Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Амфолитными поверхностно-активными веществами называют соединения, содержащие анионо- и катионоактивные химические группы и совмещающие свойства тех и других. ПАВ – соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов, обусловливающих поверхностную активность.
ПАВ – соединения, которые растворяются в воде, не ионизируясь. Известным является тот факт, что первое ПАВ – мыло – «живет» уже почти 4000 лет, однако в 50-е годы оно уступило свои позиции моющим и чистящим средствам на основе алкилбензолсульфоната. Они необходимы в составах шампуней для повышения совместимости основных ПАВ с кожей и волосами, повышения пенообразующих свойств, регулирования вязкости, снижения обезжиривающего действия.
ПАВ (поверхностно-активные вещества)
Чаще всего в качестве активного начала используется смесь алкилэфирсульфатов с амфотерными ПАВ — производными имидазолина, а также бетаины и моноалкилсульфосукцинаты. Эти этоксилаты отличаются лучшей смачивающей способностью и краевым углом смачивания по отношению к твердым поверхностям. В целом неионные ПАВ благодаря вариабильности их основы и степени оксиэтилирования или пропоксилирования можно идеальным образом подогнать под конкретную задачу.
6]. В 2003 году около 2,5 млн тонн ПАВ было произведено на основе высших жирных спиртов. К группе анионных ПАВ также принадлежат алкансульфонат (SAS), алкилсульфат (FAS) и летучий алкилсульфат (FAES). В катионных ПАВ гидрофильная группа представлена положительно заряженной, азотосодержащей группой. Эти ПАВ особенно активно используются в синтетических средствах для «щадящей» стирки, так как играют роль смазки.
Также ПАВ используются в небольших количествах в зубной пасте, лосьонах, тониках и других продуктах. ПАВ используются для разделения чернил и варёной целлюлозы при переработке использованной бумаги. ПАВ широко используются в агрономии и сельском хозяйстве для образования эмульсий.
Медицина. Катионные и анионные ПАВ применяют в хирургии в качестве антисептиков. Основными видами ПАВ, используемых в составе СМС, являются алкилбензосульфонаты с линейной алкильной цепью (ЛАБС) и производные спиртов С12-С15 (этоксилаты, сульфаты, этоксисульфаты спиртов). ПАВ широко используется в косметике.
Алкилоламиды, гликолевые эфиры жирных спиртов используются в качестве солюбилизаторов для введения отдушек и других гидрофобных компонентов (масел, биологически активных веществ). Следует отметить, что в настоящее время есть лишь небольшое количество технически важных веществ, относящихся к группе амфолитов, и что до сих пор им не уделялось достаточного внимания. Все ПАВ могут быть разделены на две больщие группы ионогенные, при растворении в воде диссоциирующие на ионы, и неионогенные, которые в воде не диссоциируют.
В настоящее время описано и запатентовано относительно небольшое число веществ этого типа. Хорошими деэмульгаторами из этих веществ являются нефтяные аминосульфокислоты. Амфотерные поверхностно-активные вещества содержат в свою очередь как группу -НН , так и группу -СООН. Аминогруппа придает веществу щелочные свойства, а карбоксильная группа — кислотные.
В опыте Эванса—Эверса использовались ионогенные поверхностно-активные вещества, так что механизм утоньшения пленки сложнее, чем рассмотренный в предыдущем разделе. К ним относятся группы веществ, которые снижают поверхностное натяжение. Обычно молекулы ПАВ имеют дифильное строение, т. е. содержат гидрофильные и гидрофобные группы. Первые диссоциируют на ионы, одни из которых поверхностно-активны, другие (противоионы) — нет. В зависимости от знака заряда поверхностно-активного иона их делят на анионные, катионные и амфотерные.
ПАВ делятся на те, которые быстро разрушаются в окружающей среде и те, которые не разрушаются и могут накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях
С помощью ПАВ можно регулировать свойства гетерогенных систем, которыми являются пищевое сырье, полупродукты и готовые продукты. Обычно ПАВ, применяемые в пищевой промышленности, не являются индивидуальными веществами, это многокомпонентные смеси. Название препарата соответствует лишь основному продукту. Рассмотрим основные группы пищевых ПАВ, применяющихся в промышленности. Применяют в хлебопекарной, кондитерской и маргариновой отраслях промышленности.
Эти вещества способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать вследствие этого поверхностную энергию (поверхностное натяжение). Главными факторами понижения их концентрации являются процессы биохимического окисления, сорбция взвешенными веществами и донными отложениями.
С повышением содержания взвешенных веществ и значительным контактом водной массы с донными отложениями скорость снижения концентрации СПАВ в воде обычно повышается за счет сорбции и соосаждения. В поверхностных водах СПАВ находятся в растворенном и сорбированном состоянии, а также в поверхностной пленке воды водного объекта.
В качестве основных ПАВ используются анионные вещества, которые обеспечивают достаточный моющий эффект и пенообразование при щадящем действии на кожу и волосы. Существуют ПАВ, которые в зависимости от условий среды приобретают характер анионного и катионного поверхностно-активного вещества.