Презентация на тему "Поверхностно-активные вещества"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

  Синтетические моющие средства (СМС)

  pptcloud.ru

• 
  Слайд 2

  Пове́рхностно-акти́вные вещества

  • Пове́рхностно-акти́вные вещества́ (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.
  • Основной количественной характеристикой ПАВ является поверхностная активность — способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз — это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю. Однако, ПАВ имеет предел растворимости (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остается постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы. Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ. Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счёт преломления света мицеллами.
• 
  Слайд 3

  Строение ПАВ

  • Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -O- и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот — олеата, стеарата натрия и т. п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты, карбоновые кислоты, амины и т. п.

  C17H35СООNa

• 
  Слайд 4

  Основные этапы производства ПАВ

  1) получение сложного моноэфира серной кислоты и высшего спирта

  (например, цетилового)

  C16H33OH + H2SO4 →

  цетиловый конц. спирт серная к-та

  →C16H33O-SO2-OH + H2O

  цетилсерная к-та

• 
  Слайд 5
  

  2) нейтрализация полученного соединения щелочью

  C16H33O-SO2-OH+NaOH→

  →C16H33O-SO2-ONa + H2O

  натриевая соль цетилсерной к-ты

• 
  Слайд 6
  

  В целом производство ПАВ сводится к следующим этапам технологического процесса:

• 
  Слайд 7

  Механизм действия ПАВ

  • Гидрофобный «хвостик»связывается с частицами грязи.Гидрофильная «головка»цепляется за воду, уменьшая ее поверхностное натяжение, тем самым, помогая воде лучше смачивать отмываемую поверхность и отрывать частицы загрязнений.
• 
  Слайд 8

  Классификация ПАВ

  • Ионогенные ПАВ
  • Катионные ПАВ
  • Анионные ПАВ
  • Амфотерные
  • Неионогенные ПАВ
  • Алкилполиглюкозиды

  2.Алкилполиэтоксилаты

  • Ионогенные ПАВ диссоциируют в растворе на ионы, одни из которых обладают адсорбционной активностью, другие (противоионы) - адсорбционно не активны. Если адсорбционно активны анионы, ПАВ наз. анионными, или анионоактивными, в противоположном случае - катионными, или катионо-активными. Некоторые ПАВ содержат как кислотные, так и основные группы; такие ПАВ обладают амфотерными свойствами, Их наз. амфотерными, или анфолитными, ПАВ.
  • Неионогенные ПАВ не диссоциируют при растворении на ноны; носителями гидрофильности в них обычно яаляются гидроксильные группы и полигликолевые цепи различяой длины
• 
  Слайд 9

  Катионоактивные ПАВ

  • Катионоактивные ПАВ - это соединения, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов, определяющих поверхностную активность, они обладают ценными свойствами - бактерицидностью.
  • Катионоактивные ПАВ можно разделить на следующие основные группы: амины различной степени замещения и четвертичные аммониевые основания, др. азотсодержащие основания (гуанидиню, гидрозины, гетероциклические соединении и т. д.), четвертичные фосфониевые и третичные сульфониевые основания.Сырьем для катионоактвных ПАВ, имеющих хозяйственное значение, служат амины, получаемые из жирных кислот и спиртов, алкгалогенидов, а также алкилфенолов. Четвертичные аммониевые соли синтезируют из соответствующих длинноцепочечных галоидных алкилов реакцией с третичными аминами, из аминов хлоралкилированием или др. путями из синтетических спиртов, фенолов и фенольных смесей.Большее значение как катионоактивные ПАВ и как исходные продукты в синтезе неионогенных ПАВ (см. ниже) имеют не только моно- , но и диамины, полиамины и их производные.
• 
  Слайд 10

