Descargar Documento

Sasol Olefins & Surfactants
ALCOHOLES ETOXILADOS
Soluciones Versátiles para Aplicaciones Técnicas
2
Alcoholes Etoxilados | Sumario
Sumario
1. Introducción / Objeto de este Catálogo
4
2. Alcoholes Etoxilados como Substituto
de los Nonilfenol Etoxilados
6
3. Gama Sasol, de Alcoholes y sus Etoxilados
7
4. Recomendaciones para la Selección de Productos
9
4.1 Efectos de la Longitud de la Cadena Alquílica
4.2 Efectos de la Estructura de la Cadena Alquílica
10
4.3 Efectos derivados de la Longitud de la Cadena Polioxietilénica
11
5. Datos Técnicos
3
9
12
Alcoholes Etoxilados | Objeto de este Catálogo
1
Introducción |
Objeto de este Catálogo
Los alquilfenol etoxilados (APEs) pertenecen a la categoría de tensioactivos no iónicos,
comúnmente conocidos desde hace más de cuarenta años por su alta eficacia, economía, así
como por su facilidad de manejo y formulación. Los nonilfenol etoxilados (NPEs) constituyen
el mayor grupo de compuestos dentro de esta categoría. Estos se utilizan principalmente en
la limpieza Industrial e Institucional, detergentes domésticos, tratamiento de textiles y cuero,
metalurgía, agroquímicos, emulsiónes de polímerización, pintura, y en menor volúmen tienen
además un sinnúmero de aplicaciones diversas como por ejemplo en la industria petroquímica
o papelera.
Durante la elaboración del Reglamento (CEE) n° 793/93 del Consejo, del 23 de marzo de 1993,
sobre Evaluación y control del riesgo de las sustancias existentes, la Comisión Europea condujo a
una minuciosa evaluación del potencial de riesgo de nonilfenol (NP). Este compuesto (NP) se ha
mantenido en dichas listas, debido al gran volumen de producción anual, por su amplia utilización
a nivel mundial, por su toxicidad en organismos acuáticos y por la incertidumbre que rige con
respecto a su biodegradación. Los NPEs se sometieron a la misma evaluación de riesgos, por
constituir la principal fuente de NP en el medioambiente por ser estos, producto de
su biodegradación en medios acuáticos.
El Comité Científico sobre toxicidad, ecotoxicidad y medio ambiente de la Comisión Europea
(CSTEE) examinó dicha evaluación de riesgos, que se realizó con el propósito de proteger la salud
humana y el medio ambiente en función de cada ciclo biológico y cada aspecto ambiental, a
nivel local y regional. Los objetivos generales del procedimiento de evaluación de riesgos de
la Unión Europea son establecer y cuantificar, en la medida de lo posible, los riesgos reales
de sustancias existentes, y estimar su magnitud a través de la simulación de „circunstancias
razonablemente adversas“. Sasol ha participado activamente desde sus inicios en el proceso de
evaluación de riesgos humanos y ambientales derivados de la exposición a productos químicos, en
representación de los intereses de la industria como primer productor europeo de NP y NPEs.
El punto de mayor atención dentro de la evaluación de riesgos es sin duda el alto grado de
toxicidad del NP en organismos acuáticos y el riesgo que esto implica para los ecosistemas
acuáticos y terrestres. Pese a que la evaluación de riesgos humanos condujo a resultados
negativos, la evaluación de riesgos medioambientales indicó que hay un riesgo de intoxicación
crónica de especies acuáticas claramente asociado al nonilfenol(NP). Por otro lado, el efecto
estrógeno en humanos y en el medio ambiente se consideró como irrelevante en el marco de
la evaluación de riesgos con base al análisis de una amplia cantidad de datos publicados en la
literatura científica.
