اسید های چرب اتوکسیله یا استرهای چرب پلی اتیلن گلایکول از واکنش اتیلن اکساید با اسیدهای چرب تولید می شوند. این روش اتوکسیلاسیون با نام اتوکسیلاسیون اسید های چرب شناخته می شود. محصولات تولید شده از این روش، سورفکتانت هایی غیر یونی هستند که در فرمولاسیون های خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. این محصولات به جهت داشتن ماهیت غیریونی هم در شرایط بازی و هم اسیدی پایدار هستند و با سایر مواد اتوکسیله نیز سازگار هستند. اسیدهای چرب اتوکسیله در آب تفکیک یونی نمی شوند و بنابراین در آب سخت و دماهای پایین به خوبی فعالیت دارند.
اسید های چرب اتوکسیله می توانند به صورت مایع شفاف، خمیری یا جامد واکسی باشند. این خاصیت محصول، بستگی به طول زنجیره آلکیل اسید چرب و هم چنین تعداد گروه های اتیلن اکساید دارد. به عبارت دیگر، این سورفکتانت های غیر یونی در ساختار خود از دو بخش تشکیل شده اند؛ یک بخش زنجیر آب گریز که زنجیره آلکیل اسید چرب است و بخش دیگر سر قطبی آب دوست که زنجیره اتیلن اکساید است. این خاصیت سبب می شود تا این محصولات بتوانند در هر دو فاز آب و چربی حل شوند و کشش سطحی بین سطح دو مایع را کاهش دهند. استفاده بیشتر از گروهای آب دوست مانند اتیلن اکساید، باعث می شود محصول نهایی به دلیل تشکیل تعداد پیوند های هیدروژنی با تعداد بالاتر در آب بیشتر حل شود. با تغییر جرم مولکولی پلی اتیلن گلایکول و اسید چرب، محصول نهایی می تواند مقادیر HLB متفاوتی داشته باشد. به طور کلی، محصولات با HLB کمتر از 13 در روغن انحلال پذیر و محصولات با HLB بالاتر از 13 در آب انحلال پذیرند.
به طور کلی استر های چرب پی ای جی و به طور خاص پی ای جی اولئات (اولئیک اسید اتوکسیله) و پی ای جی استئارات (استئاریک اسید اتوکسیله) امولسیفایر های بسیار خوبی با کف کم هستند و عموما در این زمینه نسبت به الکل های اتوکسیله یا نونیل فنول های اتوکسیله بسیار عملکرد بهتری دارند.
سایر ویژگی های مطلوب این دسته از مواد عبارتند از:
- میزان کف پایین
- قدرت پخش کنندگی (dispersant) و همگن کنندگی بالا
- سمیٌت پایین که سبب استفاده گسترده آن ها در محصولات آرایشی- بهداشتی می شود.
- زیست تجزیه پذیر بودن (biodegradable)
- بی خطر بودن هنگام حمل و نقل
- پایداری نسبتا بالا: این مواد تحت شرایط سخت مانند محیط های گرمِ بازی هیدرولیز می شوند.
کاربردها
کاربرد عمومی این محصولات به عنوان امولسیفایرهای آب/روغن برای امولسیون کردن آب در روغن های مختلف از جمله روغن های معدنی، روغن های چرب و حلال ها است. این مواد در تهیه لوبریکانت ها، روان سازها، spin finish ها و عوامل آنتی استاتیک (ضد سکون) نساجی استفاده می گردند. در فرآیند چرم سازی، استر چرب پلی اتیلن گلایکول ها به عنوان روان کننده و نرم کننده مورد استفاده قرار می گیرد.
اسیدهای چرب اتوکسیله در روغن های برش و سیال های فلزکاری، پاک کننده ها و چربی زداهای امولسیون شونده، امولسیفایر برای آفت کش ها، حشره کش ها قارچ کش ها، کرم ها، محصولات آرایشی و بهداشتی و امولسیفایر برای تولید لاتکس های پلیمری نیز کاربرد دارد.
در صنعت جوهرسازی، اسید چرب اتوکسیله به عنوان امولسیفایر رنگدانه های روغنی برای تهیه جوهر استفاده می شود. هم چنین می توان به کمک این محصول، درخشندگی، سیالیت و روان بودن جوهر تولیدی نهایی را تعیین نمود.
استئاریک اسید های اتوکسیله، در صنایع آرایشی بهداشتی، به عنوان امولسیفایردر کرم ها و برای امولسیون کردن روغن های چرب در آب استفاده می شوند.
کاربردهای دیگر این محصول بر پایه خاصیت پخش کنندگی (dispersing agent) این محصولات شیمیایی است. برای مثال اسید های چرب اتوکسیله به عنوان همگن کننده ی رنگدانه ها (آلی و غیر آلی) در سیستم های آبی و غیر آبی، پلاستیسایزر و بهبود دهنده ویسکوزیته ی رزین ها، چسب ها، رنگ های امولسیونی و پلاستیسول (plastisol) PVC استفاده می گردند.
اسید های چرب اتوکسیله به عنوان جایگزین برای نونیل فنول های اتوکسیله
اثرات زیست محیطی مخرب مرتبط با نونیل فنول های اتوکسیله ثابت شده است و از این رو بهتر است از جایگزین های آن ها استفاده شود. پی ای جی اولئات ها (اولئیک اسید های اتوکسیله) از نظر حل شوندگی و امولسیون کنندگی شباهت بیشتری به نونیل فنول های اتوکسیله دارند تا الکل های اتوکسیله. از این رو جایگزین های مناسبی برای نونیل فنول های اتوکسیله هستند.