ПАР мають ліпофільні і гідрофільні групи

2020-07-02 00:21:40

Молекули ПАР мають як гідрофільні, так і ліпофільні групи, які ще називають амфіфільними. Завдяки цій властивості поверхнево-активних речовин вони можуть утворювати міцели у воді при відповідній концентрації: гідрофільна головка притягується водою назовні, а ліпофільний хвіст відштовхується водою і звернений всередину. У процесі прання масляні плями втягуються всередину міцел ліпофільними групами, а цілі міцели забираються водою.

ПАР мають ліпофільні та гідрофільні групи, які є амфіфільними молекулами. Вода – сильна полярна рідина. Коли поверхнево-активна речовина розчиняється у воді, відповідно до принципу подібної полярності та протилежної полярності, її гідрофільна група та водна фаза притягуються та розчиняються у воді, тоді як її олеофільна група відштовхує воду та залишає воду. У результаті молекули ПАР (або іони) адсорбуються на межі розділу двох фаз, що зменшує міжфазний натяг між двома фазами. Чим більша адсорбція молекул поверхнево-активної речовини (або іонів) на межі розділу, тим більше зниження міжфазного натягу.

Так чому мило може відмити масляні плями? Це пов’язано з «подвійними» властивостями поверхнево-активних речовин. Мило складається з металевих солей жирних кислот. Один кінець мила легко розчинний у воді, що називається «гідрофільною групою»; інший кінець нерозчинний у воді, але розчинний в олії, що називається «гідрофобною групою» або «ліпофільною групою». Завдяки цій особливій структурі мило може занурюватися у воду одним кінцем, а масло — іншим. Таким чином, вода тягне молекули мила, молекули мила тягне масло, масляні плями на одязі!

Поверхнево-активна речовина є різновидом функціональної тонкої хімії. Завдяки своїй амфіфільній структурі та властивостям поверхнево-активні речовини самополімеризуються в розчині з утворенням різних видів упорядкованих молекулярних агрегатів, таких як міцели, зворотні міцели, везикули, рідкі кристали тощо. Розмір частинок або товщина агрегованого молекулярного шару цих упорядкованих молекулярних агрегатів близькі до порядку нанометрів, що може забезпечити відповідні місця та умови для утворення наддрібних частинок з «квантовий ефект розміру». Крім того, самі молекулярні агрегати можуть мати подібний «квантовий ефект розміру».

Таким чином, упорядковані молекулярні збірки поверхнево-активних речовин демонструють різні практичні функції, такі як емульгування, солюбілізація, змочування, адсорбція, проникнення, дисперсія, піногасіння, згущення та змащування. Вони використовуються як допоміжні засоби для друку та фарбування, пестицидні емульгатори, диспергатори для полімеризації полімерної емульсії, а також можуть широко застосовуватися в гірничодобувній, нафтовій, емульсійній полімеризації та інших галузях промисловості. У той же час застосування колоїдної реології, мікроемульсії та рідкокристалічного шаблону також привернуло увагу людей. В останні роки поверхнево-активні речовини відіграють дуже важливу роль у виготовленні неорганічних матеріалів, нано та нанокомпозитних матеріалів, молекулярних сит та пористих матеріалів.