DE19954069A1 - Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes - Google Patents
Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen MatrizesInfo
- Publication number
- DE19954069A1 DE19954069A1 DE19954069A DE19954069A DE19954069A1 DE 19954069 A1 DE19954069 A1 DE 19954069A1 DE 19954069 A DE19954069 A DE 19954069A DE 19954069 A DE19954069 A DE 19954069A DE 19954069 A1 DE19954069 A1 DE 19954069A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- branched
- linear
- alkyl
- surfactant
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/83—Mixtures of non-ionic with anionic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C2101/00—In situ
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/02—Anionic compounds
- C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
- C11D1/123—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from carboxylic acids, e.g. sulfosuccinates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/02—Anionic compounds
- C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
- C11D1/22—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aromatic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/38—Cationic compounds
- C11D1/52—Carboxylic amides, alkylolamides or imides or their condensation products with alkylene oxides
- C11D1/526—Carboxylic amides (R1-CO-NR2R3), where R1, R2 or R3 are polyalkoxylated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/662—Carbohydrates or derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/667—Neutral esters, e.g. sorbitan esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols
- C11D1/721—End blocked ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/722—Ethers of polyoxyalkylene glycols having mixed oxyalkylene groups; Polyalkoxylated fatty alcohols or polyalkoxylated alkylaryl alcohols with mixed oxyalkylele groups
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung wässriger Tensidformulierungen, enthaltend a) wenigstens ein anionisches Tensid, ausgewählt unter Alkylarylsulfonaten der Formel I und Sulfosuccinaten der Formel II, und b) wenigstens ein nichtionisches Tensid, ausgewählt unter alkoxylierten Alkoholen der Formel III, Carbonsäureamidalkoxylaten der Formel IV, Alkylglycosiden und Polyalkylenoxidblockcopolymeren, zum Abreichern von organischen Schadstoffen in einer festen Matrix sowie ein Verfahren zum Abreichern von organischen Kontaminanten in einer festen Matrix.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung wässriger Tensidformulie
rungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Ma
trizes und ein Verfahren zum Abreichern organischer Schadstoffe
in festen Matrizes unter Verwendung der Tensidformulierungen.
Als organische Schadstoffe werden vor allem Kohlenwasserstoffe,
wie Alkane, Alkene, Cycloalkane, Mineralöle, und Mineralölderi
vate, Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere Chlor- und Fluor
kohlenwasserstoffe, aromatische Verbindungen, insbesondere Ben
zol, Toluol, Xylol und andere Alkylaromaten (oft kurz zusammenge
faßt als BTX), Phenole und Phenolderivate, aromatische Amine,
insbesondere Anilin und Anilinderivate, sowie Benzofurane, Benzo
dioxine, Biphenyle und halogenierte Biphenyle, bzw. PCBs, Naph
thaline, Anthrazene, Phenanthrene, Pyrene und höhere kondensierte
Aromaten (oft als polyaromatische Kohlenwasserstoffe, kurz PAK,
zusammengefaßt), bezeichnet.
Die über Jahrzehnte angewachsene Kontaminierung von Böden, Gewäs
sern und verwandten Matrizes mit organischen Schadstoffen aus der
chemischen und insbesondere der petrochemischen Industrie, wie
z. B. Raffinerien und Gaswerksstandorte, führt immer öfter zu öko
logischen Problemen. Neben den Bestrebungen zur Vermeidung sol
cher Kontaminationen rückt zunehmend die Sanierung von mit orga
nischen Schadstoffen belasteten Lebensräumen ins Zentrum des In
teresses.
Aufgrund der Vielzahl sanierungsbedürftiger Flächen werden
ökologischere und ökonomischere Mittel und Verfahren zur Sanie
rung belasteter Gebiete gesucht. Je leistungsfähiger die einge
setzten Dekontaminationsverfahren und -mittel sind, umso geringer
ist die Sanierungsdauer und die zurückbleibende Schadstoffkonzen
tration.
Prinzipiell unterscheidet man ex-situ und in-situ-Verfahren zur
Sanierung von Böden.
Bei Ex-situ-Verfahren werden die belasteten Bodenschichten abge
tragen und in Reinigungsanlagen aufbereitet. Dies kann sowohl an
Ort und Stelle (sog. On-site-Verfahren) oder auch unter Abtrans
port des abgetragenen Bodens in speziellen Reinigungsanlagen
(sog. Off-site-Verfahren) erfolgen. Nachteilig an diesem Verfah
ren ist, dass einerseits die natürlichen Bodenformationen durch
das Abtragen zerstört werden und andererseits dieses Verfahren
nicht in jedem Fall durchführbar ist. Dafür kann hier die Reini
gung auch mittels aufwendiger mechanischer Verfahrensschritte,
gegebenenfalls unter Einsatz von umweltschädlichen organischen
Lösungsmitteln und/oder erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck
durchgeführt werden.
Bei In-situ-Verfahren werden in der Regel flüssige Dekontaminati
onsmittel, z. B. Tensidlösungen, zusammen mit Wasser oder Luft,
möglichst ohne Veränderungen der Bodenformation in die betreffen
den Böden eingebracht und das mit dem Kontaminanten beladene
Fluid durch geeignete Maßnahmen dem Boden möglichst weitgehend
wieder entnommen.
Herkömmliche Extraktionsverfahren werden häufig unter Einsatz von
organischen Lösungsmitteln gegebenenfalls in Kombination mit
oberflächenaktiven Substanzen bzw. Tensiden als Lösevermittler
durchgeführt. So offenbart die EP-A-04 79 258 ein Verfahren unter
Verwendung von Hexan als bevorzugtem Lösemittel in Gegenwart ei
ner Vielzahl geeigneter anionischer, kationischer oder nichtioni
scher Tenside.
Die US-A-5,427,688 beschreibt ein zweistufiges Verfahren für die
Extraktion von polychlorierten Biphenylen. Zunächst erfolgt eine
Extraktion mittels wässriger Lösungen von ethoxilierten aliphati
schen Alkoholen mit 3 bis 30 Ethylenoxideinheiten oder wässrigen
Lösungen von ethoxilierten Sorbitanestern mit 5 bis 20 Ethyleno
xideinheiten und anschließend eine flüssig-flüssig-Extraktion mit
C6-C12-Alkanen und -Perfluoralkanen.
Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass große Mengen flüchtiger
organischer Lösungsmittel eingesetzt werden müssen und sie sich
deshalb nur für ex-situ-Sanierungen eignen.
Die DE-A-41 29 624 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur ex-situ-Bearbeitung von kontaminierten Substanzen mittels
Hochdruckwasserstrahlen, die eine Geschwindigkeit von größer als
200 m/sec aufweisen, in einer trommelförmigen Vorrichtung. Dabei
kann die Trennung der Kontaminanten von der Bodensubstanz durch
den Einsatz von chemischen Hilfsstoffen beschleunigt werden. Zum
Beispiel wurden Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymerisate als
besonders geeignet für die Reinigung teerhaltiger Substrate be
schrieben. Ebenfalls als besonders geeignet beschrieben wird der
Einsatz eines anionischen oder eines nichtionischen Tensids in
C1-C4-Alkohol/Wasser-Gemischen.
Die US-A-5,391,300 beschreibt die absorbierende Wirkung einer
Vielzahl organischer polymerer Materialien, insbesondere natürli
cher und synthetischer Gummis und Polyether/Polyamidblockcopoly
meren, auf halogenierte organische Verbindungen. Dabei wird das
mit halogenierten organischen Verbindungen kontaminierte Substrat
mit wässrigen Tensidlösungen und den Blockcopolymerteilchen be
handelt. Dies führt zu einer Abreicherung der organischen Schad
stoffe im Substrat und in der wässrigen Lösung und zu einer An
reicherung in den Blockcopolymeren. Diese können anschließend
durch Filtration abgetrennt werden. Eine Vielzahl geeigneter Ten
side aus allen Klassen ionischer und nichtionischer Tenside wer
den genannt.
Ein Verfahren zur in-situ Sanierung beschreibt die
US-A-4,997,313. Es werden nichtionische Tenside, insbesondere
ethoxilierte Alkohole, oder anionische Tenside als besonders ge
eignet beschrieben, da diese eine geringere Neigung zu Wechsel
wirkungen mit den Ton-Teilchen des Bodens zeigen. Um die Wechsel
wirkung mit den Böden zu minimieren werden die Tenside als stark
verdünnte wässrige Lösungen eingesetzt. Dieses Verfahren erfor
dert deswegen hohe Durchflußmengen und lange Sanierungszeiten.
Keines der genannten Verfahren beschreibt den Einsatz von Tensid
gemischen oder Tensidformulierungen.
Die WO-A-94/19 479 beschreibt ein die biologische Verfügbarkeit
von Kohlenwasserstoffen verbesserndes Agens zur biologischen Rei
nigung von mit Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden, das ne
ben Kohlenwasserstoff abbauenden Mikroben, Nährstoffträgern für
die Mikroben und Komplexbildnern als Emulgator 0,2 bis 10 Gew.-%
eines Nonylphenolethoxilats und als Tensid 0,2 bis 10 Gew.-% ei
nes Alkylarylsulfonats enthält. Nachteilig an diesem Verfahren
ist die Verwendung der aufgrund ihrer endokrinen Wirkung umstrit
tenen Nonylphenolethoxilate.
Die EP-A-0 325 159 lehrt, dass insbesondere Mischungen von nich
tionischen und kationischen Tensiden oder Mischungen von anioni
schen und kationischen Tensiden als oberflächenaktive Substanzen
in Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen von Böden geeignet
sind. Als Beispielgemische werden Tris-(oligooxiethyl)-alkylammo
niumphosphat/Alkylpolyglycolether genannt.
Die DE-A-44 07 368 lehrt, dass sich zur Reinigung kontaminierter
Böden in mehrstufigen Bodenwaschanlagen insbesondere wässrige
Tensidlösungen eignen, die ein Gemisch aus mindestens einem am
photeren und einem nichtionischen Tensid enthalten.
