LABSA

LABSA Nedir?

LABSA (Lineer Alkil Benzen Sülfonik Asit), deterjan sektöründe yaygın olarak kullanılan, bünyesinde hidrofilik ve hidrofobik gruplar barındıran anyonik yüzey aktif maddedir. LABSA, C₁₀-C₁₃ karbon sayısına sahip benzen sülfonik asit türevleri arasında yer almaktadır. LABSA, sentetik yapıda olan ve endüstriyel alanda kullanılan bir yüzey aktif maddedir.

LABSA, en eski ve en yaygın kullanılan sentetik deterjanlardan biridir ve çok sayıda kişisel bakım ürününde (sabun, şampuan, diş macunu vb.) ve ev bakım ürünlerinde (çamaşır deterjanı, bulaşık deterjanı, sprey) bulunur. 1930’larda dallanmış alkilbenzen sülfonatlar (BAS) formunda tanıtıldılar. Ancak çevresel kaygılar nedeniyle bunların yerini 1960’larda lineer (doğrusal) alkilbenzen sülfonatlar (LAS) aldı.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Fiziksel görünüm olarak sarımtırak veya kahverengi görünümünde viskoz bir sıvıdır. Oksitleyici özelliği bulunmamaktadır. İki kısımdan oluşmaktadır; bir ucu polar ve hidrofilik, diğer ucu apolar ve hidrofobik yapıdadır.

Kullanım Alanları Nerelerdir?

• LABSA esas olarak deterjan endüstrisinde kullanılır. Çamaşır tozu ve sıvı deterjanlarda en önemli ve en ucuz yüzey aktif maddelerden biridir.
• Asidik çözeltide stabil olduğu ve iyi yıkama performansına sahip olduğu için LABSA, genellikle tuvalet temizleyicileri gibi asidik çözelti deterjanlarının hazırlanmasında kullanılır.
• Tekstil endüstrisinde yıkama ve merserize maddesi olarak kullanılır.
• Sabunların köpürtülmesi için ıslatıcı ve az miktarda emülgatör olarak diğer yüzey aktif maddelerle birlikte kullanılır.
• Su yumuşatmak için üretilen iyon değiştirici reçinelerin imalatında asitliğinden dolayı katalizör olarak kullanılır.
• Cam endüstrisindeki deterjanlarda anyonik yüzey aktif madde aktivatörüdür.
• Giysilerdeki lekeleri daha iyi çıkarmak için SLES ile birlikte kullanılarak daha iyi temizleme etkisi sağlanır.
• Kozmetik sektöründe ölü deri hücrelerin temizlenmesi için üretilen kremlerin formüllerinde yer alır.
• Organoklorin ve organofosforlu pestisitler için emülgatör olarak kullanılır.
• Yüksek aktif madde içeriği, düşük tuz içeriği ve su ile karışabilirliği nedeniyle LABSA, emülsiyon polimerizasyonunda ve bağlayıcı ajanların, emülgatörlerin, tarımsal herbisitlerin, ev ve endüstriyel temizleyicilerin üretiminde kullanılabilir.

Temel Özellikleri Nelerdir?

Çözünürlük: Alkil sübstitüentindeki karbon atomu sayısı ne kadar azsa, alkil zinciri o kadar kısa, hidrofobiklik o kadar kötüdür. Ve oda sıcaklığında suda çözünmesi daha kolaydır. Tersine, ne kadar çok karbon atomu varsa, alkil zinciri o kadar uzun, hidrofobiklik o kadar güçlü ve çözünmesi o kadar zordur.

Yüzey gerilimi: Alkil karbon atomu sayısının artmasıyla yüzey gerilimi değeri düşme eğilimi göstermiştir. Burada bahsedilen yüzey gerilimi, yüzey aktif madde konsantrasyonu CMC’den daha yüksek olduğunda çözeltinin yüzey gerilimidir.

Islatma gücü: Alkil karbon atomu sayısının artmasıyla yüzey aktif maddelerin ıslatma gücü azalmıştır.

Köpürme gücü: Alkil karbon atomlarının sayısı arttıkça, yüzey aktif maddelerin köpürme gücü artar.

LABSA Biyolojik Olarak Parçalanabilir mi?

Biyolojik olarak parçalanabilirlik, yüzey aktif maddenin hidrofobik hidrokarbon grubu tarafından belirlenir. LABSA nın alkil grubunda dallanmış zincir olmadığından iyi biyokimyasal bozunma performansına sahiptir. Biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre dostudur.

LABSA Nasıl Üretilir?

Üretimi sülfonasyon işlemi ile gerçekleştirilir. Uçucu özelliği bulunmayan bir madde olarak üretilir. Bu sülfonasyon reaksiyonundaki reaktifler arasında Sülfürik Asit, Sülfamik Asit ve Kloro Sülfonik Asit yer almaktadır. Bunun yanında bu reaksiyona seyreltik kükürt trioksit de dahil olmaktadır.

Lineer alkilbenzen sülfonatlar (LABSA), kendileri de çeşitli şekillerde hazırlanabilen lineerl alkilbenzenlerin (LAB) sülfonasyonuyla endüstriyel olarak hazırlanır . En yaygın yöntemde benzen, katalizör olarak hidrojen florür (HF) kullanılarak uzun zincirli monoalkenler (örneğin dodesen) ile alkile edilir. Saflaştırılmış dodesil benzenler (ve ilgili türevler) daha sonra sülfonik asit verecek şekilde kükürt trioksit ile sülfonlanır. Sülfonik asit daha sonra sodyum hidroksit ile nötralize edilir .

