Анионные пав что это

Поверхностно-активные вещества

Марина Махортова

На этой странице вы найдете и сможете скачать список самых часто встречающихся поверхностно-активных веществ или, как их сокращенно называют, ПАВ, разрешенных в натуральной и органической косметике. Все ПАВы поместить в один файл не получится, т.к. на данный момент их уже сотни. Да и пользоваться огромным списком очень неудобно, учитывая, что многие ингредиенты встречаются в косметике крайне редко и не заслуживают вашего внимания. Я выбрала наиболее популярные из них и оформила их в удобную табличку.

Файл в виде PDF удобно использовать как шпаргалку при выборе средств. Надеюсь эта информация будет полезной.

Все поверхностно-активные вещества (ПАВ) можно поделить на 4 группы:

Анионные ПАВ

Анионные ПАВ – самые часто встречающиеся поверхностно-активные вещества. Обладают высоким пенообразованием и хорошими очищающими свойствами. Бывают как натурального, так и синтетического происхождения. Самыми известными являются SLS (разрешен стандартом Cosmos, если получен из растительного сырья) и SLES (запрещен в натуральной косметике).

Анионные ПАВы натурального происхождения отлично подходят тем, кто только переходит на натуральную косметику, т.к. по своим свойствам не уступают синтетическим ПАВ в обычных шампунях. Они хорошо пенятся, дают ощущение хорошо промытых волос, но считаются более агрессивными, чем неионогенные и амфотерные ПАВ.

Хотя анионные поверхностно-активные вещества нового поколения почти не обладают раздражающим или сушащим эффектом.

Список популярных анионных ПАВ, разрешенных в органической и натуральной косметике:

Амфотерные ПАВ

Амфотерные ПАВ – мягкие поверхностно-активные вещества, которые подходят даже чувствительной коже, но и пенятся они послабее. Если шампуни с анионными ПАВ вызывают у вас зуд или перхоть, то, возможно, стоит попробовать заменить их на шампуни с амфотерными ПАВ.

Зачастую амфотерные поверхностно-активные вещества используют в комплексе с анионными для усиления пенообразования. Обращайте на это внимание, если хотите избегать анионных ПАВ.

Список популярных амфотерных ПАВ, разрешенных в органической и натуральной косметике:

Катионные ПАВ

Неионогенные ПАВ

Список популярных неионогенных ПАВ, разрешенных в натуральной косметике:

Источник

Разновидности, критерии выбора ПАВ в моющих средствах

Практически все моющие средства, применяемые в быту для удаления загрязнений с поверхностей любого типа, а также для стирки белья, содержат в себе поверхностно-активные вещества – ПАВы.

Что это такое, каких разновидностей бывают, насколько они эффективны при обработке предметов и как влияют на человека – ответы в предлагаемой статье.

Что это такое?

ПАВ – это химические вещества, содержащиеся практически во всех препаратах бытовой химии, используемых для мытья посуды, стирки вещей и обработки поверхностей предметов быта. Без их добавления в моющие средства последние утрачивают способность эффективно очищать, отмывать и отстирывать.

Молекулы воды, даже очень горячей, не связываются с молекулами жира, поэтому не смывают их в полной мере. Именно с этой целью используются ПАВы, обеспечивающие соединение молекул воды с частичками жира.

Молекулы ПАВ представляют собой двухполюсную сферу. Один из них – липофильный вступает в контакт с жирами. Второй – гидрофильный прикрепляется к молекуле воды. В результате такого двухстороннего прикрепления воды и жира (или загрязнений другого вида) происходит эффективное очищение поверхностей.

В качестве одного из компонентов большинства моющих средств используются неорганические поверхностно-активные вещества. В отличие от органических, которые принято считать абсолютно безопасными, неорганические ПАВы в разной степени влияют на организм человека. Это напрямую зависит от их вида:

Чем опасны?

Поверхностно-активные вещества представляют собой продукт, получаемый в результате переработки нефтехимического сырья. Эти частицы достаточно агрессивны. Высокий уровень их содержания в окружающей среде становится причиной снижения поверхностного натяжения.

Особую опасность данный факт представляет для океана, так как это негативно отражается на удерживании кислорода и углекислого газа в воде. Это, в свою очередь, пагубно влияет на ее флору и фауну.

Использование ПАВ в промышленном производстве и повседневной хозяйственной деятельности приводит к оседанию их частиц на почве. В результате этого происходит удержание этими частичками свободных ионов тяжелых металлов, что значительно повышает вероятность проникновения опасных соединений в человеческий организм.

Влияние на организм человека

Средства, содержащие ПАВы, отлично справляющиеся с загрязнениями любого происхождения. Однако многие из них оказывают негативное влияние на организм:

Исследованиями установлено, что для восстановления защитного слоя кожи потребуется до 4 часов после ее контакта с поверхностно-активными частицами.

За этот период защитный жировой слой эпидермиса способен восстановиться на 60 %. Но не все средства бытовой химии обеспечивают такой процент.

Минимизировать риски агрессивного действия поверхностно-активных веществ удается при условии правильного выбора моющих средств. Лучшими из них признаны препараты, содержащие ПАВы с высоким уровнем биоразлагаемости.

Как выбрать безопасные препараты?

Использование эффективных средств бытовой химии прочно вошло в повседневную жизнь. Это становится поводом к более тщательному отбору применяемых препаратов с учетом их безопасности для организма:

Советы

Разумный подход к использованию моющих средств предусматривает следование простым советам. Вот самые важные из них:

Следование этим рекомендациям – гарантия безопасности и эффективности применения моющих средств.

Видео по теме статьи

О ПАВ в моющих средства расскажет видео:

Заключение

ПАВ в составе моющих средств обеспечивает эффективность препаратов. Однако только разумный подход к использованию бытовой химии гарантирует безопасность для организма человека. Приобретая моющее средство, следует учитывать сложность предстоящей работы. Это поможет эффективно устранить загрязнение и минимизировать негативное воздействие ПАВ.

Источник

ПАВ в моющих средствах: виды и особенности применения

Бытовая химия » Бытовая химия » ПАВ в моющих средствах: виды и особенности применения

Вода – универсальный растворитель. С ее помощью моют руки, одежду, предметы интерьера и других вещи. Увы, она способна растворить и вывести с поверхности далеко не все загрязнения. Поэтому в воду добавляют стиральные порошки и жидкости с содержанием поверхностно-активных веществ. ПАВ в моющих средствах позволяют легко справиться даже со сложными и застарелыми пятнами.

Действие компонентов основано на гидрофобной и гидрофильной способностях. Другими словами, частицы имеют двухполярное строение. Одной стороной они прикрепляются к молекуле воды, другой к загрязнениям. Именно это позволяет эффективно смывать грязь с поверхности. Есть разные виды частиц. Каждый из них обладает своими свойствами. Рассмотрим их подробнее.

Анионные ПАВ в моющих средствах

Эти компоненты получили наибольшее распространение. Они самые эффективные и недорогие. Их липофильный полюс присоединяет частицу жира, а гидрофильный взаимодействует с водой. Это дает возможность быстро справляться со сложными жировыми отложениями.

Негативным качеством является агрессивное отношение к коже. Когда руки контактируют с таким средством, с их поверхности вымываются естественные жировые частицы. Кожные покровы становятся пересушенными, нарушается липидный баланс и стимулируется повышенная активность сальных желез. Это приводит к излишней чувствительности кожи, ее раздражению и шелушению.

Чаще всего в составе используют следующие компоненты:

Лабораторные исследования показывают агрессивность веществ при взаимодействии с кожей подопытных. Поэтому в составе моющих средств строго ограничивают предельную концентрацию АПАВ.

Хуже всего, что частицы со временем накапливаются и негативно влияют на здоровье. Молекулы, которые не вступили в реакцию во время стирки плохо выполаскиваются из тканей. Часть из них остается на одежде. Контактируя с кожей, они нарушают формирование естественного защитного слоя, и вызывают дерматиты.

Катионные ПАВ в моющих средствах

Эта группа поверхностно-активных веществ при растворении разлагается на катионы и анионы. Первые являются носителями поверхностной активности. Среди них выделяют:

Катионные ПАВ имеют слабо выраженную моющую способность. Область их применения существенно ограничена. В стиральных порошках, шампунях и кондиционерах их используют для нейтрализации агрессивного действия анионных ПАВ. При контакте с ними образуются неполярные соединения, которые плохо растворяются в воде и выпадают в осадок.

Выбирая автокосметику, нельзя одновременно использовать составы с анионными и катионными поверхностно-активными веществами. Образующийся в ходе химической реакции осадок будет оставлять разводы на кузове.

Исключение составляют полироли. В них такая комбинация выступает в качестве эмульгатора.

Неионогенные ПАВ в составе моющих средств

По эффективности и популярности НПАВ занимают второе место после анионных. Они обладают следующими свойствами:

При использовании в стиральных порошках НПАВ проявляют низкое пенообразование. Это положительно сказывается на составах для автоматической стирки. Используя их в ручном режиме, приходится добавлять анионные компоненты.

Причиной широкого распространения неионогенной продукции становится простота производства. Химическое вещество получают из самых разных доступных органических соединений. Главное, чтобы в сырье присутствовали длинноцепочечные алкиларидные радикалы.

Амфотерные ПАВ в составе моющих средств

Компоненты проявляют свои свойства в зависимости от среды в которую попадают. Решающим фактором для их определения является уровень рН. В кислой среде проявляются свойства катионных веществ, а в щелочной – анионных.

Важное достоинство амфотерных частиц – бережное отношение к кожным покровам. Они обладают не только моющей, но и бактерицидной активностью. Самыми распространенными являются следующие вещества:

Отдельного внимания заслуживает сочетание гранул с другими добавками. Когда амфотерные частицы встречаются с анионными, повышается пенообразование раствора. Он становится более безопасным для здоровья человека и окружающей среды. В комбинации с катионными частицами усиливается действие силиконов и полимерных составляющих в составах по уходу за кожей и волосами.

Существенный недостаток амфотерных ПАВ – высокая цена. Их производство требует больших финансовых затрат.

Особенности выбора моющих средств

Отказаться от использования синтетических компонентов в повседневной жизни практически невозможно. Альтернативой им становится продукция, полностью выполненная из натуральных компонентов. Но ее высокая стоимость сильно ограничивает круг потребителей. Поэтому лучшим решением становится тщательный выбор продукции.

Если нет необходимости отстирывать сложные загрязнения, лучше применять стиральные порошки с низким содержанием АПАВ. Оптимальный вариант – иметь в арсенале несколько средств с разными составами, и правильно использовать их.

Косвенным признаком повышенного содержания анионных веществ является сильное пенообразование.

Если речь идет о продукции для мытья посуды, самое безопасное решение – использовать перчатки, и несколько раз ополаскивать тарелки. В этом случае на поверхности не останется агрессивных частиц, а кожа рук сохранит первозданный вид.

Анализируйте состав продукции перед ее приобретением. Всегда подбирайте средства в соответствии со сложностью предстоящих работ. Благодаря этому вы сможете добиться максимальной их эффективности и избежать негативных проявлений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Коротенько о ПАВ. Страшно? Нет!

Задумывались ли Вы о том, какие химические вещества содержаться в моющих средствах, и какое воздействие они могут оказать на Ваш организм? Многие возможно задавались такого рода вопросами, а кто-то полностью доверяет производителям и использует их продукцию без особых знаний о возможной опасности.

На рынке сегодня представлено множество различных моющих средств, и важно обезопасить себя от некачественной и опасной продукции, которая может нанести вред Вам и Вашей семье.

Поверхностно-Активные Вещества (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.

Итак, все ПАВ делятся только на две группы: ионогенные и неионогенные.

Ионогенные ПАВ: катионные, анионные, амфотерные.

Неионогеннные ПАВ: алкилполиглюкозиды, алкилполиэтоксилаты.

И вот отсюда нам становится очень интересно.

Объемы производства и потребления катионоактивных ПАВ значительно меньше анионоактивных, однако выпуск их увеличивается.
В синтетических моющих средствах с дезинфицирующим действием используются четвертичные аммониевые соли первичных, вторичных и третичных аминов, а в последнее время и оксиды аминов.

Я никогда не использую катионные ПАВ в своих средствах для кожи, несмотря на их дешевизну, экономичность ввода, способность к обильному и стойкому пенообразованию с огромными пузырями.

АМФОТЕРНЫЕ ПАВ. В зависимости от рН среды обладают анионактивными или катионактивными свойствами. В щелочной среде проявляют анионактивные свойства, в кислой среде — катионактивные. К амфотерным ПАВ относятся бетаины, аминоксиды и такие ПАВ как имидазолины (кокоамфодиацетат натрия).

Амфотерные ПАВ широко применяются в производстве пеномоющих средств и шампуней благодаря их мягкому воздействию на кожу. Применяются даже в средствах для младенцев. Посмотрите на состав вашего средства для душа, посмотрите состав моющего средства длля вашего ребенка. Вы наверняка увидите там кокамидопропил бетаин. Это самый распространенный ингридиет подобных средств.

