Или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остаётся постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы. Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ. Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счёт преломления света мицеллами.
Методы определения ККМ:
- Метод поверхностного натяжения
- Метод измерения краевого угла (угла смачивания) с тв. или жидкой поверхностью (Contact angle)
- Метод вращающейся капли (Spindrop/Spinning drop)
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
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.
Классификация ПАВ
Применение высших жирных спиртов для производства поверхностно-активных веществ
Класс ПАВ Вид ПАВ Химическая формула Реагент для синтеза Схема синтеза Источники Неионогенные ПАВ Алкоксилаты этоксилаты R−O−(CH 2 CH 2 O) n H окись этилена ROH + n(CH 2 CH 2)O → RO−(CH 2 CH 2 O) n H Реакция протекает в присутствии щёлочи при температуре до 160°С и давлении до 0,55МПа. Обычно используют C 9 -C 15 спирты в сочетании с 6-7 молями окиси этилена.
:[стр. 31, 35] :[стр. 137-139] пропоксилаты R−O−(CH 2 CH(CH 3)O) n H окись пропилена бутоксилаты R−O−(CH 2 CH(C 2 H 5)O) n H окись бутилена Алкилгликозиды R−(O−C 6 H 10 O 5) n H глюкоза ROH + nC 6 C 12 O 6 → R−(O−C 6 H 10 O 5) n H+nH 2 O
Реакция протекает в присутствии сульфокислот при температуре до 140°С. Другой вариант - предварительное получение бутиловых эфиров с последующей переэтерификацией. Число гликозидных групп колеблется от 1 до 3.:[стр. 38]
:[стр. 149]Анионные ПАВ Карбоксиэтоксилаты R−O−(CH 2 CH 2 O) n СH 2 COOH хлоруксусная кислота RO(CH 2 CH 2 O) n H + ClCH 2 COOH → RO(CH 2 CH 2 O) n СH 2 COOH + HCl Реакция протекает в присутствии щёлочи, кислота выделяется подкислением водного раствора и отделением водно-солевой фазы.
:[стр. 40]
:[стр. 126-127]Фосфаты и полифосфаты ROP(OH) 2 O; (RO) 2 P(OH)O оксид фосфора(V) 3ROH + P 2 O 5 → ROP(OH) 2 O +(RO) 2 P(OH)O Добавление порошкообразного оксида фосфора к безводным спиртам в безводной среде при 50-70 °С и интенсивном перемешивании .
:[стр. 54]
:[стр. 122-123]Сульфосукцинаты ROC(O)CH 2 CH(SO 3 Na)COOH; ROC(O)CH 2 CH(SO 3 Na)COOR малеиновый ангидрид , сульфит натрия ROH + (COCH=CHCO)O → ROC(O)CH=CHCOOH
ROC(O)CH=CHCOOH + Na 2 SO 3 → ROC(O)CH 2 CH(SO 3 Na)COONa
Этерификация спиртов малиновым ангидридом (T до 100 °С) и дальнейшее присоединение к эфиру сульфита натрия пр нагревании.:[стр. 52-53] Алкилсульфаты R−O−SO 3 H серная кислота , оксид серы(VI) , хлорсульфоновая кислота ROH + SO 3 → ROSO 3 H
Прямое сульфирование спиртов при последующей нейтрализации раствора щелочью.:[стр. 55-56] Алкилэфиросульфаты R−(CH 2 CH 2 O) n OSO 3 H Также в производстве ПАВ используются и некоторые другие спирты: глицерин (сложные эфиры с жирными кислотами - эмульгаторы), сорбитол (сорбитаны), моноэтаноламин и диэтаноламин (алканоламиды).
Влияние ПАВ на компоненты окружающей среды
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 CO 2 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, используемые 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.
Полярными группами в анионных ПАВ обычно служат карбоксилатные, сульфатные, сульфонатные и фосфатные группы. На рис. 1 представлены структуры молекул наиболее распространенных ПАВ этого класса.