  Амфолитные ПАВ

  • Амфолитные ПАВ широко применяются в производстве пеномоющих средств и шампуней благодаря их мягкому воздействию на кожу. В зависимости от величины рН они проявляют св-ва катионактивных или анионактивных ПАВ.
  • АмфотерныеПАВ являются одним из самых дорогих ингредиентов мылящейся основы. Их получаютвыжимкой, экстракцией, настаиванием, ректификацией и окислением природногосырья (как растительного, так и животного толка). Наиболее известные сырьевыеисточники амфотерных тензидов, а именно кокоамфоацетата, лактата,альфа-аминокислот, пектинов, восков, — это мыльнянка, водоросли, мякоть плодовяблони, корнеплоды (свекла, морковь, топинамбур), пальмовое масло, молочныепродукты, ланолин.
  • Амфотерные тензиды защищают кожу и волосы от сухости и раздражения, реставрируют роговойслой эпидермиса и кератин волос, смягчают, повышают эластичность соединительнойткани, придают волосам шелковистость, а пене мылящегося вещества —кремообразную текстуру.
• 
  Слайд 11

  Неионогенные ПАВ

  • Неионогенные ПАВ - это соединения, которые растворяются в воде, не ионизируясь. Неионогенные ПАВ менее чувствительны к солям, обусловливающим жесткость воды, чем анионактивные и катионактивные ПАВ.
  • Их группу представляют полигликолевые и полигликоленовые эфиры жирных спиртов(например, фейстензид — Disodium Laurethsulfosuccinate — текучая жидкость,состоящая из лимонной кислоты и жирных спиртов). Получают неионные ПАВыоксиэтилированием растительных масел (касторовое, ростков пшеницы, льна,кунжута, какао, календулы, петрушки, риса, зверобоя). Неионные ПАВ существуюттолько в жидкой или пастообразной форме, поэтому не могут содержаться в твердыхмоющих средствах (мыло, порошки).
• 
  Слайд 12

  Свойства неионных ПАВ

  • Этотвид ПАВ привносит моющему средству мягкость, безопасность, экологичность(биоразлагаемость неионных тензидов составляет 100%). Они стабилизируют мыльнуюпену, обладают мягкими свойствами загустителя, оказывают брадикиназное иполирующее действие, реставрируя наружные слои эпидермиса и волос, способствуютактивизации действия лечебных добавок очищающего препарата.
• 
  Слайд 13
  

  • Мыло, т.е. стеарат натрия (I),сходные с ним вещества, а также алкилбензолсульфонат натрия (II) ведут себяподобным же образом: они образуют положительно заряженные ионы натрия, но ихотрицательные ионы, в отличие от хлорид-иона, состоят примерно из пятидесятиатомов.
• 
  Слайд 14

  Характеристика ПАВ, используемых в СМС:

  1) обладают в 10 раз большей моющей способностью, чем мыла, т.к. кислотный остаток серной кислоты лучше сорбируется частицами загрязнения,

  2) не боятся жесткой и даже морской воды, т.к. кальциевые соли алкилсерной кислоты растворимы в воде.

• 
  Слайд 15

  Синтетические моющие средства (СМС)

  • Синтетические моющие средства – это натриевые соли кислых сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты:

  R-CH2-OH + H-O-SO2-OH => R-CH2-O-SO2-OH + H2O

  R-CH2-O-SO2-OH + NaOH => R-CH2-O-SO2-ONa + H2O

  • Примеры СМС: мыло, моющее средство для посуды, шампунь и т.д.
• 
  Слайд 16
  

  • В качестве моющих веществ используют анионоактивные, катионоактивные, амфотерные (амфолитные) и неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), имеющие сродство к жировым поверхностям и к воде. Специальные вещества в составе синтетических моющих средств предохраняют ткани от повторного оседания грязи — резорбции. В современных СМС используют ПАВ, которые имеют степень биоразложения не менее 90%, тогда они не загрязняют окружающую среду.
• 
  Слайд 17
  

  • Основа многих синтетических моющих средств - анионные ПАВ, напр. алкилбен-золсулъфонаты (преим. линейные, обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилсульфаты, алкилэтоксисульфа-ты, мыла, алкансулъфонаты, a-олефинсульфонаты натрия.
  • В связи с общемировой тенденцией к снижению т-ры стирки и использованию синтетических моющих средств с ферментами и катионными мягчи-телями-антистатиками повысилась роль неионогенных ПАВ-оксиэтилированных спиртов, оксиэтилированных ал-килфенолов, оксиэтилированных алкиламинов. В качестве вспомогат. ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологич. действие, в синтетические моющие средства могут вводиться в небольших кол-вах алкил- и алкилэток-сифосфаты, таураты, сульфосукцинаты, соли a-сульфокар-боновых к-т, эфирокарбоксилаты, оксиалкиламиды жирных кислот и их этоксилаты, N-оксиды третичных аминов, блоксополимеры алкиленоксидов, амфогерные производные аминокислот, имидазолина и бетаина. Нек-рое распространение (особенно в США) получили синтетические моющие средства на базе анионных и(или) неионогенных ПАВ с добавками катионных ПАВ или полимеров, способные в процессе полоскания вследствие адсорбции на волокнах снижать электростатич. заряд и усадку ткани, а также улучшать ее гриф. Примеры таких катионных ПАВ-диалкилдиметиламмонийхлорид, 1-(2-ал-киламидоэтил)-2-алкил-3-метилимидазолинийметилсуль-фат, катионное производное гидроксиэтилцеллюлозы. Оп-тим. моющим действием при 25-35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С12-С14, с ростом т-ры стирки оптимум отмечается у гомологов С14-С16.
• 
  Слайд 18
  

  • Хорошее моющее действие анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в при-сут. разл. электролитов. Практически все порошкообразные синтетические моющие средства содержат минер. соли, из к-рых наиб. применяемы фосфаты: триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, тетрака-лийпирофосфат и др., способные образовывать комплексы с поливалентными катионами. В жидких рецептурах преим. используют тринатрийфосфат, триполифосфат К и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих ср-вах для посуды), в фермент-содержащих - неболъпюе кол-во солей Са или Mg. Полностью или частично ф-цию фосфатов в синтетических моющих средствах могут выполнять комплексоны - Na-соли нитрилотриуксусной к-ты (трилон А) и этилендиаминтетра-уксусной к-ты (трилон Б), соли этилидендифосфоновой и лимонной к-т (см. Комплексоны), а также цеолиты. Использование эффективных заменителей фосфатов в синтетических моющих средствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол-во комплексообразователей в синтетических моющих средствах составляет до 40% по массе.
  • В качестве электролитов-активаторов моющего действия в стиральные порошки вводят Na2SO4, Na2CO3 и Na2SiO3 (или жидкое стекло). Последние два (в кол-ве до 10% по массе) обеспечивают щелочную среду; Na2SiO3, кроме того, ингибирует корродирующее действие моющей композиции.
• 
  Слайд 19
  

  • Жидкие синтетические моющие средства могут, кроме того, содержать до 10-15% по массе орг. р-рителей (низшие спирты, гликоли, их эфиры, алканоламины) и гидротропов, к-рые снижают точки помутнения р-ров и улучшают совместимость компонентов.
  • Жидкие композиции с высоким содержанием растворенных или суспендир. электролитов служат для интенсивной машинной стирки, как правило, с регулируемым пенообра-зованием, достигающимся введением мыла, силиконового пеног асителя и(или) специально подобранного неионогенно-го ПАВ, напр. оксиэтилированных и оксипропилированных спиртов. Жидкие синтетические моющие средства с низким содержанием электролитов используют для ручной стирки тонких тканей; они хорошо пенятся и в зависимости от назначения дополнительно могут включать антистатики, водорастворимые полимеры, консерванты и др. компоненты.
• 
  Слайд 20