4
La evaluación de riesgos ambientales asociados con alquilfenoles y sus derivados etoxilados indicó
la necesidad de reducir los riesgos asociados con su producción, su inclusión en formulaciones de
productos y el fin de su utilización en sectores industriales muy diversos. En línea a las conclusiones
de la evaluación de riesgos ambientales, la Comisión Europea exigió la elaboración de una
estrategia de reducción de riesgos que abarque todos los aspectos anteriores.
Como medida de reducción de riesgos dentro de la Unión Europea, la Comisión Europea planea
imponer una serie de restricciones sobre el uso y la comercialización de nonilfenol y sus derivados
etoxilados para aplicaciones que pongan en peligro los mantos acuíferos. De acuerdo con las
recomendaciones de la Comisión Europea, se prohibirá el uso de NP y NPE en:
•
•
•
•
•
•
•
•
detergentes y limpiadores domesticos
productos de cuidado personal
limpieza Industrial e Institucional
agentes del proceso textil
agentes de proceso del cuero y la piel
metalurgía (desengrasantes, lubricantes, aceites de corte)
agentes de proceso del papel
veterinaria
La Comisión Europea propuso dichas recomendaciones como base para la revisión y actualización
del Reglamento (CEE) n° 76/769 del Consejo, mismo que se aplica a todos los usos de NP y NPE que
ocasionen una carga considerable para los mantos acuíferos. En sus recomendaciones, la Comisión
prevé una o dos excepciones en el caso de aplicaciones que no generen emisiones considerables
de dichos compuestos, o bien estén sujetas al tratamiento específico de aguas residuales. En el
marco del proceso de aprobación que se lleva a cabo actualmente, el corresponsal del Parlamento
Europeo solicitó que se adopten medidas más drásticas que abarquen aún aquellos casos en los que
los resultados de la evaluación previa de riesgos humanos y ambientales asociados con el uso de NP
y NPE hayan sido negativos.
5
Alcoholes Etoxilados | Alcoholes Etoxilados como Substituto de los Nonilfenoles Etoxilados
2
Alcoholes Etoxilados como Substituto de los
Nonilfenoles Etoxilados
Los alcoholes etoxilados (FAEs) constituyen la mejor opción para sustituir los derivados de
nonilfenol etoxilados (NPEs). Las propiedades de aplicación de estos tensioactivos no iónicos
pueden ajustarse a los requerimientos específicos de uso en función del tipo de alcohol y de la
longitud de la cadena hidrofílica de polietilenglicol. En comparación a los NPEs, los alcoholes
etoxilados por lo general son más biodegradqables, y los productos de su biodegradación no son
tóxicos para los organismos acuáticos.
A fín de determinar el producto substituto más apropiado a los nonilfenol etoxilados las funciones
de estos en sus diversas aplicaciones deben de tenerse muy en cuenta. Entre las cualidades más
importantes de los NPEs destacan sus excelentes propiedades emulsionantes y dispersantes,
que permiten la formulación y elaboración de emulsiones muy estables o bien de dispersiones
concentradas. En este tipo de aplicaciones los NPEs actuan como agentes humectantes,
solubilizantes o detergentes.
La mayoría de los alcoholes etoxilados de longitud de cadena media superan en cali- dad a la de
los NPEs al utilizarse como agentes humectantes o detergentes en la mayoria de aplicaciones.
La dificultad de reemplazar los NPEs por los FAEs consiste en lograr un balance entre las buenas
propiedades humectantes y detergentes con las de emulsificacion, dispersion y otras propiedades
que se requiere adicionalmente en la mayoría de las aplicaciones Debido a los requisitos de las
diversas formulaciones y aplicaciones, en la mayoría de los casos sólo el formulador es capaz de
seleccionar entre las diversas propiedades físicas y cualidades de los
FAEs con el fín de seleccionar la mejor alternativa.
En los siguientes capítulos, se describen las propiedades generales de los alcoholes etoxilados
industriales, con el propósito de ofrecer a nuestros clientes una guía, para facilitar la selección
del FAE apropiado.
