2014-02-12
2060
Классификация ПАВ
Строение ПАВ
Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот — олеата, стеарата натрия и т. п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты, карбоновые кислоты, амины и т. п.
Критериями выбора ПАВ для производства CMC являются, с одной стороны, их функциональные свойства, и прежде всего моющая способность, с другой — все больше возрастающие экологические требования. Экологические свойства ПАВ (биоразлагаемость) дают основания подразделить поверхностно-активные вещества на три поколения:
• бионеразлагаемые или биоразлагаемые менее чем на 30%. К ним относятся тетрапропиленбензолсульфонат и все оксиэтилированные алкилфенолы;
|
|
|
• биоразлагаемые более чем на 80 %, но не до простейших неорганических веществ. К ним относятся линейные алкилбензолсульфаты;
• полностью биоразлагаемые соединения. Это алкилсульфаты, алкансульфонаты, олефинсульфонаты.
Все поверхностно-активные вещества делится на четыре класса: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные и амфолитные.
Ионогенные ПАВ
Катионные ПАВ
Анионные ПАВ
Амфотерные
Неионогенные ПАВ
Алкилполиглюкозиды
Алкилполиэтоксилаты
амфолитные пав
Анионоактивные ПАВ в воде диссоциируют на гидрофобный анион, обладающий моющим действием, и неорганический катион, не оказывающий моющего действия, но придающий CMC растворимость в воде. Это наиболее часто применяемая в производстве группа ПАВ. На долю анионоактивных из всех производимых ПАВ приходится более 70%. Среди них наибольшее значение имеют алкилбензолсуль-фонаты натрия, алкилсульфонаты натрия и алкилсульфаты натрия. Алкилбензолсульфонатами называются соли сульфокислот ароматических соединений, алкилсульфатами-соли сульфоэфиров спиртов и алкилсульфонатами- соли сульфокислот алканов. Они обладают отличным моющим действием и 100%-ной биоразлагаемостью. Широко применяются в рецептурах в Европе, США, Японии. В типичных российских составах применения не находят.
(формулы)
R',R' - неразветвленные углеводородные радикалы длиной от 10 до 20 атомов углерода.
Катионоактивные ПАВ - это соединения, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов, определяющих поверхностную активность. Одним из представителей катионоактивных ПАВ являются:
|
|
|
(формулы)
Объемы производства и потребления катионоактивных ПАВ значительно меньше анионоактивных, однако выпуск их увеличивается, так как они обладают ценными свойствами - бактерицидностью. Катионоактивные ПАВ используются как ингибиторы коррозии, антистатики, гидрофобизаторы, эмульгаторы, дезинфектанты.
В синтетических моющих средствах с дезинфицирующим действием используются четвертичные аммониевые соли первичных, вторичных и третичных аминов, а в последнее время и оксиды аминов.
Амфотерные ПАВ применяются для производства пеномоющих средств, в том числе шампуней для волос. Наиболее известен карбоксибетаин.
Неионогенные ПАВ представляют собой оксиэтилированные первичные жирные спирты, обладающие высокой биоразлагаемостью. Они отличаются хорошей смачивающей способностью, но низкими пенообразованием и пеноустойчивостью.
(формулы)
К неионогенным ПАВ относятся:
RO(C2H40)nH - полигликолевые эфиры жирных спиртов;
RCOO(C2H4O)nH - полигликолевые эфиры жирных кислот;
RCONH(C2H40)nH - полигликолевые эфиры амидов жирных кислот;
(формулы)
Амфолитные ПАВ - это соединения, которые в водных растворах ионизируются и ведут себя в зависимости от условий (главным образом от рН среды), т. е. в кислом растворе проявляют свойства катионо-активных, а в щелочном растворе - анионоактивных поверхностно-активных веществ.
(формулы)
Амфолитные ПАВ широко применяются в производстве пеномоющих средств и шампуней благодаря их мягкому воздействию на кожу.
ПАВ делятся на те, которые быстро разрушаются в окружающей среде и те, которые не разрушаются и могут накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях. Один из основных негативных эффектов ПАВ в окружающей среде — понижение поверхностного натяжения. Например в океане изменение поверхностного натяжения приводит к снижению показателя удерживания CO2 и кислорода в массе воды. Только немногие ПАВ считаются безопасными (алкилполиглюкозиды), так как продуктами их деградации являются углеводы. Однако при адсорбировании ПАВ на поверхности частичек земли/песка степень/скорость их деградации снижаются многократно. Так как почти все ПАВ, используемых в промышленности и домашнем хозяйстве, имеют положительную адсорбцию на частичках земли, песка, глины, при нормальных условиях они могут высвобождать (десорбировать) ионы тяжёлых металлов, удерживаемые этими частичками, и тем самым повышать риск попадания данных веществ в организм человека.
