6.13. Смеси ионных и неионных пав

Ионные и неионные ПАВ обладают различной растворимостью и критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). ККМ в смесях ИПАВ и НПАВ не является аддитивной величиной, проявляется синергизм действия. На рис. 6.8 показано взаимное влияние ИПАВ – алкилсульфата натрия С18 и НПАВ – синтанола ДС-10 на ККМ в перхлорэтилене.

Ас-алкилсульфонат натрия С18

ДС-синтанол ДС-10

Композиции ИПАВ и НПАВ применяются в эмульсионной полимеризации. Снижение ККМ позволяет уменьшить количество применяемого эмульгатора. Это важно не только с экономической точки зрения, т. к. удешевляет технологию, но и с экологической точки зрения, т. к. снижает загрязнение сточных вод.

Рис. 6.8. Взаимное влияние алкилсульфата натрия С18 и синтанола ДС-10 на ККМ в перхлорэтилене.

Рис. 6.9. Влияние состава бинарной смеси ПАВ на моющее действие в перхлорэтилене.

6.14. Контрольные вопросы

1. Отличие коллоидных ПАВ от низкомолекулярных ПАВ

2. Общая характеристика и применение коллоидных ПАВ

3. Классификация коллоидных ПАВ

4. Как зависит биоразлогаемость ПАВ от строения молекулы?

5. Приведите примеры анионных, катионных, амфолитных и неионных ПАВ

6. Свойства водных растворов ПАВ.

7. Зависимость растворимости ИПАВ от температуры. Точка Крафта.

8. Зависимость растворимости НПАВ от температуры. Точка помутнения и высаливания.

9. Гидрофильный-липофильный баланс как характеристика ПАВ.

10. Термодинамика образования прямых и обратных мицелл.

11. Строение мицелл коллоидных ПАВ.

12. Солюбилизация мицеллами углеводородов в водной среде и воды в углеводородной среде.

13. Микроэмульсии. Мицеллярный катализ.

14. Основные факторы моющего действия растворов коллоидных ПАВ.

VII. Получение дисперсных систем

7.1. Введение

Дисперсные системы занимают промежуточное положение между макроскопическими гетерогенными системами и молекулярными растворами - гомогенными системами. Это позволяет получать дисперсные системы двумя путями: диспергированием макроскопических фаз (диспергационный путь образования) и конденсацией из истинных растворов или однокомпонентных гомогенных систем (конденсационное образование). В большинстве случаев образование дисперсных систем требует затраты работы, либо под­водимой из вне, например в виде механической энергии, либо за счет протекания внут­ренних, в частности химических, процессов в самой системе. Возникшие таким образом дисперсные системы являются термодинамически неравновесными и требуют для своего сколько-нибудь длительного существования специальной стабилизации. Их называют лиофобными.

Существуют также дисперсные системы способные возникать в результате самопроиз­вольного (т.е. без затраты подводимой из вне механической работы) диспергирования макроскопоческой фазы. Такие системы термодинамически равновесны и не нуждаются в дополнительной стабилизации. Их называют лиофильными. К ним относятся растворы высокомолекулярных соединений, мицелярные растворы поверхностно-активных ве­ществ. Основным свойством лиофобных дисперсных систем, как уже отмечалось, является их термодинамическая неустойчивость. Она связана с большим запасом свобод­ной поверхностной энергии на развитой межфазной поверхности. Наличие большой по­верхностной энергии обусловлено коллоидным состоянием, точнее высокой дисперсностью и гетерогенностью системы, что следует из фундаментального уравнения Гиббса для гетерогенных систем. При постоянных температурах и составе поверхностная энергия определяется произведением поверхностного натяжения на площадь поверхно­сти :

(7.1)

Поэтому в них самопроизвольно происходит процесс слипания частиц дисперсной фазы – коагуляция.

Для придания устойчивости против слипания – агрегативной устойчивости – необхо­димо создавать на поверхности частиц защитные слои: двойные электрические слои, приводящие к возникновению электростатического отталкивания (ионно-электростати­ческий фактор устойчивости). Этот фактор реализуется при введении в коллоидную систему электролитов, имеющих в своем составе один из ионов, входящих в состав агрегата дисперсной фазы коллоидной системы или изоформный ему.

При введении в коллоидную систему поверхностно-активных веществ и высокомоле­кулярных соединений образуются сольватные или адсорбционно-сольватные слои, кото­рые в силу своих особых структурно-механических свойств препятствуют соприкоснове­нию и слипанию частиц (структурный фактор устойчивости)