6
Alcoholes Etoxilados | Gama Sasol, de Alcoholes y sus Etoxilados
3
Gama Sasol, de Alcoholes
y sus Etoxilados
Sasol O&S, como mayor productor de Alcoholes con una capacidad de producción total de más
de 500,000 mil toneladas/ año en alcoholes C6-C22 , ofrece numerosas y diferentes estructuras
hidrofóbicas para la producción de alcoholes etoxilados. Para poder distinguir y entender las
cualidades técnicas de los alcoholes y sus etoxilados es importante esclarecer la composición
del alcohol y su proceso de producción. Los alcoholes Industriales por lo general no están
compuestos de un sólo isómero químico sino que están compuestos de alcoholes de diferentes
estructuras químicas con variaciones en la longuitud de la cadena y ramificaciones alquílicas.
Nuestra producción de los alcoholes alifáticos sin ramificaciones que se indican a continuación se
realiza por medio de tres distintos procesos industriales:
1. El proceso de Ziegler (ALFOL®, NAFOL®, NACOL®)
2. La hidrogenación de materias primas oleoquímicas (NAFOL®, NACOL®)
3. El proceso de separación de oxo-alcoholes (ALCHEM®)
Productos consistentes en mezclas de alcoholes de diferente longitud de cadena alqílica como de
cadenas puras, son posibles. Producimos alcoholes en el rango de C6 hasta C22.
El alcohol lineal metil- ramificado SAFOL™ 23 se produce según el método de Fischer-Tropsch de
hidroformilación de olefinas derivadas del carbón. Este alcohol consiste de isómeros de cadena
de aproximadamente 55 % C12 y de 45 % C13 . El alcohol derivado contiene un alto grado de
lineallidad que consiste en isómeros de aproximadamente un 50 % lineal y un 50 % ramificado.
Los oxo-alcoholes LIAL® se obtienen a través de la hidroformilación de olefinas lineales. Los
productos LIAL consisten de una mezcla de isómeros de aproximadamente 45 % lineal y 55 %
de ramificados. Debido al proceso oxo empleado la ramificación se sitúa siempre en el segundo
carbono de la cadena. Sasol separa completamente los alcoholes totalmente lineales ALCHEM®
y los alcoholes totalmente ramificados ISALCHEM® a partir de los acoholes LIAL®, utilizando
distintos métodos.
El oxo alcohol multi ramificados isotridecílico se produce según el método de hidroformilación de
buteno trimerizado, consistiendo en una variedad de distintos isómeros ramificados de C13. Este
alcohol es la base de varios de los productos tensioactivos de Sasol y no está a la venta como tal.
Los alcoholes monorramificados se obtiene uno por el proceso oxo, ISALCHEM®, y el otro por
el proceso Guerbet, ISOFOL®. Los alcoholes ISALCHEM® consisten en una serie de estructuras
isómeras todas ellas con ramificación en el segundo carbono de la cadena, con productos en
el rango C11 a C14 /C15 , están disponibles Los alcoholes ISOFOL® son productos mono isómeros,
disponibles en el rango de C12 hasta C32.
7
Alcoholes Etoxilados | Gama Sasol, de Alcoholes y sus Etoxilados
Tabla 1
Gama Sasol, de
alcoholes
Longitud
Cadena lineal
de cadena
Cadena lineal
Cadena lineal
Cadena con
Cadena
+ Metil
+ Mono
Multi
Mono
ramificada
ramificada
ramificada
ramificada
SAFOL™ 23
LIAL® 111
LIAL® 123
ISALCHEM® 111
ISALCHEM® 123
LIAL® 125
LIAL® 145
ISALCHEM® 125
ISALCHEM® 145
Proceso oxo
ALCHEM® 111
ALCHEM® 123
C11
C12 – C13
ALCHEM® 125
ALCHEM® 145
C12 – C15
C14 – C15
C13 (cadena
Isotridecanol*
de tri-n-buteno)
Proceso Ziegler
C6 – C22
NACOL®, grupo
(par)
(C6 – C22 , cadenas
puras y mezclas)
ALFOL® , grupo
(C6 – C22 + cadenas
puras y mezclas)
Hidrogenacion de materias primas oleoquímicas
NAFOL® , grupo
C12 – C22
(C12 – C22)
NACOL® , grupo
(par)
(C12 – C22 puras)
Proceso Guerbet
C12 – C32
Alcoholes
ISOFOL®
* El alcohol isotridecílico se utiliza sólo en la elaboración de derivados , y no está disponible como tal.
