Основы теории моющего действия

Принципы моющего действия впервые были сформулированы П.А Ребиндером. Согласно его теории моющая способность определяется поверхностной активностью коллоидных ПАВ, способных давать на отмываемой поверхности и частицах загрязнения насыщенные или близкие к насыщению адсорбционные слои. Процесс отмывания зависит от следующих факторов:

· Природы и концентрации загрязнений (загрязнения общего характера, пищевые продукты, продукты жизнедеятельности человека и пр.)

· Химического состава и морфологии отмываемой поверхности;

· Природы и концентрации коллоидного ПАВ или смеси ПАВ;

· Присутствия вспомогательных компонентов;

· Температуры;

· Условий избирательного смачивания;

· Интенсивности и продолжительности прилагаемой механической работы;

· Стабильности образующейся дисперсии загрязнения.

С физико-химической точки зрения механизм удаления загрязнения рассматривают как адсорбционное вытеснение, сопровождающееся смачиванием, эмульгированием и солюбилизацией. Смачивание – поверхностное явление, возникающее при контакте фаз жидкость - твердое тело и проявляющееся в растекании жидкости по поверхности твердого тела. Солюбилизация (коллоидное растворение) – самопроизвольное проинкание низкомолекулярного вещества внутрь мицелл ПАВ. Эмульгирование – измельчение частиц загрязнения с последующим переводом его в раствор.

Анионные ПАВ

Анионные ПАВ – это дифильные органические соединения, которые диссоциируя в воде, образуют анион с длинным углеводородным радикалом – носителем поверхностной активности; катион при этом не является поверхностно-активным. К числу основных АПАВ относятся:

· Мыла (RСООNа и RСООК)

· Алкилсульфаты и алкилфосфаты (RОSО₃Ме, RОРО₃Ме₂);

· Алкиларилсульфонаты (чаще всего алкилбензолсульфонаты RС₆Н₄SО₃Ме);

· Алкилсульфонаты и алкилфосфонаты (RSО₃Ме, RРО₃Ме₂);

· Алкилсульфлсукцинаты (RОСО-СН₂СН(SО₃Nа)СООNа)

· Алкилэтокисульфаты и алкилэтоксифосфаты

(RО(СН₂СН₂-О-)_n-SО₃Ме и RО(СН₂СН₂-О-)_n-РО₃Ме₂)

Анионные ПАВ используются как смачиватели, детергенты, пенообразователи. Они являются главными мицеллообразующими ПАВ с наибольшим объемом производства и ассортиментом. Наиболее активно проявляют свои свойства в щелочных средах, хотя могут использоваться и в кислых, например, при обработке металлов кислотами для снятия окисной пленки.

Анионные ПАВ составляют более 60% всех производимых ПАПВ для СМС. Наибольшее применение нашли натриевые, калиевые, этаноламиновые и аммониевые соли алкилкарбоновых кислот.

Катионные ПАВ

Катионные ПАВ (КПАВ) – это дифильные органические соединения, которые диссоциируя в воде образуют развитый поверхностно-активный катион: анион при этом не является поверхностно-активным. К ним относятся:

· алифатические и ароматические первичные, вторичные, третичные амины и их соли;

· четвертичные аммонийные соли (ЧАС), в том числе соли пиридиновых оснований;

· оксиды третичных аминов.

ЧАС и соли пиридиновых оснований растворимы как в кислой, так и в щелочной средах.

КПАВ используют в качестве ингибиторов коррозии, флотореагентов, бактерицидных, дезинфицтрующих и фунгицидных средств. Их применение пока ограничено из-за высокой стоимости.

Неионогенные ПАВ

Неионогенные ПАВ – растворимые как в кислой, так и в щелочной среде соединения, не диссоциирующие в воде. К ним относятся:

· оксиалкилированные первичные и вторичные жирные спирты;

· полиэтиленгликолевые эфиры АКК;

· оксиалкилированные алкилфенолы;

· плюроники;

· глицериды, глюкозиды, сахариды и т.п.

неионогенные ПАВ в качестве компонентов моющих средств не уступают высококачественным мылам и с равным успехом применяются в мягких и жестких водах, кислых и щелочных средах. Они обычно обладают низкой пенообразующей способностью и могут использоваться как пеногасители. Возможность регулирования их свойств путем варьирования числа оксилалкильных звеньев, наряду с низкой себестоимостью, предопределяет их широкое производство и применение.

Дифильность таких ПАВ обусловлена наличием в их молекулах функциональных групп, которые проявляют лишь способность сольватироваться или гидратироваться, но не диссоциируют в водных растворах.

Гидрофильными группами в неионогенных ПАВ могут быть:

· Этиленоксидная –ОСН2СН3

· Этеноламинная –N(Н) –СН2СН2ОН

· Диэтаноламинная –N(СН2СН2ОН)2

Гидрофобными являются углеводородные цепи (неразветвленные и разветвленные) с числом атомов углерода от 10 до 20.