Это еще интереснее.

Давайте разбираться. При рН 7, т.е. быть щелочным. Или производители вешают нам лапшу о рН=5,5?

К амфотерным ПАВ я отношусь довольно осторожно. И применяю их в смываемых средствах для кожи только тогда, когда значение рН не обязательно должен быть слабокислотный.

АНИОННЫЕ ПАВ. К анионным ПАВ относятся карбоновые кислоты и соли синтетических жирных кислот это соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов (отрицательно заряженных ионов), обусловливающих поверхностную активность. На долю анионоактивных из всех производимых ПАВ приходится более 70%.

Да, пена гораздо менее «высокая», стабильная, скорее она походит на крем-пену, но кожа однозначно говорит мне: «спасибо» за такое к ней отношение.

НЕИОНОГЕННЫЕ ПАВ. Не диссоциируют в растворах на ионы, являются смесью гомологов с различной длиной полиоксиэтиленовой цепи (моно- и ди- глицериды жирных кислот, амиды жирных кислот, алкилгликозоиды). Они могут использоваться как в присутствии растворимых солей, так и в кислой или щелочной средах.

Пенообразующая способность неоногенных ПАВ существенно ниже, чем всех вышеперечисленных. Это связано с большей скоростью образования адсорбционных слоев у ионогенных ПАВ. Стабильность пены повышается с ростом концентрации.

Но мне думается, что если Вы читаете этот мой короткий обзор, значит для Вас имеет значеие, из чего сделан «вкусненький гелик для душа», а значит Вы просто перестали быть жертвой ркламы.

Источник

ПАВ (Поверхностно Активные Вещества) — это, как правило, химические вещества, которые содержатся в любом чистящем средстве, даже в обычном мыле. Как раз благодаря ПАВам чистящее средство чистит.

Для чего ПАВы нужны?

Проблема в том, что грязь, особенно жир, очень сложно смыть водой. Попробуйте помыть жирные руки водой. Вода будет стекать, не смывая жир. Молекулы воды не липнут к молекулам жира и не забирают их с собой. Стало быть, задача в том, чтобы прикрепить молекулы жира к молекулам воды. Именно это и делают ПАВы.

Молекула ПАВ представляет собой сферу, один полюс которой — липофильный (соединяется с жирами), а другой — гидрофильный (вступает в связь с молекулами воды). То есть, одним концом частица ПАВ прикрепляется к частице жира, а другим концом — к частицам воды.

Как ПАВ влияют на наше здоровье?

Большая часть влаги человеческого тела имеет также жировую основу. Т.е. например защитный слой кожи (липиды — жиры, которые защищают кожу от попадания в организм различных бактерий) является жировой пленкой и естественно разрушается ПАВами. А зараза нападает на то место, которое наименее защищено, что конечно же вредно для здоровья человека.

Специалисты утверждают, что после применения моющего средства защитный слой кожи должен успеть восстановиться в течение 4 часов до, как минимум 60%. Это установленные ГОСТом нормы гигиены. Однако далеко не все моющие средства обеспечивают такую восстановимость кожи. А обезжиренная и обезвоженная кожа быстрей стареет.

Кроме того, небиоразлагаемые ПАВы могут накапливаться в мозге, печени, сердце, жировых отложениях (особенно много) и продолжать разрушение организма длительное время. А поскольку без моющих средств практически никто не обходится, то ПАВы постоянно пополняются в нашем организме обеспечивая непрерывный вред телу. ПАВы также влияют на репродуктивную функцию у мужчин, аналогично радиоактивному излучению.

Проблема усугубляется тем, что наши очистные сооружения плохо справляются с удалением ПАВов. Поэтому вредные ПАВы возвращаются через водопровод к нам почти в той же концентрации, в которой мы их выливаем в сток. Исключение составляют только средства с биоразлагаемыми ПАВами.

Какие бывают ПАВы?

— Анионные ПАВ. Основным достоинством является относительно невысокая стоимость, эффективность и хорошая растворимость. Но они наиболее агрессивны по отношению к организму человека.

— Катионные ПАВ. Обладают бактерицидным свойством.

— Неионогенные ПАВ. Основным достоинством является благоприятное действие на ткань и главное — 100% биоразлагаемость.

— Амфолитные ПАВ. В зависимости от среды (кислотность/щелочность) проявляют себя либо как катионные, либо как анионные ПАВы.

Как ПАВы влияют на окружающую среду?

Один из основных негативных эффектов ПАВ в окружающей среде — понижение поверхностного натяжения. Например в океане изменение поверхностного натяжения приводит к снижению показателя удерживания CO2 и кислорода в массе воды. А это негативно влияет на водную флору и фауну.

Кроме того, почти все ПАВ, используемые в промышленности и домашнем хозяйстве, попадая на частички земли, песка, глины, при нормальных условиях могут высвобождать ионы тяжёлых металлов, удерживаемые этими частичками, и тем самым повышать риск попадания данных веществ в организм человека.

Что такое биоразлагаемое ПАВ?

Одним из основных критериев экологической безопасности товаров бытовой химии является биоразлагаемость ПАВ, которые входят в их состав. ПАВ делятся на те, которые быстро разрушаются в окружающей среде и те, которые не разрушаются и могут накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях.

100% биоразлагаемостью обладают только некоторые неионогенные ПАВ, в первую очередь получаемые на основе биологического сырья, а не нефтепродуктов.

Источник

Анионные ПАВ

Оглавление

Введение

Анионные ПАВ (АПАВ) – это дифильные органические соединения, ко торые, диссоциируя в воде, образуют анион с длинным углеводородным ради калом – носителем поверхностной активности; катион при этом не является по верхностно-активным. К числу основных АПАВ относятся:
— мыла RCOONa, RCOOK;
— алкилсульфаты и алкилфосфаты ROSO₃Me, ROPO₃Me₂;
— алкиларилсульфонаты (чаще всего алкилбензолсульфо наты RC₆H₄SO₃Me);
— алкилсульфонаты и алкилфосфонаты RSO₃Me, RPO₃Me₂;
— алкилсульфосукцинаты

— алкилэтоксисульфаты и алкилэтоксифосфаты

Наибольшее распространение среди анионных ПАВ получили соедине ния, включающие от 10 до 20 атомов углерода в алифатической цепи. Если в алифатической цепи в качестве заместителя содержится бензольное кольцо, то
минимальное число атомов углерода снижается до 8-14. Анионоактивные ПАВ составляют более 60 % всех производимых ПАВ
для СМС. Наибольшее применение нашли натриевые, калиевые, этаноламино вые и аммониевые соли алкилкарбоновых кислот. Кроме вышеперечисленных ПАВ широко применяются сульфаты глицеридов алифатических кислот, на пример, касторового масла и сульфопроизводные моно- и диэтаноламидов али фатических кислот.

Большой интерес представляют соли полуэфиров сульфоянтарной кисло ты – сульфосукцинаты. Сульфосукцинаты служат активной основой туалетных мыл, синтетических кусковых и пастообразных моющих средств, шампуней и пенных препаратов для ванн.

1 Соли алкилкарбоновых кислот (мыла)

2 Первичные алкилсульфаты и алкилэтоксисульфаты

В пиридинсульфотриоксиде и в диоксансульфотриоксиде атом серы, имеющий дефицит электронной плотности, связан со свободной парой электро нов атомов азота или кислорода. Карбамидсульфотриоксид получают при взаимодействии карбамида и олеума (в реакцию вступает триоксид серы, со держащийся в олеуме):

При температуре выше 300С протекает побочная реакция образования сульфаминовой кислоты по уравнению:

Основной способ получения первичных алкилсульфатов заключается в сульфатировании первичных алканолов с последующей нейтрализацией реак ционной массы растворами гидроксидов металлов (натрия, магния), аммиака или аминов. Алкилэтоксисульфаты для желеобразных шампуней часто полу чают в виде 20-25 % растворов магниевых солей.
Наиболее перспективной считается технология сульфатирования газооб разным серным ангидридом, которая позволяет получать продукты с неболь шим содержанием примесей и приемлемой цветностью. Следует отметить, что требования к цветности алкилсульфатов и алкилэтоксисульфатов самые разно образные. Например, алкилсульфаты для косметических препаратов требуют отбелки. Ее проводят газообразным хлором, пероксидом водорода, гипохлори том или борогидридом натрия. Успешно решена проблема снижения вязкости солей алкилэтоксисульфатов, и на мировой рынок поступают концентраты с со держанием основного вещества до 70 %, что, безусловно, связано с применени ем эффективных гидротропов.
Брутто-процессы с участием различных сульфатирующих агентов можно представить в виде следующих реакций:

а) гидрогенолиз метиловых эфиров СЖК,

б) при производстве СЖК), в) синтез из этилена через алюмоорганические соеди нения.
Сульфатирование первичных и вторичных алканолов серной кислотой яв ляется обратимым процессом и может быть представлено следующими реак циями:

Увеличение концентрации реагирующих веществ и удаление продуктов реакции, в основном воды, сдвигает равновесие в сторону образования сульфо эфиров. При сульфатировании хлорсульфоновой кислотой эффект смещения равновесия достигается за счет удаления из зоны реакции хлорида водорода. В этом случае не требуется большой избыток кислоты, как при использовании серной кислоты.
При сульфатировании высших алканолов реакция сопровождается рядом побочных процессов, к которым относятся:
а) внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов (обратимая реакция):

б) межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров (необ ратимая реакция):

в) последовательное окисление алканолов до альдегидов и кислот:

г) этерификация образующихся кислот спиртами с образованием слож ных эфиров:

д) образование диалкилсульфатов:

Последняя из представленных реакций играет особенно важную роль и обычно протекает в начале процесса сульфатирования при недостатке серной кислоты. По мере введения рецептурного количества сульфатирующего агента идет распад диалкилсульфатов и образование моноалкилсульфатов. Кроме того, возможны реакции изомеризации и полимеризации алкенов, а также реакции осмоления, крекинга, вызываемые местными перегревами в про цессе сульфатирования. Для определения оптимальных условий сульфатирова ния необходимо знать механизм основной и побочных реакций.

Во-первых, следует отметить, что реакции сульфатирования экзотермичны, поэтому во из бежание осмоления (ухудшения цветности продукта) сульфатирующие агенты подают в раствор постепенно при хорошем перемешивании, иногда распыляют над реакционной массой, разбавляют или вводят (триоксид серы) в виде ком плексов с диоксаном, пиридином или карбамидом.

Кинетические закономерности и механизм реакции этерификации спиртов серной кислотой

Избыток алканола способствует протеканию данной реакции, поэтому ди алкилсульфаты образуются в начале процесса сульфатирования. На все пере численные процессы большое влияние оказывает структура алканола, темпера тура, продолжительность реакции, вид и количество сульфатирующего реаген та. Константа скорости сульфатирования первичных алканолов выше чем вто ричных. Скорость же побочных процессов (дегидратация, окисление) выше у вторичных алканолов.
Для смещения равновесия сульфатирования вправо, для предотвращения гидролиза сульфоэфиров и предотвращения образования диалкилсульфатов не обходимо применение большого избытка (обычно 80-150 %) высококонцентри рованной (не менее 98%) cерной кислоты. При сульфатировании хлорсульфо новой кислотой необходимый избыток составляет всего 5-10 %, поскольку вы деляющийся хлорид водорода удаляется из сферы реакции.

Для сведения к минимуму побочных процессов температура сульфатиро вания должна быть как можно более низкой. Поддержание низкой температуры осложнено экзотермичностью реакции. При чрезмерном снижении температуры замедляется и собственно процесс сульфатирования. Для первичных алканолов оптимальная температура сульфатирования составляет 35-40 0С, а для вторич ных – не выше 20 0С. Глубина сульфатирования определяется природой сульфа тирующего агента и сульфатируемого спирта. Максимальная глубина сульфа тирования достигается в реакционных системах первичный алканол – триоксид серы.

Технология и аппаратурное оформление сульфатирования

Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования жирных спиртов периодическим способом

Отметим еще раз некоторые особенности процесса: в процессе сульфати рования выделяется реакционная вода, серная кислота разбавляется и ее суль фатирующая способность при этом снижается.
Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования высших жирных спиртов хлорсульфоновой кислотой приведена на рис.1.

Рис.1. Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования спиртов хлор сульфоновой кислотой: 1 – ёмкость спиртов; 2 – ёмкость хлорсульфоновой ки слоты; 3 – сульфуратор; 4 – каплеотбойник; 5,6 – скрубберы; 7 – вентилятор; 8,11 – насосы; 9 – ёмкость раствора гидроксида натрия; 10 – ёмкость раствора соляной кислоты.

В сульфуратор 3, снабженный мешалкой, из ёмкости с обогревом 1 за гружают высшие жирные спирты и из мерника 2 постепенно приливают хлор сульфоновую кислоту. Скорость поступления кислоты регулируют так, чтобы температура реакционной массы не превышала 35 0С. Для отвода и нейтрализа ции хлороводорода предусмотрены каплеотбойник и скрубберы.

Нейтрализация алкилсерных кислот
По окончании процесса сульфатирования реакционная масса подвергается нейтрализации. Для нейтрализации применяют водные растворы гидроксидов щелочных металлов (натрия, калия) или магния и органические третичные ами ны. При этом протекают две основные реакции: нейтрализация сульфоэфиров и нейтрализация избытка сульфоагента:

Концентрация раствора щелочи определяется типом применяемого суль фоагента. При сульфатировании серной кислотой или олеумом нейтрализацию проводят 20 % раствором щелочи, если же для сульфатирования были исполь зованы хлорсульфоновая кислота или триоксид серы, для получения маловязко го продукта применяют 8-10 % водный раствор гидроксида натрия. Тепловой эффект реакции нейтрализации сопоставим с тепловым эффектом реакции сульфатирования. Образующийся сульфат натрия значительно повышает вяз кость массы к концу нейтрализации, что затрудняет проведение нейтрализации при относительно низкой температуре.

После нейтрализации реакционная масса приобретает консистенцию пас ты. Важным показателем, характеризующим состав пасты, является содержание в ней несульфатированных веществ, которое определяется глубиной проведен ия предыдущей стадии сульфатирования. Этот показатель является минималь ным при использовании в качестве сульфатирующего агента триоксида серы.

Технология и аппаратурное оформление нейтрализации сульфомассы периодическим способом

Рис. 2. Аппарат для непрерывного сульфатирования: 1 – корпус; 2 – вращаю щийся диск; 3 – труба для подачи воздуха; 4 – термометр; 5 – охлаждающие змеевики

Сульфатирование насыщенных алканолов триоксидом серы

Газ (SO₃ + азот, SO₃ + воздух) из кольцевого коллектора по трубе диа метром 20-30 мм поступает по барботеру к нижней турбинке, которая захваты вает газ и жидкость и выбрасывает газовую эмульсию сульфатирующего агента.
Остальные турбинки и специально вмонтированные в аппарат перегородки обеспечивают интенсивное перемешивание газожидкостной эмульсии. Сульфа тирование осуществляется в нескольких расположенных каскадно сульфурато рах. Для проведения процесса сульфатирования или сульфирования непрерыв ным методом применяют также пленочные аппараты различных конструкций, в том числе со стекающей или восходящей пленкой.
Принципиальная технологическая схема сульфатирования алканолов и сульфирования алкилбензолов, включающая три сульфуратора, представлена на рис.6.

Рис. 6. Технологическая схема сульфатирования спиртов триоксидом серы:
1 – ёмкость спиртов; 2 – сульфураторы; 3 – постреактор; 4 – гидролизёр; 5 – нейтрализатор; 6 – дозреватель; 7,10 – вентиляторы; 8 – циклон; 9 – абсорбер; 11 – скруббер; 12, 14 – ёмкости; 13,15 – насосы.

3 Вторичные алкилсульфаты и их соли

В основе получения вторичных алкилсульфатов и их солей лежат две реакции:

а) присоединения серной кислоты к высшим алкенам

б) нейтрализация сульфоэфиров растворами гидроксида натрия.

Присоединение серной кислоты к алкенам протекает легко по правилу Марковникова и механизму электрофильного присоединения. Механизм реакции обычно трактуется как ионный. Вначале протон кислоты присоединяется к алкену, в результате чего образуется вторичный карбкатион, поскольку он стабильнее первичного карбкатиона:

На второй стадии анион кислоты присоединяется к карбкатиону, в результате чего образуется вторичный алкилсульфат:

Процесс получения вторичных алкилсульфатов сопровождается рядом побочных реакций: образование диалкилсульфатов, олигомеризация алкенов и др. Диалкилсульфаты образуются в том случае, когда анион алкилсерной кислоты выступает в роли нуклеофильного агента по отношению к карбкатиону.

По карбкатионному механизму происходит образование олигомеров:

При отщеплении протона образуется ненасыщенный димер, затем тример и т.д. Обрыв цепи может происходить и на соответствующих анионах. Вторичные алкилсульфаты могут быть также получены из вторичных спиртов по обратимой реакции сульфатирования вторичных алканолов. Данный процесс был рассмотрен ранее.

4 Алкиларенсульфонаты

4.1 Алкилбензолсульфонаты на основе алкилхлоридов

Процесс включает следующие стадии: хлорирование деароматизирован ного керосина или н-алканов, получение алкилбензолов, сульфирование алкил бензолов, нейтрализацию и получение товарного продукта.

Хлорирование углеводородов

Хлорирование насыщенных алифатических (предельных) углеводородов протекает по схеме:

Алкилирование бензола алкилхлоридами

Следующей стадией процесса получения сульфонола является алкилиро вание бензола алкилхлоридами. Процесс протекает по реакции Фриделя- Крафтса, которую в общем виде можно представить следующим образом:

Поскольку при хлорировании предельных углеводородов (н-алканов) об разуются в основном вторичные алкилхлориды, при алкилировании получается также смесь алкилбензолов, в которых ароматическое кольцо занимает различ ные положения. Несмотря на обратимость реакции алкилирования, в реальных условиях процесс протекает практически необратимо.
Реакция алкилирования бензола алкилхлоридами подчиняется механизму электрофильного замещения. Катализаторами процесса служат протонные ки слоты или кислоты Льюиса (трихлорид алюминия). Электрофильным агентом в этой реакции является карбоний-ион, образующийся из алкилхлорида. Галоге нид алюминия, взаимодействуя с галогеналканом, поляризует связь углерод- галоген, увеличивая электрофильность галогеналкана:

Образовавшийся электрофильный агент вызывает поляризацию π- электронной системы ароматического кольца. Образуется промежуточный π- комплекс, который перегруппировывается в карбоний-ион т.н. σ-комплекс. По следний, теряя протон, превращается в алкилбензол с выделением хлорида во дорода и регенерацией катализатора – хлорида алюминия:

Алкилбензол, вследствие +I-эффекта заместителя, является более силь ным нуклеофильным реагентом, чем бензол. Это и служит причиной образова ния ди-, три- и полиалкилбензолов:

Для того чтобы остановить реакцию на стадии моноалкилирования, ее проводят в большом, обычно 5-6 кратном, избытке бензола.
В присутствии дихлоралканов протекает реакция внутримолекулярного алкилирования, в результате которой образуются производные тетралина и ин дана. Последние продукты являются источником образования красящих ве ществ, придающих сульфону темный цвет.

Сульфирование алкилбензолов

5 Алкилсульфонаты

В связи с ужесточением требований к биоразлагаемости ПАВ в рецепту ры современных СМС вводят преимущественно не алкилбензолсульфонаты, а алкилсульфонаты – производные серной кислоты, в молекуле которой одна или обе гидроксильные группы замещены углеводородными остатками.

Их получают сульфохлорированием или сульфоокислением предельных угле водородов. Сульфохлорирование (брутто-процесс) может быть представлено в виде нижеприведенной реакции:

Продуктом реакции является хлорангидрид алкансульфоновой кислоты.
Сульфохлорирование алканов протекает при использовании диоксида серы и хлора по свободнорадикальному механизму. Инициаторами процесса служат ультрафиолетовое облучение, органические пероксиды и радиоактивные веще ства. Под действием УФ-лучей из молекул хлора образуются свободные ради калы, которые взаимодействуют с алканами, образуя свободные алкильные ра дикалы. Последние взаимодействуют с сернистым ангидридом и хлором, обра зуя хлорангидрид алкансульфоновой кислоты:

При нейтрализации хлорангидридов образуются ПАВ – натриевые соли алкансульфоновых кислот:

Сульфоокисление алканов

Алканы реагируют с сернистым ангидридом в присутствии кислорода при УФ-облучении. В качестве сырья применяют тщательно очищенные предель ные углеводороды, продуктами реакции являются алкансульфоновые кислоты:

Сульфоокисление протекает также по свободнорадикальному механизму. Инициаторами процесса служат ультрафиолет, пероксиды, γ-излучение. По ре акциям, приведенным ниже, генерируются свободные радикалы и свободные алкильные радикалы:

В результате последней реакции образуется алкилпероксисульфоновая кислота, которая легко распадается с образованием целевого продукта – алкил сульфоновой кислоты и новых свободных радикалов:

Вторичные алкилсульфонаты получают по реакциям алкенов с бисульфи том натрия в присутствии окислителей или кислорода

C применением данной реакции получают соли моноэфиров (полуэфиров) сульфоянтарной кислоты. Процесс ведут в две стадии. На первой стадии из гид роксилсодержащих соединений и малеинового ангидрида синтезируют моно эфиры малеиновой кислоты:

На второй стадии полученный моноэфир малеиновой кислоты сульфиру ют сернистым натрием или бисульфитом натрия, получая соответствующую на триевую соль сульфосукцината

Сульфосукцинаты являются активной основой туалетного мыла, куско вых и пастообразных СМС, а также шампуней, пенных препаратов для ванн.

6 Эпоксидированные алкилкарбоновые кислоты, растительные масла и поверхностно-активные вещества на их основе

Благодаря наличию двойных связей в жирнокислотных остатках тригли церидов растительных масел, они способны эпоксидироваться. Эпоксидирова нию подвергаются соевое, льняное и дегидратированное касторовое масло. В качестве эпоксидирующих агентов применяют органические надкислоты (над муравьиную, надуксусную, мононадфталевую). Надкислоты получают из пе роксида водорода и органической кислоты, например:

Эпоксидирование протекает с участием двойных связей жирнокислотных остатков и надкислот (реакция Прилежаева):

При взаимодействии эпоксидированных кислот с неорганическими ки слотами (серной, ортофосфорной) получаются гидроксиэфиры кислот:

Чаще всего их используют в виде натриевых или калиевых солей.

7 Эфиры ортофосфорной кислоты (эфирофосфаты)

При взаимодействии гидроксилсодержащих соединений (спиртов, глице ридов, продуктов их оксиэтилирования и др.) с фосфорилирующими агентами (P₂O₅ – пятиоксидом фосфора, POCl₃ – хлороксидом фосфора, H₄P₂O₇ – пиро фосфорной кислотой) образуются эфирофосфаты – производные ортофосфор ной кислоты.
Эфирофосфаты вводят в состав жидких моющих средств, поскольку эфи ры ортофосфорной кислоты хорошо переносятся кожей и слизистыми оболоч ками человека. Натриевые соли фосфатов оксиэтилированных алкилфенолов являются хорошими эмульгаторами в составе кремов для укладки волос. В со ставах для укладки волос эфиры ортофосфорной кислоты являются не только хорошими эмульгаторами, но и антистатиками, предохраняющими волосы от рассыпания. Эфирофосфаты образуют прозрачные спиртовые лосьоны для рук. В сочетании с неионогенными ПАВ они оказывают гидротропное действие при их солюбилизации.
Фосфорилированные аддукты широко применяют в технике. Они служат противоизносными присадками в смазочных маслах и смазочно-охлаждающих жидкостях. Эфирофосфаты применяют как добавки к моторным маслам, пре дотвращающие образование нагара и отложений. Фосфорилированные аддукты обладают противокоррозионными свойствами. Их действие как ингибиторов коррозии объясняется хемосорбцией на оксидированной поверхности металла.
Мономолекулярный слой ПАВ – эфиров ортофосфорной кислоты образуется менее чем за одну минуту, а далее образуется двойной и полимолекулярный слой адсорбированного ПАВ.
Фосфорилированные аддукты окисда этилена и алкилфенолов применяют в качестве целевых добавок при получении лакокрасочных материалов, контак тирующих с пищевыми продуктами. Диалкилполиоксиэтиленгликолевый эфир ортофосфорной кислоты (оксифос, КД-6) является эффективным диспергатором при получении пигментированных лакокрасочных материалов, а также моди фикатором полимерных материалов.

Способы получения эфирофосфатов

Наиболее распространенными способами получения эфиров ортофосфор ной кислоты являются:

1) взаимодействие пятиоксида фосфора (в виде симмет ричной димерной оксидной структуры) со спиртами

Это самый старый и дешевый метод получения эфирофосфатов;

2) взаимодействие полифосфорных кислот со спиртами (на примере три фосфорной кислоты)

3) прямая этерификация ортофосфорной кислоты спиртами. Без катали затора такой процесс практически не протекает. Для интенсификации этери фикации применяют конденсирующие реагенты типа карбодиимидов

4) взаимодействие спиртов и фенолов с хлороксидом фосфора. В ре-
зультате реакции образуются моно-, ди- и триэфиры ортофосфорной кислоты

Смеси моно- и диэфиров разделяют на основе различной растворимости солей щелочноземельных металлов. Неорганические фосфаты и ортофосфор ную кислоту как примеси удаляют реакцией с гидроксидом бария. Бариевые со ли ортофосфорной кислоты нерастворимы в воде, а бариевые соли органиче ских фосфатов растворяются в воде.

Источник

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, в-ва, адсорбция к-рых из жидкости на пов-сти раздела с др. фазой (жидкой, твердой или газообразной) приводит к значит. понижению поверхностного натяжения (см. Поверхностная активность). В наиб. общем и важном с практич. точки зрения случае адсорбирующиеся молекулы (ионы) ПАВ имеют дифильное строение, т. е. состоят из полярной группы и неполярного углеводородного радикала (дифильные молекулы). Поверхностной активностью в отношении неполярной фазы (газ, углеводородная жидкость, неполярная пов-сть твердого тела) обладает углеводородный радикал, к-рый выталкивается из полярной среды. В водном р-ре ПАВ на границе с воздухом образуется адсорбц. мономолекулярный слой с углеводородными радикалами, ориентированными в сторону воздуха. По мере его насыщения молекулы (ионы) ПАВ, уплотняясь в поверхностном слое, располагаются перпендикулярно пов-сти (нормальная ориентация).

В зависимости от состояния ПАВ в р-ре условно различают истинно р-римые (молекулярно-диспергированные) и коллоидные ПАВ. Условность такого разделения состоит в том, что одно и то же ПАВ может относиться к обеим группам в зависимости от условий и хим. природы (полярности) р-рителя. Обе группы ПАВ адсорбируются на фазовых границах, т. е. проявляют в р-рах поверхностную активность, в то время как объемные св-ва, связанные с возникновением коллоидной (мицеллярной) фазы, проявляют лишь коллоидные ПАВ. Указанные группы ПАВ отличаются значением безразмерной величины, к-рая наз. гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) и определяется отношением:

В нач. 60-х гг. 20 в. Д. Девисом была разработана шкала ГЛБ со значениями от О до 40. ПАВ с липофильными св-вами имеют низкие значения ГЛБ, с гидрофильными-высокие. Каждой группе атомов, входящей в молекулу ПАВ, приписывается групповое число. При сложении этих чисел получают ГЛБ по ф-ле:

ГЛБ = гидрофильных групповых чисел + 4- гидрофобных групповых чисел + 7.

Хотя понятие о ГЛБ является достаточно формальным, оно позволяет определять области применения ПАВ. Так, для образования эмульсий вода/масло ГЛБ лежит в пределах 3-6, эмульсий масло/во да-8-16, для смачивателей-7-9, для моющих средств-13-15.

Поверхностная активность ПАВ, относящихся к разным группам, определяется по-разному. Для истинно р-римых ПАВ она равна макс. значению производной

Классификация ПАВ. В данной статье описывается классификация, принятая на III Международном конгрессе по ПАВ и рекомендованная Международной организацией по стандартизации (ISO)в 1960. Она основана на хим. природе молекул и включает четыре осн. класса ПАВ: анионактив-ные, катионактивные, неионогенные и амфотерные. Иногда выделяют также высокомол. (полимерные), перфторир. и кремнийорг. ПАВ, однако по хим. природе молекул эти ПАВ м. б. отнесены к одному из вышеперечисл. классов.

Анионактивные ПАВ содержат в молекуле одну или неск. полярных групп и диссоциируют в водном р-ре с образованием длинноцепочечных анионов, определяющих их поверхностную активность. Это группы: COOH(M), OSO 2 OH(M), SO 3 H(M), где M-металл (одно-, двух- или трехвалентный). Гидрофобная часть молекулы обычно представлена предельными или непредельными алифатич. цепями или алкилароматич. радикалами. Выделяют 6 групп анионактивных ПАВ.

1) Производные карбоновых к-т (мыла): RCOOM, ROOC (СН 2 ) n СООМ, RC 6 H 4 (СН 2 ) n СООМ, RCH=CH — —(СН 2 ) n СООМ. 2) Первичные и вторичные алкилсульфаты ROSO 3 M, R’R : CHOSO 3 M, алкиларилэтилсульфаты RC 6 H 4 C 2 H 4 OSO 3 M, алкилциклогексилэтилсульфаты RC 6 H 10 C 2 H 4 OSO 3 M и т.п. (см. Авироль, Ализариновое масло, Алкилсульфаты). 3)Алкил- и алкилбензолсульфо-наты, сульфонаты сложных эфиров моно- и дикарбоно-вых к-т: RSO 3 M, RC 6 H 4 SO 3 M, ROOCCH 2 SO 3 M, ROOCCH 2 CH(COOR)SO 3 M (см. Алкилбензолсульфонаты, Нафталинсульфонаты, Сульфонаты). 4) Сульфо- и карбокси-этоксилаты спиртов, сульфоэтоксилаты карбоновых к-т, сульфоэтоксилаты алкилфенилэтиловых спиртов, диметал-лич. соли сульфоянтарной к-ты, соли сульфатов непредельных к-т: RO(C 2 H 4 O) n SO 3 M, RO(C 2 H 4 O) n CH 2 COOM, RCOO (C 2 H 4 O) n SO 3 M, RC 6 H 4 (C 2 H 4 O) 2 SO 3 M, ROOCCH 2 CH ·(COOM) SO 3 M, RCH (OSO 3 M)=CH (CH 2 ) n —COOM. 5) Азотсодержащие ПАВ: амидосульфонаты RCONR’—R : —SO 3 M, амиды сульфокарбоновых к-т RR’NOC—R : —SO 3 M, амидосульфаты RCONR’- R : —OSO 3 M, амидокарбоксилаты RCO(NH-R’—CO) n OM, в-ва с карбокси- и сульфогруппами RCONH—R— OCOR : (SO 3 M) —COOM. Вместо амидной группы во мн. таких в-вах м.б. также сульфоамидная группа, напр. RC 6 H 4 SO 2 NHCH 2 CH 2 SO 3 M. 6) Соли перфторир. карбоновых к-т, перфторир. сульфоацетатов, моно- и диалкил-фосфатов и фосфонатов, перфторир. фосфонаты и др. соединения.

Наиб. распространены алкилсульфаты и алкиларилсуль-фонаты. Оптим. поверхностно-активными св-вами обладают первичный додецилсульфат и прямоцепочечный доде-цилбензолсульфонат. Эти в-ва термически стабильны, малотоксичны (ЛД 50 1,5-2 г/кг, белые мыши), не раздражают кожу человека и удовлетворительно подвергаются биол. распаду в водоемах (см. ниже), за исключением алкиларил-сульфонатов с разветвленной алкильной цепью. Они хорошо совмещаются с др. ПАВ, проявляя при этом синергизм, порошки их негигроскопичны. Вторичные алкилсульфаты обладают хорошей пенообразующей способностью, но термически неустойчивы и применяются в жидком виде. Вторичные алкилсульфонаты обладают высокой поверхностной активностью, но весьма гигроскопичны. Перспективными являются ПАВ, у к-рых гидрофильная часть состоит из неск. функц. групп. Напр., динатриевые соли сульфоянтарной к-ты обладают хорошими санитарно-гигиенич. св-вами наряду с высокими коллоидно-хим. и технол. показателями при растворении в жесткой воде. ПАВ, содержащие сульфониламидную группу, обладают биол. активностью. Хорошими св-вами обладает также додецил-фосфат.

Катионактивные ПАВ меньше снижают поверхностное натяжение, чем анионахтивные, но они могут взаимод. химически с пов-стью адсорбента, напр. с клеточными белками бактерий, обусловливая бактерицидное действие. Взаимод. полярных групп катионактивных ПАВ с гидроксильны-ми группами волокон целлюлозы приводит к гидрофобиза-ции волокон и импрегнированию тканей.

Амфотерные (амфолитные) ПАВ содержат в молекуле гидрофильный радикал и гидрофобную часть, способную быть акцептором или донором протона в зависимости от рН р-ра. Обычно эти ПАВ включают одну или неск. основных и кислотных групп, могут содержать также и неионоген-ную полигликолевую группу. В зависимости от величины рН они проявляют св-ва катионактивных или анионактивных ПАВ. При нек-рых значениях рН, наз. изоэлектрической точкой, ПАВ существуют в виде цвиттер-ионов. Константы ионизации кислотных и основных групп истинно р-римых амфотерных ПАВ весьма низки, однако чаще всего встречаются катионно-ориентированные и анионно-ориентирован-ные цвиттер-ионы. В качестве катионной группы обычно служит первичная, вторичная или третичная аммониевая группа, остаток пиридина или имидазолина. В принципе вместо N м. б. атомы S, P, As и т. п. Анионными группами являются карбоксильные, сульфонатные, сульфоэфирные или фосфатные группы.

По хим. строению и нек-рому сходству св-в амфолитные ПАВ делят на 5 осн. групп: 1) алкиламинокарбоновые к-ты RNH (CH 2 ) n COOH; алкильный радикал амина обычно нормальный (прямоцепочечный), но если он расположен между аминной группой и карбоксильной, иногда имеет разветвленный характер. К этой же группе относят алкиламино-фенилкарбоновые к-ты RNHC 6 H 4 COOH; алкиламинокарбоновые к-ты с первичной, вторичной или третичной аминогруппой RCH (NH 2 ) COOH, RCH (NHR) COOH, R(CH 3 )NCH 2 COOH; с промежут. гидроксильной, эфирной, сложноэфирной, амидной или сульфоамидной группой; в-ва с двумя и более амино- и амидогруппами, с несколькими амино- и гидроксильными группами.

5) Полимерные амфолитные ПАВ: природные (белки, нуклеиновые к-ты и т.п.); модифицированные природные (олигомерные гидролизаты белков, сульфатир. хитин); продукты ступенчатой конденсации аминов, формальдегида, альбумина, жирных к-т; производные целлюлозы, полученные введением карбоксильных и диэтаноламиноэтильных групп; синтетические, в молекулах к-рых сочетаются структурные особенности всех приведенных выше групп амфотер-ных ПАВ (см., напр., ф-лы XII-XVI).

Применение ПАВ. Мировое произ-во ПАВ составляет 2-3 кг на душу населения в год. Примерно 50% производимых ПАВ используется для бытовой химии (моющие и чистящие ср-ва, косметика), остальное-в пром-сти и с. х-ве. Одновременно с ежегодным ростом произ-ва ПАВ соотношение между их применением в быту и пром-сти изменяется в пользу пром-сти.

ПАВ находят применение более чем в 100 отраслях народного хозяйства. Большая часть производимых ПАВ используется в составе моющих ср-в, в произ-ве тканей и изделий на основе синтетич. и прир. волокон. К крупным потребителям ПАВ относятся нефтяная, хим. пром-сти, пром-сть строит. материалов и ряд других. Наиб. важные применения ПАВ:

-повышение нефтеотдачи пластов посредством мицелляр-ного заводнения (оксиэтилированные алкилфенолы и спирты, алкилароматич. сульфонаты);

-антиокислительные, противозадирные и др. присадки в произ-ве минер. масел (мыла синтетич. жирных к-т, нефтяные сульфонаты, оксиэтилир. спирты) и пластич. смазок (производные фенолов, ариламины, алкил- и арилфосфаты);

-регулирование смачивания при флотации железных и марганцевых руд (мыла прир. и синтетич. жирных к-т, высшие алифатич. амины), руд редких металлов (алкиларсо-новые и алкилфосфоновые к-ты, алкилароматич. сульфонаты);

-произ-во хим. волокон (оксиэтилир. амины и амиды, проксанолы и проксамины, высшие спирты и к-ты);

-мех. обработка металлов: адсорбц. понижение прочности, повышение скоростей резания, строгания, фрезерования (мыла прир. и синтетич. жирных к-т, алкилароматич. сульфонаты, оксиэтилир. спирты и т.д.);

-пром-сть строит. материалов: регулирование мех. и рео-логич. св-в бетонных смесей за счет адсорбц. модифицирования компонентов (эфиры синтетич. жирных к-т, сульфонаты, алкиламины, алкилсульфаты, оксиэтилир. жирные к-ты);

Биологическое разложение ПАВ. Водные р-ры ПАВ в большей или меньшей концентрации поступают в стоки пром. вод и в конечном счете-в водоемы. Очистке сточных вод от ПАВ уделяется большое внимание, т. к. из-за низкой скорости разложения ПАВ вредные результаты их воздействия на природу и живые организмы непредсказуемы. Сточные воды, содержащие продукты гидролиза полифосфатных ПАВ, могут вызвать интенсивный рост растений, что приводит к загрязнению ранее чистых водоемов: по мере отмирания растений начинается их гниение, а вода обедняется кислородом, что в свою очередь ухудшает условия существования др. форм жизни в воде.

При биохим. очистке отработанных р-ров ПАВ окисление ведется в присут. ферментов. С увеличением т-ры скорость окисления увеличивается, но выше 35 0 C ферменты разрушаются. Анионактивные ПАВ адсорбируются на межфазных пов-стях раздела, вследствие чего снижается ферментативный гидролиз жиров, белков и углеводов, приводящий к угнетению жизнедеятельности бактерий.

Механизм биоокисления ПАВ устанавливается путем изучения промежут. продуктов распада. Так, в промежут. продуктах распада алкилбензолсульфонатов обнаружены: алкилбензолсульфонаты с короткой алкильной цепью; суль-фофенилкарбоновые к-ты в среднем с 4 атомами С в цепи; сульфокарбоновые к-ты с 5-6 атомами С; сульфодикарбоно-вые к-ты и сульфокислоты. Это позволяет предположить, что биоразложение начинается с концевой метильной группы. Чем ближе остаток продвигается к бензольному кольцу, тем окисление происходит медленнее. Конечной стадией является распад бензольного кольца на ненасыщ. соед., к-рые окисляются достаточно быстро и полно.

Алифатич. ПАВ окисляются быстрее, чем циклические, причем сульфонаты окисляются труднее, чем сульфаты.

По-видимому, это связано с тем, что сульфаты в воде гидролизуются. Прямоцепочечные первичные и вторичные алкилсульфаты за 1 ч полностью разрушаются в сточных водах. Алкилсульфаты с разветвленной цепью окисляются медленнее, а прямоцепочечные алкилбензолсульфонаты полностью распадаются лишь за 3 сут. Биоразложение катионактивных ПАВ мало изучено, нек-рые исследователи не рекомендуют сбрасывать их в сточные воды.

Лит.: Коллоидные поверхностно-активные вещества, пер. с англ. под ред. А. Б. Таубмана, 3. H. Маркиной, M., 1966; Физико-химические основы применения поверхностно-активных веществ, Ташкент, 1977; Поверхностно-активные вещества. Справочник, под ред. А. А. Абрамзона и Г. M. Паевого, Л., 1979; Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии, пер. с англ., M., 1980; А б r а м з о н А. А., Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение, 2 изд., Л., 1981; Успехи коллоидной химии, под ред. И. В. Петрянова-Соколова и К. С. Ахмедова, Ташкент, 1987. С. И. Файнгольд, В. П. Тихонов.

Источник

Не так страшен ПАВ, как его малюют

Думаю, что сухие строки о свойствах поверхностно-активных веществ «легким чтивом» не назовешь, однако без них не обойтись, если хочешь, чтобы больше никто не смел вешать лапшу тебе на уши.

Законное место натуральных моющих компонентов косметики — среди растительных масел, животных жиров, крахмальных, сапониновых, пектиновых и сахаристых соединений, щедро раздариваемых флорой. Эти вещества имеют бесчисленное количество вариаций своей молекулярной структуры, что обеспечивает им способность удалять разные типы веществ, загрязняющих кожу и волосы, не нарушая физиологический барьер эпидермиса.

Поверхностно-активные вещества (тензиды) представляют из собой соединения, которые при адсорбции (поглощении, связывании и удерживании другого вещества) снижают межфазное натяжение (способность к смешиванию двух веществ, например воды и масла) раствора. Иными словами, ПАВ можно назвать компетентными правоохранительными органами, которые быстро ловят и нейтрализуют преступников-вредителей и гадов-загрязнителей, затем крепко удерживают в местах заключения (то бишь внутри своей системы), а в процессе исполнения приговора не допускают бегства (растворения в воде) и смешивания со здоровой частью общества грязнуль-осужденных. Правоохранительные органы, простите, увлеклась, ПАВ имеют три департамента (три группы).

Первая группа — анионные и криптоанионные сульфосоединения

Эта группа тензидов является самой несовместимой с грязью, и именно ее больше всего ругают мылофобы. Анионные и криптоанионные соединения (ацетилпептиды, и лауретсульфаты натрия, калия, магния или аммония) лучше всех других групп ПАВ удаляют грязь с контактных поверхностей. Поэтому без них не обходится ни одно действенное очищающее средство.

Сырье и производство

Эту группу моющих субстанций люди научились производить раньше других (вспомним пассаж про пепел, котором посыпали себе голову древние мудрецы). По мере развития прогресса анионные тензиды стали варить из белков и жиров, ощелоченных (натриевая гидролизация) при помощи золы (самое популярное щелочное природное сырье — зола дерева Salasola soda) и других щелочных соединений. В качестве сырья для анионных и криптоанионных ПАВ используется кокосовое, пальмовое, рапсовое, соевое масло, свиной жир, спермацет, масло из коровьего и козьего молока.

Принцип действия

Выдающиеся очищающие качества анионных тензидов объясняются строением их молекул, которые состоят из двух частей — гидрофильной (любящей воду) и, наоборот, гидрофобной.

Первые позволяют им растворяться в воде (или полярных растворителях) и полностью смываться ею с поверхности кожи, а вторые — контактировать с неполярными веществами (углеводородами, смолами, мочевиной, пылью, жирами, маслами). Во время мытья с шампунем или мылом гидрофобные «челюсти» связывают захваченные частички грязи, помещая их в центр мицеллы (полого шара, образованного рядом молекул, гидрофильные «хвосты» которых направлены наружу, а внутрь — гидрофобные «головы»).

Свойства

Быстрая, полноценная, качественная эвакуация грязи с поверхности кожи и ее придатков, пенообразование, бактерицидное (ликвидация грамположительных микроорганизмов) и бактериостатическое, липолитическое (растворение окисленного жирового секрета сальных желез и смолисто-минеральных загрязнений кожи) действие.

Содержание анионных ПАВ в мылящей основе натуральных шампуней STYX — в гелях для душа и пенах для ванн STYX —

Вторая группа — катионоактивные ПАВ

Катионные тензиды — это соединения, которые диссоциируют (растворяются) в водном растворе с образованием катионов (положительно заряженных молекул).

Сырье и производство

Четвертичные аммониевые основания, представляют собой полисахариды, получаемые из молочных продуктов, ланолина, картофеля, кукурузы, сахарного тростника, свеклы, подсолнечника.

Принцип действия

В силу своего положительного заряда катионные тензиды притягиваются к отрицательно заряженным волосам и роговым чешуйкам эпидермиса, ускоряя их смачивание, фиксируют на их поверхности ценные лечебные компоненты, содержащиеся в косметическом препарате, а также оказывают брадикиназное действие (устраняют раздражение, зуд, жжение, отечность). Они захватывают и удерживают отрицательно заряженные частицы, убивают грамотрицательные бактерии.

Свойства

Катионные тензиды — ценные компоненты косметических препаратов (шампуней, бальзамов, кондиционеров): они активизируют пенообразование, повышают продуктивность кислородообмена кожи и волос, эмульгируют масляные и ароматические субстанции в водном растворе, оказывают бактерицидное действие, устраняют остаточный электрический заряд на волосах после мытья (антистатическое действие), обеспечивают легкое расчесывание, укладку и повышают КПД лечебных компонентов на кожу и волосы.

Содержание катионных ПАВ в мылящей основе натуральных шампуней STYX — в гелях для душа и пенах для ванн STYX —

Третья группа — амфотерные и неионные соПАВы

Производители качественной косметики для того, чтобы смягчить действие лучших, т. е. анионных очищающих ингредиентов (в частности, для того чтобы анионные ПАВ не повредили жировой комплекс гидролипидной мантии) и при этом не снизить ни на йоту очищающей активности препарата, обязательно вводят в мылящуюся формулу соПАВы. Амфотерные и неионные тензиды нейтрализуют кислотную реакцию анионов, способствуют их быстрому расщеплению, при этом увеличивая плотность и уменьшая «воздушность» (диаметр) пузырьков пены.

Сырье и производство амфотерных ПАВ

Амфотерные ПАВ являются одним из самых дорогих ингредиентов мылящейся основы. Их получают выжимкой, экстракцией, настаиванием, ректификацией и окислением природного сырья (как растительного, так и животного толка). Наиболее известные сырьевые источники амфотерных тензидов, а именно кокоамфоацетата, лактата, альфа-аминокислот, пектинов, восков, — это мыльнянка, водоросли, мякоть плодов яблони, корнеплоды (свекла, морковь, топинамбур), пальмовое масло, молочные продукты, ланолин.

Принцип действия амфотерных ПАВ

Даже элементарные познания в химии дают основания для сомнений в возможности совмещения в единой формуле катионных и анионных ПАВ, поскольку противоположно заряженные вещества, попарно притягиваясь друг к другу, уменьшают свое сродство с водой (выпадают в осадок), и, естественно, снижается очищающая активность. Только благодаря амфотерным тензидам эта проблема была разрешена: эти поверхностно-активные вещества благодаря своей способности легко отдавать и присоединять электронную пару проявляют как кислотные, так и основные свойства в зависимости от реакции среды, в которой они находятся (так в щелочной среде они становятся анионами, а в кислотной — катионами).

Свойства амфотерных ПАВ

Амфотерные тензиды защищают кожу и волосы от сухости и раздражения, реставрируют роговой слой эпидермиса и кератин волос, смягчают, повышают эластичность соединительной ткани, придают волосам шелковистость, а пене мылящегося вещества — кремообразную текстуру.

Содержание амфотерных ПАВ в мылящей основе натуральных шампуней STYX — в гелях для душа и пенах для ванн STYX —

Сырье и производство неионных ПАВ

Соединения, которые растворяются в воде без образования ионов, называют неионными. Их группу представляют полигликолевые и полигликоленовые эфиры жирных спиртов (например, фейстензид — Disodium Laurethsulfosuccinate — текучая жидкость, состоящая из лимонной кислоты и жирных спиртов). Получают неионные ПАВы оксиэтилированием растительных масел (касторовое, ростков пшеницы, льна, кунжута, какао, календулы, петрушки, риса, зверобоя). Неионные ПАВ существуют только в жидкой или пастообразной форме, поэтому не могут содержаться в твердых моющих средствах (мыло, порошки).

Принцип действия неионных ПАВ

Водные растворы сложных эфиров жирных кислот являют собой дисперсионный мицельный раствор, который часто называют «умным мылом», поскольку он эмульгирует грязь и жир, удаляя их с поверхности кожи и волос, не повреждая защитную мантию.

Свойства неионных ПАВ

Этот вид ПАВ привносит моющему средству мягкость, безопасность, экологичность (биоразлагаемость неионных тензидов составляет 100%). Они стабилизируют мыльную пену, обладают мягкими свойствами загустителя, оказывают брадикиназное и полирующее действие, реставрируя наружные слои эпидермиса и волос, способствуют активизации действия лечебных добавок очищающего препарата.

Содержание неионных ПАВ в мылящей основе натуральных шампуней STYX — (первое место по концентрации), в гелях для душа,

Вот коротенько и все. Не знаю, ГДЕ многоуровневые торговцы «самой лучшей в мире косметикой» услышали о том, что абсолютно безвредные для здоровья человека и животных ПАВ содержат «ядохимикаты и нитриты». Думаю, что ответ не важен, потому что проблема не в ПАВ, а в загаженных мозгах борцов с мылящимися субстанциями: любой вор уверен, что честных людей не бывает, любой продавец косметики, в рецептуру которой входят пестициды, диоксины и прочая дрянь, думает, что и другие так делают… И ошибается. Пока он изобличает в несуществующих грехах безвредные ингредиенты, порядочные косметические компании одаривают мир волшебными формулами, от которых люди становятся красивыми и молодыми, расставаясь с массой косметических недостатков. Поэтому умывайтесь радостно и спокойно, мойте волосы с удовольствием, делайте это хоть каждый день: натуральные ПАВ совершенно безвредны. И не слушайте дешевых проповедников, которые кому угодно могут повредить «кожу, глаза, уши, печень и мозг».

Очищающая основа шампуней

Представления о свойствах катионных, амфотерных и неионных ПАВ губительны еще для одной кривды — байки о том, что «косметика, обладающая очищающими и моющими свойствами, не может быть полезна для кожи и волос, поскольку все ее компоненты смываются водой». Конечно же, это абсурд, поскольку некоторые из ингредиентов мылящейся основы повышают проникающую способность и пролонгируют действие биологически активных веществ и лечебных добавок, содержащихся в шампунях, бальзамах для волос и гелях для душа. В качестве конкретного примера предлагаю рассмотреть оставшиеся компоненты мылящей основы шампуней STYX naturcosmetic.

Все шампуни STYX состоят из двух, соединенных в одной рецептуре формул: базисной (очищающей) основы и терапевтических добавок. Пропорциональное отношение первой и второй формулы составляет в среднем 8:2, за исключением базисного шампуня, состав которого предусматривает лишь очищающую формулу, а действенные компоненты в виде эфирных масел, настоев, экстрактов и отваров растений вводятся каждым по собственному вкусу, в соответствии с целями и потребностями.

Базисная основа шампуней состоит из трех групп поверхностно-активных веществ, обогащенных рядом активирующих очищающую формулу добавок, к которым относятся:

Молочные аминокислоты, пептиды, лактоферменты и лактогормоны — вещества, нормализующие работу сальных желез при любом типе волос, устраняющие зуд и раздражение кожи, перхоть, ликвидирующие патогенную микрофлору, провоцирующую развитие себореи.

Растительные церамиды (алкилы, алкенилы) — твердые или воскоподобные липидные вещества (сфинголипиды), получаемые из масел злаковых, бобовых растений и из животных жиров. Они повышают защитный барьер кожи, реставрируют поврежденные участки гидролипидной мантии, устраняют обезвоженность кожи, ее лабильность к внешним факторам. Церамиды (усиленные катионными ПАВ) реставрируют кератиновый панцирь волос, закрывая и уплотняя чешуйки наружного слоя. Делают волосы блестящими и гладкими, уменьшая их хрупкость, защищают кончики волос от расщепления.

Алейроновые аминокислоты (мини-протеины зерен пшеницы) — участвуют в биосинтезе клеток кожи и волос, восстанавливают поврежденные ткани, оказывают антиоксидантное, защитное действие. За счет обволакивающего эффекта придают волосам дополнительную толщину и прочность, облегчают расчесывание.

Масло льна — обеспечивает увлажняющий, противовоспалительный, брадикиназный эффект, повышает тонус волос и их способность держать форму, облегчает укладку.

Экстракт солодки — оказывает очищающее, противовоспалительное, бактерицидное, дренажное действие.

Сок алоэ — оказывает регенерирующее, метаболическое, успокаивающее, противовоспалительное, антиоксидантное, иммуностимулирующее действие, активизирует восстановительные процессы в поврежденных тканях.

Мед и цветочная пыльца — стимулируют тканевой метаболизм, микроциркуляцию. Оказывают увлажняющее, тонизирующее действие, активизируют репаративную регенерацию в поврежденных клетках.

Лимонный сок и яблочный уксус — оказывают очищающее, тонизирующее, адаптогенное действие. Смягчают, витаминизируют кожу и волосы, укрепляют капилляры. Повышают эластичность кератинового «панциря», устраняя пережженный вид травмированных волос.

Водоросли — оказывают детоксическое, укрепляющее действие, стимулируют процессы регенерации и обновления. Делают волосы блестящими и шелковыми.

Энзимы (аланин, альгинин, глутамин, треонин, целин, тирозин, метионин, барин, лицин, глицин и т. п.) — получают из растительного и животного сырья: протеазы — из растений, богатых белком (бобовые); липазы — из масел и жиров; амилазы — из растений, богатых углеводами, и молочных продуктов. Удаляют устойчивые и «тяжелые» загрязнения кожи и волос белковой, углеводной и жировой природы (отработанные участки тканей, продукты нефтеперегонки, компоненты смога, вредоносные включения водопроводной воды). Энзимы предельно безопасны для кожи, поскольку вне зависимости от интенсивности очищения не забирают из нее влагу, при этом легко смываются водой. Ферменты являются биологическими катализаторами обменных процессов кожи, ускоряющими химические реакции в жизнеспособных клетках и способствующими ускоренному отрастанию волос.

Лецитин и флюидлецитин — вещества класса фосфолипидов, являются природными эмульгаторами и строительным материалом для клеточных мембран (получают из растительного и животного сырья).

Полисахариды, к коим относятся и желатин, и пектин, и целлюлоза, и глюкоза, и фруктоза, — содержатся как в растительных (тростнике, свекле, яблоках, водорослях, злаках, корнеплодах), так и в животных продуктах (молоко). Полисахариды — энергетическая подпитка клеток, они активизируют процессы биосинтеза, устраняют стрессовые состояния кожи, удерживают влагу, мягко удаляя токсические вещества с поверхности кожи и волос. Часто полисахариды играют роль загустителей в косметических средствах.

Морская соль — являет собой источник электролитов, необходимых для процессов инфильтрации и гидролиза, благодаря которым осуществляется клеточный обмен веществ. Они повышают КПД усвояемости питательных веществ клетками, удаляют отработанные метаболиты и отмершие клетки волос и кожи. Регулируют проникающую способность косметических средств, поддерживают электролитический и кожи.

Растительные масла (макадамия, жожоба, ростки пшеницы, виноградные косточки, авокадо) — пережиривают очищающую формулу шампуня, обеспечивая защиту волос от повреждения и обезвоживания. (Свойства растительных масел см. в журнале «Эфирный мир», №40.)

Терапевтическая начинка шампуней

Натуральные шампуни STYX — самая популярная, самая покупаемая, самая продаваемая, самая дефицитная (иногда спрос превышает предложение), самая восхваляемая и самая… поразительная косметика. Обычно люди, решившие попробовать стиксовский шампунь, переполненные восторженными ощущениями, восхищенно восклицают: «Так вот ты какой, „Правильный“ Шампунь!», сожалея о том, что узнали об этом только сейчас.

Надо сказать, что оснований для восхищения рецептурой и действием шампуней STYX предостаточно. Взять хотя бы консистенцию препарата, похожую на густой гречишный мед, свидетельствующую о минимуме воды и максимуме концентрации активных веществ. «Ну зачем продавать людям воду, если твой бизнес — это производство косметики? Тот, кто предпочитает более жидкую консистенцию шампуня, в состоянии самостоятельно добавить в него воды предпочтительного количества и качества: минеральной, серебряной, святой, талой, дождевой„, — так объясняет Вольфганг Стикс свою фармацевтическую позицию. Поскольку первый раз все перебарщивают с количеством препарата (ведь у каждого свое представление о мизерной дозировке), сразу предупреждаю: для того чтобы отлично вымыть волосы средней длины, достаточно всего лишь 3 мл шампуня STYX.

Второе, о чем следует сказать особо, — это отсутствие необходимости мыть волосы дважды при использовании шампуней STYX. Великое разнообразие очищающих веществ в рецептуре, каждое из которых работает в своем стиле и на своем уровне, позволяет эффективно удалять поверхностные, глубокие и устойчивые загрязнения кожи и волос при однократном мытье.

На сегодняшний день существует пятнадцать видов шампуней STYX (с учетом новинки — шампуня «Розовый сад„), каждый из которых имеет неповторимую направленность действия, однако все их объединяет восемь фоновых качеств, присущих мылящейся основе: это противовоспалительное, брадикиназное, антиоксидантное действие, стимуляция микроциркуляции, выведение токсинов, увлажнение и восполнение витаминно-минеральных “пробелов» в питании клеток, облегчение укладки.

P. S. Моя сестренка всегда сильно переживает относительно выбора подарков близким на их день рождения. Полгода она бегает по магазинам, пытаясь найти ту единственную вещь, которая станет истинной радостью для одариваемого. Однажды на одну из солидных дат с каждым так случается — все даты становятся такими) моей жизни она преподнесла мне красивое издание. Это были философские притчи различных религиозных конфессий. Открыв книгу на первой попавшейся странице, я узнала об одном старом засохшем дереве, которое тысячи лет стремилось к солнцу, не сходя с места. Однажды крадущийся мимо дерева вор ужасно перепугался, спутав его силуэт с фигурой жандарма. Пробегавший мимо влюбленный юноша припал к корням дерева, узрев в его тени черты своей возлюбленной. После ребенок, запуганный страшными сказками, зашелся в рыданиях, увидев в раскидистом рисунке ветвей дерева на фоне неба оскал злобного чудища. Но дерево всегда было и оставалось всего лишь деревом, ибо мы видим мир таковым, каковы мы сами.

Так заканчивалась эта случайно прочитанная мною притча. Так, пожалуй, стоит закончить и эту статью.

Источник

Анионные ПАВ

Введение

Анионные ПАВ (АПАВ) – это дифильные органические соединения, ко торые, диссоциируя в воде, образуют анион с длинным углеводородным ради калом – носителем поверхностной активности; катион при этом не является по верхностно-активным. К числу основных АПАВ относятся:
— мыла RCOONa, RCOOK;
— алкилсульфаты и алкилфосфаты ROSO₃Me, ROPO₃Me₂;
— алкиларилсульфонаты (чаще всего алкилбензолсульфо наты RC₆H₄SO₃Me);
— алкилсульфонаты и алкилфосфонаты RSO₃Me, RPO₃Me₂;
— алкилсульфосукцинаты

— алкилэтоксисульфаты и алкилэтоксифосфаты

Наибольшее распространение среди анионных ПАВ получили соедине ния, включающие от 10 до 20 атомов углерода в алифатической цепи. Если в алифатической цепи в качестве заместителя содержится бензольное кольцо, то
минимальное число атомов углерода снижается до 8-14. Анионоактивные ПАВ составляют более 60 % всех производимых ПАВ
для СМС. Наибольшее применение нашли натриевые, калиевые, этаноламино вые и аммониевые соли алкилкарбоновых кислот. Кроме вышеперечисленных ПАВ широко применяются сульфаты глицеридов алифатических кислот, на пример, касторового масла и сульфопроизводные моно- и диэтаноламидов али фатических кислот.

Большой интерес представляют соли полуэфиров сульфоянтарной кисло ты – сульфосукцинаты. Сульфосукцинаты служат активной основой туалетных мыл, синтетических кусковых и пастообразных моющих средств, шампуней и пенных препаратов для ванн.

Источник

Состав моющих средств: что нужно знать, чтобы сделать уборку быстрой и эффективной

Состав моющих средств для большинства людей — явление из разряда непознанных. И если про кислоты и щелочи мы еще что-то помним из уроков химии, то что значат все остальные страшные названия? Что такое ПАВ? В чем отличия анионных ПАВ от катионных? И как чтение состава поможет отмыть жир с кафеля или удалить ржавчину с крана? Давайте обо всем по порядку.

ПАВ в моющих средствах: анионное неионогенному рознь

ПАВ — поверхностно активные вещества, один конец которых заряжен положительно, а другой — отрицательно. Они прикрепляются к загрязненным частицам, обволакивают их и уносят с поверхности вместе с водой. Молекула жира оказывается окруженной молекулами ПАВ и не может осесть обратно на поверхность, с которой её удалили.

Преимущество синтетических поверхностно-активных веществ в том, что их производят из углеводородного сырья. Поэтому они доступны, недороги и при этом эффективно справляются с загрязнениями даже в жесткой воде.

ПАВы есть во всех моющих средствах, начиная с обычного хозяйственного мыла и заканчивая продвинутыми гелями для уборки. Роль этих веществ в том, чтобы снизить поверхностное натяжение между загрязнением и водой, привести к образованию пены и не допустить повторного оседания частиц грязи на поверхность. Несмотря на общее название, одни ПАВы могут существенно отличаться от других. На этикетках моющих средств можно встретить три их вида.

Анионные ПАВ (А-ПАВ) — самые распространенные и дешевые в производстве вещества с отличной моющей способностью, но с агрессивным воздействием на кожу человека. Они применяются в медицине, промышленности, в быту и сельском хозяйстве, входят в состав лаков, красок, моющих средств, эмульсий, используются при изготовлении резины и пластмасс.

Если внимательно читать состав средства, то слова, которые заканчиваются на -ate, покажут наличие анионных ПАВ. Это различные сульфаты, стеараты, фосфаты, сульфанаты и другие. Впрочем, не все А-ПАВ так уж агрессивны, среди них есть и достаточно мягкие соединения, такие как disodium cocoyl glutamate, disodium laureth sulfosuccinate, sodium cocoyl isethionate, и lauryl lactyl lactate.

На агрессивность средства может влиять и то, как сочетаются анионные ПАВ с другими разновидностями поверхностно-активных компонентов. Если анионные сбалансированы другими видами ПАВ, то средство вполне может быть мягким по отношению к коже. Но это не повод забыть про перчатки — в работе с бытовой химией, какой бы мягкой она ни была, средства защиты должны быть обязательно.

Неионогенные ПАВ (НПАВ) — более прогрессивные и безопасные вещества, которые полностью распадаются в процессе мытья и превращаются в углекислый газ и воду. Они практически не раздражают кожу и слизистые оболочки, хорошо сочетаются с другими вспомогательными компонентами средства, обладают прекрасным моющим эффектом и справляются с загрязнениями не хуже ионных ПАВ.

Важно: чтобы минимизировать риски от использования средства с анионными ПАВ, выбирайте то, в котором процентное содержание А-ПАВ будет меньше 5%, или используйте смеси с неионогенными поверхностно-активными веществами.

Видно, что здесь основой моющего концентрата являются безопасные неионогенные ПАВы, которые не останутся на поверхности, а легко растворятся и смоются водой. А для того чтобы средство эффективно справлялось именно с засохшим и подгоревшим жиром, используется щелочь, но об этом ниже.

Кислоты и щелочи: pH имеет значение

Помимо ПАВ в составе моющих средств встречаются кислоты (лимонная, уксусная, соляная) и щелочи (гидроксиды, гидроокиси). Важно различать эти компоненты, обращать на них внимание при чтении состава, так как они воздействуют абсолютно на разные типы загрязнений.

Щелочи (вещества с pH 10–13) нужны для борьбы с органическими загрязнениями, такими как:

Средства на основе щелочи обычно наносят на губку или тряпку, затем на загрязнение и спустя 5–15 минут смывают водой.

Кислоты (вещества с pH 1–6) справляются с неорганическими загрязнениями:

Для эффективной уборки кислотные средства наносят на очищаемую поверхность и оставляют на 10–15 минут. Затем оттирают загрязнение щеткой или губкой. В запущенных случаях допустимо повторить эти действия или использовать более концентрированный раствор средства.

Третья группа — нейтральные очистители с pH 7–9. Их используют там, где важно не оставлять следов уборки и добиваться кристальной чистоты без разводов. Нейтральные средства подходят для мытья зеркал, оргстекла, оконных, витринных и автомобильных стекол, для протирания фасадов кухонной техники, хромированных деталей, дерева, кожи.

Важно: нужно научиться различать типы загрязнений и подбирать химию в соответствии с ними. Нельзя отмывать жир на плите кислотными средствами, а известковый налет оттирать щелочью. Это неэффективно, а иногда и опасно, так как можно испортить саму поверхность.

Производитель уже облегчил нам выбор, указав узкое назначение концентрата. А из состава мы узнаем, что активным компонентом здесь является лимонная кислота, потому что проблемы сантехники — уриновые и известковые отложения.

Спирты в составе бытовой химии: блестящий результат

В состав моющих средств иногда входят спирты. Например, изопропиловый спирт как заменитель этилового играет роль обеззараживающего и дезинфицирующего средства. Для человека он менее токсичен, чем многие растворители, которые используются в хозяйстве, а вот для микроорганизмов и микробов спирт разрушителен.

Спирты хорошо растворяют грязь и жир, быстро испаряются и предотвращают оседание частиц пыли на поверхность. Поэтому спиртосодержащие средства отлично отмывают отпечатки пальцев с блестящих покрытий. Для мытья стекол, зеркал и водостойких поверхностей также используют антистатические свойства спирта.

Например, Merida Luxin — спиртовое средство, не оставляющее разводов при мытье блестящих поверхностей. Готовый раствор наносится на загрязнение, поверхность протирается, а вытирать и полировать ее уже не нужно.

Важно: при работе со спиртосодержащими средствами нужно соблюдать правила безопасности, так как пары спиртов могут вызвать раздражение гортани, слизистой глаз и носа, сонливость, головные боли, усталость и наркотическое состояние. Средства защиты и проветривание снижают вредное воздействие спиртов.

Красители и ароматизаторы: не только приятно, но и полезно

Ароматизаторы в моющих средствах нужны, чтобы воссоздать какой-либо природный аромат: «сочный лимон», «алоэ вера», «альпийские луга».

Красители вводят в средство бытовой химии, чтобы сделать его интересным на вид и запоминающимся внешне, провести параллель с ароматическими добавками. Предположим, средство имеет лимонный аромат. Логично, что при этом оно будет лимонного цвета, а не синим или розовым.

Пользоваться моющими средствами, в состав которых входят красители и ароматизаторы, более приятно. Кроме того, они облегчают выбор и помогают запомнить понравившееся средство. Да и перепутать средства разного цвета в бутылочках и пульверизаторах сложнее, чем одного и того же.

Читайте состав внимательно

Зная состав моющих средств, вы сможете найти наиболее подходящее для тех или иных загрязнений. Правильно выбранное средство, в свою очередь, сокращает время и силы, которые вы тратите на уборку. Только научитесь:

Сохраните себе эту статью, чтобы впредь выбирать моющие средства с умом. Поделитесь информацией с родными и близкими, и пусть уборка будет вам в радость.

Источник

Х и м и я

Коллоидная химия

Поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Что такое ПАВ?

Строение ПАВ

Работа ПАВ в дисперсных системах

Классификация ПАВ

По типу гидрофильных групп:

По характеру использования:

По длине гидрофобной цепи:

Использование ПАВ

Воздействие ПАВ на человека

Влияние ПАВ на окружающую среду.

Что такое ПАВ?

Поверхностно-активные вещества – это химические соединения, способные накапливаться на поверхности соприкосновения двух тел или двух термодинамических фаз (называемых поверхностью раздела фаз), и вызывающие снижение поверхностного натяжения веществ, образующих эти фазы.

На межфазной поверхности Поверхностно-активные вещества образуют слой повышенной концентрации — адсорбционный слой.

Строение ПАВ

Строго говоря, очень многие вещества при соответствующих условиях могут проявить поверхностную активность, т. е. адсорбироваться под действием межмолекулярных сил на той или иной поверхности, понижая её свободную энергию.

Однако поверхностно-активными обычно называются лишь те вещества, присутствие которых в растворах уже при весьма малых концентрациях (десятые и сотые доли %) приводит к резкому снижению поверхностного натяжения вещества этих растворов.

Как правило, такие вещества имеют дифильное строение молекул.

Слово дифильный можно перевести как «двояколюбящий» (от philéo — люблю). Или, выражаясь по-русски, дифильными можно назвать молекулы, имеющие сродство к веществам с разной природой.

Например, вода и масло почти не взаимодействуют друг с другом. Если их смешать в одной ёмкости, то такая смесь через некоторое время расслоится. Вода, как более тяжёлая, окажется внизу ёмкости, а масло соберётся в верхней её части.

Расслоение присходит потому, что масло и вода относятся к разным средам. Между молекулами этих сред действуют принципиально разные силы. Подробнее об этом в разделе: Взаимодействие «воды» и «масла».

Молекулы воды взаимодействуют друг с другом при помощи ориентационных сил, а молекулы масла – при помощи дисперсионных сил. Таким образом, при встрече вода и масло проявляют друг к другу безразличие.

В молекулах дифильных веществ одновременно присутствуют как полярные (гидрофильные) группы, так и неполярные (гидрофобные).

К ПАВам относятся карбоновые кислоты, их соли, спирты, амины, сульфокислоты и другие вещества.

Самым распространённым примером веществ с дифильной структурой являются мыла – натриевые и калиевые соли высших жирных кислот.

Работа ПАВ в дисперсных системах

Дифильные вещества обладают замечательным качеством. Они являются своего рода «мостиками», при помощи которых становится возможным взаимодействие фаз, до этого «игнорировавших» друг друга.

Действие таких веществ проявляется на поверхности соприкасающихся фаз и приводит к ативности сами вещества фаз, которые до этого момента не взаимодействовали.

Благодаря своим качествам ПАВы могут использоваться в составах моющих средств или стабилизаторов эмульсий.

В моющих средствах ПАВы работают следующим образом.

Молекула ПАВ – это дифильная молекула, имеющая в своём составе, как полярные (гидрофильные) группы, так и неполярные (гидрофобные).

Таким образом, своим гидрофобным хвостом она может взаимодействовать с молекулами загрязнения (как правило, имеющего жирную, т.е гидрофобную природу), а при помощи своей полярной группы связывается с полярной молекулой воды.

Одновременно с этим молекулы ПАВ внедряются в поверхностный слой загрязнения и понижают силы взаимного притяжения между молекулами загрязнения.

Говоря по-другому, молекулы ПАВ положительно адсорбируются в поверхностном слое загрязнения и снижают поверхностное натяжение взаимодействующих фаз. Это, в свою очередь, облегчает возможность отрыва отдельных кусочков загрязнения от основной его массы. Оторванные части загрязнения уносятся водой.

Самые известные моющие средства – мыла. Мыла представляют собой натриевые и калиевые соли жирных кислот (натриевые – твёрдые, калиевые – жидкие).

CH 3 (CH 2 ) n COONa.

Эму́льсия — дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).

Дисперсная фаза и дисперсионная среда – это две фазы жидкостей, имеющих разную природу, и по этой причине, не растворяющиеся одна в другой, отторгающие друг друга.

Если уже знакомые нам воду и масло тщательно перемешать друг с другом при помощи миксера, то они образуют дисперсную систему, в которой маленькие частички воды будут соседствовать с частичками масла.

Но эта дисперсная система просуществует недолго. По уже известным нам причинам произойдёт расслоение фаз. Частички воды и масла будут укрупняться, соединяясь с себе подобными. Через некоторое время произойдёт образование двух монолитных фаз: масло вверху, вода внизу. Так что такую систему нельзя назвать дисперсной.

Чтобы дисперсная система состоялась, в её состав добавляют специальные вещества – стабилизаторы эмульсий или эмульгаторы.

Эмульгаторы представляют собой поверхностно активные вещества.

Представим себе эмульсию типа «масло в воде». В такой эмульсии микроскопические капельки масла будут распределены в объёме воды.

Эмульгатор, присутствующий в эмульсии, состоит из молекул дифильной природы. Своими гидрофобными хвостами молекулы эмульгатора будут взаимодействовать с молекулами масла. В результате этого взаимодействия вытянутые молекулы эмульгатора приобретут чёткую ориентацию: гидрофобные хвосты внутрь, полярные группы наружу.

Такое образование, напоминающее свернувшегося ежа, называется мицеллой.

Наружная поверхность мицеллы будет образована полярными (гидрофильными) группами эмульгатора. А эти группы, как мы знаем, могут взаимодействоать с молекулами воды, притягивая к себе противоположно заряженные части этих молекул.

Эта конструкция позволяет эмульсии избежать расслоения и в течение долгого времени сохраняет её стабильной.

Классификация ПАВ

Поверхностно активные вещества можно классифицировать по разным признакам. Мы приведём три вида классификаций:

По типу гидрофильных групп:

По характеру использования:

По длине гидрофобной цепи:

Классификация по типу гидрофильных групп:

Для ПАВ эта классификация является основной.

По типу гидрофильных групп ПАВы делят на:

— ионные, или ионогенные,

— неионные, или неионогенные.

Рабочее действие ПАВа обеспечивается именно адсорбционно активными ионами.

Если адсорбционно активны анионы (т.е. отрицательно заряженные ионы), то ПАВы называются анионными, или анионоактивными, если активны катионы (положительно заряженные ионы) — катионными, или катионо-активными.

Амфотерные (или амфолитные) ПАВ содержат в своём составе одновременно две функциональные группы, одна из которых имеет кислый, другая – основной характер. В зависимости от среды, в которой они находятся, амфотерные ПАВы могут принимать или отдавать протон и проявлять, таким образом, либо анионную либо катионную активность.

Анионные ПАВы, как говорилось выше, диссоциируют, образуя отрицательно заряженные органические анионы:

По своему составу анионные ПАВы, чаще всего — это органические кислоты и их соли:

R-COOН или R-COONa, R-COOК.

Наиболее распространены натриевые и калиевые соли жирных кислот. Их называют мылами. Натриевые соли имеют твёрдую консистенцию, калиевые – жидкую.

Также, большое распространение имеют соли кислых эфиров высокомолекулярных спиртов жирного ряда и серной кислоты с общей формулой:

Такие соли называются алкилсульфатами. Алкилсульфаты вырабатываются из спиртов с количеством углеродных атомов в цепи С12 – С14, получаемых из кокосового масла или гидрогенезацией кашалотного жира. Жирные спирты подвергаются фракционной дистилляции, и сульфатируются серной или хлорсульфоновой кислотой.

Полученный таким образом лаурилсульфат является одним из наиболее широко используемых анионных моющих средств. Его формула:

К анионным ПАВам принадлежат многие классы химических соединений. В таблице ниже приведём некоторые из них:

Некоторые анионные ПАВ

Na-соль первичных алкилсульфатов

Разветвлённые вторичные сульфаты

Соли высших жирных кислот (мыла)

Сложные эфиры моноглицеридсульфатов

Сульфированные жирноароматические карбоновые кислоты

Сложные эфиры сульфоянтарнойкислоты

Бутиловый эфир сульфорицинолевой кислоты

Сложные эфиры сульфонаталкилкарбоновых кислот

Модифицированные мыла N-метил-N-карбоксиметиламиды высших кислот

Конденсат полипептида с жирными кислотами

Конденсат полипептида и алкилсульфоновых кислот

Среди ПАВов именно анионные ПАВы получили самое большое распространение. Их объём производства превышает объёмы производства всех остальных ПАВ вместе взятых.

Катионные ПАВы при диссоциации образуют положительно заряженные поверхностно-активные органические катионы:

Катионные ПАВы — основания, обычно амины различной степени замещения, и их соли. Они представлены следующими соединениями:

Некоторые катионные ПАВ

Соли первичных аминов

Соли вторичных аминов

Соли третичных аминов

Четвертичные аммониевые соли

Объём производства катионных ПАВ значительно ниже, чем анионных, ни их роль с каждым годом возрастает благодаря их моющему и бактерицидному действию, а некоторые их представители, например цетилпиридиний хлорид, вошли в арсенал лекарственных средств.

Амфотерные (или амфолитные) ПАВ в зависимости от условий среды могут проявлять либо анионную, либо катионную активность.

Необходимым условием амфотерности ПАВ является близость констант и основной диссоциации.

Степень превращения ПАВа в катионную или анионную форму зависит от рН среды.

К амфотерным ПАВ относят чаще всего соединения, содержащие одновременно:

Наиболее типичным представителем этого класса ПАВ является альфа-алкил-бетаин, получивший торговое название бетаин:

Неионные ПАВ представляют собой высокомолекулярные соединения, которые в водном растворе не образуют ионов.

Растворимость этих ПАВ в воде обусловлена наличием в молекуле неионогенных групп – эфирных или гидроксильных (чаще всего полиэтиленгликолиевый остаток).

Неионные ПАВы представляют особую ценность для медицинской промышленности. Это объясняется несколькими причинами:

2. Неионные ПАВы обладают большой устойчивостью к воздействию щелочей, кислот и солей. Они совместимы с большинством лекарственных веществ, могут смешиваться с органическими растворителями.

3. В отличие от ионных ПАВ, неионные ПАВы оказывают меньшее раздражающее действие на кожный покров и слизистые оболочки. Они не агрессивны, повышают резорбцию лекарственных веществ; эффективны как вспомогательные вещества в приготовлении лекарственных форм.

К классу неионных ПАВ, не подвергающихся электролитической диссоциации принадлежат следующие соединения.

Некоторые неионные ПАВ

1. Полиэтиленоксидные производные

Эфиры полигликоля и высших жирных кислот

Алкилфениловый эфир полигликоля

Эфир ангидросорбита и жирных кислот (спены)

Полигликолевый эфир ангидросорбита и жирных кислот (твины)

3. Алкилоламиды жирных кислот

Полигликолевый эфир полипропиленгликоля

Полигликолевый эфир этилендиаминополипропиленгликоля

Классификация по характеру использования:

Частным случаем эмульгаторов являются пенообразователи и стабилизаторы пены.

Смачиватели – вещества, вызывающие пептизацию или диспергирование, т.е. измельчение твёрдых тел на мелкие частички или жидкой фазы на мелкие капельки.

Смачивание – первая фаза моющего действия, когда загрязнение распадается на отдельные частички или капельки и впоследствии обвалакивается ПАВом (солюблизируется), и удаляется водой.

Солюблизаторы – вещества, помогающие повысить растворение частиц другого вещества, слаборастворимого в данной жидкой среде.

Молекулы солюблизатора обвалакивают плохо растворимую в данной среде частичку и образуют вокруг неё, так называемую мицеллу.

Сама мицелла имеет сродство к среде растворителя и поэтому растворяется в нём, обеспечивая растворение изначально нерастворимой в нём частицы.

Смачивание, солюблизация, эмульгирование – все эти процессы являются стадиями моющего действия. Любой ПАВ, в той или иной степени, одновременно является и смачивателем, и солюблизатором, и эмульгатором, и моющим веществом. Но при этом, разные ПАВы проявляют разную эффективность на разных стадиях моющего действия. По этой причине они могут быть классифицированы на смачиватели, солюблизаторы, эмульгаторы и моющие средства.

Классификация ПАВ по длине гидрофобной цепи:

Этот вид классификации особенно важен в случаях, когда поверхностно-активные вещества выполняют роль стабилизаторов эмульсий (эмульгаторов).

Напомним, что эмульгаторы представляют собой дифильные вещества, молекулы которых имеют в своём составе, как полярную (гидрофильную) группу, так и неполярную (гидрофобную) часть.

В зависимости от длины углеводородного (гидрофобного) «хвоста» и силе полярных групп в молекуле такой молекулы, эмульгатор, в целом, будет проявлять или гидрофильные или гидрофобные качества. А от этого всецело будет менятся его роль при стабилизации разного рода эмульсий.

Гидрофильные эмульгаторы. Стабилизация эмульсий типа «вода в масле».

Эмульгаторы с относительно короткой гидрофобной частью, имеют большее сродство с водой и их, поэтому называют гидрофильными.

Гидрофильные эмульгаторы необходимы для стабилизации эмульсий типа «масло в воде». При добавлении гидрофильного эмульгатора в такую эмульсию вокруг капельки масла образуется сплошной слой эмульгатора, сообщающий ей некоторую гидрофильность и повышающий её устойчивость.

Добавление в такую же смесь гидрофобного эмульгатора, большая часть молекулы которого погружается в капельку масла, не обеспечивает устойчивости эмульсии, поскольку часть поверхности капельки остаётся «открытой» и легко может происходить слияние с другими капельками.

Гидрофобные эмульгаторы. Стабилизация эмульсий типа «вода в масле».

Эмульгаторы, молекулы которых имеют относительно длинную гидрофобную часть, обладают преимущественно гидрофобными свойствами. Такие эмульгаторы называют гидрофобными (или липофильными).

Гидрофобные эмульгаторы стабилизируют эмульсии типа «вода в масле». Их молекула, находящаяся большей своей частью в дисперсионной среде (масле), удерживается на поверхности капелек воды своей гидрофильной группировкой (Рис. а).

В результате вокруг каждой капельки воды образуется плотная оболочка из молекул эмульгатора, препятствующая слиянию дисперсной фазы (воды).

Попытка получить эмульсию такого же типа с гидрофильным эмульгатором оказалась бы безуспешной, так как молекулы эмульгатора разместились бы в основном внутри капелек воды (Рис. б).

Вместо сплошной оболочки вокруг капелек имелись бы лишь выступающие над их поверхностью отдельные гидрофобные группы эмульгатора, не препятствующие коалесценции капелек.

Таким образом, эмульгатор должен обладать сродством к дисперсионной среде.

В зависимости от типа желаемой эмульсии следует брать гидрофильные или гидрофобные эмульгаторы той или иной степени диссоциации.

Дисперсность эмульгаторов

Эмульгаторы для эмульсий типа м/в

Эмульгаторы для эмульсий типа в/м

CaCO3, CaSO4, Fe2O3, Fe(OH)3, SiO2, глина и др.

HgI2, PbO, сажа и др.

Желатин, казеин, альбумин, крахмал, декстрин, гуммиарабик, лецитин, желчные кислоты и др.

Смолы, каучук, холестерин и др.

Мыла щелочных металлов, красители

Мыла многовалентных металов

Гидрофильно-липофильный баланс ПАВ

Для количественной оценки пригодности ПАВов в разных областях использования, в том числе, в качестве эмульгаторов в различных средах был введен параметр, называемый гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ).

Каждому поверхно-активному веществу соответствует определённая величина ГЛБ.

Самое низкое значение ГЛБ имеет олеиновая кислота C17H33COOH (ГЛБ = 1),

Для всех остальных ПАВ величина ГЛБ находится в пределах от 1 до 40.

На основании величин ГЛБ определяется сфера использования ПАВ, например:

Использование ПАВ в зависимости от величины ГЛБ

Эмульсия вода в масле (в/м)

Эмульсия масло в воде (м/в)

ПАВ с липофильными свойствами имеют низкие значения ГЛБ, с гидрофильными – высокие.

Использование ПАВ

Мировое производство ПАВ постоянно возрастает, причём доля неионных и катионных веществ в общем выпуске всё время увеличивается.

В зависимости от назначения и химического состава ПАВы выпускают в виде твёрдых продуктов (кусков, хлопьев, гранул, порошков), жидкостей и полужидких веществ (паст, гелей).

Особое внимание всё больше и больше уделяется производству ПАВ с линейным строением молекул, которые легко подвергаются биохимическому разложению в природных условиях и не загрязняют окружающую среду.

ПАВ находят широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту. Важнейшие области потребления ПАВ: производство мыл и моющих средств для технических и санитарно-гигиенических нужд; текстильно-вспомогательных веществ, т. е. веществ, используемых для обработки тканей и подготовки сырья для них; лакокрасочной продукции.

ПАВ используют во многих технологических процессах химических, нефтехимических, химико-фармацевтических, пищевой промышленности. Их применяют:

Воздействие ПАВ на человека

Подавляющее количество ПАВ при использовании имеет непосредственный контакт с кожей, поэтому следует обращать внимание на их дерматологическое действие.

Известно, что мыла при длительном контакте вызывают раздражение кожи, причём этоя явление более характерно для натриевых солей С8 – С10 насыщенных жирных кислот в сравнении с их высшими гомологами.

Алкилсульфаты с длиной жирной цепи менее С12 и алкиларилсульфонаты раздражают кожу сильнее, чем мыла.

Сульфоэтерифицированные масла и сульфоэфиры, а также продукты конденсации высших жирных кислот и белков не вызывают заметного раздражения кожи, поэтому многие очищающие и моющие композиции включают соединения этих типов.

По убыли раздражающего действия на кожу человека ПАВы можно расположить в следующий ряд:

Катионные > анионные > неионные.

Влияние на слизистую оболочку глаз

Растворы многих ПАВ при попадании в глаза вызывают болезненное ощущение, а при большей концентрации могут повредить глазную ткань.

По силе раздражающего действия на глаза основные группы ПАВ располагаются в том же порядке, что и по их влиянию на кожу.

ПАВ и гемолиз эритроцитов.

Существенным недостатком синтетических ПАВ является то, что внутревенное введение их растворов сопровождается гемолизом (разрушением) эритроцитов.

При этом оболочка эритроцитов разрушается или становится проницаемой для гемоглобина, который выходит из них в окружающую среду.

Гемолитическое действие ряда гомологов жирных сульфатов и алкилдиметилбензиламмония хлорида проявляется при концентрациях, более низких по сравнению с критической концентрацией мицеллообразования.

Гемолиз, вызываемый ПАВ, задерживается в присутствии холестерина и фосфолипидов.

Введённые в ток крови ПАВы взаимодействуют не только с эритроцитами, но и с другими составными её частями.

Так, полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола в очень высокой степени повышает фагоцитозное действие лейкоцитов, а сульфонаты лигнина действуют как антикоагулянты.

Все классы ПАВ проходят тщательную проверку на токсичность.

В таблице ниже приведены данные об иследованиях некоторых синтетических ПАВ на токсичность:

Величины LD50 ПАВ

Наименование класса соединений ПАВ

Доза LD 50 г/кг

Способ введения ПАВ

Неполимерные четвертичные аммониевые соединения

Типичные анионоактивные вещества (сульфаты и сульфонаты)

Эфиры полиоксиэтилена и полиэтиленгликоля

Следует заметить, что величина LD50 в пределах данного класса ПАВ зависит от молекулярной структуры и от молекулярного веса.

Известно, что полиоксиэтилены с высоким молекулярным весом при приёме внутрь практически нетоксичны, тогда как их низшие гомологи, например диэтиленгликоль при введении с пищей белым крысам замедляли их рост, вызывали их дегенеративные изменения в печени и почках, появление в мочевом пузыре оксалатных камней и новообразований на слизистой оболочке.

Влияние ПАВ на окружающую среду.

В последние несколько десятилетий постоянно росло потребление синтетических моющих средств и соответственно происходило сокращение потребления мыла.

Дело в том, что многие синтетические моющие средства, в отличие от мыл, не подвержены естественному биохимическому разложению и не не задерживаются фильтрующими установками, и это приводит не только к загрязнению рек и других водоёмов, но и к проникновению ПАВ в источники питьевой воды, что непосредственно влияет на здоровье человека.

Биоразложение протекает очень медленно, конечными продуктами его являются вода и диоксид углерода.

Для массового производства и потребления моющих средств необходимо применять такие ПАВ и другие моющие вещества, которые были бы подвержены сравнительно быстрому их распаду.

В настоящее время приняты законы, разрешающие производство и применение ПАВ для моющих средств, биоразлагаемых не менее чем на 80%.

Биоразлагаемость некоторых ПАВов.

Биоразлагаемость алкилсульфонатов, полученных из нормальных парафинов, достигает 98%, олефинсульфонатов – 90-95%, у алкилсульфатов (С10-С18) – 97,9%.

Неиногенные ПАВ разлагаются легче, чем анионактивные, но их биоразлагаемость понижается с увеличением числа присоединённых групп этиленоксида и разветвлённости гидрофобной части молекулы.

Сульфаты неионогенных ПАВ, полученных на основе прямоцепочных жирных спиртов, легко разлагаются, и длина этиленоксидной цепи не влияет на степень и скорость разложения.

Разные подходы в защите окружающей среды

По данным ряда исследователей, для защиты окружающей среды при производстве и употреблении моющих средств наиболее рациональным путём является замена алкилбензолсульфонатов алкилсульфатами и алкилсульфонатами, а также применение натуральных жирных кислот и их производных, кукурузного крахмала и других, биоразлагаемость которых является стопроцентной.

Наличие моющих средств в сточных водах вызывает обильное пенообразование за счёт остаточных ПАВ, фосфатов и других компонентов моющих средств, что затрудняет биологическую очистку.

Но существует и другой подход, заключающийся в том, что введение в действие эффективных методов очистки сточных вод экономически целесообразнее, чем замена плохоразлагающихся компонентов моющих средств другими, менее эффективными в моющем действии.

Источник