8
Alcoholes Etoxilados | Recomendaciones para la Selección
de Productos
4
Recomendaciones para la Selección
de Productos
Las propiedades físicas y el rendimiento técnico de los alcoholes etoxilados dependen de la
longitud de la cadena alquílica, del grado de ramificación y de la cadena de polietilenglicol.
Dependiendo de estos tres factores, manifiestan ciertas tendencias generales en sus propiedades.
4.1 Efectos de la Longitud de la Cadena Alquílica
Un aumento en la longitud de la cadena alquílica conduce a un aumento del punto de fusión de
los etoxilados, y generalmente se reduce sus propiedades humectantes, manteniendo el grado de
etoxilación y de ramificación de la cadena alquílica constantes. El máximo poder espumante se da
en logitudes de cadena alrededor de C12 a C13 , mientras que los productos con longitud de cadena
mayor o menor no generan tanta espuma. El poder emulsionante es mejor para productos con
mayor longitud de cadena alquílica,pero sucede la indeseable formación de fase gel altamente
viscosas conforme se aumenta la longitud de la cadena. Alcoholes con cadenas largas tienen una
menor intesidad de olor frente a los de cadena corta.
Gráfico 1
Representación esquemática de
la variación en las propiedades
tensioactivas en función de
la longitud de la cadena alquílica
9
Alcoholes Etoxilados | Recomendaciones para la Selección de Productos
4.2 Efectos de la Estructura
de la Cadena Alquílica
La ramificación en la cadena alquílica causa una disminución del punto de fusión de los etoxilados
y aumenta el poder humectante manteniendo constante la longitud de la cadena alquílica y el
grado de etoxilación. Los productos de cadena ramificada generan menos espuma que aquellos
con igual longitud de cadena lineal bajo condiciones estándar. Dado que los productos con
cadenas lineales alcanzan una mayor longitud efectiva y que cada ramificación reduce la longitud
efectiva de cadena, los productos lineales tienen una menor concentración micelar crítica y una
mayor eficacia emulsionante. Por otra parte, los productos lineales tienden en mayor medida
a formar fases gel indeseables, en caso de que las fórmulaciones no esten bien ajustadas. La
biodegradabilidad decrece con el aumento de ramificaciones.
Gráfico 2
Representación esquemática de la
variación de las propiedades
tensioactivas en función del grado
de ramificación de la cadena
alquílica
10
4.3 Efectos derivados de la Longitud de
la Cadena Polioxietilénica
La longitud de la cadena polioxietilénica constituye un factor clave para el ajuste del rendimiento
técnico de los alcoholes etoxilados. A bajo grado de etoxilación los alcoholes etoxilados son
solubles en aceite. Estos productos son emulsionantes agua/aceite y no dan espuma en agua. En
un rango medio de etoxilación los productos aumentan su tensioactividad y sus propiedades
humectantes. Por lo que estos productos son tensioactivos multi usos para una amplia gama
de aplicaciones. Un aumento en el grado de etoxilación aumenta la solubilidad en agua. Los
productos con alto grado de etoxilación tienen muy buenas propiedades dispersantes y son
emulsionantes aceite/agua para aceites hidrófilos.
La figura 3 refleja el comportamiento típico de las propiedades de algunos alcoholes y del
nonilfenol en función de su respectivo grado de etoxilación.
