezőanyagok elmatlulását okozza). Ezz.el szemben a kevésbé lúgos tartományban a pH sok esetben lecsökken 7 alá (például az észterbontó baktériumok és a levegő szén-dioxid tartalmának hatására létrejövő hidrolízis végeit). Ezután a termék tisztító, mosóhatésa nagymértékben leromlik. Mindenekelőtt abban mutatkozik meg a termék romlása, hogy a pH savas tartományba lép. A tenzidek tiszliló, mosó, szolubilizáló hatása sokszor minimálisra csökken. A szolucopbilizációt nagymértékben megváltoztatja a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