Анионные ПАВ используются в значительно больших объемах, чем ПАВ других типов. По приблизительной оценке мировое производство ПАВ составляет 10 млн. т в год, из них 60% приходится на долю анионных ПАВ.
Рис. 1. Структуры некоторых типичных анионных ПАВ
Главная причина популярности этих ПАВ - простота и низкая стоимость производства. Анионные ПАВ входят в состав большинства моющих средств, причем наилучшим моющим действием обладают ПАВ с алкильными или алкиларильными группами, содержащими в гидрофобной цепи 12-18 атомов углерода.
В качестве противоионов обычно выступают ионы Na + , К + , NH4 + , Са 2+ и различные протонированные алкиламины. Ионы натрия и калия усиливают растворимость ПАВ в воде, в то время как ионы кальция и магния способствуют увеличению растворимости ПАВ в масляной фазе. Протонированные амины и алканоламины обеспечивают растворимость ПАВ в обеих фазах.
Мыла также составляют огромный класс ПАВ. Они производятся путем омыления природных масел и жиров. Обычно мылами называют соли щелочных металлов карбоновых кислот, получаемых из животных жиров или растительных масел. Твердые мыла, как правило, содержат жирные кислоты, которые получают из таллового, пальмового и кокосового масел. При использовании в оптимальных условиях мыла являются идеальными ПАВ. Главный их недостаток - чувствительность к жесткой воде, что и определило необходимость создания синтетических ПАВ. Весьма специфическое применение находит литиевая соль жирной кислоты, а именно 12-гидроксистеарат лития, который используется в качестве основного компонента смазок.
Алкилбензолсульфонаты составляют группу синтетических ПАВ, которые принято считать основными «рабочими лошадками». Они широко используются в моющих средствах бытового назначения, а также в самых разных областях промышленности. Их получают в процессе сульфирования алкилбензолов. В крупномасштабном синтезе в качестве сульфирующего агента чаще всего используется триоксид серы, но возможно использование и других веществ например серной кислоты, олеума, хлорсульфоновой, или амидосульфоновой кислот. В ряде случаев они оказываются даже более предпочтительными. Промышленный синтез осуществляется в непрерывном процессе с использованием пленочного аппарата со свободно стекающей пленкой. На первой стадии процесса образуется пиросульфоновая кислота, которая медленно и самопроизвольно реагирует далее, образуя сульфоновую кислоту.
Затем сульфокислоту нейтрализуют каустической содой, при этом образуется соль алкилбензолсульфоната. Из-за большого объема алкильных заместителей образуются почти исключительно и-сульфокислоты. На представленной выше схеме R - это алкильная группа, обычно содержащая 12 атомов углерода. Первоначально в качестве промежуточного продукта при синтезе ПАВ использовались разветвленные алкилбензолы, но в настоящее время они почти полностью заменены на линейные производные, поэтому такие ПАВ называют линейными алкилбензолсульфонатами. Отказ от разветвленных производных и замена их на линейные обусловлены главным образом их более быстрой биодеградацией. Алкилбензолы в свою очередь получают алкилированием бензола н-алкенами или алкилхлоридами при использовании HF или AICI3 в качестве катализаторов. В результате реакции образуется смесь изомеров с фенильной группой, присоединенной к одному из неконцевых положений в алкильной цепи.
Другим типом сульфонатных ПАВ, применяемых в составе моющих средств, являются сульфонаты парафинов и а-олефинов, последние часто называют AOS. В общих случаях получаемые ПАВ представляют собой сложные смеси веществ, различающихся по физико-химическим свойствам. Сульфонаты парафинов, или вторичные сульфонаты н-алканов, в основном производят в Европе. Их получают, как правило, сульфоокислением парафиновых углеводородов диоксидом серы и кислородом при облучении ультрафиолетовым светом. В более старом процессе, который, однако, еще используется, сульфонаты парафинов получают по реакции сульфохлорирования. Оба процесса относятся к радикальным реакциям, а так как вторичные атомы углерода образуют более стабильные свободные радикалы, чем первичные атомы углерода, сульфогруппа вводится статистически к любому неконцевому атому углерода алкановой цепи. Смесь углеводородов С 14 -С 17 , иногда называемая «Евро-фракция», является наиболее распространенным гидрофобным сырьем, а конечные продукты в этом случае представлены очень сложными смесями изомеров и гомологов.
