СИНТЕЗ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО СРЕДСТВА ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Аннотация
Синтезировано поверхностно-активное средство на основе смеси пальмитиновой, олеиновой и стеариновой кислот, получаемых путем дистилляции и фракционирования масел и жиров, а также этилового спирта. Синтез проводили в 4 стадии, включающие образование смеси кислот, этерификацию, сульфирование и омыление. Предварительно хроматографическим методом изучен состав смеси жирных кислот. Выяснено, что наибольшее количество в смеси пальмитиновой кислоты (64,3%). Второе место занимает олеиновая кислота (29,1%). Исследованы строение и свойства поверхностно-активного средства с применением современных методов и приборов. Определен средний размер частиц средства: оно может быть отнесено к группе высокодисперсных систем с диаметром частиц от 10 нм до 1 мкм. Выявлено, что размер частиц поверхностно-активного средства увеличивается после достижения критической концентрации мицеллообразования. Оценка стабильности исследуемой системы показала, что ζ-потенциал находится за пределами диапазона 30 мВ < ζ<-30 мВ. Проведенные исследования выявили наличие в полученном продукте поверхностно-активных свойств: моющих, эмульгирующих, смачивающих, пенообразующих. Согласно проведенным расчетам гидрофильно-липофильного баланса синтезированный продукт относится к моющим средствам. Наилучшие результаты по моющей способности по отношению к пигментно-масляному и белковому загрязнениям проявляются при концентрации ПАВ 4,0 г/дм3 вне зависимости от вида ткани. Обнаружено, что эмульгирующая способность проявляется активно по отношению к индустриальному маслу. Анализ показателей поверхностного натяжения показал, что критическая концентрация мицеллообразования для исследуемого средства составляет 4,0 г/дм3. Доказано, что оно обладает высокими смачивающими способностями вне зависимости от природы поверхности (гидрофильной или гидрофобной). При этом пенообразующие свойства удовлетворительные по сравнению с известными поверхностно-активными веществами из нефтехимического сырья, однако наблюдается стабильное пенообразование, прямо зависящее от концентрации полученного продукта.
Для цитирования:
Лутфуллина Г.Г., Валеева Э.Э. Синтез поверхностно-активного средства из природного сырья. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 6. С. 45-54. DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6984.
Литература
Lutfullina G.G., Sysoev V.A., Garifullina A.R., Valeeva E.E., Krasina I.V. Investigating the Effect of Plasma Treat-ment and Amine-Based Surfactants on Quality of Sheepskin Dyeing. J. Phys.: Conf. Ser. 2020. 1588. P. 012023 DOI: 10.1088/1742-6596/1588/1/012023.
Lutfullina G.G., Khairutdinova R.I., Petrova S.A. Study of the effect of a new anionic surfactant on the process of watering of mink skins during soaking. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Technol. Text. Ind. 2020. V. 49. N 3. P. 49-50 (in Russian). DOI: 10.46418/0021-3489_2020_49_3_7.
Khairutdinova R.I., Lutfullina G.G. Soaking mink skins using an anionic surfactant from natural raw materials. con-ference proceedings. Coll. of proceedings of All-Russian scientific and technical conference. Fundamental and applied problems of creating materials and aspects of textile and light industry technologies. Kazan.: Izd-vo KNRTU. 2019. P. 323-325 (in Russian).
Lutfullina G.G., Petrova S.A., Bulygina K.A. Optimiza-tion Surfactant Composition for Fur Processing According to the Criteria of Foam Expansion and Emulsion Stability. Coll. of works. Technical regulations: quality of materials, goods and services. Novocherkassk: Izd-vo LLC «Lik». 2019. P. 59-63 (in Russian).
Lutfullina G.G., Lifanova K.S. Influence of synthesized anionic surfactant on soaking of red fox skins. Сoll. of proceedings of the XV International scientific-practical conference with elements of a scientific school for students and young scientists. New technologies and materials for textile industry. Kazan.: Izd-vo KNRTU. 2019. P. 108-111 (in Russian).
Zherebtsov D.A. Nanomaterials synthesis with the use of surfactants. Vestn. YuUrGU. Ser. «Metallurgiya». 2019. V. 19. N 3. P. 66-96 (in Russian). DOI: 10.14529/met190308.
Kozlov V.V., Altunina L.K., Stasyeva L.A., Chernova U.V., Sholidodov M.R. Laboratory studies of the oil-displacing capacity of multifunctional chemical composition based on surfactants. Izv. Vuzov. Neft Gaz. 2021. N 2(146). P. 136-146 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2021-2-136-146.
Altunina L.K., Kuvshinov V.A., Kuvshinov I.V., Staseva L.A. Compositions based on surfactants to increase oil re-covery from high-viscosity oil fields in the Arctic zone. Pe-troleomika. 2022. V. 2. N 1. P. 49-63 (in Russian). DOI: 10.53392/27823857-2022-2-1-49.
Silin M.A., Magadova L.A., Krisanova P.K., Filatov A.A., Sotnikova Yu.V. Composotion based on surfactants for thickening acid fracturing fluids. Neft. Khoz-vo. 2023. N 8. P. 94-98 (in Russia). DOI: 10.24887/0028-2448-2023-8-94-98.
Safarov F.E., Sergeeva N.A., Ratner A.A., Kovaleva L.A., Zinnatullina R.R., Khalilov I.F., Lenchenkova L.E. Telin A.G. Composition of surfactants for increasing oil recovery from depleeted oilfield of the devonian sandstones of the volga-ural region. Neftepromysl. Delo. 2022. N 7 (643). P. 32-38 (in Russian). DOI: 10.33285/0207-2351-2022-7(643)-32-38.
Kuznetsov V.B., Blinov O.V., Baranov A.V., Kalinin E.N. Effect of the surface tension of a nonionic surfactant so-lution on the tribiotechnical properties of a woven filler of a fibrous composite. Text. Ind. Technol. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Tekhnol. Tekstil. Promyshlen.]. 2023. N 3 (405). P. 168-173 (in Russian). DOI: 10.47367/0021-3497_2023_3_168.
Kozorez M.D., Kotova S.V., Lyusova L.R. The role of surfactants in adhesives based on nitrile rubbers. Kauchuk Rezina. 2023. V. 82. N 4. P. 186-190 (in Russian). DOI: 10.47664/0022-9466-2023-82-4-186-190.
Kyureghyan G.P., Komarov N.V., Kyureghyan O.D. Classification of surfactants. Vestn. VNII Zhirov. 2021. N 1-2. P. 57-58 (in Russian). DOI: 10.25812/VNIIG.2021.43.74.004.
Budagova R.N., Zeinalov S.B., Khodzhaev G.K. The synthesis and properties of new nonionic surfactants based on epichlorohydrin, naphthenic alcohols, and orthophosphor-ic acid. Neftekhimiya. 2019. V. 59. N 2. P. 228-232 (in Russian). DOI: 10.1134/S0028242119020047.
Akhtyamov E.K., Teptereva G.A., Shammazov A.M. Some aspects of the dynamics of the use of surfactants in Russia. Prom. Proizvod. Ispol. Elastomerov. 2022. N 2. P. 22-33 (in Russian). DOI: 10.24412/2071-8268-2022-2-28-33.
Kuzina Zh. I., Manevich B.V. The choice of surfactants for the hydrolysis of proteinfat deposits in the production of functional milk-based products. Pishch. Prom-st’. 2021. N 8. P. 47-50 (in Russia). DOI: 10.52653/PPI.2021.8.8.012.
Nguyen V.M., Nguyen T.H., Gorobinsky S.V. Application of surfactants for the synthesis of qualitative hydroxide and metallic cobalt nanopowders. Zhurn. Belorus. Gos. Un-ta. Fizika. 2021. N 1. P. 4–11 (in Russian). DOI: 10.33581/2520-2243-2021-1-4-11.
Kolychev E.L., Nizovtsev A.V., Ovchinnikov K.A., Podlesnova E.V. Sulimov A.V. Generalpurpose surfac-tants based on alkyltoluenes and alkylphenols. Neftegazokhimiya. 2023. N 2. P. 30-33 (in Russian). DOI: 10.24412/2310-8266-2023-2-30-33.
Tretyakov N. Yu., Panicheva L.P. Turnaeva E.A.Volkova S.S., Adakhovskii D.S., Matveev M.R., Koltsov I.N., Groman A.A. Synthesis of alkyl phosphates and investigation of their surfaceactive properties in an alka-line surfactant polymer system for enhanced oil recovery. Izv. Vuzov. Priklad. Khim. Biotekhnol. 2021. V. 11. N 1. P. 147-158 (in Russia). DOI: 10.21285/2227-2925-2021-11-1-147-158.
Ruban O.V., Kiseleva-Loginova K.V., Popov E.V. Production of silicone acrylic surfactant by emulsion-free copolymerization. East.-Eur. J. Enterprise Technol. 2014. V. 6. N 6 (72). P. 24-28 (in Russia). DOI: 10.15587/1729-4061.2014.33109.
Lutfullina G.G., Guseva K.S., Grishin P.V., Khairutdinova R.I. Synthesis and study of properties of surfactants based on fat acids of palm oil and methanol. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 6. P. 88-95 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2018 6106.5685.
Lutfullina G.G., Sizmina I.O., Mirgazitov I.F. Determina-tion of surface tension and zeta potential of anionic surfactant from plant raw materials. Сoll. of works of Science, education, innovation: current issues and modern aspects. Bugulma: Izd-vo LLC «Konvert». 2020. P. 338-341. (in Russian).
Lutfullina G.G., Abdullin I.Sh., Bujanova A.G. Study of surface active characteristics of developed detergent for fur treatment. Tenside, Surfactans, Detergents. 2013. N 2. P. 90-92. DOI: 10.3139/113.110236.
Lutfullina G.G., Fatkhutdinova А.А. Synthesis and study of properties of nonionic surfactant based on fatty acids of corn oil and diethanolamine. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N. 11 P. 20-26 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.6640.
Lutfullina G.G., Fatkhutdinova А.А. Structure and properties of surfactants synthesized from fat acids of corn oil. Vest.Kazan Technol. Univer.. 2022. V. 25. N 4. P. 40-42 (in Russian). DOI: 10.55421/1998-7072_2022_25_4_40.
Lutfullina G.G., Fatkhutdinova А.А. Determining wetting ability of nonionic surfactant synthesized from plant raw materials. Coll. of proceedings of the XVIII Russian scientific and practical conference with elements of a scientific school for students and young scientists. New technologies and materials for textile industry. Kazan.: Izd-vo KNRTU. 2022. P. 282-284 (in Russian).
Lutfullina G.G., Fatkhutdinova А.А. Plant raw materials as a source of obtaining nonionic surfactants. Coll. of proceedings of the III International scientific and technical conference. Ecological, economic and technological aspects of sustainable development of the RB and the RF. Minsk.: Izd-vo BSTU. V. 2. 2021. P. 56-61 (in Russian).
Lutfullina G.G., Khairutdinova R.I. Investigating surface tension of surfactants. Coll. of proceedings of the XVIII Russian scientific and practical conference with elements of a scientific school for students and young scientists. New technologies and materials for textile industry. Kazan.: Izd-vo KNRTU. 2020. P. 299-302 (in Russian).
Lutfullina D.R., Khairullina E.V., Lutfullina G.G. Inves-tigation of Foaming Properties of Surfactants. Coll. of proceedings of the XVI Russian scientific and practical confer-ence with elements of a scientific school for students and young scientists. New technologies and materials for textile industry. Kazan.: Izd-vo KNRTU. 2020. P. 410-413 (in Russian).
Lutfullina G.G., Bulygina K.A., Petrova S.A., Lifanova K.S., Khairutdinova R.I. Study of washing ability of ani-onic surfactants. Coll. of proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference. Leather and fur in the XXI century: technology, quality, ecology, education. Ulan-Ude: Izd-vo ESSUTM. 2018. P. 35-41 (in Russian).
Lutfullina G.G., Lifanova (Guseva) K.S., Martynova K.E. The influence of concentration of detergent solutions on their foaming ability. Vest. Kazan Technol. Univer. 2014. N 7. P. 86-87 (in Russian).
Lutfullina G.G., Abdullin I.Sh. Based on fatty acids of sylvic oil surfactants: synthesis and study of surface active characteristics. Mezh. Zhurn. Prikl. Fund. Issl. 2012. N 1-2. P. 3-4 (in Russian).
Summ B.D. Foundations of Colloid Chemistry. M.: Akademiya. 2009. 240 p. (in Russian).
Lange K.R. Surfactants: synthesis, properties, analysis, application. SPb.: Profession. 2004. 240 p. (in Russian).
Pravdin V.G. Surfactants in national economy. M.: Khimiya.1989. 46 p. (in Russian).
Zimon D. Liquid Adhesion and Wetting. M.: Khimiya. 1974. 416 p. (in Russian).
