Slika 1: Surfaktanti: shema djelovanja

Natrijeve i kalijeve soli viših masnih kiselina (sapuni) su površinski aktivne tvari sposobne stvarati postojane filmove sapuna. Surfaktanti (tenzidi) može se na određeni način nalaziti na granici između dviju faza, na primjer takav voda-zrak ili voda-ulje. Ovakvo ponašanje surfaktanata objašnjava se osobitošću njihove strukture: molekula tenzida, na primjer sapuna, uključuje i polarnu hidrofilnu skupinu koja se može ionizirati i nepolarni hidrofobni dio - ugljikovodik. Na granici faza hidrofilna skupina je usmjerena prema vodi, a ugljikovodični radikal je usmjeren prema uljnoj fazi ili zraku.

Slika 2: Micele sapuna

U vodeni okoliš na određena koncentracija molekule surfaktanta više ne postoje u obliku izoliranih čestica, već kao veliki agregati - micele, u kojima su sve ugljikovodične skupine smještene u središtu micele, a hidrofilne skupine izvana (slika 2a). Micela je sposobna „hvatati“ čestice tvari netopljivih u vodi i stvarati postojane, budući da je prianjanje micela onemogućeno istim nabojem na njihovim površinama (slika 2b).Na tom se principu temelji djelovanje pranja sapuna. Onečišćenje se sastoji od masnog filma s česticama prašine. Sapuni emulgiraju onečišćenja, nakon čega se emulzija lako ispire vodom.

Sintetski tenzidi i deterdženti

Za izradu sapuna potrebno je veliki broj masti – vrijedan prehrambeni i tehnički proizvod. U međuvremenu, drugi također imaju površinsku aktivnost. organski spojevi, koji ima strukturu sličnu sapunima.

To uključuje:

• anionske tenzide(Na primjer, natrijeve soli alkil sulfata, alkilsulfonati);
• kationske tenzide(na primjer kvaternar alkilamonijeve soli)

Slika 3: Formule sintetskih tenzida

Anionski i kationski tenzidi nužno sadrže dugi alkilni radikal u molekuli (Od 12 – Od 14)

Sintetski surfaktanti se industrijski proizvode od dostupnih ugljikovodičnih sirovina, uglavnom nafte, tako da su jeftini. Još jedna prednost deterdženata na bazi sintetskih tenzida je mogućnost njihove uporabe u tvrdoj vodi, u kojoj konvencionalni sapuni stvaraju netopljive soli kalcija i magnezija, što smanjuje učinkovitost djelovanja čišćenja i povećava potrošnju sapuna.

Blizanci

Slika 4: Opća formula Blizanci

U U zadnje vrijeme široka primjena u industriji (npr. u tekstilu) nalaze se površinski aktivne tvari Blizanci. U farmaciji služe kao sintetička emulgirajuća baza u izradi masti.

Blizanci su građeni prema opći princip, kao i kod drugih površinski aktivnih tvari, odnosno njihove molekule imaju nepolarne i polarne dijelove. Osnova molekule je ciklički tetraatomski alkohol sorbitan, u kojem su od jedne do tri hidroksilne skupine esterificirane s višim masnim kiselinama. Radikali ovih kiselina čine nepolarni dio molekule.

Preostale hidroksilne skupine tvore etersku vezu s ostacima polietilen glikola - (CH2CH20) n CH2CH2OH, Gdje n=40-80. Fragmenti polietilen glikola predstavljaju polarni dio Tweensa.

Bibliografija: Organska kemija, A.P. Luzin, S.E. Zurabyan, N.A. Tjukavkina, 1998

ili CMC), s čijim postizanjem, kada se površinski aktivna tvar doda otopini, koncentracija na međupovršini ostaje konstantna, ali u isto vrijeme dolazi do samoorganiziranja molekula površinski aktivne tvari u osnovnoj otopini (stvaranje ili agregacija micela) . Kao rezultat takve agregacije nastaju micele tzv. Karakterističan znak micelizacije je zamućenost otopine surfaktanta. Vodene otopine surfaktanata tijekom micelizacije također poprimaju plavičastu nijansu (želatinozna boja) zbog loma svjetlosti na micelama.

Metode određivanja CMC:

• Metoda površinskog napona
• Metoda mjerenja dodirnog kuta (kuta vlaženja) s TV-om. ili tekuće površine (kontaktni kut)
• Metoda spinning drop

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Surfaktanti su u pravilu organski spojevi koji imaju amfifilna struktura, odnosno njihove molekule sadrže polarni dio, hidrofilnu komponentu (funkcionalne skupine -OH, -COOH, -SOOOH, -O- itd., ili češće njihove soli -ONa, -COONa, -SOOONa i dr. .) i nepolarni (ugljikovodični) dio, hidrofobna komponenta. Primjer tenzida je obični sapun (mješavina natrijevih soli masnih karboksilnih kiselina - oleat, natrijev stearat itd.) i SMS (sintetski deterdženti), kao i alkoholi, karboksilne kiseline, amini itd.

  Klasifikacija surfaktanata

  Primjena viših masnih alkohola za proizvodnju površinski aktivnih tvari

  Klasa površinski aktivnih tvari	Vrsta surfaktanta		Kemijska formula	Reagens za sintezu	Sintezni sklop	Izvori
  Neionske površinski aktivne tvari	Alkoksilati	etoksilati	R−O−(CH 2 CH 2 O) n H	etilen oksid	ROH + n(CH 2 CH 2)O → RO−(CH 2 CH 2 O) n H Reakcija se odvija u prisutnosti lužine pri temperaturama do 160°C i tlaku do 0,55 MPa. Tipično, C9-C15 alkoholi se koriste u kombinaciji sa 6-7 molova etilen oksida.	:[stranica 31, 35] : [str. 137-139]
  		propoksilati	R−O−(CH 2 CH(CH 3)O) n H	propilen oksid
  		butoksilati	R−O−(CH2CH(C2H5)O)nH	butilen oksid
  	Alkilni glikozidi		R−(O−C 6 H 10 O 5) n H	glukoza	ROH + nC 6 C 12 O 6 → R−(O−C 6 H 10 O 5) n H+nH 2 O Reakcija se odvija u prisutnosti sulfonskih kiselina na temperaturama do 140°C. Druga mogućnost je preliminarna proizvodnja butil etera nakon koje slijedi transesterifikacija. Broj glikozidnih skupina kreće se od 1 do 3.	:[stranica 38] :[stranica 149]
  Anionski surfaktanti	Karboksietoksilati		R−O−(CH 2 CH 2 O) n CH 2 COOH	klorooctena kiselina	RO(CH 2 CH 2 O) n H + ClCH 2 COOH → RO(CH 2 CH 2 O) n CH 2 COOH + HCl Reakcija se odvija u prisutnosti lužine; kiselina se oslobađa zakiseljavanjem vodene otopine i odvajanjem vodeno-solne faze.	:[stranica 40] :[stranica 126-127]
  	Fosfati i polifosfati		ROP(OH)20; (RO)2P(OH)O	fosfor(V) oksid	3ROH + P 2 O 5 → ROP(OH) 2 O +(RO) 2 P(OH)O Dodavanje fosfornog oksida u prahu u bezvodne alkohole u bezvodnom okruženju na 50-70 °C i snažno miješanje.	:[stranica 54] :[stranica 122-123]
  	Sulfosukcinati		ROC(O)CH2CH(SO3Na)COOH; ROC(O)CH2CH(SO3Na)COOR	anhidrid maleinske kiseline, natrijev sulfit	ROH + (COCH=CHCO)O → ROC(O)CH=CHCOOH ROC(O)CH=CHCOOH + Na 2 SO 3 → ROC(O)CH 2 CH(SO 3 Na)COONa Esterifikacija alkohola anhidridom maline (T do 100 °C) i daljnje dodavanje u natrijev sulfit eter pri zagrijavanju.	:[stranica 52-53]
  	Alkil sulfati		R−O−SO 3 H	sumporna kiselina, sumporov(VI) oksid, klorosulfonska kiselina	ROH + SO 3 → ROSO 3 H Izravno sulfoniranje alkohola s naknadnom neutralizacijom otopine alkalijama.	:[stranica 55-56]
  	Alkil eter sulfati		R−(CH2CH2O)nOSO3H

  U proizvodnji površinski aktivnih tvari koriste se i neki drugi alkoholi: glicerin (esteri s masnim kiselinama – emulgatori), sorbitol (sorbitani), monoetanolamin i dietanolamin (alkanolamidi).

  Učinak surfaktanata na komponente okoliša

  Surfaktanti se dijele na one koji se brzo razgrađuju okoliš te one koje nisu uništene i mogu se nakupljati u organizmima u neprihvatljivim koncentracijama. Jedan od glavnih negativnih učinaka površinski aktivnih tvari u okolišu je smanjenje površinske napetosti. Na primjer, u oceanu, promjena površinske napetosti dovodi do smanjenja stope zadržavanja CO 2 i kisika u vodenoj masi. Samo se nekoliko površinski aktivnih tvari smatra sigurnima (alkil poliglukozidi), budući da su njihovi produkti razgradnje ugljikohidrati. Međutim, kada se surfaktanti adsorbiraju na površini čestica tla/pijeska, stupanj/brzina njihove razgradnje višestruko se smanjuje. Budući da gotovo svi surfaktanti koji se koriste u industriji i kućanstvu imaju pozitivnu adsorpciju na čestice zemlje, pijeska, gline, u normalnim uvjetima mogu otpustiti (desorbirati) ione teških metala koje drže te čestice i time povećati rizik od ulaska ovih tvari u ljudski organizam .

  Tenzidi (surfaktanti) su kemijske tvari, koji se mogu koncentrirati na granicama faza i smanjiti površinsku (međufaznu) napetost. Surfaktanti se koriste u farmaceutskim i kozmetičkim proizvodima, u proizvodnji šampona i pjenastih deterdženata.

  Kemijska struktura površinski aktivnih tvari

  Molekula surfaktanta sastoji se od hidrofobnog ugljikovodičnog radikala i hidrofilne polarne (funkcionalne) skupine, tj. Molekula je difilna, zbog čega ima visok adsorpcijski kapacitet. Na primjer, u emulziji voda/ulje, na granici je hidrofilna skupina molekule surfaktanta usmjerena prema vodi, a ugljikovodični dio prema ulju. I međufazna napetost se smanjuje, što osigurava stabilizaciju kapljica ulja u vodi.

  Detergentni učinak površinski aktivnih tvari temelji se na činjenici da se površinski aktivni sastojci losiona, šampona i sapuna adsorbiraju na površini kontaminanata kao što su masnoće i čvrste čestice, obavijaju ih i olakšavaju njihov prijenos u otopinu za pranje. Surfaktanti olakšavaju širenje vode ili proizvoda na njihovoj osnovi po površini kože smanjujući međupovršinsku napetost.

  Vrste surfaktanata

  Klasifikacija površinski aktivnih tvari temelji se na podjeli ovisno o prirodi polarne skupine: neionske, koje u vodi ne disociraju na ione, i ionske, koje se, ovisno o naboju koji nastaje pri disocijaciji u vodi, dijele na: anionske, kationske. , amfoteran.

  Anionski tenzidi, kada se otope u vodi, tvore negativno nabijene ione s dugim ugljikovodičnim lancem (organski anioni) i pravilnim kationom. Anionski površinski aktivni emulgatori vrlo su učinkoviti:

  • pri stvaranju emulzija ulje/voda;
  • kod raspršivanja niza praškastih materijala;
  • kada se koristi u pjeni deterdženti kako bi se osiguralo visoko pjenjenje u tvrdoj vodi.

