Сурет. Кейбір типтік аниондық БАЗ-дың құрылымдары.

Ө ндірісте синтез қ абыршық ты аппарат қ олданып, ү здіксіз ү деріс арқ ылы жү реді. Ү дерістің бірінші сатысында пиросульфон қ ышқ ылы тү зіледі, ол ә рі қ арай баяу ә рі ө здігінен ә рекетесіп сульфон қ ышқ ылын тү зеді.

Сосын сульфон қ ышқ ылды каустикалық содамен бейтараптайды, сонда алкилбензолсульфонат тұ зы тү зіледі. Алкилді орынбасушылардың кө лемі ү лкен болғ андық тан n-сульфоқ ышқ ылдар (n- пара) басым тү зіледі. Жоғ арыда кө рсетілген сұ лбадағ ы R-12 кө міртегі атомынан тұ ратын алкилді топ. Алғ ашқ ыда БАЗ-ды синтездеу кезінде аралық ө нім ретінде тармақ талғ ан алкилбензолдар қ олданылды, бірақ қ азір олардың бә рі сызық ты туындыларына ауыстырылды, сондық тан осындай БАЗ-ды сызық ты алкилбензолсульфонаттар деп атайды. Тармақ талғ ан туындылардың сызық тығ ы ауыстырылуы олардың ө те тез биодеградациялануына негізделген. Алкилбензолды бензолды н-алкендермен (тү зу сызық ты) алкилдеу арқ ылы, немесе HF, AlCl₃ қ атысында алкилхлоридтермен алкилдеу арқ ылы алады. Реакция нә тижесінде фенилді топтар бойынша изомерлер қ оспасы тү зіледі.

Жуғ ыш заттар қ ұ рамында қ олданылатын сульфонатты БАЗ-ң келесі типі парафиндер сульфонатты мен а-олефиндер сульфонаты болып табылады, соң ғ ысын ә детте АОS деп атайды. Жалпы алғ анда БАЗ-дар физика-химиялық қ асиеттері бойынша айырмашылық тары бар заттардың кү рделі қ оспасы болады. Парафиндер сульфонатын немесе н- алкандардың екіншілікті сульфонатын негізінен Еуропада ө ндіреді. Оларды парафинді кү кірт диоксидімен (сульфототық тыру арқ ылы) жә не оттекпен ультракү лгін сә улесі қ атысында сульфототық тыру арқ ылы алады. Ескі ү деріс бойынша парафиндер сульфонатын сульфохлорлау реациясы бойынша алады. Бұ л ү деріс қ азір де қ олданылады. Бұ л 2 ү деріс радикалды реакция болып табылады, ал екіншілікті кө міртек атомы біріншілікті кө міртек атомына қ арағ анда тұ рақ ты бос радикал тү зетіндіктен сульфотопша (екіншілікті кө міртек атомының) кез-келген екіншілікті кө міртегі атомына енгізіледі. C₁₄- C₁₇ кө мірсутек қ оспаларын кейде «Еуро-фракция» (Euro cut) деп атайды. Бұ л қ оспа ең кө п тарағ ан гидрофобтық шикізат, ал соң ғ ы ө нім ретінде бұ л жағ дайда изомерлер мен гомологтардың кү рделі қ оспасы кө рсетілген.

а-олефиндер сульфонатын сызық ты а-олефиндердің кү кірт ангидридімен (SO₃) реакциясы бойынша алады; нә тижесінде алкенсульфонат (60-70%) пен 3, 4- гидроксиалкансульфонаттың (30%) жә не дисульфонат, т.б. заттардың қ оспасы алынады. Бастапқ ы шикізат ретінде негізінен 2 олефинді фракцияны қ олданады: C₁₂-C₁₆; C₁₆-C₁₈ Алкенсульфонаттардың гидроксиалкансульфонаттарғ а қ атынасы реакцияғ а енгізілген SO₃ пен олефин қ атынасымен реттеледі: бұ л қ атынас неғ ұ рлым жоғ ары болғ ан сайын соғ ұ рлым алкенсульфон қ ышқ ылы кө п тү зіледі. Гидрокси (2-этилгексил) алкансульфон қ ышқ ылының тү зілуі аралық ө нім циклды сультон (1, 8-нафтолсульфо қ ышқ ылының циклды лактоны) арқ ылы жү реді, ол сілтімен бұ зылады. Сультон улы болғ андық тан оның соң ғ ы ө нім қ ұ рамында мө лшері аз болғ аны ө те маң ызды. Сұ лба тү рінде тө мендегідей кө рсетуге болады:

Na ди (2-этилгексил) сульфосукцинаты (ө ндірістегі атауы аэрозоль ОТ немесе АОТ)- алкилсульфонатты БАЗ, ол беттік қ ұ былыстарды зерттеуде кең інен қ олданылады. Бұ л БАЗ гидрофобтық топшасының (кө лемді) арқ асында «майдағ ы су» микромайғ ынын (микроэмульсиясын) алуғ а ө те ың ғ айлы.

Изетионатты БАЗ-дар (жалпы формуласы R-COOCH₂CH₂ SO₃ Na⁺) май қ ышқ ылдары мен изетион тұ здарының кү рделі эфирі болып табылады. Олар жұ мсақ БАЗ-дар болып есептеледі, сондай-ақ косметика рецептерінде қ олданылады.

Лигнинді, мұ най фракцияларын, алкилнафталиндерді, т.б. кө мірсутекті фракцияларды сульфирлеу арқ ылы алынатын сульфонатты БАЗ-дар ө ндірісте диспергатор, майғ ындағ ыштар (эмульгаторлар), майғ ынсыздағ ыштар (деэмульгаторлар), ылғ алдандырғ ыштар ретінде кең інен қ олданылады.

Сульфирленген спирттер мен этоксилирленген спирттер анионды БАЗ-дар ретінде жуғ ыш заттарда кең інен қ олданылады. Бұ л кү кірт қ ышқ ылының моноэфирлері, кү рделі эфирлі байланыс рН-ң тө мен мә нінде автокаталитикалық гидролиз нә тижесінде тез ү зіледі. БАЗ-ды алу ү шін шикізат ретінде кө міртегі атомының саны 8-16 дейінгі сызық ты жә не тармақ талғ ан спирттерді қ олданады. Егер 12 кө міртегі атомынан тұ ратын спирттің сызық ты изомерін қ олданса, оны каустикалық содамен бейтараптағ аннан кейін натрийдің додецилсульфатын (ДСН) алады. ДСН – маң ызды БАЗ –дың бірі. Аралық ө нім ретінде қ олданылатын этоксилирленген спирттер 2 немесе 3 оксиэтиленді туындысы бар алифатты спирттер болып табылады. Ү деріс жоғ арыда қ арастырылғ ан сульфирлеу реакциясына ұ қ сас. Ө ндірістік ө неркә сіпте реагент ретінде кү кірт ангидридін қ олданады. Реакция аралық ө нім ретінде пиросульфаттың тү зілуі арқ ылы жү реді

R-OH+2SO₃→ R-O-SO₂OSO₃H+ R-OH→ ROSO₂H

Реакция сондай-ақ 1, 4- диоксанның кө п мө лшерде тү зілуі арқ ылы жү реді. Диоксан улы болғ андық тан одан айдау арқ ылы айрылады. Осындай БАЗ-ды ә детте этоксилирленген алкилсульфаттар деп атайды. Олар кө піршіктү згіш қ асиетке ие, теріге, кө зге токсикалық ә сері аз, сондық тан жуғ ыш заттар қ ұ рамында кң інен қ олданылады (ыдыс жуғ ыш, шампунь, т.б.). Этоксилирленген спирттерді карбоксилаттарғ а айналдыруғ а болады, яғ ни этоксилирленген алкилкарбоксилаттар алуғ а болады. Бұ л процесті натридің монохлорацетатымен жү ргізеді. (Вильямсон синтезі).

R-(OCH₂CH₂)_n –OH+Cl CH₂ COO^- Na⁺ → R-(OCH₂CH₂)_n –O- CH₂ COOH +NaCl

Вильямсон реакциясы бойынша аз шығ ым алыныды. Синтездеудің жаң а ә дістері этоксилирленген спирттерді сілтілі ортада катализатор ретінде Pt, Pd қ олданып оттегімен немесе сутек пероксидімен тотық тыруғ а негізделген.

