Дифильные эмульгаторы

Высокомолекулярные поверхностно-активные вещества (ВМ ПАВ) следует выделить в отдельную группу стабилизаторов эмульсий. Обусловлено это тем, что структура их на поверхности иная, чем дифильных низкомолекулярных эмульгаторов. Отличают их и внешние показатели. Так, для стабилизации единицы межфазной новерхности эмульсий с помощью высокомолекулярных соединений (ВМС) требуется значительно больше ПАВ, зато эмульсия в этом случае, как правило, значительно стабильнее эмульсий на дифильных эмульгаторах типа мыл. Диспергируются же фазы с помощью последних лучше вследствие более значительного понижения поверхностного натяжения. [c.422]

Дифильность молекул поверхностно-активных веществ определяет специфические свойства водных растворов эмульгаторов. К этим свойствам относятся — способность к агрегации в ассоциа-ты и ориентации на границе раздела фаз, способность повышать коллоидное растворение (солюбилизация) углеводородов, способность к адсорбции из водных растворов поверхностью раздела фаз, понижение межфазного поверхностного натяжения и, как следствие, повышение агрегативной устойчивости дисперсных систем. [c.144]

ИТ в том, что при рассмотренной выше стерической стабилизации якорный фрагмент, нерастворимый в дисперсионной среде, и растворимый в среде стабилизирующий фрагмент являются двумя частями одной дифильной макромолекулы. При совместной модификации эмульсий нерастворимый в среде полимер является модификатором битума, а растворимый модифицирует воду. Следует отметить, что главной целью совместной модификации является собственно не сама стабилизация битумных эмульсий (при использовании правильно подобранного эмульгатора получаются достаточно устойчивые во времени эмульсии), а улучшение характеристик эмульсий применительно к процессам их использования, в частности, некоторое повышение вязкости системы для поверхностной обработки, а также повышения адгезии пленки вяжущего при разрушении эмульсии на поверхности. Это, в конечном счете, влечет за собой повышение качества конструктивных слоев дорожной одежды, изготовленных с использованием подобных эмульсий, а также заметное увеличение их срока службы. [c.75]

К низкомолекулярным ПАВ обычно относят соединения, молекулы которых можно как бы разделить на гидрофобную и гидрофильную части. Вещества с такими дифильными молекулами обладают большой адсорбционной способностью, и с их помощью могут быть получены достаточно устойчивые эмульсии. В зависимости от применения среди низкомолекулярных ПАВ выделяют моющие вещества, пенообразователи, эмульгаторы и др. По составу и характеру действия ПАВ делят на анионоактивные, катионоактивные и неионогенные. [c.60]

Прежде чем закончить рассмотрение процессов, определяющих зарождение частиц, необходимо упомянуть специальный тип конденсационной полимеризации с участием эмульгированных мономеров (см. стр. 246). В этом случае истинный процесс образования частиц не протекает, поскольку эмульгированные капли мономера непосредственно превращаются в частицы. Процесс, следовательно, является по существу суспензионной полимеризацией. По аналогии с водными системами подобного типа размер капель и, поэтому, размер и число частиц полимера, определяются количеством и природой дифильного эмульгатора, вязкостью обеих фаз и интенсивностью перемешивания на стадии эмульгирования. [c.166]

Адсорбция дифильных молекул эмульгаторов на поверхности элементов дисперсной фазы (капель битума) и их определенная ориентация с созданием адсорбционно-сольватного слоя некоторой толщины Н, защищающим капли от коалесценции при столкновениях и обеспечивающим устойчивость всей системе, являются основополагающими процессами при эмульгировании битумов воде для создания устойчивых битумных эмульсий. [c.61]

Многие заполнители могут быть также загрязнены частицами глины, песка и пыли, которые даже в небольших количествах заметно ускоряют распад эмульсии за счет значительного увеличения площади поверхности контакта эмульсии с минералом.Эмульсия содержит ионы эмульгатора как на поверхности дисперсной фазы, так и в объеме водной фазы. Если концентрация ионов эмульгатора высока, то возможно образование мицелл из дифильных молекул ПАВ . В стабильной эмульсии между ионами в растворе и на поверхности капель существует динамическое равновесие (рис. 6). [c.28]

В процессе эмульгирования битума в воде, как правило, образуются эмульсии обоих типов (прямые и обратные), но выживает эмульсия, устойчивость которой значительно выше (прямая, типа М/В). Это можно объяснить следующим образом. Устойчивая эмульсия возникает при образовании на внешней поверхности капель сплошного АСС. Одна из жидкостей эмульсии должна преимущественно сольватировать полярные или неполярные части дифильных молекул эмульгатора. Принцип состоит в том, что полярные (например, МНЗ ) и неполярные (углеводородный ради-кал К) группы эмульгатора одновременно и независимо друг от друга взаимодействуют - первые с дисперсионной средой (водой), вторые с дисперсной фазой (битумом), образуя, соответственно, гидратные и сольватные оболочки. Полярные группы молекул значительно сильнее гидратированы, т.е. толщина гидратных оболочек значительно превышает толщину сольватных, а потому стабилизируются именно эмульсии типа М/В. [c.57]

Эмульгирующее действие как ионогенных, так и неионогенных поверхностно-активных веществ тем эффективнее, чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части молекулы эмульгатора между обеими фазами эмульсии. Это значит, что дифильная молекула хорошего эмульгатора должна обладать сродством как к полярным, так и к неполярным средам. Только при этом условии молекулы эмульгатора не будут растворяться преимущественно в какой-нибудь одной 1 фаз и будут находиться на межфазной поверхности. Сбалансированность молекул эмульгатора а простейшем случае определяется, с одной стороны, длиной углеводородной цепи и с другой — сродством ионогенной или полярной группы к воде. [c.375]

Свойства дифильных молекул коллоидных поверхност-но-активных веществ и области применения определяются не только абсолютными значениями интенсивности взаимодействия полярных групп с водной средой и углеводородной части с неполярной фазой, но и их соотношением. Количественно коллоидные поверхностно-активные вещества характеризуются гидрофильно-липофильным соотношением (или гидрофильно-липофильным балансом), устанавливаемым эмпирически. Подробно эта характеристика рассматривается при оценке эмульгаторов. [c.169]

Эмульгаторы стабилизируют эмульсии типа м/в благодаря ориентации своих дифильных молекул на меж-фазной границе углеводородной цепью в дисперсную фазу, а полярной гидратированной группой в воду. Этим же обуславливается действие таких эмульгаторов, как, например, поливиниловый спирт, казеин и др. Напомним, что дифильные вещества (например, жирные кислоты) это такие молекулы, которые могут ориентироваться на границе раздела фаз по-разному, в зависимости от природы веществ, составляющих данные фазы. При этом вода, как известно, полярна, а воздух, если он представляет одну из фаз, считают неполярной фа- [c.255]

Тем не менее, объяснение, сводящее эмульгирующее действие только к снижению ст, далеко не согласуется со всей совокупностью экспериментальных фактов. Так, короткоцепочечные спирты и жирные кислоты с числом атомов углерода в цепи с С 8 не являются типичными эмульгаторами. Наилучшей эмульгирующей способностью обладают ПАВ с Пс от 10 до 18. С дальнейшим ростом длины цепи эмульгирующая способность опять ослабевает. Таким образом, существует некоторое оптимальное соотношение гидрофильных и липофильных (гидрофобных) свойств дифильных молекул ПАВ, необходимое для эмульгирования. [c.281]

Синтетический латекс представляет собой коллоидную дисперсию типа масло в воде. Частицы каучука (масляная фаза) в латексе имеют обычно размеры от нескольких десятков до сотен нанометров (редко менее 10 и более 1000 нм). Как всякая дисперсная система с развитой поверхностью раздела, латексы термодинамически нестабильны. Для сохранения коллоидных свойств системы в течение длительного времени поверхность раздела следует гид-рофилизовать, что достигается введением в систему дифильных поверхностно-активных веществ (ПАВ), например солей карбоновых кислот различной природы и строения. Адсорбированные на поверхности раздела гидратированные молекулы и ионы ПАВ образуют защитные слои. Эффективная толщина таких слоев, оцененная по данным вискозиметрических [4, 5], дилатометрических [6], термографических [7] измерений, изменяется от нескольких единиц до десятков нанометров в зависимости от природы и количества образующего их эмульгатора, а также от степени заполнения поверхности частиц адсорбированным эмульгатором (так называемой адсорбционной насыщенности). Адсорбционная насыщенность синтетических латексов обычно лежит в диапазоне от [c.587]

Развитие полимеризации через стадию коллоидного растворения в мицеллах эмульгатора, а затем и в полимерно-мономерных частицах, защищенных адсорбционными слоями в непосредственной близости от полярных групп, лиофилизирующих их поверхность, позволяет допустить каталитическое действие данных групп на процесс распада перекисных инициаторов, особенно, если они дифильны, т. е. активизирующее действие эмульгатора может быть выражено в большей или меньшей степени. [c.283]

Некоторыми исследователями сделан вывод о возможности стабилизации эмульсий ненасыщенными слоями стабилизатора, представляющими собой подобие двумерного газа из ориентированных дифильных молекул. Ненасыиденность таких слоев, имеющая место и в латексных системах дала повод в данном случае усомниться в стабилизирующем действии структурно-механического фактора, тем более, что проведенные измерения не показали наличия структурной и даже просто повышенной вязкости оболочек из поверхностно-активных веществ на межфазной границе. Кроме того, показано, что стабильные эмульсии могут быть получены при помощи эмульгаторов (некаль, триэтаноламин), заведомо не способных давать механически прочные адсорбционные пленки. И, наконец, если бы устойчивость эмульсий обуславливалась только структурно-механическим фактором, невозможно было бы наблюдаемое в ряде экспериментов соблюдение известного правила электролитной коагуляции Шульце—Гарди. С. М. Леви и О. К. Смирновым обнаружено отсутствие в широких пределах связи между длиной углеводородного радикала молекулы эмульгатора и стабильностью коллоидной системы, что также говорит против объяснения устойчивости эмульсий только образованием на поверхности глобул механически прочного адсорбционного слоя. [c.12]

Неионогенные эмульгаторы являются веществами, состоящими из дифильных молекул, полярная (гидрофильная) часть которых не способна к ионизации и обычно содержит некоторое число окси-этиленовых или гидроксильных групп. Основным классом неионогенных ПАВ (НПАВ) являются оксиэтилированные вещества, например продукты оксиэтилирования спиртов, алкилфенолов и жирных кислот. Общая формула молекул подобных веществ такова [c.112]

Согласно правилу Дюкло-Траубе, поверхностное натяжение при переходе к очередному гомологу, имеющему на одно звено СНг больше, увеличивается в 3—3,5 раза. На рис. 1.8. представлена зависимость поверхностного натяжения от концентрации для водных растворов гомологического ряда предельных жирных кислот, из которой следует, что чем выше стоит вещество в гомологическом ряду, тем сильнее оно понижает поверхностное натяжение. Молекулы ПАВ, переходя в раствор, стремятся выйти к поверхности раздела фаз, концентрируются на ней и ориентируются полярными группами в воду (полярную среду), а неполярными — в воздух или углеводородную жидкость (неполярную среду). Концентрируясь на поверхности раздела фаз, дифильные молекулы покрывают ее слоем толщиной в одну молекулу. Поверхностное натяжение при этом снижается, так как у ПАВ оно ниже, чем у растворителя. Чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части молекул ПАВ с обеими фазами раствора, тем эффективнее их эмульгирующее действие. Дифильная молекула эффективного эмульгатора должна обладать примерно одинаковым сродством как к полярным, так и к неполярным средам. [c.25]

Следует помнить, что понятие ПАВ является относительным, поскольку поверхностная активность вещества определяется не только его строением, но и природой соседних фаз (а следовательно, и межфазной границы). Например, многие дифильные эмульгаторы, хорошо адсорбирующиеся на полимерных частицах из водного раствора, практически не адсорбируются из масляной фазы (из органических растворителей) и наоборот. Даже нейтральный электролит (НаС1, СаСЬ и т. д.) может быть назван [c.150]

Для объяснения рассмотренных выше фактов существует несколько моделей, позволяющих в упрощенной форме получить представления о механизме влияния эмульгаторов на тип получаемой эмульсии [14]. Так, Банкрофт (1913) выдвинул представление о бислойности пленки ПАВ, разделяющей две жидкие фазы, с различными значениями поверхностного натяжения на двух ее сторонах. Для ПАВ, хорошо взаимодействующих с водой, например для мыл щелочных металлов, значение со стороны воды снижается и пленка сворачивается в сторону большей стягивающей силы, замыкая в себе калю масла. Гаркинс (1929) предложил модель клиньев , считая, что сольватация расширяет одну из частей дифильной молекулы ПАВ, сообщая ей форму клина. Капелька возникает путем ориентации клиньев основаниями наружу, наподобие лепестков ромашки. [c.22]

Увеличить поверхность стабилизирующих слоев при толщине пленки ниже бкр невозможно. Поэтому условия б<6кр не существует. Кремпев полагает, что сольватация эмульгатора происходит со стороны дисперсной фазы и дисперсионной среды. В связи с этим можно считать, что существует две величины бкр для водной фазы б кр и для масляной фазы бкр". Связывание жидкости в эмульсии осуществляется взаимодействием дифильных молекул эмульгатора, в результате чего образуются два слоя с аналогичными свойствами на поверхности капель и внутри них. Решающее значение имеет соотношение у = бкр бкр". Если оно больше единицы, то это означает, что толщина сольватного слоя со стороны воды больше толщины такого слоя со стороны масла. Образуется прямая эмульсия. При у<1 образуется обратная эмульсия. [c.80]

Функциональные добавки в В.к. эмульгаторы (дифильные ПАВ и др.) диспергаторы пигментов И наполнителей (напр., гексаметафосфат натрия) загустители (эфиры целлюлозы, сополимеры метакриловой к-ты) в-ва, придающие структурную вязкость и тиксотропность (бентонит, аэросил) консерванты, предохраняющие покрытие от образования плесени и бактериального разложения (пен-тахлорфенолят натрия) пеногасители (напр., кремнийорг. жидкости) в-ва, придающие дисперсии устойчивость к коагуляции прн повторных циклах замораживание-оттаивание (напр., высшие спирты, водорастворимые олигомеры) ингибиторы коррозии защищаемой пов-стн (ЫаЙОг, QH5 OONa). [c.407]

При концентрациях выше 7—8% растворы мыла теряют текучесть и застудневают в гели. Молекулы мыла имеют выраженную дифильность, поэтому они поверхностно-активны и применяются в качестве эмульгаторов (стр. 189), защ1гщая частицы дисперсной фй )Ы от коалесценции. [c.195]

Так, короткоцепочечные спирты и жирные кислоты с числом атомов углерода в цепи Пс <. 8 не являются типичными эмульгаторами. Наилучшей эмульгирующей способностью обладают ПАВ с пс от 10 до 18. С дальнейшим ростом цепи эмульгирующая способность опять ослабевает. Эта закономерность приводит к представлению о некотором оптимальном соотношении гидрофильных и липофильных (гидрофобных) свойств дифильных молекул ПАВ, необходимом для эмульгирующего действия. [c.287]

Практически все химические реагенты в той>мере, в которой они пептизируют или стабилизируют глинистую фазу, являются активными эмульгаторами. Их эмульгирующее действие рассмотрено ниже, в главе VIII. Но для еще большего усиления эмульгирования и повышения дисперсности эмульсий требуются уже специальные эмульгаторы. Ими являются мыла жирных, нафтеновых и сульфо-нафтеновых кислот, различные анионогенные и неионные ПАВ. В основе действия эмульгаторов лежит их дифильная природа — сочетание в одной молекуле полярных и неполярных групп, позволяющее им распределяться на поверхностях раздела. Изменение гидрофильно-гидрофобного (липофильного) баланса приводит к обращению эмульсий. Эмульгаторы прямых и обратных (инвертных) эмульсий различаются своей растворимостью. Гидрофильные эмульгаторы, хотя и содержат олеофильные группы, как правило, водорастворимы. Гидрофобные эмульгаторы, наоборот, растворимы в нефтяной фазе. Протяжение и природа цепей, остающихся в дисперсионной среде, и взаимодействие между этими цепями характеризуют эффективность защитных слоев на поверхности глобул. [c.206]

Исходя из патентных и литературных данных, может быть описано несколько рецептур инвертных эмульсий. В одной из них основным эмульгатором является смесь жирных кислот с известью,, щелочью, бихроматом, хлористым кальцием и инертными наполнителями. Вспомогательным эмульгатором, обеспечивающим содержание воды в пределах 20—80%, является лецитин. Известь и щелочь служат ингибирующими и мылоообразующими компонентами. Бихромат, окисляя жирные кислоты, снижает водорастворимость мыл и в результате но 1вления высокодисперсной коллоидной фазы уменьшает фильтрацию. Этому, как и общему загущению системы,, способствует также введение наполнителя. Хлористый кальций и лецитин являются ингибиторами твердой фазы. Помимо этого, лецитин в силу своей дифильной природы образует на поверхностях раздела высокоструктурированные слои и является поэтому активным эмульгатором избыточной воды. Положительной стороной лецитина является также регулирование термоокислительной деструкции жирных кислот. Тем не менее, термостойкость этой рецептуры не превышает 95° С. [c.383]

Эмульгирующее действие как ионогенных, так и НПАВ тем эффективнее, чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части молекулы эмульгатора между обеими фазами эмульсии. Это значит, что дифильная молекула ПАВ должна обладать сродством как к полярным, так и к неполярньтм средам. Только при этом условии молекулы эмульгатора не будут растворяться преимущественно в какой-нибудь одной из фаз и будут находиться на межфазной поверхности. [c.328]

Молекулы ПАВ, служащие эмульгаторами, состоят из асимметрично расположенной полярной гидрофильной части и гидрофобного углеводородного остатка (алкильного, арильного или алкил-арильного радикала), что определяет их дифильность. Соотношение полярной и яеполярной части молекул определяет гидрэфиль-но-липофильный баланс (ГЛБ) ПАВ. [c.16]

Изложенное приводит к заключению, что более вероятным является предположение о превалирующем инициировании персульфатом и протекании начальной реавдии роста не в мицеллах эмульгатора, а в водной фазе, причем мономерная молекула присоединяется к первичному радикалу, и затем образуется олигомерный свободный радикал [65]1 Такие радикалы дифильны, так как имеют полярную группу. Подобное изменение молекулярной природы радикала (переход от первичного к дифильному, олигомерному) приводит к тому, что он способен адсорбироваться на поверхности раздела вода —частица или внедряться в мицеллу эмульгатора и продолжать рост за счет солюбилизированного мономера. [c.94]

Сродство асимметричных дифильных молекул ПАВ к поверхности полимерных частиц весьма велико. Так, подавляющая часть эмульгатора, содержащегося в латексах (99% и более), адсорбирована на поверхности частиц и лишь немного эмульгатора находится в свободном состоянии в водной фазе. Это относится к латексам, концентрация полимера в которых достаточно велика (несколько процентов или десятки процентов). Если латекс сильно разбавлять, равновесие сдвигается, заметная часть эмульгатора десорбируется с поверхности частиц и переходит в водную фазу, что видно на примере латекса сополимера винилиденхлори-да и дивинила (70 30) (эмульгатор — олеат аммония, сухой остаток в исходном латексе 7,2%) [c.9]

В настоящее время не существует теории, позволяющей оценить величину ГЛБ исходя из строения молекулы или из физико-химических свойств вещества. Однако Гриффином предложена эмпирическая система ГЛБ, согласно которой каждай эмульгатор с дифильной молекулой может быть охарактеризован числом ГЛБ. Числа ГЛВ могут изменяться от 1 до 40. Их находят либо экспериментально, проводя сравнительные опыты, либо расчетным путем, используя эмпирические формулы. [c.21]

Растворимость Б. определяется растворимостью составляющих их компонентов. При значительной разнице в растворимости соответствующих гомополимеров Б., как правило, растворяются значительно хуже, чем составляющие их компоненты. Однако при правильном подборе растворителей, что особенно легко достигается в случае близких по химич. природе компонентов, Б. способны образовывать истинные р-ры Б., состоящие из дифильных компонентов, легко образуют коллоидные р-ры, особенно в растворителях, растворяющих только один из компонентов (и, естественно, являющихся осадителем для другого компонента). Используя разную растворимость компонентов Б., можно легко менять конформацию цепей отдельных полимерных блоков и после удаления растворителей получать из одного и того же Б. различные по свойствам материалы (см. выше о Б. изопрена и стирола). Способность Б. к образованию коллоидных р-ров используют для получения на нх основе неионогенных детергентов и эмульгаторов ( нлюроники , тетроники см. выше). Свойства таких Б. и их эффективность как поверхностно-активных веществ зависят от состава и длины блоков (таблица). [c.137]

Топохимия и механизм. Представления о топохимии Э. п. развиты независимо В. Харкинсом и А. И. Юржен-ко преимущественно для полимеризации малорастворимых в воде мономеров, набухающих в собственном полимере, под действием водорастворимых инициаторов в присутствии ионогенных неспецифич. эмульгаторов, содержание к-рых существенно превышает критич. концентрацию мицеллообразования. При этом большая часть эмульгатора находится в р-ре в агрегированном состоянии в виде мицелл, каждая из к-рых содержит молекул. В мицеллах дифильные молекулы мыла ориентированы полярной частью к воде, а углеводородной — внутрь мицелл, вследствие чего внутри последних как бы создается углеводородная фаза, способная растворять часть мономера. Т. обр., при эмульгировании мономера в воде образуется сложная гетерофазная система слабоконц. водный р-р эмульгатора и мономера, в к-ром взвешены стабилизированные эмульгатором капли мономера ( 101 частиц в 1 м ) и мицеллы ( 10 частиц в 1 л ) с растворенным в них мономером. [c.484]

Маслорастворимые инициаторы, такие, например, как бензоил-пероксид, инициируют эмульсионную полимеризацию в основном с такими же скоростями, как и в гомогенных системах [204], что вполне естественно, так как инициатор находится только, в мономерной фазе. Более сложным оказывается вопрос о влиянии водных растворов ПАВ на кинетику разложения гидропероксидов,, имеющих дифильцое строение и способных частично растворяться в воде. Скорость инициирования эмульсионной полимеризации гидропероксидами обычно превышает данный параметр для гомогенных полимеризационных систем в аналогичных температурных и концентрационных условиях на несколько порядков, что связано-прежде всего с увеличением скорости распада гидропероксидов в эмульсиях [204]. Это может быть обусловлено эффектами ми-целлярного катализа [205], проявляющегося в концентрировании дифильных молекул гидропероксидов в мицеллах эмульгатора. Аналогичным образом, вероятно, действует и адсорбционный слой ПМЧ, оказывая концентрирующее и ориентирующее действие на молекулы гидропероксида. , [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология