|
|
1.2.5. Эмульгирующая и пенообразующая способность ПАВ
В загрязнениях обычно содержится большое количество жиров и минеральных веществ. Одним из путей удаления таких загрязнений с тканей является эмульгирование их моющими средствами. Благодаря образованию эмульсий частицы загрязнений остаются в растворе и не осаждаются на ткань. Эмульсии представляют собой системы, для которых мельчайшие капли одной жидкости (дисперсной фазы) распределены в другой жидкости (дисперсионной среде). Для увеличения устойчивости эмульсий служат ПАВ, которые понижают межфазовое поверхностное натяжение между частицами загрязнений и воды.
При попадании в растворы ПАВ газа образуется пена. Пена является гетерогенной системой, в которой пузырьки газа разделены тонкими прослойками жидкости. Образование пены связано с большим увеличением поверхности, и это возможно только при малом поверхностном натяжении растворов. Частицы загрязнения могут располагаться между пузырьками воздуха и выноситься на поверхность раствора.
Пенообразующая способность ПАВ характеризуется, наряду с поверхностной активностью самого ПАВ, механической прочностью и вязкостью образованных пленок. Образование пены и ее устойчивость зависят от ряда факторов: молекулярной массы и структуры молекул ПАВ, концентрации ПАВ, температуры и рН раствора, жесткости воды в растворе (табл. 3).
Алкилбензолсульфонаты обладают лучшей пенообразующей способностью, когда сульфогруппа находится в орто-положении, чем-в поре-положении. У линейных алкилбензолсульфонатов пенообразующая способность зависит от длины алкильной цепи и увеличивается для соединений с числом углеродных атомов в алкильной цепи от 4 до 14, после чего снижается для соединений с С = 16 - 18. Максимальной пенообразующей способностью обладает додецилбензолсульфонат (С = 12). Умеренное разветвление алкильной цепи ведет к повышению способности ПАВ к образованию пены.
Таблица 3. Пенообразующая способность ПАВ для соединений различного строения
| ПАВ |
Высота пены* (мм) при длине углеводородной цепи |
| |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
| Первичные апкипсупьфаты натрия, 0,05% (масс.)
|
--- |
--- |
--- |
140 |
190 |
150 |
145 |
| Алкилбензолсульфонаты |
155 |
160 |
180 |
185 |
155 |
50 |
0 |
| Алкеноксисупьфонаты натрия из а-олефинов 0,125% (масс.) при 50 0С |
--- |
--- |
42 |
--- |
330 |
360 |
132 |
| Алкилсульфонаты натрия: первичные, 0,125% (масс.) |
--- |
--- |
--- |
180 |
140 |
120 |
55 |
| вторичные** 0,025% (масс.), при 70 0С |
--- |
--- |
--- |
300 |
500 |
800 |
500 |
| из а-олефинов, 0,125% (масс.), при 50 0С |
--- |
--- |
87 |
240 |
355 |
195 |
40 |
* Измерения проводили в жесткой воде (5,35 мг*экв/л).
** Приведенные значения — объем пены в мм3.
Пенообразующая способность алкилбензолсульфонатов снижается с увеличением жесткости воды, и чем длиннее алкильная цепь, тем больше она уменьшается.
Некоторые алкилбензолсульфонаты и технический сульфонол в жесткой воде при температуре до 20 0С практически не пенятся.
Хорошими эмульгаторами среди алкилсульфонатов являются соединения с числом углеродных атомов в алкильной цепи от 10 до 16. Первичные алкилсульфонаты образуют низкую, но более устойчивую пену. Вторичные алкилсульфонаты обладают высокой пенообразующей способностью, но получаемая пена недостаточно устойчива. При перемещении сульфогруппы к середине алкильной цепи пенообразующая способность алкилсульфонатов увеличивается. Максимальной пенообразующей способностью обладают растворы гексадецилсуль-фоната(С= 16).
Пенообразующая способность первичных алкилсульфатов повышается с увеличением молекулярной массы дододецилсульфата (С=12), а затем понижается вследствие уменьшения растворимости более высокомолекулярных соединений. У вторичных алкилсульфатов она повышается при перемещении сульфатной группы к середине алкильной цепи. На пенообразующую способность первичных и вторичных алкилсульфатов положительно влияет добавление в раствор жирных спиртов и электролитов. В жесткой воде пенообразующая способность высокомолекулярных алкилсульфатов резко снижается за счет образования нерастворимых кальциевых и других солей.
Катионоактивные ПАВ обладают пониженной пенообразующей способностью.
Амфолитные ПАВ - хорошие пенообразующие средства, применяются в основном для изготовления жидких шампуней.
Пенообразующая способность неионогенных ПАВ зависит от числа присоединенных молекул этиленоксида, температуры, концентрации, но не зависит от жесткости воды. Она повышается с увеличением числа присоединенных молекул этиленоксида (но не более десяти молекул). Неионогенные ПАВ с высоким содержанием молекул этиленоксида являются пеногасителями в составе рецептур низкопенных CMC.
Для пеноустойчивости к растворам добавляют этаноламины. В качестве пеногасителей применяются мыла жирных кислот, силиконы и другие вещества.
|
|
 |
