Применение неионогенных пав. Поверхностно-активные вещества: общие сведения. Смотреть что такое "Поверхностно-активное вещество" в других словарях

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – это такие химические вещества, которые способны концентрироваться на границах фаз и снижать поверхностное (межфазное) натяжение. ПАВ применяются в фармацевтических и косметических средствах, при производстве шампуней и пеномоющих средств.

Химическое строение ПАВ

Молекула ПАВ состоит из гидрофобного углеводородного радикала и гидрофильной полярной (функциональной) группы, т.е. молекула дифильная, вследствие чего она обладает высокой адсорбционной способностью. Так, например, в эмульсии типа «вода/масло» на границе раздела фаз гидрофильная группа молекулы ПАВ ориентируется к воде, а углеводородная часть - к маслу. А межфазное натяжение при этом снижается, что и обеспечивает в воде стабилизацию капель масла.

Различный эффект эфиров сахара наблюдался между грамположительными и грамотрицательными бактериями. В целом, антимикробная активность эфиров сахара против грамположительной бактерии была больше, чем у грамотрицательной бактерии и гриба. Грамотрицательная бактерия была устойчивой к ингибирующим эффектам эфиров сахара. Степень этерификации лауроиловой сахарозы имеет решающее значение для антимикробной активности. Несколько исследователей указали, что ди - и триэфиры не проявляют антимикробной активности, вероятно, из-за их низкой водорастворимости.

Моющее действие ПАВ основано на том, что поверхностно-активные ингредиенты лосьонов, шампуней, мыл адсорбируются на поверхности таких загрязнений как жир и твердые частицы, обволакивают и облегчают их перевод в моющий раствор. ПАВ облегчают растекание по поверхности кожи воды или средства на их основе за счет уменьшения межфазного натяжения.

Противомикробный тест эфиров сахара отражал взаимосвязи между молекулярной структурой и антибактериальной активностью. Длительность цепи жирных кислот оказала заметное влияние на антибактериальную активность. Например, моноэфиры сахарозы имеют одинаковую гидрофильную группу, но разные гидрофобные группы.

Поверхностно-активные вещества: вред и польза

Как правило, α-конфигурационное соединение более эффективно, чем β-конфигурация для того же самого углевода, что было похоже на наш результат. Измеряли пенообразование, стабильность вспенивания, эмульгирующую способность масляной воды и стабильность эмульсии моноэфиров. Результаты показали, что на свойства поверхности влияют длина углеродной цепи, степень этерификации и гидрофильные группы. Моноэфиры лаурата показали лучшие свойства в качестве поверхностно-активного вещества.

Виды поверхностно-активных веществ

Классификация ПАВ основана на делении в зависимости от природы полярной группы: неионогенные, не диссоциирующие в воде на ионы, и ионогенные, которые в зависимости от образующегося при диссоциации в воде иона заряда, подразделяются на: анионные, катионные, амфотерные.

Анионные ПАВ при их растворении в воде образуют отрицательно заряженные ионы с длинной углеводородной цепочкой (органические анионы) и обычный катион. Анионные ПАВ-эмульгаторы весьма эффективны:

На антимикробную активность также влияли длина углеродной цепи, степень этерификации и гидрофильные группы. Для моноэфиров жирных кислот дисахарида средней длины длина цепи жирных кислот является наиболее важным фактором, влияющим на поверхностную активность и антимикробную активность, тогда как сахаридные группы и степень этерификации менее важны.

Мыла эмульгируют липоидные выделения кожи и удаляют вместе с большей частью сопутствующей грязи, десквамированный эпителий и бактерии, которые затем смываются пеной. Антибактериальную активность мыла часто усиливают за счет включения определенных антисептиков, например гексахлорфена, фенолов, карбанилидов или йодида калия. Они несовместимы с катионными поверхностно-активными веществами.

при создании эмульсий типа «масло/вода»;
при диспергировании ряда порошкообразных материалов;
при использовании в пеномоющих средствах для обеспечения высокого пенообразования в жесткой воде.

В качестве примера анионного поверхностно-активного вещества, который часто используется в составе косметических рецептур, в частности моющих средств, можно привести лаурилэтокисульфат натрия (по номенклатуре INCI «Sodium Laureth Sulfate»). Его получают сульфатированием насыщенных или ненасыщенных первичных высших спиртов с последующей нейтрализацией натриевой щелочью, аммиаком или триэтаноламином. Часто производится в виде пастообразной массы, содержащей до 70% основного вещества.

Катионные детергенты представляют собой группу алкил - или арилзамещенных соединений четвертичного аммония с ионизируемым галогеном, таким как бромид, иодид или хлорид. Основным сайтом действия этих соединений, по-видимому, является клеточная мембрана, где они адсорбируются и вызывают изменения в проницаемости. Активность старых соединений четвертичного аммония восстанавливается твердой водой и пористыми или волокнистыми материалами, которые адсорбируют их. Они также инактивируются анионными веществами.

Влияние ПАВ на экологию

Поэтому они имеют ограниченную ценность при наличии засорения крови и тканей. Однако новые соединения диалкил четвертичного аммония предположительно остаются активными в жесткой воде и являются толерантными к анионным остаткам. Четвертичные четвертилетия представляют собой смеси четвертого поколения со вторым поколением и демонстрируют большую биоцидную активность в условиях высокой нагрузки на грунт, что делает их полезными дезинфицирующими средствами в амбарах и ногах. Соединения четвертичного аммония эффективны против большинства бактерий, оболочечных вирусов, некоторых грибов и простейших, но не против неиндексированных вирусов, микобактерий и спор.

Катионные ПАВ при их растворении в воде образуют положительно заряженные ионы (органические катионы) и низкомолекулярный анион. К катионным ПАВ относятся соли жирных аминов и четвертичных аммониевых оснований. Катионные эмульгаторы, по сравнению с анионными, менее эффективны, так как снижают поверхностное натяжение в меньшей степени. Но они проявляют бактерицидную активность, взаимодействуя с клеточными белками бактерий. Катионные ПАВ активно используются в средствах ухода за волосами (шампуни, бальзамы-ополаскиватели, кондиционеры для волос). Алифатические катионные ПАВ с одним и двумя углеводородными хвостами являются хорошими антистатиками и используются в косметике для волос.

При нанесении на кожу они могут образовывать пленку, под которой могут выживать микроорганизмы, что ограничивает их надежность как антисептики. Окитендиновый дигидрохлорид является катионным поверхностно-активным веществом, которое все чаще используется в Европе в качестве альтернативы четвертичным, хлоргексидиновым и иодофорезам для кожи, слизистой оболочки и раневой антисептики.

Эти поверхностно-активные вещества могут быть использованы для решения многих распространенных проблем, связанных с формулированием, и обладают большими преимуществами в различных применениях благодаря их уникальному сочетанию характеристик производительности.

Амфотерные ПАВ в зависимости от рН среды ведут себя в щелочной среде как анионактивные или в кислой среде как катионактивные. В их молекулах присутствуют функциональные группы, которые способны иметь как отрицательный, так и положительный заряд. Такие ПАВ хорошо совместимы с катионными и анионными. Амфотерные ПАВ дерматологически мягко действуют на кожу, поэтому часто применяются в детских шампунях "без слез" и средствах для чувствительной кожи. Так, например, в сочетании с анионным ПАВ лаурилсульфатом натрия, практически полностью смягчают его дерматологическую жесткость. Амфотерные ПАВ обладают хорошим пенообразованием.

Что такое поверхностно-активный агент?

Поверхностно-активное вещество представляет собой особое вещество. Он уменьшает поверхностное натяжение жидкости и увеличивает ее свойства разбрасывания и смачивания. Увлажняя гидрофобные поверхности, вы можете рассеять их в составе на водной основе. Это означает, что он мобилизует и объединяет такие материалы, как органические пигменты, растворители, связующие вещества и воду, которые иначе не смешивались бы из-за их химических свойств.

Он содержит две гидрофильные и по меньшей мере две гидрофобные части в одной молекуле, что делает его более динамичным поверхностно-активным веществом, чем сопоставимые поверхностно-активные вещества, только с одной гидрофильной или гидрофобной частью. Неионный, поэтому он может быть использован в анионных или катионных связующих системах. Хорошие смачивающие способности из-за низкой миграции поверхностного натяжения из-за многогидрофильных компонентов. Хороший эффект пеногашения в отличие от стандартных неионных поверхностно-активных веществ, таких как этоксилаты спирта, не имеет точки помутнения, поскольку молекула не образуют никаких мицелл, давая прозрачный раствор при любой температуре, предотвращает повторное агломерацию из-за его диспергирующих свойств. Производство красок, производство пигментов и дисперсий, текстиль и цементы также являются частью этого широкого спектра использования.

Бетаины - одна из разновидностей амфотерных ПАВ. Они относятся к мягким и высокопенным ПАВ. Амфотерное ПАВ кокамидопропилбетаин (Дехитон/ Бетадет) включают в состав косметики в производстве шампуней, гелей и крем-гелей, жидкого мыла, очищающих пен для ванн. Это ПАВ способствует совместимости косметического средства с кожей, при этом улучшает вязкость и пенообразование этого средства. Таким образом, Дехитон, особенно в детских пеномоющих продуктах, является смягчающим компонентом и способствует безопасности применения моющего средства.

Загрузите наш лист решений со стандартными смесями и характеристиками продукта. Пользовательские смеси с различными растворителями и различные проценты могут быть предоставлены и доступны по запросу. Свяжитесь с нашим специалистом Генри ван дер Меер за дополнительной информацией за. Также как поверхностно-активные вещества, поверхностно-активные вещества являются основными чистящими средствами в мылах и моющих средствах. Эти агенты добавляют для промывки воды для снижения ее поверхностного натяжения, тем самым увеличивая смачивающие и распространяющиеся свойства воды.

Неионогенные (неионные) ПАВ – это ПАВ, которые при растворении в воде не образуют ионов. Они, по сравнению с анионными, имея более слабую пенообразующую способность, оказывают на кожу более мягкое воздействие. Такие ПАВ часто применяются как эмульгаторы, диспергаторы, солюбилизаторы, а также в качестве со-ПАВ, стабилизаторов пены, смачивателей и т.д. В качестве примера неионогенного ПАВ можно привести диэтаноламиды жирных кислот. Используются в производстве шампуней и пеномоющих средств в количестве до 3% в качестве пережиривающей добавки, стабилизатора пены и загустителя.

Поверхностно-активные вещества обычно представляют собой органические соединения, которые являются амфифильными, что означает, что они растворимы как в органических растворителях, так и в воде. Поверхностно-активные агенты имеют две части, один - гидрофильный, а другой - гидрофобный. Поверхностно-активные молекулы концентрируются в областях контакта или интерфейсов между маслом и водой. Один конец молекулы ищет масло, а другой конец воды. При взаимодействии воды и масла поверхностно-активные вещества эмульгируют масло и смешивают его с жидкостью так же, как жир смешивают в молоке.

В шампунях российского производства для достижения необходимых потребительских свойств и улучшения качества используются различные сочетания ПАВ в зависимости от назначения косметического средства.

ПАВ, применяемые в косметической промышленности, должны соответствовать Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю).

На границе воды эти агенты захватывают молекулы воздуха для получения пены. Благодаря уменьшению поверхностного натяжения воды, поверхностно-активные вещества улучшают эффективность очистки, позволяя раствору быстро и эффективно мочить поверхность, и, следовательно, почву можно легко ослабить и удалить. Поверхностно-активные вещества также эмульгируют масляные почвы и удерживают их взвешенными и диспергированными, чтобы они не оседали на поверхности. Для достижения превосходных характеристик очистки большинство чистящих средств содержат два или более поверхностно-активных вещества.

Преимущества использования ПАВ:

приводят к стабилизации дисперсной системы, делают невозможным слипание и коагуляцию частиц дисперсной фазы;
облегчают процесс диспергирования и получения косметических композиций;
улучшают смачиваемость и растекаемость косметических веществ по коже;
обеспечивают устойчивость обратных эмульсий;
в составе пеномоющих средств улучшают их пенообразование и повышают устойчивость пены при использовании.

Литература

Типы поверхностных активных агентов

Анионные поверхностно-активные вещества Неионные поверхностно-активные вещества Катионные поверхностно-активные вещества Амфотерные поверхностно-активные вещества. Самосборка - это склонность молекул поверхностно-активных веществ к организации и координации в расширенных структурах в воде. Процесс включает образование мицелл, жидких кристаллов и бислоев, которые образуются, когда гидрофобные хвосты молекул поверхностно-активных веществ объединяются вместе для получения небольших агрегатов, таких как мицеллы, или структуры большого слоя, такие как бислои, похожие на клеточную стенку.

Поверхностно-активные вещества и композиции. Справочник. Под редакцией М.Ю.Плетнева 2002. – с.40-44.

Основы косметической химии. Базовые положения и современные ингредиенты. Ред. Пучкова Т.В. 2011, с.122-133.

Толковый словарь по косметике и парфюмерии т.1 Готовая продукция 2-е изд. 2004. с.20.

Поверхностно-активные вещества имеют полярное (асимметричное) строение молекул, способны адсорбироваться на границе двух сред и понижать свободную поверхностную энергию системы. Совершенно незначительные добавки ПАВ могут изменить свойства поверхности частиц и придать материалу новые качества. В основе действия ПАВ лежит явление адсорбции, которое приводит одновременно к одному или двум противоположным эффектам: уменьшению взаимодействия между частицами и стабилизации поверхности раздела между ними вследствие образования межфазного слоя. Для большинства ПАВ характерно линейное строение молекул, длина которых значительно превышает поперечные размеры (рис. 15). Радикалы молекул состоят из групп, родственных по своим свойствам молекулам растворителя, и из функциональных групп со свойствами, резко отличными от них. Это полярные гидрофильные группы, обладающие резко выраженными валентными связями и оказывающие определенное влияние на смачивающее, смазывающее и другие действия, связанные с понятием поверхностной активности. При этом уменьшается запас свободной энергии с выделением тепла в результате адсорбции. Гидрофильными группами на концах углеводородных неполярных цепей могут быть гидроксил – ОН, карбоксил – СООН, амино – NН 2 , сульфо – SO и другие сильно взаимодействующие группы. Функциональные группы представляют собой гидрофобные углеводородные радикалы, характеризующиеся побочными валентными связями. Гидрофобные взаимодействия существуют независимо от межмолекулярных сил, являясь дополнительным фактором, способствующим сближению, «слипанию» неполярных групп или молекул. Адсорбционный мономолекулярный слой молекул ПАВ свободными концами углеводородных цепей ориентируется от

Эти характеристики поверхностно-активных веществ делают их интересными исследованиями и областью исследований. Поверхностно-активные вещества также могут быть организованы для образования мицелл, что позволяет гидрофобным хвостам выбраться из воды, однако он все еще позволяет гидрофильным головкам оставаться в воде. Как правило, от нескольких десятков до нескольких сотен молекул поверхностно-активного вещества в мицелле.

Смотреть что такое "Поверхностно-активное вещество" в других словарях

Когда мицеллы образуются в воде, их хвосты образуют сердцевину, которая может инкапсулировать масляную каплю, а их головки образуют наружную оболочку, которая поддерживает благоприятный контакт с водой. Когда поверхностно-активные вещества собираются в масле, их агрегат упоминается как обратная мицелла. В обратной мицелле головки остаются в ядре, а хвосты поддерживают благоприятный контакт с маслом.

поверхности частиц и делает ее несмачиваемой, гидрофобной.

Эффективность действия той или иной добавки ПАВ зависит от физико-химических свойств материала. ПАВ, дающее эффект в одной химической системе, может не оказать никакого действия или явно противоположное – в другой. При этом очень важна концентрация ПАВ, определяющая степень насыщенности адсорбционного слоя. Иногда действие, аналогичное ПАВ, проявляют высокомолекулярные соединения, хотя они и не изменяют поверхностного натяжения воды, например поливиниловый спирт, производные целлюлозы, крахмал и даже биополимеры (белковые соединения). Действие ПАВ могут оказывать электролиты и вещества, нерастворимые в воде. Поэтому определить понятие «ПАВ» очень трудно. В широком смысле это понятие относится к любому веществу, которое в небольших количествах заметно изменяет поверхностные свойства дисперсной системы.

Применение поверхностных активных агентов

Термодинамика поверхностно-активных агентов имеет большое значение как теоретически, так и практически. Это связано с тем, что эти агенты представляют собой системы между упорядоченными и неупорядоченными состояниями вещества. Промышленность поверхностно-активного вещества обязана своим динамичным развитием ориентации предприятий-производителей на разработку и разработку инновационных продуктов, которые могут использоваться как в производстве потребительских товаров, так и в производственных процессах.

Классификация ПАВ очень разнообразна и в отдельных случаях противоречива. Предпринято несколько попыток классификации по разным признакам. По Ребиндеру все ПАВ по механизму действия разделяются на четыре группы:

– смачиватели, пеногасители и пенообразователи, т. е. активные на границе раздела жидкость – газ. Они могут снизить поверхностное натяжение воды с 0,07 до 0,03–0,05 Дж/м 2 ;

Уже начатые и запланированные инвестиции позволяют постепенно расширять предложение инновационными продуктами, которые разрабатываются в соответствии с текущими тенденциями и требованиями клиентов. Поверхностно-активные вещества представляют собой химические поверхностно-активные вещества со специфической структурой, которые уменьшают поверхностное натяжение жидкости. Это свойство дает поверхностно-активные вещества их универсальность и способность использовать их практически в каждой отрасли.

Преимущества использования ПАВ

Благодаря своей функции, которую они выполняют в соответствующих рецептах продуктов или производственных процессах. Поверхностно-активные вещества можно разделить на следующие группы. Поверхностно-активные вещества, используемые при производстве чистящих и косметических продуктов. Поверхностно-активные вещества для промышленного применения. . Основные упомянутые выше группы относятся к продуктам различной химической структуры, которые подразделяются на следующие подгруппы.

– диспергаторы, пептизаторы;

– стабилизаторы, адсорбционные пластификаторы и разжижители (понизители вязкости);

– моющие вещества, обладающие всеми свойствами ПАВ.

За рубежом широко используется классификация ПАВ по функциональному назначению: разжижители, смачиватели, диспергаторы, дефлокулянты, пенообразователи и пеногасители, эмульгаторы, стабилизаторы дисперсных систем. Выделяются также связующие, пластифицирующие и смазывающие вещества.

По химическому строению ПАВ классифицируют в зависимости от природы гидрофильных групп и гидрофобных радикалов. Радикалы разделяют на две группы – ионогенные и неионогенные, первые могут быть анионо- и катионоактивные.

Неионогенные ПАВ содержат неионизирующиеся конечные группы с высоким сродством к дисперсионной среде (воде), в состав которых входят обычно атомы кислорода, азота, серы. Анионоактивные ПАВ – соединения, в которых длинная углеводородная цепочка молекул с низким сродством к дисперсионной среде входит в состав аниона, образующегося в водном растворе. Например, СООН – карбоксильная группа, SO 3 Н – сульфогруппа, OSO 3 Н – группа эфира, Н 2 SО 4 и др. К анионоактивным ПАВ относятся соли карбоновых кислот, алкил сульфаты, алкилсульфонаты и т. п. Катионоактивные вещества образуют в водных растворах катионы, содержащие длинный углеводородный радикал. Например, 1-, 2-, 3- и 4- замещенный аммоний и др. Примерами таких веществ могут быть соли аминов, аммониевые основания и т. п. Иногда выделяют третью группу ПАВ, куда входят амфотерные электролиты и амфолитные вещества, которые в зависимости от природы дисперсной фазы могут проявлять как кислые, так и основные свойства. Амфолиты нерастворимы в воде, но активны в неводных средах, например олеиновая кислота в углеводородах.

Японские исследователи предлагают классификацию ПАВ по физико-химическим свойствам: молекулярный вес, молекулярная структура, химическая активность и т. п. Возникающие за счет ПАВ гелеобразные оболочки на твердых частицах в результате различной ориентации полярных и неполярных групп могут вызывать разнообразные эффекты: разжижение; стабилизацию; диспергирование; пеногашение; связывающие, пластифицирующие и смазывающие действия.

Положительное действие ПАВ оказывает только при определенной концентрации. По вопросу оптимального количества вводимых ПАВ имеются очень разнообразные мнения. П. А. Ребиндер указывает, что для частиц

1–10 мкм необходимое количество ПАВ должно составлять 0,1–0,5%. В других источниках приводятся значения 0,05–1% и более для разной дисперсности. Для ферритов было найдено, что для образования мономолекулярного слоя при сухом помоле ПАВ необходимо брать из расчета 0,25 мг на 1 м 2 удельной поверхности начального продукта; для мокрого помола – 0,15–0,20 мг/м 2 . Практика показывает, что концентрация ПАВ в каждом конкретном случае должна подбираться экспериментально.

В технологии керамических РЭМ можно выделить четыре направления применения ПАВ, которые позволяют интенсифицировать физико-химические изменения и превращения в материалах и управлять ими в процессе синтеза:

– интенсификация процессов тонкого измельчения порошков для повышения дисперсности материала и сокращения времени помола при достижении заданной дисперсности;

– регулирование свойств физико-химических дисперсных систем (суспензий, шликеров, паст) в технологических процессах. Здесь важны процессы разжижения (или понижения вязкости с увеличением текучести без понижения влагосодержания), стабилизации реологических характеристик, пеногашения в дисперсных системах и т. п.;

– управление процессами факелообразования при распылении суспензий при получении заданных размеров, формы и дисперсности факела распыла;

– повышение пластичности формовочных масс, особенно получаемых при воздействии повышенных температур, и плотности изготовленных заготовок в результате введения комплекса связующих, пластифицирующих и смазывающих веществ.