Строение пав:

ПАВ – органические соединения, молекулы которых имеют в строении полярную гидрофильную часть (функциональные группы –OH, -COOH, -O и др.) и углеводородную гидрофобную. Таким образом, они растворимы в органических растворителях и воде.

Рис.2. Мицелла.

Основная количественная характеристика ПАВ - поверхностная активность — способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Но ПАВ имеет предел растворимости ("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 объемном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются мицеллы. Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ. Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счет преломления света мицеллами.

Типы ПАВ:

-Анионактивные ПАВ;

-Катионактивные ПАВ;

-Амфолитные ПАВ;

-Неионогенные ПАВ;

Анионактивные ПАВ:

Название латиница: Anionic Surfactants(см. рис.3). Анионактивные ПАВ - содержат в молекуле одну или несколько полярных групп и диссоциируют в водном растворе с образованием длинноцепочечных анионов, определяющих их поверхностную активность. Это группы: COOH(M), OSO₂OH(M), SO₃H(M), где M-металл (одно-, двух- или трехвалентный). Гидрофобная часть молекулы обычно представлена предельными или непредельными алифатическими цепями или алкилароматическими радикалами. В анионактивных ПАВ катион может быть не только металлом, но и органическим основанием. Часто это ди- или триэтаноламин. Поверхностная активность начинает проявляться при длине углеводородной гидрофобной цепи C₈ и с увеличением длины цепи увеличивается вплоть до полной потери растворимости ПАВ в воде. В зависимости от структуры промежуточных функциональных групп и гидрофильности полярной части молекулы длина углеводородной части может доходить до C₁₈.

Рис.3. Анионактивные поверхностно-активные вещества.

Выделяют 6 групп анионактивных ПАВ:

1) Производные карбоновых кислот (мыла): RCOOM, ROOC (СН₂)_nСООМ, RC₆H₄ (СН₂)_nСООМ, RCH=CH —(СН₂)_nСООМ.

2) Первичные и вторичные алкилсульфаты ROSO₃M, R'R:CHOSO₃M, алкиларилэтилсульфаты RC₆H₄C₂H₄OSO₃M, алкилциклогексилэтилсульфаты RC₆H₁₀C₂H₄OSO₃M и т.п.

3)Алкил- и алкилбензолсульфонаты, сульфонаты сложных эфиров моно- и дикарбоновых кислот: RSO₃M, RC₆H₄SO₃M, ROOCCH₂SO₃M, ROOCCH₂CH(COOR)SO₃M.

4) Сульфо- и карбоксиэтоксилаты спиртов, сульфоэтоксилаты карбоновых кислот, сульфоэтоксилаты алкилфенилэтиловых спиртов, диметаллические соли сульфоянтарной кислоты, соли сульфатов непредельных кислот: RO(C₂H₄O)_nSO₃M, RO(C₂H₄O)_nCH₂COOM, RCOO (C₂H₄O)_n SO₃M, RC₆H₄ (C₂H₄O)₂ SO₃M, ROOCCH₂CH •(COOM) SO₃M, RCH (OSO₃M)=CH (CH₂)_n—COOM.

5) Азотсодержащие ПАВ: амидосульфонаты RCONR'—R:—SO₃M, амиды сульфокарбоновых кислот RR'NOC—R:—SO₃M, амидосульфаты RCONR'- R:—OSO₃M, амидокарбоксилаты RCO(NH-R'—CO)_nOM, вещества с карбокси- и сульфогруппами RCONH—R—OCOR:(SO₃M) —COOM. Вместо амидной группы во многих таких веществах может быть также сульфоамидная группа, например RC₆H₄SO₂NHCH₂CH₂SO₃M.

6) Соли перфторированных карбоновых кислот, перфторированных сульфоацетатов, моно- и диалкил-фосфатов и фосфонатов, перфторированные фосфонаты и др. соединения.

Бензольное ядро соответствует примерно 4 атомам С, перфторированная метиленовая группа CF₂-примерно 2,5-3 метиленовым группам. Наиболее распространены алкилсульфаты и алкиларилсульфонаты. Оптимальными поверхностно-активными свойствами обладают первичный додецилсульфат и прямоцепочечный додецилбензолсульфонат. Эти вещества термически стабильны, малотоксичны (ЛД50 1,5-2 г/кг, белые мыши), не раздражают кожу человека и удовлетворительно подвергаются биологическому распаду в водоемах, за исключением алкиларилсульфонатов с разветвленной алкильной цепью. Они хорошо совмещаются с другими ПАВ, проявляя при этом синергизм, порошки их негигроскопичны. Вторичные алкилсульфаты обладают хорошей пенообразующей способностью, но термически неустойчивы и применяются в жидком виде. Вторичные алкилсульфонаты обладают высокой поверхностной активностью, но весьма гигроскопичны. Перспективными являются ПАВ, у которых гидрофильная часть состоит из нескольких функциональных групп. Например, динатриевые соли сульфоянтарной кислоты обладают хорошими санитарно-гигиеническими свойствами наряду с высокими коллоидно-химическими и технологическими показателями при растворении в жесткой воде. ПАВ, содержащие сульфониламидную группу, обладают биологической активностью. Хорошими свойствами обладает также додецил-фосфат.