صابون مول 10

ويژگی­‌های شيميايی و خواص عمومی صابون مول 10

نونیل‌فنول اتوکسیله یا Nonylphenol Ethoxylate (NPE) خانواده‌ای از سورفکتانت‌های غیریونی است که از واکنش نونیل‌فنول با اتیلن‌اکساید تولید می‌شود. همان‌‎طور که در شکل1 نشان داده شده است این ترکیبات  دارای یک بخش نونیل‌فنولی آب‌گریز (زنجیر آلکیل 9 کربنه با تمایل زیاد به روغن‌ها، چربی‌ها، رزین‌ها و سطوح غیرقطبی) و یک زنجیره پلی‌اکسی‌اتیلن (CH2​CH2​O)n  آب‌دوست هستند. به همین دلیل می‌توانند کشش سطحی را کاهش داده و به‌عنوان عامل ترکننده، شوینده، امولسیفایر، پخش‌کننده و سازگارکننده فازهای آبی و روغنی عمل کنند. عدد n میانگین تعداد واحدهای اتیلن‌اکساید در هر مول نونیل‌فنول است و هرچه مقدار n افزایش یابد، سهم زنجیره پلی‌اکسی‌اتیلن بیش‌تر شده و حلالیت در آب، HLB  و تمایل محصول به تشکیل امولسیون روغن در آب افزایش پیدا می‌کند.

گریدهای مختلف نونیل‌فنول اتوکسیله، بر اساس میانگین تعداد مول‌های اتیلن‌اکساید متصل‌شده به هر مول نونیل‌فنول تولید می‌شود. گرید ۱۰ مول به معنای وجود حدود ۱۰ واحد اتیلن‌اکساید به ازای هر مول نونیل فنول در ساختار محصول است. بنابراین طول متوسط زنجیره اتوکسیلات گرید را مشخص می­‌کند.

برای یک مولکول نونیل‌فنول اتوکسیله با دقیقاً 10 واحد اتیلن‌اکساید(NPE-10)، فرمول مولکولی C35H64O11 و جرم مولکولی آن حدود 660.9 g/mol است. این عدد برای ساختار ایده‌آل محاسبه می‌شود و جرم مولکولی متوسط محصول تجاری ممکن است به دلیل توزیع زنجیره‌های EO کمی متفاوت باشد.

نونیل‌فنول اتوکسیلات‌ها معمولاً به‌صورت مایع شفاف، بی‌رنگ تا زرد کم‌رنگ عرضه می‌شوند. حالت فیزیکی، ویسکوزیته، حلالیت در آب، نقطه ریزش و نقطه ابری‌شدن آن‌ها به تعداد واحدهای اتیلن‌اکساید وابسته است. با افزایش تعداد مول‌هایEO، جرم مولکولی، آب‌دوستی،HLB  و حلالیت در آب افزایش می‌یابد. در حالی که سازگاری نسبی با روغن‌ها و حلال‌های هیدروکربنی کاهش پیدا می‌کند.

روش تولید صابون مول 10

نونیل‌فنول اتوکسیله از واکنش نونیل‌فنول با اتیلن‌اکساید تولید می‌شود. در این واکنش، حلقه اتیلن‌اکساید در حضور کاتالیست قلیایی (معمولاً هیدروکسید پتاسیم یا هیدروکسید سدیم) در راکتور تحت فشار باز شده، سپس واحدهای اکسی‌اتیلن به گروه هیدروکسیل نونیل‌فنول افزوده می‌شوند. برای تولید NPE-10، نسبت میانگین خوراک تقریباً 10 مول اتیلن‌اکساید به یک مول نونیل‌فنول تنظیم می‌شود. در تولید گرید ۱۰ مول، به علت مصرف EO بیشتر، زمان خوراک‌دهی و بار حرارتی فرایند معمولاً بیش‌تر است.

در فرآیندهای جدید ممکن است به‌جای KOH یا NaOH از کاتالیست‌های DMC استفاده شود. این روش می‌تواند زمان واکنش و مقدار EO باقی‌مانده را کاهش دهد، اما به خوراک خالص‌تر و کنترل دقیق‌تر کاتالیست نیاز دارد.

ویژگی­‌های فنی صابون مول 10

NPE-10 یک سورفکتانت غیریونی با آب‌دوستی نسبتاً بالا است. طول بیش‌تر زنجیره اتوکسیلات در این گرید باعث می‌شود محصول در محیط‌های آبی عملکرد مناسبی در ترکنندگی، شویندگی، امولسیون‌سازی و پخش مواد روغنی داشته باشد. به همین دلیل، این ماده بیش‌تر در فرمولاسیون‌هایی به کار می‌رود که هدف آن‌ها انتقال، پخش یا پایدارکردن روغن و آلودگی‌های آب‌گریز در یک فاز آبی است. ظاهر شفاف و رنگ کم محصول از شاخص‌های اولیه کیفیت آن محسوب می‌شود بنابراین صابون مول 10، که یک مایع شفاف بی رنگ است، برای استفاده در شوینده‌های شفاف، لاتکس‌ها و پوشش‌هایی که تغییر رنگ ماده اولیه اهمیت دارد، کیفیت مناسبی نشان می‌دهد.

مقدار آب و pH نیز از پارامترهای مهم کنترل کیفیت هستند. رطوبت زیاد می‌تواند غلظت مؤثر سورفکتانت را کاهش داده، پایداری فرمولاسیون را تحت تأثیر قرار دهد و در برخی سامانه‌ها باعث کدورت یا جدایش فازی شود. پایین‌بودن مقدار آب به ثبات عملکرد، تکرارپذیری تولید و محاسبه دقیق‌تر مقدار ماده مصرفی، کمک می‌کند. pH نامناسب نیز ممکن است با رزین‌ها، افزودنی‌ها، امولسیفایرهای دیگر یا اجزای حساس فرمولاسیون تداخل ایجاد کند. در نتیجه محصولی با pH کنترل‌شده، راحت‌تر وارد فرمولاسیون می‌شود و احتمال تغییر ناخواسته pH نهایی را کاهش می‌دهد.

یکی از مهم‌ترین شاخص‌های شناسایی گرید نونیل‌فنول اتوکسیله جهت ارزیابی طول متوسط زنجیره اتوکسیلات و ثبات کیفیت میان بچ‌های مختلف، عدد هیدروکسیل است. این پارامتر به‌طور غیرمستقیم با جرم مولکولی متوسط و طول زنجیره اتوکسیلات ارتباط دارد. هرچه تعداد واحدهای اتیلن‌اکساید بیش‌تر و زنجیره پلی‌اکسی‌اتیلن بلندتر شود، مقدار گروه هیدروکسیل در واحد جرم کاهش پیدا می‌کند و عدد هیدروکسیل پایین‌تر می‌آید.

نقطه ابری‌شدن نیز یکی از مهم‌ترین پارامترهای عملکردی نونیل‌فنول اتوکسیله است. با افزایش دمای محلول آبی، زنجیره‌های پلی‌اکسی‌اتیلن به‌تدریج بخشی از آب‌پوشی خود را از دست می‌دهند و محلول شروع به کدرشدن می‌کند که این دما، به‌عنوان نقطه ابری‌شدن شناخته می‌شود. این ویژگی محدوده دمایی مناسب استفاده از سورفکتانت در سامانه‌های آبی را مشخص می‌کند. اگر دمای عملیات به نقطه ابری‌شدن نزدیک شود یا از آن عبور کند، ممکن است شفافیت کاهش یابد، حلالیت سورفکتانت تغییر کند و احتمال جدایش فازی، موقتا افزایش پیدا کند. این موضوع در شست‌وشوی گرم، فرآوری نساجی، فلزکاری، کاغذسازی و پاک‌کننده‌های صنعتی داغ اهمیت ویژه دارد. نقطه ابری‌شدن بالاتر، معمولاً به معنی حفظ حلالیت و شفافیت تا دمای بیش‌تر است.

کاربردهای صابون مول 10

گرید NPE-10  بیش‌تر در فرمولاسیون‌هایی به‌کار می‌رود که نیاز به شویندگی، ترکنندگی، امولسیون‌سازی روغن در آب، حلال‌سازی و افزایش فعالیت سطحی دارند. مانند رنگ و پوشش، فرآیندهای کاغذ و نساجی، شوینده‌ها و پاک‌کننده‌ها، کشاورزی، سیالات فلزکاری، حفاری و تولید نفت، پلیمریزاسیون امولسیونی بکار می‌رود.

صنایع شوینده و پاک‌کننده

NPE-10 برای پاک‌کننده‌های صنعتی ، شوینده‌های آبی، شست‌وشوی سطوح و فرمولاسیون‌های نیازمند ترکنندگی و آبکشی که باید آلودگی‌های چرب را از سطح جدا کرده و در فاز آبی پخش کنند به کار می‌رود. شویندگی و ترکنندگی خوب، حلال‌سازی و امولسیون‌سازی مناسب و ترکیب اقتصادی عملکرد و هزینه از مزایای این گرید است.

صنایع رنگ، رزین، چسب و پوشش

در صنایع رنگ، رزین و پوشش، صابون مول ۱۰ می‌تواند به‌عنوان عامل ترکننده، امولسیفایر و کمک‌پایدارکننده در سیستم‌های پایه‌آب یا امولسیونی استفاده شود. نقش اصلی آن کمک به پخش بهتر اجزای آب‌گریز، بهبود تماس سطحی و پایدارسازی امولسیون است. در پلیمریزاسیون امولسیونی، نونیل‌فنول اتوکسیله ۱۰ مول می‌تواند به‌عنوان سورفکتانت غیریونی کمکی برای کاهش کشش بین‌سطحی، تشکیل ذرات، پایداری لاتکس و کنترل پراکندگی فاز پلیمری به‌کار رود.

صنایع نساجی و کاغذ

در صنایع نساجی و کاغذ، NPE-10 به‌عنوان ترکننده، شوینده، امولسیفایر و کمک‌فرایند استفاده می‌شود. در نساجی، کاربرد آن بیش‌تر در شست‌وشو، چربی‌زدایی، ترکردن الیاف، کمک به یکنواختی عملیات فرایندی و برخی مراحل رنگرزی است. در کاغذ نیز می‌تواند در ترکنندگی، شست‌وشوی فرایندی و پخش مواد آب‌گریز نقش داشته باشد.

صنایع کشاورزی

در صنایع کشاورزی، صابون مول ۱۰ می‌تواند به‌عنوان امولسیفایر، ترکننده و کمک‌پخش کننده در برخی فرمولاسیون‌های آفت‌کش، ادجوانت‌ها و امولسیون‌های روغن در آب استفاده شود. هدف اصلی در این کاربرد، پخش بهتر ماده مؤثره در آب، ترکردن سطح برگ و کمک به یکنواختی محلول اسپری است.

صنایع فلزکاری

در سیالات فلزکاری و شست‌وشوی فلزات، NPE-10  به‌دلیل توان امولسیون‌سازی و ترکنندگی، در امولسیون‌کردن روغن‌های برش در آب، شست‌وشوی آلودگی‌های روغنی و کمک به تماس بهتر محلول با سطح فلز کاربرد دارد. در این حوزه باید سازگاری محصول با بازدارنده خوردگی، بایوساید، ضدکف، آب سخت و روغن پایه بررسی شود.

صنایع نفت و حفاری

در نفت، حفاری و تولید، صابون ۱۰ مول می‌تواند در نقش ترکننده، امولسیفایر، شوینده یا کمک‌پخش در برخی فرمولاسیون‌های نفتی استفاده شود.