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Verfahren zur Aufhellung von verfärbten Sulfonaten und Sulfaten Die
Umsetzung von organischen Verbindungen, wie Olefinen und Alkoholen mit Schwefeltrioxyd
oder Oleum bzw. konzentrierter Schwefelsäure führt meist zu einer mehr oder weniger
starken Verfärbung der Reaktionsprodukte. Diese Verfärbungen können oft sehr intensiv
sein, und es bedarf eines besonderen Aufwandes, diese durch Bleiche mit chemischen
Agenzien zu beseitigen.
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Als Bleichmittel sind hierfür Oxydationsmittel, wie Wasserstoffperoxyd,
Hypochlorit, Chlorit, Ozon, Chlor- oder Dichlorcyanursäure und viele andere, gebräuchlich.
Gelegentlich werden auch Reduktionsmittel vorgeschlagen. Dagegen ist die Anwendung
von Adsorbenzien sehr begrenzt; in wäßriger Lösung sind sie meist unwirksam.
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Da die Sulfonate und Sulfate von Olefinen sowie Sulfate von Alkoholen
vorwiegend als oberflächenaktive Verbindungen in Detergentien, Industrie- und Haushaltswaschmitteln,
oder Emulgatoren Verwendung finden, werden an sie hohe Anforderungen hinsichtlich
der Farbe gestellt. Sie sollen farblos oder nur möglichst geringfügig gefärbt sein.
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Die bereits obenerwähnten Bleichmittel müssen deshalb oft in beträchtlichen
Mengen angewandt werden, um den erwünschten Bleicheffekt zu erzielen. Diese Operationen
zur Beseitigung der Verfärbungen können daher unter Umständen sehr aufwendig sein.
Hinzu kommt, daß durch die Einwirkung -der Bleichmittel, z. B. der Oxydationsmittel,
nicht nur eine Aufhellung der behandelten Lösung, sondern auch zusätzlich noch durch
chemische Reaktionen mit den waschaktiven Substanzen deren Eigenschaften eine unerwünschte
Veränderung erfahren können.
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Außerdem erfolgt durch das Bleichen der Sulfonate bzw. Sulfate im
allgemeinen eine nachteilige mehr oder weniger starke Verdünnung der waschaktiven
Substanz.
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Es wurde nun ein Verfahren zur Aufhellung von verfärbten Olefinsulfonaten
und Sulfaten sowie Alkoholsulfaten gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man die wäßrigen Lösungen der Sulfonate oder Sulfate in Gegenwart von Sauerstoff
der Einwirkung von ultraviolettem Licht aussetzt.
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Das neue Verfahren ist besonders zur Aufhellung von Olefinsulfonaten
geeignet, die durch Sulfonierung von langkettigen Olefinen, bevorzugt von n-ar-Olefinen,
hergestellt wurden und die im allgemeinen in stark verfärbtem Zustand anfallen.
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Gerade für diese Verbindungsklasse ist das neue Bleichverfahren von
besonderer Bedeutung. Aber auch zur Aufhellung der meist etwas weniger stark
verfärbten
Alkoholsulfate ist das neue Verfahren mit Vorteil anwendbar.
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Für das erfindungsgemäße Bleichverfahren werden die vorgenannten
Sulfonierungs- oder Sulfatierungsprodukte in ihren wäßrigen Lösungen angewandt.
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Meist wird man dabei von den bei der Sulfonierung oder Sulfatierung
anfallenden Lösungen ausgehen und auf eine weitere Verdünnung oder Konzentrierung
verzichten. Im allgemeinen liegt die Konzentration der für das erfindungsgemäße
Verfahren eingesetzten Lösungen der Sulfonate oder Sulfate im Bereich von etwa 3
bis 50 Gewichtsprozent. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, gegebenenfalls
konzentriertere oder weiter verdünnte Lösungen nach dem Verfahren der Erfindung
hin zu behandeln.
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Allerdings wird man die Konzentration der Lösungen aus wirtschaftlichen
Gründen möglichst nicht zuniedrig wählen. Andererseits ist bei zu hoch konzentrierten
Lösungen die Eindringtiefe des ultravioletten Lichtes geringer, so daß aus praktischen
Gründen auch höher konzentrierte Lösungen meist nicht eingesetzt werden.
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Als Strahlungsquelle für das ultraviolette Licht können die verschiedensten
gebräuchlichen UV-Lampen verwendet werden. Für technische Anlagen kommen praktisch
nur Quecksilberlampen in Betracht. Von den beiden starken Liniengruppen des Quecksilbers
im ultravioletten Bereich bei 366 und 313 mll ist die letztgenannte Liniengruppe
im Hinblick auf den Bleicheffekt am stärksten wirksam.
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Das neue Bleichverfahren beruht nicht auf der bekannten Bleichwirkung
von atomarem Sauerstoff oder von Ozon. Während bei der Einwirkung von
Ozon
auf die Lösungen langkettiger Olefinsulfonate schwer lösliche Hydroxyalkansulforiate
'entStehen, treten diese bei der Einwirkung von ultraviolettem Licht in Gegenwart
von Sauerstoff nicht auf.
