CH361135A

CH361135A - Procédé de fabrication de produits détergents synthétiques

Info

Publication number: CH361135A
Authority: CH
Inventors: Gordon Lundsted Lester
Original assignee: Wyandotte Chemicals Corp
Priority date: 1955-03-30
Filing date: 1956-03-29
Publication date: 1962-03-31

Description


  



  Procédé de fabrication de produits détergents synthétiques
 Le brevet principal   No    320759 a pour objet un   procède de fabrication    de produits détergents   synthé-    tiques, caractérisé en ce qu'on condense un polymère de poids moléculaire supérieur à 900 et présentant au moins deux atomes d'hydrogène actif terminaux d'un époxyhydrocarbure, avec de l'oxyde d'éthylène, de façon à obtenir un dérivé   polyoxyéthylénique    du polymère de l'époxyhydrocarbure contenant 20 à   9010/o    en poids de   polyoxyathylène.   



   L'objet du présent brevet additionnel est un procédé de fabrication de   produits détergents synthéti-    ques, caractérisé en ce qu'on condense d'abord un mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène, contenant 5 à   40'"/o    en poids d'oxyde d'éthylène, avec un composé organique contenant 2-6 atomes   dhy-      drogène    actif et n'ayant pas plus de 8 atomes de carbone, de façon à obtenir un copolymère à chaîne   polyoxypropylène-polyoxyéthylène    ayant un poids moléculaire au moins égal à 1000 et en ce qu'on condense ensuite avec ce copolymère une quantité d'oxyde d'éthylène telle qu'elle   constitue 5-90 /o    en poids du produit final.



   La particularité dominante d'un grand nombre des composés obtenus par le procédé selon   l'inven-    tion est qu'ils ont des propriétés moussantes   extrê-      mement faibles, en    plus de leur excellente faculté détersive, ce qui les rend particulièrement indiqués pour le lavage dans une machine automatique du type à tambour.



   Lesdits composés peuvent être représentés par la formule générale suivante :
 Y   [-P-E-H],(A)    dans laquelle :
Y est le reste d'un composé organique   contenant x   
 atomes d'hydrogène réactif ; x est un nombre compris entre 2 et 6 ;
P désigne une chaîne   polyoxypropylène-polyoxyéthy-   
 lène contenant 5 à   408/o en poids    d'oxyde    d'éthylène.   



   Le poids moléculaire de   P    et la valeur de x sont choisis tels que le polymère à chaîne   polyoxypropy-      lètie-polyoxyéthylène intermédiaire ait    un poids moléculaire d'au   moins 1000.   



   E est une chaîne polyoxyéthylène    (CH,-CH,-0)    m étant tel que cette chaîne constitue   5-90 /o    en poids du composé.



   Le polymère intermédiaire à chaîne polyoxypro  pylène-polyoxyathylène,    peut être représenté par la formule suivante :
 Y P-H   (B)    dans laquelle Y, P, et x ont les significations indiquées ci-dessus.



   Dans le cas le plus simple, lorsque Y est le résidu de l'éthylène-glycol ou du propylène-glycol, le polymère à chaîne   polyoxypropylène-polyoxyétbylène    est simplement un polyoxypropylène-polyoxyéthylèneglycol. Lorsque Y ost le résidu d'un acide organique dibasique, tel que l'acide adipique, le polymère à   chaîne polyoxypropylène-polyoxyéthylène présente    la structure suivante :
EMI1.1     
 
 Lorsque Y est le résidu d'une amine primaire, telle que   l'amylamine,    le polymère à chaîne polyoxy  propylène-polyoxyéthylène présente    la structure :
EMI2.1     

 Lorsqu'on condense l'oxyde d'éthylène avec un    polyoxypropylène-polyoxye. thylène-glycol, les compo-    sés résultants présentent la structure :

  
 HO   (CO),,-P-(CJLO)JI   
 Lorsqu'on condense l'oxyde d'éthylène avec un polymère à chaîne   polyoxypropylène-polyoxyéthylènc    obtenu par la condensation d'un mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène avec l'acide   adi-    pique, les composés qui en résultent présentent la structure :
EMI2.2     
 m et P ayant les significations   indiquées    précédemment.



   Pour la préparation du polymère à chaîne poly  oxypropylène-polyoxyéthylène,    la condensation du mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène avec le composé à hydrogène réactif est d'ordinaire effectuée à des températures relativement élevées et sous des pressions relativement élevées, en présence d'un catalyseur alcalin tel que   l'alcoolate    de sodium, une base d'ammonium quaternaire, l'hydroxyde de sodium. La réaction peut toutefois être exécutée en présence de catalyseurs acides, de la manière décrite par le brevet américain   N  2510540.   