Бұ л реакцияда этоксилат конверциясы жоғ ары шығ ыммен жү реді, сондай-ақ полиоксиэтилен тізбегінің тотығ у деградациясы жү руі мү мкін. Этоксилирленген алкилкарбоксилаттар жеке гигиена заттары ө ндірісінде, БАЗ-дар ретінде жуғ ыш заттар қ ұ рамында пайдаланылады. Этоксилирленген алкилсульфаттар кермек суда тұ рақ ты. Бұ л екі типті БАЗ-дар кальций сабындарын диспергирлеуге ө те биімді. Ол жеке гигиена заттарының қ ұ рамына кіретін БАЗ ү шін ө те маң ызды. Кальций сабындарын диспергирлеу қ абілетін ә детте кермектігі 0, 0333% CaCO₃ эквивалентті судағ ы 100г натрий олеатынан алынғ ан кальций сабынын диспергирлеуге қ ажет БАЗ мө лшері (граммен алынады).

Фосфат–аниондық БАЗ-ды, мысал ү шін алкилфосфаттар немесе этоксилирленген алкилфосфаттарды майлы спирттерді немесе этоксилирленген спирттерді фосфорлаушы агентпен ө ң деу арқ ылы алады, ә детте ол ү шін фосфордың пента оксидін қ олданады. Реакция нә тижесінде фосфор қ ышқ ылының моно- жә не диэфирлерінің қ оспасы алынады. Бұ л заттар қ атынасы реагенттер қ атынасымен жә не су мө лшерімен анық талады:

6R-OH+P₄O₁₀→ 2R-O-P^=O-OH+2R-O-P^=O-OR

Барлық фосфатты БАЗ қ ұ рамында фосфор қ ышқ ылының моно-, диэфирлері бар, ал олардың мө лшері ө ндіргіш компонияғ а байланысты ә ртү рлі болады. Алкилфосфатты БАЗ-дың физико-химиялық қ асиеттері ә ртү рлі эфирлердің қ атынасына тә уелді болғ андық тан БАЗ-дың басқ а типіне қ арағ анда алкилфосфаттар ауыстырылмайды. Алкилфосфатты БАЗ ө ндірісінде фосфорлаушы агент ретінде фосфордың оксихлоридін (POCI₃) қ олдануғ а болады. Мұ ндада моно-, диэфир қ оспасы тү зіледі.

Фосфатты БАЗ металл ө ң деу ө ндірісінде кең інен қ олданылады. Фосфатты БАЗ-дың басқ а БАЗ-ғ а қ арағ анда металлургияда кең інен қ олданылуы оны антикоррозионды қ асиетіне негізделген. Олар сондай-ақ ө сімдіктерді қ орғ ау ү шін қ олданылатын композициялар қ ұ рамында майғ ындағ ыштар ретінде болады.

Аниондық БАЗ туралы маң ызды мә ліметтер:

- Аниондық БАЗ-БАЗ-ң ең кең таралғ ан класы;

- Ә детте аниондық БАЗ катиондық БАЗ-мен біріге алмайды;

- Кермек суғ а сезімтал, сезімталдығ ы мына қ атар бойынша кемиді: карбоксилат> фосфат> сульфат~ сульфанаттар;

- Аниондық топшасы мен кө мірсутек радикалы арасына қ ысқ а полиоксиэтиленді тізбек енгізу аниондық БАЗ-дың тұ здарғ а тұ рақ тылығ ын жоғ арылатады;

- Аниондық топша мен радикал арасына қ ысқ а полиоксипропиленді тізбек енгізу БАЗ-дың органикалық ортада ерігіштігін жоғ арылатып, БАЗ-ң биоыдырау жылдамдығ ын тө мендетеді.

- Сульфаттық БАЗ автокаталитикалық гидролиз нә тижесінде қ ышқ ыл ортада тез гидролизденіп кетеді. БАЗ-дың басқ а типтері тұ рақ ты болып келеді.

2.2. Катиондық БАЗ

Катиондық БАЗ суда диссоцияциялана отырып, оң зарядталғ ан беттік-активтік иондар тү зеді. Мұ ндай БАЗ ерітінділерінен бетке катиондар адсорбциялнады, осының нә тижесінде ол оң зарядталады. Кө птеген жағ дайда ол практикалық қ ызығ ушылық кө рсетеді. Осындай БАЗ – мен тұ рақ танғ ан, оң зарядталғ ан дисперстік фаза бө лшектері тұ рақ талғ ан аниондық БАЗ-мен теріс зарядталғ ан ө сімдік талшық тарымен сің ірілген астаулардан таң дамалы жұ тылады.

Катиондық БАЗ- ғ а октадециламмоний хлориді мысал бола алады: