Niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen van het type polyethyleenglycol (PE) kunnen worden geclassificeerd op basis van het type hydrofobe groep, waaronder vetalcoholpolyoxyethyleenethers met lange- keten, alkylfenolpolyoxyethyleenethers, vetzuurpolyoxyethyleenesters, polyoxyethyleenalkylaminen, polyoxyethyleenalkylamiden en polyethers.
Lange-vetalcoholpolyoxyethyleenethers
Het waterstofatoom op de hydroxylgroep in vetalcoholmoleculen met lange- keten is een actief waterstofatoom, en ethyleenoxide is een actieve verbinding die het waterstofatoom kan vervangen. Ze reageren gemakkelijk en polymeriseren tot ethers.
In feite verloopt de toevoeging van ethyleenoxide geleidelijk, waarbij eerst één ethyleenoxidemolecuul wordt toegevoegd, vervolgens een tweede, derde, enzovoort. Een optimale reinigingskracht wordt waargenomen na toevoeging van 10-15 moleculen. Algemeen gebruikte vetalcoholen met lange keten omvatten lauryloleylalcohol, palmitol, stearylalcohol, cyclohexanol en terpeenalcoholen. Deze oppervlakteactieve stoffen hebben een hoge stabiliteit, goede biologische afbreekbaarheid en oplosbaarheid in water, en uitstekende emulgerende, bevochtigende, penetrerende, dispergerende en oplosbaar makende eigenschappen. Ze worden vaak gebruikt in wasmiddelen en shampoos. Alkylfenolpolyoxyethyleenethers worden geproduceerd door de additiereactie van alkylfenolen met ethyleenoxide. Veelgebruikte fenolen zijn onder meer octylfenol en nonylfenol. Wanneer nonylfenol wordt gebruikt, is het product dat wordt gevormd door de toevoeging van 4 moleculen ethyleenoxide onoplosbaar in water; het product gevormd door de toevoeging van 6 of 7 moleculen ethyleenoxide is bij kamertemperatuur volledig oplosbaar in water; het product gevormd door de toevoeging van 8-12 moleculen ethyleenoxide heeft een goede bevochtiging, penetratie en waskracht, en heeft ook een goed emulgerend vermogen, waardoor het geschikt is voor gebruik als was- en penetratiemiddel; het product dat wordt gevormd door de toevoeging van meer dan 15 moleculen ethyleenoxide heeft geen penetrerend of reinigend vermogen, maar heeft een goed emulgerend en dispergerend vermogen, waardoor het geschikt is voor gebruik als emulgerend dispergeermiddel, egaliseermiddel en vertragingsmiddel. Alkylfenolpolyoxyethyleenethers hebben een hoge chemische stabiliteit en worden zelfs bij hoge temperaturen niet gemakkelijk vernietigd door sterke zuren of alkaliën, en hun biologische afbreekbaarheid is slecht. Daarom neemt hun vraag geleidelijk af en worden ze voornamelijk gebruikt in zure en alkalische wasmiddelen voor metalen, terwijl het gebruik in huishoudelijke wasmiddelen minder wordt.
Vetzuurpolyoxyethyleenesters
Vetzuren reageren met ethyleenoxide in aanwezigheid van een katalysator om vetzuurpolyoxyethyleenesters te vormen. Hoe meer koolstofatomen in het vetzuur, hoe lager de oplosbaarheid en hoe hoger het troebelingspunt, behalve voor vetzuren die hydroxylgroepen bevatten of onverzadigde vetzuren. Het effect van het aantal toegevoegde ethyleenoxidemoleculen op de ester is vergelijkbaar met dat van vetalcoholpolyoxyethyleenethers. Vetzuren met 12-18 koolstofatomen gebonden aan 12-15 ethyleenoxidemoleculen hebben bijvoorbeeld een uitstekend reinigend vermogen, terwijl vetzuren met minder dan dit aantal, zoals 5-6 ethyleenoxidemoleculen, in olie oplosbaar emulgerend vermogen vertonen. Dit type oppervlakteactieve stof heeft een lagere penetratie en waskracht dan polyoxyethyleenethers van vetalcoholen en alkylfenolen, en wordt voornamelijk gebruikt als emulgator, dispergeermiddel, vezeloliemiddel en kleurhulpmiddel.
