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