In der FR-A-2713 655 ist ein Verfahren zur Dekontamination ver
schmutzter poröser Medien offenbart, bei dem eine Zusammensetzung
aus wenigstens einem Glycolipid oder einem Glycolipid-Derivat und
mindestens einer tensioaktiven anionischen oder nichtionischen
Verbindung, wie z. B. einem Alkylarylsulfonat, Alkyl- oder Dial
kylsulfosuccinat oder einem alkoxilierten Alkohol oder Alkylaryl
phenol, eingesetzt wird. Die Glycolipide weisen eine oder zwei
Monosaccharideinheiten als hydrophilen Teil und langkettige Car
bonsäuren, Carbonsäureester oder Carbonsäurepolyester als lipo
philen Teil auf, wobei der hydrophile Teil mit dem lipophilen
Teil verestert ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die
in diesem Verfahren eingesetzten Glycolipide aufwendig und teuer
in Fermentationsverfahren hergestellt werden müssen und zudem
eine geringe Stabilität, insbesondere im alkalischen Milieu, auf
weisen.
Tensidsysteme, die insbesondere für die in-situ-Anwendung geei
gnet sind, sollen sich durch gute toxikologische und ökologische
Verträglichkeit, hohe Solubilisierung bzw. Mobilisierung der
Schadstoffe, geringe Wechselwirkung mit den Bestandteilen des Bo
dens, wie Adsorption, sowie möglichst geringe Neigung zur Präzi
pitatbildung, unabhängig von der Bodenbeschaffenheit und der Was
serhärte, auszeichnen. Derartige Systeme stehen dem Fachmann bis
her nicht zur Verfügung.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, lei
stungsfähige Tensidsysteme für die Abreicherung von organischen
Schadstoffen in festen Matrizes, wie z. B. kontaminierten Böden,
bereitzustellen, die besonders gute Solubilisierungs- bzw. Mobi
lisierungseigenschaften für organische Schadstoffe zeigen und
sich insbesondere für die in-situ-Sanierung kontaminierter Böden
eignen.
Überraschend wurde nun gefunden, dass spezielle wässrige Tensid
formulierungen ein besonders günstiges Eigenschaftsprofil zum Ab
reichern von organischen Schadstoffen in Böden aufweisen, die we
nigstens ein anionisches Tensid, ausgewählt unter Alkylarylsulfo
naten und Sulfosuccinaten, und wenigstens ein nichtionisches Ten
sid, ausgewählt unter alkoxilierten Alkoholen, Carbonsäureamidal
koxilaten, Alkylglycosiden und bestimmten Polyalkylenoxid-Block
copolymeren, enthalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher die Verwendung von wäss
rigen Tensidformulierungen, enthaltend
- a) wenigstens ein anionisches Tensid, ausgewählt unter
Alkylarylsulfonaten der Formel I,
worin
R1 für einen linearen oder verzweigten C6-C24-Alkyl rest steht,
R2 für Na, K, Ca oder NR3 3 steht, worin die Reste R3 unabhängig voneinander für H oder C1-C8-Alkyl stehen, und
m für 1, 2 oder 3 steht; und
Sulfosuccinaten der Formel II,
worin
R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt,
R4 und R5 unabhängig voneinander für H oder einen li nearen oder verzweigten C2-C22-Alkylrest stehen mit der Maßgabe, daß R4 und R5 nicht gleichzeitig für H stehen; und - b) wenigstens ein nichtionisches Tensid, ausgewählt unter
alkoxilierten Alkoholen der Formel III,
worin
R6 für einen linearen oder verzweigten C6-C32-Alkyl- oder Alkenylrest steht,
die Reste R7 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylenresten,
n für einen Wert im Bereich von 1 bis 80 steht, und
R8 für H, lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl oder
steht, wobei R13 für lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl steht;
Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV,
worin
R9 für einen linearen oder verzweigten C5-C30-Alkyl- oder Alkenylrest steht,
R10 für H oder einen linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylrest steht,
die Reste R11 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylenresten,
n für einen Wert im Bereich von 1 bis 50 steht, und
R12 für H oder lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl steht;
Alkylglycosiden, worin wenigstens ein linearer oder ver zweigter C4-C30-Alkohol mit einem Mono-, Di-, Oligo- oder Polysaccharid über eine Etherbindung verknüpft ist; und
Polyalkylenoxid-Blockcopolymeren mit mindestens einem endständigen Polyethylenoxidblock und mindestens einem Block aus Propylenoxid und/oder Butylenoxid, die ein mittleres Molekulargewicht im Bereich 500 bis 20000 auf weisen,
zum ex-situ-, in-situ- und insbesondere zum hydraulisch in-situ-
Abreichern von organischen Schadstoffen in einer festen Matrix.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung dieser Tensidformulierungen,
die wenigstens ein anionisches und wenigstens ein nichtionisches
der genannten Tenside enthalten, zeigen sich überraschend deutli
che synergistische Effekte. Zum einen zeigen die Tensidformulie
rungen eine deutliche Erhöhung der Solubilisierung bzw. Mobili
sierung von organischen Schadstoffen. Zum anderen erhöht sich die
Löslichkeit der jeweiligen Tenside im Gemisch, so dass ein pra
xisgerechter breiter Konzentrations- und Mischungsbereich resul
tiert. Darüberhinaus sind die erfindungsgemäß zu verwendenden
Tensidformulierungen schaumarm und/oder unempfindlich gegen wech
selnde Wasserhärten und zeigen geringe Neigung zur Präzipitatbil
dung in festen Matrizes.
Bei den Alkylarylsulfonaten der Formel I handelt es sich insbe
sondere um Alkylbenzolsulfonate mit einer oder zwei, bevorzugt
einer Sulfonatgruppe, die entweder als freie Säure (R2 = H) oder als
Natrium-, Kalium- oder Calcium-Salz (R2 = Na, K, Ca) oder als Ammo
niumsalz (R2 = NR3 3), bevorzugt als Natrium- oder Ammoniumsalz vor
liegt. In den Alkylarylsulfonaten der Formel I steht der Rest R1
bevorzugt für lineare oder verzweigte C8-C18- und besonders bevor
zugt C8-C14-Alkylreste, wie z. B. n-Octyl, iso-Octyl, tert.-Octyl,
2-Ethyl-hexyl, Nonyl bzw. Pelargonyl, Decyl bzw. Caprinyl, Unde
cyl, Dodecyl bzw. Lauryl, Myristyl, Palmityl bzw. Hexadecyl,
Stearyl. Besonders bevorzugt sind Natrium oder Ammoniumsalze von
Dodecylbenzolsulfonaten.
Geeignet für die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulie
rungen sind insbesondere solche Alkylarylsulfonate der oben be
schriebenen Art, die eine O/W-Grenzflächenspannung von kleiner
oder gleich 0,6 mN/m und insbesondere eine O/W-Grenzflächenspan
nung im Bereich von 0,01 bis 0,6 mN/m aufweisen, gemessen als
0,5%ige wäßrige Lösung gegen Dieselöl. Geeignet für die erfin
dungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen sind somit Alky
larylsulfonate der Formel I, die beispielsweise O/W-Grenzflächen
spannungswerte im Bereich von 0,05 bis 0,5 mN/m, im Bereich von
0,1 bis 0,3 mN/m oder im Bereich von 0,15 bis 0,25 mN/m aufwei
sen. Selbstverständlich sind auch technische Gemische der Alkyla
rylsulfonate als anionische Bestandteile der erfindungsgemäß zu
verwendenden Tensidformulierungen geeignet, insbesondere solche,
die O/W-Grenzflächenspannungswerte im oben genannten Bereich auf
weisen.
Wenn die Alkylarylsulfonate der Formel I als Salze eingesetzt
werden, liegen sie in der Regel als Natrium-Salze (R2 = Na) oder als
Amin- bzw. Ammonium-Salze vor (R2 = NR3 3). Geeignete Aminkomponenten
sind z. B. Ammoniak, primäre Amine, sekundäre Amine, tertiäre
Amine, Hydroxyalkylamine und Gemische davon.
Als Sulfosuccinate der Formel II sind insbesondere Mono- und
Dialkylester der Sulfobernsteinsäure geeignet, die Alkylreste (R4
bzw. R5) mit 6 bis 14, bevorzugt mit 7 bis 12 und besonders bevor
zugt mit 8, 9 oder 10 Kohlenstoffatomen aufweisen. Die Alkylreste
können linear oder verzweigt sein. Als lineare Alkylreste geei
gnet sind insbesondere n-Octyl, Nonyl bzw. Pelargonyl, Decyl bzw.
Caprinyl, Undecyl, Dodecyl bzw. Lauryl, Tridecyl, Tetradecyl bzw.
Myristyl oder Gemische davon. Als verzweigte Alkylreste geeignet
sind 2-Hexyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl,
1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 1,1-Di
methylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1,1,2-Trime
thylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl,
1-Ethyl-2-methylpropyl, 2-Heptyl, 3-Heptyl, 2-Ethylpentyl,
1-Propylbutyl, 2-Octyl, 3-Octyl, 4-Octyl, iso-Octyl, 2-Methyl
heptyl, 3-Methyl-heptyl, 4-Methyl-heptyl, 2-Ethylhexyl, 3-Ethyl
hexyl, 4-Ethylhexyl, 5-Ethylhexyl, sowie Alkylreste, die sich von
den sogenannten Oxoalkoholen ableiten, die nach dem Oxo-Verfahren
zugänglich sind. Diese weisen in der Regel einen hohen Anteil an
α-verzweigten Alkylresten auf. Ebenfalls geeignet sind Gemische
der genannten linearen und Gemische der genannten verzweigten Al
kylreste, sowie Gemische der genannten linearen und verzweigten
Akylreste. Besonders bevorzugte Alkylreste sind n-Octyl, iso-Oc
tyl, 2-Ethylhexyl, Pelargonyl und Caprinyl.
Wenn die Alkylsulfosuccinate der Formel II als Salze eingesetzt
werden, liegen sie in der Regel als Na-Salze (R2 = Na) oder als
Amin- bzw. Ammonium-Salze vor (R2 = NR3 3). Geeignete Aminkomponenten
sind z. B. Ammoniak, primäre Amine, sekundäre Amine, tertiäre
Amine, Hydroxyalkylamine und Gemische davon.
