Поверхностно активные вещества примеры. Что такое ПАВ? Источники информации о свойствах химических веществ
Как видно из названия, ПАВ каким-то образом вступает в реакцию с поверхностью веществ. Все знают, как сложно, а порой и невозможно, смыть с рук смазку, жир или масло обычной водой без применения мыла или растворителей. Все потому что молекулы воды и молекулы жира не взаимодействуют между собой вообще никак, не цепляются друг к другу. Тут и вступают в игру поверхностно-активные вещества.
Дело в том, что молекула ПАВ содержит в себе одновременно гидрофильный (любящий воду) и гидрофобный (боящийся воды) компоненты, то есть молекула ПАВ может прицепиться одним боком к молекуле жира, а другим боком – к молекуле воды. Таким образом, ПАВ оказывается мостиком между двумя веществами, до этого никак между собой не взаимодействующими.
Однако и это не все их свойства. Одновременно с этим молекулы ПАВ внедряются в поверхностный слой загрязнения и понижают силы взаимного притяжения между молекулами загрязнения, то есть снижают поверхностное натяжение. Отдельные частицы грязи отрываются друг от друга и смываются водой.
Классический пример ПАВ – обычное мыло, да-да, именно обычное мыло, с фабрики, а не какое-нибудь мыло ручной работы. Но также ПАВами являются синтетические моющие средства (а какие из них не синтетические?), спирты, карбоновые кислоты, производные аммиака – амины и др.
Посмотрим на мыло с другой стороны. Нас постоянно пугают входящими в состав ПАВами у моющих средств, кремов, пасты. Все боятся ПАВов, все стремятся к натуральной косметике, а тут раз и обычное, привычное с детства мыло – ПАВ. Всю жизнь пользовались и не знали. Из чего же состоит обычное мыло и откуда оно пошло?
Моющие вещества в виде мыла были известны еще в Древнем Египте, у цивилизации Шумер и Вавилоне. Около трех тысяч лет до нашей эры люди уже использовали мыло. Изначально известно, что масло отлично очищают загрязнения – протрите подсолнечным маслом испачканные руки и грязь легко сойдет. Или возьмите грязной рукой горячий шашлык и вся грязь на пальцах отойдет. Если же в вытопленный жир добавить золу или песок получится прекрасный первобытный скраб или доисторическое мыло.
В 1808 году французский химик Мишель Эжен Шеврёль по просьбе владельцев текстильной фабрики установил состав мыла. В результате анализа оказалось, что мыло - это натриевая соль высшей жирной (карбоновой) кислоты. Основным компонентом твёрдого мыла на сегодняшний момент является смесь растворимых солей высших жирных кислот. Обычно это натриевые, реже - калиевые и аммониевые соли таких кислот, как стеариновая, пальмитиновая, миристиновая, лауриновая и олеиновая. Вот вам и ПАВы.
Сейчас мыло на заводах делают следующим образом – жиры, животные и растительные, а то и синтетические, нагревают в специальных котлах и омыляют едкой щелочью, в результате образуются соли щелочных металлов и спирты. Получается однородная вязкая жидкость, которая при охлаждении затвердевает и превращается в хозяйственное мыло – это мыло и глицерин. Есть еще ядровое, пилированное, натриевое, калиевое мыло. Но это уже особенности. Это и есть ПАВ, натуральный. Точнее один из многих видов. Помимо натуральных, существуют синтетические, они-то и вызывают претензии.
Сами по себе ПАВы имеют разную классификацию, основной считается разделение на анионные, катионные, амфотерные и неионогенные ПАВЫ, впрочем, обычному человеку такая классификация тоже ни о чем не говорит. Эта классификация удобна химикам, и связана с химическими реакциями, ионами и молекулами.
Можно их разделять также по характеру использования: моющие средства, эмульгаторы, смачиватели, солюблизаторы. Вообще ПАВы используются не только в моющих средствах. Смачивание, солюблизация, эмульгирование – все эти процессы являются стадиями моющего действия. Любой ПАВ, в той или иной степени, одновременно является и смачивателем, и солюблизатором, и эмульгатором, и моющим веществом. Но, при этом, разные ПАВы проявляют разную эффективность на разных стадиях моющего действия.
Всеми нами, ну или почти всеми, любимый шоколад, да и мороженное, печенье, соусы, часто содержат лецитин – это ПАВ в виде эмульгатора. Эмульгаторы – это вещества, обеспечивающие стабилизацию эмульсий из несмешивающихся жидкостей.
Смачиватели – вещества, вызывающие измельчение твёрдых тел на мелкие частички или жидкой фазы на мелкие капельки. Смачивание – первая фаза моющего действия, когда загрязнение распадается на отдельные частички или капельки и впоследствии обволакивается ПАВом (солюблизируется), и удаляется водой.
Солюблизаторы – вещества, помогающие повысить растворение частиц другого вещества, слаборастворимого в данной жидкой среде. Молекулы солюблизатора обволакивают плохо растворимую в данной среде частичку и образуют вокруг неё, так называемую мицеллу. Сама мицелла имеет сродство к среде растворителя и поэтому растворяется в нём, обеспечивая растворение изначально нерастворимой в нём частицы.
Использование ПАВа, как моющего средства – всего лишь вершина айсберга органической химии. Они применяются в текстильной и кожевенной промышленностях, лакокрасочной и бумажной, металлургии и нефтедобыче, в строительстве, сельском хозяйстве и пищевой промышленности, медицине, теплоэнергетике… В общем проще найти сферу, где они не применяются, чем перечислить все остальное.
Давайте теперь подумаем, чем же они могут быть опасны.
Что таят в себе ПАВы
Первая опасность, о которой говорят все – наша кожа является естественным барьером между нами и окружающей средой, на ней образуется защитная пленка из жиров, которые не пропускают вредоносные бактерии. Разумеется, ПАВ, и мыло в частности, первым делом смывает защитный слой с кожи. Высушенная и обезжиренная кожа быстрее стареет, подвержена различным болячкам. Проникновение ПАВов в более глубокие слои кожи из-за неправильно подобранной концентрации и состава, может привести к аллергическим реакциям на другие компоненты моющего средства из-за снижения барьерных функций кожи. По нормам, которые установлены ГОСТом, защитный слой должен восстановиться через 4 часа, после употребления ПАВа, однако кто ж это проверяет. Без ПАВа мы не смоем грязь, с ПАВом мы смоем и защитный слой.Вторая опасность непосредственно для человека исходит от уже смытых в канализацию ПАВов. Многие синтетические моющие средства, в отличие от мыл, не подвержены естественному биохимическому разложению и не задерживаются фильтрующими установками. Конечно, по закону подлости, самые стойкие к разрушению ПАВы самые и дешевые. Водные растворы ПАВ постоянно поступают в стоки из множества источников, начиная от стиральных машин домохозяек и заканчивая удобрениями с полей. Все оказывается в конечном итоге в водоемах. Несмотря на то, что очистке сточных вод от ПАВ уделяется все большее внимание, очистные сооружения плохо справляются с удалением ПАВов. Таким образом, они могут возвращаться к людям уже в питьевой воде и накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях.
Третья опасность – экологическая, возможно самая неприятная, но и самая незаметная. Из-за низкой скорости разложения ПАВ вредные результаты их воздействия на природу и живые организмы непредсказуемы. Сточные воды, содержащие продукты ПАВ, могут вызвать интенсивный рост растений, что приводит к загрязнению ранее чистых водоемов: по мере отмирания растений начинается их гниение, а вода обедняется кислородом, что в свою очередь ухудшает условия существования других форм жизни в воде. ПАВ может адсорбироваться на частичках земли, песка, глины, и высвобождать ионы тяжёлых металлов, удерживаемые этими частичками, и тем самым повышать риск попадания данных веществ в организм человека. Их свойство понижать поверхностное натяжение, в океанах приводит к снижению показателя удерживания CO2 и кислорода в массе воды.
Сточные воды пытаются чистить от ПАВ по-разному - перевод ПАВ в пену, адсорбция активным углем, использование ионообменных смол, нейтрализация катионактивными веществами и др. Эти методы дороги и недостаточно эффективны, и, скорее всего, не применяются в России – вы видели те отстойники? Сейчас считается, что предпочтительна очистка в отстойниках (аэротенках) и в естественных условиях (в водоемах) путем биологического окисления под действием бактерий, которые входят в состав активного ила.
По отношению к этому процессу ПАВ принято делить на "мягкие" и "жесткие". Жесткие ПАВ в настоящее время практически не производятся (некоторые алкилбензолсульфонаты и оксиэтилированные изооктилфенолы). Теоретически биоразложение идет до превращения мягких ПАВ в воду и углекислый газ, проблема сводится лишь к времени окисления. Если окисление происходит медленно, ПАВ успевает произвести вредное влияние на живые организмы и природную среду.
В настоящее время самым распространенным ПАВ в синтетических моющих средствах является алкилбензосульфонат. К группе анионных ПАВ также принадлежат алкансульфонат (SAS), алкилсульфат (FAS) и летучий алкилсульфат (FAES). FAS может быть получен из растительного сырья, например рапсового масла, или масла кокоса.
Катионные ПАВ особенно активно используются в синтетических средствах для "щадящей" стирки, так как играют роль смазки. Неионогенные ПАВ абсолютно невосприимчивы к жесткости воды, демонстрируют высокую эффективность даже при низких концентрациях и низких температурах стирки, не образуют много пены и препятствуют потемнению белья. Кстати, неиногенные ПАВ разлагаются легче, чем анионактивные.
Сапонин, полученный из мыльнянки или стиральных орешков (Waschnussen) принадлежит к неионогенным ПАВ. Другим примером неионогенного ПАВ является сахарный алкилполиглюкозид (APG), добываемый из возобновляемого сырья: кукурузы, сахарного тростника и кокосового ореха. APG является биологически разлагаемым и имеет отличную совместимость с кожей. Именно эти ПАВ используются в натуральных стиральных порошках.
По убыли раздражающего действия на кожу и глаза человека ПАВы можно расположить в следующий ряд: катионные > анионные > неионные. Эта цепочка справедлива и для токсичности: наиболее токсичными являются катионные ПАВ, менее токсичными – анионные и наименее – неионогенные ПАВ. Между прочим катионные ПАВ имеют интересное свойство – они обладают бактерицидным действием, поэтому получили широкое применение в медицине, а ПАВ цетилпиридиний хлорид вообще стал лекарственным средством.
В настоящее время приняты законы, разрешающие производство и применение ПАВ для моющих средств, биоразлагаемых не менее чем на 80%. Считается, что в стиральном порошке достаточно не более 5% ПАВ, чтобы он хорошо стирал. Только немногие ПАВ являются абсолютно безопасными (алкилполиглюкозиды), так как продуктами их деградации являются углеводы.
Не стоит забывать, что, как правило, в шампунях, моющих средствах. Содержится не один-одинешенек ПАВ, а их там целая композиция. Помимо основного ПАВа в состав входят Со-ПАВы в соотношении 1:3, 1:4. Если основной ПАВ – это обычно анионнные, то Со-ПАВами выступают различные амфотерные, неионогенные и анионные ПАВ. Итак, мы подошли к нашей теме – что такое мыльная основа и при чем здесь ПАВ. Сейчас мы уже понимаем, что мыльной основы без ПАВ быть не может в принципе. Очень часто на мыльной основе пишут – FREE SLS, FREE SLES. Интересно, что это за звери такие, понятно, что ПАВ, но почему именно без них.
Тут мы подходим к созданию мыльной основы. На самом деле мыльная основа имеет отношение к мылу такое же, как плавленые сырки к сыру. Называется она – мыльный продукт и изготавливается из синтетических поверхностно-активных веществ, в основном из нефтяных продуктов (лаурилсульфат натрия) и т. д.
В отличие от мыла, полученного промышленным путём, мыло ручной работы хуже мылится, поскольку входящие в состав мыльной основы ингредиенты более щадящие и мягкие (!). По той же причине оно быстрее истрачивается, чем аналогичного веса промышленное мыло.
SLS и SLES – это лаурилсульфат натрия и лауретсульфат натрия соответственно – присутствуют в большинстве моющих средств и косметике. SLES это более безопасная производная из SLS. Лаурилсульфат натрия (SLS) может вызывать раздражение кожи у некоторых людей при длительном контакте, однако даже в высокой концентрации не выявлено канцерогенного или эмбриотоксического действия. Признается безопасным в очищающих средствах, которые смываются водой (шампуни, очищающие гели, пенки и пр.). Продукты, содержащие любой из этих ингредиентов, не рекомендуются людям, страдающим угревой болезнью, дерматитами, сухостью кожи или потерей волос. SLES (лауретсульфат натрия) действует менее раздражающе, чем лаурилсульфат натрия, но приводит к более сильному высушиванию, которого можно избежать при тщательном смывании.
Итог
Итак, после такого количества терминов и наборов слов, давайте подведем конечный итог. ПАВ сильно демонизировали в последнее время, большинство людей после такой активной пропаганды не догадываются, что количество ПАВов на самом деле огромное и ими мы все пользуемся, так или иначе. Классическое мыло это по сути анионный ПАВ и довольно жесткий. Натуральные ПАВ безопаснее синтетических, однако натуральные в любых шампунях и мылах, продающихся в разных магазинах, не содержатся (во всяком случае, как основа моющей композиции), хотя в природе существуют.Для получения достаточного моющего действия, ПАВ вводят в состав косметического моющего средства в количестве не менее 10 %, оптимальное содержание - 12–14 %. При выборе средства (шампуня, мыла, моющего средства, порошка) можно ориентироваться на этикетку. Однако не стоит забывать, что процент введенных ПАВов ставится довольно редко, а в некоторых случаях ПАВ вообще обозначается цифровым кодом без указания наименования – если состав средства закрыт патентом или является коммерческой тайной.
По сути, натуральным моющим средством можно признать только мыльный корень и сапонины (мыльные вещества) из растений. Если поискать в сети продажу ПАВов, то часто можно встретить овсяный, яблочный ПАВы, сахарный и кокосовый – это все натуральные или частично-натуральные ПАВы, которые используются в домашней косметике, но никак не в промышленных масштабах.
Химически это совершенно разнообразная группа веществ, но общим является следующее: если хотя бы два вещества не растворяются друг в друге как, например, масло с водой, то добавление ПАВ их смешивает и образует однородную жидкость. Это очень ярко видно в случае мытья посуды: жир на поверхности тарелок очень виден и ощутим, но вода, особенно холодная, стекает по жиру, практически не смывая его. Стоит налить хоть немного моющего средства на тарелку, содержащего поверхностно-активные вещества и равномерно нанести его - как тут же вода будет стекать, унося за собой остатки жира. Жир, как и масло не растворяются в воде и нанесение ПАВ просто помогло маслу смешаться с водой, создавая эффект «растворения». На самом деле масло с тарелки превратилось из равномерного слоя на поверхности в тысячи мельчайших капелле масла, окруженных слоем ПАВ, которые вода легко унесла с собой с поверхности тарелки.
У молекулы поверхностно-активного вещества есть две отличительные части: голова и хвост. Голова молекулы ПАВ - является гидрофильной - любящей воду, а хвост - липофильным (любящим масло) и гидрофобным (боящимся воды). Когда такая молекула попадает в воду с каплями масла, то хвост поверхностно-активного вещества старается уйти из воды и расположится либо в масле, либо в воздухе, а голова напротив располагается в воде. Таким образом молекула рас полается так раз на границе воды и масла и создает эмульсию .
Типы поверхностно-активных веществ
В зависимости от химической природы различают: анионные, катионные, амфотерные и неионные (неионогенные) поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Анионные поверхностно-активные вещества
Анионные поверхностно-активные вещества (с отрицательно заряженной - головкой)
- наиболее широко используемые моющие компоненты в косметике. Они недорогие, легки в приготовлении, и хорошо очищают. Кроме этого они легко смываются от волос , не образуя пленок и налета. Их моющий эффект одинаков как в холодной так и в горячей воде. Основной недостаток анионных ПАВ - в том, что они могут раздражать кожу. Для снижения раздражения в составы зачастую добавляют другие группы поверхностно-активных веществ.
Анионные ПАВ — это основные моющие компоненты шампуней, для получения эффекта эмульгирования их добавляют в красители .
Катионные поверхностно-активные вещества
Катионные поверхностно-активные вещества (с положительно заряженной головкой) - более слабые, как моющие вещества, чем анионные, и плохо вспениваются. Однако катионные ПАВ хорошо проявляют себя как кондиционирующие вещества для волос, придавая мягкость и послушность волосам. Они могут снимать отрицательный заряд с волос, чем обеспечивают антистатический эффект. Катионные ПАВ «утяжеляют» волос, делая его более послушным, облегчая расчесывание и укладку.
Так как катионные ПАВ имеют заряд противоположный анионным ПАВ, то ранее они не смешивались. Сейчас есть возможность компоновать их в одном флаконе, благодаря этому катионные ПАВ смягчают агрессивное действие шампуней, а в применении в качестве кондиционера могут нейтрализовать агрессивный эффект.
Катионные поверхностно-активные вещества наиболее часто встречаются в кондиционерах и масках для волос, так же шампунях для окрашенных волос и шампунях 2-в-1 . Так же их можно встретить в детских шампунях «без слез», так как они не вызывают раздражения глаз.
Амфотерные поверхностно-активные вещества
Амфотерные поверхностно-активные вещества
могут содержать положительную или отрицательную группу в зависимости от рН . При этом они могут вести себя как катионные ПАВ при более низких значениях рН и анионные - при более высоких значениях рН. Пена этих поверхностно-активных веществ умеренная и придает управляемость волосам. Кроме этого группа амфотерных ПАВ минимально раздражает кожу головы и способна снимать уже имеющееся раздражение. Амфотерные ПАВ в сочетании с анионными улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие кондиционирующих добавок , таких как силиконы и полимеры, на волосы и кожу. Анионные ПАВ получают из натурального сырья, поэтому это достаточно дорогие компоненты.
Амфотерные ПАВ можно встретить в шампунях для детей (не раздражают глаза), специальных шампунях для поврежденных и тонких волос, шампунях 2-в-1, красках для волос, окислителях, а так же масках и кондиционерах.
Неионные поверхностно-активные вещества
Неионные поверхностно-активные вещества
, вторая самая популярная группа ПАВ после анионных поверхностно-активных веществ, обладают полярными головками. Они являются самыми мягкими из всех поверхностно-активных веществ и используются в комбинации с анионными поверхностно-активными веществами как вторичный очиститель, а так же загуститель и стабилизатор пены.
Неионные ПАВ встречаются практически во всей косметике для волос, так как хорошо компонуются со многими веществами.
на неск. порядков выше, чем в объеме жидкости , поэтому даже при ничтожно малом содержании в воде (0,01-0,1% по массе) ПАВ могут снижать поверхностное натяжение воды на границе с воздухом с 72,8·10 -3 до 25·10 -3 Дж/м 2 , т.е. практически до поверхностного натяжения углеводородных жидкостей . Аналогичное явление имеет место на границе водный р-р ПАВ - углеводородная жидкость , что создает предпосылки для образования эмульсий .
Основной количественной характеристикой ПАВ является - способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз - это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю.
В объеме жидкой фазы ПАВ могут находиться
- или в виде отдельных молекул (истинно растворимые ПАВ),
-или объединяться в группы по нескольку десятков молекул - Предельная концентрация ПАВ в растворе, при которой начинается образование мицелл, называется ).
Строение ПАВ
Как правило, ПАВ - органические соединения, имеющие амфифильное строение , то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот - олеата , стеарата натрия и т. п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты , карбоновые кислоты , амины и т. п.
Классификация ПАВ
- Ионогенные ПАВ
- Катионные ПАВ
- Анионные ПАВ
- Амфотерные
- Неионогенные ПАВ
- Алкилполиглюкозиды
- Алкилполиэтоксилаты
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), OSO
2
OH(M), SO
3
H(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 м.б. не только металлом, но и органическим основанием. Часто это ди- или триэтаноламин. Поверхностная активность начинает проявляться при длине углеводородной гидрофобной цепи C
8
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 C
18
.
Катионактивные ПАВ
- диссоциируют в водном растворе с образованием поверхностно-активного катиона с длинной гидрофобной цепью и аниона (обычно галогенида, иногда аниона серной или фосфорной кислоты).
Среди катионактивных ПАВ преобладают азотсодержащие соединения; также используются вещества, не содержащие азот: соединения сульфония +X-и сульфоксония +Х-, фосфония +X-, арсония +Х-, иодония.
Катионактивные ПАВ меньше снижают поверхностное натяжение, чем анионактивные, но они химически взаимодействуют с поверхностью адсорбента, напр. с клеточными белками бактерий, обусловливая бактерицидное действие.
Амфолитные ПАВ
– в зависимости от величины рН они проявляют свойства катионактивных или анионактивных ПАВ.
Содержат в молекуле гидрофильный радикал и гидрофобную часть, способную быть акцептором или донором протона в зависимости от рН раствора. Обычно эти ПАВ включают одну или несколько основных и кислотных групп, могут содержать также и неионогенную полигликолевую группу. При некоторых значениях рН, наз. изоэлектрической точкой, ПАВ существуют в виде цвиттер-ионов. Константы ионизации кислотных и основных групп истинно растворимых амфотерных ПАВ весьма низки, однако чаще всего встречаются катионно-ориентированные и анионно-ориентированные цвиттер-ионы. В качестве катионной группы обычно служит первичная, вторичная или третичная аммониевая группа, остаток пиридина или имидазолина. Вместо N м.б. атомы S, P, As и т. п. Анионными группами являются карбоксильные, сульфонатные, сульфоэфирные или фосфатные группы.
Неионогенные ПА
– высокомолекулярные соединения, не образующие ионов в водном растворе.
Их растворимость обусловлена наличием в молекулах гидрофильных эфирных и гидроксильных групп, чаще всего полиэтиленгликолевой цепи. При растворении образуются гидраты вследствие образования водородной связи между кислородными атомами полиэтиленгликолевого остатка и молекулами воды. Вследствие разрыва водородной связи при повышении температуры растворимость неионогенных ПАВ уменьшается, поэтому для них точка помутнения - верх. температурный предел мицеллообразования- является важным показателем. Mногие соединения., содержащие подвижной атом H (кислоты, спирты, фенолы, амины), реагируя с этиленоксидом, образуют неионогенные ПАВ RO (C2H4O)nH. Полярность одной оксиэтиленовой группы значительно меньше полярности любой кислотной группы в анионактивных ПАВ. Поэтому для придания молекуле требуемой гидрофильности и значения ГЛБ в зависимости от гидрофобного радикала требуется от 7 до 50 оксиэтиленовых групп. Характерная особенность неионогенных ПАВ - жидкое состояние и малое пенообразование в водных растворах.
Неионогенные ПАВ хорошо комбинируются с другими ПАВ и часто включаются в рецептуры
Благодаря моющим, смачивающим, эмульгирующим, диспергирующим и другим ценным свойствам ПАВ находят широкое применение в производстве моющих и чистящих средств, косметических и фармацевтических препаратов. латексов, каучука. полимеров, химических средств защиты растений, текстиля, кожи и бумаги, строительных материалах, ингибиторов коррозии, при добыче, транспортировке и переработке нефти и др. Большая часть ПАВ применяется для производства синтетических моющих средств (СМС).
Поверхностно-активные вещества обладают относительно низкой токсичностью для организма человека и животных. По степени увеличения токсичности ПАВ можно распределить в следующем порядке: неионогенные, анионактивные, катионактивные. При воздействии на кожу и слизистые оболочки синтетические ПАВ могут проявлять раздражающее и резорбтивное действие. Установлено, что композиции из анионных и неионогенных соединений оказывают менее выраженное биологическое и токсическое действие. Неионогенные ПАВ снижают адсорбцию анионных веществ и только в больших дозах могут оказывать повреждающее действие на кожу. Наибольшая опасность поверхностно-активных веществ и препаратов на их основе для людей, заключается в их сенсибилизирующем действии, способности вызывать аллергические реакции. Сенсибилизация может происходить при любых путях поступления ПАВ в организм.
Источники поступления ПАВ в водную среду
В водные объекты ПАВ поступают в значительных количествах с хозяйственно-бытовыми (использование синтетических моющих средств в быту) и промышленными сточными водами (текстильная, нефтяная, химическая промышленность, производство синтетических каучуков), а также со стоком с сельскохозяйственных угодий (входят в состав инсектицидов, фунгицидов, гербицидов и дефолиантов в качестве эмульгаторов).
ПАВ находят широкое применение в промышленности, в сельском хозяйстве, медицине и быту. Мировое производство ПАВ растет с каждым годом, причем в общем выпуске продукции постоянно возрастает доля неионогенных веществ. Широко используют все виды ПАВ при получении и применении синтетических полимеров. Важнейшая область потребления мицеллообразующих ПАВ - производство полимеров методом эмульсионной полимеризации. От типа и концентрации выбранных ПАВ (эмульгаторов) во многом зависят технологические и физико-химические свойства получаемых латексов. ПАВ используют также при суспензионной полимеризации. Обычно применяют высокомолекулярные ПАВ - водорастворимые полимеры (воливиниловый спирт, производные целлюлозы, растительные клеи и т.п.). Смешиванием лаков или жидких масляносмоляных композиций с водой в присутствии эмульгаторов получают эмульсии, применяемые при изготовлении пластмасс, кожзаменителей, нетканых материалов, импрегированных тканей, водоразбавляемых красок и т.д.
Высокомолекулярные водорастворимые ПАВ, помимо использования в указанных выше технологич. процессах, применяют как флокулянты в различных видах водоочистки. С их помощью из сточных вод, а также из питьевой воды удаляют загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии
.
Информация была позаимствована у следующих источников:
1) www.wikipedia.org
3) www.hydrodynamictechnology.com
Поверхностно-активные вещества это огромное количество различных химических соединений, которые имеют разные свойства и разную степень опасности для здоровья. Поэтому считать, что все ПАВы вредны глупо и не продуктивно.
Что такое ПАВ. Где ПАВ используются и как они работают?
Первая часть, описывающая то, как ПАВы работают
В этой статье мы хотим разобраться, какие конкретно вещества используют производители моющих средств. Благодаря этому мы сможем понять, что лучше использовать в повседневной жизни, и на что обратить внимание, выбирая шампунь или стиральный порошок.
- Анионные ПАВ наиболее активные и лучше всего стирают. У этих синтетических ПАВ низкая биоразлагаемость и они всасываются через кожу. Поэтому в моющем средстве для безопасности человека и окружающей среды их должно быть как можно меньше. < 5%
- Катионноактивные ПАВ имеют антибактериальное свойства. Они токсичны и плохо разлагаются в природе. Их не добавляют в моющие средства.
- Амфотерные ПАВ проявляют свойства либо анионных либо катионных ПАВ в зависимости от кислотности среды, в которую они попадают.
- Неионогенные ПАВ отчищают хуже чем анионные, зато биоразлагаемы и не повреждают кожу. Это те ПАВ, которые мы бы хотели видеть в наших моющих средствах.
Стиральные порошки
В составе синтетических стиральных порошков производители не пишут конкретно какие вещества они используют, ограничиваются очень общими названиями:
анионные-неионогенные ПАВ, фосфаты и т.п. Поэтому точно определить вредоносность этих ингредиентов не представляется возможным. Приблизительно результаты в таблице.Безопасные ПАВ | Опасные ПАВ |
Ariel автомат | |
<5% неионогенные ПАВ | 5-15% анионные ПАВ |
Ушастый нянь | |
<5% неионогенные ПАВ | 5-15% анионные ПАВ |
Наша Мама детский мыльный порошок | |
Sodium tallowate — талловат натрия (мыло из животных жиров)
Sodium Cocoate — кокоат натрия (мыло из кокосового масла) Sodium Palmitate — пальмитат натрия (мыло из пальмового масла) |
|
Персил Эксперт Сенситив | |
5% неионогенные ПАВ
5% мыло |
5-15% анионные ПАВ |
Tide автомат Color | |
<5% неионогенные ПАВ | 5-15% анионные ПАВ
<5% катионныеПАВ |
Радует, что для детей придумали мыльный порошок, который состоит исключительно из натуральных ингридиентов. Таким порошком не страшно и самому помыться, не только вещи постирать. Вопрос остается: Насколько эффективно отстирывает мыло, без синтетических ПАВов? Остальные порошки по наличию поверхносто-активных веществ не сильно отличаются.
Шампунь
В шампунях в отличии от стиральных порошков и средств для мытья посуды указывают не вид используемых ПАВов, а конкретные вещества. Их список очень обширный. Здесь мы видим, что некоторые неионогенные ПАВы могут быть опасными, а напротив анионные ПАВ безвредные.
Безопасные ПАВ | Опасные ПАВ |
Бюбхен — Bubchen — Шампунь детский | |
Натриевая соль олефин-сульфонатов. (а-ПАВ)
Динатрия лаурет сульфосукцинат (а-ПАВ) Лаурет-3 (Неионогенный ПАВ) Раздражает глаза. |
|
Глисс Кур — Gliss Kur — шампунь | |
Кокамидопропилбетаин (амфотерный ПАВ)
кокоамфодиацетат динатрия (Мягкое амфотерное ПАВ, не раздражающее глаза.) ПЭГ-7 глицерил кокоат (неионогенное ПАВ) Гидрогенизированное касторовое масло ПЭГ-40 (неионогенный ПАВ) — не токсичен, если нет индивидуальной непереносимости Лаурет-23 (неионогенный ПАВ). |
Кокамид моноэтаноламид (неионогенный ПАВ) — высокоопасное вещество Лаурет-4 (неионогенный ПАВ) вызывает раздражение на коже, может впитываться через кожные покровы |
Наша Мама — детский шампунь | |
Децил глюкозид (Неионогенный ПАВ растительного происхождения)
Кокамид ДЭА (неионный ПАВ) — Само по себе вещество безопасно, но может вступать в реакцию с другими компонентами с образованием канцерогенных нитрозаминов |
SLES Лауретсульфат натрия (а-ПАВ) — Потенциальный аллерген |
Лореаль Эльсэв — L’Oreal Elseve — шампунь | |
Кокамидопропилбетаин (амфотерный ПАВ) — условно безвредный
Гликоль дистеарат (синтетический нионогенный ПАВ) Кокоат натрия — Мыло из кокосового масла Метил Кокоат (Неионогенный ПАВ) Глицерил линолеат (ПАВ растительного происхождения, эмолент) Глицерил олеат (ПАВ растительного происхождения, эмолент) |
SLES Лауретсульфат натрия (а-ПАВ) — Потенциальный аллерген
Кокамид МИПА — (неионогенный ПАВ) — при попадании в глаза и длительном воздействии на кожу вызывает раздражение |
Как Вы можете заметить, производители шампуней не скупятся на обильное разнообразие ПАВов. Очень они стараются избавить наши головы от жира. Поэтому если у Вас возникла аллергическая реакция на шампунь — это совсем не удивительно и определить на что конкретно среагировала Ваша кожа будет очень сложно из-за “богатого” состава таких косметических средств. Очень разочаровал Gliss Kur содержанием высоко-опасного вещества, ведь им пользуюсь именно я.
Многие химические вещества сами по себе безвредны, но они могут вступать в реакцию с другими веществами с образованием опасных ядов. Поэтому никогда не смешивайте разные моющие средства друг с другом, даже шампуни.
Вы когда-нибудь мылись детским шампунем? Он пенится гораздо хуже “взрослого”, и это благодаря тому, что в нём в разы меньше ингредиентов. Наиболее мягкие и современные ПАВы использует Бюбхен в своей детской косметике.
Средства для мытья посуды
Также как и на упаковках стиральных порошков на средствах для мытья посуды производители ограничиваются общим названием ингредиентов.
Поэтому точно определить вредоносность состава этих товаров не представляется возможным. Приблизительно результаты в таблице.У моющего средства Fairy есть своя страничка в википедии , где указаны конкретные вещества.
Условно безопасные ПАВ | Условно опасные ПАВ |
“AOS Бальзам” | |
<5% неионогенные ПАВ | 15-30% анионные ПАВ |
“Fairy Нежные руки” | |
<5% неионогенные ПАВ
оксид лаурамина (ПАВ с неионогенным/катионным характером) |
5-15% анионные ПАВ
лауретсульфат натрия SLES (а-ПАВ) — Потенциальный аллерген |
Наша Мама “Универсальное средство для мытья детской посуды” | |
5-15% неионогенные ПАВ | 5-15% анионные ПАВ
<5% амфотерные ПАВ |
“Пемолюкс Алое Вера” | |
5-15% анионные ПАВ
<5% амфотерные ПАВ |
|
“Ушастый Нянь” Гель для мытья детской посуды | |
5-15% неионогенные ПАВ | 5-15% анионные ПАВ
<5% амфотерные ПАВ |
Больше всего ПАВов оказалось в “AOS Бальзам”, все остальные средства идентичные в том числе и для детей.
Разобраться конкретно с каждым ингредиентом моющих средств очень сложно и обычному потребителю практически не возможно, потому что у него просто нет времени изучать всю эту химию. Поэтому проверками должны заниматься государственные контролирующие органы. Они должны анализировать состав товаров ежедневного потребления, чтобы стремящиеся к выгоде производители массово не травили население. Но пока мы этого ждем, придется напрячься и, сверяясь с интернетом, проверять самим, чем мы моемся и моем наших детей.
В данной статье мы указали только наличие вредных и безвредных ПАВов в моющих средствах. Но, например, шампуни содержат очень много разных компонентов, среди которых есть и токсичные, например консерванты или щёлочь. Использование косметики с таким веществами ежедневно не рекомендуют. Поэтому в других статьях мы разберем полный состав какого-нибудь средства, чтобы показать каких веществ нужно остерегаться. Вы можете предложить в комментариях какие два средства нам следует сравнить на наличие вредных веществ в следующий раз.
Выводы :
- Стиральные порошки и средства для мытья посуды разных производителей по наличию активных моющих компонентов в основном отличаются не значительно (кроме АОС, в котором в два раза больше анионных ПАВов). Поэтому различная цена этих средств отражает только маркетинговую стратегию производителей.
- Состав шампуней разных марок действительно отличается друг от друга. И не смотря на то, что разобраться во множестве этих ингредиентов очень сложно, делать это всё-таки придется. Ведь в этой бытовой химии встречаются токсичные вещества.
- ПАВы окружают нас в нашем быту, мы пользуемся их умением смывать жир каждый день. Боятся их нет никакого смысла. Мыло — самое древнее и привычное ПАВ. Оно принесло много пользы для жизни человека. Современные синтетические моющие средства во много раз эффективнее мыла, поэтому использовать их нужно умеренно. Всё, что можно отмыть горячей водой, нужно отмыть именно так. Лучше не лить и не сыпать моющие средства на всякий случай и про запас. Сокращение их использования выгодно и для здоровья, и для природы, и для домашнего бюджета.
Источники информации о свойствах химических веществ:
Пове́рхностно-акти́вные вещества́ (ПАВ ) - химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения .
Основной количественной характеристикой ПАВ является поверхностная активность - способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз - это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю. Однако, ПАВ имеет предел растворимости (так называемую 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 объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы. Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ. Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счёт преломления света мицеллами.
- Методы определения ККМ:
- Метод поверхностного натяжения
- Метод измерения контактного угла с тв. или жидкой поверхностью (Contact angle)
- Метод вращающейся капли (Spindrop/Spinning drop)
Строение ПАВ
Классификация ПАВ
- Ионогенные ПАВ
- Катионные ПАВ
- Анионные ПАВ
- Амфотерные
- Неионогенные ПАВ
- Алкилполиглюкозиды
- Алкилполиэтоксилаты
Влияние ПАВ на компоненты окружающей среды
ПАВ делятся на те, которые быстро разрушаются в окружающей среде и те, которые не разрушаются и могут накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях. Один из основных негативных эффектов ПАВ в окружающей среде - понижение поверхностного натяжения . Например в океане изменение поверхностного натяжения приводит к снижению показателя удерживания CO 2 и кислорода в массе воды. Только немногие ПАВ считаются безопасными (алкилполиглюкозиды), так как продуктами их деградации являются углеводы . Однако при адсорбировании ПАВ на поверхности частичек земли/песка степень/скорость их деградации снижаются многократно. Так как почти все ПАВ, используемых в промышленности и домашнем хозяйстве, имеют положительную адсорбцию на частичках земли, песка, глины, при нормальных условиях они могут высвобождать (десорбировать) ионы тяжёлых металлов , удерживаемые этими частичками, и тем самым повышать риск попадания данных веществ в организм человека.
Области применения
Библиография
- Абрамзон А. А., Гаевой Г. М. (ред.) . - Л.: Химия, 1979. - 376 с.
- Паршикова Т. В. как фактор регуляции развития водорослей. - Киев: Фитосоциоцентр, 2004. - 276 с. (на укр. яз.) ISBN 966-306-083-8 .
- Остроумов С. А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. - М.: МАКС-Пресс, 2001. - 334 с. ISBN 5-317-00323-7 .
- Ставская С. С., Удод В. М., Таранова Л. А., Кривец И. А. Микробиологическая очистка воды от поверхностно-активных веществ. - Киев: Наук. думка, 1988. - 184 с. ISBN 5-12-000245-5 .
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
- NetBSD
- Теоремы Гёделя о неполноте
Смотреть что такое "Поверхностно-активные вещества" в других словарях:
Поверхностно-активные вещества - (a. surfactants; н. grenzflachenaktive Stoffe, oberflachenaktive Stoffe; ф. substances tensio actives; и. surfac tantes), вещества c асимметричной мол. структурой, молекулы к рых имеют дифильное строение, т.e. содержат лиофильные и… … Геологическая энциклопедия
Поверхностно-активные вещества - вещества, способные накапливаться (сгущаться) на поверхности соприкосновения двух тел, называемой поверхностью раздела фаз, или межфазной поверхностью. На межфазной поверхности П. а. в. образуют слой повышенной концентрации адсорбционный… … Большая советская энциклопедия
поверхностно-активные вещества - поверхностно активные вещества (ПАВ) детергенты – вещества, снижающие поверхностное натяжение. Оказывая влияние на пограничные слои клеток, нарушают функции цитоплазматической мембраны и вследствие этого способны задерживать рост… … Словарь микробиологии
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА - вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела двух фаз, понижая её поверхностное натяжение. К П. а. в. относятся органич. соединения с асимметричной мол. структурой, молекулы к рых содержат ат. группы, резко различающиеся характером… … Физическая энциклопедия
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА - (ПАВ) химические соединения, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, одна из которых обычно вода, и снижать поверхностное натяжение. Молекулы ПАВ состоят из углеводородного радикала (от 4 до 20 СН2 групп) и полярной группы (ОН, СООН,… … Большой Энциклопедический словарь
поверхностно-активные вещества - ПАВ Вещ ва, способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и вызывать снижение поверхн. (межфазного) натяжения. Типичные ПАВ — органич. соединения, молекулы к рых содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные и гидрофобные) ат … Справочник технического переводчика
Поверхностно-активные вещества.
- 0.10.4.2. Поверхностно активные вещества. Допускается использование ПАВ в соответствии со title= Автомобильные дороги для приготовления асфальтобетонных смесей. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации