DETERGENTE LÍQUIDO Y EN POLVO
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PROCESOS
Los surfactantes se pueden dividir en cuatro clases, los anionicos, los catiónicos, los noionicos y los amfotericos; los mas comunes son los surfactantes anionicos y los no ionicos mientras que los anfotericos representan un muy reducido segmento del mercado
Surfactantes Anfotericos
Los surfactantes anfotericos son moléculas que tienen la particularidad de presentar grupos iónicos positivos y negativos al mismo tiempo en la cabeza hidrofilia y donde la carga puede variar dependiendo del pH del sistema, en general esta clase de surfactantes tienen altos costos de producción y su proceso productivo presenta varios inconvenientes, sin embargo, sus propiedades únicas permiten, reducen la irritación de los surfactantes iónicos, aumentar la estabilidad y volumen de la espuma.
Surfactantes anfotericos basados en alquill y alquilamidopropil betaínas
las betaínas son usadas en productos de limpieza personal para pelo y piel estos surfactantes contienen cadenas lineales de 8 a 18 carbonos que generalmente son derivados del aceite de coco o almendra, o de alfa-olefinas a base de etileno; las alquil betaínas son producidas a partir de ADMA derivado de alfa-olefinas y dimetil amina por hidrogenación y alquilación. Por otra parte, las alquilamidopropil betaínas son producidas a partir de aminas ternarias por reacción con monocloroacetato de sodio (SMCA).
La cocamidoproplildimetil amina se prepara a partir del aceite de coco, la alquilación se lleva a cabo a temperaturas entre los 50 a los 100°C y requiere de un perido de iniciación en donde se frme una pequeña porción de betanina que ayude a emulsificar la amina en la fase acuosa haciendo viable la reacción con SMCA
Óxidos de amina
producidos por la reacción de alquil o alquidoaminas con peróxido de hidrogeno, los óxidos de aminas proporcionan a las formulaciones mayor suavidad y la habilidad para mitigar la irritación en la piel en formulaciones con presencia de LAS o sulfatos. Además, evitan problemas de corrosión asociados con el cloruro de sodio y poseen estabilidad en presencia de peróxidos por lo que tiene gran utilidad en el blanqueo con hidrogeno y otras gamas como detergentes para platos, limpiadores de desagües
Anfoacetatos
también conocidos como anfocarboxiglicatos, son producidos principalmente a partir de una mezcla de aminas derivadas de la imidazolinas aminoetiletanol amina (AEEA) y ácidos grasos, Usando en la reacción exceso de AEEA. pero cuando la mezcla de aminas es puesta a reaccionada con una solución de SMCA se produce una hidrolisis parcial hacia aminoamidas aquiladas y cuaternarias, y imidazolio cuaternario. Generando como productos una mezcla generalmente domina por anfoacetatos.
Los amfoacetaos y anfodiacetatos derivados del aceite de coco de coco y el laurico son usados en formulaciones para la limpieza personal agregando suavidad y fomentando la espuma.
Surfactantes Anionicos
Estos surfactantes son lo más producidos en volumen son comúnmente usados como detergentes para ropa, productos de limpieza y limpieza personal, existen tres clases de surfactantes anicónicos, en primer lugar y los que representan una mayor cantidad del mercado cantidad son aquellos producidos a partir de una sulfonación o sulfatación, las otras dos subcategorías son producidas en volúmenes relativamente pequeños, por un lado se encuentran los esteres de fosfatos y en tercer lugar las sales de carboxilato excluyendo los jabones ácidos grasos simples. A este tipo pertenecen los detergentes sintéticos como los alquil benceno sulfonatos, los jabones (sales de sodio de ácidos grasos), los agentes espumantes como el lauril sulfato, los humectantes del tipo sulfosuccinato, los dispersantes del tipo lignosulfonatos, etc.
sulfonatos y sulfatos
Surfactantes fosfatados
Estos de preparan por reacción de alcoholes con oxido de fosforo, ácido fosfórico o ácido polyfosforico. Los productos resultantes incluyen una variedad de mezclas de mono y di-esteres del ácido fosfórico, los esteres de fosfato son usados en formulaciones de limpieza y cuidado personal por ser buenos suavizantes y producen un excelente sensación en la piel, dependiendo del número de grupos esteres y la longitud de la cadena pueden tener propiedades de emulsificante, tolerancia a electrolitos, propiedades espesantes y estabilidad hidrolítica en un amplio intervalo de pH, por lo estas cualidades son usados en formulaciones para limpieza de drenajes y superficies duras. Estos surfactantes son usados también como emulsificantes en la agricultura y como aditivos en laticos y fibras
Jabones
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Sulfatación de alcoholes con ácido clorosulfonico
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Sulfatación o sulfatación con trióxido de azufre liquido
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Sulfatación de alfa olefinas para preparar alfa olefin sulfunatos
Los sulfonados son producto de las reacciones que crean un enlace carbón-sulfuro en las que se puede utilizar azufre (VI) derivado de SO3 a partir de ácido sulfúrico, o azufre (IV) derivado de SO2 a partir del bisulfito de sodio. la preparación de esteres de sulfato involucra la creación de enlaces carbón-oxigeno-azufre en donde se puede utilizar SO3. Antiguamente la sulfatación para detergentes se realizaba utilizando ácido sulfúrico concentrado. Después se pasó a usar ácido sulfúrico diluido o óleum.
Se llaman "jabones" a las sales de sodio o de potasio de ácidos grasos. Por extensión, al ácido puede ser cualquier ácido carboxílico y el metal alcalino puede reemplazarse por un catión orgánico o mineral cualquiera. Los jabones se obtienen por saponificación de los triglicéridos de origen vegetal o animal, el proceso se compone de dos etapas primero se hidroliza el triglicérido bajo presión (240°C, 40 atm.) en presencia de un catalizador de óxido de zinc. Después de la hidrólisis se separan los ácidos (fase orgánica) del glicerol (fase acuosa). Después de la separación de los ácidos se procede a la neutralización de cada uno o de la mezcla apropiada, con el álcali deseado.
Surfactantes carboxilados sintéticos
Para lo producción de estos surfactantes son usados dos procesos, el primero involucra la reacción de cloroacetato de sodio y carboximetil éter en su forma básica y cloruro de sodio como producto secundario, el segundo proceso involucra la oxidación con ácido nítrico del grupo hidroxi etil del alcohol etoxilato. Los productos surfactantes suaves y espumantes utilizados en productos de cuidado personal
Surfactantes Cationicos
Los surfactantes catiónicos de cadena lineal más utilizados son las aminas grasas, sus sales y sus derivados cuaternarios. De hecho las aminas no son catiónicos, pero si noiónicos. Sin embargo, se les clasifica en la categoría de los catiónicos porque al pH de utilización (ácido) ellas forman sales que son amonios catiónicos. La gran mayoría de estos surfactantes son compuestos nitrogenados del tipo sal de amina grasa o de amonio cuaternario. La fabricación de estos surfactantes es mucho más cara que la de los anionicos y es por esta razón que no se les utilizan salvo en caso de aplicación particular, como cuando se hace uso de sus propiedades bactericidas o de su facilidad de adsorción sobre sustratos biológicos o inertes que poseen una carga negativa. Esta última propiedad hace que sean excelentes agentes antiestáticos, hidrofobantes, así como inhibidores de corrosión.
Condensación de productos basados en ácidos grasos
Esta ruta de producción de surfactantes catiónicos incluye la reacción con alcanoaminas como la trietanolamina (TEA), la metil dietanolamina (MDEA) y la dimetilmonoetanolamina (DMMEA) produciendo, las cuales son cuaternizadas con cloruro de metilo o sulfato de dimetilo (DMS), los compuestos Ester cuaternarios son usados en la formulación de suavizantes y han desplazado al DHTDMAC en varias regiones del mundo por su biodegradabilidad y bajo capital de costo de producción. Surfactantes catiónicos basados en esteres de DMAPA y ácidos grasos de coco cuaternizado con DMS o cloruro de metilo. Son usados como aditivos en detergentes para ropa y varias patentes reportan mejorar el rendimiento y la detergencias del LAS
A partir de alfa olefinas
Las alfa oleofinas son puestas a reaccionar con HBr o HCl en presencia de peróxidos para producir haluros de alquilo primarios por adicion antimarkovnikov los cuales se hacen reaccionar con alquiaminas como la dimetilamina para producir la respectiva alquildimetilamina. La adición de bases inorgánicas como el hidróxido de sodio para romper la amina resultante genera
Surfactantes no ionicos
En solución acuosa no se ionizan, puesto que ellos poseen grupos hidrófilos del tipo alcohol, fenol, éter o amida. Una alta proporción de estos surfactantes pueden tornarse relativamente hidrofílicos gracias a la presencia de una cadena poliéter del tipo polióxido de etileno. El grupo hidrófobo es generalmente un radical alquilo o alquil benceno y a veces una estructura de origen natural como un ácido graso, sobre todo cuando se requiere una baja toxicidad.