Gráfico 3
Representación esquemática de
la variación de las propiedades
de los tensioactivos en función
del grado de etoxilación
El objetivo de la representación esquemática de las cualidades técnicas en función del grado de
etoxilación es únicamente el de proporcionar una guía general y servir como punto de inicio de un
análisis detallado. Nuestros técnicos especializados están a su disposición para analizar en detalle
sus requerimientos y ofrecerle la solución más adecuada a su formulación.
11
Alcoholes Etoxilados | Datos Técnicos
5
Datos Técnicos
Tabla 2
Datos técnicos característicos
de productos substitutos del
NPE con 3 moles de EO
Producto
Unidad
Basado en
—
LIALET®
COSMACOL®
MARLIPAL®
MARLOPHEN®
111-3
23E2
AE-3
O13/30
NP 3
C11
C12/C13 FT
C12/C13
iso C13
nonilfenol.
oxoalcohol
oxoalcohol
SAFOL™ 23 ISALCHEM® 123
oxoalcohol
oxoalcohol
LIAL® 111
Contenido
SAFOL™
peso en %
100
100
100
100
100
moles EO
3
2
3
3
3
g/mol
300
283
326
333
354
—
8.5
6.2
8.1
8.0
7.3.
—
liquido
liquido
liquido
liquido
liquido.
opaco
transparente
opaco
transparente
transparente
°C
—
—
—
—
—
°C
52
49
47
50
44
°C
–9
–12
–3
< –20
< –20
s
> 300
> 300
> 300
> 300
> 300
ml
0/0
0/0
0/0
0/0
0/0
activo
Grado de
etoxilación
promedio
Peso
molecular
promedio
HLB 5
(calculado)
Apariencia
a 25 °C
Punto de turbidez
en agua 1
Punto de turbidez
enBDG 2
Punto de
fución/
solidificación
Valor de
3
mojado
Valor de
espuma
a 25 °C 4 (30 s/5 min)
1
2
3
4
5
1 % en agua deionizada
10 % en solución de 25 % de butildiglicol
Tiempo de Mojado de algodón, 1 g/l á 25 ªC, según normas DIN EN 1772
1g/l, 1% en agua desionizada, según normas DIN 53917
Balance Hidrófilo/Lipófilo
12
Tabla 3
Datos técnicos característicos
de productos substitutos del
NPE con 6 moles de EO
Producto
Unidad
Basado en
—
LIALET®
COSMACOL®
MARLIPAL®
MARLOPHEN®
111-5.5
23E5
AE-5
O13/60
NP 6
C11
C12/C13 FT
C12/C13
iso C13
nonilfenol
oxoalcohol
oxoalcohol
SAFOL™ 23 ISALCHEM® 123
oxoalcohol
oxoalcohol
LIAL® 111
Contenido
SAFOL™
peso en %
100
100
100
100
100
moles EO
5.5
5
5
6
6
g/mol
400
404
414
467
489
—
11.4
10.3
10.6
11.4
10.7.
—
liquido
liquido
liquido
liquido
liquido.
turbio
turbio
turbio
turbio
turbio
°C
—
—
—
—
—
°C
70
71
64
71
69
°C
7
3
8
3
< –20
s
11
17
28
15
42
ml
65 / 50
40 / 30
n. d.
40 / 30
30 / 25
activo
Grado de
etoxilación
promedio
Peso
molecular
promedio
HLB
(calculado)
Apariencia
a 25 °C
Punto de turbidez
en water 1
Punto de turbidez
en BDG 2
Punto de
fución/
solidificación
Valor de
3
hidratación
Valor de
espuma
a 25 °C 4 (30 s/5 min)
1 1 % en agua deionizada
2 10 % en solución de 25 % de butildiglicol
3 Tiempo de Mojado de algodón, 1 g/l á 25 ªC, según normas DIN EN 1772
4 1g/l, 1% en agua desionizada, según normas DIN 53917
5
Balance Hidrófilo/Lipófilo
13
Alcoholes Etoxilados | Datos Técnicos
Tabla 4
Datos técnicos característicos
de productos substitutos del
NPE con 9 moles de EO
Producto
Unidad
Basado en
—
LIALET®
SAFOL™
COSMACOL®
MARLIPAL®
MARLOPHEN®
111-7
23E7
AE-7
O13/90
NP 9
C12/C13 FT
C12/C13
iso C13
nonilfenol.
oxoalcohol
oxoalcohol
SAFOL™ 23 ISALCHEM® 123
oxoalcohol
C11
oxoalcohol
LIAL® 111
Contenido
peos en %
100
100
100
100
100
moles EO
7
7
7
9
9
g/mol
480
510
500
597
621
—
12.8
12.9
12.2
13.3
12.7.
—
liquido
liquido
liquido
liquido
liquido.
activo
Grado de
etoxilación
promedio
Peso
molecular
promedio
HLB5
(calculado)
Apariencia
a 25 °C
Punto de turbidez
turbio
turbio
turbio
turbio
54
53
—
56
52
°C
—
80
75
—
—
°C
14
13
17
13
–5
s
18
19
19
16
19
ml
280 / 180
170 / 120
n. d.
250 / 150
170 / 130
1
en agua
Punto de turbidez
en BDG
turbio
°C
2
Punto de
fución/
solidificación
Valor de
mojado3
Valor de
espuma
at 25 °C 4 (30 s/5 min)
1 1 % en agua deionizada
2 10 % en solución de 25 % de butildiglicol
3 Tiempo de Mojado de algodón, 1 g/l á 25 ªC, según normas DIN EN 1772
4 1g/l, 1% en agua desionizada, según normas DIN 53917
5
Balance Hidrófilo/Lipófilo
14
Tabla 5
Datos técnicos característicos
de productos substitutos del
NPE con 12 moles de EO
Producto
Unidad
Basado en
—
LIALET®
SAFOL™
COSMACOL®
MARLIPAL®
MARLOPHEN®
111-10
23E9
AE-10
O13/129
NP 12
C12/C13 FT
C12/C13
iso C13
nonilfenol
oxoalcohol
oxoalcohol
SAFOL™ 23 ISALCHEM® 123
oxoalcohol
C11
oxoalcohol
LIAL® 111
Contenido
peso en%
100
100
100
90
100
moles EO
10
9
10
12
12
g/mol
600
584
635
729
753
—
14.3
13.5
13.9
14.5
14.0.
—
pasta
pasta
pasta
activo
Grado de
etoxilación
promedio
Peso molecular
promedio
HLB 5
(calculado)
Apariencia
a 25 °C
Punto de turbidez
liquido
liquido.
transparente
turbio
°C
85
81
63
86
81
°C
—
—
—
—
—
°C
25
12
22
–3
12
s
26
32
28
32
43
ml
320 / 200
230 / 140
n. d.
310 / 120
320 / 180
en agua 1
Punto de turbidez
en BDG 2
Punto de fución/
solidificación
Valor de
mojado3
Valor de espuma
at 25 °C 4 (30 s/5 min)
1 1 % en agua deionizada
2 10 % en solución de 25 % de butildiglicol
3 Tiempo de Mojado de algodón, 1 g/l á 25 ªC, según normas DIN EN 1772
4 1g/l, 1% en agua desionizada, según normas DIN 53917
5
Balance Hidrófilo/Lipófilo
Los productos que aparecen en las tablas anteriores constituyen únicamente una pequeña selección de la
amplia gama de productos que ofrece Sasol como posibles substitutos de NPE. Por ejemplo, los etoxilados
de alcoholes ISOFOL® y los etoxilados basado en NAFOL® 810D también demuestran tener algunas ventajas
específicas al ser utilizados para diversas aplicaciones.
Si requiere de mayores informes sobre las propiedades específicas de nuestros productos y sus posibles
aplicaciones, diríjase a nuestros representantes de ventas, quienes lo pondrán en contacto con nuestros
servicios técnicos.
15