Поверхностно-активные вещества (ПАВ)
Поверхностно-активные вещества: принцип действия
Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот (мыла) являются поверхностно-активными веществами, способными образовывать стойкие мыльные пленки. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) могут определенным образом располагаться на границе раздела двух фаз, например таких как вода- воздух или вода- масло. Такое поведение ПАВ объясняется особенностью их строения: молекула ПАВ, например мыла, включает как полярную, способную ионизироваться гидрофильную группировку, так и неполярную гидрофобную часть – углеводородный радикал. На границе раздела фаз к воде ориентируется гидрофильная группа, а к масляной фазе или воздуху –углеводородный радикал.
В водной среде при определенной концентрации молекулы ПАВ существуют уже не в виде изолированных частиц, а как большие агрегаты – мицеллы, у которых все углеводородные находятся в центре мицеллы, а гидрофильные группы – снаружи (рис. 2а). Мицелла способна «захватывать» частички водонерастворимых веществ и создавать стойкие эмульсии, так как слипанию мицелл препятствует одноименный заряд их поверхностей (рис. 2б).На этом принципе основано моющее действие мыл. Загрязнение представляют собой жировую пленку с частичками пыли. Мыла эмульгируют загрязнения, после чего эмульсия легко смывается водой.
Синтетические ПАВ и моющие средства
Для производства мыла необходимо большое количество жиров – ценного пищевого и технического продукта. Между тем поверхностной активностью обладают и другие органические соединения, имеющие сходное строение с мылами.
К ним относятся:
- анионные ПАВ (например, натриевые соли алкилсульфатов, алкилсульфонатов);
- катионные ПАВ (например четвертичные алкиламмониевые соли)
Анионные и катионные поверхностно-активные вещества обязательно содержат в молекуле длинный алкильный радикал (С12— С14)
Синтетические ПАВ получают в промышленности из доступного углеводородного сырья, главным образом, нефтяного, поэтому они недороги. Другое достоинство моющих средств на основе синтетических ПАВ заключается в возможности их использования в жесткой воде, в которой обычные мыла дают нерастворимые кальциевые и магниевые соли, что снижает эффективность моющего действия и повышает расход мыла.
Твины
В последнее время широкое применение в промышленности (например в текстильной) находят поверхностно-активные вещества твины. В фармации они служат синтетической эмульгирующей основой при изготовлении мазей.
Твины построены по общему принципу, как и остальные ПАВ, то есть в их молекулах имеются неполярные и полярные части. Основу молекулы составляет циклический четырехатомный спирт сорбитан, в котором от одной до трех гидроксильных групп этерифицированы высшими жирными кислотами. Радикалы этих кислот составляют неполярную часть молекулы.
Оставшиеся гидроксильные группы образуют эфирную связь с остатками полиэтиленгликоля –(CH2CH2O)nCH2CH2OH, где n=40-80. Фрагменты полиэтиленгликоля представляют полярную часть твинов.
Автор: А.П.Лузин
Источник: Органическая химия, А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А. Тюкавкина,1998 год
Дата в источнике: 1998 год