Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой химические соединения, способные существенно изменять поверхностное и межфазное натяжение. Классификация ПАВ основывается на их химической структуре, электрическом заряде, происхождении и функциональных свойствах.
Электрический заряд гидрофильной части молекулы ПАВ определяет основные типы веществ и их взаимодействие с окружающей средой.
1.1. Анионные ПАВ Содержат отрицательно заряженную гидрофильную группу, чаще всего сульфатную (–SO₄⁻), сульфонатную (–SO₃⁻) или карбоксильную (–COO⁻). Анионные ПАВ обладают высокой моющей способностью, хорошо стабилизируют коллоидные системы с положительно заряженными частицами. Примеры: лаурилсульфат натрия, линолеат натрия.
1.2. Катионные ПАВ Содержат положительно заряженные группы, чаще всего аммониевые (–NR₄⁺). Катионные ПАВ обладают выраженными антисептическими и кондиционирующими свойствами, активно адсорбируются на отрицательно заряженных поверхностях. Примеры: хлорид бензалкония, стеарилтриметиламмоний хлорид.
1.3. Неионные ПАВ Не имеют электрического заряда; гидрофильная часть образована полярными, но незаряженными группами (гидроксильные, полиэтиленгликольные цепи). Отличаются низкой раздражающей способностью, высокой растворимостью в воде и органических растворителях, хорошей совместимостью с другими ПАВ. Примеры: жирные спирты, этоксилированные спирты, полиоксиэтиленсорбитаны.
1.4. Амфотерные (зwitterионные) ПАВ Содержат одновременно положительно и отрицательно заряженные группы, их свойства зависят от pH среды. В кислой среде проявляют катионные свойства, в щелочной — анионные. Амфотерные ПАВ обладают мягким действием и высокой совместимостью с другими веществами. Примеры: бетаины, аминоксиды.
ПАВ могут быть натуральными и синтетическими.
2.1. Натуральные ПАВ Получают из растительного или животного сырья. Обладают биологической разлагаемостью и низкой токсичностью. Примеры: лецитины, сапонины.
2.2. Синтетические ПАВ Химически синтезированные соединения, часто модифицированные для специфических свойств: повышенной стойкости к жесткой воде, улучшенной пенообразующей способности, контролю вязкости. Примеры: алкилсульфаты, алкилсульфонаты, полиоксиэтиленовые эфиры.
Химическая природа полярной части ПАВ определяет их растворимость и поведение в различных средах.
ПАВ классифицируются по основной выполняемой функции:
Современные подходы классифицируют ПАВ по экологическому фактору:
На практике часто используют комбинированные подходы, учитывающие одновременно:
Такой многоуровневый подход позволяет точно подбирать ПАВ для конкретных технологических и научных задач, обеспечивая оптимальные физико-химические характеристики и экологическую безопасность.
Классификация ПАВ является основой для понимания механизмов их действия в коллоидных и поверхностных процессах, а также для разработки новых функциональных материалов и промышленных рецептур.