   Le mode préféré d'exécution de la réaction consiste à ajouter le mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène à un mélange agité et chauffé, contenant le composé à hydrogène réactif et le catalyseur alcalin, et à effectuer cette addition dans une chambre close. En ajoutant le mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène à une vitesse telle que ce mélange réagisse au fur et à mesure qu'il est ajouté, on évite tout excès d'alcoylène et on simplifie le contrôle de la réaction.



   La réaction peut   être exécutée à des températu-    res d'autant plus faibles, et sous des pressions proportionnellement d'autant plus faibles, que la concentration du catalyseur est plus forte.



   La condensation de l'oxyde d'éthylène avec le polymère à chaîne   polyoxypropylène-polyoxyéthylène    peut être exécutée d'une manière similaire.



   Exemple
Partie A :
 On introduit 440 g (5, 8 mol.-g) de propylèneglycol et 38 g de flocons de   NaOH    dans un autoclave en acier inoxydable, d'une capacité d'environ 4 litres équipe d'un agitateur, d'un couple   thermo-électrique,    d'un manomètre et d'une tubulure d'admission des réactifs, qui débouche directement sous l'agitateur.



  On purge l'autoclave trois fois avec de l'azote pour chasser   l'air,    et on le porte à   1250C    en agitant et jusqu'à ce que l'hydroxyde de sodium soit dissous.



  On mélange soigneusement un total de 2074 g (36, 8 mol.-g) d'oxyde de propylène et 235 g (5, 34   mol.-g)    d'oxyde d'éthylène, et on ajoute le mélange dans l'autoclave en 3, 8 heures, tout en maintenant la température de réaction à   125"C. Le    produit obtenu est un   polyoxypropylene-polyoxyéthylène-gly-    col ayant un poids moléculaire de 437, déterminé par l'indice d'hydroxyle.



   On introduit dans un autoclave en acier   inoxy-    dable, d'une même capacité,   570g    (1,   2 mol.-g) dû      polyoxypropylène-polyoxyéthylène-glycol    de poids moléculaire 437 ci-dessus. On prépare un mélange comprenant 1977 g (34, 1   mol.-g)    d'oxyde de pro  pylène    et   216g    (4,   9 mol.-g)    d'oxyde d'éthylène, et on l'ajoute au mélange réactionnel en 4, 4 heures à une température moyenne de   125 C.    Le produit est un   polyoxypropylène-polyoxyéthylène-glycol    ayant un poids moléculaire de 1675, déterminé par l'indice d'hydroxyle.



  Partie B :
 Dans l'appareil de la partie A on introduit 708 g (0, 41   mol.-g)    du polyoxypropylène-polyoxyéthylèneglycol de poids moléculaire 1675 obtenu dans cette partie A, et on fait réagir avec ce composé 460 g (10, 5 mol.-g) d'oxyde d'éthylène pendant une période de 1, 2 heures, à une température moyenne de   125 C.   



  Le produit final possède une faculté d'élimination de souillures au carbone de   283 ouzo    de la normale.



   Le poids moléculaire, déterminé par l'indice d'hydroxyle, est sensiblement inférieur au poids mo  léculaire    calculé. A moins d'une spécification contraire, il est entendu dans cette description que le poids moléculaire du polymère de   polyoxypropylène-      polyoxyéthylène    est déterminé par l'indice   d'hy-    droxyle, et ce par la méthode   d'Ogg et    al., décrite dans        Industrial  &  Engineering Chemistry        Edition analytique, vol. 17, page 395, 1945.



   Le tableau I ci-après indique quelques valeurs du taux d'élimination des souillures au carbone   obte-    nues avec les produits préparés par le procédé selon l'invention. 



   Tableau I
 Composition de l'agent   tensio-actif   
Groupes d'oxyde d'éthylène dans le polymère de poly-Poids moléculaire du   poly-Chaines      oxyéthylène    solu-Pouvoir d'élimination des   oxypropylène-polyoxyéthy-mère    de   polyoxypropylène-bilisantes-/o    en poids souillures au carbone d'une   lène (I)  /o    en poids   polyoxyéthylene (')    du produit solution à 0,   1"/o à 60 C   
 10 1180   44,    5 113
 10   1675    28, 5 211
 10 1675 80, 0 117
 10 2365 25, 0 149
 10 2365 45, 0 255
 30 2670 25, 0   218   
 30 2670 45, 0 169
 30 2670 80, 0 106
   (')

      Préparé par condensation d'un mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène avec du propylène-glycol.



   Par     atome d'hydrogène réactif  ,    on entend ici : out atome d'hydrogène répondant aux deux condi  tions suivantes    :   1.    Il est suffisamment labile pour ouvrir le cycle
 époxy de   l'oxyde-1,    2 du propylène ; 2. Il réagit avec   l'iodure    de   méthylmagnésium    pour
 libérer du méthane dans la réaction classique de
 Zerewitinoff (voir Niederl and   Niederl,           Micro
   method    of Quantitative   Organic    Analysis   p,   
 p. 263, John Wiley and Sons, New York City,
 1946).



   Les atomes d'hydrogène réactif qui répondent à   : : es deux conditions peuvent    appartenir à un groupe hydroxyle, un groupe phénol, un groupe acide carboxylique, un groupe amine, un groupe hydrazine, un groupe imine, un groupe amide, un groupe guanidine, un groupe   sulfonamide,    un groupe urée, un groupe   thiourée,    un groupe mercaptan,   thiophénol,    acide   thiocarboxylique,    etc.

   Certains atomes   d'hydro-    gène peuvent être également activés par la proximité de groupes carbonyle, tels qu'on les trouve dans les esters   cyanoacétiques, acétoacétiques, maloniques.    A titre d'exemple de composés de base, qu'on peut   uti-    liser pour la préparation de polymères de polyoxy  propylène-polyoxyéthylène,    on peut citer la glycérine, l'acide oxalique, le butylène-glycol, l'acide glycolique, l'éthylamine, etc.



   Les composés obtenus par le procédé selon   l'in-    vention qui contiennent   20-80 < '/o d'unités oxyéthy-    lène, sont d'excellents détersifs de blanchissage et ont des propriétés particulièrement bonnes lorsque les chaînes   polyoxyéthylène    sont présentes dans une proportion de   30-70l /o    du produit ; les composés qui contiennent   5-20l /o    d'unités oxyéthylène ont, dans de nombreux cas, une solubilité relativement forte dans de nombreux solvants non polaires et peuvent être utilisés dans des formules de solvants pour le nettoyage à sec. Une autre propriété remarquable des composés à faible teneur en unités   oxyéthylène    est leur faculté extraordinaire d'élimination de la graisse sur la laine brute.

   Les composés à forte teneur en unités   oxyéthylène,    de   80-909/o ont d'excellentes pro-    priétés de dispersion.



   La teneur   en unités oxyéthylène    a aussi une grande influence sur les propriétés physiques des   composés. Avec de faibles teneurs en unités oxyéthy-    lène, par exemple de   5-30 < '/o,    les composés sont liquides avec la consistance des huiles légères de graissage. Au fur et à mesure que la teneur en unités   oxyéthylène    augmente, les composés deviennent de plus en plus visqueux, et lorsque cette teneur atteint 65   ID/o    environ, les composés ont la consistance d'une pâte. Avec une teneur en unités oxyéthylène encore augmentée, le point de fusion augmente progressivement et les composÚs deviennent des cires lorsque la teneur en unitÚs oxyÚthyl¯ne atteint environ 80%.



  Cela permet notamment de préparer des compositions détersives non ioniques, très riches en agent actif, à l'état solide.



   Les composés obtenus par le procédé selon la   présmte invention n'ont    pas seulement la faculté d'éliminer les souillures d'un tissu textile, mesurée par le taux d'élimination des souillures au carbone, mais ils présentent également la capacité remarquable de maintenir les souillures en suspension dans la solution après leur enlèvement du tissu. Cette faculté est mesurée par l'essai de        rétention de blancheur    .   



   On calcule la valeur de la rétention de blancheur de la manière suivante :
   réflexion moyenne après souillure    X 100    @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ rÚflexion moyenne avant souillure   
 Les valeurs numÚriques obtenues avec lesdits composÚs dÚpassent presque toujours 200% de la normale et peuvent atteindre   300o/o.

Claims

REVENDICATION Procédé de fabrication de produits détergents synthétiques, caractérisé en ce qu'on condense d'abord un mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène, contenant 5 à 40"/o en poids d'oxyde d'éthylène, avec un composé organique contenant 2-6 atomes d'hydro- gène réactif, et n'ayant pas plus de 8 atomes de carbone, de façon à obtenir un copolymère à chaîne polyoxypropylène-polyoxyethylene ayant un poids moléculaire au moins égal à 1000, et en ce qu'on condense ensuite avec ce copolymère une quantité d'oxyde d'éthylène telle qu'elle constitue 5-90 /o en poids du produit final.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le copolymère à chaîne polyoxypropylène-po- lyoxyéthylène est condense avec une quantité d'oxyde d'éthylène telle qu'ellle constitue 20-80 /o en poids du produit final.

2. Procède selon la revendication et la sous-reven- diction 1, caractérisé on ce que le copolymère à chaîne polyoxypropylene-polyoxyethylene est condensé avec une quantité d'oxyde d'éthylène telle qu'elle constitue 30-70'vu en poids du produit final.