SO3:lla sulfonoitavissa tai sulfatoitavissa olevat funktionaaliset ryhmät jaetaan pääasiassa neljään luokkaan: bentseenirengas, alkoholihydroksyyliryhmä, kaksoissidos ja esteriryhmän A-hiili. Vastaavat raaka-aineet ovat alkyylibentseeni, rasva-alkoholi (eetteri), olefiini, rasvahappometyyliesteri (FAME). Tyypillisiä tuotteita ovat teollinen lineaarinen alkyylibentseenisulfonaatti (jäljempänä LAS), AS, AES, AOS ja MES. Seuraavassa esitellään olemassa olevien sulfonihappo- ja sulfaattipinta-aktiivisten aineiden kehitystila luokiteltuina SO3:lla sulfonoitavien orgaanisten funktionaalisten ryhmien mukaan.
2.1 alkyyliaryylisulfonaatit
Alkyyliaryylisulfonaatti viittaa sulfonaattipinta-aktiivisten aineiden luokkaan, jotka valmistetaan sulfonaatioreaktiolla rikkitrioksidin kanssa, jossa orgaaninen funktionaalinen ryhmä on aromaattinen rengas. Tyypillisiä tuotteita ovat LAS ja pitkäketjuinen alkyylibentseenisulfonaatti, raskas alkyylibentseenisulfonaatti (HABS), maaöljysulfonaatti ja alkyylidifenyylieetteridisulfonaatti jne.
2.1.1 Teollinen lineaarinen alkyylibentseenisulfonaatti
LAS saadaan alkyylibentseenin sulfonoimalla, vanhentamalla, hydrolyysillä ja neutraloimalla. LAS:ia varastoidaan ja myydään yleensä alkyylibentseenisulfonihapon muodossa. Käytännössä se neutraloidaan emäksellä. Sitä varastoidaan ja myydään myös natriumsuolojen muodossa. LAS:lla on hyvät kostutus-, emulgointi-, vaahtoamis- ja pesuominaisuudet, ja se on hyvin yhteensopiva muiden pinta-aktiivisten aineiden (AOS, AES, AEO) kanssa, ja sillä on laaja käyttöalue kotitalouksien pesuaineissa, kuten pyykinpesuaineissa, pesuaineissa ja -nesteissä. LAS:n haittapuolena on sen heikko kovan veden kestävyys. Käytön aikana on yleensä tarpeen lisätä kalsium- ja magnesiumionien kelaatteja. Lisäksi LAS on erittäin rasvaa poistavaa ja aiheuttaa tiettyä ihoärsytystä.
2.1.2 pitkäketjuinen alkyylibentseenisulfonaatti
Pitkäketjuinen alkyylibentseenisulfonaatti tarkoittaa yleensä pinta-aktiivisten aineiden luokkaa, jonka hiiliketjun pituus on yli 13. Sillä on hyvät käyttöominaisuudet tertiäärisessä öljyn talteenotossa, ja sitä käytetään usein yhdessä raskaan alkyylibentseenisulfonaatin kanssa. Yleisenä menetelmänä on käyttää HF:ää katalyyttinä alkylointitoimenpiteen aikaansaamiseksi raskaiden nestemäisten vahojen dehydraustuotteiden, kuten pitkäketjuisten alkaanien, olefiinin ja bentseenin tai ksyleenin seoksen avulla pitkäketjuisen alkyylibentseenin valmistamiseksi. Sitten käytetään SO3-kalvosulfonaatiota pitkäketjuisen alkyylibentseenisulfonihapon valmistamiseksi.
2.1.3 Raskas alkyylibentseenisulfonaatti
Raskas alkyylibentseenisulfonaatti on yksi tärkeimmistä öljykenttien tulvaveden käsittelyssä käytetyistä pinta-aktiivisista aineista. Sen raaka-aine, raskas alkyylibentseeni, on dodekyylibentseenin tuotantoprosessin sivutuote, ja saanto on alhaisempi (<10 %), joten sen lähde on rajallinen. Raskaan alkyylibentseenin komponentit ovat suhteellisen monimutkaisia ja sisältävät pääasiassa alkyylibentseeniä, dialkyylibentseeniä,
difenyleeni, alkylindaani, tetraliini ja niin edelleen.
2.1.4 Maaöljysulfonaatti
Maaöljysulfonaatti on pinta-aktiivinen aine, joka valmistetaan maaöljytisleöljyn SO3-sulfonoinnilla. Maaöljysulfonaatin valmistuksessa käytetään yleensä raaka-aineena paikallista öljykentän maaöljytisleöljyä. Sulfonointiprosessiin kuuluvat: kaasu-SO3-kalvosulfonointi, nestemäisen SO3-kattilan sulfonointi ja kaasu-SO3-suihkutussulfonointi.
2.1.5 Alkyylidifenyylieetteridisulfonaatti (ADPEDS)
Alkyylidifenyylieetteridisulfonaatti on funktionaalisten pinta-aktiivisten aineiden luokka, jossa on kaksi sulfonihapporyhmää molekyylissä. Sillä on erityisiä sovelluksia emulsiopolymeroinnissa, kotitalouksien ja teollisuuden siivouksessa, tekstiilien painatuksessa ja värjäyksessä. Verrattuna perinteisiin monosulfonaattipinta-aktiivisiin aineisiin (kuten LAS), disulfonihapporyhmät antavat sille erityisiä fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, kuten erittäin hyvän liukoisuuden ja stabiilisuuden 20 % vahvoissa happo-, emäs-, epäorgaanisissa suola- ja valkaisuaineliuoksissa. Se koostuu monoalkyylidifenyylieetteribissulfonaatista (MADS), monoalkyylidifenyylieetterimonosulfonaatista (MAMS) sekä dialkyylidifenyylieetteribissulfonaatista (DADS) ja bisalkyylidifenyylieetterimonosulfonaatista (DAMS), joiden pääkomponentti on MADS, ja sen pitoisuus on yli 80 %. Alkyylidifenyylieetterin sulfonoitu tuote, alkyylidifenyylieetteridisulfonihappo, on erittäin viskositeettiltaan erittäin korkea. Yleensä dikloorietaania käytetään liuottimena ja se valmistetaan kattilasulfonaatioprosessilla.
Julkaisun aika: 09.09.2020