Günümüzde LABSA’nın endüstriyel üretim yöntemi, lineer alkil benzenin (LAB) sürekli bir düşen film reaktöründe sülfür trioksit ile sülfonasyonuna dayanmaktadır. Lineer alkil benzen, UOP teknolojisi (UOP Honeywell’in yüzde yüz iştirakidir) kullanılarak Lewis tipi bir asit katalizörü varlığında benzenin dehidrojenlenmiş normal parafinlerden elde edilen lineer olefinlerle alkilasyonu yoluyla üretilir.

Düşen film reaktöründe, gaz halindeki SO₃ akışı sıvı LAB (benzenin normal olefinlerle alkilasyonu yoluyla üretilir) ile temas ettirilirken her iki reaktan da aşağıya doğru eş zamanlı olarak akar. SO3, bir elektron verici grup içeren herhangi bir organik bileşikle hızla reaksiyona giren agresif bir elektrofilik reaktiftir. Bu nedenle, reaksiyon hızını hafifletmek için seyreltilmelidir. Ticari olarak, seyreltici madde olarak hava kullanılır.

LAB sülfonasyon reaksiyonu oldukça ekzotermiktir. Ürün kalitesi (özellikle rengi), istenmeyen yan ürünler üreten yan reaksiyonları önlemek için reaktörün ısı giderme verimliliğine bağlıdır. Nihai ürünün ana kalite unsurlarından bazıları renk, aktif madde içeriği, sülfürik asit içeriği, serbest yağ içeriği ve yoğunluktur. Sülfonasyon reaksiyonu, reaktanların viskozitesinde de büyük bir artışa neden olur. Doğrusal alkil benzen sülfonik asit üretim prosesi, aşağıda gösterildiği gibi hava ile kurutma, gaz halinde SO₃ üretimi, LAB sülfonasyonu ve egzoz gazı arıtımı olmak üzere dört ana adımdan oluşmaktadır:

• Hava ile kurutma: Hava Kurutma Hava sıkıştırılır ve ardından soğutma ve içerdiği suyun yoğunlaştırılması ve ardından bir kurutucu yatak üzerinde adsorpsiyon yoluyla kurutulur.
• Gaz SO₃ üretimi: Sıvı sülfür, SO₂ içeren bir gaz üretmek için proses havasıyla birlikte yakılır. SO₂ daha sonra katalizör yatakları ve ara soğutucularla donatılmış özel bir dönüştürme kulesinde SO₃‘e dönüştürülür.
• LAB Sülfonasyonu: SO₃ filtrelenir ve LAB ile reaksiyona girip LABSA oluşturmak üzere çok tüplü bir düşen film reaktörüne beslenir. LABSA çıkış karışımından ayrılır ve daha sonra stabilize edilir.
• Egzoz Gazı arıtımı: Elektrostatik çökelticiler ve SO2 yıkayıcılar, sülfonasyon tesisinin egzoz gazlarından asit sislerini ve SO₂/SO₃‘ü gidermek için tasarlanmıştır.

İlk aşamada, hava sıkıştırılır ve ardından soğutma ve içerdiği suyun yoğunlaştırılması ve ardından bir kurutucu yatak üzerinde adsorpsiyon yoluyla kurutulur. Kükürt, istenen viskoziteyi elde etmek için uygun bir sıcaklıkta eritilmek üzere bir brülöre gönderilir. Bundan sonra, sıvı kükürt SO₂ içeren bir gaz üretmek için kurutulmuş proses havası ile yakılır. SO₂ daha sonra vanadyum pentoksit katalitik yatakları ve ara soğutucularla donatılmış özel bir dönüştürme kulesinde SO3’e dönüştürülür. Konvertörden çıkan SO₃ gazı neredeyse ortam sıcaklığına kadar soğutulur. Ardından sülfür trioksit filtrelenir, hava ile seyreltilir ve LAB ile reaksiyona girip LABSA oluşturmak üzere çok tüplü düşen film reaktörüne beslenir. Kademeler arası soğutuculardan geri kazanılan ısı, buhar üretmek veya tesis için harici bir ısı kaynağına olan ihtiyacı azaltmak için kullanılabilir. Sülfonasyon tesisinin egzoz gazlarından asit sislerini ve SO₂/SO₃‘ü gidermek için elektrostatik çökelticiler ve bir sülfür dioksit yıkayıcı kullanılmalıdır.

Reaktörden çıkan ürün daha sonra doğrudan sindirim ve hidrasyon sistemine beslenebilir. Burada emilen SO3 ile reaksiyon tamamlanır. Su enjekte edilir, sülfonik asit ile karıştırılır, anhidritleri gidermek için sindiriciden ayrılır. Üretilen LABSA stabildir ve nötralize edilmeden izole edilebilir, depolanabilir ve sevk edilebilir. Bununla birlikte, alkali metal hidroksitler (örneğin kostik soda), karbonatlar ve bikarbonatlar gibi tipik olarak güçlü veya zayıf baz bileşikleri olan nötrleştirici maddeler kullanılarak nötrleştirilmiş bir forma dönüştürülebilir. Sodyum nötralize lineer alkil benzen sülfonat açık ara en baskın sınıftır ve bulamaç veya macun olarak kullanılabilir.

Kaynaklar

• https://kimyagrup.com/kimyasal-urunler/labsa-nedir-ne-ise-yarar/
• https://okimya.com.tr/anyonik-yuzey-aktif-kimyasallar/labsa/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_alkylbenzene
• https://inovatifkimyadergisi.com/labsa
• https://www.chemategroup.com/labsa/
• https://www.linkedin.com/pulse/linear-alkyl-benzene-sulfonic-acid-labsa-important-mehrnaz-joulazadeh/