Коллоидная химия | страница 93

Поверхностная активность ПАВ (g) непосредствен определяет адсорбционную способность ПАВ: чем она больше, тем больше адсорбционная способность. Адсорбируясь на частицах дисперсной фазы, молекулы ПАВ создают на их поверхности адсорбционно-сольватные защитные оболочки, которые из-за соответствующей ориентации молекул ПАВ ("хвостом" или "головкой") значительно снижают поверхностное натяжение и препятствуют слипанию или слиянию частиц (рис. 12.2 ).

Моющее действие коллоидных ПАВ основано на совокупности коллоидно-химических процессов.

1. В присутствии ПАВ вследствие уменьшения поверхностного натяжения улучшается смачивание твердой поверхности, жидкость лучше проникает в тонкие капилляры ткани.

2. Молекулы мыла, адсорбируясь на поверхности волокна и частицах твердых или жидких загрязнений, создают адсорбционный слой, что обусловливает возникновение расклинивающего давления. Это способствует отрыву частиц и переходу в моющую жидкость.

3. Адсорбционные пленки на поверхности частиц загрязнений придают этим частицам высокую агрегативную устойчивость и предупреждают их прилипание к поверхности волокна в другом месте.

4. В присутствии коллоидных ПАВ в растворе образуется пена, которая способствует механическому уносу частиц загрязнений от поверхности.

5. Масляные загрязнения удерживаются в водной среде вследствие солюбилизации, о которой речь пойдет дальше.

Важной количественной характеристикой ПАВ являются гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). Числа ГЛБ характеризуют соотношение между гидрофильными свойствами: чем выше число ГЛБ, тем больше баланс сдвинут в сторону гидрофильных (полярных) свойств ПАВ. Числа ГЛБ определяются экспериментально.

Работами Дэвиса установлена количественная зависимость ГЛБ от состава и структуры ПАВ. Каждая структурная единица вносит свой вклад в число ГЛБ.

Числа ГЛБ по Гриффину составляют:

для гидрофильных групп: -СООК - 21,1; -СООNa - 19,1; -СООН - 2,4; -ОН - 1,9; =О - 1,3;

для гидрофобных =СН-;

На основании этих данных числа ГЛБ можно рассчитывать по уравнению:

где

Физический смысл эмпирических чисел ГЛБ состоит в том, что они определяют отношение работы адсорбции молекул ПАВ на границе раздела фазы "масло" к работе адсорбции на той же границе с фазой "вода". В зависимости от числа ГЛБ ПАВ используются для той или иной цели. Так, если ПАВ имеют числа ГЛБ от 7 до 9, их используют в качестве смачивателей, от 13 до 15 - в качестве моющих средств, от 15 до 16 - в качестве солюбилизаторов в водных растворах.