Сурфактанты это: — (Surfaktant-BL), , , 25 , , , 75

Содержание

Сурфактанты и ПАВ — вред или польза, что такое ПАВ


Автор Елена Сыркина На чтение 6 мин. Опубликовано

Сурфактанты и ПАВ — вред или польза

Сейчас стало очень популярным много писать о «вредных» и даже «опасных» для кожи ингредиентах косметики. С одной стороны, это хорошо, потому что дает возможность выявить эти ингредиенты в составе крема и отказаться от его применения.

С другой стороны, как можно быть уверенным в том, что информация из СМИ и ресурсов интернета абсолютно правдива?

Применение в составе косметики сурфактантов и ПАВов — еще один «больной» вопрос. И отказаться от них нельзя, и в то же время известно, что эти ингредиенты очень часто вызывают аллергические реакции и контактный дерматит.

Для вас я нашла научно-исследовательские статьи и перевела их с английского языка. И вот что получилось:

Что такое сурфактанты? Согласно Википедии, 

Сурфактанты или ПАВ — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз,вызывают снижение поверхностного натяжения.

Звучит страшно? Попробуем разъяснить. 

Кожа — это весьма надежный барьер, через который не так легко прорваться. Основным препятствием на пути для любого чужеродного агента, к которым относится и косметика, является роговой слой эпидермиса.

Роговой слой, напомню, это слой «мертвых» роговых чешуек, плотно склеенных между собой липидной (жировой) прослойкой. Вот статья о строении эпидермиса.

Сами роговые чешуйки «плотно набиты» кератином и практически не содержат воды, поэтому пройти через них напрямую не возможно. Проникнуть вглубь кожи можно  только «обходными путями» — через межклеточные промежутки и по выводным протокам кожных желез.

Но и здесь все не так просто — межклеточные промежутки слишком узкие, поэтому крупные молекулы (белки, полисахариды) не могут «протиснуться» через них.

И в то же время, липиды, заполняющие промежутки между клетками, как любой жир, отталкивают воду — то есть все водные растворы тоже проникнуть вглубь кожи не в состоянии. Вот информация о строении кожного барьера.

Но мы же хитрые!))) Чтобы все-таки «пропихнуть» составляющие крема в кожу, косметические химики придумали вот что:

  1. надо разрушить липидный барьер;
  2. надо добиться разжижения липидов;
  3. надо использовать трансдермальные переносчики.

Сурфактанты и ПАВ как раз и нужны, чтобы разрушить липидный барьер.

Молекула ПАВа состоит из двух частей — гидрофобной и гидрофильной. ПАВы встраиваются в липидные пласты таким образом, что гидрофобная часть располагается между липидными пластами кожного барьера, а гидрофильная — обращена в водную фазу.

Именно гидрофильная часть молекулы образует «дырки» в роговом слое, через которые проникают водорастворимые соединения.

Почему же это плохо, спросите вы? Да потому, что сами ПАВы также могут проникать в глубокие слои кожи, встраиваться в оболочки «живых» клеток эпидермиса и разрушать их.

Поэтому ПАВы оказывают на кожу более длительное негативное воздействие, чем просто растворители.

Кроме этого, сурфактанты необходимы и для того, чтобы смешивать водную и жировую фазы крема в единую эмульсию. Их называют еще «эмульгаторами».

Сурфактанты и ПАВ нужны для получения качественного крема, легкой текстуры. Без ПАВов через какое-то время крем расслоится и испортится.

Самым «вредным» ПАВом на сегодняшний день считается лаурил сульфат натрия. А вот его аналог, лаурет сульфат натрия гораздо менее вреден.

Sodium Laureth Sulfate (натрия лаурет сульфат) — ингредиент, получаемый из этоксилированного лаурилового спирта. Используется как сурфактант. Может вызвать раздражение в том случае, если содержит примеси 1,4-dioxane.

Да, какое-то время назад в интернете появились тревожные статьи о том, что натрия лаурил сульфат и натрия лаурет сульфат могут вызвать рак кожи. Эти статьи породили целый бум страхов, но, к счастью, не имели под собой никаких научных обоснований.

Оба ингредиента — sodium lauryl sulfate (SLS) и sodium laureth sulfate (SLES) — были тщательно исследованы сначала в 1983 году, а потом повторно — после шокирующих статей в интернете! — в 2002 году независимой организацией Cosmetic Ingredient Review (CIR) и были признаны безопасными для использования в косметических средствах.

Да, оба — SLS и SLES — могут вызвать раздражение кожи. Но — только у некоторых людей — с индивидуальной непереносимостью или чувствительной кожей.

Особенно надо избегать попадания этих ингредиентов на слизистые оболочки (глаза, рот). Но то же самое можно сказать и о любом ингредиенте косметики, особенно из категории сурфактантов.

Более того, такие уважаемые организации как  World Health Organization или the International Agency for the Research of Cancer не признали эти ингредиенты канцерогенными.

А вот еще статья на тему безопасности SLS и SLES:

«Final report of the amended safety assessment of sodium laureth sulfate and related salts of sulfated ethoxylated alcohols». Robinson VC, Bergfeld WF, Belsito DV, Hill RA, Klaassen CD, Marks JC Jr, Shank RC, Slaga TJ, Snyder PW, Alan Andersen F.

Эти ингредиенты способны вызывать раздражение кожи и слизистой оболочки глаз, но не являются сенсибилизаторами (то есть, не вызывают аллергии и привыкания). Все зависит от их концентрации в косметическом средстве.

COCAMIDOPROPYL BETAINE — это синтетический сурфактант. Его также очень часто обвиняют в том, что он вызывает аллергические реакции и контактный дерматит.

Но сейчас выяснилось, что раздражение кожи вызывали примеси — dimethylaminopropylamine и cocamidopropyl dimethylamine.

Исследования, проводимые в 2002-2009 годах в Finnish Institute of Occupational Health, были вновь проанализированы и установлено, что :

В тестировании принимали участие  cocamidopropyl betaine, dimethylaminopropylamine, cocamidopropyl dimethylamine, and oleamidopropyl dimethylamine. Результаты:

реакции раздражения кожи минимум на один из перечисленных ингредиентов наблюдались у 39% из 1092 тестируемых пациентов. 15 пациентов (1.3%) имели аллергические реакции:

13 на cocamidopropyl dimethylamine, 11 на dimethylaminopropylamine, 8 на oleamidopropyl dimethylamine, и 2 на cocamidopropyl betaine.

Сопутствующие реакции были общими для всех ингредиентов.

У 10 из 15 пациентов был диагносцирован контактный дерматит, вызванный cocamidopropyl betaine-родственными ингредиентами. Среди тестируемых средств были шампуни, жидкое мыло, красители для волос. У всех пациентов аллергическая реакция проявилась в виде экземы кожи рук.

Вывод: проведенные тесты со всеми аналогичными cocamidopropyl betaine веществами очень трудно интерпретировать определенным образом. Сам по себе Cocamidopropyl betaine не является контактным аллергеном.

Профессиональный контактный дерматит, вызываемый аналогичными cocamidopropyl betaine веществами, встречается очень редко. А не профессиональный контактный дерматит, вызываемый этими же веществами, локализуется в основном на коже рук.

Что тут можно сказать? Да, Cocamidopropyl betaine может вызывать аллергические реакции — контактный дерматит. Чаще всего аллергия развивается при длительном контакте с шампунями и гелями для душа.

Но частота этих нежелательных реакций не очень высокая и встречаются они чаще не на чистый Cocamidopropyl betaine, а на его производные и родственные с ним ингредиенты.

Безусловно, пациентам, страдающим аллергическим дерматитом, экземой и другими проявлениями контактной аллергии, я настоятельно рекомендую внимательно изучать состав моющих средств и по возможности избегать средств, содержащих высокую концентрацию Cocamidopropyl betaine.

Сурфактанты и ПАВ очень критичны для тонкой и чувствительной кожи, для сухой и детской кожи. Думаю, что также надо быть очень внимательным к средствам для купания детей и гелям для душа и шампуням для беременных женщин.

Для кожи здоровых людей Cocamidopropyl betaine считается безопасным ингредиентом и мягким сурфактантом.

Еще одну интересную статью про эмульгаторы можно прочитать здесь.

Используемая литература:

Новая Косметология, Издательский дом «Косметика и медицина», Москва, 2001.

Сурфактанты и биосурфактанты, для чего они нужны, примеры и применение / биология | Thpanorama

поверхностно-активное вещество представляет собой химическое соединение, способное уменьшать поверхностное натяжение жидкого вещества, действующее на поверхность раздела или поверхность контакта между двумя фазами, например вода-воздух или вода-масло.

Термин сурфактант происходит от английского слова Поверхностно, который в свою очередь является производным от аббревиатуры выражения серфингактивный агент, что означает по-испански агент с поверхностной или поверхностной активностью.

В испанском языке используется слово «сурфактант», относящееся к действию химического соединения на поверхностное или межфазное натяжение. Поверхностное натяжение может быть определено как сопротивление, которое жидкости должны увеличивать свою поверхность.

Вода имеет высокое поверхностное натяжение, потому что ее молекулы очень прочно связаны друг с другом и сопротивляются разделению, когда на ее поверхность оказывается давление.

Например, некоторые водные насекомые, такие как «сапожник» (Gerris Lacustris), может перемещаться по воде без погружения благодаря поверхностному натяжению воды, что позволяет образовывать пленку на ее поверхности.

Кроме того, стальная игла удерживается над поверхностью воды и не тонет из-за поверхностного натяжения воды.

индекс

  • 1 Структура и действие поверхностно-активных веществ
  • 2 Для чего нужны поверхностно-активные вещества??
  • 3 Биосурфактанты: сурфактанты биологического происхождения
    • 3.1 Примеры биосурфактантов
  • 4 Классификация биосурфактантов и примеры
    • 4.1 — в зависимости от характера электрического заряда в полярной или головной части
    • 4.2 — По своей химической природе
    • 4.3 — по молекулярной массе
  • 5 Производство биосурфактантов
  • 6 Применение биосурфактантов
    • 6.1 Нефтяная промышленность
    • 6.2 Экологическая санитария
    • 6.3 В производственных процессах
    • 6. 4 В косметической и фармацевтической промышленности
    • 6.5 В пищевой промышленности
    • 6.6 В сельском хозяйстве
  • 7 ссылок

Структура и действие поверхностно-активных веществ

Все химические поверхностно-активные вещества или поверхностно-активные вещества имеют природу амфифильная, то есть они имеют двойственное поведение, потому что они могут растворять полярные и неполярные соединения. Поверхностно-активные вещества имеют две основные части в своей структуре:

  • Гидрофильная полярная головка, похожая на воду и полярные соединения.
  • Неполярный гидрофобный, липофильный хвост, связанный с неполярными соединениями.

Полярная головка может быть неионной или ионной. Хвост поверхностно-активного вещества или неполярной части, может представлять собой цепь углерода и водорода, алкил или алкилбензол.

Эта конкретная структура дает поверхностно-активным химическим соединениям двойное амфифильное поведение: сродство к соединениям или полярным фазам, растворимым в воде, а также сродство к неполярным соединениям, нерастворимым в воде..

В общем, поверхностно-активные вещества уменьшают поверхностное натяжение воды, что позволяет этой жидкости расширяться и течь в большей степени, увлажняя соседние поверхности и фазы.

Для чего нужны поверхностно-активные вещества??

Поверхностно-активные химические соединения проявляют свою активность на поверхностях или поверхностях раздела.

Когда они растворяются в воде, они мигрируют, например, на границы раздела вода-масло или вода-воздух, где они могут функционировать как:

  • Диспергаторы и солюбилизаторы нерастворимых или плохо растворимых в воде соединений.
  • Увлажнители, потому что они способствуют прохождению воды в нерастворимых фазах в этом.
  • Эмульсии стабилизаторов соединений, нерастворимых в воде и воде, таких как масло и майонезная вода.
  • Некоторые поверхностно-активные вещества благоприятствуют, а другие препятствуют образованию пены..

Биосурфактанты: сурфактанты биологического происхождения

Когда сурфактант поступает из живого организма, его называют биосурфактантом.

В более строгом смысле биосурфактанты рассматриваются как амфифильные биологические соединения (двойного химического поведения, растворимые в воде и жирах), вырабатываемые микроорганизмами, такими как дрожжи, бактерии и нитчатые грибы..

Биосурфактанты выводятся или сохраняются как часть клеточной мембраны микробов.

Также некоторые биосурфактанты производятся биотехнологическими процессами с использованием ферментов, которые воздействуют на биологическое химическое соединение или природный продукт..

Примеры биосурфактантов

Среди природных биосурфакта

Поверхностно-активное вещество — Surfactant — qaz.wiki

Вещество, понижающее поверхностное натяжение между жидкостью и другим материалом.

