11.3. Классификация коллоидных пав.

Коллоидные ПАВ в соответствии с особенностями строения их молекул подразделяются на три основные группы: анионные, катионные и неионогенные.

Анионные ПАВ диссоциируют в воде, образуя отрицательно заряженные поверхностно-активные ионы. При адсорбции таких ПАВ из раствора на поверхности адсорбируются анионы, в резуль­тате чего поверхность приобретает отрицательный заряд. Важней­шими представителями этой группы коллоидных ПАВ являются обычные мыла и соли сульфокислот.

Обычные мыла представляют собой соли предельных и неко­торых непредельных карбоновых кислот. Коллоидные свойства проявляются только у солей тех жирных кислот, у которых число атомов углерода в цепи не меньше 10 и не больше 22. Соли низкомолекулярных жирных кислот, слишком хорошо растворимы в воде, чтобы проявлять указан­ные свойства в заметной степени. Соли жирных кислот, углеводородная цепь кото­рых содержит больше 22 атомов углерода, практически нерастворимы в воде.

Мыла с двух- и трехвалентным катионом (кальциевые, магние­вые, алюминиевые и т. п.) нерастворимы в воде, но образуют кол­лоидные системы в углеводородных средах. Они используются в консистентных смазках на минеральном масле, а также для ста­билизации эмульсий второго рода (в/м).

К коллоидным ПАВ, содержащим в качестве активной группы сульфогруппу, следует в первую очередь отнести соли высокомо­лекулярных сульфокислот - алкилсульфонаты или алкиларилсульфонаты.

Катионные ПАВ, диссоциируя в воде, образуют положительно заряженные поверхностно-активные ионы. Из растворов таких ПАВ поверхностью адсорбируются катионы, вследствие чего она стано­вится положительно заряженной.

Примером катионных ПАВ могут служить соли четырехзамещенных аммониевых основа­ний.

Одновременное присутствие в водном растворе анионных и ка­тионных ПАВ обычно невозможно, так как в таком растворе из большого катиона и большого аниона образуется весьма слабо диссоциирующая соль с большим молекулярным весом, практи­чески нерастворимая в воде.

Неионогенные ПАВ (НПАВ). Это - вещества, молекулы кото­рых не способны к диссоциации. Дифильные молекулы таких ПАВ обычно состоят из длинной углеводородной цепочки с несколькими полярными, но неионогенными группами на конце, обуславливаю­щими растворимость этих веществ. Такими группами обычно яв­ляются гидроксильные или эфирные группы.

Примером неионогенных ПАВ являются соединения, получае­мые при взаимодействии одной молекулы высокомолекулярного спирта (или другого органического соединения - кислоты, фено­лов) с несколькими молекулами окиси этилена.

Схематически молекулы данного НПАВ обозначают следующим обра­зом:

Оксиэтиленовая цепь обладает некоторой гидрофильностью вследствие взаимодействия эфирного атома кислорода с молеку­лами воды. Наряду с гидратносвязанной водой оксиэтиленовая цепь, которая имеет достаточную длину и образует в растворе клубки, связывает воду. Поэтому продукты присоединения, начиная с некоторого опреде­ленного числа оксиэтиленовых групп, которое зависит от молекулярного веса и строения гидрофобной части молекулы, приобре­тают растворимость в воде.

Существенным преимуществом оксиэтилированных ПАВ является возможность при их синтезе регулировать гидрофильность путем изменения не только числа атомов углерода в гидрофобной цепи, но и числа оксиэтиленовых групп. Благодаря этому можно получать вещества с заранее выбранными свойствами, рассчитан­ными на конкретную область применения. Другой особенностью этих веществ является то, что они не образуют соли и поэтому хо­рошо растворимы в жесткой воде. Кроме того, НПАВ могут быть использованы в сочетании с ионогенными ПАВ. Адсорбция неионогенных ПАВ из водных растворов превращает гидрофобные по­верхности в гидрофильные.