RU2607952C2 - Композиция поверхностно-активного вещества - Google Patents
Композиция поверхностно-активного вещества Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607952C2 RU2607952C2 RU2014101463A RU2014101463A RU2607952C2 RU 2607952 C2 RU2607952 C2 RU 2607952C2 RU 2014101463 A RU2014101463 A RU 2014101463A RU 2014101463 A RU2014101463 A RU 2014101463A RU 2607952 C2 RU2607952 C2 RU 2607952C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfactant
- molecules
- mass
- alkylaryl
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 25
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 23
- -1 alkylaryl sulphonate Chemical compound 0.000 claims abstract description 20
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 62
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 claims description 23
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000009172 bursting Effects 0.000 claims description 3
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004064 cosurfactant Substances 0.000 claims description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 claims 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 16
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 5
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 5
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 3
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004435 Oxo alcohol Substances 0.000 description 2
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000003965 capillary gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N dichloromethane Natural products ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- GGQQNYXPYWCUHG-RMTFUQJTSA-N (3e,6e)-deca-3,6-diene Chemical compound CCC\C=C\C\C=C\CC GGQQNYXPYWCUHG-RMTFUQJTSA-N 0.000 description 1
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKKAGFLIPSSCHT-UHFFFAOYSA-N 1-dodecoxydodecane;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCCOCCCCCCCCCCCC FKKAGFLIPSSCHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 4,6-dinitro-o-cresol Chemical compound CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1O ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 description 1
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 101001028764 Arabidopsis thaliana Mitochondrial phosphate carrier protein 2, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- 241000612703 Augusta Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 241000270722 Crocodylidae Species 0.000 description 1
- RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M Didecyldimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical class CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002257 Plurafac® Polymers 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 241000244040 Terranova Species 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002152 alkylating effect Effects 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- XEHUIDSUOAGHBW-UHFFFAOYSA-N chromium;pentane-2,4-dione Chemical compound [Cr].CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O XEHUIDSUOAGHBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N desomorphine Chemical compound C1C2=CC=C(O)C3=C2[C@]24CCN(C)[C@H]1[C@@H]2CCC[C@@H]4O3 LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N 0.000 description 1
- 239000011903 deuterated solvents Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004851 dishwashing Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 150000008054 sulfonate salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/12—Sulfonates of aromatic or alkylated 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
- C11D1/02—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
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
- C07C309/01—Sulfonic acids
- C07C309/28—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C309/29—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton of non-condensed six-membered aromatic rings
- C07C309/30—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton of non-condensed six-membered aromatic rings of six-membered aromatic rings substituted by alkyl groups
- C07C309/31—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton of non-condensed six-membered aromatic rings of six-membered aromatic rings substituted by alkyl groups by alkyl groups containing at least three carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/017—Mixtures of compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/584—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованным композициям поверхностно-активных веществ. Описана композиция поверхностно-активного вещества, содержащая молекулы алкиларилсульфоната, причем более 30 масс. % алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества составляют один или более видов молекул с формулой:
[R-X-Ar(SO3)-]a[Mn+]b, где X является линейной ациклической алифатической гидрокарбильной цепью; R присоединен к нетерминальному атому углерода X и выбран из Н и С1, С2 и С3 алкильных групп; X и R совместно содержат 10 атомов углерода; Ar является фенильной группой; M является катионом; n выбрано из 1, 2 и 3; и а и b выбраны такими, что молекула алкиларилсульфоната является электронейтральной, причем более 20 масс. % алкиларильных молекул в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой, и более 40 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат фенильную группу, присоединенную к атому углерода, который соединен с одним из двух терминальных атомов углерода X (бета-положение в гидрокарбильной цепи X). Технический результат – обеспечение новых поверхностно-активных композиций, которые имеют хорошую растворимость, легкую биоразлагаемость, устойчивость против жесткой воды и хорошие физические технологические свойства. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 табл., 13 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к усовершенствованным композициям поверхностно-активных веществ.
Алкилбензолсульфонаты - сульфонированные производные алкилбензолов - это известные поверхностно-активные вещества, обычно используемые в различных прикладных задачах, в которых необходимы поверхностно-активные вещества (детергенты, очистители твердых поверхностей, буровые растворы, смазочно-охлаждающие жидкости и т.п.). Молекула алкилбензола содержит ациклическую алифатическую алкильную цепь, обычно получаемую посредством дистилляции фракции диапазона температур кипения углеводородов из сырьевого материала на основе нефти. Эта фракция диапазона температур кипения в характерном случае преимущественно содержит углеводороды, содержащие от 10 до 13 атомов углерода в молекуле (С10-С13 углеводороды). Такую алкильную цепь в характерном случае дегидрогенизируют и алкилируют бензол с получением алкилбензола - гидрофобной части молекулы алкилбензолсульфоната. Молекулу алкилбензола преобразуют дальше, в характерном случае - посредством сульфонирования триоксидом серы, с получением алкилбензолсульфоната, в котором сульфонатная группа присоединена к бензольной части алкилбензола и является гидрофильной частью молекулы поверхностно-активного вещества.
Исторически в детергентах использовали высокоразветвленные алкилбензолсульфонатные (ABS; от англ. alkylbenzenesulfonate) поверхностно-активные вещества. Однако было обнаружено, что они являются плохо биоразлагаемыми, и они были заменены на линейные алкилбензолсульфонаты (LAS; от англ. linear alkylbenzenesulfonates), которые являются легко биоразлагаемыми. Дальнейшие усовершенствования LAS включают получение «модифицированного LAS» или «MLAS» (MLAS; от англ. modified LAS), который содержит две модификации молекулы LAS: более высокую концентрацию 2-фенильного изомера, который повышает поверхностную активность, и внедрение ограниченного количества метильных разветвлений в алкильную цепь, что повышает растворимость.
Хотя характерные алкилбензолсульфонаты популярны из-за их доступности и превосходных характеристик «цена/эффективность», они чувствительны к взаимодействию с ионами жесткой воды (ионами кальция и магния), которое эффективно снижает их растворимость, а следовательно - их способность действовать как поверхностно-активные агенты. Сниженные температуры усиливают этот эффект. Даже на С1013 MLAS, усовершенствованные в отношении поверхностной активности и растворимости, оказывают негативные влияния ионы жесткости воды и/или пониженные температуры воды.
Композиции поверхностно-активных веществ, содержащие алкиларилсульфонаты, известны, например, из публикаций ЕР 2233461 А1, GB 917432 А и GB 1068528 А, из которых в ЕР 2233461 А1 более подробно раскрыты высоколинейные алкилбензолсульфонаты, содержащие 2-фенильные изомеры. Настоящее изобретение отличается от вышеуказанных публикаций, соответствующих предшествующему уровню техники, по меньшей мере тем, что содержание алкилбензолсульфонатов, содержащих 2-фенил, превышает 40 масс. %, а в алкильной цепи присутствует большое количество метильных разветвлений.
Поэтому для оценки эффективности композиций поверхностно-активных веществ или детергентов может быть важным измерение различных параметров эффективности, таких как собственная детергентная эффективность (моющая способность), устойчивость к Са2+ (жесткости воды), поверхностная активность, устойчивость к действию солей (NaCl) и детергентная эффективность в холодной воде.
Испытание на собственную детергентность (моющее действие) обеспечивает меру моющей способности поверхностно-активного вещества и поэтому является испытанием на детергентную эффективность. Измерение устойчивости к Са2+/мутности обеспечивает информацию о количестве растворимого поверхностно-активного вещества, доступного для активности на поверхности раздела фаз, в зависимости от жесткости воды. С повышением жесткости воды (увеличением содержания ионов кальция) растворимость поверхностно-активных веществ LAS-типа обычно снижается; поверхностно-активное вещество начинает выпадать в осадок, и раствор становится мутным.
Для оценки активности композиции поверхностно-активного вещества на поверхности раздела фаз можно определить поверхностное натяжение композиций поверхностно-активных веществ в зависимости от жесткости воды. Это измерение определяет оптимальные условия растворимости для каждого поверхностно-активного вещества с целью максимизации активности на поверхности раздела фаз.
