Коллоидные ПАВ. Лекция 6

1.

Лекция 6
Коллоидные ПАВ
ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ И
ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ ИМЕНИ
С.С.ВОЮЦКОГО, К. Х. Н. О.А. ДУЛИНА

2.

Коллоидные ПАВ
Коллоидные поверхностно-активные вещества (ПАВ) состоят из ассиметричных
молекул с одной или несколькими гидрофильными группами и гидрофобным
радикалом. Коллоидные ПАВ способны к обратимым переходам от истинного
раствора к золю и гелю при изменении концентрации, температуры, pH, добавлении
электролита.
Помимо способности снижать поверхностное натяжение в разбавленных растворах,
коллоидные ПАВ обладают двумя существенными способностями:
1.
Способностью к образованию мицелл
2.
Способностью к солюбилизации нерастворимых в данном растворителе
веществ.

3.

Производство и применение ПАВ
Мировое производство ПАВ достигло 20 млн. тонн в год. Ассортимент ПАВ составляет свыше 500
наименований. Они используются примерно в 100 отраслях производства.
К главным потребителям ПАВ относятся:
1.
Горнодобывающая промышленность (флотация);
2.
Металлообрабатывающая промышленность и транспорт (смазки, смазочно-охлаждающие жидкости);
3.
Текстильная промышленность (снятие статического электричества с волокон);
4.
Строительство (пластификаторы);
5.
Производство полимерных материалов;
6.
Медицинская промышленность (антисептики);
7.
Пожаротушение;
8.
Нефтедобыча, нефтехимия (гидрофобизация призабойной зоны пласта);
9.
Пищевая промышленность (эмульгаторы);
10.
Защита растений (эмульсии пестицидов);
11.
Косметика;
12.
Моющие средства.

4.

5.

Биоразлагаемость
Основными характеристиками, определяющими объем производства ПАВ, кроме их
свойств, являются: стоимость, наличие сырья и экологическая безвредность,
характеризуемая биоразлагаемостью, то есть скоростью снижения концентрации
ПАВ, и биологической активностью.
По биоразлагаемости, в зависимости от строения углеводородного радикала, ПАВ
можно расположить в следующий ряд: ПАВ с линейным коротким углеводородным
радикалом > ПАВ с линейным длинным углеводородным радикалом > ПАВ с
ароматическим углеводородным радикалом > ПАВ с разветвленным
углеводородным радикалом > ПАВ с четвертичными радикалами углерода.

6.

Биологическая активность
Биологическую активность ПАВ определяет их способность адсорбироваться на
поверхности и нарушать функции биомембран. Углеводородный радикал, будучи
гидрофобным, адсорбируется на гидрофобных участках биомембран. Полярная
группа вступает в электростатическое взаимодействие с поверхностью мембраны,
которая заряжена отрицательно, поэтому наиболее интенсивно взаимодействуют с
биомембранами катионные ПАВ. Это взаимодействие приводит к изменению
конформации белков, растворению липидов и, в итоге, растворению или лизису
мембран.
В зависимости от свойств полярной группы по токсичности ПАВ располагаются в
ряд: КПАВ > АПАВ > НПАВ > АмПАВ.

7.

Классификация ПАВ по
химическому строению
Анионные
Катионные
Неионные
Амфолитные

8.

Анионные ПАВ
Анионные, диссоциируя в воде, образуют анион с крупным углеводородным
радикалом, обладающий поверхностной активностью, при этом катион не является
поверхностно-активным на границе вода-воздух. Составляют 60% мирового
производства ПАВ.
К анионным ПАВ относятся:
Карбоновые (жирные) кислоты и их соли (мыла) RCOO- Me+;
Алкилсульфаты ROSO2OMe;
Алкиларилсульфонаты RArSO2OMe;
Алкилсульфонаты RSO2OMe.

9.

Катионные ПАВ
Катионные ПАВ, наоборот, диссоциируют с образованием катиона, обладающего
поверхностной активностью. Составляют 10% мирового производства ПАВ.
К катионным ПАВ относятся:
Соли первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов
RNH3+X-; RN+R’R”HX-;