Сульфонаты а-олефинов получают по реакции линейных а-олефинов с три-оксидом серы; в результате получается смесь алкенсульфонатов, 3- и 4-гидроксиалкансульфонатов и некоторого количества дисульфонатов и других веществ. В качестве исходного сырья используют в основном две оле-финовые фракции: С 12 -С 16 и С 16 -С 18 . Отношение алкенсульфонатов к гидро-ксиалкансульфонатам в некоторой степени регулируется соотношением количеств вводимых в реакционную смесь SO 3 и олефинов: чем выше это соотношение, тем больше образуется алкенсульфоновой кислоты. Образование гидроксиалкансульфокислоты происходит через промежуточный циклический сультон, который затем расщепляется щелочью. Сультон токсичен, поэтому важно, чтобы его концентрация в конечном продукте была очень низкой. Схему получения можно записать следующим образом:
Дисульфосукцинат натрия - алкилсульфонатное ПАВ, широко используемое в исследованиях химии поверхных явлений. Это ПАВ благодаря объемной гидрофобной группе особенно удобно для получения микроэмульсий «вода в масле».
Изетионатные ПАВ с общей формулой R-COOC^C^SO^Na* являются сложными эфирами жирных кислот и соли изетионовой кислоты. Они относятся к наиболее мягким ПАВ и применяются в косметических рецептурах.
Сульфонатные ПАВ, получаемые сульфированием лигнина, нефтяных фракций, алкилнафталинов или других дешевых углеводородных фракций, находят широкое промышленное применение в качестве диспергаторов, эмульгаторов, деэмульгаторов, пеногасителей, смачивателей и т. д.
Сульфированные сирты и этоксилированные спирты составляют другую важную группу анионных ПАВ, нашедших широкое применение в моющих средствах. Это моноэфиры серной кислоты, в которых сложноэфирная связь очень лабильна и относительно легко разрывается при низких рН в результате автокаталитического гидролиза. В качестве сырья для этого типа ПАВ используют линейные и разветвленные спирты с числом атомов углерода от 8 до 16. При использовании линейного спирта с 12 атомами углерода получают додециловый эфир серной кислоты, а после нейтрализации каустической содой образуется додецилсульфат натрия - наиболее важное ПАВ такого типа. Этоксилированные спирты, обычно используемые в качестве промежуточных продуктов, представляют собой алифатические спирты с двумя или тремя оксиэтиленовыми звеньями. Процесс аналогичен рассмотренному выше сульфированию. В промышленном производстве в качестве реагента используют триоксид серы,
и аналогично сульфированию реакция протекает через стадию образования в качестве промежуточного продукта пиросульфата:
Синтез сульфатных эфиров этоксилированных спиртов проводят подобным образом. Реакция обычно сопровождается образованием заметного количества 1,4-диоксана. Поскольку диоксан токсичен, от него необходимо освобождаться перегонкой. Такие ПАВ обычно называют этоксилированными алкилсульфатами. Они обладают хорошими пенообразующими свойствами, малотоксичны по отношению к коже и глазам и поэтому находят применение в составах моющих средств для посуды и шампуней.
Этоксилированные спирты можно превращать в карбоксилаты, т. е. этоксилированные алкилкарбоксилаты. Традиционно это делали с использованием монохлорацетата натрия:
Реакция Вильямсона обычно протекает с небольшим выходом. Более новые методы синтеза основаны на окислении этоксилированных спиртов кислородом или пероксидом водорода в щелочной среде с использованием в качестве катализатора платины или палладия. В этой реакции с хорошим выходом происходит конверсия этоксилатов, но возможна также окислительная деградация полиоксиэтиленовой цепи. Этоксилированные алкилкарбоксилаты применяются при производстве продуктов личной гигиены или в качестве ко-ПАВ в составах различных жидких моющих средств. Подобно этоксилированным алкилсульфатам, этоксилированные алкилкарбоксилаты устойчивы в очень жесткой воде. ПАВ обоих типов обладают также хорошей способностью к диспергированию кальциевых мыл, что очень важно для ПАВ, входящих в состав средств личной гигиены. Способность диспергировать кальциевые мыла обычно выражают как количество ПАВ, которое требуется для диспергирования кальциевого мыла, полученного из 100 г олета натрия в воде с жесткостью, эквивалентной 0,0333% СаСОз.
Важнейшие сведения об анионных ПАВ
1. Анионные ПАВ - самый распространенный класс ПАВ.
2. Обычно анионные ПАВ несовместимы с катионными ПАВ.
3. Они чувствительны к жесткой воде, причем чувствительность уменьшается в ряду карбоксилаты > фосфаты > сульфаты « сульфонаты.
4. Введение короткой полиоксиэтиленовой цепи между анионной группой и углеводородным радикалом значительно увеличивает устойчивость анионных ПАВ к солям.
5. Введение короткой полиоксипропиленовой цепи между анионной группой и углеводородным радикалом увеличивает растворимость ПАВ в органических средах, но одновременно может приводить к уменьшению скорости биоразложения ПАВ.
6. Сульфатные ПАВ в результате автокаталитического гидролиза быстро гидролизуются в кислых средах. ПАВ других типов устойчивы в не слишком жестких условиях.
Все коммерческие фосфатные ПАВ содержат сложные моно- и диэфиры фосфорной кислоты, причем относительное содержание этих компонентов широко варьируется в зависимости от производителя. Поскольку физико-химические свойства алкилфосфатных ПАВ зависят от соотношения различных эфиров, алкилфосфаты от разных производителей менее взаимозаменяемы, нежели ПАВ других типов. В качестве фосфорилирующего агента для производства алкилфосфатных ПАВ можно использовать оксихлорид фосфора POCI 3 . В этом случае также образуется смесь моно- и диэфиров фосфорной кислоты.
До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком. Египтяне умывались смешанной с водой пастой на основе пчелиного воска. В Древнем Риме при мытье пользовались мелко истолченным мелом, пемзой, золой. Видимо, римлян не смущало, что при таких омовениях вместе с грязью можно было «соскоблить» и часть самой кожи. Заслуга в изобретении мыла принадлежит, вероятно, галльским племенам. По свидетельству Плиния Старшего, из сала и золы букового дерева галлы делали мазь, которую применяли для окрашивания волос и лечения кожных заболеваний. А во II веке ее стали использовать в качестве моющего средства.
Христианская религия считала мытье тела делом «греховодным». Многие «святые» были известны только тем, что всю свою жизнь не умывались. Но люди давно заметили вред и опасность для здоровья загрязнения кожи. Уже в 18 веке на Руси было налажено мыловарение, а в ряде европейских стран еще раньше.
Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. В мыльной массе образуется два слоя – ядро (чистое мыло) и подмыленный щелок.
Также получают мыло в промышленности.
Омыление жиров может протекать и в присутствии серной кислоты (кислотное омыление). При этом получаются глицерин и высшие карбоновые кислоты. Последние действием щелочи или соды переводят в мыла. Исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода. Растительные масла предварительно подвергаются гидрогенизации, т. е. их превращают в твердые жиры. Применяются также заменители жиров — синтетические карбоновые жирные кислоты с большой молекулярной массой. Производство мыла требует больших количеств сырья, поэтому поставлена задача получения мыла из не пищевых продуктов. Необходимые для производства мыла карбоновые кислоты получают окислением парафина. Нейтрализацией кислот, содержащих от 9 до 15 углеродных атомов в молекуле, получают туалетное мыло, а из кислот, содержащих от 16 до 20 атома углерода, — хозяйственное мыло и мыло для технических целей.
Состав мыла
Обычные мыла состоят главным образом из смеси солей пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот. Натриевые соли образуют твердые мыла, калиевые соли — жидкие мыла.
Мыло – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот,
полученные в результате гидролиза жиров в щелочной среде
Строение мыла можно описать общей формулой:
R – COOМ
где R – углеводородный радикал, M – металл.
Преимущества мыла:
а) простота и удобство в использовании;
Б) хорошо удаляет кожное сало
В) обладает антисептическими свойствами
Недостатки мыла и их устранение:
недостатки
способы устранения
1. Плохая моющая способность в жесткой воде, содержащей растворимые соли кальция и магния. Так как при этом выпадают в осадок нерастворимые в воде соли высших карбоновых кислот кальция и магния. Т.е. при этом требуется большой расход мыла.
1. В состав мыла вводят вещества-комплексообразователи, способствующие смягчению воды (натриевые соли этилендиамин-тетрауксусной кислоты - ЭДТК, ЭДТА, ДТПА).
2. В водных растворах мыло частично гидролизуется, т.е. взаимодействует с водой.
При этом образуется определенное количество щелочи, которая способствует расщеплению кожного сала и его удалению.
Калиевые соли высших карбоновых кислот (т.е. жидкое мыло) лучше растворяются в воде и поэтому обладают более сильным моющим действием.
Но при этом оказывает вредное воздействие на кожу рук и тела. Это связано с тем, что верхний тончайший слой кожи имеет слабокислую реакцию (рН =5,5) и за счет этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи. Умывание мылом приводит к нарушению рН, (реакция становится слабощелочная), раскрываются поры кожи, что приводит к понижению естественной защитной реакции. При слишком частом использовании мыла кожа сохнет, иногда воспаляется.
2. Для уменьшения данного негативного воздействия в современные сорта мыла добавляют:
- слабые кислоты (лимонная кислота, борная кислота, бензойная кислота и др.), которые нормализуют рН
- крема, глицерин, вазелиновое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, диэтаноламиды кокосового и пальмового масел и т.д. для смягчения кожи и предотвращения попадания бактерий в поры кожи.
Строение мыла - стеарата натрия.
Молекула стеарата натрия имеет длинный неполярный углеводородный радикал (обозначен волнистой линией) и небольшую полярную часть:
Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.
Поверхностно-активные вещества - соединения, которые влияют на величину поверхностного натяжения. В процессе взаимодействия молекул жидкости между ними образуются силы сцепления. Эта сила будет различна в поверхностных и внутренних (глубинных) слоях. Рассматривая состояние жидкости, легко установить, что частицы, которые направлены внутрь системы, с разных сторон окружены такими же молекулами, которые влияют на них. Равнодействующая всех сил, которые действуют на такую молекулу, равняется нулю. Поэтому жидкости имеют наименьшую поверхность при данном объеме. Это отчетливо проявляется в шарообразной форме капель. Наличие примесей различных соединений в жидкостях обуславливает величину поверхностного натяжения.
Строение молекул ПАВ
Частицы жирных кислот и спиртов состоят из двух частей, которые имеют разные свойства, поэтому эти соединения очень часто называют дифильными структурами. Одна часть молекулы представлена углеводородной цепью, а другая - разными функциональными группами (аминогруппой, гидроксилом, карбоксилом, сульфогруппой). Чем длиннее углеводородная цепь, тем сильнее будут выражены частиц, они слабее будут взаимодействовать с водой.
Органического происхождения: белки, мыла, спирты, кетоны, альдегиды, танниды, кетоны и т.д. Поверхностно-инактивные вещества не влияют на поверхностное натяжение (крахмал, глюкоза, фруктоза).
Неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ) - высокомолекулярные биосоединения, которые в воде не образуют ионов. В водоемы указанные вещества поступают вместе с промышленными (химическая, текстильная, хозяйственно-бытовыми (использование разнообразных синтетических моющих средств в быту) стоками, а также со сточными отходами с сельскохозяйственных угодий (гербициды, фунгициды, инсектициды, а также фолианты в качестве эмульгаторов).
Поверхностно-активные вещества: вред и польза
Поверхностное натяжение имеет огромное значение для процессов всасывания в кишечнике. Например, жиры, а также липиды в пищевой тракт поступают в виде капель. Последние эмульгируются в тонком кишечнике при помощи желчных кислот. Только после этого указанные жиры гидролизируются липолитическими энзимами. Очень часто для повышения результативности к инсектицидам добавляют мыло (поверхностно-активные вещества). Проведенная манипуляция позволяет инсектицидам лучше взаимодействовать с поверхностью тела насекомых. Однако поверхностно-активные вещества оказывают не только позитивное, но и негативное воздействие на организм. Например, в состав шампуня входят очень вредные пенообразователи (ПАВ), такие как натрий и аммоний лаурил сульфат, аммоний и натрий лаурет сульфат. Существует мнение, что эти компоненты оказывают канцерогенное влияние.
Рисунок 1: Поверхностно-активные вещества: схема действия
Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот (мыла) являются поверхностно-активными веществами, способными образовывать стойкие мыльные пленки. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) могут определенным образом располагаться на границе раздела двух фаз, например таких как вода- воздух или вода- масло . Такое поведение ПАВ объясняется особенностью их строения: молекула ПАВ, например мыла, включает как полярную, способную ионизироваться гидрофильную группировку, так и неполярную гидрофобную часть – углеводородный . На границе раздела фаз к воде ориентируется гидрофильная группа, а к масляной фазе или воздуху –углеводородный радикал.
Рисунок 2: Мицеллы мыла
В водной среде при определенной концентрации молекулы ПАВ существуют уже не в виде изолированных частиц, а как большие агрегаты – мицеллы, у которых все углеводородные находятся в центре мицеллы, а гидрофильные группы – снаружи (рис. 2а). Мицелла способна «захватывать» частички водонерастворимых веществ и создавать стойкие , так как слипанию мицелл препятствует одноименный заряд их поверхностей (рис. 2б).На этом принципе основано моющее действие мыл. Загрязнение представляют собой жировую пленку с частичками пыли. Мыла эмульгируют загрязнения, после чего эмульсия легко смывается водой.
Синтетические ПАВ и моющие средства
Для производства мыла необходимо большое количество жиров – ценного пищевого и технического продукта. Между тем поверхностной активностью обладают и другие органические соединения, имеющие сходное строение с мылами.
К ним относятся:
- анионные ПАВ (например, натриевые соли алкилсульфатов , алкилсульфонатов );
- катионные ПАВ (например четвертичные алкиламмониевые соли )
Рисунок 3: формулы синтетических поверхностно-активных веществ
Анионные и катионные поверхностно-активные вещества обязательно содержат в молекуле длинный алкильный радикал (С 12 – С 14)
Синтетические ПАВ получают в промышленности из доступного углеводородного сырья, главным образом, нефтяного, поэтому они недороги. Другое достоинство моющих средств на основе синтетических ПАВ заключается в возможности их использования в жесткой воде, в которой обычные мыла дают нерастворимые кальциевые и магниевые соли, что снижает эффективность моющего действия и повышает расход мыла.
Твины
Рисунок 4: Общая формула твинов
В последнее время широкое применение в промышленности (например в текстильной) находят поверхностно-активные вещества твины . В фармации они служат синтетической эмульгирующей основой при изготовлении мазей.
Твины построены по общему принципу, как и остальные ПАВ, то есть в их молекулах имеются неполярные и полярные части. Основу молекулы составляет циклический четырехатомный спирт сорбитан , в котором от одной до трех гидроксильных групп этерифицированы высшими жирными кислотами. Радикалы этих кислот составляют неполярную часть молекулы.
Оставшиеся гидроксильные группы образуют эфирную связь с остатками полиэтиленгликоля –(CH 2 CH 2 O) n CH 2 CH 2 OH , где n=40-80 . Фрагменты полиэтиленгликоля представляют полярную часть твинов.
Список литературы: Органическая химия, А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А. Тюкавкина,1998 год