Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Транскордонні проблеми токсикології довкілля

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНІ РЕЧОВИНИ (ПАР)

Тип і властивості поверхнево-активних речовин

Поверхнево-активні речовини, що також називаються сюрфактантами, – це сполуки, які у водному розчині знижують поверхневий натяг. ПАР характеризуються специфічною структурою: довгий ліпофільний (гідрофобний) вуглеводневий ланцюг із ліпофобною (гідрофільною) групою. Гідрофобна частина є неполярною і не розчиняється у воді, а легко розчиняється в неполярних рідинах. Гідрофільна частина має полярний характер і легко розчиняється у воді. Внаслідок цього ПАР частково розчиняється в органічній фазі, а частково – у водній фазі.

Залежно від фізико-хімічного характеру гідрофільної групи виділяються чотири типи ПАР:

  • 1) аніонні;
  • 2) катіонні;
  • 3) амфотерні;
  • 4) неіонні.

Примітка 27. Аніонні ПАР як гідрофільну групу мають карбоксильну або сульфонову групу. Прикладом ПАР з карбоксильною групою може слугувати стеарат натрію CH3(CH2)16COONa. Сульфонова група присутня, наприклад, у молекулі додецилсульфату натрію CH3(CH2)11OSO3Na. Інші приклади аніонних ПАР наведено в табл. 6.1. Вищеназваний стеарат натрію є одночасно найдавнішим ПАР, що використовується, його звичайно називають милом. З-поміж ПАР, окрім мила або натрієвих чи калієвих солей вищих жирних кислот, виділяються також численні сполуки, отримані синтетичним способом. Ці останні сполуки часто називаються детергентами. Аніонні ПАР є дуже поширеними, вони складають близько 60 % від загального виробництва ПАР і передусім використовуються в миючих засобах, де вони складають близько 40 % торговельних препаратів. Решта охоплює:

  • • 40-45 % – заповнювачі, тобто фосфати, кремнеземи, які, по-перше, зв'язують іони двовалентних металів, надаючи воді жорсткості, а по-друге, підвищують лужність середовища (у лужному середовищі краще усувається бруд);
  • • 10-15 % – відбілювачі і засоби для надання запаху.

Таблиця 6.1

Приклади аніонних ПАР

Тип

Назва

Формула

Поліводневокисневий спирт сульфоновий

Лаурилсульфат

натрію

Сульфоновий малеїновий ефір

Лаурилсульфоновий бурштин

Сульфонові ароматичні вуглеводні

Натрієвий алкілбензосульфон (АБС)

Соль насиченої жирної кислоти

Стеарат натрію

Соль ненасиченої жирної кислоти

Олеїнат натрію

Примітка 28. Характерним елементом катіонного ПАР є присутність ліпофільної катіонної частини, роль якої виконує, приміром, гексадецилтриметиламонієвий катіон [CH3(CH2)15N(CH3)3] або загалом четвертинний амонієвий катіон:

Катіонні ПАР легко розчиняються у воді. Оскільки вони виявляють бактеріостатичні властивості, то використовуються з метою дезинфекції, а також для виробництва косметики. Сильні зволожуючі властивості, а також здатність утворювати піну і здатність до флотації дають змогу використовувати катіонні ПАР у процесах флотації при збагаченні руд.

Примітка 29. Амфотерні ПАР містять як гідрофільні групи кислотного характеру (аніонні), так і основні групи (катіонні). Це зв'язки на зразок внутрішніх солей, які залежно від pH діють як аніонні або катіонні ПАР.

Отже, додецилдиметилгліцин (CH3(CH2)11NH+)[(CH3)2CH2COO]- може дисоціювати з використанням карбоксильної або амінної групи.

Примітка 30. Гідрофільний характер поверхнево-активним речовинам надає присутність специфічного поліетоксильного ланцюга

у той час як роль гідроксильної групи в цьому випадку виконують алкілфеноли, спирти, аміди. Спиртові групи і поліетоксильний ланцюг містять у своїй молекулі поліоксиетилен(6)додеканол СН3(СН2)11(ОСН2СН2)6ОН. Інші приклади детергентів цього класу наведено в табл. 6.2. Характерною рисою неіонних детергентів є значно гірша розчинність у воді порівняно з іонними детергентами.

Таблиця 6.2

Приклади неіонних детергентів

Тип

Формула

Етоксилан поліводневокисневого спирту

Етоксилан алкілфенолу

Етоксилан жирної кислоти

Етоксиловий амін жирної кислоти

Найбільш поширеною групою ПАР є алкілбензосульфони. Під торговельною назвою АБС криється мішанина зв'язків із різною довжиною вуглеводневого ланцюжка і з різним положенням фенілової групи в ланцюжку. Структура, а зокрема присутність розгалужень головного ланцюжка вуглецю у вигляді метилових груп зумовлює здатність підлягати біодеградації, наприклад, АБС з розгалуженим ланцюжком важко зазнає біодеградації:

Спрощення структури ланцюжка, як, наприклад, у додецилбензосульфонаті натрію полегшує біодеградацію:

Детергенти, які важко підлягають біодеградації, називаються твердими. Аналогічно детергенти, які легко підлягають біодеградації, називаються м'якими. З огляду на можливість обмеження забруднення навколишнього середовища, протягом останніх років при виробництві миючих засобів використовується більше м яких детергентів, ніж твердих.

 
<<   ЗМІСТ   >>