Geeignet für die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulie
rungen sind insbesondere solche Alkylsulfosuccinate der Formel
II, die eine O/W-Grenzflächenspannung von kleiner oder gleich 0,6 mN/m
und insbesondere eine O/W-Grenzflächenspannung im Bereich
von 0,01 bis 0,6 mN/m aufweisen, gemessen als 0,5%ige wäßrige Lö
sung gegen Dieselöl. Geeignet für die erfindungsgemäß zu verwen
denden Tensidformulierungen sind somit Alkylsulfosuccinate der
Formel II, die beispielsweise O/W-Grenzflächenspannungswerte im
Bereich von 0,1 bis 0,5 mN/m, im Bereich von 0,25 bis 0,5 mN/m
oder im Bereich von 0,30 bis 0,45 mN/m aufweisen.
Selbstverständlich sind auch technische Gemische von Sulfosucci
naten der Formel II für die erfindungsgemäß zu verwendenden Ten
sidformulierungen geeignet. Dabei kann es sich um Gemische von
Mono- und Dialkylsulfosuccinaten handeln, die gegebenenfalls noch
geringe Mengen freier Sulfobernsteinsäure oder Sulfobernsteinsäu
reanhydrid oder Bernsteinsäuremono- und -dialkylester enthalten.
Beispielsweise weisen solche technischen Gemische einen mittleren
Veresterungsgrad im Bereich von 0,8 bis 2 auf. Insbesondere sind
solche technischen Gemische bevorzugt, die darüber hinaus einen
O/W-Grenzflächenspannungswert im oben genannten Bereich aufwei
sen. Ganz besonders bevorzugt sind die Natrium- und Ammoniumsalze
von Di-n-octylsulfosuccinat und Di-2-ethylhexylsulfosuccinat. Die
Sulfosuccinate der Formel II oder deren technische Gemische kön
nen gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gew.-% Lösungsvermittler, wie bei
spielsweise Isopropanol oder Neopentylglycol, enthalten, die die
Handhabungs- und Löslichkeitseigenschaften dieser Tenside verbes
sern. Auch diese Gemische aus Tensid und Lösungsvermittler weisen
vorzugsweise Grenzflächenspannungswerte in den oben für Alkylsul
fosuccinate der Formel II genannten Bereichen auf, ebenfalls ge
messen als 0,5%ige Lösung des Gemisches in Wasser gegen Dieselöl.
Die nichtionischen Tenside der erfindungsgemäß zu verwendenden
Tensidformulierungen sind ausgewählt unter alkoxilierten Alkoho
len der Formel III, Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV, Al
kylglycosiden und Polyalkylenoxid-Blockcopolymeren.
Geeignete Alkoholalkoxilate der Formel III weisen als Reste R6 li
neare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylreste mit vorzugsweise 8
bis 18, und besonders bevorzugt 9 bis 15 Kohlenstoffatomen auf.
Die Alkenylreste können eine oder mehrere ethylenisch ungesättig
te Doppelbindungen aufweisen. Bevorzugt weisen sie eine, zwei
oder drei und besonders bevorzugt eine oder zwei solcher Doppel
bindungen auf. Beispiele für geeignete Alkylreste sind n-Octyl,
iso-Octyl, tert.-Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl bzw. Pelargonyl, De
cyl bzw. Caprinyl, Undecyl, Dodecyl bzw. Lauryl, Cocoyl, Tride
cyl, Tetradecyl bzw. Myristyl, Palmityl bzw. Hexadecyl, Stearyl,
Palmitoleinyl, Oleyl, Linolyl, Linolenyl und Kohlenwasserstoff
reste, die sich von den Oxoalkoholen ableiten, die nach dem sog.
Oxo-Verfahren hergestellt werden und sich durch einen hohen An
teil an α-verzweigten Alkylgruppen auszeichnen, z. B. auf Basis
von Trimer- oder Tetramerpropen.
In den Alkoholalkoxilaten der Formel III stehen die Reste R7 vor
zugsweise für lineare oder verzweigte C2-C4-Alkylenreste, wobei
die Reste R7 in jeder der n Wiederholungseinheiten unabhängig aus
gewählt sein kann. Geeignete Reste R7 sind somit 1,2-Ethylen,
1,2-Propylen, 1,3-Propylen, 1,2-Butylen, 1,3-Butylen und 1,4-Bu
tylen. Bevorzugt sind 1,2-Ethylen, 1,2-Propylen, 1,2-Butylen,
ganz besonders bevorzugt sind 1,2-Ethylen und 1,2-Propylen.
Alkoholalkoxilate im Sinne der Erfindung sind sowohl solche Ver
bindungen der Formel III, die durch Alkoxilierung von Alkoholen
mit Ethylenoxid, Propylenoxid, 1-Butylenoxid und/oder 2-Butyleno
xid zugänglich sind, als auch alkylsubstituierte Oligo- oder Po
lyether, die sich formal durch Polykondensation von 1,2-, 1,3-,
1,4- oder allgemein α,ω-Diolen oder -Chlorhydrinen ableiten lassen
oder formal durch ringöffnende Oligo- oder Polyaddition von gege
benenfalls alkylsubstituierten Oxetanen, Tetrahydrofuranen, Te
trahydropyranen und Hexahydrooxepinen an Alkylanionen darstellbar
sind.
Der Rest R8 steht in den Verbindungen der Formel III für H, Me
thyl, Ethyl oder lineare oder verzweigte Propyl- oder Butylreste
oder für
wobei R13 wiederum bevorzugt für Methyl, Ethyl
oder lineare oder verzweigte Propyl- oder Butylreste steht. Be
sonders bevorzugt steht R8 jedoch für H.
Bei den Alkoholalkoxilaten der Formel III kann es sich zum einen
um eine Einzelverbindung mit definierter Zusammensetzung und de
finiertem Molekulargewicht handeln. In diesem Fall steht n für
die Anzahl der Alkoxieinheiten, die jedes Molekül enthält. Zum
anderen kann es sich bei den Verbindungen der Formel III um
Stoffgemische handeln, wie sie vorzugsweise bei der technischen
Herstellung solcher Alkoxilate auftreten. In diesem Fall gibt n
den mittleren Alkoxilierungsgrad, d. h. die Anzahl der Mole Alko
xieinheiten, mit denen formal ein Mol Alkohol R6OH umgesetzt wird,
bzw. den statistischen Mittelwert der Alkoxieinheiten pro Molekül
an und kann auch nicht ganzzahlige Werte innerhalb der angegebe
nen Bereiche annehmen. In der Regel steht n für einen Wert im Be
reich von 1 bis 80.
Insbesondere sind solche Alkoholalkoxilate für die erfindungsge
mäß zu verwendenden Tensidformulierungen geeignet, die einen
O/W-Grenzflächenspannungswert von kleiner oder gleich 3,0 mN/m
aufweisen. Ganz besonders sind Alkoholalkoxilate der Formel III
geeignet, die einen O/W-Grenzflächenspannungswert im Bereich von
0,01 bis 2,8 mN/m aufweisen. Geeignete O/W-Grenzflächenspannungs
werte liegen beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 2,8 mN/m, im
Bereich von 0,2 bis 2,0 mN/m und/oder im Bereich von 0,8 bis
2,6 mN/m.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäß zu ver
wendenden Tensidformulierungen werden als Verbindungen der Formel
III ethoxilierte Alkohole (R7 =CH2CH2) mit linearen oder verzweig
ten Alkylresten R6 mit 8 bis 18, bevorzugt 9 bis 15 Kohlenstoffa
tomen und einem Ethoxilierungsgrad n in Bereich von 3 bis 30, be
vorzugt 5 bis 25. Dabei kann es sich hier sowohl um einzelne
ethoxilierte Alkohole, als auch um technische Gemische von etho
xilierten Alkoholen handeln. Vorteilhaft weisen die ethoxilierten
Alkohole der Formel III eine O/W-Grenzflächenspannung im Bereich
von 0,01 bis 2,0 mN/m, wie beispielsweise von 0,2 bis 1,8 mN/m,
von 0,4 bis 1,6 mN/m oder von 0,5 bis 1,3 mN/m, auf, gemessen als
0,5 gew.-%ige Lösung gegen Dieselöl.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäß
zu verwendenden Tensidformulierungen werden als Verbindungen der
Formel III alkoxilierte Alkohole, ethoxilierte und propoxilierte
Alkohole oder ethoxilierte und butoxilierte Alkohole (R7 ist unab
hängig ausgewählt unter Ethylen und 1,2-Propylen oder unter Ethy
len und 1,2-Butylen) mit linearen oder verzweigten Alkylresten R6
mit 8 bis 18, bevorzugt mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen und einem
Gesamtalkoxilierungsgrad n im Bereich von 1 bis 40, bevorzugt von
3 bis 30 und besonders bevorzugt 10 bis 30 eingesetzt. In dieser
Ausführungsform können die Verbindungen der Formel III auch ge
mischt alkoxiliert sein, z. B. 10 bis 90% Butoxy- bzw. Propoxy-
Einheiten und 90 bis 10% Ethoxy-Einheiten aufweisen. Diese können
sowohl statistisch verteilt, als auch im Sinne von Blockpolye
thern angeordnet sein. Typischerweise handelt es sich in dieser
Ausführungsform bei den Verbindungen der Formel III um Gemische.
Vorteilhafterweise weisen die propoxylierten/ethoxylierten oder
butoxilierten/ethoxilierten Alkohole der Formel III O/W-Grenzflä
chenspannungswerte von kleiner oder gleich 3,0 mN/m und insbeson
dere O/W-Grenzflächenspannungswerte im Bereich von 0,01 bis 2,8
mN/m auf, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung gegen Dieselöl. Geei
gnete O/W-Grenzflächenspannungswerte der propoxylierten/ethoxy
lierten oder butoxylierten/ethoxylierten Alkohole der Formel III
liegen somit beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 2,8 mN/m, im
Bereich von 0,4 bis 2,8 mN/m, im Bereich von 0,6 bis 2,6 mN/m
oder im Bereich von 1, 2 bis 2,4 mN/m.
