AP19678114 – Synthesis and research of the properties of environmentally friendly surfactants from natural raw materials

Purpose: Synthesis and development of technology for the production of new environmentally safer surfactants based on raw materials of plant origin, which can be used as components of detergents and cleaning agents, stabilizers of dispersed systems, foaming agents, flotation reagents, biocidal compounds and for other purposes.

Relevance: The cost of new nonionic, anionic and cationic surfactants synthesized from available raw materials - the residue of sunflower oil production (a mixture of technical fatty acids), will be 10-20% cheaper than foreign (imported) analogues.

Scientific supervisor:  Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Abdiev Kaldibek

Results obtained:  Within the conducted research, nonionic, anionic, and cationic surfactants were synthesized based on plant-derived raw materials, and their physicochemical and colloid-chemical properties were comprehensively studied. Adsorption parameters, critical micelle concentration, and zeta potential were determined using surface tension isotherms. The foaming, emulsifying, flocculating, coagulating, and wetting properties of the obtained surfactants were experimentally evaluated. The biocidal activity of certain compounds was also confirmed, demonstrating their practical applicability. Using Aspen Hysys software, the production process was modeled, and a process flow scheme along with a material and energy balance was developed. The results obtained confirm the high efficiency and broad applicability of the developed surfactants across various industries.

List of publications with links to them

1. Seitkaliyeva N.Zh., Sadykov B.B., Zhursumbayeva M.B., Kussainova G.K., Kambarova Z.N., Chien-Hsiang Chang, Abdiyev K.Zh. Nonionic surfactants from sunflower oil production residues: synthesis and identification of the substances // Proceedings of Frontier Symposium of Engineered Science. – Astana, Kazakhstan, 23–29 June 2024.
2. Садыков Б.Б., Мергенбаева С.С., Камбарова З.Н., Абдиев К.Ж. Синтез и исследование свойств катионного ПАВ из отходов производства подсолнечного масла // Материалы I Международной научно-технической конференции, посвященной 110-летию со дня рождения академика К.С. Ахмедова «Роль коллоидной химии в сфере нефтегазопереработки, химической технологии и экологии». – Ташкент, 10–11 октября 2024 г. – С. 287–291.
3. Садыков Б.Б., Икматуллаева Г.А., Камбарова З.Н., Абдиев К.Ж. Анионное ПАВ из отходов производства подсолнечного масла: синтез и свойства // Кimyo sanoatining dolzarb muammolari, innovatsion yechimlari va istiqbollari. – Xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya. – Olmaliq, Oʻzbekiston, 1–2 noyabr 2024 г. – С. 265–266.
4. Садыков Б.Б., Икматуллаева Г.А., Камбарова З.Н., Абдиев К.Ж. Анионное ПАВ из отходов производства подсолнечного масла: синтез и свойства // 7th International Scientific Conference “Research Retrieval and Academic Letters”. – Warsaw, Poland, 17–18 October 2024. – P. 89–92. – DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.13983304.
5. Abdiyev K.Zh., Sadykov B.B., Zhursumbayeva M.B., Seitkaliyeva N.Zh., Chien-Hsiang Chang, Kussainova G.K., Kambarova Z.N., Toktarbay Zh. New nonionic surfactants from renewable raw materials – sunflower oil production waste // ES Materials & Manufacturing. – 2025. – Vol. 29. – DOI: http://dx.doi.org/10.30919/mm1679.
6. Abdiyev K.Zh., Sadykov B.B., Chien-Hsiang Chang, Zhursumbayeva M.B., Seitkaliyeva N.Zh., Kussainova G.K., Kambarova Z.N., Toktarbay Zh. New flocculants based on technical vegetable oil – a residue of sunflower oil production // Engineered Science. – 2025. – DOI: http://dx.doi.org/10.30919/es1795.
7. Abdiyev K.Zh., Sadykov B.B., Chien-Hsiang Chang, Zhursumbayeva M.B., Seitkaliyeva N.Zh., Kussainova G.K., Toktarbay Zh., Kambarova Z.N. New cationic surfactant based on technical vegetable oil – a residue of sunflower oil production // ES Energy and Environment. – 2025. – DOI: http://dx.doi.org/10.30919/ee1850.
8. Seitkaliyeva N., Kussainova G., Sadykov B., Kambarova Z., Chang Chien-Hsiang, Abdiyev K. Synthesis of non-ionic surfactants from sunflower oil production residues // Chemical Journal of Kazakhstan. – 2025. – Vol. 3. – P. 95–104. – DOI: https://doi.org/10.51580/2025-3.2710-1185.38.
9. Патент РК № 37310. Решение о выдаче патента от 16.05.2025 г. Заявка № 2023/0848.01 от 13.12.2023 г. Способ получения неионогенных поверхностно-активных веществ / Абдиев К.Ж., Журсумбаева М.Б., Сейткалиева Н.Ж., Кусаинова Г.К., Камбарова З.Н., Садыков Б.Б. (включено в Derwent Innovations Index, первичный регистрационный номер 2025-65853R).
10. Патент РК № 37410. Решение о выдаче патента на изобретение от 04.07.2025 г. по заявке № 2024/0237.1 от 28.03.2024 г. Способ получения анионного поверхностно-активного вещества на основе жирных кислот технического растительного масла / Абдиев К.Ж., Журсумбаева М.Б., Сейткалиева Н.Ж., Садыков Б.Б., Кусаинова Г.К., Камбарова З.Н.
11. Патент РК № 37480. Решение о выдаче патента на изобретение от 16.07.2025 г. по заявке № 2024/0257.1 от 02.04.2024 г. Способ получения анионного поверхностно-активного вещества на основе итаконовой кислоты и жирных кислот технического растительного масла / Абдиев К.Ж., Журсумбаева М.Б., Сейткалиева Н.Ж., Садыков Б.Б., Кусаинова Г.К., Камбарова З.Н. (включено в Derwent Innovations Index, первичный регистрационный номер 2025-98988C).
12. Патент РК № 37484. Решение о выдаче патента на изобретение от 18.07.2025 г. по заявке № 2024/0398.1 от 20.05.2024 г. Способ получения катионного поверхностно-активного вещества на основе жирных кислот технического растительного масла / Абдиев К.Ж., Садыков Б.Б., Сейткалиева Н.Ж., Журсумбаева М.Б., Кусаинова Г.К., Камбарова З.Н. (включено в Derwent Innovations Index, первичный регистрационный номер 2025-98988N).