Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
KOLB
KOLB
1
KOLB
Серии продуктов
Imbentin®-U и Imbentin-E/100 -
эффективная альтернатива
нонилфенолэтоксилатам
18 декабря 2006 г.
Анна Шарова
Bang&Bonsomer
KOLB
KOLB
2
Наш слоган
THE Secret IS ON THE Surface
KOLB
KOLB
3
‚И это правда...‘
‚Без поверхностно – активных веществ мы бы оказались совершенно
беспомощными в решении 90% проблем индустрии‘
Pierre Gilles de Gennes, нобелевский лауреат в области физики, 1992
KOLB
KOLB
4
История
1964 Основание фамильной компании
Dr. W.Kolb AG, Hedingen, Швейцария
1993 Экспансия в Европу
Открытие производства в Голландии
2001 Открытие дочерних компаний в Европе
KOLB
KOLB
5
Настоящее
Коллектив 220 человек
Производственная мощность 100000 тон
Оборот около 150 млн Евро
Дистрибьюторская сеть по всему миру
Сертификация ISO 9001/14001
KOLB
KOLB
6
Наши рынки
Kolb предлагает продукты и решения для различныхнаправлений промышленности:
� Целлюлозно - бумажной
� Производства моющих средств бытовой ипромышленной химии
� Вспомогательных ингредиентов длятекстильной промышленности
� Лакокрасочной промышленности
� Металлообработки, смазочных материалов� Агрохимии
� Косметики
� Производства фармпрепаратов
� Животноводческой отрасли и пищевогопроизводства
KOLB
KOLB
7
Производство
Moerdijk / Голландия� Алкоксилирование
� Доставка этиленоксида по
трубопроводу
� Логистический модуль
Hedingen / Швейцария
� Алкоксилирования
� Метилирование
� Эстерификация
� Производство компаундов
� Пастилляция
� Производство дисперсий
KOLB
KOLB
8
Дистрибьюторская сеть
KOLB
KOLB
9
Ассортимент
KOLB
KOLB
10
� Этоксилаты жирных спиртов (5-10 моль EO) уменьшаютповерхностное натяжение воды с 72 мН/м вплоть до 30 кН/м даже при их использовании в очень низкихконцентрациях (0.1 г/л)
� При увеличении гидрофильности ПАВ, критическаяконцентрация мицеллообразования возрастает
Поверхностная активность
KOLB
KOLB
11
Смачивание на поверхности раздела твердого
вещества/жидкости
Практические аспекты смачивания:
Замещение жидкости газом на поверхности твердого
вещества
Образование пленки и удаление жидкости с поверхности
при извлечения твердого вещества из жидкости
Нет смачивания
Частичное смачивание
Полное смачивание / распределение по поверхности
Liquid
Solid surface
Air Contact angle > 90°
Contact angle = 0°
90°> Contact angle > 0°
Смачивание
KOLB
KOLB
12
KOLB
IMBENTIN®-U - эффективная
альтернатива этоксилатам
изотридецилового спирта и
нонилфенолэтоксилатам
KOLB
KOLB
13
Введение и теоретические основы
вопроса� Нонилфенолэтоксилаты известны как очень эффективныеповерхностно – активные вещества
� Однако риск использования нонилфенолэтоксилатов достаточно
велик вследствие их высокой токсичности для окружающей среды. В
организме человека эти вещества способны вызывать серьезные
эндокринные нарушения
� Введены ограничения по использованию этих соединений
� Комиссия EU планирует введение очень серьезных мер вотношении маркетинга нонилфенолэтоксилатов и их использования впроизводстве
� Поиск альтернатив: некоторые этоксилаты жирных спиртов могутявляться эффективной заменой
KOLB
KOLB
KOLB
14
С введением в силу Директивы 2003/53/EC относительно ограничений маркетинга и
использования в производстве
нонилфенолэтоксилатов, поиск альтернатив этимсоединениям стал как никогда актуальным.
KOLB
KOLB
15
Структурные
аспекты� Сходная химическая структура
гидрофильной части молекулы
(полиоксиэтиленовая цепь)
� Различная химическая структура
липофильной части
� Нонилфенолэтоксилаты –
алифатические структуры (линейные
или разветвленные),
модифицированные этиленоксидом, со
встроенными ароматическими
фрагментами; этоксилаты жирных
спиртов – алифатические соединения с
линейной или разветвленной
алкильной цепью
KOLB
KOLB
KOLB
16
~12.8~ 51-56Imbentin-U/070
(7 моль EO)
~12.5~ 45-50Imbentin-T/080
(8 моль EO)
~12.5~ 52-56Imbentin-N/55
(9 моль EO)
Расчетн. значение
ГЛБ
Точка
помутнения
[°C]1 % деион. воды
Исследованные образцы� Предположение: соизмеримые уровни гидрофильности илипофильности
KOLB
KOLB
KOLB
17
Специфические свойства ПАВ
� Растворимость (значение ГЛБ, точка помутнения, способность
к гелеобразованию)
� Пенообразование
� Смачивающая способность (текстиль)
� Смачивание твердых поверхностей
� Поверхностное и межфазное натяжение (статическое,
динамическое)
� Сферы применения
KOLB
KOLB
KOLB
18
Imbentin-U/070
Imbentin-T/080
Imbentin-N/55
100908070605040302010% Active
Способность к гелеобразованию
при 25°C
� Преимущества составления рецептур при отсутствии
гелеобразования
� N/55 - широкий диапазон фазы вязкого геля
� T/080 - узкий диапазон фазы вязкого геля
� U/070 - отсутствие фазы геля
KOLB
KOLB
KOLB
19
� U/070 генерирует больше пены при встряхивании по сравнению сN/55 и T/080� Однако пена не стабильна; уровень пены снижается уже черезнесколько минут
T im e [m in]0 1 3 5 10 30
Fo
am
vo
lum
e [
ml]
0
50
100
150
200
250
300
350
400
N /55
T/080
U /070
Tim e [m in]0 1 3 5 10 30
N /55 T /080
U /070
25°C , 0.5 г/л 40°C
Perforated disc beating method (DIN 53902, EN 12728)
KOLB
Пенообразование
KOLB
KOLB
20
� U/070 демонстрирует превосходные смачивающие свойства вэксперименте с диском из хлопкового волокна – наименьшее время длядостижения полного смачивания; �концентрация ПАВ должна быть выше критической концентрациимицеллообразования, причем процесс протекает эффективнее приповышенной температуре
Conc. [g/l]
0.01 0.1 0.5 1 2 3 5 10
We
ttin
g t
ime
[s]
0
50
100
150
200
250
300
N/55 T/080
U/070
Conc. [g/l]
0.01 0.1 0.5 1 2 3 5 10
N/55
T/080
U/070
> 300 s 25°C > 300 s 40°C
Смачивание хлопкового диска методом его погружения в раствор ПАВ всоответствии с Draves test (ISO 8022:1990)
KOLB
Смачивание
KOLB
KOLB
21
Смачивание твердой
поверхности� Малый угол контакта жидкости/твердой поверхности свидетельствует о
высокой смачивающей способности ПАВ
� Смачивающая способность U/070 улучшается при концентрации выше
критической концентрации мицеллообразования
G las, 25°C
Conc. [g/l]
0.01 0.1 1 10
Co
nta
ct a
ngle
[°]
0
20
40
60
80
100
-N /55
-T /080
-U /070
Stain less steel, 25°C
C onc. [g /l]
0.01 0.1 1 10
PTFE, 25°C
C onc. [g /l]
0.01 0.1 1 10
Динамическое измерение контактного угла с использованием Wilhelmy plate technique (Krüss K12)
KOLB
KOLB
KOLB
22
� Адсорбция молекул на границе раздела фаз жидкость/газ
�Уменьшение поверхностного натяжения
� Эффективность ПАВ зависит от гидрофобной
составляющей его молекулы / критической
концентрации мицеллообразования как ее функции
� Эффективность ПАВ определяется плотностью упаковки
межфазных пленок
� От поверхностной активности соединения зависит егосмачивающая способность, пенообразование, эмульгирующая и солюбилизирующая способности
KOLB
Поверхностная активность
KOLB
KOLB
23
Поверхностная активность� Статическое поверхностное натяжение/ критическая константа
мицеллообразования описывают эффективность ПАВ.
Conc. [mg/l]10-1 100 101 102 103 104 105
σ [m
N/m
]
20
30
40
50
60
70
N/55
T/080
U/070
cmc [mg/l] 36 58 338
Increase of Efficiency
Incre
ase o
f Effe
ctiv
en
ess
25°C
Wilhelmy plate method (Krüss K12)
KOLB
Рабочая
концентрация ПАВ
( выше критич. конц.
мицеллообразования)
KOLB
KOLB
24
Поверхностная активность� Динамическое поверхностное натяжение влияет насмачивающую способность ПАВ
� U/070 демонстрирует низкое динамическое поверхностноенатяжение в течение диапазона времени, измеряемого вмиллисекундах (surface ages (msecond range)
Surface age [ms]
100 101 102 103 104 105Dyn
am
ic s
urf
ace
te
nsio
n σ
[m
N/m
]
25
30
35
40
45
50
N/55
T/080
U/070
10 г/л ; 20°C
Bubble pressure method (Krüss BP2)
KOLB
KOLB
KOLB
25
Surface age [s]
0.1 1 10 100
Dyn
am
ic inte
rfacia
l te
nsio
n γ
[m
N/m
]
0
1
2
3
N/55
T/080
U/070
10 г/л , 25°C , декан
Drop volume method (Krüss DVT30)
KOLBМежфазная активность� Интенсивность снижения межфазного натяжения на
поверхности раздела двух жидкостей зависит от состава
масляной фазы
� Процесс эмульгирования облегчается при уменьшении
динамического межфазного натяжения ниже уровня 2 мН/м
KOLB
KOLB
26
Примеры применения:
1NaOH 50%
до 100Вода
q.s.Гидротроп
4.5NTA 50%
5Метасиликат Na 5*H2O
1.5TPPP
8Imbentin-T/080
8Imbentin-U/070
8Imbentin-N/55
Formula 3Formula 2Formula 1
KOLB
Обезжириватель для металлической поверхности
KOLB
KOLB
27
� Малый контактный угол улучшает смачивание твердойповерхности
KOLB
Примеры применения:
Stainless steel
Co
nta
ct
ang
le [
°]
0
10
20
30
40
50
Formula 1 N/55
Formula 3 T/080
Formula 2 U/070
10 г/л, 25°C
Измерение динамического контактного угла при помощиWilhelmy plate technique (Krüss K12)
Обезжириватель для металлической поверхности
KOLB
KOLB
28
� Низкое динамическое поверхностное натяжение и быстроеснижение межфазного напряжения улучшают процесс смачивания иэмульгирования
Surface age [s]
0.1 1 10
Dyn
am
ic in
terf
acia
l te
nsio
n γ
[m
N/m
]0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Formula 1 N/55
Formula 3 T/080
Formula 2 U/070
Surface age [s]
0.1 1 10 100 1000
Dyn
am
ic s
urf
ace
te
nsio
n σ
[m
N/m
]
25
30
35
40
45Formula 1 N/55
Formula 3 T/080Formula 2 U/070
25°C, 10 г/л, декан25°C, 10 г/л
KOLBПримеры применения:Обезжириватель для металлической поверхности
KOLB
KOLB
29
5Imbentin-SG/2385/C
до 100Вода
q.s.Гидротроп
2NTA 50%
2Метасиликат Na 5H2O
4TPPP
6Imbentin-T/080
6Imbentin-U/070
6Imbentin-N/55
Formula 5Formula 6Formula 4
Промышленный очиститель для твердых
поверхностей, концентрат
KOLBПримеры применения:
KOLB
KOLB
30
� Малый контактный угол улучшает процесс смачивания твердых
поверхностей различной полярности
KOLBПримеры применения:
Hard surface material
Glas SS PTFE
Co
nta
ct a
ngle
[°]
0
10
20
30
40
50
60
Formula 4 N/55
Formula 5 T/080
Formula 6 U/070
10 г/л, 25°C
Динамический контактный угол, измеренный при помощиWilhelmy plate technique (Krüss K12)
Промышленный очиститель для твердых
поверхностей, концентрат
KOLB
KOLB
31
� Низкое динамическое поверхностное натяжение и быстрое снижениемежфазного напряжения улучшают процесс смачивания и
эмульгирования
KOLBПримеры применения
Surface age [s]
0.1 1 10
Dyna
mic
inte
rfa
cia
l te
nsio
n γ
[m
N/m
]
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Formula 4 N/55
Formula 5 T/080
Formula 6 U/070
Surface age [s]
0.1 1 10 100 1000
Dyn
am
ic s
urf
ace
ten
sio
n
σ [m
N/m
]
28
30
32
34
36
38
40
Formula 4 N/55
Formula 5 T/080
Formula 6 U/070
25°C, 10 г/л 25°C, 10 г/л, декан
[ms]
Промышленный очиститель для твердых
поверхностей, концентрат
KOLB
KOLB
32
� Большую свободу при составлении рецептур вследствие
отсутствия фазы геля
� Умеренное первоначальное пенообразование, исчезновение пены через несколько минут
� Превосходные смачивающие свойства (текстиль) приконцентрациях выше критической концентрации
мицеллообразования и при повышенной температуре
KOLB
Резюме: ‚Отдельные части головоломки
собраны в целостную картину ‘
Imbentin-U/070 предлагает следующие преимущества:
KOLB
KOLB
33
Резюме ( продолжение):
� Эффективное снижение поверхностного натяжения вплоть до
28 mН/м
� Высокая динамическая поверхностная активность
� Значительное снижение динамического межфазного
натяжения в эмульсиях с различными масляными фазами
� Доступная и эффективная альтернатива
нонилфенолэтоксилатам и этоксилатам изотридецилового спирта
KOLB
Imbentin-U/070 предлагает следующие преимущества:
KOLB Distribution Ltd. CH-8908 Hedingen, Switzerland
KOLBKOLB
Серия продуктов Imbentin-E/100
как альтернатива
нонилфенолэтоксилатам
KOLB
KOLB
35
Химическая структура
соединений
� Синтетические Оксо-спирты
� Число атомов углерода = 10
� Сильно разветвленная алкильная цепь
�Плотно упакованная молекула
� Этоксилирование - от 3 до 10 моль
KOLB
KOLB
36
Поверхностно – активные свойства
� Точка помутнения
� Пенообразование
� Смачивающая способность
� Поверхностная активность
� Статическое поверхностное натяжение, критическая концентрация мицеллообразования
� Динамическое поверхностное натяжение
� Динамическое межфазное натяжение
� Фазовое поведение
� Экологические аспекты
KOLB
KOLB
37
Точка помутнения
� Модификация этиленоксидом (EO) приводит квозрастанию температуры помутнения
Cloud Point
30
40
50
60
70
80
90
100
E/10
0/30
N/0
40
E/10
0/05
0
N/0
60
E/10
0/06
0
N/3
5
E/10
0/07
0
N/5
5
E/10
0/08
0
N/6
3
E/10
0/10
0
N/8
2
°C
cp (1% in deion. water [°C]) cp (5g in 25g BDG 25% [°C])
KOLB
KOLB
38
Пенообразование� Относительное пенообразование измеряется методом
пропускания раствора ПАВ через перфорированный диск при t =25 и 50°C, концентрация ПАВ 0.5 г/л дист воды
� Точка помутнения «отвечает» за пенообразование
Relat ive foam heights, (0.5g/l, 25°C)
0
20
40
60
80
100
120
E/100/0
30
N/0
40
E/100/0
50
N/0
60
E/100/0
60
N/3
5
E/100/0
70
N/5
5
E/100/0
80
N/6
3
E/100/1
00
N/8
2
%
0 minutes 10 minutes
Relative foam heights, (0.5g/l, 50°C)
0
20
40
60
80
100
120
E/100/0
30
N/0
40
E/100/0
50
N/0
60
E/100/0
60
N/3
5
E/100/0
70
N/5
5
E/100/0
80
N/6
3
E/100/1
00
N/8
2
%
0 minutes 10 minutes
В качестве стандарта использован лаурилсульфат натрия
KOLB
KOLB
39
Смачивание методом погружения
� Смачивание диска из х/б волокна методом погружения в раствор ПАВ
при t 25°C, конц. ПАВ 2.0 г/л дист. воды
� Лучшая смачивающая способность означает наименьшее время
достижения полного смачивания
Wetting time (2g/l, 25°C; Draves test)
0
5
10
15
20
25
30
KOLB
KOLB
40
Статическая поверхностная активностьST – динамическое поверхностное натяжение (мс)
IFT – динамическое межфазное натяжение (мс)
CMC – критическая концентрация мицеллообразования
10
8
7
6
5
3
Моль
EO
623.81'419.615.215.942.447.1
411.91'067.715.315.840.544.9
337.8872.415.614.738.843.3
284.1741.416.314.235.641.3
230.4554.116.813.034.541.1
89.6n.a.18.79.727.837.2
U-серияCMC (mg/l)
E-серияCMC (mg/l)
U-серияsIFT
0.1 g/l (Decane
25°C)
E-серияsIFT
0.1 g/l (Decane
25°C)
U-серияsST
0.1 g/l (25°C)
E-серияsST
0.1 g/l (25°C)
KOLB
KOLB
41
Динамическое поверхностное
натяжение
� Метод измерения объема капли, Krüss DVT 30, 0.1 г/л, 25°C
Dynamic Surface Tension
35
40
45
50
55
60
65
70
1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02
t Drop (s)
mN
/m
E/100/030 E/100/050 E/100/060 E/100/070 E/100/080 E/100/100
KOLB
KOLB
42
Динамическое межфазное
натяжение
� Метод измерения объема капли, Krüss DVT 30, 0.1 г/л, 25°C, декан
Dynamic interfacial tension (Decan)
15
18
21
24
27
1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04
t Drop (s)
mN
/m
E/100/030 E/100/050 E/100/060 E/100/070 E/100/080 E/100/100
KOLB
KOLB
43
Динамическое межфазное
натяжение� Метод измерения объема капли, Krüss DVT 30, 0.1 г/л, 25°C, декан
� E-серия в сравнении с U-серией и нонилфенолэтоксилатами(NPE)
Dynamic interfacial tension, 0.1 g/l, 25°C, Decane
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
0 1 10 100 1000 10000
t Drop (s)
mN
/m
E/100/030
E/100/050
E/100/060
E/100/070
E/100/080
E/100/100
U/050
U/060
U/070
U/080
U/100
N/55
N/060
N/35
N/63
N/82
N/98
KOLB
KOLB
44
Фазовое поведение
Gel format ion prof ile of the Imbent in-E/100/-series: subject ive rat ing
% Imbentin-E/100 in
deionised water10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Imbentin-E/100/030
Imbentin-E/100/050
Imbentin-E/100/060
Imbentin-E/100/070
Imbentin-E/100/080
Imbentin-E/100/100
� Нет фазы геля – легкость составления рецептур
KOLB
KOLB
45
Экологические аспекты и
маркировкаImbentin-E/100/... 030 050 060 070 080 100
Envoronental aspects
CAS-No. 78330-20-8 78330-20-8 78330-20-8 78330-20-8 78330-20-8 78330-20-8
EINECS-No. OECD-
Polymer
OECD-
Polymer
OECD-
Polymer
OECD-
Polymer
OECD-
Polymer
OECD-
Polymer
Biodegradability OECD 301 B
LC50 (mg/l) > 1 ml > 1 ml > 1 ml > 1 ml > 1 ml > 1 ml
LD50 (mg/kg) ca. 2000 ca. 2000 ca. 2000 ca. 2000 ca. 2000 ca. 2000
Classification Symbol Xi irritant Xi irritant Xn harmful Xn harmful Xn harmful Xn harmful
WGK
German List of substances subject to the water
endangering substance regulation
2
hazardous
2
hazardous
2
hazardous
2
hazardous
2
hazardous
2
hazardous
- Meets the detergent regulation 2004/648 EC-
KOLB Distribution Ltd. CH-8908 Hedingen, Switzerland
KOLBKOLB
Спасибо за внимание!
KOLB Distribution Ltd. CH-8908 Hedingen, Switzerland
KOLBKOLB
Серия продуктов Imbentin-E/100
как альтернатива
нонилфенолэтоксилатам
KOLB
KOLB
48
ТОП 10 - продукты для применения вбытовой и индустриальной химии
Product Functionality Application
Imbentin-AG/124S/070 эмульгирование, смачиваниеДетергенты для стирки
Imbentin-E/100/070 Смачивание Чистка тв. пов-тей
Imbentin-U/030 Смачивание Чистка тв. пов-тей
Imbentin-U/070 Смачивание Чистка тв. пов-тей
Imbentin-C/91/060 Смачивание Чистка тв. пов-тей
Imbentin-AG/168S/250 P эмульгирование Табл. Ср-ва для стирки
Imbentin-AG/168S/800 P эмульгирование Табл. Ср-ва для стирки
Imbentin-PEG/1500 P эмульгирование Табл. Ср-ва для стирки
Imbentin-SG/723/AG Смачивание HI&I
Imbentin-SG/725/T Смачивание HI&I
Imbentin-SG/733/C Смачивание HI&I
Imbentin-PPF эмульгирование, смачиваниеHI&I
KOLB
KOLB
49
Примеры применения
� Imbentin-SG/725/T
� Imbentin-SG/733/C
� Imbentin-PPF
� Imbentin-PEG/1500 P
� Imbentin-AG/168S/250 P
KOLB
KOLB
50
Примеры применения
� Imbentin-AG/124S/070
� Imbentin-AG/124PG/070
� Imbentin-AG/100/095 80%
KOLB
KOLB
51
Примеры применения
� Imbentin-T/080
� Imbentin-AG/810/050