In den Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV steht der Rest R9
vorzugsweise für lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgrup
pen mit 5 bis 27 Kohlenstoffatomen, wie n-Pentyl, Isopentyl, Neo
pentyl, n-Hexyl, 2-Hexyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Me
thylpentyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbu
tyl, 1,1-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 1,1-Dimethylbutyl,
3,3-Dimethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl,
1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, n-Heptyl, 2-Heptyl, 3-Heptyl,
2-Ethylpentyl, 1-Propylbutyl, n-Octyl, iso-Octyl, tert.-Octyl,
2-Ethyl-hexyl, Nonyl bzw. Pelargonyl, Decyl bzw. Caprinyl, Unde
cyl, Dodecyl bzw. Lauryl, Tridecyl, Tetradecyl bzw. Myristyl,
Palmityl bzw. Hexadecyl, Stearyl, Arachinyl, Behenyl, Lignoceryl,
Cerotinyl oder Oleyl, Cocoyl und Erukayl.
Geeignete den Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV zugrunde
liegende Carbonsäuren sind z. B. 2-Ethyl-hexylcarbonsäure, Isooc
tylcarbonsäure, Isononansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprin
säure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure,
Arachinsäure, Behensäure, Ölsäure, Eicosansäure, Erucasäure, Li
nolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Myristolsäure sowie wei
tere natürliche Fettsäuren und Fettsäuregemische wie z. B. Coco
sölfettsäure, Talgfettsäuren, Tallölfettsäuren, Sojaölfettsäuren.
R10 steht insbesondere für H oder lineare oder verzweigte C1-
C4-Alkylreste, wie Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, n-Butyl, 2-Bu
tyl, sec.- und tert.-Butyl. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die zugrunde liegende Carbonsäure Ölsäure.
In den Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV stehen die Reste
R11 vorzugsweise für C2-C4-Alkylenreste, wobei die Reste R11 in je
der der n Wiederholungseinheiten unabhängig ausgewählt sein kön
nen. Geeignete Reste R11 sind somit 1,2-Ethylen, 1,2-Propylen,
1,3-Propylen, 1,2-Butylen, 1,3-Butylen und 1,4-Butylen. Bevorzugt
sind 1,2-Ethylen, 1,2-Propylen, 1,2-Butylen, ganz besonders be
vorzugt sind 1,2-Ethylen und 1,2-Propylen. Dabei liegt der Alko
xilierungsgrad vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30, insbesondere
im Bereich von 2 bis 25, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis
20 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 18.
Die Verbindungen der Formel IV können auch gemischt alkoxiliert
sein, z. B. 10 bis 90% Propoxi-Einheiten und 90 bis 10% Ethoxi-
Einheiten aufweisen. Diese können sowohl statistisch oder alter
nierend verteilt, als auch im Sinne von Blockpolyethern angeord
net sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verbindungen der
Formel IV ausschließlich ethoxiliert. Der Ethoxilierungsgrad n
liegt dann vorzugsweise im Bereich von 3 bis 20, insbesondere im
Bereich von 5 bis 15 und besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis
12.
Bei den Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV kann es sich zum
einen um Einzelverbindungen mit definierter Zusammensetzung und
definiertem Molekulargewicht handeln. In diesem Fall steht n für
die Anzahl der Alkoxieinheiten, die jedes Molekül enthält. Zum
anderen kann es sich bei den Verbindungen der Formel IV um Stoff
gemische handeln, wie sie bei der technischen Herstellung solcher
Alkoxilate auftreten können. In diesem Fall gibt n den mittleren
Alkoxilierungsgrad an, wie bereits bei den alkoxilierten Alkoho
len der Formel III beschrieben.
Vorteilhafterweise weisen die Carbonsäureamidalkoxilate der Formel
IV O/W-Grenzflächenspannungswerte von kleiner oder gleich 1,0 mN/
m, vorzugsweise im Bereich 0,01 bis 0,9 mN/m, auf, gemessen als
0,5 gew.-%ige Lösung gegen Dieselöl. Geeignete O/W-Grenzflächen
spannungswerte der Carbonsäureamidalkoxilate der Formel IV liegen
somit beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 0,9 mN/m, im Bereich
von 0,2 bis 0,8 mN/m, im Bereich von 0,3 bis 0,7 mN/m oder im Be
reich von 0,3 bis 0,6 mN/m.
Alkylglykoside im Sinne der Erfindung sind oberflächenaktive Ver
bindungen, bestehend aus wenigstens einem linearen oder verzweig
ten Alkylrest mit 4 bis 30, vorzugsweise 6 bis 26 und besonders
bevorzugt 8 bis 18 Kohlenstoffatomen als lipophilen Teil, der über
eine Etherbindung mit einem Mono-, Di-, Oligo- oder Polysaccharid
als hydrophilen Teil verbunden ist. Bevorzugt weisen die Alkylgly
koside nur einen solchen Alkylrest auf. Der lipophile Teil der er
findungsgemäß zu verwendenden Alkylglycoside weist vorzugsweise
keine weiteren funktionellen Gruppen auf. Insbesondere weist er
bevorzugt keine Carbonsäure-, Carbonsäureester- oder Carbonsäure
polyestergruppen auf. Der hydrophile Teil weist in der Regel 1 bis
20, vorzugsweise 1 bis 10 und besonders bevorzugt 1 bis 8 Monosac
charideinheiten auf, die ebenfalls durch Etherbindungen, in der
Regel glykosidisch, verbunden sind. Geeignete Monosaccharide sind
Fructose, Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Gulose, Allose, Al
trose, Idose, Arabinose, Xylose, Lyxose und/oder Ribose. Bevorzugt
sind Fructose, Glucose, Mannose und Galactose, besonders bevorzugt
ist Glucose. Selbstverständlich können auch Gemische der genannten
Monosaccharide vorliegen, wobei vorzugsweise auch in den Gemischen
der Anteil der Glucose überwiegt. Als Alkylglykoside im Sinne der
Erfindung sind sowohl Alkylglykoside mit definierter Struktur, Zu
sammensetzung und Molekulargewicht, als auch Gemische von Alkyl
glykosiden, die sich in Kohlenstoffanzahl, Art und Grad der Ver
zweigung der Alkylreste, sowie der Art und Anzahl der Monosaccha
rideinheiten unterscheiden können, wie dies üblicherweise bei der
großtechnischen Herstellung der Fall ist. Bei Gemischen von Alkyl
glykosiden ist es zweckmäßig, die Anzahl der Monosaccharideinhei
ten als mittleren Glykosidierungsgrad anzugeben. Dieser kann auch
nicht ganzzahlige Werte im Bereich von 1 bis 20, insbesondere im
Bereich 1 bis 10, besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 3,5
und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 2,2 annehmen.
Die Hydroxylgruppen der Saccharideinheiten können gegebenenfalls
chemisch modifiziert, z. B. verethert mit kurzkettigen Alkylre
sten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, oder alkoxyliert, insbeson
dere ethoxyliert und/oder propoxyliert, mit 2 bis 15 Alkoxyein
heiten oder mit einem mittleren Alkoxylierungsgrad von 2 bis 15
pro modifizierte Hydroxylgruppe, vorliegen. Bevorzugt sind die
Hydroxylgruppen jedoch nicht chemisch modifiziert.
Insbesondere sind Alkylglykoside geeignet, die O/W-Grenzflächen
spannungswerte von kleiner oder gleich 1,0 mN/m, bevorzugt im Be
reich von 0,01 bis 0,9 mN/m, aufweisen, gemessen als 0,5
gew.-%ige Lösung gegen Dieselöl. Geeignete O/W-Grenzflächenspan
nungswerte der Alkylglykoside liegen somit beispielsweise im Be
reich von 0,1 bis 0,9 mN/m, im Bereich von 0,2 bis 0,8 mN/m oder
im Bereich von 0,3 bis 0,6 mN/m.
Geeignete Polyalkylenoxid-Blockcopolymere sind insbesondere sol
che mit mindestens einem endständigen Polyethylenoxidblock und
mindestens einem Block aus Propylenoxid und/oder Butylenoxid, be
vorzugt Propylenoxid, die ein mittleres Molekulargewicht im Be
reich 500 bis 20000 aufweisen.
Der Aufbau der Polyalkylenoxid-Blockcopolymere ist vorzugsweise
streng segmentiert, wobei die Polyethylenoxidblöcke 2 bis 250,
bevorzugt 5 bis 150 und besonders bevorzugt 10 bis 100 Ethyleno
xideinheiten und die Blöcke aus Propylenoxid und/oder Butylenoxid
2 bis 200 Alkylenoxideinheiten umfassen, wobei das mittlere Mole
kulargewicht im Bereich von 500 bis 20000 und bevorzugt im Be
reich von 1000 bis 12500 liegt. Ganz besonders sind solche Poly
alkylenoxid-Blockcopolymere bevorzugt, die ein mittleres Moleku
largewicht im Bereich von 2500 bis 11500 aufweisen. Die Polyalky
lenoxid-Blockcopolymere weisen 2 bis 5 Blöcke, bevorzugt 2 oder 3
Blöcke, auf. Wenn die Polyalkylenoxid-Blockcopolymere 3 oder 5
Blöcke aufweisen, so sind solche bevorzugt, die beidseitig end
ständige Polyethylenoxidblöcke tragen. Ganz besonders bevorzugt
sind endständige Polyethylenoxidblöcke tragende Polyalkylenoxid-
Blockcopolymere mit 3 Blöcken, die pro Polyethylenoxid-Block 5
bis 90, bevorzugt 8 bis 80 und besonders bevorzugt 10 bis 50
Ethylenoxideinheiten und einen Block mit 10 bis 90, bevorzugt 15
bis 80 und besonders bevorzugt 20 bis 70 Propylenoxid- und/oder
Butylenoxideinheiten, insbesondere Propylenoxideinheiten, enthal
ten.
Insbesondere sind solche Polyalkylenoxid-Blockcopolymere geei
gnet, die O/W-Grenzflächenspannungswerte von kleiner oder gleich
6,0 mN/m, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5,8 mN/m, aufweisen,
gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung gegen Dieselöl. Geeignete
O/W-Grenzflächenspannungswerte der Polyalkylenoxid-Blockcopolyme
re liegen somit beispielsweise im Bereich von 1,0 bis 5,8 mN/m,
im Bereich von 2,0 bis 5,5 mN/m, im Bereich von 3,0 bis 4,9 mN/m
oder im Bereich von 3,5 bis 4,6 mN/m.