Схематическая диаграмма мицеллы масла в водной суспензии, такой как может происходить в эмульсии масла в воде. В этом примере маслорастворимые хвосты молекул поверхностно-активного вещества выступают в масло (синий), в то время как водорастворимые концы остаются в контакте с водной фазой (красный).

Поверхностно-активные вещества — это молекулы, которые спонтанно связываются друг с другом с образованием запечатанных пузырьков. Поверхностно-активные вещества — это соединения, которые снижают поверхностное натяжение (или межфазное натяжение) между двумя жидкостями, между газом и жидкостью или между жидкостью и твердым телом. Поверхностно-активные вещества могут действовать как детергенты , смачиватели , эмульгаторы , пенообразователи или диспергаторы .

Слово «поверхностно -активное вещество» представляет собой смесь из серфинга туз действовать ив а д Е NT , придуман с.   1950 .

Агенты, повышающие поверхностное натяжение, являются «поверхностно-активными» в буквальном смысле, но не называются поверхностно-активными веществами, поскольку их действие противоположно общепринятому значению. Типичный пример — высаливание : при добавлении неорганической соли к водному раствору слабополярного вещества вещество выпадает в осадок. Вещество само по себе может быть поверхностно-активным веществом — это одна из причин, по которой многие поверхностно-активные вещества неэффективны в морской воде.

Принципиальная схема мицеллы  — липофильные хвосты ионов ПАВ остаются внутри масла, потому что они сильнее взаимодействуют с маслом, чем с водой. В полярные «головы» из молекул ПАВ , покрывающих мицеллы сильнее взаимодействуют с водой, так что они образуют гидрофильный внешний слой , который образует барьер между мицелл. Это препятствует слиянию масляных капель, гидрофобных ядер мицелл в меньшее количество более крупных капель («разрушение эмульсии») мицеллы. Соединения, покрывающие мицеллы, обычно имеют амфифильную природу, что означает, что мицеллы могут быть стабильными либо в виде капель апротонных растворителей, таких как масло в воде, либо в виде протонных растворителей, таких как вода в масле. Когда капля апротонная, ее иногда называют обратной мицеллой.

Состав и структура

Поверхностно-активные вещества обычно представляют собой органические соединения, которые являются амфифильными , что означает, что они содержат как гидрофобные группы (их хвосты ), так и гидрофильные группы (их головы ). Следовательно, поверхностно-активное вещество содержит как водонерастворимый (или маслорастворимый) компонент, так и водорастворимый компонент. Поверхностно-активные вещества будут диффундировать в воде и адсорбироваться на границах раздела между воздухом и водой или на границе раздела между маслом и водой, в случае, когда вода смешивается с маслом. Нерастворимая в воде гидрофобная группа может выходить из основной водной фазы в воздух или в масляную фазу, в то время как водорастворимая головная группа остается в водной фазе.

Мировое производство поверхностно-активных веществ оценивается в 15 миллионов тонн в год, из которых около половины составляет мыло . Другими поверхностно-активными веществами, производимыми в особо крупных масштабах, являются линейные алкилбензолсульфонаты (1,7 млн ​​т / год), сульфонаты лигнина (600 000 т / год), этоксилаты жирных спиртов (700 000 т / год) и этоксилаты алкилфенола (500 000 т / год).

Стеарат натрия, самый распространенный компонент большинства мыла, который составляет около 50% коммерческих поверхностно-активных веществ.

4- (5-додецил) бензолсульфонат, линейный додецилбензолсульфонат, одно из наиболее распространенных поверхностно-активных веществ

Структура фаз ПАВ в воде

В основной водной фазе поверхностно-активные вещества образуют агрегаты, такие как мицеллы , где гидрофобные хвосты образуют ядро ​​агрегата, а гидрофильные головки контактируют с окружающей жидкостью. Также могут быть образованы другие типы агрегатов, такие как сферические или цилиндрические мицеллы или липидные бислои . Форма агрегатов зависит от химической структуры поверхностно-активных веществ, а именно от баланса размеров между гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Показателем этого является гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение воды за счет адсорбции на границе раздела жидкость-воздух. Связь, связывающая поверхностное натяжение и поверхностный избыток, известна как изотерма Гиббса .

Динамика ПАВ на границах раздела

Динамика адсорбции поверхностно-активного вещества имеет большое значение для практических применений, таких как процессы вспенивания, эмульгирования или нанесения покрытий, когда пузырьки или капли быстро образуются и нуждаются в стабилизации. Динамика поглощения зависит от коэффициента диффузии ПАВ. Когда поверхность раздела создается, адсорбция ограничивается диффузией поверхностно-активного вещества к границе раздела. В некоторых случаях может существовать энергетический барьер для адсорбции или десорбции поверхностно-активного вещества. Если такой барьер ограничивает скорость адсорбции, динамика называется «кинетически ограниченной». Такие энергетические барьеры могут быть вызваны стерическим или электростатическим отталкиванием . Поверхность реология ПАВЫХ слоев, в том числе упругости и вязкости слоя, играет важную роль в стабильности пены и эмульсий.

Характеристика границ раздела фаз и слоев поверхностно-активного вещества

Межфазное и поверхностное натяжение можно охарактеризовать с помощью классических методов, таких как метод подвески или вращающейся капли . Динамическое поверхностное натяжение, то есть поверхностное натяжение как функция времени, может быть получено с помощью аппарата максимального давления пузырька.

Структура слоев поверхностно-активного вещества может быть изучена с помощью эллипсометрии или рентгеновского излучения .

Реология поверхности может быть охарактеризована методом колеблющейся капли или реометрами поверхности сдвига, такими как реометры поверхности сдвига с двойным конусом, двойным кольцом или магнитным стержнем.

ПАВ в биологии

Человеческий организм производит различные поверхностно-активные вещества. Легочный сурфактант вырабатывается в легких для облегчения дыхания за счет увеличения общей емкости легких и эластичности легких . При респираторном дистресс-синдроме или RDS заместительная терапия сурфактантами помогает пациентам иметь нормальное дыхание за счет использования фармацевтических форм сурфактантов. Одним из примеров фармацевтических легочных поверхностно -активных веществ Survanta ( beractant ) или его общая форма Beraksurf производства Abbvie и Tekzima соответственно. Соли желчных кислот , поверхностно-активное вещество, вырабатываемое в печени, играют важную роль в пищеварении.

Безопасность и экологические риски

Большинство анионных и неионных поверхностно-активных веществ нетоксичны, их LD50 сравнима с хлоридом натрия. Токсичность соединений четвертичного аммония , которые обладают антибактериальным и противогрибковым действием , различна. Хлориды диалкилдиметиламмония ( DDAC , DSDMAC ), используемые в качестве смягчителей тканей, имеют низкую LD50 (5 г / кг) и по существу нетоксичны, в то время как дезинфицирующее средство хлорид алкилбензилдиметиламмония имеет LD50 0,35 г / кг. Продолжительное воздействие поверхностно-активных веществ может вызвать раздражение и повреждение кожи, поскольку поверхностно-активные вещества разрушают липидную мембрану, которая защищает кожу и другие клетки. Раздражение кожи обычно усиливается при приеме ряда неионных, амфотерных, анионных, катионных поверхностно-активных веществ.

Поверхностно-активные вещества обычно осаждаются различными способами на суше и в водные системы, будь то в рамках запланированного процесса или в виде промышленных и бытовых отходов.

Анионные поверхностно-активные вещества могут быть обнаружены в почвах в результате внесения осадка сточных вод, орошения сточных вод и процессов восстановления. Относительно высокие концентрации поверхностно-активных веществ вместе с мультиметаллами могут представлять опасность для окружающей среды. При низких концентрациях применение поверхностно-активного вещества вряд ли окажет существенное влияние на подвижность следов металлов.

В случае разлива нефти Deepwater Horizon беспрецедентное количество Corexit было распылено непосредственно в океан в месте утечки и на поверхность морской воды. Очевидная теория заключается в том, что поверхностно-активные вещества изолируют капли масла, что облегчает переваривание масла потребляющими нефть микробами. Активными ингредиентами Corexit являются диоктилсульфосукцинат натрия (DOSS), моноолеат сорбитана (Span 80) и полиоксиэтиленированный моноолеат сорбитана ( Tween-80 ).

Биоразложение

Из-за большого количества поверхностно-активных веществ, выбрасываемых в окружающую среду, их биоразложение представляет большой интерес. Стратегии усиления разложения включают обработку озоном и биоразложение. Два основных поверхностно -активные вещества, линейные алкилбензолсульфонаты (ЛАС) и алкилфенол этоксилаты (APE) разрушаются при аэробных условиях найдены в канализационных очистных установок и в почве до нонилфенола , которая , как полагают , чтобы быть эндокринной нарушающими . Интерес к биоразлагаемым поверхностно-активным веществам привел к большому интересу к «биологическим поверхностно-активным веществам», например, произво

Сурфактанты — Сириус агро плант

Понимание химических веществ различных увлажняющих средств

Поверхностно-активное вещество (сурфактант) представляет собой увлажняющее средство, но увлажняющее средство может не быть поверхностно-активным веществом.

Увлажняющее средство — это любое соединение, которое заставляет жидкость легче распространяется по поверхности твердого вещества или проникать в него, за счёт уменьшения поверхностного натяжения жидкости.На сегодняшний день для гольф-полей на рынке существует множество продуктов, содержащих увлажняющее средство. Как общий класс средств по уходу за газоном, увлажняющие средства являются одними из наиболее часто используемых на полях для гольфа. Здравый смысл подсказывает, что не все поверхностно-активные вещества или увлажняющие средства одинаковы. Все фунгициды, гербициды и инсектициды для ухода за газоном организованы в свои собственные классификации, например, стробилурины, фосфиты и т. д. Было бы неплохо, если бы можно было также объединить увлажняющие средства и поверхностно-активные вещества в соответствующие категории в зависимости от различных химических веществ, из которых они получены. Это цель данной статьи.За прошедшие годы произошло постепенное изменение типа почв, используемых для строительства и обслуживания полей для гольфа. Произошел переход от использования смешанных верхних слоев почвы (типичные искусственные верхние слои почвы составляли смесь песка, почвы и торфа 1:1:1 по объему) до почти чистых песчаных почв, используемых сегодня. Песчаные почвы используются для устройства «гринов» и стартовых площадок и даже для песчаного покрытия гладких полей. Эти же песчаные почвы используются для посыпки этих областей. Пески заменили почвы. Это суть. Песчаные почвы имеют тенденцию быть или становиться гидрофобными (отталкивающими воду) в отличие других почв.

 Диагностика локализованного сухого пятна и гидрофобного сухого пятна в поле может быть относительно простой, особенно при обнаружении росы на траве. Там, где есть роса, хорошая влажность почвы. В противоположность этому, всего лишь через несколько дюймов на газоне росы нет. Пришло время проверить участки, используя почвенный зонд. См. следующее фото.

 Области без росы представляют собой сухую пыль (слева), тогда как образцы, взятые в прилегающей зоне с росой, показывают хорошую влажность почвы. Пылеобразная сухая почва является гидрофобной или водоотталкивающей. Никакой объём воды не увлажнит заново сухую область. Для повторного увлажнения почвы, контроля увядания газона (и его ухудшения), для экономии труда при ручном поливе и для улучшения внешнего вида и пригодности газона для игры необходимо увлажняющее средство, предпочтительно в сочетании с какой-либо формой поверхностной аэрации.

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов является: «Какой продукт для увлажнения лучше всего использовать?» Это зависит от многих факторов. В частности, это зависит от того, чего вы хотите достичь с помощью этого продукта. Является ли это увлажнением заново сухой, водоотталкивающей почвы в результате развития изолированного сухого пятна? Или необходимо предотвратить развитие изолированных сухих пятен в первую очередь? Нужно ли сделать «воду влажнее», добавляя этот продукт в систему орошения вашего поля для гольфа, чтобы переместить воду по почве? Или необходимо повысить эффективность орошения и производительность газона, используя меньше воды? Использовать ли увлажняющие средства (правильно или неправильно) в качестве адъюванта при распылении гербицидов, инсектицидов, регуляторов роста или фунгицидов? Или это должно улучшить размещение в корневой зоне пестицидов и удобрений при почвенном применении или уменьшить их вымывание? На эти непростые вопросы нет простого ответа, потому что, опять же, доступно так много разных увлажняющих средств/почвенных поверхностно-активных веществ. Внимание: хотя увлажняющее средство является поверхностно-активным веществом, оно только увлажняет. Поверхностно-активное вещество может делать больше, чем просто увлажнять сухую почву.

 Слева — Обратите внимание на рисунок росы на этом участке испытания увлажняющего средства и почвенного поверхностно-активного вещества. Хотя увлажняющее средство является поверхностно-активным веществом, оно только увлажняет. Поверхностно-активное вещество может сделать больше, чем просто заново увлажнить почву. Справа — Сухие пятна и неравномерное увлажнение могут быть проблемой на любом участке поля для гольфа, включая «грин», стартовую площадку, область вне игры и, в данном случае, гладкое поле. В то время, как все типы почв могут стать гидрофобными, песчаные почвы (которые в любом случае содержат меньше влаги), по-видимому, имеют наиболее серьезные проблемы. Несмотря на то, что существует тенденция к «твердому, сухому и быстрому», бывают ситуации, когда газон страдает от постоянного увядания. В результате газон погибает, особенно когда машины для гольфа проезжают по увядающей увлажняющие средства и почвенные поверхностно-активные вещества могут быть использованы для увлажнения области заново, обеспечения более равномерного увлажнения почвы с течением времени и предотвращения повторения проблемы в будущем.

ПОЧВЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (СУРФАКТАНТЫ)

Почвенные сурфактанты изготавливаются из нескольких различных классов поверхностно-активных химических веществ. Эти классы химических веществ имеют молекулы с различной структурой, и поэтому у них разные способы действия при взаимодействии с водой и почвой. В этой статье будут обсуждаться различные классы химических поверхностно-активных веществ и их различные молекулярные структуры. Определяя возможности каждого класса химических поверхностно-активных веществ и определяя, какой класс или классы поверхностно-активных веществ каждый конкретный продукт содержит, менеджеры гольф-полей лучше поймут, какой продукт лучше использовать для решения конкретной проблемы управления. Внимание: эта статья не предназначена создать рекомендации в пользу какого-то продукта в ущерб другим. Все увлажнители/поверхностно-активные вещества имеют конкретные применения. Цель статьи — обеспечить информацией, чтобы лучше понять эти продукты и принять решение конечным пользователям, менеджерам гольф-полей, какой продукт лучше всего соответствует их потребностям.

ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СУРФАКТАНТОВ

1. Анионные поверхностно-активные вещества и смеси с ними.

Анионные увлажняющие средства являются отрицательно заряженными поверхностно-активными веществами. Они могут предложить быстрое смачивание, но, в зависимости от нормы внесения, могут быть фитотоксичными для газона. Из-за своего отрицательного ионного заряда анионные поверхностно-активные вещества могут вызвать дисперсию глинистых частиц, что может отрицательно повлиять на структуру почвы в мелкотекстурированных природных почвах. В сельскохозяйственной химической промышленности эти соединения часто используются для содействия диспергированию глин в текучих или суспензионных составах концентратов. Иногда называемые «старыми химическими препаратами», анионные увлажняющие средства были представлены на рынке ухода за газонами в 1950-х годах.

2. Неионогенные поверхностно-активные вещества.

2.1. Полиоксиэтилированные (ПОЭ) ПАВ. Эти ПАВ (также называемые алкилфенолэтоксилатными) также являются увлажняющими веществами «старой химической технологии». Подобно анионной группе поверхностно-активных веществ, ПОЭ также могут быть фитотоксичными для газона на мелкотекстурированных почвах при использовании в некоторых ситуациях. Изначально они были разработаны для исправления локализованных засушливых областей, поэтому они помогают устранять водоотталкивающие свойства, но не так хорошо, как увлажняющие средства новых химических классов, которые были разработаны и внедрены в 1990-х годах. Этот химический класс может улучшить перемещение воды в почву. 2.2. Блок-сополимерные ПАВ. Этот химический класс увлажнящих средств сегодня наиболее широко используется на рынке ухода за газонами. Эти соединения значительно безопаснее для газона на мелкотекстурированных почвах, чем ПОЭ, и очень эффективны для уменьшения водоотталкивающих свойств почвы, улучшения влагоудерживающей способности почвы и увеличения доступной для растений воды. Используются две основные химические структуры:Прямые блок-сополимеры. Полевые наблюдения показывают усиленное движение воды в почве, что может быть полезно в программах выщелачивания.Обратные блок-сополимеры. Полевые наблюдения показывают усиленное удержание влаги в корневой зоне, что может быть особенно полезно в почвах, которые не содержат много воды. Некоторые компании называют эти соединения «поверхностно-активными веществами удерживающего типа». Эти материалы были внедрены в промышленность в 1995 году.Смеси прямых и обратных блок-сополимеров. Ученые пытались найти способы использовать характеристики соответствующих поверхностно-активных химических веществ. Исследования показали, что смесь прямых и обратных блок-сополимеров была более эффективной в исправлении локализованных сухих пятен и улучшении качества газона, чем прямой или обратный блок-сополимер, используемый отдельно.

Внимание: «полевые смеси» увлажняющих средств различных химических классов становятся все более распространенными. То есть два или более увлажняющих средства/ почвенных сурфактанта смешивают в резервуарах, чтобы попытаться добиться увлажнения заново, удержания и перемещения избыточной воды через почвенный профиль.

 Рисунок живого и увядшего газона на песчаной стартовой площадке. Для песчаных почв управление водой всегда является проблемой, особенно в жаркую и сухую погоду.

 «Твердые, сухие и быстрые» условия хороши для гольфа, но для менеджера гольф-поля непросто найти способы максимально эффективного и рационального использования воды, избегая при этом чрезмерной сухости, которая может повредить газон, особенно при движении машин для гольфа, как четко показывает это изображение. Увлажняющие средства и почвенные поверхностно-активные вещества могут быть важными инструментами управления для достижения этой цели, независимо от того, распыляются они на газон или вводятся в оросительные системы.

2.3 Алкилполиглюкозидные поверхностно-активные вещества изготавливаются из молекулы сахара, прореагировавшей с жирной кислотой, и считаются поверхностно-активными веществами природного происхождения (но их не следует путать с органическими). Как и многие поверхностно-активные вещества, алкилполиглюкозиды могут уменьшать водоотталкивающие свойства почвы. Однако, при смешивании с поверхностно-активным веществом из блок-сополимера было показано, что эти составы увеличивают просачивание(проникновение) больше, чем один компонент увлажняющего средства в отдельности. Это явление синергетической работы поверхностно-активного вещества по увлажнению — первое явление, о котором сообщалось в отношении увлажнителей почвы, привело к получению патентов на эту технологию в США и во всем мире. Эта смесь химического состава увлажняющих средств улучшает скорость проникновения воды в почву по сравнению с прямыми блочными сополимерными продуктами. Эти средства, по-видимому, улучшают доступность воды в корневой зоне для улучшения условий выращивания и повышения эффективности орошения. Независимые университетские исследования показали, что обработка привела к улучшению воды, доступной растению и улучшению качества газона, даже когда затраты на орошение были снижены до менее, чем 50% -ной замены эвапотранспирации. Эти химические вещества стали применяться в 2000 году.

2.4 Модифицированные блок-сополимеры с метильным «хвостом». Этот класс увлажняющих средств является запатентованным вариантом класса блок-сополимеров. Структура молекулы была модифицирована путем замены концевых групп -ОН на -СН3 «хвосты». Это небольшое изменение в структуре молекулы модифицировало гидрофильность концевых групп. Группы -ОН являются гидрофильными или влаголюбивыми, в то время как -Ch4 (метильные группы) являются гидрофобными или отталкивающими воду. В результате метильные группы придают небольшую гидрофобную характеристику концевым группам. Эта модификация изменяет способ, которым поверхностно-активное вещество связывается с гидрофобными покрытиями, вызывающими водоотталкивающие свойства. Это приводит к получению более тонких, более непрерывных пленок воды вокруг частиц почвы и поверхностей органического вещества, что уравновешивает соотношение воздуха и воды в почве для (мы надеемся) лучшей среды роста в почве. Полевые испытания показали разнообразные преимущества в доступности почвенной влаги, производительности газона и устойчивости газона к стрессу. Этот химический класс, получивший патенты в США и во всем мире, был внедрен в использование в 2004 году.

2.5 Молекулы перераспределения гуминовых веществ. Этот класс увлажняющих добавок был запатентован компанией Milliken & Co. и представлен Aqua-Aid в индустрии газонов в 2003 году. Эти молекулы обеспечивают проникновение воды через почвенный профиль, разрушая гидрофобные супрамолекулярные гуминовые ассоциации, наиболее распространенные в верхних 1-2 сантиметрах почвы, что приводит к локализованным сухим пятнам. Уменьшение размера крупных гидрофобных ассоциаций до более мелких, более растворимых конформаций приводит к увеличению проникновения воды и позволяет перераспределять эти «меньшие соединения» с поверхности, где они вызывают проблемы с управлением водными ресурсами, через профиль почвы, где они могут быть полезными для контроля влажности.

2.6 Мультиразветвленные регенерирующие увлажняющие средства. Эти молекулы отличаются от традиционных молекул линейного сополимера тем, что они имеют значительно более высокую молекулярную массу и имеют множество интерактивных участков, так что каждая ветвь сама по себе является увлажняющим веществом. Разветвление в сочетании с более высокой молекулярной массой не только увеличивает взаимодействие увлажняющего вещества и почвы, но также влияет на профиль биоразложения. Поскольку одна ветвь удаляется посредством биоразложения, регенерируется новый поверхностно-активный вид с более низкой молекулярной массой, чтобы продолжать управлять водой в профиле почвы. Использование этих молекул на газонных травах было запатентовано в 2005 году компанией Milliken & Co. Подобные соединения содержит продукт PBS-150®.

3. Катионные ПАВ. Эта группа поверхностно-активных веществ обычно не используется в качестве увлажняющих средств для почвы из-за их сильной биоцидной активности. Многие из этих соединений являются эффективными дезинфицирующими средствами и могут быть особенно агрессивными по отношению к тканям растений, что приводит к серьезному повреждению растений при применении в норме расхода, эффективной для уменьшения водоотталкивающих свойств. Как положительно заряженная молекула, они плотно связываются с частицами почвы и, как сообщалось, приводят к тому, что обработанные почвы становятся более водоотталкивающими при повторном использовании. Насколько нам известно, катионные поверхностно-активные вещества не предлагаются в качестве увлажняющих средств в сельском хозяйстве.

4. Новые химические вещества. Без сомнения, в будущем появятся новые увлажняющие средства/поверхностно-активные вещества и смеси. Способность модифицировать и управлять водой более продуктивно и более эффективно продолжает оставаться долгосрочной целью. Точно так же будут разработаны новые продукты, которые позволят более равномерно увлажнять почву и более эффективно использовать воду в этой почве, а также лучше справляться с текущими проблемами, связанными с изолированными сухими местами и плохими почвами.

УПРАВЛЕНИЕ

Одной из основных тем управления, которая не обсуждалась в этой статье, является использование и управление увлажняющими средствами и почвенными поверхностно-активными веществами. Часто эти продукты добавляют в виде вспомогательных средств при распылении «просто потому, что». Это создает совершенно новый набор взаимодействий, которые трудно измерить. Например, немного дополнительно увлажняющего средства в резервуаре помогает при применении фунгицида или снижает эффективность фунгицида? Все эти вопросы можно обсудить с техническим представителем.

 Слева — Гибель газона из-за локализованных сухих пятен. Решением является программа применения увлажняющих средств или почвенных поверхностно-активных веществ, которая позволяет траве восстанавливаться и предотвращать повторное возникновение проблемы в будущем. Справа — Полное восстановление. Локализованное сухое пятно повторно не возникло, благодаря корректировке ухода за газоном путем использования увлажняющих средств и почвенных поверхностно-активных веществ.

Как лучше всего управлять орошением — еще одна важная тема управления. В частности, если ваша цель состоит в том, чтобы повторно увлажнить сухую гидрофобную почву, лучше всего подготовить участок, осуществив каким-либо способом поверхностную аэрацию, предварительно полить участок, нанести увлажняющее средство или почвенное поверхностно-активное вещество и пролить участок, чтобы переместить это вещество в почвенный профиль. Для максимальной эффективности в этом случае лучше не давать увлажняющему средству высохнуть. Необходимо полить быстро и обильно. Поэтому добавление других продуктов может ухудшить их действие либо из-за слишком большого количества воды, либо ухудшить действие поверхностно-активного вещества из-за нехватки достаточного количества воды.

 Стилизованное представление о том, как выглядит разветвленная молекула увлажняющего средства. (Изображение предоставлено Milliken & Co.)

При подготовке этой статьи почти каждый участник сделал следующее замечание: с имеющимися у нас сегодня вариантами увлажняющего средства, вы либо обрабатываете воду, либо обрабатываете почву. Существуют различные химические составы увлажняющих веществ для решения любой проблемы, которая может возникнуть. Кроме того, увлажняющие средства и почвенные поверхностно-активные вещества, доступные сегодня, намного сложнее, чем продукты, используемые много лет назад.Увлажняющие средства и почвенные поверхностно-активные вещества в настоящее время используются на газонах и полях для гольфа разными способами и для решения различных задач. Важно подумать о том, чего вы пытаетесь достичь, применяя любые средства по уходу за газоном, в том числе увлажняющие средства и почвенные поверхностно-активные вещества. ПРОЧИТАЙТЕ ЭТИКЕТКУ. Если на ваши вопросы нет ответа, свяжитесь с консультантами. Это стоит сделать, чтобы убедиться, что продукт, который вы используете, применяется правильно.

Авторы: STANLEY J. ZONTEK и DR. STANLEY J. KOSTKA

Перевод: Анна Устименко, SAP berry club.

Сурфактанты — Портал Продуктов Группы РСС

Динамическое развитие отрасли сурфактантов возможно благодаря стремлению производителей проектировать и развивать инновационные продукты, используемые, как при производстве потребительских товаров, так и в самих технологических процессах. Группa PCC, как организация, ориентирована на инновации, расширяет свое предложение в сегменте современных сурфактантов и форм выпуска химических продуктов, находящих применение во многих отраслях промышленности. Начавшиеся и планируемые инвестиции позволяют постепенно вводить в предложение современные продукты, которые создают, опираясь на современные тенденции, а также требования клиентов.

Cпецифичность сурфактантов

Сурфактанты — это химические поверхностно-активные соединения со специфической структурой, приводящие к уменьшению поверхностного натяжения жидкости. Благодаря этому свойству сурфактанты проявляют много полезных функций, что позволяет использовать их практически в любой отрасли промышленности.

Функции сурфактантов

Из-за роли сурфактантов, которую они выполняют в определенной рецептуре продукта или технологическом процессе, их можно разделить на следующие группы:

  • моющие и стирающие вещества (удаление загрязнений),
  • увлажняющие вещества (увеличение способности жидкости растекаться),
  • диспергирующие вещества (измельчение больших частиц вещества),
  • пенообразующие вещества (вспениваемость),
  • противопенные вещества (уменьшение пены),
  • cолюбилизирующие вещества (увеличение растворимости вещества),
  • эмульгирующие вещества (например, соединение масла с водой),
  • вещества с деэмульгирующими свойствами (например, отделение воды от масла),
  • другие поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Основные группы сурфакантов

Продукты, предлагаемые Группa PCC можно разделить на две основные группы:

  • сурфактанты используемые при производстве детергентов и косметики
  • сурфактанты промышленного применения

Обе вышеперечисленные группы включают в себя продукты с различной химической структурой, среди которых различаем сурфактанты:

  • анионные,
  • неионные,
  • катионных,
  • амфотерные.

Применение сурфактантов

Разнообразие структуры сурфактантов определяет широкий спектр их применений. Это соединения используемые, например, в качестве компонента детергентов, а также косметики, в том числе средств личной гигиены, таких как жидкие мыла, гели для душа, шампуни или зубные пасты. Сурфактанты благодаря своим необычным свойствам находят также широкое применение при производстве бумаги, продуктов питания, красок и лаков, a также в металлургической, агрохимической, горнодобывающей, фармацевтической, текстильной и строительной промышленности, а также многих других.

Некоторые свойства сурфактантов

Пенообразование и уменьшение пены

Способность пенообразования вещества оказывает большое значение во многих промышленных применениях, таких как флотация минералов, получение средств пожаротушения, при производстве детергентов, или в пищевой промышленности, например, при производстве взбитых сливок. Пена в случае детергентов предотвращает повторное оседанию грязи в процессах стирки и очистки, зато пена, образующаяся после добавления жидкости для ванны, приостанавливает остывание горячей ванны, а также нежно массирует тело.

В некоторых применениях образование пены нежелательно. Тогда в производственных или технологических процессах используются сурфактанты с модифицированным химическим строением, которое сохраняя свои поверхностно-активные свойства одновременно не образует пены.

Смачивание

Смачивание можно определить как растекаются капели жидкости по поверхности твердого тела, например, хлопчатобумажной ткани, а также способность проникновения в его пор. Когда жидкость без добавки сурфуканта будет нанесена на поверхность ткани, остается на ней в виде «капель». Если возьмем одинаковое количество чистой жидкости, а также с добавкой сурфуктанта, увидим разницу в занимаемой ею поверхности. Именно благодаря способности сурфактантов к уменьшению поверхностного натяжения возможно быстрое смачивание ткани в воде и ее стирку.

Эмульгирование

Эмульгирование, в упрощении, это процесс соединения двух несмешиваемых и нерастворимых друг в друге жидкостей, например, масла в воде. В результате процесса эмульгирования образуется эмульсия, т. е. неоднородная, двухфазная дисперсная система жидкость-жидкость, т. е. суспензия капель одной жидкости в другой. Однако, такая система чаще всего неустойчивая, несмотря на часто используемое, интенсивное смешивание. Поэтому, в целях получения устойчивых эмульсий применяют так называемые эмульгаторы, т. е. специально подобранные сурфактанты. Благодаря явлению эмульгирования и эмульгаторам, возможно производство не только косметики, такой как кремы или бальзамы, но также создание красок, клеев, асфальта, или хорошо известного всем майонеза или мороженого.

Детергирование

Детергирование, это процесс удаления грязи. Частицы, у которых нет полярности, т. е. углеводородные цепи сурфактантов соединяются с частицами грязи, образуя сферические комплекс под названием «мицелла». Мицеллы образуют пограничный слой, отделяющий частицы грязи от поверхности, подвергаемой мытью. В результате образуется эмульсия, которая нерастворимая в воде, благодаря чему промывая водой, можно ее легко удалить, как например, споласкивая руки струей воды после применения мыла.

Сурфактант • ru.knowledgr.com

Сурфактанты — составы, которые понижают поверхностное натяжение (или граничная напряженность) между двумя жидкостями или между жидкостью и телом. Сурфактанты могут действовать как моющие средства, исследуя агентов, эмульгаторы, пенящихся агентов и диспергаторы.

Этимология и определение

Термин сурфактант является смесью поверхностно-активного вещества.

В Индексе Medicus и Национальная библиотека Соединенных Штатов Медицины, сурфактант зарезервирован для означающего легочного сурфактанта. Для более общего значения поверхностно-активное вещество/s является заголовком.

Состав и структура

Сурфактанты — обычно органические соединения, которые являются амфифильными, означая, что они содержат обе гидрофобных группы (их хвосты) и гидрофильньные группы (их головы). Поэтому, сурфактант содержит обоих нерастворимая вода (или маслорастворимый) компонент и водный разрешимый компонент. Сурфактанты распространятся в воде и адсорбируют в интерфейсах между воздухом и водой или в интерфейсе между нефтью и водой в случае, где вода смешана с нефтью. Водно-нерастворимая гидрофобная группа может простираться из оптовой фазы воды в воздух или в нефтяную фазу, в то время как растворимая в воде главная группа остается в водной фазе.

Мировое производство сурфактантов оценено в 15 Мт/год, из которых приблизительно половина мыла. Другие сурфактанты, произведенные на особенно крупном масштабе, являются линейным alkylbenzenesulfonates (1 700 кт/год), лигниновые сульфонаты (600 кт/год), жирный алкоголь ethoxylates (700 ktons/y), и alkylphenol ethoxylates (500 кт/год).

стеарат стеарата png|Sodium натрия, наиболее распространенный компонент большей части мыла, которое включает приблизительно 50% коммерческих сурфактантов.

Натрий dodecylbenzenesulfonate.png|4-(5-Dodecyl) benzenesulfonate, линейный dodecylbenzenesulfonate, один из наиболее распространенных сурфактантов.

Структура фаз сурфактанта в воде

В большой части водная фаза сурфактанты формируют совокупности, такие как мицеллы, где гидрофобные хвосты формируют ядро совокупности, и гидрофильньные головы находятся в контакте с окружающей жидкостью. Другие типы совокупностей могут также быть сформированы, такие как сферические или цилиндрические мицеллы или двойные слои липида. Форма совокупностей зависит от химической структуры сурфактантов, а именно, баланс в размере между гидрофильньным главным и гидрофобным хвостом. Мера этого — HLB, Гидрофильньно-липофильный баланс. Сурфактанты уменьшают поверхностное натяжение воды, адсорбируя в интерфейсе жидкого воздуха. Отношение, которое связывает поверхностное натяжение и поверхностный избыток, известно как изотерма Гиббса.

Динамика сурфактантов в интерфейсах

Динамика адсорбции сурфактантов очень важна для практического применения, такого как вспенивание, превращение в эмульсию или процессы покрытия, где пузыри или снижения быстро произведены и должны быть стабилизированы. Динамика адсорбции зависит от коэффициента распространения сурфактантов. Действительно, поскольку интерфейс создан, адсорбция ограничена распространением сурфактантов к интерфейсу. В некоторых случаях, там существует энергичный барьер для адсорбции или десорбции сурфактантов. Если такой барьер ограничивает адсорбционный уровень, динамика, как говорят, ‘кинетически ограничена’. Такой энергетический барьер может произойти из-за стерических или электростатических отвращений.

Поверхностная реология слоев сурфактанта, включая эластичность и вязкость слоев сурфактанта играет очень важную роль в стабильности пены или эмульсии.

Характеристика интерфейсов и слоев сурфактанта

Граничное и поверхностное натяжение может быть характеризовано классическими методами, такими как

— кулон или прядущий метод снижения.

Динамические поверхностные натяжения, т.е. поверхностное натяжение как функция времени, могут быть получены максимальным аппаратом давления пузыря

Структура слоев сурфактанта может быть изучена ellipsometry или рентгеном reflectivity.

Поверхностная реология может быть характеризована колеблющимся методом снижения или постричь поверхность rheometers, такую как двойной конус, двойное кольцо или магнитный прут стригут поверхность rheometer.

Моющие средства в биохимии и биотехнологии

В решении моющие средства помогают делать растворимым множество химических разновидностей, отделяя совокупности и разворачивая белки. Популярные сурфактанты в лаборатории биохимии — SDS и CTAB. Моющие средства — ключевые реактивы, чтобы извлечь белок lysis клеток и тканей: Они дезорганизуют lipidic двойной слой мембраны (SDS, Тритон X-100, X-114, ПАРНИ, ДОК и NP-40), и делают растворимым белки. Более умеренные моющие средства, такие как octyl thioglucoside, octyl glucoside или dodecyl maltoside используются, чтобы делать растворимым мембранные белки, такие как ферменты и рецепторы, не денатурируя их. Неделаемый растворимым материал получен центрифугированием или другими средствами. Для электрофореза, например, белки классически рассматривают с SDS, чтобы денатурировать третичного местного жителя и структуры четверки, позволяя разделение белков согласно их молекулярной массе.

Моющие средства также привыкли к decellularise органам. Этот процесс поддерживает матрицу белков, которая сохраняет структуру органа и часто капиллярной сети. Процесс успешно использовался, чтобы подготовить органы, такие как печень и сердце для пересадки у крыс. Легочные сурфактанты также естественно спрятались клетками типа II альвеол легкого у млекопитающих.

Классификация сурфактантов

«Хвост» большинства сурфактантов довольно подобен, состоя из цепи углеводорода, которая может быть отделением, линейным, или ароматическим. У Fluorosurfactants есть цепи фторуглерода. У сурфактантов Siloxane есть siloxane цепи.

Много важных сурфактантов включают цепь полиэфира, заканчивающуюся в очень полярную анионную группу. Группы полиэфира часто включают ethoxylated (подобный окиси полиэтилен) последовательности, вставленные, чтобы увеличить гидрофильньный характер сурфактанта. Окиси полипропилена с другой стороны, может быть вставлен, чтобы увеличить липофильный характер сурфактанта.

У

молекул сурфактанта есть или один хвост или два; те с двумя хвостами, как говорят, дважды прикованы цепью.

Обычно, сурфактанты классифицированы согласно полярной главной группе. У неионогенного сурфактанта нет групп обвинения в его голове. Глава ионного сурфактанта несет чистое обвинение. Если обвинение отрицательно, сурфактант более определенно называют анионным; если обвинение положительное, это называют катионным. Если сурфактант содержит голову с двумя противоположно заряженными группами, это называют zwitterionic. Сурфактанты, с которыми обычно сталкиваются, каждого типа включают:

Анионный

Сульфат, сульфонат и сложные эфиры фосфата

Анионные сурфактанты содержат анионные функциональные группы в голове, такие как сульфат, сульфонат, фосфат, и карбоксилирует.

Видные алкилированные сульфаты включают сульфат лаурила аммония, сульфат лаурила натрия (SDS, натрий dodecyl сульфат, другое название состава) и связанный сульфат лаурета натрия сульфатов алкилированного эфира, также известный как сульфат эфира лаурила натрия (SLES) и натрий myreth сульфат.

Docusates: натрий dioctyl sulfosuccinate, perfluorooctanesulfonate (PFOS), perfluorobutanesulfonate, линейный алкилбензол сульфирует (ЛАБОРАТОРИИ).

Они включают алкилировано-арилзамещенные фосфаты эфира и алкилированный фосфат эфира

Карбоксилирует

Они — наиболее распространенные сурфактанты и включают, алкилированное карбоксилирует (мыла), такие как стеарат натрия. Более специализированные разновидности включают натрий lauroyl sarcosinate и карбоксилируют — базировал fluorosurfactants, такой как perfluorononanoate, perfluorooctanoate (PFOA или PFO).

Катионные главные группы

  • зависимые от pH фактора первичные, вторичные, или третичные амины: Первичные и вторичные амины становятся положительно pH фактором, на который бросаются – (CH) – (O-CH) — О:
  • Гликоль Octaethylene monododecyl эфир
  • Гликоль Pentaethylene monododecyl эфир

,

  • Гликоль Polyoxyethylene octylphenol эфиры: CH– (CH) – (O-CH) — О:
  • Окись Dodecyldimethylamine

Согласно составу их противоиона

В случае ионных сурфактантов противоион может быть:

  • Monatomic / Неорганический:
  • Катионы: металлы: щелочной металл, щелочноземельный металл, металл перехода
  • Анионы: галиды: хлорид (Статья), бромид (бром), йодид (I)
  • Многоатомный / Органический:
  • Катионы: аммоний, pyridinium, triethanolamine (ЧАЙ)
  • Анионы: tosyls, trifluoromethanesulfonates, сульфат метила

Сурфактанты в аптеке

Агент проверки — сурфактант, который, когда расторгнуто в воде, понижает продвигающийся угол контакта, пособия в перемещении воздушной фазы в поверхности, и заменяет его жидкой фазой. Примеры применения проверки к аптеке и медицине включают смещение воздуха от поверхности серы, древесного угля и других порошков в целях рассеивания этих наркотиков в жидких транспортных средствах; смещение воздуха от матрицы ватных дисков и бандажей так, чтобы лекарственные решения могли быть поглощены для применения к различным областям тела; смещение грязи и обломков при помощи моющих средств в мытье от ран; и применение лекарственных лосьонов и брызг на поверхность кожи и слизистых оболочек.

Текущий рынок и прогноз

Ежегодное глобальное производство сурфактантов составило 13 миллионов тонн в 2008, и годовой оборот достиг 24,33 миллиардов долларов США в 2009, почти 2% с предыдущего года. Рынок, как ожидают, будет испытывать рост в заказе 2,8% ежегодно к 2012 и на 3.5-4% после того. Специалисты ожидают, что глобальный рынок сурфактанта произведет доходы больше чем 41 миллиарда долларов США в 2018 – перевод к среднему ежегодному росту 4.5%

Здоровье и экологическое противоречие

Сурфактанты обычно депонируются многочисленными способами на земле и в водные системы, ли как часть намеченного процесса или как промышленные отходы и бытовые отходы. Некоторые из них, как известно, токсичны для животных, экосистем и людей, и могут увеличить распространение других экологических загрязнителей. В результате там предложены или добровольные ограничения на использование некоторых сурфактантов. Например, PFOS — постоянный органический загрязнитель, как оценено по Стокгольмскому Соглашению. Кроме того, PFOA подвергся добровольному соглашению американским Управлением по охране окружающей среды и восемью химическими компаниями, чтобы уменьшить и устранить эмиссию химиката и его предшественников.

Два главных сурфактанта, используемые в 2000 году, были линейными сульфонатами алкилбензола (LAS) и алкилированным фенолом ethoxylates (APE). Они ломаются в условиях, найденных в станциях очистки сточных вод и в почве к метаболиту nonylphenol, который, как думают, является эндокринным разрушителем.

Обычное моющее посуду моющее средство, например, продвинет водное проникновение в почве, но эффект продлился бы только несколько дней (много стандартных моющих порошков прачечной содержат уровни химикатов, такие как щелочь и chelating вещества, которые могут быть разрушительны для заводов и не должны быть применены к почвам). Коммерческие агенты проверки почвы продолжат работать на значительный период, но они будут в конечном счете ухудшены микроорганизмами почвы. Некоторые могут, однако, вмешаться в жизненные циклы некоторых водных организмов, таким образом, заботу нужно соблюдать, чтобы предотвратить последний тур этих продуктов в потоки, и избыточный продукт не должен быть вымыт.

Анионные сурфактанты могут быть найдены в почвах как результат применения отстоя, ирригации сточных вод и процессов исправления. Относительно высокие концентрации сурфактантов вместе с мультиметаллами могут представлять экологический риск. При низких концентрациях применение сурфактанта вряд ли будет иметь значительный эффект на подвижность металла следа.

Биосурфактанты

Биосурфактанты — поверхностно-активные вещества, синтезируемые живыми клетками. Интерес к микробным сурфактантам постоянно увеличивался в последние годы из-за их разнообразия, безвредной для окружающей среды природы, возможность

из крупномасштабного производства, селективности, работы при чрезвычайных условиях и возможного применения в охране окружающей среды. Несколько популярных примеров микробных биосурфактантов включают Emulsan, произведенный Acinetobacter calcoaceticus, Sophorolipids, произведенный несколькими дрожжами, принадлежащими кандидозу и starmerella clade и Rhamnolipid, произведенному Pseudomonas aeruginosa и т.д.

Биосурфактанты увеличивают эмульгирование углеводородов, имеют потенциал, чтобы делать растворимым загрязнители углеводорода и увеличить их доступность к микробной деградации. Использование химикатов для обработки загрязненного места углеводорода может загрязнить окружающую среду их побочными продуктами, тогда как биологическое лечение может эффективно разрушить загрязнители, будучи разлагаемым микроорганизмами сами. Следовательно, производящие биосурфактант микроорганизмы могут играть важную роль в ускоренном биоисправлении загрязненных углеводородом мест. Эти составы можно также использовать в добыче нефти вторичным методом и можно рассмотреть для другого возможного применения в охране окружающей среды. Другие заявления включают гербициды и формулировки пестицидов, моющие средства, здравоохранение и косметику, целлюлозно-бумажную, уголь, текстиль, керамические обрабатывающие отрасли промышленности и пищевые промышленности, обработка руды урана и механическое осушение торфа.

Несколько микроорганизмов, как известно, синтезируют поверхностно-активные вещества; большинство из них — бактерии и дрожжи. Когда выращено на основании углеводорода как углеродный источник, эти микроорганизмы синтезируют широкий диапазон химикатов с поверхностной деятельностью, таких как glycolipid, фосфолипид и другие. Эти химикаты синтезируются, чтобы превратить в эмульсию основание углеводорода и облегчить его транспорт в клетки. В некоторых бактериальных разновидностях, таких как Pseudomonas aeruginosa, биосурфактанты также вовлечены в поведение подвижности группы, названное роящейся подвижностью.

Риск для безопасности и экологические риски

Большинство анионных и неионогенных сурфактантов нетоксично, имея LD50, сопоставимый с поваренной солью. Ситуация для катионных сурфактантов более разнообразна. У хлоридов Dialkyldimethylammonium есть очень низкий LD50 (5 г/кг), но у alkylbenzyldimethylammonium хлорида есть LD50 0,35 г/кг. Длительное воздействие кожи к сурфактантам может вызвать растирание, потому что сурфактанты (например, мыло) разрушает покрытие липида, которое защищает кожу (и другой) клетки.

Биосурфактанты и Deepwater Horizon

Использование биосурфактантов как способ удалить нефть из загрязненных мест было изучено и, как находили, было безопасным и эффективным при нефтепродуктах удаления от почвы. Другие исследования нашли, что сурфактанты часто более токсичны, чем нефть, которая рассеивается, и комбинация нефти и сурфактанта может более токсичный, чем любой один. Биосурфактанты не использовались BP после разлива нефти Deepwater Horizon. Однако беспрецедентные суммы Corexit (активный ингредиент: подросток 80), распылялись непосредственно в океан в утечке и на поверхности морской воды, теория, являющаяся, что сурфактанты изолируют капельки нефти, облегчающей для потребляющих нефть микробов переварить нефть.

Заявления

Сурфактанты играют важную роль как очистку, проверку, рассеивание, превращение в эмульсию, вспенивание и антипенящихся агентов во многом практическом применении и продуктах, включая:

  • Моющие средства
  • Квантовая точка, чтобы управлять ростом и собранием точек, реакций на их поверхности, электрических свойствах, и т.д., важно понять, как сурфактанты договариваются на поверхности квантового точек
  • Биоциды (дезинфицирующие средства)
  • Косметика:
  • Пожаротушение
  • Трубопроводы, жидкий агент сокращения сопротивления
  • Щелочные Полимеры Сурфактанта (раньше мобилизовал нефть в нефтяных скважинах)

,

  • Магнитные жидкости
  • Датчики утечки

См. также

  • Колкое моющее средство
  • Нефтяные диспергаторы
  • Легочный сурфактант
  • Сурфактанты в краске

Внешние ссылки

  • Фильмы сурфактанта на океанской поверхности, вовлеченной в глобальное потепление

Что такое ПАВ?

Для многих применений необходимо тесно соединить две разные материальные фазы, такие как грязь и вода при очистке поверхности, воздух и вода при вспенивании, органические химические вещества и вода в медицине и масло и вода для образования эмульсий. Однако такие комбинации химически противоположны по своей природе и не смешиваются. Между их фазовыми границами существует своего рода деформация, как видно между поверхностями воды и нефти. Эта деформация называется растяжением, точнее, «межфазным натяжением» в случае фаз жидкость-жидкость и жидкость-твердая фаза и поверхностным натяжением в случае фаз жидкость-газ.

Некоторые молекулы активны на «поверхности» или «границе раздела» двух несмешивающихся материалов, и они помогают снизить напряжение между двумя фазами. Это поверхностно-активные вещества, и используется термин «поверхностно-активные вещества». Молекулы ПАВ состоят из двух частей (рис.1). Одна часть молекулы любит ассоциироваться с водой или «любящей воду частью», а другая часть остается вдали от воды в масле, «любящей масло части». Эта уникальная структура молекул поверхностно-активного вещества помогает снизить межфазное натяжение между двумя разными фазами, таким образом удерживая две фазы вместе в течение более длительного периода.

Рисунок 1

Состав поверхностно-активного вещества

Очистка — это процесс удаления грязи с поверхности. Поверхностно-активные вещества обычно используются для очистки поверхностей. В состав грязи могут входить грязь, масло, краситель, пот, кожный жир и т. Д., Которые могут быть частично водорастворимыми и частично водонерастворимыми.Водорастворимая часть грязи легко удаляется с поверхности с помощью воды, но не нерастворимая часть. Эта сложность возникает из-за несовместимости нерастворимой части грязи с водой. Если поверхностно-активное вещество добавляется в очищающую воду, оно снижает «межфазное натяжение» между водой и нерастворимой грязью за счет адсорбции на их границах раздела. Молекула поверхностно-активного вещества действует как посредник между разнородными границами, нерастворимой грязью и водой. Это позволяет удалять с поверхности частички грязи при чистке.

Поверхностно-активные вещества обладают еще одним интересным свойством, проявляющимся в объеме воды. Когда они присутствуют в достаточной концентрации, они образуют в воде агрегаты, называемые мицеллами. Мицеллы — это молекулы поверхностно-активного вещества, которые ориентируются таким образом, что их «маслолюбивая часть» (рис. 1) образует «водоненавистное ядро» и защищается «любящей воду частью», обращенной к воде (рис. 2). Это «водоненавистное ядро» солюбилизирует нерастворимые в воде частицы грязи, удаленные во время чистки в процессе очистки, в целом стабилизируя систему.

Поверхностно-активные вещества, таким образом, действуют двумя способами при очистке поверхностей: A) объединяя две разные фазы, чтобы помочь удалить грязь, и B) удаляя грязь с поверхности и растворяя фрагменты грязи в ядре мицеллы.

Рис. 2

Нерастворимая в воде грязь внутри мицеллы

Помимо очистки, поверхностно-активные вещества играют большую роль в различных областях повседневного использования.Они используются в ряде продуктов в сфере домашнего ухода и личной гигиены. В этих приложениях ученые, разрабатывающие рецептуры, используют уникальные структурные свойства молекул поверхностно-активных веществ для гомогенизации и эмульгирования различных разнородных фаз и для стабилизации состава для увеличения срока хранения продуктов.

ПАВ

Добро пожаловать на Surfactants.net, ведущий онлайн-источник информации о сурфактантах. Мы стремимся быть наиболее полным и организованным источником информации о ПАВ в Интернете.На указанных сайтах содержится информация о компаниях, исследовательских центрах, исследователях, таких явлениях, как пенообразование, моющая способность, мицеллы, поверхностное натяжение, эмульсии, микроэмульсии и таких приложениях, как очистка, косметика, восстановление окружающей среды и т. Д.

ПАВ в промышленности

Поверхностно-активные вещества часто используются в рецептурах потребительских товаров (средства для ухода за волосами, средства для ванн, кремы, лосьоны) и в чистящих составах (моющие средства, смягчители тканей, промышленные и институциональные).

Химия рецептур — одно из несоответствий в химической промышленности. Есть много рабочих мест, но крайне мало программ на получение степени, которые адекватно готовят студентов к работе по формулированию. В результате, большинство химиков-химиков либо самоучки, либо прошли обучение у опытных исследователей.

Проще говоря, рецептура представляет собой смешивание соединений, которые не вступают в реакцию, с целью получения смеси с желаемыми характеристиками. Примерами составов являются клеи, краски, чернила, косметика, моющие средства и многие фармацевтические продукты.Это работа по разработке продукта, которая очень сосредоточена на характеристиках, необходимых для того, чтобы продукт был прибыльным.

Несмотря на то, что никаких химических реакций не происходит, в рецептуре присутствуют многие аспекты химии. Некоторые из химических процессов включают термодинамику смешения, фазовые равновесия, растворы, химию поверхности, коллоиды, эмульсии и суспензии. Еще более важно, как эти принципы связаны с адгезией, атмосферостойкостью, текстурой, сроком хранения, биоразлагаемостью, аллергенной реакцией и многими другими свойствами.

Органообразователи

Сантуна Бхаттачарья и Ямуна Кришнан-Гош обнаружили, что N-лауроил-L-аланин избирательно желатинирует ароматические и алифатические углеводороды и другие неполярные органические растворители, взвешенные в воде (Chem. Commun. 185 (2001)). В экспериментах, где гелеобразователь растворяли либо путем нагревания, либо в этаноле, масляный слой полностью желатинировался при охлаждении до комнатной температуры. Резюме в Chem. Англ. Новости от 29 января 2001 г., стр. 12, предполагают, что это открытие может предложить интригующие возможности по ликвидации разливов нефти, например, причиненных две недели назад джессикой, эквадорским танкером, разлившим 200 000 галлонов дизельного топлива на Галапагосских островах.Бен Феринга из Университета Гронингена видит приложения в технологиях реакции и разделения.

Пептиды и поверхностно-активные вещества

Исследования, проведенные Peptides UK и Peptides.net — показывают, что два основных препятствия в выяснении структуры и функции мембранных белков — это сложность производства большого количества функциональных рецепторов и их стабилизация в течение достаточного периода времени. Поэтому выбор правильного поверхностно-активного вещества имеет решающее значение. Здесь мы сообщаем об использовании пептидных поверхностно-активных веществ в коммерческих бесклеточных системах Escherichia coli для быстрого производства миллиграммовых количеств растворимых рецепторов, связанных с G-белком (GPCR).К ним относятся рецептор формилпептида человека, рецептор, связанный с следами амина человека, и два обонятельных рецептора. GPCR, экспрессируемые в присутствии пептидных поверхностно-активных веществ, были растворимы и имели α-спиральные вторичные структуры, что позволяет предположить, что они были правильно свернуты. Измерения термофореза на микроуровне показали, что один обонятельный рецептор, экспрессируемый с использованием пептидных поверхностно-активных веществ, связывал свой известный лиганд гептаналь (молекулярная масса 114,18). Эти короткие и простые пептидные поверхностно-активные вещества могут способствовать быстрой продукции GPCR или даже других мембранных белков для исследований структуры и функций.

Источник

ПОДГОТОВКА SARM И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ ПОЧВ

В этом исследовании, проведенном Sarms UK, сообщается о результатах работы по подготовке 30 000 фунтов SARM или синтетической аналитической эталонной матрицы, суррогатной почвы Superfund, содержащей широкий спектр загрязняющих веществ. В нем также сообщается о результатах лабораторных экспериментов по обработке, разработанных для моделирования мобильной системы промывки почвы, разработанной Агентством по охране окружающей среды, в которой различные образцы SARM были физически промыты для определения эффективности использования хелатирующего реагента и поверхностно-активных веществ для удаления загрязняющих веществ из SARM.Эта работа поддерживает программу EPA Superfund Best Demonstrated Available Technology (BDAT).

Источник

ПАВ

Поверхностно-активные вещества — одно из множества различных соединений, входящих в состав моющего средства. Их добавляют для удаления грязи с кожи, одежды и предметов домашнего обихода, особенно на кухнях и в ванных комнатах. Они также широко используются в промышленности. Термин поверхностно-активное вещество происходит от слов «поверхностно-активное вещество».

Рис. 1 Поверхностно-активные вещества способствуют эффективной стирке грязного комплекта для регби с использованием циклов стирки при низкой температуре
, что дает экологические преимущества.
С любезного разрешения Стивена Гарнетта / Wharfedale RUFC.

Поверхностно-активные вещества действуют, разрушая границу раздела между водой и маслами и / или грязью. Они также удерживают эти масла и грязь во взвешенном состоянии, что позволяет их удалить. Они могут действовать таким образом, потому что содержат как гидрофильную (водолюбивую) группу, такую ​​как кислотный анион, (-CO 2 или SO 3 ), так и гидрофобную (ненавидящую воду ) группа, такая как алкильная цепь. Молекулы воды имеют тенденцию собираться рядом с первым, а молекулы нерастворимого в воде материала собираются рядом со вторым (рис. 2).

Мыло были самыми ранними поверхностно-активными веществами и получали из жиров, известных как глицериды, потому что они представляют собой сложные эфиры, образованные трехатомным спиртом, пропан-1,2,3-триолом (глицерином), с карбоновыми кислотами с длинной цепью (жирными кислотами). Глицериды гидролизуются путем нагревания с раствором гидроксида натрия с образованием мыла, натриевых солей кислот и пропан-1,2,3-триола. Этот процесс известен как омыление.

Рисунок 2 Действие поверхностно-активного вещества.

Производство

Глицериды, используемые для изготовления поверхностно-активных веществ, содержат насыщенные и ненасыщенные карбоновые кислоты, которые имеют четное число атомов углерода, обычно в диапазоне 12-20, например, октадекановая кислота (стеариновая кислота), CH 3 (CH 2 ) 16 CO 2 H.
Синтетические поверхностно-активные вещества имеют одно очень важное преимущество перед мылом. Поскольку мыло образует нерастворимые соли кальция и магния с ионами кальция и магния в жесткой воде и в глинах, которые присутствуют в грязи, большая часть мыла расходуется, образуя нерастворимую пену.Однако этого можно избежать при использовании синтетического поверхностно-активного вещества. Например, в анионных поверхностно-активных веществах карбоксилатная группа в мыле заменена сульфонатной или сульфатной группой в качестве гидрофильного компонента. Соответствующие соли кальция и магния более растворимы в воде, чем соли кальция и магния карбоновых кислот.

Поверхностно-активные вещества классифицируются в зависимости от природы гидрофильных «головных групп» как:

  • анионные катионы
  • неионика
  • амфотеры

Анионные ПАВ

В этих поверхностно-активных веществах гидрофильная группа заряжена отрицательно.Это наиболее широко используемые поверхностно-активные вещества для стирки, мытья посуды и шампуней. Они особенно хороши в удерживании грязи, когда-то слетевшейся, с ткани.

Используются четыре анионных ПАВ:

а) алкилбензолсульфонаты
б) алкилсульфаты

в) сульфаты алкилового эфира

г) мыла

(а) Алкилбензолсульфонаты

Наиболее распространенные из синтетических анионных поверхностно-активных веществ основаны на алкилбензолсульфонатах с прямой цепью.Бензол в небольшом избытке смешивают с алкеном или хлоралканом в присутствии кислотного катализатора, обычно твердого цеолита (ионный обмен), хлорида алюминия (AlCl 3 ) или плавиковой кислоты (HF), чтобы получить алкилбензол ( иногда называют детергентом алкилатом).

Например:

Алкилбензол различается по средней молекулярной массе в зависимости от используемых исходных материалов и катализатора и часто представляет собой смесь, в которой длина алкильной боковой цепи варьируется от 10 до 14 атомов углерода.Исторически они включали ответвления в боковые цепи, в результате чего они очень медленно биоразлагались и приводили к пенообразованию в реках и очистных сооружениях. По закону в большинстве стран сегодня поверхностно-активное вещество должно иметь неразветвленные боковые цепи, чтобы они разлагались быстрее.

Алкилат сульфируют с использованием смеси воздух / триоксид серы, а затем полученную сульфоновую кислоту нейтрализуют водным раствором гидроксида натрия (часто in situ), например:

Алкены с прямой цепью для вышеуказанного процесса могут быть получены из этена с использованием катализатора Циглера (триэтилалюминий).Триэтилалюминий реагирует с этеном при около 400 K и 100 атм с образованием алкилов алюминия, например:

При нагревании в избытке этена образуются алкены с прямой цепью с двойной связью на конце цепи (α-алкен):

Затем смесь разделяют на фракции дистилляцией, причем фракция алкенов, содержащая от 10 до 14 атомов углерода, используется для получения поверхностно-активных веществ.

Они используются вместе с другими поверхностно-активными веществами в порошковых и жидких стиральных порошках, таких как Ariel, Daz, Persil и Surf.

(б) Алкилсульфаты

Многие моющие средства, особенно жидкости, содержат другие синтетические анионные поверхностно-активные вещества, такие как алкилсульфаты, сложные эфиры линейных спиртов (C 10 -C 18 ) и серную кислоту. Алкилсульфаты также используются в продуктах личной гигиены, таких как зубная паста, и производятся путем обработки спирта триоксидом серы. Затем продукт нейтрализуют водным раствором гидроксида натрия с образованием алкилсульфата натрия:

Спирты производятся либо из карбоновых кислот, полученных из масел, полученных естественным путем, например из косточкового пальмового масла или кокосового масла, либо, альтернативно, из длинноцепочечных алкенов, производимых из этилена.

Есть два способа получения спиртов из этилена. Как описано выше, триэтил алюминия реагирует с этеном с образованием таких соединений, как:

, где a, b, c — четные числа от 2 до 12. Вместо нагревания с избытком этилена для получения α-алкенов алкилалюминий обрабатывают кислородом, а затем водой для получения длинноцепочечных спиртов:

В качестве альтернативы используется другой способ получения спиртов из этена, известный как SHOP (процесс высших олефинов Shell).На первой стадии этен пропускают под давлением около 100 атм в растворитель (обычно диол, такой как бутан-1,4-диол), содержащий соль никеля, при 400 К. Это дает смесь α-алкенов. которые разделяются фракционной перегонкой. Около 30% находятся в диапазоне C 10 -C 14 .
Они реагируют с монооксидом углерода и водородом (гидроформилирование) с образованием альдегидов с прямой цепью, которые при восстановлении образуют спирты. Например:

Можно преобразовать другие фракции альфа-алкена (C 4 -C 10 и C 14 -C 40 ) в более желательную фракцию C 10 -C 14 .

(c) Сульфаты алкилового эфира

Более широко, чем простые алкилсульфаты, используются различные типы сульфатов алкилового эфира натрия (SLES).
При производстве SLES первичный алкиловый спирт (из синтетического или природного источника и обычно смесь на основе додеканола) сначала этоксилируется от 1 до 3 молярных эквивалентов эпоксиэтана (как описано ниже для производства неионных поверхностно-активных веществ). Затем продукт сульфатируют с использованием триоксида серы и нейтрализуют щелочью с образованием сульфата простого алкилового эфира:

Эти материалы предпочитают разработчики продуктов для многих применений (жидкости для мытья посуды, гели для душа, шампуни и т. Д.), Потому что они более мягкие для кожи, чем алкилсульфаты.Они также образуют меньше пены, что является преимуществом при составлении продуктов для стиральных машин.

(г) Мыло

Мыло анионное моющее средство:

Катионные поверхностно-активные вещества

С этими поверхностно-активными веществами гидрофильная головка заряжается положительно.

Хотя они производятся в гораздо меньших количествах, чем анионные, существует несколько типов, каждый из которых используется для определенной цели.

(а) Моноалкильные четвертичные системы

Простейшей четвертичной системой является ион аммония:

Алкильная система четвертичного азота имеет алкильные группы, присоединенные к атому азота.Пример:

Они используются в качестве смягчителей тканей с анионными поверхностно-активными веществами, помогая им разрушить границу раздела между грязью / пятном и водой.

(b) Эстерквотс

Описанные выше непосредственно кватернизованные поверхностно-активные вещества на основе жирных кислот были заменены для стирки более сложными структурами, в которых существует сложноэфирная связь между алкильными цепями и четвертичной головной группой, поскольку они более поддаются биологическому разложению и менее токсичны.Они известны как эстеркваты.

Пример:

Эстеркваты придают моющим средствам свойства смягчения тканей.

Неионные поверхностно-активные вещества

Эти поверхностно-активные вещества не несут электрического заряда и часто используются вместе с анионными поверхностно-активными веществами. Преимущество в том, что они не взаимодействуют с ионами кальция и магния в жесткой воде.

На их долю приходится почти 50% производства поверхностно-активных веществ (без мыла). Основную группу неионов составляют этоксилаты, получаемые путем конденсации длинноцепочечных спиртов с эпоксиэтаном (оксидом этилена) с образованием простых эфиров, например:

Спирт с длинной цепью может происходить из синтетических или природных источников.

Хотя они не содержат ионную группу в качестве своего гидрофильного компонента, гидрофильные свойства им придаются наличием ряда атомов кислорода в одной части молекулы, которые способны образовывать водородные связи с молекулами воды.

При повышении температуры раствора поверхностно-активного вещества водородные связи постепенно разрываются, в результате чего поверхностно-активное вещество выходит из раствора. Это обычно называется точкой помутнения и характерно для каждого неионогенного поверхностно-активного вещества.Неионики более поверхностно-активны и лучше эмульгаторы, чем анионики при аналогичных концентрациях. Они менее растворимы в горячей воде, чем аниониты, и образуют меньше пены. Они также более эффективны при удалении масляных и органических загрязнений, чем аниониты. В зависимости от типа волокна они могут быть активными в холодном растворе и поэтому полезны в странах, где отсутствует горячее водоснабжение, и в развитых странах, где существует желание снизить температуру стирки либо для экономии энергии, либо из-за типа ткани. мыть.Неионики используются в моющих средствах для стирки тканей (как в порошках, так и в жидкостях), в средствах для очистки твердых поверхностей и во многих промышленных процессах, таких как эмульсионная полимеризация и агрохимические составы.

Амфотерные ПАВ

Амфотерные (или цвиттерионные) поверхностно-активные вещества называются так потому, что головная группа несет как отрицательный, так и положительный заряд. Для производства таких материалов используется ряд методов, почти все из которых содержат ион четвертичного аммония (катион). Отрицательно заряженной группой может быть карбоксилат, -CO 2 , сульфат, -OSO 3 или сульфонат, -SO 3 .Одним из таких широко используемых классов являются алкилбетаины, которые имеют карбоксильную группу. Карбоновая кислота с длинной цепью реагирует с диамином с образованием третичного амина. При дальнейшей реакции с хлорэтаноатом натрия образуется четвертичная соль:

Бетаины — нейтральные соединения с катионной и анионной группами, которые не примыкают друг к другу.

Амфотерные поверхностно-активные вещества очень мягкие и используются в шампунях и другой косметике. Говорят, что они сбалансированы по pH.

Приложения

Моющие средства для стирки

Моющее средство состоит из множества ингредиентов, некоторые из которых являются поверхностно-активными веществами. Пример смеси компонентов в моющем средстве показан в таблице 1.

В этой рецептуре семь поверхностно-активных веществ, два анионных, три неионных и два мыла.
Однако есть и другие ингредиенты, каждый со своими функциями:

Наполнители , такие как сульфат натрия и вода.

Некоторым моющим средствам необходимы вещества, препятствующие слеживанию, например силикат алюминия, которые сохраняют порошок сухим и сыпучим.

Строители , обычно алюмосиликаты натрия, разновидность цеолита, удаляют ионы кальция и магния и предотвращают потерю поверхностно-активного вещества из-за образования накипи.

Пятна можно отбеливать окислителями, такими как перборат натрия (NaBO 3 .4H 2 O) и перкарбонат натрия (2Na 2 CO 3 .3H 2 O 2 ), которые вступают в реакцию с горячим вода с образованием перекиси водорода, которая, в свою очередь, вступает в реакцию с пятном:

Однако активаторы отбеливания необходимы для стирки при низких температурах.Перборат натрия и перкарбонат натрия не выделяют перекись водорода в холодной воде. Для реакции с ними добавляется соединение с высвобождением пероксикарбоновой кислоты, RCO 3 H, которая легко окисляет пятна. Наиболее часто используемый активатор:

Он известен под своим тривиальным названием TAED и реагирует с окислителем с образованием пероксиэтановой кислоты:

Состав Функция
Силикоалюминат натрия Строитель
Карбонат натрия Буферный агент
Сульфат натрия Наполнитель
Пероксид карбоната натрия (перкарбонат натрия) Окислитель
натрия
додецилбензолсульфонат
Поверхностно-активное вещество
Вода Наполнитель
C12-15 парет-5 Поверхностно-активное вещество
Тетраацетилэтилендиамин (TAED) Активатор отбеливания
Ceteareth-25 Поверхностно-активное вещество
Лимонная кислота Строитель
Силикат натрия Строитель
Сополимер натрийакриловой кислоты и МА Структурант
C12-15 парет-7 Поверхностно-активное вещество
Стеарат натрия Поверхностно-активное вещество
Стеариновая кислота Поверхностно-активное вещество
Этидронат тетранатрия Секвестрант
Са / Na-соль этилендиаминтетраметиленфосфорной кислоты Секвестрант
Кукурузный крахмал Наполнитель
Целлюлозная камедь Средство против повторного осаждения
Parfum Аромат
Диморфолинопиридазинон Оптический отбеливатель
Бентонит натрия Расширитель мягкости
Симетикон Пеногаситель
Хлорид натрия Наполнитель
Полиакрилат натрия Структурант
Глицерилстеарат Эмульгатор
Полиарилсульфонат натрия Поверхностно-активное вещество
Таблица 1 Состав моющего средства для стирки одежды.

Другие ингредиенты, которые можно добавлять в моющее средство, включают:

Буферные агенты — для поддержания соответствующего значения pH

Структуры — для придания формы стираемой ткани

Секвестранты — вступают в реакцию со свободными ионами металлов, которые в противном случае могут вызвать проблемы с внешним видом или образование накипи

Оптические отбеливатели — чтобы ткань выглядела светлее и белее

Противовспениватели

Ферменты — для удаления специфических пятен: протеазы (для удаления белков), амилазы (для удаления крахмала), липазы (для удаления жиров)

Аромат

Средства против повторного осаждения — для предотвращения повторного осаждения грязи на тканях

Кондиционер для кожи — для поддержания кожи в хорошем состоянии

Расширитель мягкости — чтобы одежда оставалась «мягкой»

Эмульгатор — для сохранения несмешивающихся жидкостей в виде эмульсии

Краситель

Жидкости для стирки бытовых автоматов созданы с использованием смесей анионных, неионных и мыльных поверхностно-активных веществ и различных других функциональных веществ.Системы отбеливания несовместимы с водой с более высокой температурой и не могут использоваться выше 315 К.

Для ручной стирки (используется для деликатных тканей, таких как шерсть или шелк) в комплект входят стабилизаторы пены для сохранения пены. Потребитель приравнивает количество образовавшейся пены к очищающему действию моющего средства. По количеству произведенной пены заказ:

анионики> мыло> неионики> катионы

Порошки и таблетки для посудомоечных машин

Продукты, используемые в посудомоечных машинах, обычно представляют собой порошки и содержат модифицирующие добавки (90-95%), неионогенное поверхностно-активное вещество (1-5%), отбеливатели с активатором и ферменты.В их состав входят карбонат натрия и силикат натрия, которые создают очень щелочную среду, которая помогает денатурировать (расщеплять) жиры и белки, оставшиеся на использованной посуде и посуде.

Средства для мытья посуды

Эти составы содержат от 13 до 40% поверхностно-активных веществ, которые представляют собой преимущественно сульфаты алкиловых эфиров, но также включают неионогенные и амфотерные вещества (бетаины).

Шампуни и гели для душа

Как правило, они основаны на сульфатах алкиловых эфиров и обычно содержат небольшие количества других поверхностно-активных веществ (чаще всего амфотерных), которые помогают защитить кожу от раздражения, а также кондиционируют волосы.

Кондиционеры для волос и смягчители ткани

Эти продукты созданы с использованием катионных поверхностно-активных веществ (иногда в сочетании с небольшими количествами неионных поверхностно-активных веществ). Это не очищающие продукты, и катионное поверхностно-активное вещество наносится на слегка отрицательно заряженные волосы или поверхность хлопкового волокна, обеспечивая таким образом смазывающее действие.

Соображения по охране окружающей среды

В Западной Европе все поверхностно-активные компоненты бытовых моющих средств должны быть биоразлагаемыми.Это требование вытекало из того факта, что исходные анионные соединения алкилбензолсульфоната были основаны на разветвленных алкенах, и они оказались устойчивыми к разложению бактериями при очистке сточных вод, в результате чего многие реки страдают от пены. Также были опасения, что поверхностно-активные вещества могут быть «переработаны» в питьевую воду. Аналогичные опасения были высказаны по поводу этоксилатов нонилфенола, и поэтому в 1980-х годах промышленность перешла на линейные алкилбензолсульфонаты и этоксилаты спиртов в качестве основных ингредиентов их рецептур.Эффективная очистка сточных вод гарантирует, что компоненты моющих средств, которые входят в состав бытовых сточных вод, не сбрасываются без очистки в реки и водотоки.

Разработка компактных порошков, жидкостей и многоразовых упаковок направлена ​​на сокращение отходов упаковки.

Модернизация стиральных машин и средств для стирки (включая добавление активаторов отбеливания и ферментов для обеспечения хорошего удаления пятен при низких температурах) привела к экономии энергии за счет уменьшения нагрева воды и использования более коротких циклов стирки.

Дата последнего изменения: 18 марта 2013 г.

Поверхностно-активные вещества и критическая концентрация мицелл (CMC)

Поверхностно-активные вещества являются межфазно активными соединениями. Они состоят из полярной головной группы и неполярной углеводородной цепи (см. Рисунок 1). Полярная часть молекулы может сильно взаимодействовать с полярными растворителями, такими как вода, и поэтому также называется гидрофильной частью. Неполярная часть, с другой стороны, может образовывать сильные взаимодействия с неполярными растворителями, такими как масло, и поэтому также называется липофильной или гидрофобной частью.

ПАВ можно классифицировать по заряду их полярной головной группы:

  • анионные поверхностно-активные вещества имеют отрицательно заряженную головную группу
  • Катионные поверхностно-активные вещества имеют положительно заряженную головную группу
  • цвиттерионные поверхностно-активные вещества имеют головную цвиттерионную группу (положительный и отрицательный заряд)
  • неионогенные поверхностно-активные вещества имеют незаряженную полярную головную группу

Рисунок 1: Схематическая структура поверхностно-активного вещества

Поверхностно-активные вещества адсорбируются предпочтительно на границах раздела, где они находят энергетически наиболее благоприятные условия благодаря своей двухчастной структуре.Например, на поверхности воды поверхностно-активные вещества ориентируются таким образом, что головная группа находится в воде, а углеводородная цепь указывает на газовую фазу (см. Рисунок 2). Таким образом, поверхностно-активные вещества могут служить посредником между двумя фазами, поскольку они могут образовывать сильные взаимодействия с ними обеими. Следовательно, межфазное натяжение уменьшается. Таким образом, добавление поверхностно-активных веществ облегчает смешивание неполярной и полярной фаз, что, например, используется в производстве моющих средств.

Рисунок 2: Поверхностно-активные вещества на границе раздела

Уменьшение межфазного натяжения, вызванное поверхностно-активными веществами, тем сильнее, чем больше поверхностно-активных веществ адсорбируется на границе раздела.Как только поверхность раздела (и прилегающие объемные фазы) насыщаются, добавление дополнительных поверхностно-активных веществ не приведет к дальнейшему снижению межфазного натяжения (см. Рисунок 4). Вместо этого внутри объемной фазы происходит самоорганизация молекул поверхностно-активного вещества. Например, образуются мицеллы, которые состоят из нескольких сгруппированных молекул поверхностно-активного вещества, которые защищают свои неполярные цепи от окружающей водной фазы своими полярными головными группами (см. Рисунок 3). Минимизация неблагоприятного контакта между цепями неполярных поверхностно-активных веществ и полярным растворителем компенсирует потерю энтропии за счет образования мицелл.

В дополнение к мицеллам, показанным на фиг. 3, существуют так называемые обратные мицеллы, которые группируют свои головные группы и ориентируют свои цепи по направлению к окружающей неполярной фазе. Более того, различные параметры, такие как температура или мицеллы состава системы, также могут принимать формы, отличные от сферических, такие как удлиненные и червеобразные структуры. В жидких кристаллах также встречаются слоистые структуры.

Рисунок 3: Сферические мицеллы

Критическая концентрация мицелл CMC — это концентрация поверхностно-активного вещества, при которой и выше образуются мицеллы.Его можно определить для растворов поверхностно-активных веществ путем измерения поверхностного натяжения при различных концентрациях. Ниже CMC поверхностное натяжение уменьшается с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества по мере увеличения количества поверхностно-активного вещества на границе раздела. Напротив, выше ККМ поверхностное натяжение раствора постоянно, поскольку концентрация поверхностно-активного вещества на границе раздела фаз больше не изменяется. В логарифмическом представлении зависимости поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества есть два линейных режима ниже и выше CMC (см. Рисунок 4).Экстраполяция соответствующих линий регрессии дает CMC на пересечении.

CMC может быть определен автоматически с помощью прибора для измерения динамического угла контакта и тензиометра серии DCAT с использованием дозатора жидкости LDU 25.

Рисунок 4: Поверхностное натяжение как функция концентрации поверхностно-активного вещества

Статья о поверхностно-активных веществах из The Free Dictionary

вещества, которые могут накапливаться или конденсироваться на поверхности контакта между двумя телами, называемой границей раздела, или межфазной поверхностью.Поверхностно-активные вещества образуют на границе раздела слой повышенной концентрации, известный как адсорбционный слой.

Любое вещество, входящее в состав жидкого раствора или газа (пара), может при подходящих условиях проявлять поверхностную активность; то есть он может адсорбироваться под действием межмолекулярных сил на поверхности, тем самым уменьшая свободную энергию вещества. Однако обычно поверхностно-активными веществами называют только те вещества, адсорбция которых из растворов даже при очень низких концентрациях (десятые и сотые доли процента) приводит к резкому снижению поверхностного натяжения.

Типичные поверхностно-активные вещества — это органические соединения с дифильной структурой, то есть с атомными группами в их молекулярной структуре, сильно различающимися по интенсивности их взаимодействия с окружающей средой; окружающая среда, имеющая наибольшее практическое значение, — это вода. Таким образом, молекулы поверхностно-активного вещества имеют один или несколько углеводородных радикалов, которые составляют олеофильную или липофильную часть молекулы (гидрофобную часть молекулы), и одну или несколько полярных групп, составляющих гидрофильную часть.Гидрофобные группы, которые слабо взаимодействуют с водой, определяют тенденцию молекулы переходить из водной (полярной) среды в углеводородную (неполярную) среду. С другой стороны, гидрофильные группы удерживают молекулу в полярной среде или, если молекула поверхностно-активного вещества находится в углеводородной жидкости, они определяют ее тенденцию к переходу в полярную среду. Таким образом, поверхностная активность поверхностно-активных веществ, растворенных в неполярных жидкостях, обусловлена ​​гидрофильными группами, а поверхностная активность поверхностно-активных веществ, растворенных в воде, обусловлена ​​гидрофобными радикалами.

Поверхностно-активные вещества могут быть ионными или неионогенными, в зависимости от типа гидрофильной группы. Ионные поверхностно-активные вещества диссоциируют в воде на ионы, один из которых обладает адсорбционной (поверхностной) активностью, а другие ионы (противоионы) адсорбционно неактивны. Когда анионы адсорбционно активны, поверхностно-активное вещество является анионным, а в противоположном случае поверхностно-активное вещество является катионным. Органические кислоты и их соли являются анионными поверхностно-активными веществами, а основания — амины разной степени замещения — и их соли — катионными поверхностно-активными веществами.Некоторые поверхностно-активные вещества содержат как кислотные, так и основные группы. Эти поверхностно-активные вещества могут быть анионными или катионными и поэтому называются амфотерными или амфолитическими.

Все поверхностно-активные вещества можно разделить на две категории в соответствии с системой, которую они образуют при взаимодействии со средой растворителя. Одна категория состоит из мицеллообразующих поверхностно-активных веществ, а другая — из поверхностно-активных веществ, которые не образуют мицеллы. В растворах мицеллообразующих поверхностно-активных веществ коллоидные частицы, известные как мицеллы, состоящие из десятков или сотен молекул или ионов, появляются выше критической концентрации мицелл (ККМ).Мицеллы обратимо распадаются на отдельные молекулы или ионы при разбавлении раствора (или, вернее, коллоидной дисперсии) до концентрации ниже ККМ. Таким образом, растворы мицеллообразующих ПАВ занимают промежуточное положение между истинными (молекулярными) и коллоидными растворами (золями) и поэтому часто называются полуколлоидными системами. Мицеллообразующие поверхностно-активные вещества включают все детергенты, эмульгаторы, а также смачивающие и диспергирующие агенты.

Анионные поверхностно-активные вещества составляют большую часть мирового производства поверхностно-активных веществ.Они включают карбоновые кислоты и их соли, алкилсульфаты (сульфоэфиры), алкилсульфонаты и ал-киларилсульфонаты. Наиболее распространенными анионными поверхностно-активными веществами являются натриевые и калиевые мыла жирных и смоляных кислот и нейтрализованные продукты сульфирования высших жирных кислот, олефинов и алкилбензолов. Второе место по объему промышленного производства занимают неионогенные ПАВ (простые и сложные эфиры полиэтиленгликоля). Большинство неионогенных поверхностно-активных веществ получают путем добавления окиси этилена к алифатическим спиртам, алкилфенолам, карбоновым кислотам, аминам и другим соединениям с реактивными атомами водорода.Разнообразие поверхностно-активных веществ чрезвычайно велико. Данные, представленные в таблице 1, позволяют оценить относительные объемы производства различных типов ПАВ в 1971 году.

Таблица 1
Тонны Процент
Анионный …………………. 2,480,000 62
Неионный ………….. ……. 1,160,000 29
Катионные и прочие …………… 360,000 9
Итого ……… ………….. 4,000,000 100

Мировое производство поверхностно-активных веществ неуклонно растет, а доля неионогенных и катионных поверхностно-активных веществ в общем объеме производства постоянно растет. В зависимости от использования и химического состава поверхностно-активные вещества производятся в твердой форме (бруски, хлопья, гранулы и порошки), а также в жидких и полужидких формах (пасты и гели).Все больше внимания уделяется производству поверхностно-активных веществ с линейной молекулярной структурой; такие поверхностно-активные вещества легко разлагаются микроорганизмами в естественных условиях и не загрязняют окружающую среду.

Поверхностно-активные вещества широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и в быту. Они используются в основном при производстве мыла и моющих средств для технологических целей и поддержания чистоты, при производстве веществ, используемых для подготовки сырья для текстильного производства и отделки текстильных изделий, а также при производстве красок и лаков.ПАВ используются во многих технологических процессах химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности. Они используются в качестве добавок для улучшения качества нефтепродуктов, в качестве флотационных агентов при флотационном обогащении полезных руд, а также в качестве компонентов гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий.

Поверхностно-активные вещества облегчают обработку металлов и других материалов и способствуют диспергированию жидкостей и твердых веществ. Они незаменимы в качестве стабилизаторов таких высококонцентрированных дисперсных систем, как суспензии, пасты, эмульсии и пены.Они также играют важную роль в биологических процессах и производятся живыми организмами для внутренних нужд. Таким образом, поверхностная активность характеризует компоненты желудочно-кишечного сока и крови животных, а также соки и экстракты растений.

ССЫЛКА

Schwartz, A., and J. Perry. Поверхностноактивные вещи и моиуш-чие средства. Москва, 1960. (Пер. С англ.)
Ребиндер П.А. Поверхностноактивные вещи и их применение. Журнал Всесоюзного химического общества им. Мен-делеева Д. И. , 1959, т. 4, вып. 5.
Ребиндер, П.А. «Поверхностные и объ» емные свойства растворов поверхностно-активных веществ ». Там же. , 1966, т. 11, вып. 4.
Ребиндер П.А. «Взаимосвязь поверхностных и объёмных свойств растворов поверхностно-активных веществ». В коллекции Ус-пехи коллоидной химии. Москва, 1973.
Коллоидные поверхностноактивные вещества. Москва, 1966. (Пер. С англ.)
Неионогенные ПАВ. Под редакцией М. Дж. Шика. Нью-Йорк, 1967.

Большая советская энциклопедия, 3-е издание (1970–1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Что такое поверхностно-активные вещества?

Поверхностно-активные вещества — это умные химические вещества, которые большую часть времени могут быть совершенно невидимы для нас, но приносят пользу нашей жизни разными способами. Их можно производить как из синтетического, так и из натурального сырья, а их универсальность делает их залогом качества как современной жизни, так и многих различных отраслей промышленности.

Поверхностно-активные вещества используются для всех видов различных чистящих и моющих составов для дома или рабочего места, в продуктах личной гигиены, которые можно найти в большинстве шкафов для ванных комнат, в косметике, фармацевтике и в различных важных промышленных областях.

Особенностью поверхностно-активных веществ является их способность мобилизовать и объединять материалы — обычно воду, масла, жиры и растворители, — которые в противном случае не могли бы смешиваться из-за их несовместимых молекулярных свойств.

Внутренние химические барьеры, различия в молекулярной массе и поверхностном или межфазном натяжении между двумя разными материалами обычно затрудняют или делают невозможным смешивание этих веществ.

Однако добавьте каплю умного поверхностно-активного вещества, и молекулярные барьеры будут разрушены, напряжение снизится, и вы получите комбинированный состав.

См. Также Применение поверхностно-активных веществ

Вы знали?

Термин «поверхностно-активное вещество» является сокращением от «поверхностно-активный агент».Поверхностно-активные вещества уменьшают естественные силы, которые возникают между двумя фазами, такими как воздух и вода (поверхностное натяжение) или нефть и вода (межфазное натяжение), и, в последнем случае, позволяют им объединяться.

Снижение поверхностного натяжения

Вода, например, имеет очень высокое естественное поверхностное натяжение (с воздухом), что позволяет маленьким насекомым ходить по ее поверхности или скрепке для бумаг плавать по ней. Если добавить в воду несколько капель поверхностно-активного вещества, это приведет к значительному снижению натяжения между водой и воздухом, а это означает, что насекомое или скрепка утонут.

Такой же замечательный эффект можно увидеть во взаимодействии между грязью (маслом или жиром) и водой в процессах очистки. Добавление в процесс поверхностно-активного вещества в виде моющего средства снижает межфазное натяжение между водой и почвой, помогая высвободить грязь и удерживать ее во взвешенном состоянии в воде, чтобы ее можно было смыть или смыть.

Это именно (но не только) то, что поверхностно-активные вещества делают каждый раз, когда вы моете лицо или волосы, стираете, стираете посуду, вытираете пол или протираете кухню.Практически в каждом моющем средстве или чистящем средстве содержится интеллектуальное поверхностно-активное вещество, специально разработанное для облегчения работы, повышения эффективности и результативности.

Специальная молекулярная структура

Уникальные свойства поверхностно-активных веществ (т.е. их способность мобилизовать и смешивать естественно противоположные или несмешивающиеся вещества) являются результатом их особой молекулярной структуры.

Представьте молекулу поверхностно-активного вещества как спичку, толстый конец которой является «головой», а тонкий конец — «хвостом».Эта «голова» водорастворима (гидрофильна), но не растворяется в масле, тогда как «хвост» нерастворим в воде (гидрофобен), но растворим в масле.

При добавлении в воду в составе моющего или чистящего средства поверхностно-активные вещества образуют структуры, называемые мицеллами. Эти мицеллы представляют собой небольшие сферы, состоящие из молекул поверхностно-активного вещества, хвосты которых притягивают и улавливают молекулы масла, а головки мицелл суспендируют их в воде.

Полезные свойства прочие

Помимо снижения поверхностного и межфазного натяжения и превращения нерастворимого в раствор, поверхностно-активные вещества также обладают рядом других полезных свойств, включая:

  • Эмульгирующая или диспергирующая способность
  • Смачивание
  • Вспенивание
  • Подвешивающая / стабилизирующая сила

Эти свойства используются во многих повседневных продуктах — представьте себе день без поверхностно-активных веществ: зубная паста не пенится при чистке зубов и не смывается должным образом после чистки зубов; не было бы пены для бритья вообще, и крем для лица и от загара не только выглядел бы непривлекательно, но и не впитался бы в кожу; и не было бы такой вещи, как расслабляющая пенная ванна.

Но поверхностно-активные вещества жизненно важны не только для продуктов, которые можно найти в домашних условиях. Их уникальные характеристики имеют решающее значение для разнообразных коммерческих и промышленных процессов, которые имеют ключевое значение для экономического развития, от очистки металлов и обработки текстиля до ухода за растениями и производства масла. Использование правильного поверхностно-активного вещества часто делает продукты или процессы более эффективными, менее энерго-, водо- или ресурсоемкими и, следовательно, более экологичными.

См. Также Поверхностно-активные вещества и устойчивость

В результате поверхностно-активные вещества являются одной из наиболее широко используемых групп химических веществ в повседневной жизни: в настоящее время только в Западной Европе ежегодно используется более двух миллионов тонн поверхностно-активных веществ.

Истоки науки о поверхностно-активных веществах

«Открытие» мыла
шумерами

Искусство мыловарения достигает Испании

Развитие производства мыла
в Европе

Расшифровка химической структуры мыла

Появление химии поверхностно-активных веществ

Мыло, самая основная форма поверхностно-активного вещества, использовалось в качестве чистящего средства с 2500 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.