Контрольная работа: Пищевые и биологически активные добавки

Поверхностно-активные вещества, их характеристика, свойства

Поверхностно-активные вещества, вещества, способные накапливаться (сгущаться) на поверхности соприкосновения двух тел, называемой поверхностью раздела фаз, или межфазной поверхностью. На межфазной поверхности ПАВ образуют слой повышенной концентрации – адсорбционный слой. Любое вещество в виде компонента жидкого раствора или газа (пара) при соответствующих условиях может проявить поверхностную активность, т.е. адсорбироваться под действием межмолекулярных сил на той или иной поверхности, понижая её свободную энергию. Однако поверхностно-активными обычно называются лишь те вещества, адсорбция которых из растворов уже при весьма малых концентрациях (десятые и сотые доли %) приводит к резкому снижению поверхностного натяжения.

Типичные ПАВ – органические соединения дифильного строения, т.е. содержащие в молекуле атомные группы, сильно различающиеся по интенсивности взаимодействия с окружающей средой (в наиболее практически важном случае – водой). Так, в молекулах ПАВ имеются один или несколько углеводородных радикалов, составляющих олео- или липофильную часть (она же – гидрофобная часть молекулы), и одна или несколько полярных групп – гидрофильная часть. Слабо взаимодействующие с водой олеофильные (гидрофобные) группы определяют стремление молекулы к переходу из водной (полярной) среды в углеводородную (неполярную). Гидрофильные группы, наоборот, удерживают молекулу в полярной среде или, если молекула ПАВ находится в углеводородной жидкости, определяют её стремление к переходу в полярную среду. Таким образом, поверхностная активность ПАВ, растворённых в неполярных жидкостях, обусловлена гидрофильными группами, а растворённых в воде – гидрофобными радикалами.

По типу гидрофильных групп ПАВ делят на ионные, или ионогенные, и неионные, или неионогенные. Ионные ПАВ диссоциируют в воде на ионы, одни из которых обладают адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны. Если адсорбционно активны анионы, ПАВ называются анионными, или анионоактивными, в противоположном случае – катионными, или катионо-активными. Анионные ПАВ – органические кислоты и их соли, катионные – основания, обычно амины различной степени замещения, и их соли. Некоторые ПАВ содержат и кислотные, и основные группы. В зависимости от условий они проявляют свойства или анионных, или катионных ПАВ, поэтому их называют амфотерными, или амфолитным.

Все ПАВ можно разделить на две категории по типу систем, образуемых ими при взаимодействии с растворяющей средой. К одной категории относятся мицеллообразующие ПАВ, к другой – не образующие мицелл. В растворах мицеллообразующих ПАВ выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) возникают коллоидные частицы (мицеллы), состоящие из десятков или сотен молекул (ионов). Мицеллы обратимо распадаются на отдельные молекулы или ионы при разбавлении раствора (точнее, коллоидной дисперсии) до концентрации ниже ККМ. Таким образом, растворы мицеллообразующих ПАВ занимают промежуточное положение между истинными (молекулярными) и коллоидными растворами (золями), поэтому их часто называют полуколлоидными системами. К мицеллообразующим ПАВ относят все моющие вещества, эмульгаторы, смачиватели, диспергаторы и др.

Ярким представителем поверхностно-активных веществ является Сульфонол – П.

Сульфанол – П применяется:

Сульфонол – П – основа широкой гаммы моющих средств (порошкообразных, пастообразных, жидких), автокосметики.

В нефтяной промышленности как:

стимулятор образования мицелярных растворов (Сульфонол – П повышает нефтеотдачу пластов до 50%);

добавка к воде при заводнении пласта (Сульфонол – П повышает нефтеотдачу пластов на 5–8%);

компонент в составах для удаления АСПО (асфальтено-смолистых и парафиновых отложений);

ингибитор кислотной и сероводородной коррозии оборудования (Сульфонол – П обеспечивает высокопроизводительную работу оборудования, увеличение срока действия и сокращение числа прорывов трубопроводов и оборудования нефтеперерабатывающих заводов, способствует мероприятиям по охране окружающей среды);

пенообразующий агент;

компонент смачивающих композиций для транспортировки нефтяных эмульсий.

При добыче газа для:

повышения степени газо- и конденсатоотдачи пласта в период падающей добычи путём обработки призабойной зоны газовых скважин;

гидроразрыва пласта двух- и трёхфазными пенами.

При эксплуатации газовых скважин, хранении и транспортировке газа для:

борьбы с обводнением скважин (Сульфанол – П улучшает дебит скважин в период падающей добычи газа за счёт выноса жидкости из устья и забоя скважины);

сокращения межремонтного простоя скважин и сохранение их дебита путем глушения;

получения водовоздушных пен с регулируемой стабильностью с целью интенсифи кации притока газа к забоям скважин на подземных хранилищах газа, локализации газового объёма хранилищ, продление срока их безводной эксплуатации.

Сульфонол – П также применяется:

В строительстве при производстве пенобетона, пеноизола – как пенообразователь.

Как основа композиций для очистки сырой шерсти (Сульфонол – П улучшает отмывку, предотвращает обратное оседание загрязнений).

При обезжиривании кожевенного сырья.

При дублении кож (Сульфонол – П ускоряет поверхностное набухание голья и проникновение дубителей в кожу).

В лакокрасочной промышленности (Сульфонол – П оптимизирует свойства пигментов и наполнителей, регулирует дисперсность пигментов).

Как основа композиций для крашения тканей.