Jede der sechs genannten Tensidkomponenten, namentlich die Alky
larylsulfonate der Formel I, die Alkylsulfosuccinate der Formel
II, die alkoxilierten Alkohole der Formel III, die Carbonsäurea
midalkoxilate der Formel IV, die Alkylglycoside und die Polyalky
lenoxid-Blockcopolymere, können selbstverständlich sowohl als
Verbindungen mit definierter Zusammensetzung und definiertem Mo
lekulargewicht wie auch als Gemische vorliegen, wie sie bei der
technischen Herstellung solcher Tenside oder der Bestandteile
solcher Tenside auftreten können.
Dabei können die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulie
rungen jeweils ein einzelnes anionisches und ein einzelnes nich
tionisches Tensid oder auch beliebige Mischungen der oben defi
nierten anionischen und der oben definierten nichtionischen Ten
side enthalten. In bevorzugten Ausführungsformen enthalten die
erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen jeweils nur
ein anionisches Tensid und ein nichtionisches Tensid.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Tensid
formulierungen ein anionisches Tensid und ein Gemisch von zwei
nichtionischen Tensiden. In diesen Ausführungsformen enthält die
Tensidformulierung als nichtionische Tenside besonders bevorzugt
ein Gemisch aus einem alkoxilierten Alkohol der Formel III und
einem Carbonsäureamidalkoxilat der Formel IV oder ein Gemisch aus
einem alkoxilierten Alkohol der Formel III und einem Polyalkyle
noxid-Blockcopolymer.
Insbesondere sind solche Tensidformulierungen geeignet, die einen
O/W-Grenzflächenspannungswert von kleiner oder gleich 0,5 mN/m,
bevorzugt kleiner oder gleich 0,2 mN/m, wie z. B. 0,18 bis 0,15 mN/m
oder 0,14 bis 0,11 mN/m, oder kleiner oder gleich 0,1 mN/m,
wie z. B. 0,09 bis 0,03 mN/m, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung
gegen Dieselöl, aufweisen.
Bestimmt wurden die Öl/Wasser- oder kurz O/W-Grenzflächenspan
nungswerte zwischen der wässrigen Lösung des jeweiligen Tensids
bzw. der jeweiligen Tensidformulierung gegen die flüssige Phase
einer organischen Bezugskomponente, hier Dieselöl, mittels eines
Spinning-Drop-Tensiometers. Dabei wurden die Messungen einheit
lich an 0,5 gew.-%igen wässrigen Lösungen der Tenside bzw. Ten
sidformulierungen bei einer konstanten Temperatur von 10°C und
einer Wasserhärte von 23° dH (Deutsche Härte, Calcium-Härte)
durchgeführt und in Millinewton pro Meter (mN/m) angegeben.
In der Regel zeigen die erfindungsgemäß zu verwendenden wässrigen
Tensidformulierungen hohe solubilierende bzw. mobilisierende Wir
kung gegenüber einer Vielzahl von organischen Schadstoffen. Je
doch zeigen spezielle Ausführungsformen der erfindungsgemäß zu
verwendenden Tensidformulierungen besondere vorteilhafte Selekti
vitäten gegenüber bestimmten Stoffgruppen, was für eine Reihe von
speziellen Sanierungsproblemen besonders vorteilhaft sein kann.
Im Folgenden sind beispielhaft eine Reihe bevorzugter Ausfüh
rungsformen der Tensidformulierungen aufgeführt und im Hinblick
auf potentielle Einsatzmöglichkeiten bewertet.
Tensidformulierungen, enthaltend ein Dialkylsulfosuccinat der
Formel II und ein Carbonsäureamidalkoxilat der Formel IV, insbe
sondere ein Carbonsäureamidethoxilat von gesättigten oder unge
sättigten Fettsäureamiden mit C12-C18-Alkyl- bzw. C12-C22-Alkenyl
rest (R9), einem Ethoxilierungsgrad n im Bereich von 8 bis 12 und
einem O/W-Grenzflächenspannungswert im Bereich von 0,5 bis 0,7 mN/m,
zeigen sehr gute solubilisierende Wirkung für eine Vielzahl
von organischen Schadstoffen, wie z. B. Mineralöl und Mineralölde
rivaten, Alkanen und Halogenalkanen, Aromaten und substituierten
Aromaten, wie Alkylaromaten (BTX), Halogenaromaten, wie z. B. Po
lychlorierten Biphenylen (PCB), Phenolen und aromatischen Aminen,
und höher kondensierten Aromaten wie Biphenylen, Dibenzofuranen,
Naphthalin, Phenanthren, Pyren und höheren Homologen (PAK). Ge
genstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung derartiger
Tensidformulierungen zum Abreichern von an Mineralöl und Minera
lölderivaten, Alkanen und Halogenalkanen, Aromaten und substi
tuierten Aromaten, wie Alkylaromaten (BTX), Halogenaromaten, Phe
nolen und aromatischen Aminen, und höher kondensierten Aromaten
wie Biphenylen, Dibenzofuranen, Naphthalin, Phenanthren, Pyren
und höheren Homologen (PAK) reichen Schadstoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend ein Dialkylsulfosuccinat der
Formel II und ein Alkylglycosid, insbesondere ein Alkylglycosid
mit einem linearen oder verzweigten C10-C14-Alkylrest, einem mitt
leren Glycosidierungsgrad im Bereich von 1 bis 2 und mit einem
O/W-Grenzflächenspannungswert im Bereich von 0,3 bis 0,5 mN/m,
zeigen hohe Solubilisierungen für an polyaromatischen Kohlenwas
serstoffen und BTX-Aromaten reiche Schadstoffgemische. Gegenstand
der Erfindung ist daher auch die Verwendung derartiger Tensidfor
mulierungen zum Abreichern von an polyaromatischen Kohlenwasser
stoffen und BTX-Aromaten reichen Schadstoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend ein Dialkylsulfosuccinat der
Formel II und Polyalkylenoxid-Blockcopolymere, insbesondere beid
seitig endständige Polyethylenoxidblöcke tragende Polyethylen
oxid-Polypropylenoxid-Blockcopolymere mit 3 Blöcken, die entweder
pro Polyethylenoxidblock 10 bis 30 Ethylenoxideinheiten und im
Polypropylenoxidblock 10 bis 50 Propylenoxideinheiten aufweisen,
und darüber hinaus vorteilhaft Molekulargewichte im Bereich von
1500 bis 5500 und O/W-Grenzflächenspannungswerte im Bereich von
3,9 bis 4,6 mN/m besitzen oder pro Polyethylenoxidblock 20 bis 50
Ethylenoxideinheiten und im Polypropylenoxidblock 50 bis 70 Pro
pylenoxideinheiten aufweisen, und darüber hinaus vorteilhaft Mo
lekulargewichte im Bereich von 4500 bis 8500 und O/W-Grenzflä
chenspannungswerte im Bereich von 3,5 bis 4,3 mN/m besitzen, eig
nen sich besonders zur Mobilisierung von an BTX-Aromaten reichen
Schadstoffgemischen. Gegenstand der Erfindung ist daher auch die
Verwendung derartiger Tensidformulierungen zum Abreichern von an
BTX-Aromaten reichen Schadstoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend ein Dialkylsulfosuccinat und als
nichtionische Komponenten alkoxilierte Alkohole der Formel III,
insbesondere C10-C16-Oxoalkohole mit einem mittleren Alkoxilie
rungsgrad n von 25 und O/W-Grenzflächenspannungswerten im Bereich
von 1,5 bis 2,5 mN/m und zusätzlich Polyalkylenoxid-Blockcopoly
mere, insbesondere beidseitig endständige Polyethylenoxidblöcke
tragende, Polyethylenoxid-Polypropylenoxid Blockcopolymere mit 3
Blöcken und entweder 20 bis 50 Ethylenoxideinheiten pro Polyethy
lenoxidblock, 50 bis 70 Propylenoxideinheiten pro Polypropyleno
xidblock, Molekulargewichten im Bereich von 4500 bis 8500 und
O/W-Grenzflächenspannungswerten im Bereich von 3,5 bis 4,3 mN/m
oder 10 bis 30 Ethylenoxideinheiten pro Polyethylenoxidblock, 10
bis 50 Propylenoxideinheiten pro Polypropylenoxidblock, Moleku
largewichten im Bereich von 1500 bis 5500 und O/W-Grenzflächen
spannungswerten im Bereich von 3,9 bis 4,6 mN/m, zeigen sehr gute
Solubilisierungseigenschaften, insbesondere für an BTX-Aromaten
und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) reiche Schadstoff
gemische. Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung
derartiger Tensidformulierungen zum Abreichern von an BTX-Aroma
ten und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) reichen Schad
stoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend ein Dialkylsulfosuccinat der
Formel II und als nichtionische Komponenten alkoxilierte Fettal
kohole der Formel III und Carbonsäureamidalkoxilate der Formel
IV, insbesondere die bereits oben beschriebenen, zeigen sehr gute
Solubilisierungseigenschaften für an Kohlenwasserstoffen, BTX-
Aromaten und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen reiche Schad
stoffgemische. Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Ver
wendung derartiger Tensidformulierungen zum Abreichern von an
Kohlenwasserstoffen, BTX-Aromaten und polyaromatischen Kohlenwas
serstoffen reichen Schadstoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend als anionische Komponente entwe
der ein Dialkylsulfosuccinat der Formel II oder ein Alkylbenzol
sulfonat der Formel I und als nichtionische Komponente ethoxi
lierte Alkohole der Formel III, insbesondere ethoxilierte C10-
C14-Fettalkohole oder C10-C15-Oxoalkohole mit einem Ethoxilierungs
grad n im Bereich von 5 bis 15 und einem O/W-Grenzflächenspan
nungswert im Bereich von 0,4 bis 1,0 mN/m, eignen sich insbeson
dere für die Solubilisierung von an polyaromatischen Kohlenwas
serstoffen (PAK) reichen Schadstoffgemischen. Gegenstand der Er
findung ist daher auch die Verwendung derartiger Tensidformulie
rungen zum Abreichern von an polyaromatischen Kohlenwasserstoffen
(PAK) reichen Schadstoffgemischen.
Tensidformulierungen, enthaltend Di-(2-ethyl-hexyl)-sulfosucci
nat, Natriumsalz, und ein Ölsäureamidalkoxilat mit einem Ethoxi
lierungsgrad n von 10, zeigen sehr gute solubilisierende Wirkung
für eine Vielzahl von organischen Schadstoffen, wie z. B. Minera
löl und Mineralölderivaten, Alkanen und Halogenalkanen, Aromaten
und substituierten Aromaten, wie Alkylaromaten (BTX), Halogenaro
maten, wie z. B. Polychlorierten Biphenylen (PCB), Phenolen und
aromatischen Aminen, und höher kondensierten Aromaten wie Biphe
nylen, Dibenzofuranen, Naphthalin, Phenanthren, Pyren und höheren
Homologen (PAK). Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Ver
wendung derartiger Tensidformulierungen zum Abreichern von an Mi
neralöl und Mineralölderivaten, Alkanen und Halogenalkanen, Aro
maten und substituierten Aromaten, wie Alkylaromaten (BTX), Halo
genaromaten, Phenolen und aromatischen Aminen, und höher konden
sierten Aromaten wie Biphenylen, Dibenzofuranen, Naphthalin, Phe
nanthren, Pyren und höheren Homologen (PAK) reichen Schadstoffge
mischen.
Die Tensidgesamtkonzentration in den erfindungsgemäß zu verwen
denden wässrigen Tensidformulierungen liegt in der Regel im Be
reich von 0,01 bis 20,0 Gew.-%, wie beispielsweise im Bereich von
0,1 bis 10,0 Gew.-%, im Bereich von 0,5 bis 7,5 Gew.-% oder im
Bereich von 1,0 bis 5,0 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden wässrigen Tensidformulierun
gen enthalten anionische und nichtionische Tenside in der Regel
im Mischungsverhältnis 200 : 1 bis 1 : 200. Geeignet sind beispiels
weise Mischungsverhältnisse von anionischen und nichtionischen
Tensiden im Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100, 10 : 1 bis 1 : 10 oder 5 : 1
bis 1 : 5. In speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäß zu
verwendenden Tensidformulierungen kann das Mischungsverhältnis im
Bereich von 4 : 1 bis 1 : 4 liegen.
Wenn die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen zwei
nichtionische Tenside enthalten, sind diese beispielsweise im Mi
schungsverhältnis von 100 : 1 bis 1 : 100, 10 : 1 bis 1 : 10 oder 5 : 1 bis
1 : 5 enthalten. In speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäß
zu verwendenden Tensidformulierungen kann das Mischungsverhältnis
der zwei nichtionischen Tenside im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 3 oder
sogar von 2 : 1 bis 1 : 2 liegen.
Wenn die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen zwei
anionische Tenside enthalten, sind diese beispielsweise im Mi
schungsverhältnis von 100 : 1 bis 1 : 100, 10 : 1 bis 1 : 10 oder 5 : 1 bis
1 : 5 enthalten. In speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäß
zu verwendenden Tensidformulierungen kann das Mischungsverhältnis
der zwei anionischen Tenside im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 3 oder sogar
von 2 : 1 bis 1 : 2 liegen.
Vorzugsweise werden die Mischungsverhältnisse der Tenside so ge
wählt, dass sich wasserlösliche bzw. in Wasser gelöste Tensidfor
mulierungen ergeben.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensid
formulierungen Solubilisierungen, ausgedrückt durch den Vertei
lungskoeffizienten K, von gleich oder größer als 2‰, insbesondere
gleich oder größer als 3‰ und in einigen Fällen gleich oder grö
ßer als 5‰ für die untersuchten Modellschadstoffe auf. Bestimmt
wurde der Verteilungskoeffizient K mittels Gleichgewichtsmessung
der Solubilisierung der Schadstoffe in der wässrigen Tensidlö
sung. Der Verteilungskoeffizient, definiert als das Verhältnis
des Molenbruchs einer Schadstoffkomponente in der wässrigen
Gleichgewichtsphase Yi(W-Ph.) zum Molenbruch dieser Komponente in
der Ölphase Xi(Ölphase), wurde durch die chromatographische Ana
lyse bzw. die Bestimmung der Zusammensetzung der beiden Gleichge
wichtsphasen ermittelt. Hierfür werden Proben den Gleichgewichts
phasen entnommen und analysiert. Zur Gehaltbestimmung der Kohlen
wasserstoffe in den Gleichgewichtsphasen wird die GC (Gaschroma
tographie) eingesetzt, während die Tenside mit Hilfe der HPLC
(Hochdruckflüssigkeitschromatographie) und/oder SFC (Supercriti
cal Fluidchromatographie) analysiert werden.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäß zu verwendenden wässri
gen Tensidformulierungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ten
sidformulierung, 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-% und
besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-% weitere Hilfsmittel und Addi
tive enthalten.
Hilfsstoffe und Additive in diesem Zusammenhang sind vor allem
langkettige Alkohole als Cotenside, Wasserhärteregulatoren, pH-
Wert-Regulatoren, Schauminhibitoren, Stabilisatoren, sowie biolo
gische Hilfsmittel, die die Abreicherung der organischen Schad
stoffe beschleunigen können, z. B. Enzyme, Mikroben und Nährstoffe
für Mikroben.
Wasserhärteregulatoren sind z. B. Chelatbildner, wie Ethylendia
mintetraessigsäure (EDTA), Nitrilotriessigsäure (NTA) und Poly
phosphate und Salze, wie Natriumphosphat, sowie Silicate und Car
bonate. Als pH-Regulatoren kommen insbesondere Puffersysteme in
Betracht. Geeignete Puffersysteme sind dem Fachmann bekannt. Ge
eignete Schauminhibitoren sind z. B. Seifen langkettiger Fettsäu
ren, Silikone und Paraffine.
Gegebenenfalls können die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensid
formulierungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tensidformulie
rung bis zu 50 Gew.-% organische Lösungsmittel, wie z. B. Alkyle
ster natürlicher Fettsäuren, enthalten. Vorzugsweise enthalten
die Tensidformulierungen weniger als 10%, bevorzugt weniger als
1% und ganz besonders bevorzugt keine organischen Lösungsmittel.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Abreichern von organischen Schadstoffen in einer festen Ma
trix, indem man die kontaminierte Matrix mit einer wässrigen Ten
sidformulierung, gegebenenfalls unter Druck- und/oder Temperatu
rerhöhung, in Kontakt bringt, vorzugsweise mit anschließendem we
nigstens partiellem Wiedergewinnen der schadstoffbeladenen wäss
rigen Tensidformulierung, dadurch gekennzeichnet, dass man eine
wie vorstehend beschriebene wässrige Tensidformulierungen ein
setzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Temperaturbereich
von 0°C bis 250°C, vorzugsweise 4 bis 150°C, und besonders bevor
zugt 4 bis 80°C durchgeführt werden. Dabei können Drücke im Be
reich von 0,1 bis 100 bar, vorzugsweise im Bereich von 1 bis
10 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 zum Einsatz
kommen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen zeigen
auf Grund ihres synergistischen Effekts eine deutlich erhöhte So
lubilisierung bzw. Mobilisierung von organischen Schadstoffen im
Vergleich zu Einzeltensiden und herkömmlichen Tensidformulierun
gen. Zusätzlich steigt bei den erfindungsgemäß zu verwendenden
Tensidformulierungen die Löslichkeit der jeweiligen Tenside im
Gemisch stark an, so dass, wie beispielsweise am Tensid A2 zu se
hen ist (vgl. Beispiel 2, Vergleichsbeispiele 9 und 10), prakti
kablere Mischungsverhältnisse und Tensidgesamtkonzentrationen
möglich werden. Zum Anderen vermeidet sowohl die hohe Leistungs
fähigkeit als auch die gute Löslichkeit der Tenside in den erfin
dungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen Probleme, wie
Ausfallen der Tenside im Boden, Präzipitatbildung mit den metal
lischen und mineralischen Bodenbestandteilen etc. Insbesondere
führen die synergistischen Wechselwirkungen dazu, dass bei dem
Abreicherungsprozess, insbesondere bei In-situ-Sanierungen, keine
viskosen Emulsionen, die die Mobilität und das Fließverhalten ne
gativ beeinflussen, auftreten, so dass eine effiziente Sanierung
erreicht werden kann. Vorteilhafterweise ist auch ein angenähert
Newtonsches Fließverhalten (d. h. geringe Abhängigkeit der Visko
sität von Scherkräften) für die eingesetzten Tensidformulierungen
zu beobachten.
Die folgenden nicht limitierenden Beispiele sollen die Erfindung
näher erläutern.
Als Maß für die Solubilisierung der Schadstoffkomponenten in der
wäßrigen Tensidphase wurden die Verteilungskoeffizienten K be
stimmt, das heißt Ki ist der Verteilungskoeffizient der i-ten
Schadstoffkomponente in Abhängigkeit vom jeweiligen Tensid bezie
hungsweise der jeweiligen Tensidformulierungen. Ki ist definiert
durch
Ki = Yi (Wasserphase)/Xi (Ölphase)
wobei Yi (Wasserphase) der Molenbruch der Komponente i in der
wässrigen Phase und Xi (Ölphase) der Molenbruch der Komponente i
in der Ölphase ist. Ein hoher Verteilungskoeffizient Ki bedeutet
hohe Solubilisierungskapazität des entsprechenden wässrigen Ten
sidsystems für die Schadstoffkomponente i. Solubilisierung bedeu
tet hier die Aufnahme der wasserunlöslichen Schadstoffkomponente
durch die Mizellen des wässrigen Tensidsystems. Dazu wurden fünf
zehn Gramm Tensidlösung mit einer Gesamttensidkonzentration von
ca. 2% und die gleiche Menge an Modell-Schadstoffgemisch in eine
30 ml Probeflasche gebracht und über einen Zeitraum von minde
stens 7 Tagen mit einer Intensität von 150 min-1 mit einem Schüt
telgerät KL-2 der Firma Edmund Bühler geschüttelt. Damit wird der
Gleichgewichtszustand erreicht. Anschließend wird der Inhalt der
Probeflasche mit einer Zentrifuge 3K20 der Firma Sigma für minde
stens zwei Stunden mit 20000 U/min (entsprechend ca. 40000 g)
zentrifugiert und anschließend Proben von den Wasser- und Öl
Gleichgewichtsphasen mittels einer Einwegspritze entnommen. Der
Schadstoffgehalt in den beiden Gleichgewichtsphasen wird mit
Hilfe der Gaschromatographie unter Verwendung einer Kapillarsäule
der Fa. Machery-Nagel OPTIMA 5 FS (60 m Länge, 0,32 mm Innen
durchmesser, 1 µm Beschichtung) bestimmt.