Измерение динамического поверхностного натяжения - это определение поверхностного натяжения (или активности на поверхности раздела фаз) в зависимости от возраста поверхности. В частности, для динамических процессов, таких как мытье и очистка, динамические свойства поверхностно-активного вещества являются даже более важными, чем статические.
Устойчивость к действию солей (NaCl) определяют посредством измерения растворимости поверхностно-активного вещества в растворах с высокой ионной силой. Измерение прозрачности раствора является показателем растворимости поверхностно-активного вещества при специфической концентрации соли. Высокая устойчивость к действию солей может быть важной в технических прикладных задачах, где обнаруживаются высокие солевые нагрузки. Примерами являются повышенное извлечение нефти из пластов (EOR; от англ. enhanced oil recovery), эмульсионная полимеризация или смазочно-охлаждающие жидкости.
Наконец, также может быть важной оценка детергентной эффективности поверхностно-активного вещества в холодной воде посредством определения его способности к удалению твердой грязи в условиях холодной воды.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить новые композиции поверхностно-активных веществ, которые, кроме легкой биоразлагаемости, растворимости и хорошей поверхностной активности, обладали бы значительно большей устойчивостью против жесткой воды, хорошими физическими технологическими (моющими) свойствами при высокой жесткости воды и в низкотемпературных условиях и превосходной устойчивостью к ионной силе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению, обеспечена композиция поверхностно-активного вещества, содержащая молекулы алкиларилсульфоната, причем более 30 масс. %, предпочтительно - более 40 масс. %, более предпочтительно - более 50 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества независимо друг от друга составляют один или более видов молекул (которые предпочтительно образуют смесь) с формулой:
[R-X-Ar(SO3)-]a[Mn+]b,
где:
X является линейной ациклической алифатической гидрокарбильной цепью;
R присоединен к нетерминальному атому углерода X и выбран из H и С1, С2 и С3 алкильных групп;
X и R совместно содержат 10 атомов углерода;
Ar является фенильной группой;
M является Н+ или другим катионом, в характерном случае - катионом щелочного металла, например - Na+, или другим катионом, например - Са2+, Mg2+, К+, NH4 +, алканоламином, например - моноизопропаноламином, или другим азотсодержащим катионом;
n выбрано из 1, 2 и 3; и
а и b выбраны такими, что молекула алкиларилсульфоната является электронейтральной,
причем более 20 масс. % алкиларильных молекул в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой, и
более 20 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой.
Более 40 масс. %,более предпочтительно - более 60 масс. %, и наиболее предпочтительно - более 70 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат фенильную группу, присоединенную к атому углерода, который соединен с одним из двух терминальных атомов углерода X (бета-положение в гидрокарбильной цепи X), то есть в 2-фенил-изомерном положении.
Предпочтительно более 50 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной или этильной группой, наиболее предпочтительно - метильной группой.
Алкиларилсульфонаты являются алкилбензолсульфонатами.
Композиция поверхностно-активного вещества может дополнительно содержать одну или более добавок, выбранных из группы, состоящей из:
а) косурфактантов (совместно действующих поверхностно-активных веществ),
б) наполнителей,
в) водорастворимых полимеров,
г) ферментов,
д) добавок для повышения эффекта поверхностно-активного вещества,
е) отбеливателей,
ж) кислот,
з) оснований,
и) ароматизаторов и
к) других агентов, предназначенных для регулирования рН, вязкостных свойств и растворимости.
Композиция поверхностно-активного вещества может дополнительно содержать другие виды молекул алкиларилсульфонатов или смеси изомеров алкиларилсульфоната. Композиция может содержать смесь изомерных молекул, содержащих ациклическую алифатическую углеводородную цепь (гидрофобную), содержащую от 9 до 14 атомов углерода в одной молекуле. Такие «стандартные» смеси алкиларилсульфонатов в характерном случае содержат распределение молекул по числу атомов углерода в гидрофобной цепи. В характерном случае это распределение содержит от 10 до 25 масс. % молекул, содержащих 10 атомов углерода в гидрофобной цепи. Композиция может также содержать смесь изомерных молекул, содержащих одинаковое число от С11 до С14 атомов углерода в гидрофобной цепи, например - смесь молекул, содержащих 12 атомов углерода в гидрофобной цепи. Такие смеси коммерчески получают, например, посредством олигомеризации бутена.
Композиция поверхностно-активного вещества может содержать соотношение молекул алкиларилсульфонатов согласно настоящему изобретению и других молекул алкиларилсульфонатов, превышающее 30:70, предпочтительно - превышающее 40:60, и доходящее до 50:50.
Изобретение также относится к применению композиций поверхностно-активных веществ, описанных выше, в качестве поверхностно-активных веществ в водных растворах или растворах на основе масел.
Водный раствор может иметь высокую концентрацию Са2+ или Mg2+, превышающую 50 частей на миллион (англ. - ppm, parts per million), превышающую 90 частей на миллион, в частности - превышающую 135 частей на миллион, превышающую 180 частей на миллион и даже превышающую 300 частей на миллион.
Водный раствор может иметь высокую ионную силу; например -концентрацию NaCl, превышающую 3%, в частности - превышающую 4%, и даже превышающую 6%.
Водный раствор может иметь температуру в диапазоне от 5°С до 65°С, предпочтительно - от 10°С до 40°С. Композиции поверхностно-активных веществ, описанные выше, находят конкретное применение в качестве моющих средств для стирки белья, в частности - для удаления твердых загрязнений в условиях холодной воды (с температурой от 10°С до 40°С).
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, композиции поверхностно-активных веществ могут быть использованы, но не ограничиваются этим, в прикладных задачах, связанных с добычей нефти и повышенным извлечением нефти из пластов (EOR), например - в качестве поверхностно-активных веществ для химического EOR, средств для повышения скорости притока в ствол скважины, смачивающих добавок, диспергирующих агентов, эмульгаторов, буровых растворов, разрывающих жидкостей, вытеснительных жидкостей, средств для очистки буровых отходов, средств для очистки буровых скважин, вспенивающих агентов для буровых растворов.
Другие примеры применения могут включать средства, применяемые при обработке металлов, и смазочные материалы, например - диспергирующие агенты, противокоррозионные добавки, смазочные материалы для холодильных установок, нейтрализующие реагенты, базовые масла или сверхосновные сульфонаты в форме кальциевых солей.
Прикладные задачи могут также включать применение для обработки тканей, в красках, чернилах, покрытиях и адгезивах, например - для эмульсионной полимеризации, в качестве диспергирующих агентов пигментов и смачивающих добавок, в композициях для защиты растений (сельскохозяйственных культур) от вредителей и в любых других применениях, где желательны поверхностно-активные свойства.
Изобретение также относится к композиции, содержащей алкиларильные молекулы, в которой более 30 масс. %, предпочтительно - более 40 масс. %, более предпочтительно - более 50 масс. % алкиларильных молекул в композиции независимо друг от друга имеют формулу (предпочтительно являются смесями):
где:
X является линейной ациклической алифатической гидрокарбильной цепью,
R присоединен к нетерминальному атому углерода X и выбран из H и С1, С2 и С3 алкильных групп или, альтернативно, из С1, С2 и С3 алкильных групп;
X и R совместно содержат 10 атомов углерода;
Ar является фенильной группой,
в частности - для использования при получении композиции поверхностно-активного вещества, содержащей молекулы алкиларилсульфонатов,
причем более 20 масс. % алкиларильных молекул в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой.
Более 40 масс. %, более предпочтительно - более 60 масс. % и наиболее предпочтительно - более 70 масс. % алкиларильных молекул в композиции содержат фенильную группу, присоединенную к атому углерода, который соединен с любым из двух терминальных атомов углерода X (бета-положение относительно любого терминального атома углерода); такое положение обычно называют «2-фенил»-изомерным положением.
Предпочтительно более 50 масс. % алкиларильных молекул в композиции (смеси) содержат R, который является метильной или этильной группой, наиболее предпочтительно - метильной группой.
Алкиларильные молекулы являются алкилбензолами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из приведенных ниже графических материалов, подробного описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и из приведенных ниже примеров.
Фиг. 1 является графиком, демонстрирующим собственную детергентность (моющее действие) С10 MLAS по сравнению с другими видами LAS при 40°С.
Фиг. 2 является графиком, демонстрирующим устойчивость к кальцию смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 20°С.
Фиг. 3 является графиком, демонстрирующим устойчивость к кальцию смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 20°С.
Фиг. 4 является графиком, демонстрирующим устойчивость к кальцию смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 40°С.
Фиг. 5 является графиком, демонстрирующим кривые динамического поверхностного натяжения для С10 MLAS в сравнении с другими видами LAS.
Фиг. 6 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 25°С и 90 частей на миллион Са2+.
Фиг. 7 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 25°С и 90 частей на миллион Са2+.
Фиг. 8 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 25°С и 180 частей на миллион Са2+.
Фиг. 9 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 25°С и 180 частей на миллион Са2+.
Фиг. 10 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 40°С и 180 частей на миллион Са2+.
Фиг. 11 является графиком, демонстрирующим зависимость значений коэффициента поверхностного натяжения от возраста поверхности смесей С10 MLAS и С1013 LAS при 40°С и 180 частей на миллион Са2+.
Фиг. 12 является графиком, демонстрирующим устойчивость к соли С10 MLAS по сравнению с другими видами LAS.
Фиг. 13 является графиком, демонстрирующим преимущество добавления С10 MLAS и С10 LAS к стандартному моющему средству для стирки белья с целью удаления твердой грязи в условиях холодной воды.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к композициям поверхностно-активных веществ, содержащим линейный алкилбензолсульфонат (LAS), и в частности - модифицированный алкилбензолсульфонат (MLAS), который является LAS, модифицированным посредством метильных разветвлений (в характерном случае - содержащим 50 и более процентов монометильных разветвлений) и значительным распределением фенильных изомеров в 2-фенильном изомерном положении (в характерном случае - содержащим 80 и более процентов 2-фенильных изомеров).
Получение MLAS требует двух вещей, кроме того, что обычно используют для получения стандартного LAS - источника разветвленного парафина или олефина и катализатора алкилирования, который обеспечивает высокое содержание 2-фенильного изомера. Коммерческий LAS традиционно получают посредством начальной экстракции линейного парафина из керосина и последующей дегидрогенизации парафина с получением олефинов, которые затем алкилируют в присутствии бензола с получением линейного алкилбензола (LAB; от англ. linear alkylbenzene), который затем сульфонируют олеумом или смесью S03-воздуха с получением LAS. Метил-разветвленный парафин можно получить посредством изомеризации линейного парафина с получением разветвленного парафина, или можно димеризовать короткоцепочечные олефины с получением разветвленного олефина. Кроме того, разветвленный парафин и/или разветвленный олефин можно избирательно экстрагировать из топливных потоков.
В композициях поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению специфически оценивают различные эксплуатационные параметры, такие как собственная детергентная эффективность (моющая способность), устойчивость к Са2+ (жесткости воды), поверхностная активность и устойчивость к солям (NaCl). Кроме того, эффективность композиций поверхностно-активных веществ согласно настоящему изобретению оценивали также по удалению грязи в холодной воде.
Если обратиться к Фиг. 1, то испытание на собственную детергентную эффективность при 40°С демонстрирует, что С10 MLAS согласно настоящему изобретению обладает меньшей эффективностью при низких концентрациях Са2+ (менее 90 частей на миллион), по сравнению с другими образцами поверхностно-активных веществ, которыми были образец С1013 LAS, образец С11 MLAS и образец С12-13 MLAS. Однако С10 MLAS неожиданно проявил возрастающую более высокую эффективность при более высоких концентрациях Са2+, превышающих 90 частей на миллион, в частности - превышающих 135 частей на миллион и достигающих по меньшей мере 180 частей на миллион.
Фиг. 2 демонстрирует превосходящий эффект С10 MLAS по сравнению с коммерческим LAS (Solfodac® АС-3-Н) в растворах, содержащих повышенные концентрации Са2+ (повышенная жесткость воды). Кроме того, рисунок демонстрирует синергический эффект смешивания 70 масс. % и больших количеств С10 MLAS с коммерческим LAS с обеспечением преимущества повышения устойчивости к жесткой воде коммерческого LAS. Эффект виден уже при 150 частей на миллион Са2+, в частности в диапазоне от 200 частей на миллион Са2+ и до по меньшей мере 250 частей на миллион Са2+.
Фиг. 3 демонстрирует полезный эффект С10 MLAS при смешивании с С1013 LAS, который проявляется при добавлении всего 10% С10 MLAS (в раствор, содержащий примерно 175 частей на миллион Са2+). Коммерческий С1013 LAS содержит 10,5 масс. % молекул С10, и поэтому этот рисунок демонстрирует также преимущество детергентной композиции, содержащей линейный алкилбензолсульфонат (LAS) - молекулу LAS, содержащую фенильную группу, присоединенную к углеводородной цепи; при этом более 30 масс. %, предпочтительно - более 40 масс. %, наиболее предпочтительно - более 50 масс. % молекул LAS содержат углеводородную цепь, являющуюся С10-цепью. Этот рисунок также демонстрирует преимущество, которое может быть получено посредством смешивания С10 MLAS с С1013 LAS для повышения содержания С10 в детергентной композиции, и состоящее в обеспечении повышенной устойчивости LAS к жесткой воде. Фиг. 4 демонстрирует сходную тенденцию в таких же испытаниях, проведенных при более высокой температуре, равной 40°С.
Другим важным аспектом, основанным на данных, описанных выше, является потенциальная возможность использования более широкого спектра сульфонатных солей, включая соли кальция и магния. Способность сохранять растворимость при высокой жесткости воды коррелирует со способностью использовать сульфонаты в форме солей кальция и/или магния (или других сходных катионов), поскольку эти соли, в отличие от кальциевых и магниевых солей стандартных LAS, достаточно растворимы в воде для составления и использования композиций.
Фиг. 5 демонстрирует, что С10 LAS и особенно С10 MLAS обладают лучшими поверхностно-активными свойствами при более высоких концентрациях Са2+, чем С1013 LAS и коммерческий LAS (Solfodac® АС-3-Н). Этот эффект становится видимым у С10 MLAS при концентрации Са2+, равной 50 частей на миллион, и в частности - более 150 частей на миллион, при сравнении с другими видами LAS.
Фиг. 6 демонстрирует, что смеси С10 MLAS и коммерческого LAS (Solfodac® АС-3-Н) обладают более низкими значениями коэффициента поверхностного натяжения, чем чистый Solfodac, уже при 10 масс. % С10 MLAS. Эти эксперименты были проведены при фиксированной концентрации Са2+, равной 90 частей на миллион, а поверхностное натяжение контролировали в зависимости от возраста поверхности. Кроме того, смеси С10 MLAS и С1013 LAS также демонстрируют хорошее повышение поверхностной активности в зависимости от возраста поверхности при 50 масс. % С10 MLAS на Фиг. 7. Это особенно верно для молодых поверхностей (короткие промежутки времени). Этот эффект выравнивается с течением времени, поскольку за более длительные промежутки времени более длинноцепочечные материалы также достигают низких значений поверхностного натяжения. Таким образом, Фиг. 6 и Фиг. 7 демонстрируют дополнительное преимущество, относящееся к активности на поверхности раздела фаз, которое можно получить посредством смешивания СЮ MLAS с другими видами LAS, такими как коммерческий LAS и С1013 LAS.
Фиг. с 8 по 11 подтверждают преимущество, относящееся к активности на поверхности раздела фаз (более низкое поверхностное натяжение), контролируемое в зависимости от возраста поверхности, даже при более высоких уровнях жесткости воды (180 частей на миллион Са2+), которое может быть получено посредством смешивания С10 MLAS с другими видами LAS, такими как коммерческий LAS (Solfodac® АС-3-Н) и С1013 LAS. Фиг. 8 демонстрирует значительное преимущество уже при добавлении 30 масс. % С10 MLAS к коммерческому LAS ((Solfodac®), тогда как Фиг. 9 отражает явное преимущество при добавлении 10 масс. % С10 MLAS к С1013 LAS. Общая эффективность была несколько выше при 40°С, чем при 25°С, как показано на Фиг. 10 и Фиг. 11.
Фиг. 12 демонстрирует, что на С10 MLAS оказывает меньшее влияние высокая солевая нагрузка (NaCl), чем на коммерческий LAS (Solfodac® АС-3-Н). Выпадение стандартного LAS (Solfodac® АС-3-Н) в осадок было обнаружено при концентрации NaCl, примерно равной 3%, тогда как С10 MLAS не начинал выпадать в осадок до солевой нагрузки, равной 5%. Смеси также проявляли лучшую устойчивость к соли, чем стандартный LAS.
Фиг. 13 демонстрирует преимущество добавления С10 MLAS и С10 LAS к стандартной смеси детергентов (DET; от англ. detergent) для стирки белья с целью повышения детергентности (моющего действия) в холодной воде, в частности - для удаления твердой грязи в условиях холодной воды. Очевидно, что ведущая коммерческая жидкая смесь детергентов для стирки белья менее эффективна, чем смесь в соотношении 1:1 этой смеси детергентов и композиции поверхностно-активного вещества согласно настоящему изобретению (СЮ MLAS). Превосходная детергентная эффективность в холодной воде также была обнаружена в случае смеси в соотношении 1:1 такого детергента и композиции поверхностно-активного вещества С10 LAS согласно настоящему изобретению. В противоположность этим результатам, смесь в соотношении 1:1 коммерческой жидкой смеси детергентов для стирки белья с образцом поверхностно-активного вещества С1114 LAS (низкое содержание 2-фенильных изомеров) демонстрирует явное снижение детергентной эффективности в холодной воде.
Поэтому согласно настоящему изобретению наиболее неожиданно было обнаружено, что композиции поверхностно-активных веществ или детергентов, содержащие линейный алкилбензолсульфонат (LAS), содержащий фенильную группу, присоединенную к углеводородной цепи, причем более 30 масс. %, предпочтительно - более 40 масс. %, наиболее предпочтительно - более 50 масс. % LAS содержат углеводородную цепь, являющуюся С9 и/или С10 цепью, наиболее предпочтительно - СЮ цепью, обладают:
- экстраординарной устойчивостью к жесткой воде и связанные с ней
- хорошие физические и технологические (моющие) свойства при высоких нагрузках Са2+ и холодной температуре воды, совместно с
- превосходной устойчивостью к ионной силе.
Предпочтительным LAS является 2-фенильный, предпочтительно -монометилразветвленный модифицированный LAS (MLAS). 2-фенильный изомер LAS является наименее растворимым из фенильных изомеров LAS, и можно было ожидать, что молекула, снижающая объемную растворимость в воде, должна снизить произведение растворимости (Ksp) кальциевой соли поверхностно-активного вещества. Однако, в противоположность этому, было показано, что LAS в диапазоне С9 и/или С10, в частности - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, повышает устойчивость к кальцию (повышает кажущееся произведение растворимости), хотя и снижает объемную растворимость.
Использование и применение
MLAS согласно настоящему изобретению можно использовать в качестве анионного поверхностно-активного вещества, и оно пригодно, в частности, для детергентов и моющих средств, а также для промышленных и химико-технологических применений.
Описанные MLAS можно использовать в широком диапазоне композиций для очистки в домашних условиях, в промышленности и в общественных учреждениях. Примеры характерных применений включают моющие средства, средства для ручного мытья посуды, детергенты для стирки белья, средства для предварительного замачивания белья с целью удаления пятен, продукты для сухой химической чистки и продукты для личной гигиены. Потребительские моющие средства согласно настоящему изобретению могут иметь разнообразные физические формы, включающие жидкости, гели, пасты, порошки, гранулы, таблетки, бруски и подушечки.
Настоящее изобретение также обеспечивает композиции детергентов и моющих средств, которые в качестве обычных ингредиентов содержат MLAS согласно настоящему изобретению в концентрациях, достигающих 50 масс. %, предпочтительно - лежащих в диапазоне от 0,1 масс. % до 25 масс. %, более предпочтительно - от 0,1 масс. % до 15 масс. %.
Кроме MLAS согласно настоящему изобретению, композиции и составы согласно настоящему изобретению могут также содержать другие анионные, неионные или катионные поверхностно-активные вещества или их смеси. Стандартные поверхностно-активные вещества, которые могут быть использованы с модифицированными алкилбензолсульфонатами. согласно настоящему изобретению, описаны, например, Куртом Коссвигом в Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A25 (1994), p.747-818. Поверхностно-активные вещества обычно содержатся в композициях и составах в концентрациях, лежащих в диапазоне от 1% до 60%.
Подходящие анионные поверхностно-активные вещества, которые могут присутствовать в композиции, включают сульфаты или другие поверхностно-активные вещества сульфонатного типа. Примерами других поверхностно-активных веществ сульфонатного типа являются стандартные линейные алкилбензолсульфонаты, например, С10-С13 LAS, С10-С13 MLAS, С13-С17 парафинсульфонаты, олефинсульфонаты, алкил- или алкенилсульфосукцинаты и сульфонаты сложных эфиров, например - сульфонаты метилового эфира, имеющие длину цепи от 12 до 20 атомов С. Примерами поверхностно-активных веществ сульфатного типа являются сложные моноэфиры серной кислоты и жирных спиртов синтетической или натуральной природы, например - жирного спирта кокосового масла, жирного спирта сала, олеилового спирта, спирты Циглера в диапазоне от С8 до С18 или оксоспирты в диапазоне от С10 до С20. Также могут быть использованы сульфаты простых эфиров жирных спиртов, такие как сульфат лаурилового эфира, сульфаты простых эфиров С12-С13 спиртов и сульфаты простых эфиров С12-С15 спиртов.
Другими подходящими анионными поверхностно-активными веществами являются мыла, включая мыла насыщенных жирных кислот, например - мыла щелочных металлов или алканоламинные мыла лауриновой кислоты, миристиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты. Предпочтительны смеси мыл, полученных из натуральных жирных кислот, таких как жирные кислоты кокосового масла, пальмового масла или сала.
Подходящими неионными поверхностно-активными веществами являются продукты реакции присоединения этиленоксида и/или пропиленоксида к алкилфенолам, оксоспиртам или натуральным или циглеровским спиртам, жирным кислотам, жирным аминам и амидам жирных кислот. Особо предпочтительны продукты реакции взаимодействия от 3 до 15 молей этиленоксида с жирными спиртами кокосового масла или сала или с синтетическими спиртами, содержащим от 8 до 18 атомов С.Также на рынке уже имеются продукты реакции присоединения типа «спирт-ЭО-ПО», которые продают под торговыми наименованиями Biodac® и Marlox® (компания Sasol), Plurafac® (компания BASF), Dehydron® LS (компания Cognis); кроме того, могут быть использованы продукты других поставщиков. Также можно использовать поверхностно-активные вещества, содержащие С8-С18 алкилполиглюкозиды и оксиды аминов.
Кроме того, в композициях можно использовать катионные поверхностного активные вещества и амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как амфолиты и бетаины.
Другими стандартными ингредиентами детергентов и моющих средств являются средства, усиливающие очищающее действие, ферменты, полимеры, отбеливатели, активаторы отбеливания, наполнители, носители, технологические добавки, ароматизаторы, красители, солюбилизирующие средства, а в жидких композициях - растворители.
Средства, усиливающие очищающее действие детергентов, предпочтительно включают в композиции согласно настоящему изобретению, в твердых композициях эти средства иногда служат адсорбентами для поверхностно-активных веществ. Подходящими средствами, усиливающими очищающее действие, являются силикаты щелочных металлов, алюмосиликаты, такие как цеолиты, фосфаты, фосфонаты, поликарбоксилаты или цитраты. Композиции согласно настоящему изобретению могут содержать от 0% до 70% компонентов, усиливающих очищающее действие детергентов. Ферменты могут быть включены в композиции в концентрациях, достигающих 5 масс. %, например - ферменты протеазы, амилазы, целлюлазы и липазы или их смеси.
Кроме области детергентов и очищающих средств, MLAS согласно настоящему изобретению могут быть использованы в широком диапазоне других прикладных задач, включая обработку тканей, обработку металлов, смазочные средства для холодильной промышленности, краски, химикаты для нефтедобычи, химикаты для повышенного извлечения нефти из пластов (EOR), композиции для защиты растений (от вредителей) и промышленной обработки.
Приведенное выше подробное описание рисунков и специфических вариантов осуществления настоящего изобретения, совместно с примерами, приведенными ниже, не ограничивает более широкий объем настоящего изобретения. Изобретение может иметь различные модификации, эквиваленты и альтернативные формы, входящие в сущность и объем настоящего изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Образцы поверхностно-активных веществ были приготовлены посредством алкилирования бензола линейными и метилразветвленными олефинами при пропускании их через Н-морденит CBV20A. Эти образцы линейных алкилбензолов (LAB) и модифицированных линейных алкилбензолов (MLAB; от англ. modified linear alkylbenzene) сульфонировали SO3 с использованием блока для сульфонирования в тонкой пленке. Продукт сульфоновой кислоты нейтрализовали гидроксидом натрия с получением 30% активного сульфоната натрия.
Были использованы следующие образцы поверхностно-активных веществ:
1) С10 MLAS - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, 25 монометил разветвленный;
2) С10 LAS - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, высоколинейный.
Другие виды LAS:
1) С1013 LAS - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, линейный;
2) С1213 MLAS - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, монометилразветвленный;
3) С11 MLAS - с высоким содержанием 2-фенильного изомера, монометилразветвленный;
4) Solfodac® АС-3-Н - с низким содержанием 2-фенильного изомера, линейный [коммерчески доступный С1013 LAS];
5) С1114 LAS с низким содержанием 2-фенильного изомера - с низким содержанием 2-фенильного изомера, линейный.
В Таблице 1 ниже приведены подробности относительно образцов, использованных в испытаниях.
Источники парафинов/олефинов, использованные для приготовления образцов LAS/MLAS:
Olex: Исходным сырьевым материалом является керосин из сырой нефти. Существенными характеристиками олефинов являются линейность и внутренние олефины.
Isalchem® 123, Isalchem® 11, Isalchem® 10:
Исходным сырьевым материалом является керосин (сырая нефть), использованный для получения разветвленных спиртов (Isalchem), дегидратированных с получением метилолефинов (80 и более % метильных разветвлений).
Aug-Pacol 1014: С10-14 парафин, экстрагированный из керосина, произведенный в Аугусте, Италия.
Solfodac® АС-3-Н: Торговое название сульфонированного производного LAB, полученного с использованием технологии Detal компании UOP, которое можно приобрести в компании Terranova.
LC-Pacol 1213: С10-14 парафин, экстрагированный из керосина, произведенный в г. Лейк-Чарльз, США.
Аналитическая методология:
Образцы линейных алкилбензолов (LAB) и модифицированных линейных алкилбензолов (MLAB) были проанализированы с использованием следующих аналитических процедур:
а. Капиллярная газовая хроматография (ГХ) и капиллярная газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХМС) для определения длины углеродной цепи, массовых процентов и разветвлений
Образцы были проанализированы посредством капиллярной газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием (FID; от англ. flame ionization detection) или масс-спектрометрией (МС). Условия ГХ указаны ниже. Использовали масс-спектрометр Agilent с электронным ударом.
Колонка: 15 м × 0,25 мм × 0,25 мкм, фаза DB-1
Инжектор: 300°
Детектор: 320°
Объемная скорость потока в колонке: 1,26 мл/мин
Отношение деления потока: 100:1
Скорость изменения температуры в колонке: 70°, поддержание в течение 1 мин, 6 град/мин до 200°, затем 10 град/мин до 320°, поддержание в течение 5 мин.
Программа изменения давления: 1,26 мл/мин в течение 23 мин, затем 10 мл/мин/мин до 2,5 мл/мин
Объем инжекции: 0,2 мкл посредством автоматической пипетки.
Стандарты известных линейных алкилбензолов были исследованы посредством газовой хроматографии с пламенно-ионизационным и масс- спектрометрическим детектированием. Газохроматографическую последовательность элюирования, время удерживания и массовый спектр затем сравнивали с характеристиками соединений, полученных согласно настоящему изобретению. 2-фенильные изомеры имели характерные спектры с пиками, соответствовавшими молекулярной массе и 105 атомным единицам массы (а.е.м.). Сходным образом, 3-фенильные изомеры имели в массовых спектрах пик при 119 а.е.м. Идентификацию пиков материалов, полученных согласно настоящему изобретению, произвели на основании их времени удерживания и массового спектра. Метилразветвленные алкилаты элюируются раньше соответствующего линейного гомолога. Четвертичные 2-метил-2-фенилалкилаты имели массовые спектры с пиком при 119 а.е.м., но элюировались в несколько иное время, чем 3-фенильный изомер.
б. 13С-ЯМР для определения ветвления и положения фенильной группы в образцах MLAB и LAB
Все образцы были проанализированы посредством 13С-ЯМР на ЯМР-анализаторе Bruker AVANCE с рабочей частотой 500 МГц с использованием широкополосного зонда диаметром 5 мм. Важные параметры прибора указаны в Таблице 2.
Образцы были приготовлены посредством объединения 4,5 граммов продукта с 0,05 граммами п-диоксана как внутреннего стандарта (оба вещества были взвешены с точностью до 0,1 мг). 0,3 мл этой смеси были перенесены в пробирку для ЯМР и растворены в 0,2 мл дейтерированного растворителя - хлористого метилена. Ацетилацетоноат хрома был использован в качестве релаксационного агента. После получения спектры фазировали вручную, корректировали базовую линию и интегрировали.
Спектры фазировали вручную и корректировали базовую линию. Степень разветвления каждого образца MLAB была определена посредством нормализации всего 13С-ЯМР до 100 (резонансы растворителя и внутреннего стандарта были исключены). Резонансы метильных групп были идентифицированы с использованием стандартных DEPT135 и DEPT90 экспериментов. «Процент метильного углерода» преобразовывали в среднее число разветвлений в одной молекуле посредством умножения на среднее углеродное число образца (определенное посредством ГХ) и вычитания 2 (чтобы учесть метильные группы линейных LAB).
Исследование четвертичных MLAB посредством 13С-ЯМР
Спектры фазировали вручную и корректировали базовую линию. Общее содержание четвертичных MLAB определяли с использованием ароматического углерода 2-фенильного изомера и бензильного углерода в >2-фенильных изомерах. Химические сдвиги относительно ТМС (тетраметилсилана) для каждого резонанса приведены в Таблице 3. Четвертичные атомы углерода были подтверждены с использованием стандартных DEP135 и DEPT90 13С-ЯМР экспериментов. Все интегральные значения были заданы относительно внутреннего стандарта - п-диоксана, которому было присвоено произвольное значение.
Изобретение более подробно описано и проиллюстрировано со ссылкой на приведенные ниже испытания, которые иллюстрируют преимущества С10 MLAS и С10 LAS перед другими видами LAS. Испытания были проведены для определения собственной детергентной эффективности, устойчивости к Са2+/мутности, динамического поверхностного натяжения/устойчивости к Са2+, поверхностного натяжения/возраста поверхности и устойчивости к солям (NaCl). Кроме того, было проведено сравнение способности различных образцов поверхностно-активных веществ к удалению грязи в холодной воде.
1. Собственная детергентная эффективность
Собственную детергентную эффективность определяли в лабораторных стиральных машинах при температуре стирки, равной 40°С. Были использованы коммерческие испытательные образцы, содержавшие загрязнение пигментом, чувствительным к поверхностно-активным веществам, на ткани из полиэстера и хлопка. Для измерения уровня очистки использовали изменение отражательной способности. Увеличение белизны определяли с помощью рефлектометра. Эффективность очистки выражали в % белизны. Концентрация поверхностно-активного вещества была равна 1000 частей на миллион (что соответствует характерной концентрации поверхностно-активного вещества в условиях европейской стирки).
Испытание было проведено при четырех уровнях жесткости воды: 0, 45, 90 и 180 частей на миллион Са2+-жесткости. Для каждого продукта (С1013 LAS, С10 MLAS, С11 MLAS и С1213 MLAS) измерения детергентности (моющего действия) были проведены по 6 раз, после чего было рассчитано среднее значение. Результаты приведены на Фиг. 1 с указанием стандартного отклонения.
2. Устойчивость к Са2+/Мутность
Устойчивость к ионам кальция определяли посредством добавления CaCl2 к раствору поверхностно-активного вещества и измерения прозрачности раствора при 20°С: 200 мл прозрачного раствора поверхностно-активного вещества с концентрацией 1,0 г/л перемешивали со скоростью 150 об/мин в термостатируемом 30 стакане. Раствор CaCl2, содержавший 17800 частей на миллион Са2+ (в пересчете на эквивалентное количество CaCO3) добавляли со скоростью, равной 0,03 мл/мин или 2,67 частей на миллион Са2+ в минуту. Прозрачность раствора измеряли с использованием фотоэлектрода Mettler DP550 и регистрировали автоматически. Измерение продолжали до конечной концентрации Са2+, равной 350 частей на миллион. Эксперименты были проведены при 25°С и 40°С.
Фиг. 2 отображает сравнение устойчивости к ионам кальция С10 MLAS и коммерческого LAS (Solfodac® АС-3-Н), а также смесей 70/30 масс. % и 90/10 масс. % С10 MLAS и коммерческого LAS при 20°С.
Фиг. 3 отображает сравнение устойчивости к жесткой воде С10 MLAS и С1013 LAS и смесей 10/90 масс. %, 30/70 масс. % и 50/50 масс. % С10 MLAS и С1013 LAS при 20°С. Фиг. 4 демонстрирует результаты, полученные в таких же экспериментах, но проведенных при 40°С.
3. Динамическое поверхностное натяжение/Устойчивость к Са2+
500 мл раствора поверхностно-активного вещества непрерывно перекачивали с помощью безымпульсного насоса (Ismatec BVP-2, головка насоса 1409601) через резервуар и измерительную ячейку. Динамическое поверхностное натяжение измеряли с помощью прибора Lauda МРТ2 (тензиометр, измеряющий максимальное давление в пузырьках) при постоянной объемной скорости потока воздуха, равной 20 мм3/с. Фактический возраст поверхности варьируется в зависимости от поверхностного натяжения, но величина колебаний составляет около 0,1 с. Резервуар термостатировали, а раствор перемешивали со скоростью, равной 300 об/мин. Раствор CaCl2, содержавший 17.800 частей на миллион Са2+ (в пересчете на эквивалентное количество CaCO3), добавляли со скоростью, равной 0,075 мл/мин или 2,67 частей на миллион Са2+ в минуту. Измерение продолжали до конечной концентрации Са2+, равной 350 частей на миллион.
Фиг. 5 демонстрирует характеристики поверхностного натяжения С10 LAS и С10 MLAS при концентрации Са2+, равной 50 частей на миллион, по сравнению с другими видами LAS, более конкретно - С1013 LAS и Solfodac® АС-3-Н.
Фиг. 6 и Фиг. 7 отображают сравнение активности на поверхности раздела фаз (поверхностного натяжения) в зависимости от возраста поверхности у образцов неразбавленных поверхностно-активных веществ (С10 MLAS, Solfodac® и С013 LAS), а также поведение смесей С10 MLAS и других видов LAS при 25°С и 90 частей 30 на миллион Са2+.
Фиг. 6 отображает сравнение смесей 10 масс. %, 30 масс. % и 50 масс. % С10 MLAS с коммерческим LAS (Solfodac® АС-3-Н) с неразбавленными образцами. Фиг. 7 демонстрирует результаты, полученные для смеси 50 масс. % С10 MLAS и С1013 LAS, в сравнении с неразбавленными образцами.
4. Поверхностное натяжение / Возраст поверхности
Динамическое поверхностное натяжение раствора поверхностно-активного вещества с концентрацией 1,0 г/л было измерено с помощью тензиометра Lauda MPT 2, измеряющего максимальное давление в пузырьках, при 25°С и 40°С. Концентрацию Са2+ во всех экспериментах поддерживали постоянной и равной 180 частей на миллион. Возраст поверхности ступенчато снижали от 10 с до 0,01 с во всех экспериментах.
Фиг. 8 отображает сравнение активности на поверхности раздела фаз (поверхностного натяжения) смесей 10 масс. %, 30 масс. % и 50 масс. % С10 MLAS с коммерческим LAS (Solfodac® АС-3-Н) при 25°С, а также образцов чистых С10 MLAS и Solfodac. Смеси 10 масс. % и 50 масс. % С10 MLAS с С1013 LAS, а также чистые С10 MLAS и С1013 LAS также были оценены при 25°С. Результаты представлены на Фиг. 9. Фиг. 10 и 11 демонстрируют результаты, полученные в таких же экспериментах, но повторенных при 40°С.
5. Устойчивость к солям (NaCl)
200 мл прозрачного раствора поверхностно-активного вещества с концентрацией, равной 1,0 г/л, перемешивали со скоростью 150 об/мин в термостатируемом стакане при 20°С. Раствор NaCl с концентрацией, равной 25%, добавляли со скоростью дозирования, равной 1 мл/мин. Прозрачность раствора определяли с помощью фотоэлектрода Mettler DP550. Сравнение результатов, полученных для СЮ MLAS, с результатами, полученными для Solfodac® АС-3-Н, представлено на Фиг. 12.
6. Детергентная эффективность в холодной воде: способность удалять твердую грязь
Для измерения способности различных поверхностно-активных веществ удалять твердое жировое загрязнение с хлопчатобумажной ткани, пропитанной грязью, был использован аппарат для удаления грязи способом погружения. Процедура состояла из следующих стадий:
- Стандартные круглые куски хлопчатобумажной ткани (образцы) диаметром 30 мм, обычно используемые для измерения смачивания хлопчатобумажной ткани, взвешивали и затем погружали в растопленное свиное сало, что добавляло примерно 200 мг загрязнения растопленным салом к каждому образцу; образцы высушивали на воздухе, после чего повторно взвешивали для определения массы загрязнения на каждом образце ткани.
- Исследуемые растворы поверхностно-активных веществ хранили в отдельных широкогорлых стеклянных бутылках объемом 250 мл, все бутылки находились в термостатируемой ванне с температурой, равной 16°С.
- Загрязненные образцы ткани удерживались металлическими зажимами типа «крокодил», которые были прикреплены к стойке, позволявшей опускать образцы в исследуемый раствор и вынимать из него, которая приводилась в движение вакуумным мотором.
- Все образцы ткани одновременно погружали в соответствующие растворы поверхностно-активных веществ на период времени, равный 1 часу, а затем попеременно 200 раз погружали в исследуемый раствор и вынимали из него с частотой, равной 1 погружению за 1,5 секунды. Затем исследуемые растворы заменяли дистиллированной водой и снова 200 раз погружали образцы с частотой, равной 1 погружению за 1,5 секунды, чтобы удалить остатки раствора поверхностно-активного вещества с образцов.
- Образцы просушивали на воздухе в течение 24 часов и повторно взвешивали, чтобы определить изменение массы, произошедшее в результате погружений в растворы поверхностно-активных веществ.
Способность короткоцепочечного С10 MLAS повышать детергентность (моющее действие) в холодной воде была исследована посредством сравнения его эффективности с Жидким моющим средством для стирки белья Tide™ 25 производства компании Proctor & Gamble, которое является ведущим жидким моющим средством для стирки белья в Северной Америке, и которое предназначено (и рекламируется) для обеспечения моющей способности в холодной воде. Исследуемые растворы имели следующий состав:
- Исследуемый раствор 1, обозначенный как «DET», состоял из 0,1% активного жидкого детергента для стирки белья (описанного выше), разбавленного дистиллированной водой, содержавшей 0,01 моль/л хлорида натрия (для придания ионной силы) и 50 мг кальция (в виде CaCO3 для имитации жесткости воды), и доводили раствором гидроксида натрия до значения рН, равного 8. Композиция детергента была проанализирована, и было установлено, что общее содержание активного поверхностно-активного вещества в композиции равно 33,5%, и эта композиция была использована для получения раствора с концентрацией активного вещества, равной 0,1%.
- Исследуемый раствор 2, обозначенный как «DET: С114 LAS с низким содержанием 2-фенильного изомера», состоял из смеси в соотношении 1:1 (по 0,05 масс. % каждого ингредиента), где С114 LAS с низким содержанием 2-фенильного изомера являлся стандартным коммерческим LAS со средним значением С12; в исследуемом растворе регулировали ионную силу, жесткость воды и рН так же, как описано выше для Исследуемого раствора 1.
- Исследуемый раствор 3, обозначенный как «DET: С10 MLAS», состоял из смеси в соотношении 1:1 (по 0,05 масс. % каждого ингредиента), причем С10 MLAS состоял из алкилбензолсульфоната, полученного из С10-алкилбензола, содержание 2-фенильного изомера в котором превышало 80%, содержание разветвлений в алкильной цепи превышало 40% (преимущественно это были метильные разветвления); в исследуемом растворе регулировали ионную силу, жесткость воды и рН так же, как описано выше для Исследуемого раствора 1.
- Исследуемый раствор 4, обозначенный как «DET: С10 LAS», состоял из смеси в соотношении 1:1 (по 0,05 масс. % каждого ингредиента), причем С10 LAS состоял из алкилбензолсульфоната, полученного из С10-алкилбензола, содержание 2-фенильного изомера в котором было равно примерно 70%, и который имел пренебрежимо малое количество разветвлений вдоль алкильной цепи; в исследуемом растворе регулировали ионную силу, жесткость воды и рН так же, как описано выше для Исследуемого раствора 1.
Затем исследуемые растворы исследовали в соответствии с протоколом испытаний, приведенным выше. Результаты изображены на Фиг. 13.
7. Использование и применения
Характерные примеры композиций для использования MLAS согласно настоящему изобретению в моющих средствах (Пример 7.1), жидких моющих средствах (Пример 7.2), жидких средствах для стирки белья (Пример 7.3), порошках для стирки белья (Пример 7.4), буровых растворах (Пример 7.5), разрывающих жидкостях (Пример 7.6) и средствах для EOR (Пример 7.7) приведены ниже.
Пример 7.1
Моющее средство
Пример 7.2
Жидкое моющее средство
Пример 7.3
Жидкое средство для стирки белья (HDL)
Пример 7.4
Порошки для стирки белья
Композиция А: Порошкообразная композиция на основе цеолита (не содержащая фосфата).
Композиция В: Порошкообразная композиция на основе фосфата.
Пример 7.5
80/20 инвертированный эмульсионный безводный буровой раствор (плотность 1,56)
Пример 7.6
Разрывающая жидкость в форме суспензии на основе гуаровой смолы с 45%-ной активностью
Пример 7.7
Щелочная композиция для повышенного извлечения нефти из пластов на основе поверхностно-активного вещества и полимера
Claims (42)
1. Композиция поверхностно-активного вещества, содержащая молекулы алкиларилсульфоната, причем более 30 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества независимо друг от друга являются одним или более видами молекул с формулой:
[R-X-Ar(SO3)-]a[Mn+]b,
где:
X является линейной ациклической алифатической гидрокарбильной цепью;
R присоединен к нетерминальному атому углерода X и выбран из Н и С1, С2 и С3 алкильных групп;
X и R совместно содержат 10 атомов углерода;
Ar является фенильной группой;
М является катионом;
n выбрано из 1, 2 и 3; и
а и b выбраны такими, что молекула алкиларилсульфоната является электронейтральной,
причем более 20 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой, и
более 40 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества содержат фенильную группу, присоединенную к атому углерода, который соединен с любым из двух терминальных атомов углерода X (бета-положение в гидрокарбильной цепи X).
2. Композиция поверхностно-активного вещества по п. 1, отличающаяся тем, что более 40 масс. %, предпочтительно более 50 масс. % молекул алкиларилсульфоната в композиции поверхностно-активного вещества являются видами молекул по п. 1.
3. Композиция поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит одну или несколько добавок, выбранных из группы, состоящей из:
а) косурфактантов,
б) водорастворимых полимеров,
в) ферментов,
г) добавок для повышения эффекта поверхностно-активного вещества,
д) отбеливателей,
е) кислот,
ж) оснований, и
з) ароматизаторов.
4. Композиция поверхностно-активного вещества по п. 3, отличающаяся тем, что она содержит другие виды алкиларилсульфонатов или смеси изомеров арилалкилсульфонатов, например изомерную смесь молекул, содержащих ациклическую алифатическую углеводородную цепь (гидрофобную), содержащую от 9 до 14 атомов углерода в одной молекуле, или имеющих то же число от С11 до С14 атомов углерода в своей гидрофобной цепи.
5. Композиция поверхностно-активного вещества по п. 4, отличающаяся тем, что она содержит виды алкиларилсульфонатов, определенные в любом из пп. 1-4, и другие виды алкиларилсульфонатов в соотношении, превышающем 30:70, предпочтительно превышающем 40:60 и достигающем соотношения 50:50.
6. Применение композиции поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1-5 в качестве поверхностно-активного вещества в водном растворе.
7. Применение по п. 6, отличающееся тем, что водный раствор имеет высокую концентрацию Са2+ или Mg2+, превышающую 50 частей на миллион (из расчета масса/масса).
8. Применение по п. 6, отличающееся тем, что водный раствор имеет концентрацию NaCl, превышающую 3 масс. %.
9. Применение по любому из пп. 6-8, отличающееся тем, что водный раствор имеет температуру, лежащую в диапазоне от 5°C до 65°C.
10. Применение композиции поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1-5 в качестве детергента для стирки белья, в частности детергента для стирки белья, предназначенного для удаления твердой грязи в условиях холодной воды с температурой от 10°C до 40°C.
11. Применение композиции поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1-5 в качестве средств, используемых при добыче нефти и для повышенного извлечения нефти из пластов (EOR), выбранных из группы, состоящей из поверхностно-активных веществ для EOR, средств для повышения скорости притока в ствол скважины, смачивающих добавок, диспергирующих агентов, эмульгаторов, буровых растворов, разрывающих жидкостей, вытеснительных жидкостей, средств для очистки буровых отходов, средств для очистки буровых скважин и вспенивающих агентов для буровых растворов.
12. Применение композиции поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1-5 в качестве средств, используемых при обработке металлов, выбранных из группы, состоящей из диспергирующих агентов, противокоррозионных добавок, смазочных материалов для холодильных установок, нейтрализующих реагентов, базовых масел или сверхосновных сульфонатов в форме кальциевых солей.
13. Применение композиции поверхностно-активного вещества по любому из пп. 1-5 для обработки тканей, в красках, чернилах, покрытиях и адгезивах, для эмульсионной полимеризации, в качестве диспергирующих агентов для пигментов, смачивающих добавок и в композициях для защиты растений.
14. Композиция для применения в качестве исходного материала для производства поверхностно-активных веществ, содержащая алкиларильные молекулы, в которой более 30 масс. % алкиларильной композиции имеют формулу:
R - X - Ar,
где:
X является линейной ациклической алифатической гидрокарбильной цепью,
R присоединен к нетерминальному атому углерода X и выбран из Н и С1, С2 и С3 алкильных групп;
X и R совместно содержат 10 атомов углерода;
Ar является фенильной группой,
причем более 20 масс. % алкиларильных молекул в композиции поверхностно-активного вещества содержат R, который является метильной группой,
и более 40 масс. % алкиларильных молекул в композиции поверхностно-активного вещества содержат фенильную группу, присоединенную к атому углерода, который соединен с любым из двух терминальных атомов углерода X (бета-положение в гидрокарбильной цепи X).
15. Композиция по п. 14, отличающаяся тем, что она содержит алкиларильные молекулы, причем более 40 масс. %, предпочтительно более 50 масс. % алкиларильных молекул композиции имеют формулу по п. 14.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EPEP11005239.6 | 2011-06-28 | ||
EP11005239A EP2557145A1 (en) | 2011-06-28 | 2011-06-28 | Surfactant compositions |
PCT/EP2012/002705 WO2013000571A1 (en) | 2011-06-28 | 2012-06-27 | Surfactant compositions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014101463A RU2014101463A (ru) | 2015-08-20 |
RU2607952C2 true RU2607952C2 (ru) | 2017-01-11 |
Family
ID=44872669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014101463A RU2607952C2 (ru) | 2011-06-28 | 2012-06-27 | Композиция поверхностно-активного вещества |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP2557145A1 (ru) |
JP (1) | JP6053771B2 (ru) |
KR (1) | KR101915100B1 (ru) |
CN (1) | CN103748201B (ru) |
AU (1) | AU2012278285B2 (ru) |
BR (1) | BR112013033530A2 (ru) |
CA (1) | CA2838905C (ru) |
ES (1) | ES2550669T3 (ru) |
MY (1) | MY164678A (ru) |
PL (1) | PL2726589T3 (ru) |
RU (1) | RU2607952C2 (ru) |
WO (1) | WO2013000571A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201400260B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818192C2 (ru) * | 2019-05-03 | 2024-04-25 | Сэсол Кемикалз Гмбх | Закачиваемые текучие среды, содержащие анионные поверхностно-активные вещества и алкоксилированные спирты, и применение таких текучих сред в способах химического повышения нефтеотдачи пластов |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016059629A2 (en) * | 2014-10-12 | 2016-04-21 | KOROL, Oleg | Tensiometer for determining moisture levels for field or landscape irrigation |
KR102272234B1 (ko) * | 2020-09-25 | 2021-07-02 | 주식회사 대양포리졸 | 히트 실링, 안티블로킹성 등을 만족하는 종이용 수성 코팅 조성물 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB917432A (en) * | 1959-03-20 | 1963-02-06 | Pennsalt Chemicals Corp | An improved cleaning, and disinfecting or sterilizing process |
GB1068528A (en) * | 1965-04-23 | 1967-05-10 | Colgate Palmolive Co | Detergents |
EP2233461A1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-09-29 | Cepsa Quimica , S.A. | Method for obtaining monoalkylated aromatic compounds with high linearity and adjustable isomerism |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4174305A (en) * | 1975-04-02 | 1979-11-13 | The Procter & Gamble Company | Alkyl benzene sulfonate detergent compositions containing cellulose ether soil release agents |
US6596680B2 (en) * | 1997-07-21 | 2003-07-22 | The Procter & Gamble Company | Enhanced alkylbenzene surfactant mixture |
PH11998001775B1 (en) * | 1997-07-21 | 2004-02-11 | Procter & Gamble | Improved alkyl aryl sulfonate surfactants |
BR9914678A (pt) * | 1998-10-20 | 2001-10-09 | Procter & Gamble | Detergentes para a lavagem de roupas compreendendo sulfonatos de alquilbenzeno modificados |
BR9916936A (pt) * | 1999-01-20 | 2002-03-19 | Procter & Gamble | Composições para lavagem de pratos compreendendo alquil benzenos modificados |
US6747165B2 (en) * | 2001-02-15 | 2004-06-08 | Shell Oil Company | Process for preparing (branched-alkyl) arylsulfonates and a (branched-alkyl) arylsulfonate composition |
DE10350333A1 (de) * | 2003-10-29 | 2005-05-25 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkylarylverbindungen und Sulfonaten davon |
ES2286938B1 (es) * | 2006-04-26 | 2008-11-01 | Supramol.Lecular Systems S.L. | Solucion electrolitica para el pulido electroquimico de articulos de metal. |
GB0707362D0 (en) | 2007-04-17 | 2007-05-23 | Digbits Ltd | A crushing arrangement |
-
2011
- 2011-06-28 EP EP11005239A patent/EP2557145A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-06-27 EP EP12730808.8A patent/EP2726589B1/en not_active Not-in-force
- 2012-06-27 WO PCT/EP2012/002705 patent/WO2013000571A1/en active Application Filing
- 2012-06-27 PL PL12730808T patent/PL2726589T3/pl unknown
- 2012-06-27 CN CN201280031628.7A patent/CN103748201B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-27 AU AU2012278285A patent/AU2012278285B2/en not_active Ceased
- 2012-06-27 JP JP2014517504A patent/JP6053771B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-27 CA CA2838905A patent/CA2838905C/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-27 MY MYPI2013004422A patent/MY164678A/en unknown
- 2012-06-27 KR KR1020147002576A patent/KR101915100B1/ko active IP Right Grant
- 2012-06-27 RU RU2014101463A patent/RU2607952C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-06-27 ES ES12730808.8T patent/ES2550669T3/es active Active
- 2012-06-27 BR BR112013033530A patent/BR112013033530A2/pt not_active Application Discontinuation
-
2014
- 2014-01-13 ZA ZA2014/00260A patent/ZA201400260B/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB917432A (en) * | 1959-03-20 | 1963-02-06 | Pennsalt Chemicals Corp | An improved cleaning, and disinfecting or sterilizing process |
GB1068528A (en) * | 1965-04-23 | 1967-05-10 | Colgate Palmolive Co | Detergents |
EP2233461A1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-09-29 | Cepsa Quimica , S.A. | Method for obtaining monoalkylated aromatic compounds with high linearity and adjustable isomerism |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818192C2 (ru) * | 2019-05-03 | 2024-04-25 | Сэсол Кемикалз Гмбх | Закачиваемые текучие среды, содержащие анионные поверхностно-активные вещества и алкоксилированные спирты, и применение таких текучих сред в способах химического повышения нефтеотдачи пластов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101915100B1 (ko) | 2019-01-07 |
CA2838905A1 (en) | 2013-01-03 |
EP2726589B1 (en) | 2015-08-05 |
KR20140060492A (ko) | 2014-05-20 |
JP6053771B2 (ja) | 2016-12-27 |
PL2726589T3 (pl) | 2016-02-29 |
ZA201400260B (en) | 2014-10-29 |
CN103748201A (zh) | 2014-04-23 |
MY164678A (en) | 2018-01-30 |
AU2012278285B2 (en) | 2016-05-12 |
CN103748201B (zh) | 2018-03-02 |
RU2014101463A (ru) | 2015-08-20 |
EP2726589A1 (en) | 2014-05-07 |
CA2838905C (en) | 2019-08-20 |
BR112013033530A2 (pt) | 2017-02-07 |
WO2013000571A1 (en) | 2013-01-03 |
ES2550669T3 (es) | 2015-11-11 |
JP2014525947A (ja) | 2014-10-02 |
AU2012278285A1 (en) | 2014-02-20 |
EP2557145A1 (en) | 2013-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9127237B2 (en) | Surfactant compositions | |
JP5731497B2 (ja) | スルホネート界面活性剤及び製造方法及び使用 | |
FI73732C (fi) | Stabiliserade olja i vatten reningsmikroemulsioner. | |
KR102348889B1 (ko) | 수성 계면활성제 조성물 | |
JP2018009189A (ja) | 内部オレフィンスルホン酸塩組成物及びこれを含有する洗浄剤組成物 | |
MX2007002793A (es) | Composiciones de tratamiento para la lavanderia con olor mejorado. | |
KR20030097870A (ko) | 개질되고 개선된 알킬벤젠설포네이트를 포함하는 세탁용세제 | |
US9738858B2 (en) | Mixtures of compounds, their preparation, and uses | |
BR112015021133B1 (pt) | mistura de compostos, processo para produzir uma mistura de compostos e limpar superfícies duras ou fibras, formulação aquosa, e, uso de misturas de compostos | |
JP2017536434A (ja) | 分枝状生分解性低起泡性非イオン性界面活性剤 | |
RU2607952C2 (ru) | Композиция поверхностно-активного вещества | |
TWI748115B (zh) | 硬質物品之洗淨方法 | |
BR112018002897B1 (pt) | Composição detergente de boa estabilidade enzimática e alto desempenho para lavagem de tecidos e superfícies | |
EP4063032A1 (en) | Cleaning or hydrophilizing agent composition | |
KR100239875B1 (ko) | N-아실-n-알킬(알케닐)아미도폴리올카복시알킬에테르를 함유하는 세정제 조성물 | |
JP2022539297A (ja) | 硬質表面洗浄剤用の生分解性界面活性剤 | |
JP2023064069A (ja) | 分析装置用の洗浄剤組成物 | |
Bozeya et al. | Method Development for Analysis of Linear and Branched Alkyl Benzene Sulfonates and Comparison of their Phase Behavior in Water and Oil Ternary systems | |
NO141563B (no) | Flytende vaskemiddelblanding. | |
BRPI1107293A2 (pt) | Produção de um biodetergente biodegradável a partir de um biofissurfactante |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200628 |