Obtención y caracterización de un eco-surfactante basado en colofonia/polioles

Abstract

The surfactants are organic molecules that favor the dispersion between phases of a mixture by means of a reduction of the interfacial tension, they can be used as dispersants of a hydrophobic substance in water or vice versa. However, its low biodegradability and high consumption generate adverse effects on the ecosystems, to avoid these effects, the surfactants must be biodegradable and friendly to the environment; as well as emanate from abundant, biocompatible and low-cost molecules. Rosin complies with these characteristics, since it is a set of resinous acids containing hydrophobic groups with a tricyclic dihydrophenanthrene structure, which can be used for the synthesis of natural surfactants. In the present work, the most favorable conditions are determined to obtain an anionic surfactant (negative charge in the terminals of the chain) by means of an addition reaction of hydroxylated molecules, using rosin with KMnO4 at different temperatures and exposure times. The characterization was carried out by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), gas chromatography (GC), hydroxyl index (IH) and nuclear magnetic resonance (NMR). Additionally, a large number of physical-chemical analyzes were carried out, which endorsed the hydroxylation of the resinous acids. The biodegradable and biocompatible obtained surfactant can be used as an emulsifier with new properties with a high application potential.

Los surfactantes son moléculas orgánicas que favorecen la dispersión entre las fases de una mezcla por medio de una reducción de la tensión interfacial, se pueden usar como dispersantes de una sustancia hidrófoba en agua o viceversa. Sin embargo, su baja biodegradabilidad y alto consumo generan efectos adversos en los ecosistemas. Para evitar estos efectos, los surfactantes deben ser biodegradables y amigables con el medio ambiente; así como emanar de moléculas abundantes, biocompatibles y de bajo costo. La colofonia cumple con estas características, ya que es un conjunto de ácidos resinosos que contienen grupos hidrófobos con una estructura de dihidrofenantreno tricíclico, que se puede usar para la síntesis de surfactantes naturales. En el presente trabajo, se determinan las condiciones más favorables para obtener un surfactante aniónico (carga negativa en los terminales de la cadena) mediante una reacción de adición de moléculas hidroxiladas, usando colofonia con KMnO4 a diferentes temperaturas y tiempos de exposición. La caracterización se llevó a cabo mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), cromatografía de gases (GC), índice de hidroxilo (IH) y resonancia magnética nuclear (RMN). Además, se llevaron a cabo un gran número de análisis físicoquímicos, que respaldaron la hidroxilación de los ácidos resinosos. El surfactante obtenido biodegradable y biocompatible se puede utilizar como un emulsionante con nuevas propiedades con un alto potencial de aplicación.