Folgende Tenside wurden beispielhaft einzeln oder in Gemischen
untersucht:
das anionische Tensid A1, ein Dodecylbenzolsulfonat, Natrium salz, mit einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,24 mN/m;
das anionische Tensid A2, ein Di-(2-ethyl-hexyl)-sulfosuccinat, Natriumsalz, mit einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,38 mN/m;
das nichtionische Tensid N1, ein Alkylglycosid mit C12-Alkylrest und einem mittleren Glucosidierungsgrad von etwa 1,5 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,42 mN/m;
das nichtionische Tensid N2, ein Oxoalkoholalkoxilat mit einem mittleren Alkoxilierungsgrad n von 25 und einem O/W-Grenzflächen spannungswert von 2,2 mN/m;
das nichtionische Tensid N3, ein Ölsäureamidalkoxilat mit einem Ethoxilierungsgrad n von 10 und einem O/W-Grenzflächenspannungs wert von 0,61 mN/m;
das nichtionische Tensid N4, ein Polyalkylenoxid-Blockcopolymer, mit beidseitig endständigen Polyethylenoxidblöcken, 3 Blöcken und ca. 15 Ethylenoxid-Einheiten pro Polyethylenoxid-Block und ca. 30 Propylenoxid-Einheiten im Polypropylenoxid-Block, einem Moleku largewicht von etwa 2900 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 4,3 mN/m;
das nichtionische Tensid N5, ein Polyalkylenoxid-Blockcopolymer, mit beidseitig endständigen Polyethylenoxidblöcken, 3 Blöcken und ca. 35 Ethylenoxid-Einheiten pro Polyethylenoxid-Block und ca. 60 Propylenoxid-Einheiten im Polypropylenoxid-Block, einem Moleku largewicht von etwa 6500 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 3,9 mN/m.
das anionische Tensid A1, ein Dodecylbenzolsulfonat, Natrium salz, mit einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,24 mN/m;
das anionische Tensid A2, ein Di-(2-ethyl-hexyl)-sulfosuccinat, Natriumsalz, mit einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,38 mN/m;
das nichtionische Tensid N1, ein Alkylglycosid mit C12-Alkylrest und einem mittleren Glucosidierungsgrad von etwa 1,5 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 0,42 mN/m;
das nichtionische Tensid N2, ein Oxoalkoholalkoxilat mit einem mittleren Alkoxilierungsgrad n von 25 und einem O/W-Grenzflächen spannungswert von 2,2 mN/m;
das nichtionische Tensid N3, ein Ölsäureamidalkoxilat mit einem Ethoxilierungsgrad n von 10 und einem O/W-Grenzflächenspannungs wert von 0,61 mN/m;
das nichtionische Tensid N4, ein Polyalkylenoxid-Blockcopolymer, mit beidseitig endständigen Polyethylenoxidblöcken, 3 Blöcken und ca. 15 Ethylenoxid-Einheiten pro Polyethylenoxid-Block und ca. 30 Propylenoxid-Einheiten im Polypropylenoxid-Block, einem Moleku largewicht von etwa 2900 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 4,3 mN/m;
das nichtionische Tensid N5, ein Polyalkylenoxid-Blockcopolymer, mit beidseitig endständigen Polyethylenoxidblöcken, 3 Blöcken und ca. 35 Ethylenoxid-Einheiten pro Polyethylenoxid-Block und ca. 60 Propylenoxid-Einheiten im Polypropylenoxid-Block, einem Moleku largewicht von etwa 6500 und einem O/W-Grenzflächenspannungswert von 3,9 mN/m.
In den nachfolgenden Tabellen sind für eine Reihe Einzeltenside
(Vergleichsbeispiele 1, 2, 4, 6, 8, und 9), Vergleichstensidfor
mulierungen (Vergleichsbeispiele 3, 7 und 10) und die erfindungs
gemäß zu verwendenden Tensidformulierungen (Beispiele 1 bis 6)
die Verteilungskoeffizienten K der verschiedenen Schadstoffkompo
nenten bestimmter Schadstoffgemische (bezeichnet als Schadstoff
gemische 1, 2 oder 3) zusammengefasst. Bei den Schadstoffgemi
schen 1 und 3 handelt es sich um Modellmischungen, die sich ins
besondere im Gehalt an polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (kurz
PAK) unterscheiden. So weist das Schadstoffgemisch 1 einen PAK-
Gehalt von etwa 50%, das Schadstoffgemisch 3 einen PAK-Gehalt von
etwa 10% auf. Schadstoffgemisch 2 stellt eine spezielle Testmi
schung aus niederen Aromaten, z. B. Benzol und Alkylaromaten, den
sogenannten BTX-Aromaten (BTX steht für Benzol, Toluol, Xylol)
dar. Allen Schadstoffgemischen ist das Alkan Dekan als Ver
gleichssubstanz beigemengt, um die Leistungsfähigkeit relativ zur
Solubilisierung von Alkanen, Paraffinen und Mineralölbestandtei
len bewerten zu können. Die Bestimmung der Verteilungskoeffizien
ten K wurde für die Vergleichsbeispiele 1, 2, 3, 4, 7, 8 und 10
und die erfindungsgemässen Beispiele 1 bis 6 bei einer Temperatur
von T = 20°C, für die Vergleichsbeispiele 3, 4, 7 und 8 bei einer
Temperatur von T = 10°C durchgeführt. Da der Verteilungskoeffizient
K jedoch mit steigender Temperatur abnimmt (bei einer Temperatur
zunahme von 10°C auf 20°C um ungefähr 10 bis 20%) ergeben sich
hinsichtlich der Vergleichbarkeit von Beispielen und Vergleichs
beispielen keine Probleme. Bei der Angabe der Verteilungskoeffi
zienten K steht E-3 für den Faktor 10-3 E-4 für den Faktor 10-4
und E-5 für den Faktor 10-5.
Aufgrund der schlechten Löslichkeit des anionischen Tensids A2 in
Wasser (<0,4%) wurde keine Einzelmessung durchgeführt.
Die überraschend hohe Zunahme des Verteilungskoeffizienten bezie
hungsweise der Solubilisierung belegt den synergistischen Effekt
der erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen.
Zur Überprüfung der Ergebnisse hinsichtlich des Zusammenhanges
zwischen der Solubilisierungseffizienz eines Tensids bzw. einer
Tensidformulierung und dem Mobilisierungsverhalten für organische
Schadstoffe wurden lineare Verdrängungsversuche in mit Bentheimer
Sand gepackten Säulen durchgeführt. Der Bentheimer Sand stammt
aus einer verfügbaren Bentheimer Sandsteinprobe (aus Bentheim
nahe der Deutsch-Niederländischen Grenze). Das Gestein wurde ge
mahlen, gründlich mit Wasser gewaschen und bei 40°C getrocknet.
Für die vorliegenden Säulenversuche wurde die Sandfraktion 0,16
bis 0,25 mm verwendet.
Die Säulen, mit einem Innendurchmesser von 2 cm und 60 cm Länge,
wurden mit ca. 200 g Sandmaterial gepackt. Die Flüssigkeiten wur
den mit Hilfe von Schrittmotor-gesteuerten Pumpen in die Säule
gepumpt. Dabei konnte der Druckabfall über die Säule mit Hilfe
mehrerer Differentialmanometer beobachtet und kontrolliert wer
den.
Bei Versuchen mit Bentheimer Sand wurde die Säule zunächst in der
Reihenfolge Modell-Wasser A (23°dH, im folgenden MWA genannt), Mo
dell Schadstoffmischung (PAK-Gehalt: 35%, der Rest ist BTX und
gesättigte Kohlenwasserstoffe) und anschließend mit MWA, und zwar
jeweils mit mehreren Porenvolumina (PV), gespült. Damit wurde die
Restölsättigung (Schadstoffgehalt) von ca. 60 bis 70 g/kg Sand in
der Sandpackung eingestellt. Nach der Bestimmung der Wasserbela
stung im Eluat wurde mit der Tensidbehandlung begonnen. Die An
zahl der entnommenen Proben pro Tag richtete sich nach der zu er
wartenden Konzentrationsänderung der Kontaminanten in dem Eluat
und zwar so, daß der Verlauf der Mobilisierungskurve genau be
stimmt werden konnte. Sobald die Schadstoffkonzentration im Eluat
auf einen relativ niedrigen und nahezu konstanten Wert zurück
ging, wurde auf MWA umgestellt. Die Wasserbelastung nach der Ten
sidbehandlung konnte so ermittelt werden. Anschließend wurde die
Restkontamination der Sandpackung mit Lösungsmittel, in der Regel
THF, herausextrahiert und eine Massenbilanz aufgestellt. Die Was
serbelastung, u. a. durch PAK, wurde nach der Lösungsmittelbehand
lung durch eine Wiederaufnahme der MWA-Spülung ebenfalls ermit
telt.
Zur Bestimmung der KW im Eluat, d. h. PAK, BTX und der gesättigten
KW, wurden GC-Analysen durchgeführt. SFC- und HPLC-Analysen wur
den an ausgewählten Eluatproben zur Bestimmung der Tensidkonzen
tration durchgeführt.
Verschiedene binäre und ternäre Tensidformulierungen mit ver
gleichbarer Solubilisierungseffizienz und verschiedenen Grenzflä
chenspannungswerten wurden mit den folgenden Ergebnissen gete
stet. Trotz hoher Schadstoffbelastung des Sediments (60 bis 70 g/
kg-Sand) erfolgt die Mobilisierung der Schadstoffe vorwiegend
durch Solubilisierung. Tensidformulierungen mit besonders niedri
gen Grenzflächenspannungswerten (z. B. A2/N2, mit einem Grenzflä
chenspannungswert gegen Dieselöl von 0,12 mN/m und einem Grenz
flächenspannungswert gegen Schadstoffgemisch 4 von 0,04 mN/m) mo
bilisieren anfänglich etwas schneller. Die maximal mögliche Mobi
lisierung der Schadstoffe ist jedoch vergleichbar mit der Mobili
sierung beim Einsatz anderer Formulierungen mit einer vergleich
baren Solubilisierungseffizienz, jedoch mit deutlich höheren
Grenzflächenspannungswerten (wie z. B. A2/N3, mit einem Grenzflä
chenspannungswert gegen Dieselöl von 0,16 mN/m und einem Grenz
flächenspannungswert gegen Schadstoffgemisch 4 von 1,2 mN/m). Bei
Schadstoffgemisch 4 handelt es sich um ein Gemisch aus Dekalin
(60%), Xylol (33%), Phenanthren (3,5%) und Pyren (3,5%).
In allen untersuchten Fällen war es möglich, mit 3 bis 5 Porenvo
lumen mindestens 80%, in vielen Fällen bis zu 95%, der Schad
stoffe zu mobilisieren. Das entspricht einer Restkontamination
von kleiner oder gleich 1%, bezogen auf die Trockenmasse der Säu
lenfüllung mit Bentheimer Sand. Die Leistungsfähigkeit der erfin
dungsgemäß zu verwendenden Tensidformulierungen kann dadurch ver
deutlicht werden, dass auch durch nachfolgendes Spülen der Säulen
mit Tetrahydrofuran und Chloroform keine signifikante Abreiche
rung mehr erreicht werden konnte.
So konnte mit der erfindungsgemäß verwendeten Tensidformulierung
A2/N2 (0,84%/1,1%) aus Beispiel 2 nach 2,5 Porenvolumen eine
Gesamtabreicherung von 88% und nach 6,1 Porenvolumen eine Gesamt
abreicherung von 93% erreicht werden, die auch durch Spülen mit
jeweils 2,5 Porenvolumen Tetrahydrofuran und Chloroform nur auf
96% Gesamtabreicherung gesteigert werden konnte. Das verwendete
Schadstoffgemisch enthielt Toluol, Decalin, Tetralin, Methylnaph
thalin, Dibenzofuran, Fluoren, Phenandren, Pyren und n-Decan mit
einem Gesamtgehalt an polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)
von 35%.
Claims (10)
1. Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen, enthaltend
- a) wenigstens ein anionisches Tensid, ausgewählt unter
Alkylarylsulfonaten der Formel I,
worin
R1 für einen linearen oder verzweigten C6-C24-Alkyl rest steht,
R2 für Na, K, Ca oder NR3 3 steht, worin die Reste R3 unabhängig voneinander für H oder C1-C8-Alkyl stehen, und
m für 1, 2 oder 3 steht; und
Sulfosuccinaten der Formel II,
worin
R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt,
R4 und R5 unabhängig voneinander für H oder einen li nearen oder verzweigten C2-C22-Alkylrest stehen mit der Maßgabe, daß R4 und R5 nicht gleichzeitig für H stehen; und - b) wenigstens ein nichtionisches Tensid, ausgewählt unter
alkoxilierten Alkoholen der Formel III,
worin
R6 für einen linearen oder verzweigten C6-C32-Alkyl- oder Alkenylrest steht,
die Reste R7 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylenresten,
n für einen Wert im Bereich von 1 bis 80 steht, und
R8 für H, lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl oder
steht, wobei R13 für lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl steht;
Carbonsäureamidalkoxilaten der Formel IV,
worin
R9 für einen linearen oder verzweigten C5-C30-Alkyl- oder Alkenylrest steht,
R10 für H oder einen linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylrest steht,
die Reste R11 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter linearen oder verzweigten C1-C6-Alkylenresten,
n für einen Wert im Bereich von 1 bis 50 steht, und
R12 für H oder lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl steht;
Alkylglycosiden, worin wenigstens ein linearer oder ver zweigter C4-C30-Alkohol mit einem Mono-, Di-, Oligo- oder Polysaccharid über eine Etherbindung verknüpft ist; und
Polyalkylenoxid-Blockcopolymeren mit mindestens einem endständigen Polyethylenoxidblock und mindestens einem Block aus Propylenoxid und/oder Butylenoxid, die ein mittleres Molekulargewicht im Bereich 500 bis 20000 auf weisen,
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
alkoxilierten Alkohole der Formel III O/W-Grenzflächenspan
nungswerte von kleiner oder gleich 3,0 mN/m aufweisen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Carbonsäureamidalkoxilate der Formel IV und die Al
kylglycoside unabhängig voneinander O/W-Grenzflächenspan
nungswerte von kleiner oder gleich 1,0 mN/m aufweisen.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Polyalkylenoxid-Blockcopolymere
O/W-Grenzflächenspannungswerte von kleiner oder gleich 6,0 mN/m
aufweisen.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die anionischen Tenside O/W-Grenzflä
chenspannungswerte von kleiner oder gleich 0,6 mN/m aufwei
sen.
6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Tensidgesamtkonzentration im Bereich
von 0,01 bis 20,0 Gew.-% liegt.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Solubilisierung organischer Schad
stoffe in Bentheimer Sand, ausgedrückt durch den Verteilungs
koeffizienten K, gleich oder größer als 2‰ ist.
8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis der anionischen
und nichtionischen Tenside im Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100
liegt.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Formulierung eine O/W-Grenzflächen
spannung kleiner oder gleich 0,5 mN/m, gemessen als 0,5%ige
Lösung in Wasser, aufweist.
10. Verfahren zum Abreichern von organischen Schadstoffen in ei
ner festen Matrix, indem man die Matrix mit einer wässrigen
Tensidformulierung, gegebenenfalls unter Druck- und/oder Tem
peraturerhöhung, in Kontakt bringt, dadurch gekennzeichnet,
dass man eine wässrige Tensidformulierung gemäß der Defini
tion in einem der Ansprüche 1 bis 9, einsetzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19954069A DE19954069A1 (de) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19851818 | 1998-11-10 | ||
DE19954069A DE19954069A1 (de) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19954069A1 true DE19954069A1 (de) | 2000-05-11 |
Family
ID=7887313
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19954070A Ceased DE19954070A1 (de) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Wässrige Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes |
DE19954069A Ceased DE19954069A1 (de) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19954070A Ceased DE19954070A1 (de) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Wässrige Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE19954070A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001037658A2 (de) * | 1999-11-23 | 2001-05-31 | Cognis Deutschland Gmbh & Co.Kg | Schaumarme tensidkonzentrate für den einsatz im bereich der förderung des pflanzenwachstums |
-
1999
- 1999-11-10 DE DE19954070A patent/DE19954070A1/de not_active Ceased
- 1999-11-10 DE DE19954069A patent/DE19954069A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001037658A2 (de) * | 1999-11-23 | 2001-05-31 | Cognis Deutschland Gmbh & Co.Kg | Schaumarme tensidkonzentrate für den einsatz im bereich der förderung des pflanzenwachstums |
WO2001037658A3 (de) * | 1999-11-23 | 2001-12-27 | Cognis Deutschland Gmbh | Schaumarme tensidkonzentrate für den einsatz im bereich der förderung des pflanzenwachstums |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19954070A1 (de) | 2000-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0254208B1 (de) | Schaumarme und/oder schaumdämpfende Tensidgemische und ihre Verwendung | |
Falatko et al. | Effects of biologically produced surfactants on the mobility and biodegradation of petroleum hydrocarbons | |
DE69936557T2 (de) | Stabile alkalische Emulsionsreiniger | |
DE19983092B4 (de) | Schneidöl, Schneidölzusammensetzung sowie deren Verwendung | |
DE69206602T2 (de) | Reinigung von bohrlöchern mit hilfe von alkalischen alkyl-polyglykosid-verbindungen. | |
EP1766184B1 (de) | Verwendung von lithiumsalzen von fettalkoholsulfaten zum reinigen von bohrlöchern, bohrgeräten oder bohrklein | |
EP1254948B1 (de) | Geminitenside | |
US5725470A (en) | Process for soil remediation | |
EP0511253B1 (de) | Demulgierende reinigungsmittel und deren verwendung | |
EP1254947B1 (de) | Geminitenside | |
EP0884298A2 (de) | Gemini-Tenside, Tensidgemisch und Reinigungsmittel | |
EP1229104B1 (de) | Spül- und Reinigungsmittel | |
EP0916717B1 (de) | Mittel zum Reinigen von harten Oberflächen | |
DE19954069A1 (de) | Verwendung von wässrigen Tensidformulierungen zum Abreichern von organischen Schadstoffen in festen Matrizes | |
WO1991003536A1 (de) | Verwendung von polyalkylendiolethergemischen als antischaummittel | |
EP1229103A2 (de) | Hydroxymischether mit hohem Ethoxylierungsgrad | |
EP3250668B1 (de) | Saures flüssigkompaktwaschmittel enthaltend hydroxycarbonsäure, niotensid und -amylase | |
WO2014114459A1 (de) | Hochkonzentrierte, wasserfreie aminsalze von kohlenwasserstoff-alkoxysulfaten und verwendung und verfahren unter verwendung von wässrigen verdünnungen derselben | |
DE19747892A1 (de) | Verwendung von Alkylpolyglycosiden in Druckfarbenreinigern | |
EP1321512A2 (de) | Spül-und Reinigungsmittel | |
WO2012140248A2 (en) | Liquid products and method for emulsifying oil, and use thereof in the treatment of oil contaminations | |
US5326407A (en) | Process for washing solid particles comprising a sophoroside solution | |
EP0743359B1 (de) | Hochkonzentrierter wasserhaltiger Grundreiniger | |
US6584988B1 (en) | Process for removing contaminants from water | |
DE3928604A1 (de) | Verwendung ausgewaehlter gemische von polyglykolethern als schaumdrueckende zusaetze in schaumarmen reinigungsmitteln |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |