Моющие действия мыл. Солюбилизация.

МОЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ, свойство ПАВ, диспергированных в воде или орг. растворителе, очищать пов-сти твердых тел от загрязнений. Наиб. распространенные загрязнения-масляные (жировые) пленки с внедренными в них частицами пыли.сажи и т. п. К моющее действие относят также очистку пов-сти раздела вода-воздух, например от разлившейся нефти. На практике моющее действие осуществляется многокомпонентными смесями ПАВ, наз. моющими средствами.

Полной теории моющее действие пока не существует. моющее действие обусловлено комплексом коллоидно-хим. процессов и поверхностных явлений, включающим смачивание, диспергирование загрязнений, стабилизацию образовавшейся дисперсии, мицелло-образование ПАВ в объеме моющей жидкости, солюбилиза-цию загрязнений, пенообразование, фазовые превращения и др. Считается, что начальная стадия всякого М. д .-смачивание загрязненной пов-сти моющей жидкостью. Присутствие в моющей жидкости определенных ПАВ в случае масляных загрязнений резко изменяет условия избират. смачивания. Если межфазные натяжения на границах раздела твердое тело-масло, масло-вода и твердое тело-вода соотв. s_ТМ, s_MB и s_ТВ, то условие избират. смачивания водной средой определяется соотношением:

При выполнении этого условия пленка загрязнения оттесняется от очищаемой пов-сти. При этом происходит пепти-зация (распад агрегатов) частиц пыли. сажи и т. п. и диспергирование масляных пленок (эмульгирование и микроэмуль-гирование). Образующиеся жидкие дисперсные системы стабилизируются вследствие адсорбции ПАВ на частицах дисперсной фазы и образования адсорбционно-сольватных слоев, препятствующих укрупнению частиц и повторному их налипанию на очищаемую пов-сть.

Наибю важным процессом, обусловливающим моющее действие, является мицеллообразование и образуемый при этом в объеме моющей жидкости запас ("депо") ПАВ сверх кол-ва, соответствующего их истинной (молекулярной) растворимости. В-ва с высокой поверхностной активностью. не образующие мицелл в коллоидном растворе, не обладают и моющее действие (напр., высшие спирты. фенолы). Важность мицеллообразования в объеме подтверждается и потерей моющее действие при температурах ниже точки Крафта.

В зависимости от свойств очищаемой пов-сти, состава моющей жидкости и природы загрязнения к.-л. из указанных процессов и явлений м. б. определяющим, т. е. обусловливает хорошее моющее действие Так, избират. смачиваниестановится определяющим явлением при отмывании тканей, поскольку в противном случае капиллярные силы могут препятствовать пропитке ткани моющей жидкостью. Мицеллообразование является определяющим процессом при использовании микроэмульсии для отмывки, например, металлич. пов-стей. Благодаря ультранизким значениям межфазного натяжения на границе с маслом, а также высокой солюбилизации микрокапель масла частицами микроэмульсий загрязнение оказывается полностью отделенным от очищаемой пов-сти. Для моющее действие шампуней для мытья волос наиб. важный процесс-пенообразование, т. к. шампуни должны обладать слабым обезжиривающим действием.

Для усиления моющее действие обычно применяют дополнит. мех. обработку очищаемых пов-стей. Фазовые превращ.-расслаивание микроэмульсий-лежат в основе терморегулируемых моющих ср-в. После очистки загрязненных пов-стей температуру моющей жидкости поднимают выше температуры помутнения; в результате расслаивания сложной дисперсной системы выделяется вода, пригодная для послед. использования, и неионогенные ПАВ, т. е. реализуется удешевленный замкнутый и экологически чистый цикл очистки.

Развитие биотехнологии привело к практич. использованию в составе моющих ср-в ферментов (протеазы, липазы), участие которых в моющее действие связано с гидролизом пептидной связи в белках, гидролизом жиров и липидов. Для моющее действие биотехнол. ПАВ характерна повыш. специфичность как к отмываемой пов-сти, так и к загрязнениям. Биотехнол. ПАВ на основе аминокислот и пептидов не оказывают вредного действия на кожу.

Солюбилизация в растворах ПАВ. Солюбилизация является важным свойством растворов ПАВ, которое связано с их мицеллярной структурой. При введении в достаточно концентрированные растворы ПАВ практически нерастворимых в воде органических веществ (алифатические и ароматические углеводороды, малорастворимые красители) последние способны коллоидно растворяться, или солюбилизироваться. В результате образуются прозрачные термодинамически равновесные растворы. Вещество, которое растворяется в растворах ПАВ, называют солюбилизатом.

Солюбилизирующая способность разных ПАВ различна, количество коллоидно растворенного органического вещества в гомологических рядах ПАВ возрастает с увеличением длины углеводородного радикала.

Количество солюбилизированного вещества растет пропорционально концентрации раствора ПАВ в области существования сферических мицелл и резко возрастает при образовании пластинчатых мицелл.

Солюбилизация углеводорода растет также при увеличении его молекулярной массы, при введении в солюбилизат полярных групп.

Солюбилизация представляет собой растворение органических веществ в мицеллах ПАВ. Неполярные углеводороды растворяются в ядре мицеллы (рис. 12.3, а), а полярные органические вещества (спирты, амины) располагаются в мицеллах так, что их углеводородные цепи направлены внутрь мицелл, а полярные группы – в водную фазу (рис. 12.3, б).

При солюбилизации мицеллярная масса ПАВ возрастает не только за счет включения молекул солюбилизата, но и из-за увеличения числа молекул ПАВ в мицелле. Увеличивается гидрофобность ядра мицеллы, поэтому для сохранения равновесия должно увеличиться и число молекул ПАВ, образующих мицеллу.

При солюбилизации в пластинчатых мицеллах органическое вещество входит внутрь мицеллы, располагаясь между углеводородными концами молекул и раздвигая слои молекулярных цепей (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Солюбилизация бензола в пластинчатые мицеллы:

а – мицеллярный раствор до солюбилизации; б – то же после солюбилизации.

Дата добавления: 2015-07-15