Pinna aktiivsuse määramine erinevatele rühmadele pav. Pindaktiivne aine

Pindaktiivsetel ainetel on molekulide polaarne (asümmeetriline) struktuur, mis võib adsorbeeruda kahe kandja liidesel ja alandada süsteemi vaba pinda. Täiesti väikesed pindaktiivsete ainete lisandid võivad muuta osakeste pinnaomadusi ja anda materjali uutele omadustele. Pindaktiivse aine mõju põhineb adsorptsiooni nähtusel, mis viib samaaegselt ühe või kahe vastupidise mõjuga: osakeste interaktsiooni vähendamine ja nende vahelise liidese stabiliseerimine liidese kihi moodustumise tõttu. Enamikele pindaktiivsetele ainetele on iseloomulik molekulide lineaarne struktuur, mille pikkus ületab oluliselt põikimõõtmeid (joonis fig 15). Molekuli radikaalid koosnevad rühmadest, mis on nende omaduste poolest seotud lahustimolekulidega ja funktsionaalsetest rühmadest, mille omadused on nendest teravalt erinevad. Need on polaarsed hüdrofiilsed rühmad, millel on väljendunud valentssidemed ja millel on kindel mõju niisutamisele, määrimisele ja muudele tegevustele, mis on seotud pindaktiivsuse mõistega . See vähendab vaba energia varu, kui adsorptsiooni tagajärjel eraldub soojus. Süsivesinike mittepolaarsete ahelate otstes olevad hüdrofiilsed rühmad võivad olla hüdroksüül-OH, karboksüül-COOH, amino-NH2, sulfo-SO ja teised tugevalt interakteeruvad rühmad. Funktsionaalsed rühmad on hüdrofoobsed süsivesinikradikaalid, mida iseloomustavad külgvalentssidemed. Hüdrofoobsed interaktsioonid eksisteerivad sõltumatult molekulidevahelistest jõududest, mis on täiendav tegur, mis soodustab mittepolaarsete rühmade või molekulide lähenemist, „kleepumist“. Vesinikuahelate vabade otstega pindaktiivsete ainete molekulide adsorptsiooni monomolekulaarne kiht on orienteeritud

osakeste pind ja muudab selle niisutamatuks, hüdrofoobseks.

Pindaktiivse aine toimeaine efektiivsus sõltub materjali füüsikalis-keemilistest omadustest. Ühes keemilises süsteemis mõju avaldav pindaktiivne aine ei pruugi olla mingisugust mõju või muidugi vastupidist mõju teisele. Väga oluline on pindaktiivsete ainete kontsentratsioon, mis määrab adsorptsioonikihi küllastumise taseme. Mõnikord avaldavad kõrgmolekulaarsed ühendid sarnast mõju pindaktiivsetele ainetele, kuigi nad ei muuda vee pinna pinget, nagu polüvinüülalkohol, tselluloosi derivaadid, tärklis ja isegi biopolümeerid (valguühendid). Pindaktiivse aine mõjul võib olla vees lahustumatuid elektrolüüte ja aineid. Seetõttu on "pindaktiivse aine" mõiste määratlemiseks väga raske. Laiemas tähenduses viitab see mõiste mistahes ainele, mis vähesel määral muudab dispergeeritud süsteemi pinda.

Pindaktiivsete ainete liigitus on väga mitmekesine ja mõnel juhul vastuoluline. Mitmeid katseid on klassifitseeritud erinevate kriteeriumide alusel. Rebinderi sõnul jagatakse kõik toimemehhanismile vastavad pindaktiivsed ained nelja rühma:

- niisutavad, vahutamisvastased ained ja puhumisained, st aktiivsed vedeliku-gaasi liideses. Need võivad vähendada vee pindpinevust 0,07 kuni 0,03-0,05 J / m 2;

- dispergeerivad ained;

- stabilisaatorid, adsorptsiooni plastifikaatorid ja vedeldid (viskoossuse vähendajad);

- pindaktiivsete ainete kõigi omadustega pesuvahendid.

Väljaspool kasutatakse laialdaselt pindaktiivsete ainete klassifitseerimist vastavalt nende funktsionaalsele otstarbele: vedeldid, märgavad ained, dispergaatorid, deflokaatorid, vahustid ja vahtkuivatid, emulgaatorid, dispergeeruvate süsteemide stabilisaatorid. Samuti eristatakse sideaineid, plastifikaatoreid ja määrdeaineid.

Vastavalt keemilisele struktuurile klassifitseeritakse pindaktiivsed ained sõltuvalt hüdrofiilsete rühmade olemusest ja hüdrofoobsetest radikaalidest. Radikaalid on jagatud kahte rühma - ioonsed ja mitteioonsed, esimesed võivad olla anioonsed ja katioonsed.

Mitteioonsed pindaktiivsed ained sisaldavad mitteioniseerivaid lõpp-rühmi, millel on kõrge afiinsus dispersioonikeskkonna (vesi) suhtes, mis tavaliselt sisaldavad hapniku, lämmastiku ja väävli aatomeid. Anioonsed pindaktiivsed ained - ühendid, milles dispersioonikeskkonna suhtes madala afiinsusega molekulide pikk süsivesinike ahel on osa vesilahuses moodustatud anioonist. Näiteks COOH on karboksüülrühm, SO3H on sulforühm, OSO3H on eeterrühm, H2S04 jne. Anioonsed pindaktiivsed ained hõlmavad karboksüülhappe sooli, alküülsulfaate, alküülsulfonaate jne. moodustavad vesilahused katioonid, mis sisaldavad pikka süsivesinikradikaali. Näiteks 1-, 2-, 3- ja 4-asendatud ammoonium ja teised Selliste ainete näideteks võivad olla amiinide soolad, ammooniumalused jne. Vahel eristatakse kolmandat rühma pindaktiivseid aineid, mis hõlmavad amfoteerseid elektrolüüte ja amfolüütilisi aineid, mis sõltuvalt dispergeeritud faasi olemusest võib olla nii happelised kui ka põhilised omadused. Amfolüütid on vees lahustumatud, kuid on aktiivsed mittevesikeskkonnas, nagu näiteks õlihappes süsivesinikes.

Jaapani teadlased pakuvad pindaktiivsete ainete klassifitseerimist vastavalt nende füüsikalis-keemilistele omadustele: molekulmass, molekulaarstruktuur, keemiline aktiivsus jne. Polaarsete ja mittepolaarsete rühmade erinevatest suundadest tulenevad tahkete osakeste geelitaolised kestad võivad põhjustada erinevaid toimeid: lahjendamine; stabiliseerimine; dispersioon; defoaming; siduvad, plastifitseerivad ja määrivad.

Pindaktiivse aine positiivne toime on ainult teatav kontsentratsioon. Pindaktiivse aine optimaalse koguse küsimuses on väga erinevaid arvamusi. P. A. Rebinder näitab osakeste puhul

1–10 µm peaks vajalik pindaktiivse aine kogus olema 0,1–0,5%. Teiste allikate puhul on erinevate dispersioonide puhul antud väärtused 0,05–1% või rohkem. Ferriidide puhul leiti, et monomolekulaarse kihi moodustamiseks pindaktiivsete ainete kuivjahvatusega on vaja võtta kiirus 0,25 mg 1 m 2 kohta esialgse toote spetsiifilisele pinnale; märgjahvatamiseks - 0,15–0,20 mg / m 2. Praktika näitab, et pindaktiivse aine kontsentratsioon tuleb igal juhul valida eksperimentaalselt.

Keraamilise SEM tehnoloogia võimaldab eristada nelja pindaktiivsete ainete kasutamist, mis võimaldavad intensiivistada füüsikalis-keemilisi muutusi ja muundumisi materjalides ning hallata neid sünteesi käigus:

- pulbrite peenjahvatamise protsesside intensiivistamine, et suurendada materjali dispersiooni ja vähendada jahvatamise aega, kui saavutatakse määratletud dispersioon;

- füüsikalis-keemiliste hajutatud süsteemide (suspensioonid, libised, pastad) omaduste reguleerimine tehnoloogilistes protsessides. Siinkohal on olulised veeldamise protsessid (või viskoossuse vähenemine koos vedelikkuse suurenemisega ilma niiskusesisalduse vähenemiseta), reoloogiliste omaduste stabiliseerimine, vahtkuivatamine dispersioonisüsteemides jne.

- põletusprotsessi juhtimine suspensioonide pihustamise ajal, kui on saadud kindlaksmääratud suurused, kuju ja pihustusmustri dispersioon;

- vormimasside plastilisuse suurenemine, eriti kõrgendatud temperatuuriga kokkupuutuvate masside plastilisus, ja valmistatud toorikute tihedus sideainete, plastifikaatorite ja määrdeainete kompleksi sisseviimise tulemusena.

Pindaktiivsed ained (Pindaktiivne aine) - keemilised ühendid, mis keskenduvad liidese pinnale pinna pinge vähenemisele.

Pindaktiivsete ainete peamine kvantitatiivne omadus on pindaktiivsus - aine võime vähendada pindpinevust liidesel on pindpinevuse derivaat pindaktiivse aine kontsentratsiooni suhtes, kui C kaldub nullini. Kuid pindaktiivsel ainel on lahustuvuse piir (nn kriitiline mitsellide kontsentratsioon või CMC), mille saavutamisel pindaktiivse aine lisamisel lahusele jääb kontsentratsioon liidese juures konstantseks, kuid samal ajal tekib pindaktiivse aine molekulide isekorraldus lahtises lahuses (mitsellide moodustumine või agregatsioon). Selle agregatsiooni tulemusena moodustuvad nn mitsellid. Mitsellide moodustumise eripära on pindaktiivse aine lahuse hägusus. Pindaktiivsete ainete vesilahused, kui mitsellide moodustumine põhjustab mitsellide valguse murdumise tõttu ka sinise tooni (želatiinvärvi).

CMC määramise meetodid:

Pinna pinge meetod
Meetod kontakti nurga mõõtmiseks teleriga. või vedelikupind (kontaktnurk)
Spindrop / Spinning drop meetod

Pindaktiivse aine struktuur

Pindaktiivse aine klassifikatsioon

Ionogeensed pindaktiivsed ained
- Katioonsed pindaktiivsed ained
- Anioonsed pindaktiivsed ained
Mitteioonsed pindaktiivsed ained
- Alküülpolüglükosiidid
- Alküülpolüetoksülaadid

Pindaktiivsete ainete mõju keskkonnale

Pindaktiivsed ained jaotatakse keskkonda kiiresti hävitavateks ja need, mis ei hävita ja võivad organismides koguneda vastuvõetamatutes kontsentratsioonides. Pindaktiivsete ainete üks peamisi negatiivseid mõjusid keskkonnas on pindpinevuse vähenemine. Näiteks ookeanis põhjustab pinna pingete muutus veekogus süsinikdioksiidi sidumise vähenemist. Ainult mõningaid pindaktiivseid aineid peetakse ohututeks (alküülpolüglükoosiidid), kuna nende lagunemissaadused on süsivesikud. Siiski, kui pindaktiivset ainet adsorbeeritakse pinnase / liiva osakeste pinnale, väheneb nende lagunemise aste / kiirus mitu korda. Kuna peaaegu kõigis tööstuses ja kodumajapidamistes kasutatavatel pindaktiivsetel ainetel on positiivne adsorptsioon maapinnale, liivale, savile, võivad nad tavapärastes tingimustes vabastada (desorbeerida) nende osakeste poolt hoitavad raskmetallide ioonid ja seega suurendada nende ainete sattumise ohtu. inimkeha.

Pindaktiivne aine maailma ookeanis

Mõnede pindaktiivsete ainete järgi, mis on adsorbeeritud veehoidlasse, suurendab radarsignaali lainete neeldumist. Teisisõnu, radar ja satelliidid võtavad hulga vee all olevate objektide signaali veekogudesse, millel on teatud pindaktiivsete ainete kontsentratsioon.

Rakendusalad

Detergendid. Pindaktiivsete ainete peamine kasutusviis on detergentide ja puhastusvahendite aktiivne komponent, seep, ruumide, nõud, riided, asjad, autod jne hooldamiseks. 2007. aastal toodeti Venemaal üle 1 miljoni tonni sünteetilisi detergente, peamiselt pesuvahendeid .
Kosmeetika. Kosmeetikatoodete pindaktiivsete ainete peamine kasutusala - šampoonid, kus pindaktiivsete ainete sisaldus võib ulatuda kümneteni. Ka pindaktiivseid aineid kasutatakse väikestes kogustes hambapasta, vedelike, toonikute ja muude toodete puhul.
Tekstiilitööstus. Pindaktiivseid aineid kasutatakse peamiselt staatilise elektri eemaldamiseks sünteetilise kanga kiududest.
Nahatööstus. Nahktoodete kaitse kergete kahjustuste ja kleepumise eest.
Värvitööstus. Pindaktiivseid aineid kasutatakse pindpinevuse vähendamiseks, mis võimaldab värvimaterjalil hõlpsasti tungida töödeldud pinna väikestesse süvenditesse ja täita neid, tõmmates sealt teise aine (näiteks vee).
Paberitööstus. Pindaktiivseid aineid kasutatakse tindi ja keedetud tselluloosi eraldamiseks kasutatud paberi töötlemisel. Pindaktiivsed molekulid adsorbeeritakse tindipigmentile. Pigment muutub hüdrofoobseks. Seejärel juhitakse õhk läbi pigmendi ja tselluloosi lahuse. Pindaktiivse aine hüdrofoobse osa ja tindipigmenti osakeste pinnale on hõljuvad õhumullid. Vaadake flotatsiooni.
Metallurgia. Survaktsioonide emulsioone kasutatakse valtsimistehaste määrimiseks. Vähendage hõõrdumist. Taluma kõrgeid temperatuure, mille juures õli põleb.
Taimekaitse. Pindaktiivseid aineid kasutatakse laialdaselt agronoomias ja põllumajanduses emulsioonide moodustamiseks. Kasutatakse toitainete tõhususe suurendamiseks taimedele läbi membraanseinte.
Toiduainetööstus. Pindaktiivset ainet kasutatakse jäätises, šokolaadis, vahukoores ja salatite ja muude roogade kastmetes.
Nafta tootmine. Pindaktiivseid aineid kasutatakse alumiste augude moodustamise tsooni (PPP) hüdrofoobseks muutmiseks, et suurendada õli taaskasutamist.

Vaata ka

Wikimedia Foundation. 2010

Vaadake, milline "surfaktant" on teistes sõnaraamatutes:

PINNA AKTIIVNE AINE, aine, mis vähendab lahuse lahustuvust. Vees näiteks DETERGENTS ja SOAP toimivad pindaktiivsete ainetena. Nende molekulid keskenduvad ... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnaraamat

pindaktiivne aine - Pindaktiivne aine Aine, mis võib liidese adsorbeeruda, vähendades nende pindpinevust. Märkus Magnetisuspensioonide osana kasutati korrosiooni inhibiitoreid, vahutitõrjevahendeid, stabilisaatoreid, märgumist ja muid ...

pindaktiivne aine - 3.19 pindaktiivne aine: mineraalsed või orgaanilised lisandid, mis lisatakse segusse, et suurendada sideaine kleepumist kivimaterjali pinnale või reguleerida segus tekkivaid protsesse. Allikas ... Reguleeriva ja tehnilise dokumentatsiooni sõnavara-viited

Termin pindaktiivne aine Termin in English surfactant Pindaktiivsete ainete sünonüümid Lühendid Seotud terminid amfoteerne pindaktiivne aine, hüdrofoobne koostoime, dispersioon, kolloidne keemia, kriitiline mitsellikontsentratsioon, ... Nanotehnoloogia entsüklopeediline sõnaraamat

pindaktiivne aine - aktyvioji paviršiaus medžiaga statusas T sritis Standartizacija ir Suurus Tehnika apibrėžtis Medžiaga, kuri įterpta į skysčio ar kietojo Kuno paviršių sumažina kuni paviršiaus įtemptį. vastavmenys: angl. pindaktiivne aine; pindaktiivne aine ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

pindaktiivne aine - pinninio aktyvumo aine status; santrumpa (os) PAM vastavmenys: angl. pindaktiivne aine; pindaktiivne aine rus. pealiskaudselt aktiivne ... ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

pindaktiivne aine - aktyvioji paviršiaus medžiaga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pindaktiivne aine; pindaktiivne aine vok. grenzflächenaktiver Stoff, m; oberflächenaktiver Stoff, m; Tensid, n rus. pindaktiivne aine, n pranc. agent tensio ... ... Fizikos terminų žodynas

Aine, mis on võimeline adsorbeeruma liidesel (näiteks vedel ja gaas) ja vähendama selle pinna pinget; P. ja. sisse kasutatakse näiteks detergentidena vesidispersioonide valmistamisel ... Suur meditsiiniline sõnaraamat

vähese vahuga pindaktiivne aine - - Õli- ja gaasitööstuse teemad en madala vahuga pindaktiivne aine ... Tehnilise tõlke juhend

Vt Antiatelektiivne faktor ... Suur meditsiiniline sõnaraamat

Mittepolaarse faasi (gaas, süsivesinik, tahke aine polaarne pind) suhtes on olemas süsivesinikradikaal, mis surutakse välja polaarsest söötmest. Pindaktiivses vesilahuses moodustub liidesele adsorptsioon külgsuunas orienteeritud süsivesinikradikaalidega. Kuna see on küllastunud (ioonid) pindaktiivne aine, mis on tihendatud pinnakihile, on pinna suhtes risti (normaalne orientatsioon).

Sõltuvalt pindaktiivse aine olekust lahuses eristatakse tinglikult tõeliselt lahustuvaid (molekulaarselt hajutatud) ja kolloidseid pindaktiivseid aineid. Sellise jagunemise tavaks on, et sama pindaktiivne aine võib sõltuvalt tingimustest ja keemilisest osast kuuluda mõlemasse rühma. lahusti olemus (polaarsus). Mõlemad pindaktiivsete ainete rühmad adsorbeeritakse faasipiiridel, s.o need avalduvad lahustes, samas kui kolloidse (mellar) faasi algusega seotud lahtised omadused ilmnevad ainult kolloidsetel pindaktiivsetel ainetel. Need pindaktiivsete ainete rühmad erinevad üksteisest mõõtu mittesuhtelise koguse väärtusest, mida nimetatakse. hüdrofiilset-lipofiilset tasakaalu (HLB) ja määrab suhe:

kus on pindaktiivse aine mittepolaarse osa afiinsus (vaba interaktsiooni energia) süsivesinikuga (b-dimensioonita parameeter, mis sõltub pindaktiivse aine olemusest, vabaduse interaktsiooni energia CH2 rühma kohta, v on CH2 rühmade arv süsivesinikradikaalis), a \\ t - polaarse rühma k afiinsus. Kolloidseteks pindaktiivseteks aineteks (b + või, kui indeksid m vastavad minimaalsetele afiinsuse väärtustele, mille korral pindaktiivsete ainete kolloidsed omadused hakkavad ilmnema. Erinevate kolloidsete pindaktiivsete ainete süsinikuaatomite minimaalne arv on 8-12 piires, s.o. Samas peab kolloidsetel pindaktiivsetel ainetel olema ka tegelik lahustuvus, st hüdrofiilse rühma polaarsus peab samuti olema piisavalt kõrge.

Alguses 60ndad. 20 sisse. D. Davis arendas HLB skaala väärtustega 0 kuni 40. Lipofiilsete omadustega pindaktiivsetel ainetel on madalad HLB väärtused, hüdrofiilsete väärtustega. Igale rühmale lisatakse pindaktiivne aine, millele on määratud rühma number. Nende numbrite lisamisel saad HLB valemiga:

HLB = hüdrofiilse rühma numbrid + 4-hüdrofoobse rühma numbrid + 7.

Kuigi HLB mõiste on üsna formaalne, võimaldab see määrata pindaktiivse aine ulatust. Niisiis, vee / õli moodustamiseks on HLB vahemikus 3-6, õli / jah-8-16, niisutavate ainete puhul 7-9, raha-13-15.

Amfoteersed (amfolüütilised) pindaktiivsed ained sisaldavad hüdrofiilset radikaali ja hüdrofoobset osa, mis on lahuse pH-st sõltuvalt võimeline aktseptoriks või doonoriks. Tavaliselt hõlmavad need pindaktiivsed ained ühte või enamat aluselist ja happelist rühma ning võivad sisaldada ka mitteioonset polüglükoolset rühma. Sõltuvalt pH väärtusest on neil katioonaktiivsete või aniooni aktiivsete pindaktiivsete ainete omadused. Mõne pH väärtuse juures kutsutakse. , Pindaktiivsed ained eksisteerivad zwitterioonidena. Tõeliselt lahustuvate amfoteersete pindaktiivsete ainete happeliste ja aluseliste rühmade ionisatsioonikonstandid on väga madalad, kuid kõige tavalisemad on katioonile orienteeritud ja anioonile orienteeritud tsvitterioon. Katioonrühmana kasutatakse tavaliselt primaarset, sekundaarset või tertsiaarset ammooniumrühma, jääki või. Põhimõtteliselt on N m. S, P, As jne. Anioonsed rühmad on karboksüül-, sulfonaat-, sulfoeetri- või fosfaatrühmad.

Kemikaali järgi omadused ja omaduste sarnasus amfolüütilised pindaktiivsed ained on jagatud 5 DOS-ks. rühmad: 1) alküülaminokarboksüülhapped RNH (CH2) nCOOH; Alküülradikaal on tavaliselt normaalne (sirge ahelaga), kuid kui see paikneb amiinrühma ja karboksüülrühma vahel, on see mõnikord hargnenud. Alküülamino-fenüülkarboksüülhapped RNHC6H4COOH; alküülaminokarboksüülhapped primaarse, sekundaarse või tertsiaarse aminorühmaga RCH (NH2) COOH, RCH (NHR) COOH, R (CH3) NCH2COOH; vaheühendi hüdroksüül-, estri-, estri-, amiid- või sulfoamiidrühmaga; kaks või enam amino- ja amido-rühma sisaldavad ained, millel on mitu amino- ja hüdroksüülrühma.

2) Alküülbetainid on kõige olulisem tsvitterioonsete pindaktiivsete ainete rühm. Neid saab jagada 5 DOS-i. rühmad: a) alküülbetainid-C-alküül betaiinid RCH COO- ja N-alküülbetainid RN + (CH3) 2CH2COO-; b) sulfit-, sul-foo-, sulfaat- ja fosfaat-betaiin RN + (CH3) 2CH2CH2RN + (CH3) 2CH2CH2, RC6H4CH2N + (CH3) 2 CH2CH2RN + (CH3) 2CH2CH (OH) CH2 OP; c) amidobetainid RCONH (CH2) 3N + (CH3) 2COO -; d) etoksüülitud RN + [(C2H4O) pH] [(C2H4O) gH] CH2COO-; e) muud tsvitterioonsed pindaktiivsed ained.

3) alküülimidasoliinide derivaadid, milles anioonsetel ja katioonsetel rühmadel on ligikaudu samad ionisatsioonikonstandid (valemid VII ja VIII), kus R on alküül-C7-C17, R "-H, Na, CH2COOM (M-metall). betaiini pindaktiivsed ained, kaasa arvatud karboksü-, sulfo-, sulfaat- või sulfoestri rühm, eristatakse sünteesi struktuuris ja meetodites [valem IX; R "= (CH2) nCOO-, (CH2) 3, CH2CH (OH) CH2] ja muud ("mitte-betaiin") imidasoliini pindaktiivsed ained [valem X; R "= CH2COONa, (CH2) 2N (CH2COOH) 2, (CH2) 2N = = CHC6H4S03H, (CH2) 2 OSO3H]. nendel ühenditel on head kolloid-keemilised ja hügieenilised omadused.

4) Alküülaminoalkaansulfonaadid ja sulfaadid (vastavalt AAAC 1 ja AAAC2). Anioonne maamärk. ained muutuvad kergesti tsvitterioonseks vormiks, mis võimaldab neid isoleerida puhtal kujul. Happerühma ionisatsioonikonstant on palju suurem kui peamine, nii et neid kasutatakse leeliselises keskkonnas. Kuid mitme põhirühma puhul ja teiste hüdrofiilsete rühmade juuresolekul happe rühma lähedal on need ained sarnased omadustes ja rakendustes amfolüütiliste pindaktiivsete ainetega ja neil on bakteritsiidne toime. Sõltuvalt ionisatsioonikonstandidest on võimalik eristada AAAC1RN (R) - R: -S03 M, AAAC2RN (R) - R: - OSO3M, aromaatsete amino-sulfoonhapete derivaadid RR 'N-Ar-SO3M, aminosulfonaadid N-ga heterotsüklites (valem XI), aminofosfaadid, aminofosfonaadid ja muud aminohappeühendid, mis on tüüp RR "R: P (O) (OH) 2, RR" R "OP (O) (OH) 2, kus R ja R" - pikad ja lühikesed süsivesinikradikaalid, R: -jooneline kahevalentne radikaal; Comm. RN (CH2CH2S03Na) 2. Nende erinevus on hea võime dispergeerida kaltsiumi ja resistentsus.

5) polümeersed amfolüütilised pindaktiivsed ained: looduslikud (valgud, nukleiinhapped jne); modifitseeritud looduslikud (oligomeersed hüdrolüsaadid, sulfatiriin-kitiin); lavastatud toidud, rasvhapped; derivaadid, mis on saadud karboksüül- ja dietanoolaminoetüülrühmade sisseviimisega; sünteetiline, mis ühendab kõigi ülalkirjeldatud amfoteersete pindaktiivsete ainete rühmade struktuuriomadusi (vt näiteks valemid XII-XVI).

Pindaktiivsete ainete kasutamine.Pindaktiivsete ainete ülemaailmne tootmine on 2-3 kg inimese kohta aastas. Ligikaudu 50% toodetud pindaktiivsetest ainetest kasutatakse (detergentide ja puhastusvahendite, kosmeetika), ülejäänud tööstuses ja koos. x-ve. Samaaegselt pindaktiivse aine tootmise aastase kasvuga muutub nende kasutamine igapäevaelus ja tööstuses tööstusharu kasuks.

Pindaktiivsete ainete kasutamist määravad need, adsorptsioonikihtide struktuur ja lahuste massilised omadused. Mõlema rühma pindaktiivseid aineid (tõeliselt lahustuv ja kolloidne) kasutatakse kõva kivide (kõvaduse vähendaja) puurimiseks, parandamiseks, langetamiseks ja kulumiseks, õli regenereerimiseks jne. pindaktiivsete ainete kasutamise oluline aspekt - moodustumine ja hävitamine. Pindaktiivseid aineid kasutatakse laialdaselt reguleerimiseks ja stabiilsuseks vedela dispersioonikeskkonnaga (vee- ja orgaaniline). Laialdaselt kasutatakse nii vesikeskkonnas kui ka mittevesikeskkonnas pindaktiivsete ainetega moodustatud mitsellsüsteeme, mille puhul ei ole oluline pindaktiivsete ainete pindaktiivsus, mitte nende adsorbentide omadused. kihid ja lahtised omadused: väljendunud anomaaliad koos pindaktiivse aine suurenemisega kuni moodustumiseni, näiteks vesikeskkonnas, kristalliseerumisel. tahkete või tahkete struktuuride konstruktsioonid (naftaõlidel põhinevad).

Pindaktiivseid aineid kasutatakse rohkem kui 100 majandussektoris. Enamikku toodetud pindaktiivsetest ainetest kasutatakse keemiatoodete koostises tekstiilide ja sünteetiliste toodete valmistamisel. ja prir. kiud. Pindaktiivsete ainete peamised tarbijad on nafta, kemikaalid. tööstus, tööstus ehitab. materjalid ja mitmed teised. Kõige olulisemad pindaktiivsete ainete rakendused on:

Puurimine savilahustega ja pöörduv vesi / õli. Lahuste agregatiivse stabiilsuse ja reoloogiliste omaduste reguleerimiseks kasutatakse suure molekulmassiga vees lahustuvaid pindaktiivseid aineid, polüakrüülamiidi jne, ja sellele lisatakse kaltsiumiallikaid. ja sünteetilised rasvhapped (C16-C18 ja üle selle), alküülaromaatsed. alküülamiinid, alküülamidoamiinid, alküülimidasoliinid;

Suurendage õli regenereerimist mitsellide üleujutamise teel (etoksüülitud ja alküülaromaatsed sulfonaadid);

Antioksüdant, äärmuslik rõhk ja muud lisandid mineraali tootmisel. õlid (sünteetilised seebid, rasvhapped, nafta, hüdroksüetüülalkoholid) ja plast. määrdeained (derivaadid, arüülamiinid, alküül- ja arüülfosfaadid);

Reguleerimine raua ja mangaaniga (looduslike ja sünteetiliste rasvhapete seebid, kõrgemad alifaatsed amiinid), haruldased (alküülaroon- ja alküülfosfoonhapped, alküülaromaatsed sulfonaadid);

Emulsioon, tootmine ja muu vinüül (karboksümetüültselluloos, polü, sünteetiline. Rasvhapped, alküülsulfaadid ja alküülfenoolid);

Keemiline tootmine kiud (hüdroksüetüül ja amiidid ning kõrgemad ja happed);

Töötlemine

Pindaktiivsed ained on ühendid, mis mõjutavad pinna pinget. Vedelate molekulide vahelise interaktsiooni protsessis on moodustunud adhesioonijõud. See jõud on pinnal ja sisemistel (sügavatel) kihtidel erinev. Arvestades vedeliku olekut, on lihtne kindlaks teha, et süsteemisse suunatud osakesi ümbritsevad erinevad küljed samade molekulidega, mis neid mõjutavad. Kõigi selliste molekulide suhtes toimivate jõudude tulemus on null. Seetõttu on vedelike väikseim pind teatud mahus. See väljendub selgelt tilkade sfäärilises vormis. Erinevate ühendite lisandite esinemine vedelikes põhjustab pindpinevuse suurust.

Pindaktiivsete molekulide struktuur

Rasvhapete ja alkoholide osakesed koosnevad kahest osast, millel on erinevad omadused, seega nimetatakse neid ühendeid sageli difiilseks struktuuriks. Molekuli ühte osa esindab süsivesinikahel ja teine on esindatud erinevate funktsionaalrühmadega (amino, hüdroksüül, karboksüül, sulfo). Mida pikem on süsivesinike ahel, seda tugevamad on osakesed, nad suhtlevad veega vähem.

Orgaanilise päritoluga pindaktiivsed ained: valgud, seebid, alkoholid, ketoonid, aldehüüdid, tanniidid, ketoonid jne. Pinnale mitteaktiivsed ained ei mõjuta pindpinevust (tärklis, glükoos, fruktoos).

Mitteioonsed pindaktiivsed ained (mitteioonsed pindaktiivsed ained) on kõrgmolekulaarsed ühendid, mis ei moodusta vees ioone. Need ained sisenevad veekogudesse koos tööstuslike (keemiliste, tekstiiltoodete, kodumajapidamiste kasutamisega (mitmesuguste majapidamistoodete kasutamine), samuti põllumajandusmaa jäätmed (herbitsiidid, fungitsiidid, insektitsiidid ja fooliumid emulgaatoritena).

Pindaktiivsed ained: kahju ja kasu

Pindpinevus on sooles imendumisprotsesside jaoks ülimalt tähtis. Näiteks, seedetrakti rasvad ja lipiidid on tilkade kujul. Viimased emulgeeritakse peensooles sapphapete abil. Alles pärast seda hüdrolüüsitakse need rasva lipolüütilised ensüümid. Väga sageli lisatakse insektitsiidide efektiivsuse suurendamiseks seep (pindaktiivsed ained). Manipuleerimine võimaldab insektitsiididel paremini toime tulla putukate keha pinnaga. Kuid pindaktiivsetel ainetel on kehale mitte ainult positiivne, vaid ka negatiivne mõju. Näiteks sisaldab šampoon väga kahjulikke puhumisaineid (pindaktiivseid aineid), nagu naatrium- ja ammooniumlaurüülsulfaat, ammoonium- ja naatriumlauretsulfaat. Arvatakse, et need komponendid on kantserogeensed.

Pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained) on sellised kemikaalid, mis on võimelised keskenduma faasi piiridele ja vähendama pinna (liidese) pinget. Pindaktiivseid aineid kasutatakse farmaatsiatoodetes ja kosmeetikatoodetes, šampoonide ja vahtu detergentide valmistamisel.

Pindaktiivsete ainete keemiline struktuur

Pindaktiivne molekul koosneb hüdrofoobsest süsivesinikradikaalist ja hüdrofiilsest polaarsest (funktsionaalsest) rühmast, s.t. molekul on difiilseks, mille tulemusena on selle adsorptsioonivõime kõrge. Näiteks vee / õli emulsioonis liideses on pindaktiivse aine molekuli hüdrofiilne rühm orienteeritud vee ja süsivesiniku osa õli suunas. Ja samal ajal väheneb liidese pinge, mis kindlustab õli tilkade stabiliseerumise vees.

Pindaktiivsete ainete pesuvahend põhineb asjaolul, et vedelike, šampoonide, seebide pindaktiivsed ained adsorbeeruvad selliste saasteainete pinnale rasva ja tahkete osakestena, ümbritsevad ja hõlbustavad nende ülekandmist pesulahusesse. Pindaktiivsed ained hõlbustavad vee levikut naha pinnale või nendel põhinevatele toodetele, vähendades pindade pingeid.

Pindaktiivsete ainete tüübid

Pindaktiivsete ainete klassifikatsioon põhineb jaotusel, mis sõltub polaarse rühma iseloomust: mitteioonsest, mitte dissotsieeruvast veest ioonideks ja ioonsetest, mis sõltuvalt ioonide dissotsiatsiooni käigus tekkinud laengust jagunevad: anioonseks, katioonseks, amfoteerseks.

Vees lahustunud anioonsed pindaktiivsed ained moodustavad negatiivselt laetud ioone, millel on pikk süsivesinike ahel (orgaanilised anioonid) ja tavaline katioon. Anioonsed pindaktiivsed emulgaatorid on väga tõhusad:

õli / vee emulsioonide loomisel;
mitme pulbrilise materjali hajutamisel;
kui kasutatakse vahutamisainetes, et tagada kõva vees kõrge vahu tekitamine.

Anioonse pindaktiivse aine näide, mida sageli kasutatakse kosmeetilistes preparaatides, eriti detergentides, on naatriumlaurüületoksiid (vastavalt INCI nomenklatuurile „Naatrium Laureth Sulfate“). Seda toodetakse küllastunud või küllastumata primaarsete kõrgemate alkoholide sulfaatimise teel, millele järgneb neutraliseerimine naatriumsoolaga, ammoniaagiga või trietanoolamiiniga. Sageli valmistatakse pastatoormassi kujul, mis sisaldab kuni 70% aluselist ainet.

Vees lahustamisel moodustavad katioonsed pindaktiivsed ained positiivselt laetud ioonid (orgaanilised katioonid) ja madala molekulmassiga aniooni. Katioonsed pindaktiivsed ained hõlmavad rasvamiinide sooli ja kvaternaarseid ammooniumi aluseid. Katioonsed emulgaatorid, võrreldes anioonsete ainetega, on vähem tõhusad, sest nad vähendavad pinna pinget vähemal määral. Kuid neil on bakteritsiidne toime, mis on interakteerunud bakterite rakuliste valkudega. Katioonseid pindaktiivseid aineid kasutatakse laialdaselt juuksehooldusvahendites (šampoonid, konditsioneerid, juuste konditsioneerid). Ühe ja kahe süsivesiniku sabaga alifaatsed katioonsed pindaktiivsed ained on head antistaatilised ained ja neid kasutatakse juuste kosmeetikas.

Amfoteersed pindaktiivsed ained, sõltuvalt söötme pH-st, käituvad leeliselises keskkonnas anioon-aktiivsete või happelises keskkonnas katioon-aktiivsete ainetena. Nende molekulides on funktsionaalrühmi, millel võib olla nii negatiivne kui positiivne laeng. Sellised pindaktiivsed ained sobivad hästi katioonsete ja anioonsete ainetega. Amfoteersed pindaktiivsed ained toimivad nahal dermatoloogiliselt, mistõttu kasutatakse neid sageli pisarate ja tundliku nahaga laste šampoonides. Näiteks koos anioonse pindaktiivse aine naatriumlaurüülsulfaadiga on selle dermatoloogiline jäikus peaaegu täielikult pehmenenud. Amfoteersetel pindaktiivsetel ainetel on hea vahutamine.

Betainsid on üks amfoteersete pindaktiivsete ainete sortidest. Nad kuuluvad pehmetesse ja väga vahustatud pindaktiivsetesse ainetesse. Amfoteerne pindaktiivne aine kokamidopropüülbetaiin (Dechiton / Betadet) kuulub kosmeetikatoodetesse šampoonide, geelide ja kreemgeelide, vedelseebi, puhastusvanni vahu tootmisel. See pindaktiivne aine aitab kaasa kosmeetikatoodete kokkusobivusele nahaga, parandades samas selle viskoossust ja vahutamist. Seega on Dehiton, eriti laste pesemisvahendites, pehmendav komponent ja aitab kaasa pesuvahendi kasutamise ohutusele.

Mitteioonsed (mitteioonsed) pindaktiivsed ained on pindaktiivsed ained, mis vees lahustatuna ei moodusta ioone. Neil on nõrgem vahutamisvõime, võrreldes anioonsete ainetega, naha pehmem toime. Selliseid pindaktiivseid aineid kasutatakse sageli emulgaatoritena, dispergeerivate ainetena, solubilisaatoritena ja ka kaaspindaktiivsete ainetena, vahu stabilisaatoritena, märgumist soodustavatel ainetel jne Mitteioonsete pindaktiivsete ainete näiteks on rasvhappe dietanoolamiidid. Kasutatakse šampoonide ja vahustusainete valmistamiseks koguses kuni 3% perezhiruyuschey lisandina, vahu stabilisaatorina ja paksendajana.

Vene toodetud šampoonides kasutatakse kosmeetikatoote eesmärgist sõltuvalt erinevaid pindaktiivsete ainete kombinatsioone, et saavutada nõutavad tarbijaomadused ja parandada kvaliteeti.

Kosmeetikatööstuses kasutatavad pindaktiivsed ained peavad vastama sanitaar-epidemioloogilise järelevalve all olevate kaupade (kontroll) ühtsed sanitaar-epidemioloogilised ja hügieeninõuded.

Pindaktiivsete ainete kasutamise eelised:

viivad dispergeeritud süsteemi stabiliseerumiseni, muudavad võimatuks dispergeeritud faasi osakeste kleepumise ja koagulatsiooni;
hõlbustada dispersiooniprotsessi ja kosmeetiliste kompositsioonide valmistamist;
parandab kosmeetiliste ainete märgatavust ja voolavust nahal;
tagama pöördemulsioonide stabiilsuse;
pesu koostises parandavad nad nende vahutamist ja suurendavad kasutamise ajal vahu stabiilsust.

Kirjandus

Pindaktiivsed ained ja kompositsioonid. Käsiraamat. Toimetanud M.Yu.Pletnev 2002. - lk.

Kosmeetilise keemia alused. Põhipositsioonid ja kaasaegsed koostisosad. Ed. Puchkova T.V. 2011, lk 122-133.

Kosmeetikatoodete ja parfümeeria selgitav sõnaraamat v.1 Lõppenud tooted 2. ed. 2004. lk.