防災科学技術総合研究遠黎1967年3月

第7号

551，575：551．50961：542．5

蒸発防止剤に関する研究（予報）鈴木正臣
工業技術院資源技術試験所

Studiesom

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Agemts（Pm1imi皿ary

Report）

By
M．SUZUK1
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is

suppression

known

ofof30−40oC．

高級アルコールに酸化エチレニ／を付加させたもの

1．はしがき現在市販されている蒸発抑制界面活性剤は．水田の水温上昇，水稲苗のし拾れ防止，貯水池の蒸発を用いている．

量低減化庄どの目的に用いられるもので，直鎖の活性剤の製造がテーマとなっているが，従来から飽和高級アルコールーたとえばセチルアルコール
ー，直鎖の飽和高級アルコールに酸化エチレンを用いられている蒸発抑制界面活性剤は上記のよう在目的のためにつくられたもので，人工霧発生の付加させたヱーテルアルコールーたとえばエチレ
グリコールモノト コヅルアルコールー言たはその目的にそぐわ在い点が多い．そこて，人工霧発生混合物が主剤となっている・

諸外国ては，貯水池，ダムの蒸発抑制が盛んで，わが国のように￡作物への直接利用の例が見られ在い．したがつて，広大な面積の水表面からの蒸発防止という目的のために，蒸発抑制界面活性剤

本研究では，人工霧発生のために蒸発抑制界面の目的に適合した蒸発抑制界面活性剤の開発がのぞまれるわけである．しかし．人工霧の発生を必要とするときの周辺の状況は常に同じではありえないから，気象条件一とくに気温一に応じて，最大の効果を発揮できるように考慮がはらわれ在ければならない．

現在，市販されている蒸発抑制界面活性剤は比も，抑制効果の方は儀性にしても，安価であるということが第1の条件となっている．したがって，セチルアルコールとかステアリルアルコールといった直鎖高級アルコー〃が用いられている、わが国では，前記のよクに￡作物成青のために直接利用されていて，多少価格ははっても，効果の大き在ものを利用するという行き方であるので，直鎖較的低温では良好な蒸発抑制効果をあらわすが，気温が高くなると著しく蒸発抑制効果が劣弱になる．

そこで．まず．高温で蒸発抑制効果をあらわしうる界面活性剤の合成をはじめた・

一37一

2．高温用蒸発防止剤の試段的製造

喧害気象の局地的発現棚むならぴに人工5による局地気象改良に蘭する研究（中間報告）

防災科学技術蟹合研究遼訂

2．1 製造の基本方針
霧滴の水表面を周密に覆い・界面活性剤の安定第7号1967

マロ；・酸エチル

在単分子膜を形成させるような化合物として最適／0DOC2H5

C22H45I−C22H45−CH

在ものは，やはり，高級ノルマルァルコールとそ＼α〕OC2H5の誘導体で，高温用となればアルキル基の長さは少なくとも30A を必要とする・このように長鎖のアルキル基の界面活性剤の場合は1個の水酸基では，水表面に容易に展開して，周密な阜分子膜／000C2H5
C22H45−CH一＼α兀旧2H5／C㏄H
C22H45−CH＼C00Hを形成するのに充分な肛Bをもつていないので，この高級ノルマルアルコールの末端水酸基に酸化00Q日／022H45−CH＼

エチレニ・を付加させてやり，HLBの値を向上させる必要がある．
一方，疎水基のアルキル基で，長さ30A以上と■一一

C22H45・CH2・C00HO00Hいうと，026以上に相当する．そこで，合成された界面活性剤の蒸発抑制効果歩よぴ界面化学的性

以下，この反応を燥りかえして，セ回チソ酸
C25H51000旦を得、これを同様にエステル化．水状を基本的にあきらかにするためにC26，C28，C30

素添加を歩こなってセリルアルコールC26H530Hといった直鎖飽和アルキル基をもったアルコールを得る．の合成を拾こをった．このように炭素数の多い化

次に，ナトリウムメチラートを触媒として・酸合物の合成は，化学的にも物理的にも操作がいちじるしく厄介で，反応段階の数も増すので．実験

化エチ1■ンを付加させる．付加モル数は1〜7モル程度．

室的な測定の資料を与える域にとどまるので．多i生産は別の方法によらなければ泣らない．026
以上のカルボン酸もしくはアルコールはコンボー

C26H530Hl＋ωCH2＿OH2＼／O

ネントとしても、もはや油脂の中にはほとんど存一一一÷C26H53−O一（CH2−CH2−O㌔H

在しないが，天然産ロウの中にはC26以上のカル（ル：1〜7）

ボニ■酸，もしくは了ルコールが相互のエステルとなって多■に含吉れている．これを原料として高2．2 合 成 法
市販の長鎖化合物で純粋な形で入手できるもの

2．3 天然回ウからの以造法
東南アジア，中国に産する虫白ロウや，ブラジルに産するカルナウバロウの中にはセ回チン酸セリとして，ベヘ昌ソ饒C21H43000Hを出発原料とルやセロチン螢ミリツルなどの形で026以上のカし．下記のように諸反応を経て，アルキル基の増〃ボン藪，高級アルコールのコンポーネ1トが多■に含有されている．これを高温高圧下にメタノールを反応させて，エステル交換反応を起こさせ，級アルコールを製することもあわせて研究した．

成を拾こなつ走．

十q2氏α｛

C21H43COOH

C21H43COC2H5

高級カルボン酸のメチルエステルと高級アルコー
ルとし，さらに高温高圧で水景を作用させて，高級カルボン饒のメチルエステルを高級アルコール、砂が・湊C・・H・・㎝とする．

砂心…

C21H43COOC仙㌣〜恥。、
C22H450H

高温・高圧

R一α刀R

I2

C22H45I

一38一

OH30H

㎜3＋R0H

蒸発防止剤に関ナる研究（予報）一鈴木一

高温・高圧
R−0000H13

ROH＋CH30H

H2（R，R：C26，C28，C30

在どのアルキル基）

こうして得られた，高級アルコールの混合物は上記と同様に，ナトリウムメチラートを触媒として酸化エチレニ■を付加させる．
時㎜

R−0一聞

CH2−CH2−0）㌧H

図一1

ゴCV2∵、咋咋岬
3．武作蒸発防止剤の抑制効果とその吟味
虫白ロウから製した，蒸発抑制界面活性剤（記哉が煩雑なので，以下MCと仮称する）は，水温が35℃以上になったときに蒸発抑制効呆を顕著にしめす．蒸発抑制が歩こなわれると水眉から蒸発の浴熟がうぱわれることが少なくなるので，水温が上昇する．その水温上昇からのMOの蒸発抑制効呆の1例をあらわしたのが第1図である．
実欣方法：虫白0ウから得られた高級了ルコー
ルに1，5モルの酸化エチ1■ンを付加させて得られたM⊃をピリジンにとかし，直径10cmのヅヤーレの中に入れられた25㏄の水の表面に単分子膜を形成するのに必要にして，充分な■を加える．

蒸発抑制剤の水温上昇効果

ることができるが，上掲の実験例の場合と，現在市販されている蒸発抑制界面活性剤の場合と，最適使用温度にへだたりがみとめられる．これは．
高温用の蒸発抑制界面活性剤を製する場合には、原科の面からも，製造工程の面からも，従来のものより条件がさびしく，困難がとも在う．当研究室では，高温で蒸発抑制効果をあげることに，目標を拾いてきたので，上掲の例のような結果がえられた．したがつて，現在，￡業に利用されようとしている人工霧の，温度条件に遺合するような蒸発抑制界面活性剤を得るには，次の二つの手段をとればよい．①疎水佳をもったアルキル基の炭素数を道当に調整すること，②親水基である酸化エチ1■二！付加部分の大きさを道当に調整する．い

このようにして単分子膜によって被覆された水をいかえれば，酸化エチ1〃の付加モル数を増加さ満たしたシャー1■を，直径60㎝の回伝円板（1r胴）せる．

これらの手段によって，上記の目的が達成され上に配口し，上方から赤外線ラニ・プで5時間照射ることは，当研究室での従来の基礎的実験からあした．

このときの照射時問の経過と水温上昇との関係が第1図の㎜の曲源である．比岐のために，水面きらかである．1）

また，原料面から見ても，天然産ロウにこだわ
らず．石油化学製晶の中に，その原料をもとめるを何も処理していない純水㎝）と現在市販されている蒸発抑制界面活性剤（D）を同じ回転円板上にこともできる．近年，廃水問題でやかをしくいわのせたときの結果をしめした．

れた，ソ7ト型洗剤は，その長鎖コンポーネントカルナウバロウから同様にして理した組材MCにC12未満の直鎖脂肪族7ルコールが用いられても、ほぼ同様の結果をもたらした．

いて．そのアルコールがエチ1■二！を原料として。

これらの結果から見て，C26以上の蒸発抑制界面活性剤は、高温度で蒸発抑制効果があきらかで亘合反応により製造されている．この際．C12以上の直鎖アルコールも，副生して来る．この重合ある．

反応の条件如何によっては．C2以上の直鎖高級アルコールを多■に得ることができるので，この以上のように，高温度で蒸発抑制効果をあらわす界面活性剤は，天然産ロウを原料として製造す方法を剰用することも可能である．

一39一

冷害気象の局地的発現欄杣広らぴに人工鶉による局地気婁改良に四ナる研究（中間報告）

台1、鈴木正臣考（1961一），文

防災科学技術像合研究遠報

献
有機合成協会誌，19，131〜135，395〜402．

一40一

第7号1967