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Für das erfindungsgemäße yerfahren ist die Gegenwart von Sauerstoff
notwendig. Der Sauerstoff kann in reiner Form, zweckmäßig jedoch-.in-Form von Luftsauerstoff
angewandt werden. Bei Luftabschluß erfolgt dagegen keine Aufhellung der verfärbten
Lösungen der Sulfonate oder Sulfate durch Eiriwirkung des ultravioletten Lichtes.
Beim Arbeiten mit größeren Schichten der Lösungen wird man die Luft zweckmäßig in
die Lösungen einleiten und dadurch für eine ständige Sättigung der Lösungen mit
Sauerstoff sorgen. Bei der Bestrahlung bewegter Lösungen in geringer Schichtdicke
reicht meist der Kontakt mit dem an der Oberfläche der Lösungen vorbeigeführten
Luftsauerstoff aus, so daß hir im -agemeinen -auf ein zusätzliches Durchleiten von
Luft durch die Lösungen verzichtet werden kann.
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Für das neue Bleichverfahren ist der pH-Wert der aufzuhellenden Lösungen
ohne Bedeutung. Die wäßrigen Lösungen der zu bleichenden Substanzen können also
sauer, neutral oder alkalisch eingestellt sein.
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Im allgemeinen wird von den neutralisierten Lösungen ausgegangen.
Auch Begleitsubstanzen, die im Verlauf der Sulfonierung oder Sulfatierung oder später
z. B. bei der Hydrolyse oder Neutralisation den Lösungen zugegeben werden oder die
dabei entstehen, stören bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht.
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Das Bleichverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei Zimmertemperatur
oder erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Bei zu hohen Temperaturen wird der
Bleicheffekt häufig verringert.
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Der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen etwa 15 und 1000 C.
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Die Durchführung der Bestrahlung bei dem Verfahren der Erfindung
kann beliebig gestaltet werden.
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Es sind hierbei verschiedene Anordnungen brauchbar. Beispielsweise
kann man die wäßrige Lösung der zu bleichenden Substanz in einem Rührgefäß mit einer
Tauchlampe bestrahlen und gleichzeitig Luft durch die Lösung leiten. Es können hierbei
auch mehrere Tauchlampen gleichzeitig verwendet werden.
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Ferner kann gegebenenfalls außerdem durch zusätzliches Rühren für
eine gute Durchmischung der Lösungen gesorgt werden. Bei der technischen Durchführung
des Verfahrens wird man jedoch zweckmäßig die Lösungen in dünner Schichtdicke an
einer QuecksilberIampe vorbeiströmen lassen, wobei für eine ausreichende Luftzuführung
zu sorgen ist.
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Erforderlichenfalls kann diese Operation durch Umpumpen der Lösungen
mehrfach wiederholt werden.
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Als Sulfonierüngs- und Sulfatierungsproduktë, gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung aufzuhellen sind, kommen vor allem die Sulfonate und
Sulfate von Olefinen mit etwa 3 bis 22 Kohlenstoffatomen, ~ vorzugsweise von n-Olefinen,
in Betracht. Ferner kommen auch die Sulfate von aliphåtischen gesättigten oder ungesättigten
Alkoholen mit etwa 8 bis- 22 Kohlenstoffatomen und von Ätheralkoholen, vorzugsweise
Umsetzungsprodukten der Alkohole mit Alkylenoxyden, insbesondere Athylenoxyd, in
Frage, wobei meist 1 bis 6 Mol Alkylenoxyd pro Mol Alkohol zur Anwendung kommen.
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Die Farbtiefe der Lösungen wird in den nachfolgenden Beispielen durch
die Transparenz einer 2,S0loigen Lösung bei 405 rnii und 1 cm Schichtdicke angegeben.
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Beispiel 1 Eine etwa 100/oige Lösung eines stark verfärbten rohen
Olefiinsulfonates mit einer Transparenz von 29°/o wird in einem Rührkolben bei etwa
200 C mit einer UV-Tauchlampe vom Typ Haraeus Q 81 (70 Watt) bestrahlt. Unter gutem
Rühren wird gleichzeitig ein schwacher Luftstrom durch die Lösung geleitet. Nach
4 Stunden beträgt die Transparenz etwa 70 O/o.
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Wird die Bestrahlung bei einer Temperatur von etwa 780 C vorgenommen,
so beträgt die Transparenz der Lösung nach dem Bestrahlen 64 O/o.
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Ersetzt man den Luftstrom durch Stickstoff und arbeitet unter absolutem
Ausschluß von Sauerstoff, so ändert sich die Transparenz der Lösung praktisch überhaupt
nicht.
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Beispiel 2 Eine etwa 50/oige neutrale, wäßrige Lösung eines rohen
Fettalkoholsulfates mit einer Ausgangstransparenz von 85 0/o wird bei etwa 200 C
in einem Rührkolben unter Rühren mit einer UV-Tauchlampe bestrahlt und gleichzeitig
Luft durch die Lösung geleitet.
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Nach 4 Stunden ist die Transparenz auf 980/0 angestiegen.