Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой химические
соединения, способные снижать поверхностное и межфазное натяжение,
обеспечивая образование стабильных коллоидных систем, эмульсий и пен. Их
классификация основана на природе полярной группы, гидрофильных и
гидрофобных свойствах, а также на структурных особенностях молекулы.
1. Ионные (электролитические)
ПАВ
Ионные ПАВ диссоциируют в водных растворах, образуя ионы, и способны
к электростатическому взаимодействию с другими ионами.
1.1 Анионные ПАВ
- Полярная группа несёт отрицательный заряд (например, сульфонаты,
карбоксилаты, сульфаты).
- Примеры: натриевые соли лаурилсульфата, алкилбензолсульфонаты.
- Обладают высокой моющей способностью и способностью к
пенообразованию.
- Применение: моющие средства, промышленные очистители, эмульгаторы в
химической технологии.
1.2 Катионные ПАВ
- Полярная группа несёт положительный заряд (например, аммониевые соли
четвертичного аммония).
- Примеры: цетилтриметиламмоний хлорид, бензалконий хлорид.
- Обладают антибактериальными свойствами и способностью
взаимодействовать с отрицательно заряженными поверхностями.
- Применение: дезинфицирующие средства, кондиционеры для волос,
стабилизация суспензий.
1.3 Амфотерные (биполярные) ПАВ
- Содержат как положительно, так и отрицательно заряженные группы в
молекуле.
- Примеры: бетаины, аминоксиды.
- Поведение зависит от pH среды: при низком pH проявляют катионные
свойства, при высоком — анионные.
- Применение: мягкие моющие средства, косметика, стабилизаторы
коллоидов.
2. Неионные ПАВ
Неионные ПАВ не диссоциируют в водных растворах и обладают
гидрофильной полярной группой, не содержащей заряда.
- Полярная часть чаще всего представлена гидроксильными группами,
полиэтиленгликольными цепями или сложными полиоксипропиленовыми
цепями.
- Примеры: спирты, эфиры полиэтиленгликоля, алкилполигликозиды.
- Основные свойства: хорошая совместимость с другими веществами,
устойчивость к жесткой воде, низкая токсичность.
- Применение: стабилизация эмульсий, моющие средства, фармацевтические
препараты.
3. По
происхождению и структуре гидрофобной части
Гидрофобная часть ПАВ может быть углеводородной или
фторуглеродной.
- Углеводородные ПАВ: длинные алкильные цепи C₈–C₂₀.
Широко используются в бытовой и промышленной химии.
- Фторуглеродные ПАВ: перфторированные цепи,
отличающиеся высокой химической и термической устойчивостью. Применяются
в специальных покрытиях, антипригарных материалах, огнезащитных
составах.
4. По функциональному
назначению
- Моющие: способны удалять жиры и загрязнения с
поверхностей.
- Эмульгаторы: стабилизируют смеси несмешивающихся
жидкостей (масло–вода).
- Пенообразователи: обеспечивают образование и
сохранение пены.
- Диспергаторы: стабилизируют суспензии твердых
частиц в жидкости.
- Антистатические агенты: снижают электростатическое
напряжение на поверхностях.
5. Специальные классы ПАВ
- Стереоспецифические ПАВ: обладают селективным
действием на определенные биологические или химические объекты.
- Блок-сополимерные ПАВ: содержат последовательности
гидрофильных и гидрофобных блоков, обеспечивая уникальные эмульгирующие
и стабилизирующие свойства.
- Биоразлагаемые ПАВ: разрушаются под действием
микроорганизмов, применяются в экологически безопасных моющих
средствах.
Классификация ПАВ позволяет не только систематизировать их химические
и физико-химические свойства, но и прогнозировать поведение в сложных
технологических процессах и биологических системах. Глубокое понимание
строения и функций ПАВ критически важно для разработки новых материалов,
экологически безопасных моющих средств и эффективных стабилизаторов
коллоидных систем.