Термически расщепляемые Поверхностно-активные вещества Предложение альтернативы Hydrolytics

По своей природе, поверхностно-активные вещества трудно удалить из любой системы, в которой они работают. Расщепляемо поверхностно-активных веществ, которые в настоящее время коммерчески доступных как правило, требуют введения кислоты и / или базы гидролитически кусок поверхностно-активных веществ на фрагменты, так что они могут быть исключены из системы. Теперь, за счет включения термолабильной Дильса-Альдера аддуктов в себя поверхностно-структур, исследователи в Sandia National Laboratories (Ливермор, Калифорния; <A HREF = "http://www.sandia.gov" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > <www.sandia.gov />) выступили инициаторами нового класса поверхностно-активных веществ, которые ухудшают на слегка повышенных температурах (> 50 ° C).

Реакция Дильса-Альдера использованы для создания этих ПАВ включает реакции циклоприсоединения между диена и dienophile. Для этого исследователи использовали Сандиа обратимой реакции между функционализированных фураны и maleimides в качестве основы для своей работы. Они разработали несколько поверхностно-активных веществ в лабораторных условиях, которые обладают идентичными гидрофобных додецилсульфата сегменты хвоста связаны термолабильной DielsAlder аддуктов содержащих фенол, карбоновые кислоты и соли натрия сульфанат гидрофильных headgroups.

Формирование поверхностно-активных веществ происходит в один шаг путем реагирующих желаемого гидрофильных Maleimide с гидрофобных алкильных фуранов в 25-60 ° C. Фенола основе ПАВ, например, был произведен через Дильса-Альдера 3,15 г N-(4-гидроксифенил) Maleimide с 5,62 г 2-N-додецилсульфата фуранов в ацетоне при 55 ° C. Товар был сухой и очищенной флэш-хроматографии производить 6,82 г ПАВ - 96% доходности. Carboxylicacid ПАВ на основе были подготовлены таким же образом.

Поверхностно-активные вещества, растворимые в воде, когда их фенольных и карбоксильных соли кислоты образуются в результате headgroup депротонирования через того избыточного гидроксида калия. Сульфонат ПАВ натриевой соли не требует депротонирования шаг. Все эти поверхностно-активные вещества ведут себя как классические поверхностно-активных веществ, а также образуют мицеллы, после достижения определенной концентрации в воде. Малоуглового рассеяния нейтронов измерения водных растворов указывают на наличие сферической мицеллы с радиусом 16,5 [Ангстрема] для анионные соли карбоксилат и 18,8 [Ангстрема] для анионные соли фенолята.

"Под воздействием температуры 95 ° C в течение 1 ч, поверхностно-активные вещества прошли реакция ретро Дильса-Альдера, уступая гидрофильные и гидрофобные фрагменты, которые не в состоянии реформирования нетронутыми поверхностно-активных веществ и мицеллярных структур даже при понижении температуры. Водные растворы каждого ПАВ, следовательно, проявлять к необратимой потере всех поверхностно-активное поведение ", отмечает Джеймс McElhanon, ведущий исследователь материаловедения Химического факультета в Сандиа.

"Эти поверхностно-активные вещества перспективны для применений, где поверхностно-активные свойства должна быть уменьшена после первого использования, или там, где к разложению является первоочередной задачей", говорит он. Как ПАВ материала в твердом состоянии, фенольных и карбоксильных Дильса-Альдера аддуктов остались нетронутыми при температурах до 105 ° C и 125 ° C, соответственно.

"Дильса-Альдера химии достаточно надежной, чтобы для разработки пакета поверхностно-активных веществ, которые имеют различные полярные группы, руководитель и гидрофобных длины цепи для различных приложений заказчиков", отмечает McElhanon. Сандиа недавно разработали еще один термолабильной Дильса-Альдера ПАВ содержащие полярные группы сульфанат головой. Он полностью растворяется в воде и не требует того гидроксид ионов содействовать растворимости.

Сандиа в настоящее время эмитентов коммерческих лицензий для проверки этих поверхностно-активных веществ для различных применений.