  Primjer anionskog surfaktanta koji se često koristi u kozmetičkim formulacijama, posebice deterdžentima, je natrijev lauril etoksi sulfat (INCI nomenklatura "Sodium Laureth Sulfate"). Dobiva se sulfatiranjem zasićenih ili nezasićenih primarnih viših alkohola, nakon čega slijedi neutralizacija s natrijevom lužinom, amonijakom ili trietanolaminom. Često se proizvodi u obliku paste koja sadrži do 70% glavne tvari.

  Kationski surfaktanti, kada se otope u vodi, tvore pozitivno nabijene ione (organske katione) i anion male molekulske mase. Kationski surfaktanti uključuju soli masnih amina i kvarternih amonijevih baza. Kationski emulgatori, u usporedbi s anionskim, manje su učinkoviti jer u manjoj mjeri smanjuju površinsku napetost. Ali oni pokazuju baktericidno djelovanje u interakciji s bakterijskim staničnim proteinima. Kationski surfaktanti aktivno se koriste u proizvodima za njegu kose (šamponi, regeneratori, balzami za kosu). Alifatski kationski surfaktanti s jednim i dva ugljikovodična repa dobra su antistatična sredstva i koriste se u kozmetici za kosu.

  Amfoterni surfaktanti, ovisno o pH medija, ponašaju se u alkalna sredina kao anionski ili u kiseloj sredini kao kationski. Njihove molekule sadrže funkcionalne skupine koje mogu imati negativan i pozitivan naboj. Takvi tenzidi dobro su kompatibilni s kationskim i anionskim. Amfoterni surfaktanti imaju dermatološki nježan učinak na kožu pa se često koriste u dječjim šamponima “bez suza” i proizvodima za osjetljivu kožu. Primjerice, u kombinaciji s anionskim surfaktantom natrijevim lauril sulfatom gotovo potpuno ublažava njegovu dermatološku oštrinu. Amfoterni surfaktanti imaju dobra svojstva pjenjenja.

  Betaini su jedna od vrsta amfoternih tenzida. Spadaju u meke i visokopjenušave tenzide. Amfoterna površinski aktivna tvar kokamidopropil betain (Dechiton/Betadet) u kozmetici se uvrštava u proizvodnju šampona, gelova i kremastih gelova, tekućih sapuna i pjena za čišćenje. Ovaj surfaktant potiče kompatibilnost kozmetičkog proizvoda s kožom, dok poboljšava viskoznost i pjenjenje ovog proizvoda. Tako je Dechiton, posebno u dječjim pjenastim proizvodima, omekšivač i doprinosi sigurnosti korištenja deterdženta.

  Neionske (neionske) tenzide su tenzidi koji otopljeni u vodi ne stvaraju ione. Oni, u usporedbi s anionskim, imaju slabiju sposobnost pjenjenja, nježnije djeluju na kožu. Takvi surfaktanti se često koriste kao emulgatori, disperzanti, solubilizatori, a također i kao ko-tenzidi, stabilizatori pjene, sredstva za vlaženje, itd. Primjer neionskog surfaktanta su dietanolamidi masnih kiselina. Koristi se u proizvodnji šampona i pjenastih deterdženata u količini do 3% kao dodatak masnoći, stabilizator pjene i zgušnjivač.

  U šamponima ruske proizvodnje za postizanje potrebnih potrošačkih svojstava i poboljšanje kvalitete koriste se razne kombinacije Surfaktanti ovisno o namjeni kozmetičkog proizvoda.

  Surfaktanti koji se koriste u kozmetičkoj industriji moraju biti u skladu s Jedinstvenim sanitarno-epidemiološkim i higijenskim zahtjevima za proizvode koji podliježu sanitarno-epidemiološkom nadzoru (kontroli).

  Prednosti korištenja surfaktanata:

  • dovesti do stabilizacije disperzni sustav, onemogućuju sljepljivanje i koagulaciju čestica disperzne faze;
  • olakšati proces raspršivanja i dobivanja kozmetičkih sastava;
  • poboljšavaju sposobnost vlaženja i razmazivanja kozmetičkih tvari na koži;
  • osigurati stabilnost reverznih emulzija;
  • u sastavu pjenušavih deterdženata poboljšavaju njihovo pjenjenje i povećavaju postojanost pjene tijekom uporabe.

  Književnost

  Surfaktanti i sastavi. Imenik. Uredio M. Yu Pletnev 2002. – str. 40-44.

  Osnove kozmetičke kemije. Osnovne odredbe i moderni sastojci. ur. Pučkova T.V. 2011., str.122-133.

  za nekoliko redova veličine veći nego u volumenu tekućine, stoga, čak i uz zanemariv sadržaj vode (0,01-0,1% težine), površinski aktivne tvari mogu smanjiti površinska napetost voda na granici sa zrakom od 72,8 10 -3 do 25·10 -3 J/m 2, tj. gotovo dopovršinska napetost ugljikovodične tekućine. Slična pojava događa se i na granici vodena otopina Surfaktant je ugljikovodična tekućina, koja stvara preduvjete za stvaranje emulzija.

  Osnovni, temeljni kvantitativne karakteristike Surfaktant je sposobnost tvari da reducira površinska napetost na granici je derivacija površinske napetosti u odnosu na koncentraciju surfaktanta dok C teži nuli.

  Surfaktanti mogu biti prisutni u tekućoj fazi
  - ili u obliku pojedinačnih molekula (stvarno topljivi surfaktanti),
  -ili spajati u skupine od nekoliko desetaka molekula - Granična koncentracija površinski aktivne tvari u otopini pri kojoj počinje stvaranje micela naziva se ).

  Struktura surfaktanta

  Surfaktanti su u pravilu organski spojevi koji imaju amfifilna struktura, odnosno njihove molekule sadrže polarni dio, hidrofilnu komponentu (funkcionalne skupine -OH, -COOH, -SOOOH, -O- itd., ili češće njihove soli -ONa, -COONa, -SOOONa i dr. .) i nepolarni (ugljikovodični) dio, hidrofobna komponenta. Primjer površinski aktivne tvari je obični sapun (mješavina natrijevih soli masnih karboksilnih kiselina - oleat, natrijev stearat itd.) i SMS(sintetski deterdženti), kao i alkoholi, karboksilne kiseline , amini itd.

  Klasifikacija surfaktanata

  • Ionski surfaktanti
    • Kationski surfaktanti
    • Anionski surfaktanti
    • Amfoteran
  • Neionske tenzide
    • Alkilpoliglukozidi
    • Alkilpolietoksilati

  
  Anionski surfaktanti
  - sadrže jednu ili više polarnih skupina u molekuli i disociraju na Vodena otopina uz stvaranje dugolančanih aniona, koji određuju njihovu površinsku aktivnost. Te grupe su: COOH(M), OSO 2OH(M),SO3 H(M), gdje je M metal (mono-, dvo- ili trovalentan). Hidrofobni dio molekule obično je predstavljen zasićenim ili nezasićenim alifatskim lancima ili alkilaromatskim radikalima.

  U anionskim površinski aktivnim tvarima kation može ne samo metalna, već i organska baza. To je često di- ili trietanolamin. Površinska aktivnost počinje se pojavljivati ​​na duljini hidrofobnog lanca ugljikovodika C 8 a s povećanjem duljine lanca raste sve dok površinski aktivna tvar potpuno ne izgubi topljivost u vodi. Ovisno o strukturi intermedijarnih funkcionalnih skupina i hidrofilnosti polarnog dijela molekule, duljina ugljikovodičnog dijela može doseći i do C 18 .
  
  Kationski surfaktanti
  - disociraju u vodenoj otopini da nastanu površinski aktivni kation s dugim hidrofobnim lancem i anion (obično halid, ponekad anion sumporne ili fosforne kiseline).

  Među kationskim površinski aktivnim tvarima prevladavaju spojevi koji sadrže dušik; koriste se i tvari koje ne sadrže dušik: spojevi sulfonija +X- i sulfoksonija +X-, fosfonija +X-, arsonija +X-, jodonija.

  Kationski surfaktanti smanjuju površinsku napetost manje od anionskih tenzida, ali npr. kemijski stupaju u interakciju s površinom adsorbensa. sa staničnim proteinima bakterija, uzrokujući baktericidni učinak.

  Amfolitičke tenzide
  – ovisno o pH vrijednosti, pokazuju svojstva kationskih ili anionskih tenzida.

  Molekula sadrži hidrofilni radikal i hidrofobni dio koji može biti akceptor ili donor protona, ovisno o pH otopine. Tipično, ovi surfaktanti uključuju jednu ili više bazičnih i kiselih skupina, a mogu sadržavati i neionsku poliglikolnu skupinu. Pri određenim pH vrijednostima tzv izoelektrične točke, površinski aktivne tvari postoje u obliku zwitteriona. Ionizacijske konstante kiselih i bazičnih skupina stvarno topivih amfoternih tenzida su vrlo niske, ali kationski i anionski orijentirani zwitterioni su najčešći. Kationska skupina je obično primarna, sekundarna ili tercijarna amonijeva skupina, piridinski ili imidazolinski ostatak. Umjesto N m.b. atomi S, P, As itd. Anionske skupine su karboksilne, sulfonatne, sulfoesterske ili fosfatne skupine.
  
  Neionski PA
  – spojevi visoke molekulske mase koji ne tvore ione u vodenoj otopini.

  Njihova topljivost je posljedica prisutnosti u molekulama hidrofilnih eterskih i hidroksilnih skupina, najčešće polietilen glikolnog lanca. Pri otapanju nastaju hidrati zbog nastanka vodikova veza između atoma kisika polietilen glikolnog ostatka i molekula vode. Zbog kidanja vodikove veze s porastom temperature, topljivost neionskih tenzida opada, pa je za njih točka zamućenja na vrhu. Temperaturna granica micelizacije je važan pokazatelj. Mnogi spojevi koji sadrže mobilni atom H (kiseline, alkoholi, fenoli, amini), reagirajući s etilen oksidom, tvore neionske tenzide RO (C2H4O)nH. Polaritet jedne oksietilenske skupine znatno je manji od polariteta bilo koje kisele skupine u anionskim tenzidima. Stoga, da bi se molekuli dala potrebna hidrofilnost i HLB vrijednost, ovisno o hidrofobnom radikalu, potrebno je od 7 do 50 oksietilenskih skupina. Značajka neionske tenzide – tekuće stanje i slabo pjenjenje u vodenim otopinama.

  Neionski surfaktanti dobro se kombiniraju s drugim tenzidima i često su uključeni u formulacije
  

  Zbog svojih svojstava pranja, vlaženja, emulgiranja, dispergiranja i drugih vrijednih svojstava, površinski aktivne tvari imaju široku primjenu u proizvodnji deterdženata i sredstava za čišćenje, kozmetike i farmaceutskih proizvoda. lateksi, guma. polimeri, kemijska sredstva za zaštitu bilja, tekstil, koža i papir, građevinski materijali, inhibitori korozije, tijekom proizvodnje nafte, transporta i rafiniranja itd. Većina površinski aktivnih tvari koristi se za proizvodnju sintetičkih deterdženata (SDC).

  Surfaktanti imaju relativno nisku toksičnost za ljude i životinje. Prema stupnju povećanja toksičnosti tenzidi se mogu podijeliti sljedećim redom: neionski, anionski, kationski. Kada su izloženi koži i sluznici, sintetski surfaktanti mogu pokazati iritirajuće i resorptivne učinke. Utvrđeno je da pripravci anionskih i neionskih spojeva imaju manje izražen biološki i toksični učinak. Neionski tenzidi smanjuju adsorpciju anionskih tvari i mogu štetno djelovati na kožu samo u velikim dozama. Najveća opasnost površinski aktivnih tvari i pripravaka na njihovoj osnovi za ljude leži u njihovom senzibilizirajućem učinku i sposobnosti izazivanja alergijskih reakcija. Senzibilizacija se može pojaviti bilo kojim putem ulaska surfaktanata u tijelo.

  
  Izvori površinski aktivnih tvari koje ulaze u vodeni okoliš

  U vodena tijela Surfaktanti dolaze u značajnim količinama iz kućanstva (uporaba sintetičkih deterdženata u svakodnevnom životu) i industrije otpadne vode(tekstilna, naftna, kemijska industrija, proizvodnja sintetičkih guma), kao i s otjecanjem s poljoprivrednih površina (uključeno u insekticide, fungicide, herbicide i defolijante kao emulgatore).
  

  
  

  
  Primjena površinski aktivnih tvari (surfaktanti)

  Surfaktanti se široko koriste u industriji, u poljoprivreda, medicina i svakodnevni život. Svjetska proizvodnja površinski aktivnih tvari svake godine raste, a udio neionskih tvari u ukupnoj proizvodnji stalno raste. Sve vrste površinski aktivnih tvari naširoko se koriste u proizvodnji i uporabi sintetskih polimera. Najvažnije područje potrošnje površinski aktivnih tvari koje tvore micele je proizvodnja polimera emulzijskom polimerizacijom. Tehnološka i fizikalno-kemijska svojstva dobivenih lateksa uvelike ovise o vrsti i koncentraciji odabranih površinski aktivnih tvari (emulgatora). Surfaktanti se također koriste u suspenzijskoj polimerizaciji. Obično se koriste površinski aktivne tvari visoke molekularne težine - polimeri topljivi u vodi (volivinil alkohol, derivati ​​celuloze, biljna ljepila itd.). Miješanjem lakova ili tekućih uljno-smolnih sastava s vodom u prisutnosti emulgatora dobivaju se emulzije koje se koriste u proizvodnji plastike, kožnih nadomjestaka, netkanih materijala, impregniranih tkanina, boja na bazi vode itd. Tenzidi topljivi u vodi visoke molekularne težine, osim što se koriste u gore navedenim tehnologijama. procesima, koji se koriste kao flokulanti u raznim vrstama obrade vode. Uz njihovu pomoć iz otpadnih voda, kao i iz piti vodu ukloniti suspendirane kontaminante.
  

  Informacije su preuzete iz sljedećih izvora:

  1) www.wikipedia.org

  3) www.hydrodynamictechnology.com

  Neionske tenzide

  Spojevi koji se otapaju u vodi bez stvaranja iona nazivaju se neionski. Njihovu skupinu predstavljaju poliglikol i poliglikoleni eteri masnih alkohola (na primjer, facetenside - dinatrijev lauretsulfosukcinat - tekuća tekućina koja se sastoji od limunske kiseline i masnih alkohola). Neionski tenzidi dobivaju se etoksilacijom biljnih ulja (ricinusovo, pšeničnih klica, lana, sezama, kakaovca, nevena, peršina, riže, gospine trave). Neionske tenzide postoje samo u obliku tekućine ili paste, te ih stoga ne mogu sadržavati čvrsti deterdžent (sapuni, praškovi).

  Vodene otopine esteri masne kiseline su disperzivna micelarna otopina koja se često naziva "pametnim sapunom" jer emulgira prljavštinu i masnoću, uklanjajući ih s površine kože i kose bez oštećenja zaštitnog omotača.

  Svojstva neionskih površinski aktivnih tvari

  Ova vrsta surfaktanta čini deterdžent mekim, sigurnim i ekološki prihvatljivim (biorazgradivost neionskih tenzida je 100%). Stabiliziraju sapunsku pjenu, imaju blago zgušnjavajuće svojstvo, imaju bradikinazni i polirajući učinak, obnavljaju vanjske slojeve epidermisa i dlake te pomažu u aktiviranju djelovanja ljekovitih dodataka proizvoda za čišćenje.

  Ovo je najperspektivnije i najbrže razred u razvoju Surfaktant Najmanje 80-90% takvih surfaktanata dobiva se dodavanjem etilen oksida alkoholima, alkilfenolima, karbonatima, aminima i drugim spojevima s reaktivnim vodikovim atomima. Polioksietilenski eteri alkilfenola su najbrojnija i najraširenija skupina neionskih tenzida, uključujući više od stotinu trgovačkih naziva, najpoznatiji lijekovi su OP-4, OP-7 i OP-10. Tipične sirovine su oktil-, ionil- i dodecilfenoli; kr. Osim toga, koriste se krezoli, krezolna kiselina, β-naftol i dr. Ako se u reakciju uvede pojedinačni alkilfenol, gotov proizvod je smjesa površinski aktivnih tvari opće formule RC6H4O(CH2O) mH, gdje je m stupanj oksietilacije, ovisno o molarnom omjeru početnih komponenti.

  Svi surfaktanti. mogu se podijeliti u dvije kategorije prema vrsti sustava koje tvore u interakciji s medijem za otapanje. Jedna kategorija uključuje površinski aktivne tvari koje stvaraju micele. c., s druge - ne stvarajući micele. U otopinama tenzida koji stvaraju micele c. Iznad kritične koncentracije micela (CMC) pojavljuju se koloidne čestice (micele) koje se sastoje od desetaka ili stotina molekula (iona). Micele se reverzibilno razlažu na pojedinačne molekule ili ione kada se otopina (točnije koloidna disperzija) razrijedi do koncentracije ispod CMC.

  Dakle, otopine tenzida koji stvaraju micele. zauzimaju srednji položaj između pravih (molekularnih) i koloidnih otopina, stoga se često nazivaju polukoloidni sustavi. Surfaktanti koji stvaraju micele uključuju sve deterdžente, emulgatore, sredstva za vlaženje, disperzante itd.

  Pogodno je procijeniti površinsku aktivnost najvećim smanjenjem površinske napetosti podijeljenom s odgovarajućom koncentracijom - CMC u slučaju tenzida koji stvaraju micele. Površinska aktivnost je obrnuto proporcionalna CMC:

  Stvaranje micela događa se u uskom koncentracijskom rasponu, koji postaje uži i definiraniji kako se hidrofobni radikali izdužuju.

  Najjednostavnije micele tipičnih polukoloidnih površinski aktivnih tvari, na primjer. soli one masne, u koncentracijama koje nisu previše veće od CMC, imaju sferoidni oblik.

  S povećanjem koncentracije surfaktanta, anizometrijske micele praćene su naglim povećanjem strukturne viskoznosti, što u nekim slučajevima dovodi do geliranja, tj. potpuni gubitak fluidnosti.

  Djelovanje deterdženata. Sapun je poznat već tisućama godina, ali tek su relativno nedavno kemičari shvatili zašto ima svojstva čišćenja. Mehanizam za uklanjanje prljavštine u biti je isti za sapun i sintetičke deterdžente. Pogledajmo to na primjeru kuhinjske soli, običnog sapuna i natrijevog alkilbenzensulfonata, jednog od prvih sintetskih deterdženata.

  Kada se otopi u vodi sol disocira na pozitivno nabijene natrijeve ione i negativno nabijene kloridne ione. Sapun, tj. Natrijev stearat (I), slične tvari, kao i natrijev alkilbenzensulfonat (II) ponašaju se na sličan način: stvaraju pozitivno nabijene natrijeve ione, ali se njihovi negativni ioni, za razliku od kloridnog iona, sastoje od pedesetak atoma.

  Sapun (I) može se predstaviti formulom Na+ i C17H35COO-, gdje je 17 atoma ugljika s atomima vodika vezanim na njih produženo u vijugavom lancu. Natrijev alkilbenzensulfonat (Na+ C12H25C6H4SO3-) ima približno isti broj ugljikovih i vodikovih atoma. Međutim, oni nisu raspoređeni u obliku vijugavog lanca, kao u sapunu, već u obliku razgranate strukture. Značenje ove razlike kasnije će postati jasno. Za učinak čišćenja važno je da je ugljikovodični dio negativnog iona netopljiv u vodi. Međutim, topiv je u mastima i uljima, a zahvaljujući masti se prljavština lijepi za stvari; a ako je površina potpuno očišćena od masnoće, na njoj se ne zadržava prljavština.

  Negativni ioni (anioni) sapuna i alkilbenzensulfonata nastoje se koncentrirati na granici voda-mast. Vodotopivi negativno nabijeni kraj ostaje u vodi, dok je ugljikovodični dio uronjen u mast. Kako bi sučelje bilo što veće, mast mora biti prisutna u obliku sitnih kapljica. Kao rezultat toga nastaje emulzija - suspenzija kapljica masti (ulja) u vodi (III).

  Ako na tvrdoj podlozi postoji sloj masnoće, tada u kontaktu s vodom koja sadrži deterdžent, mast napušta površinu i prelazi u vodu u obliku sitnih kapljica. Anioni sapuna i alkil benzen sulfonata nalaze se na jednom kraju u vodi, a na drugom u masti. Prljavština koju drži sloj masnoće uklanja se ispiranjem. Dakle, u pojednostavljenom obliku, možete zamisliti učinak deterdženata.

  Svaka tvar koja ima tendenciju nakupljanja na granici ulja i vode naziva se surfaktant. Svi surfaktanti su emulgatori jer potiču stvaranje emulzije ulja u vodi, tj. “miješanje” ulja i vode; svi imaju svojstva čišćenja i stvaraju pjenu - na kraju krajeva, pjena je poput emulzije mjehurića zraka u vodi. Ali nisu sva ta svojstva izražena jednako. Postoje površinski aktivne tvari koje stvaraju puno pjene, ali su slabi deterdženti; Ima i onih koji se gotovo ne pjene, ali su izvrsni deterdženti. Sintetski deterdženti su sintetski tenzidi s posebno visokom moći čišćenja. U industriji, pojam "sintetski deterdžent" općenito znači sastav koji uključuje surfaktant, izbjeljivače i druge aditive.

  Sapuni, alkilbenzensulfonati i mnogi drugi deterdženti, kod kojih je anion topiv u mastima, nazivaju se anionskim. Postoje i surfaktanti u kojima je kation topiv u mastima. Zovu se kationski. Tipični kationski deterdžent, alkildimetilbenzilamonijev(IV) klorid je kvaterna amonijeva sol koja sadrži dušik vezan na četiri skupine. Kloridni anion uvijek ostaje u vodi, zato se naziva hidrofilnim; ugljikovodične skupine vezane na pozitivno nabijeni dušik su lipofilne. Jedna od tih skupina, C14H29, slična je dugom lancu ugljikovodika u sapunu i alkilbenzensulfonatu, ali je vezana za pozitivan ion. Takve tvari nazivaju se "obrnuti sapuni". Neki od kationskih deterdženata imaju snažno antimikrobno djelovanje; Koriste se u deterdžentima namijenjenim ne samo za pranje, već i za dezinfekciju. Međutim, ako uzrokuju iritaciju očiju, onda kada se koriste u formulacijama aerosola, ta činjenica treba biti navedena u uputama na etiketi.

  Druga vrsta deterdženta su neionski deterdženti. Grupa topljiva u mastima u deterdžentu (V) je nešto poput grupa topljivih u mastima u alkilbenzensulfonatima i sapunima, a ostatak je dug lanac koji sadrži mnogo atoma kisika i OH skupinu na kraju, koji su hidrofilni. Tipično, neionski sintetski deterdženti pokazuju visoku moć čišćenja, ali slabo stvaraju pjenu.

  Surfaktanti (sintetski surfaktanti) su velika skupina spojeva, različite strukture, koji pripadaju različitim klasama. Te se tvari mogu adsorbirati na sučelju i, kao rezultat toga, smanjiti površinsku energiju (površinska napetost). Ovisno o svojstvima koja površinski aktivne tvari pokazuju otopljene u vodi, dijele se na anionske tvari (aktivni dio je anion), kationske tvari (aktivni dio molekule je kation), amfolitičke i neionske, koje se ne ioniziraju pri svi.

  Nije tajna da su glavne aktivne komponente praškova za pranje površinski aktivne tvari. Istina, ovi aktivni kemijski spojevi Ulaskom u organizam uništavaju žive stanice remeteći najvažnije biokemijske procese.

  Je li budućnost u sintetici? Navodno da. U prilog tome, tenzidi se sve više poboljšavaju, postoje takozvani neionski tenzidi, čija biorazgradivost doseže 100%. Učinkovitiji su kada niske temperature, što je važno za nježne načine pranja. Budući da mnoga umjetna vlakna ne mogu izdržati visoke temperature. Osim toga, pranje u više hladna vodaštedi energetske resurse, što je svakim danom sve važnije. Nažalost, većina neionskih površinski aktivnih tvari su tekuće ili pastaste i stoga se koriste u tekućim i pastastim deterdžentima. Neionske tenzide uvode se u praškasti SMS u obliku aditiva od 2-6% tež. Važna prednost sintetskih tenzida je što ne stvaraju soli kalcija i magnezija koje su slabo topive u vodi. To znači da se jednako dobro peru i u mekoj i u tvrdoj vodi. Koncentracija sintetičkih deterdženata, čak iu mekoj vodi, može biti puno niža od sapuna napravljenog od prirodnih masti.

  Vjerojatno najpoznatiji kućni kemijski proizvodi su sintetski deterdženti. Godine 1970. po prvi je put u svijetu proizvedeno više sintetičkih deterdženata (SDC) nego običnih prirodnih sapuna. Svake godine njegova proizvodnja opada, dok proizvodnja SMS-a kontinuirano raste.

  Primjerice, u našoj zemlji dinamika rasta proizvodnje SMS-a može se prikazati sljedećim podacima: 1965. godine proizvedeno je 106 tisuća tona, 1970. - 470 tisuća tona, a 1975. godine bit će proizvedeno gotovo milijun tona.

  Zašto je proizvodnja prirodnog, zdravog sapuna, koji godinama vjerno služi ljudima, tako nisko pala? Ispostavilo se da ima mnogo nedostataka.

  Prvo, sapun, kao sol slabe organske kiseline (točnije soli nastale mješavinom triju kiselina - palmitinske, margarinske i stearinske) i jake baze - natrijevog hidroksida, hidrolizira se u vodi: on se (tj. razgrađuje) njime) u kiseline i lužine. Kiselina reagira sa solima tvrdoće i stvara nove soli, već netopljive u vodi, koje ispadaju u obliku ljepljive bijele mase na odjeću, kosu i sl. Ovaj ne baš ugodan fenomen dobro je poznat svima koji su se pokušali oprati ili oprati u tvrdoj vodi.

  Drugi proizvod hidrolize - lužina - uništava kožu (odmašćuje je, dovodi do suhoće i stvaranja bolnih pukotina) i smanjuje snagu vlakana koja čine različita tkiva. Poliamidna vlakna (najlon, najlon, perlon). posebno se intenzivno uništavaju sapunom.

  Drugo, sapun je relativno skup proizvod, jer njegova proizvodnja zahtijeva prehrambene sirovine - biljne ili životinjske masti.

  Postoje i drugi, manje značajni nedostaci ove supstance, koja je donedavno bila potpuno nezamjenjiva u svakodnevnom životu.

  Za razliku od prirodnih sapuna, sintetski deterdženti imaju nedvojbene prednosti: veću moć čišćenja, higijenu i ekonomičnost.

  Trenutno je na međunarodnom tržištu dostupno oko 500 vrsta sintetičkih deterdženata, koji se proizvode u obliku praha, granula, pahuljica, pasta i tekućina.

  Proizvodnja SMS-a ima veliki ekonomski učinak. Eksperimenti su pokazali da jedna tona sintetičkog deterdženta zamjenjuje 1,8 tona 40% sapuna za pranje rublja napravljenog od vrijednih prehrambenih sirovina. Procjenjuje se da jedna tona SMS-a uštedi 750 kg biljnih masti za prehrambenu industriju.

  Korištenje SMS-a u kućanstvu omogućuje vam smanjenje troškova rada tijekom ručnog i strojnog pranja za 15-20%* Istodobno, čvrstoća i izvorna potrošačka svojstva tkanine (bjelina, svjetlina boje, elastičnost) očuvani su mnogo bolje nego pri korištenju konvencionalnog sapuna za pranje rublja.

  Mora se reći da SMS nisu namijenjeni samo za pranje rublja. Postoje posebna sredstva za pranje i čišćenje raznih kućanskih predmeta, sintetički toaletni sapuni, šamponi za kosu, pjenasti aditivi za kupanje, koji sadrže biostimulanse koji imaju tonik učinak na tijelo.

  Glavni sastojak svih ovih proizvoda je sintetski surfaktant (tenzid), čija je uloga ista kao i organske soli u običnom sapunu.

  No, kemičarima je odavno poznato da pojedinačna tvar, ma koliko univerzalna bila, ne može zadovoljiti sve zahtjeve koji se pred nju postavljaju. Mali dodaci drugih popratnih tvari pomažu otkriti vrlo korisna svojstva ove osnovne tvari. Zato svi moderni SMS nisu pojedinačni surfaktanti, već sastavi koji mogu uključivati ​​izbjeljivače, mirise, regulatore pjene, biološki aktivne tvari i druge komponente.

  Druga najvažnija komponenta modernih sintetičkih deterdženata su kondenzirani, odnosno polimerni fosfati (polifosfati). Ove tvari imaju niz korisna svojstva: stvaraju vodotopljive komplekse s metalnim ionima prisutnim u vodi, čime se sprječava mogućnost pojave netopljivih mineralnih soli koje nastaju prilikom pranja običnim sapunom; povećati aktivnost čišćenja površinski aktivnih tvari; sprječava da se suspendirane čestice prljavštine talože natrag na opranu površinu; jeftin za proizvodnju.

  Sva ova svojstva polifosfata omogućuju smanjenje sadržaja skuplje glavne komponente, surfaktanta, u SMS-u.

  Svaki sintetski deterdžent u pravilu sadrži miris - tvar ugodnog mirisa koja se prenosi na rublje korištenjem SMS-a.

  Gotovo sve SMC sadrže tvar koja se zove natrijeva karboksimetilceluloza. Ovo je sintetski proizvod visoke molekularne težine, topiv u vodi. Njegova glavna svrha je da, uz fosfate, bude antiresorptiv, tj. spriječiti taloženje prljavštine na već opranim vlaknima.

  Većina njih ima niz prednosti u odnosu na sapun koji se već dugo koristi u tu svrhu. Na primjer, tenzidi se dobro otapaju i pjene čak iu tvrdoj vodi. Soli kalija i magnezija nastale u tvrdoj vodi ne umanjuju učinak čišćenja tenzida i ne stvaraju bijelu prevlaku na kosi.

  Glavni aktivni sastojci svih praškova za pranje, tzv. Surfaktanti (surfaktanti) su izuzetno aktivni kemijski spojevi. Imajući određeni kemijski afinitet s određenim komponentama membrana ljudskih i životinjskih stanica, surfaktanti se, kada uđu u tijelo, nakupljaju na staničnim membranama, prekrivajući njihovu površinu tankim slojem, te u određenoj koncentraciji mogu uzrokovati poremećaj najvažnijih biokemijskih procesa. procesi koji se odvijaju u njima, narušavaju funkciju i integritet samih stanica.

  U pokusima na životinjama znanstvenici su otkrili da tenzidi značajno mijenjaju intenzitet redoks reakcija, utječu na aktivnost niza važnih enzima, remete metabolizam proteina, ugljikohidrata i masti. Posebno su agresivni anioni surfaktanata. Mogu uzrokovati teške poremećaje imuniteta, razvoj alergija, oštećenja mozga, jetre, bubrega i pluća. To je jedan od razloga zašto su zapadnoeuropske zemlje nametnule stroga ograničenja na upotrebu a-tenzida (anionskih tenzida) u formulacijama deterdženta za pranje rublja. U najboljem slučaju njihov sadržaj ne smije prelaziti 2-7%. Na Zapadu su prije više od 10 godina prestali koristiti pudere koji sadrže fosfatne dodatke u svakodnevnom životu. Na tržištima Njemačke, Italije, Austrije, Nizozemske i Norveške prodaju se samo deterdženti bez fosfata. U Njemačkoj je uporaba fosfatnih prahova zabranjena saveznim zakonom. U drugim zemljama, poput Francuske, Velike Britanije, Španjolske, u skladu s vladinim odlukama, sadržaj fosfata u SMS-u je strogo reguliran (ne više od 12%).

  Prisutnost fosfatnih aditiva u prahu dovodi do značajnog povećanja toksičnih svojstava a-tenzida. S jedne strane, ovi dodaci stvaraju uvjete za intenzivnije prodiranje a-tenzida kroz netaknutu kožu, potiču pojačano odmašćivanje kože, aktivnije uništavanje staničnih membrana i oštro smanjuju barijernu funkciju kože. Surfaktanti prodiru u mikrosuđe kože, apsorbiraju se u krv i šire tijelom. To dovodi do promjene fizička i kemijska svojstva sama krv i oslabljeni imunitet. α-surfaktanti imaju sposobnost nakupljanja u organima. Primjerice, 1,9% ukupne količine a-tenzida koji dođu u dodir s nezaštićenom kožom taloži se u mozgu, 0,6% taloži se u jetri itd. Djeluju kao otrovi: u plućima izazivaju hiperemiju, emfizem, u jetri oštećuju funkciju stanica, što dovodi do porasta kolesterola i pojačava pojave ateroskleroze u krvnim žilama srca i mozga, remeti prijenos živčanih impulsa. u središnjem i perifernom živčanom sustavu.

  Ali time se štetni učinci fosfata ne iscrpljuju – oni predstavljaju veliku prijetnju našem okolišu. Kada fosfati dospiju u vodena tijela nakon pranja zajedno s otpadnom vodom, djeluju kao gnojiva. "Žetva" algi u rezervoarima počinje rasti skokovima i granicama. Alge se, kada se razgrade, oslobađaju u ogromne količine metan, amonijak, sumporovodik, koji uništavaju sav život u vodi. Zarastanje vodnih tijela i začepljenje sporo tekućih voda dovodi do velikih poremećaja ekosustava vodenih tijela, pogoršanja izmjene kisika u hidrosferi i stvara poteškoće u opskrbi stanovništva pitkom vodom. Također iz tog razloga, upotreba fosfatnog SMS-a je zakonski zabranjena u mnogim zemljama.

  Tradicionalni nedostatak surfaktanata je oštrina, koja se izražava u iritaciji kože, suhoći i nelagodi nakon korištenja šampona ili gela za tuširanje.

  Koža ruku, koja dolazi u dodir s aktivnim kemijskim otopinama praškova za pranje, postaje glavni dirigent za prodiranje opasnih kemijskih sredstava u ljudsko tijelo. A-tenzidi aktivno prodiru čak iu neoštećenu kožu ruku te je uz pomoć fosfata, enzima i klora intenzivno dezinficiraju. Uspostavljanje normalnog sadržaja masnoće i vlažnosti kože događa se tek nakon 3-4 sata, a kod ponovljene uporabe, zbog nakupljanja štetnog učinka, nedostatak masnog sloja kože osjeti se unutar dva dana. Zaštitne funkcije kože su smanjene i stvoreni su uvjeti za intenzivno prodiranje u tijelo ne samo a-tenzida, već i svih toksičnih spojeva - bakterioloških toksina, teški metali itd. Nakon nekoliko pranja fosfatnim prašcima često se razvijaju upale kože - dermatitis. Pokreće se pokretna traka patoloških imunoloških reakcija.