Felületaktív anyagok - A Pav
Felületaktív veschestvaPAV - olyan anyag adszorbeált, hogy a felület a két fázis és alkotó rajta egy réteg megnövelt koncentráció. Azonban, a „felületaktív anyag” (SAW) általában fel egy szűk értelemben vett, kapcsolódó csak egy csoportját szerves vegyületek, adszorpciós, amelyek a saját megoldásokat, még a nagyon alacsony koncentráció vezet drasztikus csökkentését a felület (határfelületi) feszültséget az interfész a p-PA gáz (gőz), stb folyékony vagy szilárd. A „felületi feszültség” elfogadott használni, tekintettel a kondenzált fázisban interfész a gázzal, és a „felületi feszültség” - kapcsolatban a felület két kondenzált fázist felületre. Felhalmozódása és tájolása az adszorpciós rétegben a felületaktív molekulák vagy ionok - annak következtében, hogy amfifil (kettősség tulajdonságok). Mindegyik molekula jellemzően oleofil felületaktív, egy lipofil vagy annak egy részét (egy vagy több szénhidrogén-gyökök) és hidrofil része (egy vagy több poláros csoportot). Ie felületaktív felületaktív feloldjuk a szénhidrogén folyadékok, mivel a hidrofil csoportok, és vízben oldjuk - oleofil (hidrofób) gyökök.
besorolása felületaktív
A típusú hidrofil csoportokat felületaktív anyagok vannak osztva ion. vagy ionos. és nemionos. vagy nemionos. Ionos felületaktív anyagok disszociál ionokra oldatban, amelyek közül néhány egy adszorpciós aktivitással, mások (ellenionok) - adszorpció nem aktív. Ha az adszorpció aktív anionok, az úgynevezett felületaktív anyagok. anionos, vagy anion, ellenkező esetben - kationos vagy kation-aktív. Bizonyos felületaktív anyagok tartalmaznak mind savas, mind bázikus csoportokat; ilyen amfoter felületaktív anyagok tulajdonságai A hívott. amfoter vagy anfolitnymi, felületaktív anyagok. Nemionos felületaktív anyagok nem disszociál, ha feloldjuk nónák; hordozók általában hidrofil yaalyaetsya hidroxilcsoportok és poliglikol razlichyaoy lánchosszúságú.
Molekuláris szerkezete és előkészítése A felületaktív vegyületek (felületaktív anyagok)
Anionos szerek teszik ki a nagy részét a világ termelésének felületaktív anyagot. Ipari Az ilyen típusú felületaktív lehet osztani a következő. fő csoportot: karbonsavak és ezek sói (szappanok), alkil-szulfátok (ethersulfates), alkil-szulfonátok és alkil-aril-szulfonátok, és egyéb termékek.
A termelés számos szappanok és szappan-szerű ion és a nemionos felületaktív anyagokat használjuk karbonsavak, amelyeket hidrolízissel a növényi és állati zsírok és szintetikus zsírsav a-te. Ipari jelentőségű gyanta és zsírsavak to-te magas olaj - a mellékterméke pépgyártási - gyanta-you fenyőgyanta beleértve abietin- uralkodik.
A legnagyobb jelentősége, mint felületaktív sók, egybázisú k-t a szappanok (nátrium-, kálium- és ammónium-) zsírsav RSOON a-t, ahol R - a normális, telített vagy telítetlen alifás csoport, amely 12-18 szénatomot tartalmaz, és a szappanok (nátrium, kálium ritkán) gyanta-t. A gyakorlati jelentősége van, hogy di-te pl. alkenil termelt iparban kondenzációjával telítetlen szénhidrogéneket maleinsavanhidriddel.
Az alkil-szulfátok általában szintetizált sulfoeterifikatsiey nagyobb szénatomszámú zsíralkoholok vagy - olefinek, majd semlegesítjük rendre primer vagy szekunder alkil-kénsav-savak.
Az aril-Ch. arr. mono- és dialkilbenzolsulfonaty és mono- és dialkilnaftalinsulfonaty nagy részét képezi a szintetikus anionos felületaktív anyagot.
Alkilszulfonátok általában telített szénhidrogének C12 - C18 normál szerkezetének, hogy sulfohloriruyut vagy sulfookislyayut ezt követő elszappanosításával vagy semlegesítés termék.
A kationos felületaktív anyagok lehetnek osztva a következő csoportok: aminok különböző helyettesítési fokú és kvaterner ammónium-bázisok, egyéb nitrogéntartalmú bázisok (guanidin, hidrazin, a heterociklusos vegyületek, stb ...), kvaterner foszfónium- vagy tercier szulfónium-bázisok ..
A nyersanyag kationoaktvnyh felületaktív anyag, amelynek gazdasági értéke, az aminok származó zsírsavak és alkoholok alkgalogenidov és alkil-fenolok. A kvaterner ammóniumsók a hosszú láncú szintetizálhatok a megfelelő alkil-halogenidek reagáltatva tercier aminok, vagy aminokból hloralkilirovaniem al. Módokon szintetikus alkoholok, fenolok, és fenolos vegyületek.
A nagyobb érték, mint a kationos felületaktív anyagok és kiindulási termékek szintézisében nem-ionos felületaktív anyagok (lásd. Az alábbiakban) egyaránt mono. hanem diaminok, poliaminok és ezek származékai.
Az amfoter felületaktív anyagok is származik a bevezetése ott anionos vagy kationos aminosav bevezetése amfoter felületaktív anyagok kereskedelmi forgalomban kapható kis mennyiségben, és a fogyasztás bővül lassan.
Ez a legígéretesebb és leggyorsabban növekvő csoportját felületaktív anyagot. Legalább 80-90% a felületaktív anyag hozzáadásával kapjuk etilén-oxid és alkoholok, alkil-fenolok, karbonsavak, aminok és egyéb vegyületek reaktív hidrogénatomot tartalmaz. Polioksiatilenovye éterek alkil-fenolok - a legtöbb és elterjedt csoportja nemionos felületaktív anyagok, köztük több mint száz kereskedelmi nevek a legtöbb ismert gyógyszerek OP-4, OP 7 és az OP-10. Tipikus nyersanyag - oktil és dodecil ionil-; kr. vagy használva krezolok, krezol-sav, naftol, stb Ha a reakcióelegyet kivesszük külön alkil-fenol, a kész termék egy készítmény egy általános képletű felületaktív RC6H4O (CH 2O) mH, ahol m -. etoxilezési fokú, attól függően, hogy a mólarány a kiindulási komponensek.
Polioxietilén-zsírsav RSOO a-t (CH2CH2O) mH siyteziruyut közvetlen etoxilezési vagy észterezés T-a-t előformázott polietilénglikol.
Polioxietén alkoholok RO (CH2CH2O) mH ipari jelentőségük, azaz a. K. biokémiai azok könnyen. lebomló természetes körülmények között. Ezeket úgy állítjuk elő etoxilezésével magasabb zsíralkoholok, alkil-bromidot reagáltatva a mononátriumsó polietilénglikol és mások. Módjai.
Polioxi-etilén-merkaptánok, valamint alkoholok, úgy állíthatjuk elő, oxyethylation tercier alkil-merkaptánok és primer n-alkil-merkaptánok és bizonyos alkilbenzolmerkaptanov.
A polioxietilén-alkil-amin-származékok képviselik egy nagyon változatos csoportja felületaktív anyagok, sok amelyek közül az egyik keletkezik az iparban. Ezek a felületaktív anyagok, ahol a kationos jellegű, a tulajdonságok válnak kifejezettebb nemionos anyagok növekvő polioxietilén lánc hosszát. A legfontosabb gyakorlati szempontból etoxilezett termékei primer n-alkil-aminok, a tercier alkil-aminok és a dehidro-abietil.
Kibocsátják alapuló termékek polietilén-poliaminok, pl. dietiléntriamin, de nem elterjedt. Az ipari vagy félig ipari méretű, előállításához tercier alifatich felületaktív. radikális RC (CH3) 2NH (CH2CH2O) mH, 12-22 szénatomot tartalmazó, és m = 1-25; polioksietilendegidroabietilaminy (alapján a-t, és hosszúszénláncú olaj gyanta); polioxipropilén-származékai aminok - „propominy”.
Polioksietilenalkilamidy jellemzően úgy állítjuk elő oxyethylation amidok vagy előformázott mono- vagy dnetilolamidov zhirvyh k-m (laurinsav, palmitinsav, olajsav).
Számos nemionos felületaktív anyagok előállíthatók a többértékű alkoholok részlegesen észterezett zsírsav-ter. Használt tartalmazó alkoholok 2-6 hidroxilcsoportot, pentaeritrit, poliglicerinek, szénhidrátok. Amikor a szorbitán a szabad hidroxil-csoportok a kiindulási anyag csatlakozott polioxietilén lánchosszúságú.
Egy másik megszerzésének módja felületaktív származó többértékű alkoholok - első oxyethylation majd éterezés.
Praktikus. értéke blokk-kopolimerek az etilén-oxid és propilén-oxid, mint felületaktív anyagokat folyamatosan növekszik. Ezeket úgy állítjuk elő lépésenkénti polimerizáció használatával, mint a „primer” vegyület reaktív hidrogénatomokat tartalmaznak.
Monofunkciós kiindulási vegyületek szintézisére az ilyen felületaktív anyagok -. Az egyértékű alkoholok, savak, merkaptánok, szekunder aminok, N-szubsztituált amidok és más hidrofób csoportok a maradékot a kiindulási anyag, ha van egy kellően hosszú alifatich. csoport, egy polipropilén-oxid blokk és
Emellett Pluronics alapú funkciós kiindulási vegyületek ismert egyéb felületaktív anyagok, például plyurodaty.
A kiindulási anyagok három funkciós csoportot a szintézis a blokk-kopolimer nemionos felületaktív anyagok a glicerin és mások.
Tól tetrafunkciós vegyületek szintézisére blokk-kopolimer felületaktív anyagok a leggyakrabban használt alifatich. primer diaminból. A legismertebb Tetronic.
Készül blokk-kopolimerek, alkilén-oxidok alapuló pentaeritrit, diatilentriamina, hexitol (mannit és szorbit), szacharóz és mások.
A nemionos felületaktív anyagok különböző típusú használunk kiindulási anyagok előállítására számos ionos felületaktív anyagok. Alapján oxietilezett alifatich. alkoholok, alkil-fenolok, stb a fenti anyagok szintetizáltuk felületaktív szulfátok, foszfátok, karboxilátok és kvaterner ammónium-vegyületek.
A legtöbb termék esetében lehet csatolni oksietilirovanngh akrilnitril, majd az átvitelt a kapott amin egy kvaterner ammónium bázissal hagyományos módszerekkel.
Fluoralifás felületaktív alkottak egy hatalmas vegyületek osztályától. Sok különböző típusú fluorozott szénhidrogének felületaktív alapján vezetjük fluoridok perfluorkarbonsavat és perfluor-t.
Makromolekuláris felületaktív - karbo- vagy oldható polimerekkel getrotsepnye ionos vagy nemionos típusú mol. tömege néhány ezer több százezer. Ezek közé tartozik a természetes vegyületek (fehérjék algenaty, pektin és t. D.), Chem termékek. feldolgozó természetes polimerek (pl. cellulóz-származékok) és a szintetikus. polimerek.
A tipikus felépítése makromolekuláris felületaktív tisztának kell lennie lehatárolása a hidrofil és hidrofób régiókat. A felületaktív anyagok homopolimerek vagy kopolimerek, a k-ryh mentén hosszú hidrofób főlánc vannak elrendezve rendszeres időközönként hidrofil oldalláncok vagy csoportok. Tipikus képviselői ennek a csoportnak az anionos felületaktív anyagok - poliakril- és polimetakril to-meg, ezek sói és származékai nek- és karboxilezett alapuló polimerek vinil-alkohol, poliakril-amid, maleinsav-anhidrid és más telítetlen vegyületekkel .. Felületi aktivitás rendelkeznek szulfatált és sulfoeterifitsirovannye polimerek (polisztirol, polivinil-alkohol, oxietilezett polikondenzátuma p-alkil-fenol és formaldehid, és mások.).
A kationos polimer felületaktív elő klórmetilezéssel, majd amináljuk polisztirol, poliviniltoluol, és mások. Vinilpolimer. Különösen nagy a felületi aktivitása a polimer kvaterner ammónium-sói bázisokkal, beleértve a sókat a polivinil-piridin. előállítására magas ionos felületaktív anyagok - oldható polielektrolitok - legalkalmasabb a módszerek és kiindulási anyagok, to- szintézisében alkalmazott ioncserélő gyanták.
Neinonogennye makromolekuláris felületaktív nyerhető gyakorlatilag bármilyen oksietvlirovaniem polimert tartalmazó hidroxil-vagy mások. Funkcionális csoportok reaktív hidrogénatomot tartalmaz.
A tulajdonságait felületaktív anyagok (felületaktív anyag)
Felületi tevékenység, amely mért leengedi a felületi feszültség osztva a megfelelő koncentráció - CMC esetén micella-képző felületaktív anyagok. Felületi aktivitás fordítottan arányos CMC:
micellaképződést előfordul egy szűk koncentrációtartományban, amely keskenyebb lesz, és meghatározzuk, legalább hosszabbító hidrofób gyökök.
A legegyszerűbb micellák tipikus polukolloidpyh felületaktív pl. sói zsírsav k-m, meghaladó koncentrációban a CMC nem túl van gömbszemcsések.
A növekvő koncentrációjú felületaktív anyag micellák anisometric kíséri meredek emelkedése a strukturális viszkozitása, ami bizonyos esetekben, hogy geleebreaovaniyu, azaz teljes erőtlenség.
CMC - tehnologyach fontos. index. Lehetőség van, hogy meghatározza időben személyes módszerekkel CMC területén többé-kevésbé sok fizikohimich drámaian megváltozott. tulajdonságai CMC rendszerek jellegzetes változások a felületi feszültség, fényszórás, vezetőképesség, viszkozitás, diffúzió, szolubilizálás, a spektrális jellemzői p-ra stb
HLB - feltételes és a tisztán empirikus. jellemző, nem általános.
Nagyon különleges tulajdonságaik ftortenzidy, apoláros része a molekula-ryh kialakított fluorkarbon lánc. Mivel a gyenge intermolekuláris kölcsönhatás alacsony molekulatömegű fluor-szénhidrogének rendelkeznek rendkívül alacsony felületi energiával.
Feature fluorkarbon felületaktív - vegyületek fluorokarbon és szénhidrogén gyökök - nagy a felületi aktivitása a nem-poláros szerves. Folyadékok kis felületi energiával. A perfluorozott felületaktív adszorpciós rétegben szilárd felületre orientált kifelé fluorokarbon gyökök, csökkenti a kritikus nedvesedési felületi feszültség értékek kisebb, mint a felületi feszültség a szénhidrogén folyadékok. Ez azt jelenti, hogy egy ilyen felület nem csak hidrofób, hanem oleofób, azaz nem nedvesedik olaj és egyéb folyékony szénhidrogének. Fluortartalmú láncok, mert a nagy energiájú az atomi (intramolekuláris) kommunikáció, kémiailag inert, és hőálló.
A használata felületaktív anyagok (tenzidek)
Felületaktív anyagok széleskörűen használják az iparban, a mezőgazdaságban, az orvostudomány és a mindennapi életben. A világ felületaktív termelés évről évre nő, és ez az arány a nem ionos anyagok folyamatosan növekszik a teljes termelésben. Széles körben használják mindenféle felületaktív anyagok előkészítése és alkalmazása szintetikus. polimerek. A legfontosabb területe a micella-képző felületaktív anyag fogyasztása - termelését polimerek emulziós polimerizációval. A típusa és koncentrációja a kiválasztott felületaktív anyag (evulgatorov) tehnologich nagymértékben függenek. és a fizikai-kém. tulajdonságait a kapott latexet. Felületaktív anyagot is alkalmaznak, amikor szuszpenzió iolimerizatsii. vízoldható polimerek (volivinilovy alkohol, cellulóz-származékok, növényi nyálka, stb) - makromolekuláris felületaktív anyagok rendszerint használt. Keverés a lakk vagy folyékony maslyanosmolyanyh készítmények vízzel jelenlétében az emulgeálószerek kapott emulziót gyártásához használt a műanyag, bőr, nem szőtt textília, szövet impregirovannyh, vízbázisú festékek, stb
A termelés festékek, műanyagok. Felületaktív anyagokat szabályozni kívánó reologich. jellemzőit.
Különböző felületaktív anyagokat felületkezeléshez alkalmazott rostos (szövött vagy nem szövött) és a film anyagból (mint például antisztatikus szereket, módosítók fonó- p-árok mosószerek. A felületaktív anyagok közül használunk víztaszító szerek, a legígéretesebb szilikon és fluorokarbon vegyületek. A közelmúltban, megfelelő orientációban a molekulák a felületi réteg képes megelőzni nedvesedését az anyag nem csak a víz, hanem a szénhidrogén folyadékok.
A termelés szivacs gumi habok és felületaktív anyagokat használjuk, mint hab stabilizátorok.
A nagy molekulatömegű, vízben oldható felületaktív anyagot, továbbá a használni tehnologich fenti. eljárásokat alkalmazunk, mint flokkuláló különböző típusú víztisztító. Használatukkal a hulladék és tehnologich. víz, valamint ivóvíz eltávolítja a szennyeződéseket a felfüggesztés.