Ei-ioniset pinta-aktiiviset aineet

Ei-ionisella pinta-aktiivisella aineella tarkoitetaan sellaista pinta-aktiivista ainetta, jonka molekyyli ei ionisoidu veteen liuetessaan. Ennen toista maailmansotaa sen kehitti ensimmäisenä saksalainen IG-yhtiö, jonka kauppanimiä olivat Igepol, Leonil ja Emulphor. Erilaisten hydrofiilisten ryhmiensä mukaan se voidaan jakaa kahteen luokkaan polyoksieteeniin ja polyoleihin.

1 Polyoksieteeni: sen kaava on RO (CH2CH2O)nH. Sitä valmistetaan aktiivista vetyä sisältävän yhdisteen ja eteenioksidin välisellä reaktiolla. Teollisuudessa yleisesti käytettyjä aktiivista vetyä sisältäviä yhdisteitä ovat rasva-alkoholit, alkyylifenolit, rasvahapot, rasva-amiinit, rasva-amidit, moniarvoiset alkoholit, rasvahappoesterit, öljylipidit, sorbitoli ja niin edelleen. Suurin kaupallisesti saatavilla olevien ionittomien pinta-aktiivisten aineiden ryhmä on rasva-alkoholien ja alkyylifenolien etyleenioksidiadduktiot. Polyoksieteenityyppiset pinta-aktiiviset aineet liukenevat enimmäkseen veteen ja niillä on hyvin laaja käyttöalue, ja niitä käytetään puhdistusaineina, tunkeutumisaineina, tasoitusaineina ja emulgointiaineina monilla teollisuudenaloilla.
2 Polyhydroksyylialkoholityyppi: se on amidityyppinen tai esterityyppinen yhdiste, joka valmistetaan monihydroksyyliä sisältävien yhdisteiden reaktiosta rasvahapon kanssa. Polyolityyppisellä ei-ionisella pinta-aktiivisella aineella on korkea turvallisuus, pieni ärsyttävä vaikutus ihoon, joten sen lisäksi, että sitä käytetään kuitujen öljyvälineenä ja pehmentäjänä, sitä voidaan käyttää myös emulgaattoreina ja dispergointiaineina elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa ja kosmetiikkateollisuudessa.

Ei-ionisella pinta-aktiivisella aineella on korkea stabiilisuus, eivätkä happo-emäkset tai vahvat elektrolyytit vaikuta siihen helposti. Lisäksi sillä on myös hyvä yhteensopivuus anionisten, kationisten pinta-aktiivisten aineiden tai amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden kanssa, ja sitä voidaan käyttää formuloinnissa.

Ei-ioninen pinta-aktiivinen aine ei ole ionisessa tilassa liuoksessa, jolloin sillä on korkea stabiilisuus ja se on vähemmän altis voimakkaiden elektrolyyttien epäorgaanisten suolojen sekä happojen ja emästen vaikutukselle; sillä on erinomainen yhteensopivuus muuntyyppisten pinta-aktiivisten aineiden kanssa, ja sillä on erinomaisen hyvä liukoisuussuhde (vaihtelee eri rakenteiden välillä) sekä veteen että orgaanisiin liuottimiin.

Tällaiset pinta-aktiiviset aineet, vaikka ne eivät olekaan ionisoituneita vedessä, mutta sisältävät sekä hydrofiilisiä ryhmiä (esim. oksieteeni-CH2CH2O-, eetteriryhmä -O-, hydroksyyliryhmä -OH tai -CONH2-amidiryhmä jne.) että lipofiilisiä ryhmiä (esim, hiilivety-R). Hydrofiiliset ryhmät ja lipofiiliset ryhmät voivat vastaavasti olla vuorovaikutuksessa epäorgaanisen täyteaineen ja polymeerimatriisimateriaalin kanssa vahvistaakseen näiden kahden välisiä yhteyksiä, mikä parantaa näiden kahden yhteensopivuutta ja vaikuttaa kahden polaarisen ryhmän välisen joustavan hiilen pehmentämiseen ja voiteluun. Samalla se voi antaa järjestelmälle joustavuutta ja liikkuvuutta, vähentää järjestelmän viskositeettia ja parantaa siten komposiittien käsittelyominaisuuksia.

Ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden vesiliuoksella on huono vaahtoamisominaisuus, eikä vaahto ole myöskään vakaa. Tämä johtuu siitä, että ei-ionisen pinta-aktiivisen aineen jokaisella molekyylillä on suhteellisen suuri pinta-ala ja rajapinta on latautumattomassa vaahdossa. Polyoksieteenillä on pitkä ketju ja tasainen molekyylipainojakauma. Lipofiilinen ryhmä on pitkäketjuinen ja sisältää myös haarautuneen ketjun. Polyoksieteenin ja polyoksipropeenin kopolymeerin läsnäololla on suuri vaikutus ionittomien pinta-aktiivisten aineiden vaahtoamiseen. Koska niiden molekyylirakenteessa on polaarisia ja ei-polaarisia osia, niillä on pinta-aktiivisuutta. Tällaiset aktiiviset aineet voidaan jakaa esterityyppiin (esim. polyoksietyleenirasvahappoesterit, sorbitaanirasvahappoesterien anhydridit), eetterityyppiin (esim. polyoksietyleenialkyylieetteri, polyoksietyleenialkyylifenolieetteri), amiinityyppiin (esim. polyoksietyleenirasvahappoamiini), amidityyppiin (esim. polyoksietyleenialkyyliamidi) ja sekoitustyyppiin (esim. sorbitaanirasvahappoesterien anhydridit, polyoksietyleeniether). Öljynvalmistuksen alalla sitä käytetään pääasiassa vaahdottamiseen, emulgointiin, vahanestoon, korroosionestoon, hidastamiseen, öljylähteen tuotannon lisäämiseen, injektiokaivojen tehostettuun injektointiin sekä öljyn talteenoton parantamiseen ja niin edelleen.