Wat is ethoxylatie?
Ethoxylering is een chemisch proces dat in de industrie wordt gebruikt om oppervlakteactieve stoffen te maken. Dit zijn verbindingen die de oppervlaktespanning van vloeistoffen verminderen. Het ethoxyleringsproces omvat het toevoegen van ethyleenoxide aan een alcohol of fenol om producten te produceren. Veel producten geproduceerd door ethoxylatie hebben commerciële toepassingen, en sommige worden gebruikt in de biochemie en de geneeskunde. Hoewel de meeste oppervlakteactieve stoffen op grote schaal kunnen worden gebruikt, zijn anderen gevaarlijk voor mens en milieu en in sommige landen is het gebruik ervan beperkt.
Verbindingen die gewoonlijk worden geëthoxyleerd omvatten nonylfenol, aminen, vetzuren en vetalcoholen. Een katalysator zoals kaliumhydroxide moet gewoonlijk worden toegevoegd samen met ethyleenoxide om de ethoxyleringsreactie te helpen versnellen. Sommige verbindingen, zoals melkzuur en 12-hydroxystearinezuur, kunnen zonder katalysator worden geëthoxyleerd.
In industriële installaties kan ethoxylering een voorbehandelingsstap omvatten waarbij water wordt verwijderd om de vorming van vreemde verbindingen te voorkomen en een nabehandelingsstap waarbij de katalysator wordt geneutraliseerd en verwijderd. De verschillende reactiestappen kunnen in verschillende vaten of in één grote reactor plaatsvinden. Het ontwerp van de reactie is afhankelijk van de efficiëntie. Industriële chemici houden vaak rechtstreeks toezicht op het ethoxylatieproces en brengen wijzigingen aan om de productiviteit te verhogen.
De producten van ethoxylering staan bekend als geëthoxyleerde materialen of oppervlakteactieve stoffen. Dit zijn organische verbindingen die zowel hydrofiele (wateraantrekkelijke) als hydrofobe (waterafstotende) groepen bevatten. Oppervlakteactieve stoffen veranderen de oppervlakte-eigenschappen van vloeistoffen omdat hun structuur ervoor zorgt dat ze naar het grensvlak van de vloeistof migreren. In water migreren oppervlakteactieve stoffen bijvoorbeeld naar de lucht-watergrens, maar in een olie-watermengsel migreren oppervlakteactieve stoffen naar de olie-watergrens. De term oppervlakte-actieve stof is een verkorte versie van de term oppervlakte-actieve stof , die dit gedrag weerspiegelt.
Oppervlakteactieve stoffen kunnen worden gevonden in wasmiddelen, shampoos, verven, inkten, pesticiden en tal van andere commerciële producten. Ze worden meestal gebruikt als emulgatoren, waardoor anders niet-mengbare vloeistoffen worden gemengd, of als schuimmiddelen en reinigingsmiddelen. Sommige oppervlakteactieve stoffen hebben biochemische toepassingen en worden gebruikt om eiwitten uit cellen te extraheren of eiwitten oplosbaar te maken in oplossing.
Een specifiek type ethoxylering, bekend als PEGylatie, wordt in de geneeskunde gebruikt om medicijnafgifte in het lichaam te bevorderen. Bij PEGylatie zijn ketens van polyethyleenglycol gehecht aan een therapeutisch eiwit of geneesmiddel. Dit voorkomt dat het immuunsysteem van het lichaam het medicijn of eiwit herkent en aanvalt, en zorgt er ook voor dat normaal onoplosbare medicijnen oplosbaar worden in water.
Sommige geëthoxyleerde materialen kunnen gevaarlijk zijn en worden momenteel gereguleerd door sommige overheidsinstanties. Nonylfenolethoxylaten (NPE's), die worden gebruikt in pesticiden, industriële wasmiddelen en sommige huishoudelijke reinigingsproducten, kunnen grondwater en grond bereiken via het riool. NPE's hebben toxische effecten op het waterleven en veroorzaken bovendien reproductieve problemen bij dieren. Bezorgdheid over de mogelijkheid dat NPE's via landbouwgrond naar menselijk voedsel migreren, heeft ertoe geleid dat het gebruik ervan in verschillende landen is beperkt.