И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 371
Текст из файла (страница 371)
В качестве катионной группы обычна служит первичная, вторичная или третичная аммониевая группа, остаток пиридина или имидазолина. В принципе вместо Х м.б. атомы Б, Р, Аз и т. п. Аниоыными группами являются карбоксильные, сульфонатные, сульфоэфирные нли фосфатные группы. По хим. строеыню и нек-рому сходству св-в амфолитные ПАВ делят на 5 осн. групп: 1) алкиламинокарбоновые к-ты КХН(СН )„СООН; алкильный радикал амина обычно нормальный (прямоцепочечный), но если ои расположен между аминной группой и карбоксильной, иногда имеет разветвленный характер. К этой же группе относят алкиламинофенилкарбоновые к-ты КХНС»Н»СООН; алкиламинокарбоновые к-ты с первичной, вторнчйой или третичной аминогруппой КСН(ХН ) СООН, КСН(ХНК) СООН, К(СН,) ХСНз СООН; с промажут.
гидроксильыой, эфирной, сложыоэфирной, амидной илы сушфоамидной группой; в-ва 11бб / ~+,,Снзсоо ~~' мСН,СН,ОК К КОС,Н вЂ”,Х Х вЂ” СН,СОО / Ъ- К Чй Х / ~+;СзН,ОН ~~' 'К' К 1Х ° К Х,~~БОзна К-~,' Н Х) — СНзСН-СНзСН— ! СО СОХнз ХН С,Н,Х(СН,)з ! ХВ сн сн соо ХХ ! -ХСН СН— з з — сн — сн ! СНг сн,х(сн,), сн ! СОО(СНз)зБОз и Хн ХЧ ! — Сн-СН— х(сн соон) ХВ 588 ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ с двумя и более амина- и амидогруппами, с несколькими амина- и гидроксильными группами. 2) Алкилбетаины представляют собой наиб. важную группу цвиттер-ионных ПАВ.
Их можно разделить на 5 осн. групп: а) алкилбетаины — С-алкилбетаины КСН(Х" (СНз)з) СОО и Х-алкилбетаины КХЯ(СНз)зСН,СОО; б) сульфить сульфоъ сульфат- и фасфатбетаины КХ'(СНз]зСНзСНзОБОз, КХ'( Н,),СН,СН,БО,, КС»Н СНзХ (СНз),СНзСН ОБОЗ, КХ'(СН ) СН СЙ(ОЕЕ)СН 01»Оз; в) амйдобетаины КСОХЫ(СЙз)з Х+(СНз)з СОО; г) окснэтияированиые бетаины КХ'((С Н О)„Н) ((С Н О) Н) СН СОО; д) др. цвиттер-ионные ПАВ. 3) Производныс алкилимидазалинов, в молекулах к-рых аннанные и катионные группы имеют примерно одинаковые константы ионнзации (ф-лы я'Н и Хгн1), где К вЂ” алкил С, -С, я, К' — Е1, Ха, СНзСООМ (М вЂ” металл). По струхтуре и методам синтеза выделяют бетанновые ПАВ, включающие карбоксиэ сульфо-, сульфат- или сульфоэфировую группу [ф-ла 1Х; К' = (СЕ1,)„СОО, (СНз)зБОз, СН,СН(ОН)СН ОБОЗ) и прочие (инсбетаиновые») имидазолийовые ПАВ (ф-ла Х; К'= СНзСООХа, (СНз), Х(СН,СООЕ1)„(СНз), Х= =СНС»Н»БО»Н, (СНз)з ОБОз113.
Сбалансированйость ианизир. групй обеспечивает этйм саед. хорошие коллоидно-хим. и санитарно-гигиенич. св-ва. 4) Алкиламиноалкансульфонаты и сульфаты (АААС, и АААСз соотв.). Анионно-орнентир. в-ва легка переходят в цвиттер-ионную форму, что позволяет выделять их в чистом виде, Константа ианизации кислотной группы гораздо больше, чем основной, поэтому их применяют в щелочной среде. Однако в случае песк. основных групп и при наличии рядом с кислотной группой др, гидрофильных групп эти в-ва по св-вам и областям применения сходны с амфолитными ПАВ н обладают бактерицидным действием. В зависимости от констант ионнзации можно выделить сали АААС, КХ(К) К БОзМ АААСз КХ(К) К ОБОзМ, производные ароматич.
аминосульфокнслот КК'Х вЂ” Аг — БО»М, аминосульфонаты с атомом Х в гетероциклах (ф-ла Х1) аминофасфа ты, аминофосфонаты и др. аминосаедл саед, типа КК'К"Р(О)(ОН)„КК'КЯОР(О) (ОН)з, где К и К' — длинный и короткий углеводородные радикалы, К" — короткий двухвалентный радикал; саед. КХ(СН,СНзБОзХа),. Их отличие — хорошая способность диспергйровать кальциевые мыла ц устойчивость к солям жесткости воды. 5) Полимерные амфолитные ПАВ; природные (белки, нуклеиновые к-ты и т.п.); модифицированные природные (олнгамсрныс гндролизаты белков, сульфатир.
хитин); продукты ступенчатой конденсации аминов, формальдегида, альбумина, жирных к-т; производные целлюлозы, полученные введением карбоксильных и дизтаноламиноэтильных групп; синтез ические, в молекулах к-рых сочетаются структурные особенности всех приведенных выше групп амфотерных ПАВ (см., напр., ф-лы ХП-ХУ1). Применение ПАВ. Мировое произ-во ПАВ составляет 2-3 кг на душу населения в год. Примерно 50% производимых ПАВ используется для бытовой химии (моющие и чистящие ср-ва, косметика), остальное — в пром-сти н с, х-ве.
Одновременно с ежегодным ростом произ-ва ПАВ соотношение между их применением в быту и иром-сти изменяется в пользу иром-стн, Применение ПАВ определяется их поверхностной активностью, структурой адсарбц. слоев и объемными св-вами р-ров. ПАВ обеих групп (истинно р-римые и коллоидные) используют в качестве диспергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д. Др.
важный аспект использования ПА †формирован и разрушение пен, эмульсий, микрозмульсий, Широкое применение ПАВ находят для регулирования структурообразования и устойчивости дисперсных систем с жидкой дисперсионнай средой (водной и органической), Широко используются мицелляриые системы, образуемые ПАВ как в водной, так и в неводной среде, для к-рых важны нс поверхностная актив- 1167 ность ПАВ я не св-ва их адсорбц.
слоев, а объемные св-ва: резко выраженные аномалии вязкости с повышением концентрации ПАВ вплоть до образования, напр. в водной среде, крнсталлизац. структур твердого мыла или твердо- образных структур (в пластичных смазках на основе нефтяных масел). ПАВ находят применение более чем в !00 отраслях народного хозяйства.
Большая часть производимых ПАВ используется в составе маюпзих ср-в, в произ-ве тканей и изделий на основе синтетич, и прир. волокон. К крупным потребителям ПАВ относятся нефтяная, хим. иром-сги, иром-сть строит. ьгатериалов и ряд другйх. Наиб. важные применения ПАВ; — бурение с глинистыми р-рами и обратимыми эмульсиями вода/масло. Для регулирования агрегативной устойчивости и реалагич. характеристик р-ров применяют вьюокомол. ПА — водорастворимые эфиры целлюлозы, полиакриламид и др., в эмульсии вводят кальциевые соли прир. н синтетич. жирных к-т (С,я — С,з и выше), алкилароматич.
сульфонаты, алкиламины, апкйламидоамины, алкилимицазолнны; — повышение нефтеотдачи пластов посредством мицеллярного заводнения (окснэтилированные алкилфенолы и спирты, алкилароматич. сульфонаты)1 -антиокислительные, противозадирные и др.
присадки в произ-ве минер. масел (мыла синтетич. жирных к-т, нефтяные сульфонаты, оксиэтилир. спирты) и пластич. смазан (производные фенолов, ариламины, алкил- и арилфосфаты); — регулирование смачивания при флотации железных и марганцевых руд (мыла прир. и синтетич. жирных к-т, высшие алифатич, амины), руд редких металлов (алкиларсоновые и алкилфасфоновые к-ты, алкилароматич. сульфонаты); -эмульсионная полимеризацня, получение полистирола и др. виниловых полимеров (карбоксиметилцеллюлоза, поли11бб виниловый спирт, мыла синтетич.
жирных к-т, алкилсулъфаты, оксиэтилированные спирты и алкилфенолы); — произ-во хим. волокон (оксиэтилнр. амины и амиды, проксанолы и проксамины, высшие спирты и к-ты); -мех. обработка металлов: адсорбц. понижение прочности, повышение скоростей резания, строгания, фрезерования (мыва прир. и синтетич.
жирных к-т, алкилароматич. сульфонаты, оксиэтилир. спирты и т.л.); — пром-сть строит. Материалов; регулирование мех. и реологич. св-в бетонных смесей за счет адсорбц. Модифицирования компонентов (эфиры синтетнч. жирных к-т, сульфонаты, алкиламины, алкилсульфаты, оксиэтилир. жирные к-ты); -произ-во сиюнегпичесхих моющих средств; — улучшение структуры почв, предотвращение эрозионных процессов (ПАВ-полиэлектролиты-продукты неполного гидролиза полиакрилонитрила, продукты амидирования полиакриловой и полиметакриловой к-т, причем в составе полимерной цепи варьируются амидные, циклические имидные, карбоксильные и др.
группы). Биологическае разложение ПАВ. Водные р-ры ПАВ в большей или меньшей концентрации поступают в стоки иром. вод и в конечном счете-в водоемъг. Очистке сточных вод от ПАВ уделяется большое внимание, т. к. из-за низкой скорости разложения ПАВ вредные результаты их воздействия на природу и живые организмы непредсказуемы. Сточные воды, содержащие продукты гидролиза полифосфатных 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 др, форм жизни в воде. Среди способов очистки сточньгх вод в отстойниках — перевод ПАВ в пену, адсорбция активным углем, использование ионообмениых смол, нейтрализация катнонактивными в-вами и др, Этн методы дороги и недостаточно эффективны, поэтому прсдпочтителъна очистха сточных вод от ПАВ в отстойниках (аэротенках) и в естеств.
условиях (в водоемах) путем бнол. окисления под действием гетеротрофных бактерий (преоблацающий род — Рйеайопюпай), к-рые входят в состав активного ила. По отношению к этому процессу ПАВ принято делить на «мягкие» и <скесткие». К жестким ПАВ относятся нек-рые алкилбензолсульфонаты (напр., тетрапропилбензолсульфонат) и оксиэтилир. изооктилфенолы; в настоящее время они практически не произнодятся. Степень биоокислеиия т. наз.мягких ПАВ зависит от структуры гидрофобной части молекулы ПАВ: при ее разветвленности биоокисление резко ухудшается. Теоретически биоокисленис идет до превращ. орг. в-в в воду и углекислый газ, практич.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