Polyoxyethyleenalkylaminen
Alkylaminen ondergaan een additiereactie met ethyleenoxide om twee reactieproducten te produceren. Vergelijkbaar met de drie hierboven genoemde niet-ionische oppervlakteactieve stoffen, is het, wanneer het aantal toevoegingen van ethyleenoxide in het polyoxyethyleenalkylaminemolecuul klein is, onoplosbaar in water maar oplosbaar in olie. Vanwege de organische aminestructuur is het echter oplosbaar in zure waterige oplossingen. Daarom bezitten polyoxyethyleenalkylaminen enkele kenmerken van zowel niet-ionische als kationische oppervlakteactieve stoffen, zoals zuurbestendigheid maar slechte alkalibestendigheid, en bacteriedodende eigenschappen. Wanneer het aantal toevoegingen van ethyleenoxide groot is, neemt de niet-ioniciteit ervan toe en slaat het niet neer in alkalische oplossingen, waarbij het zelfs in alkalische oplossingen een goede activiteit vertoont.
Vanwege de verhoogde niet-ioniciteit en relatief verlaagde kationiciteit vertoont het compatibiliteit met anionische oppervlakteactieve stoffen en kan het in combinatie daarmee worden gebruikt. Omdat deze oppervlakteactieve stof niet-ionische en kationische eigenschappen combineert, wordt deze gewoonlijk gebruikt als hulpstof bij het verven en bij de productie van rayon om de sterkte van geregenereerde vezelgarens te verbeteren. Het helpt ook de reinheid van de openingen van de spindop te behouden en vuilafzetting te voorkomen.
Polyoxyethyleenalkylolamiden
Alkylolamiden ondergaan een additiereactie met ethyleenoxide om polyoxyethyleenalkylolamiden te vormen. Deze niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen bezitten sterke schuimende en stabiliserende eigenschappen en worden daarom algemeen gebruikt als schuimpromotors en stabilisatoren. Sommige vertonen ook goede reinigende, oplosbaar makende en verdikkende effecten. Een vroeg product van dit type is lauroyldiethanolamine, dat wordt gesynthetiseerd door laurinezuur en diethanolamine onder stikstofbescherming te verwarmen. Lauroyldiethanolamine is onoplosbaar in water; het vertoont alleen een goede wateroplosbaarheid en waskracht wanneer het wordt gecombineerd met één molecuul diethanolamine om een complex te vormen. Het kan worden gebruikt als schuimstabilisator in wasmiddelen, maar ook als emulgator, roestverwijderaar en stomerijzeep. De stabiliteit en hydrolysebestendigheid van deze oppervlakteactieve stof zijn superieur aan die van vetzuurpolyoxyethyleenesters.
Polyethers
Polyetherproducten zijn een algemene term voor een reeks producten die zijn gecopolymeriseerd met propyleenglycol als uitgangsmiddel en verschillende polyoxypropyleen-ethyleenoxiden met verschillende relatieve molecuulmassa's. De relatieve molecuulmassa van polyethers kan enkele duizenden of meer bereiken, aanzienlijk hoger dan die van gewone oppervlakteactieve stoffen. Daarom kunnen ze ook worden geclassificeerd als oppervlakteactieve stoffen met een hoog molecuulgewicht. Polyethers hebben unieke eigenschappen; ze zijn over het algemeen niet-hygroscopisch, beter oplosbaar in koud water dan in warm water, en geconcentreerde oplossingen zijn gel-achtig. Ze zijn ook oplosbaar in aromatische koolwaterstoffen en gechloreerde organische oplosmiddelen. Polyethers hebben een lage toxiciteit en een laag schuimvermogen; polyethers met een relatieve molecuulmassa van 2000-3000 hebben een goede waskracht; hogere relatieve molecuulmassa's hebben een beter dispergerend vermogen. Bovendien hebben polyethers een sterk emulgerend vermogen, zodat ze kunnen worden gebruikt in laagschuimende wasmiddelen, emulgatoren, ontschuimers, maar ook in textielegaliseermiddelen, antistatische middelen, koelsmeermiddelen voor het snijden van metaal en bindmiddelen. Ze hebben zelfs nog bredere toepassingen op sommige gespecialiseerde gebieden.
