Этап №1 «Получение образцов БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZsurfactants) и изучение влияния времени синтеза и количества алкилирующего агента на качество полученных образцов. Анализ полимерных образцов методом ЯМР 1Н (аттестация образцов БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZsurfactants)). Проведение оценки всех полученных образцов БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants) по следующим показателям: внешний вид, цвет, запах, рН, вязкость, растворимость в воде. Выбор приемлемых образцов БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants) для дальнейших работ. Исследование физико-химических свойств приемлемых образцов БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZsurfactants), по следующим показателям: эмульгирующая способность, пенообразующая способность, критическая концентрация мицеллообразования (ККМ), смачиваемость. Исследование стабильности БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants): проведение тестов по влиянию отрицательных и положительных температур на органолептические и физикохимические свойства; исследование химической устойчивости в щелочных и кислотных условиях.» (промежуточный)

В отчете представлены результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), выполненных в рамках проекта Старт-23-1 (очередь I) / Н3. Новые материалы и химические технологии. Цель выполнения НИОКР: Разработать способ получения и испытать полностью биоразлагаемые опытные образцы цвиттерионных поверхностно-активных веществ БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants) в прототипах косметических, моющих и чистящих средств, бытового и промышленного назначения. Научно-технические проблемы, решаемые в процессе выполнения НИОКР: 1. Усиление потребительских свойств (эмульгирующая, пенообразующая, моющая способность и др.) моющих средств за счёт введения добавки БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants) в малых количествах. 2. Снижение количества мономерных ПАВ в составах моющих средств без снижения эффективности моющих средств. В рамках первого этапа НИОКР в соответствии с календарным планом будут решены следующие задачи: 1. оптимизированы условия получения БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants), установлены технические требования к внешнему виду и физико-химическим свойствам БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants); 2. исследованы свойства БЭЦ-ПАВ (Gemini GEZ-surfactants): пенообразующая и эмульгирующая способность, смачиваемость, химическая и термическая устойчивость. В ходе выполнения 1 этапа НИОКР в соответствии с техническим заданием и календарным планом был разработан легкодоступный способ получения БЭЦ-ПАВ однореакторным методом в две стадии, с использованием широкодоступного промышленного сырья. Были оптимизированы условия получения БЭЦ-ПАВ: уменьшен расход алкилирующего агента с 1,5 до 1,2 моль и снижено время на реакцию алкилирования с 10 до 4 часов. Определено, что важным фактором для протекания реакции алкилирования является поддержание щелочных условий во время синтеза. Установлены технические требования к внешнему виду и физико-химическим свойствам БЭЦ-ПАВ. Продукт в виде водного раствора с концентрацией 10% должен быть прозрачным, иметь светло-жёлтый цвет, слабый запах, рН = 6 – 7 ед., быть полностью растворимым в воде и обладать вязкостью до 20 мПа·с. Исследование пенообразования и эмульгирования показало, что пенное число БЭЦ-ПАВ на 5% выше чем у мономерного аналога – кокоамидопропилбетаина. Эмульгирующая способность БЭЦ-ПАВ в виде растворов с концентрацией 0,025; 0,05 и 0,1 г/л на 163,1; 32,1 и 16,9% выше, чем у аналогичных растворов кокоамидопропилбетаина. БЭЦ-ПАВ проявляет смачивающую способность и может конкурировать по эффективности со смачивателями типа алкилполиглюкозиды, но при этом уступает суперсмачивателям типа Lutensol LS65. Исследование термической устойчивости показало, что БЭЦ-ПАВ устойчив к воздействию отрицательных температур. При транспортировке продукта в товарной форме в виде 10%-го раствора возможны как краткосрочные, так и долгосрочные циклы заморозки/разморозки. БЭЦ-ПАВ сохраняет устойчивость после воздействия повышенных температур, а его срок годности составляет не менее 1 года. По результатам исследования химической устойчивости выявлено, что БЭЦ-ПАВ являются устойчивыми в широком интервале рН и может применяться как в кислотных, так и в щелочных моющих средствах. Все поставленные задачи в рамках 1 этапа НИОКР были полностью достигнуты и считаются успешно выполненными. Оценка результатов позволяет заключить, что дальнейшие исследования БЭЦ-ПАВ необходимо продолжить. Требуется изучить биоразлагаемость, провести токсикологические исследования БЭЦ-ПАВ. Для определения областей применения БЭЦ-ПАВ необходимо изучить совместимость БЭЦ-ПАВ с традиционными поверхностно-активными веществами (ПАВ) различной природы. Необходима разработка прототипов косметических и моющих средств для оценки влияния БЭЦ-ПАВ на эмульгирующую, пенообразующую и моющую способность БЭЦ-ПАВ к используемому сырью.