Dremuk Alena Petrovna Turli XIL sirt faol moddalarining ikki va uchlamchi aralashmalarining kolloid-kimyoviy xossalari tabiat

D. I. Mendeleyev nomidagi Rossiya kimyoviy texnologiya universiteti

Qo'lyozma sifatida

Dremuk Alena Petrovna

Turli xil sirt faol moddalarining ikki va uchlamchi aralashmalarining kolloid-kimyoviy xossalari

tabiat

02.00.11 - kolloid kimyo

Kimyo fanlari nomzodi ilmiy darajasi uchun dissertatsiya

Ilmiy maslahatchi, kimyo fanlari nomzodi, dotsent Kienskaya K.I.

Moskva - 2018 yil

MUNDARIJA

KIRISH 4             

1. ADABIYOTNING SHARHI 8               

1.1. Sirt faol moddalarining tasnifi 8                           

1.2. Sirt-faol moddalarning 11 aralash eritmalarida misel hosil bo'lishining termodinamik tavsifi                            

1.3. Sirt faol moddalarining ikki va uchlamchi aralashmalarining kolloid-kimyoviy xossalari 29                            

1.4. Sirt faol moddalarining ko'pkomponentli aralashmalari bilan emulsiyalarni barqarorlashtirish 39                            

1.5. Ayrim sirt faol moddalar va ularning aralashmalarining eruvchanligi qobiliyati 42                            

1.6. 46. Adabiyot sharhidan xulosalar                           

2. TADQIQOTNING OBEKTLARI VA USULLARI 48                          

2.1. Tadqiqot ob'ektlari 48                            

2.2. Metodni o'rganish 52                            

2.2.1. Osilib tushirish usuli bilan sirt tarangligini o'lchash   

2.2.2. Tomchining og'irligi-hajmi usuli bilan interfeyslararo taranglikni o'lchash.54   

2.2.3. Eritmalarning ko'piklanish qobiliyatini aniqlash 55                  

2.2.5. Sirt faol moddalarining eruvchan ta'sirini aniqlash 57                          

2.2.6. Model emulsiyalarini olish usuli 58                 

2.2.7. Emulsiya tomchisining o'lchamlarini aniqlash 58                  

2.2.8. Model emulsiyalarining reologik tadqiqotlari 58                 

3. P Performan va munozara tajribasi 60                         

3.1. Eritma-havo interfeysidagi ikkilik va uchlamchi sirt faol moddalar aralashmalarining kolloid-kimyoviy harakatining xususiyatlari 60                  

3.1.1. Eritma-havo interfeysi 60 da tekshirilayotgan sirt faol moddalarining kolloid-kimyoviy xarakteristikalari                      

3.1.2. Ikkilik sirt faol moddalar aralashmasining misel hosil bo'lishining kritik kontsentratsiyasiga ta'siri 65                  

3.1.3. Sirt faol moddalar 77 uchlamchi aralashmalari eritmalarida misel hosil bo'lishi                 

3.1.4. Sirt-faol moddalar molekulalarining aralash adsorbtsiya qatlamlarida 82 eritma-havo interfeysida o'zaro ta'sirini o'rganish                       

3.1.5. Sirt faol moddalarining ikkilik va uchlamchi aralashmalarining ko'piklash qobiliyati 86   

3.2. Ikkilik va uchlamchi sirt faol moddalar aralashmasining eritma-moy interfeysida kolloid-kimyoviy harakatini o'rganish 89                 

3.2.1. Eritma-moy interfeysi 89 da o'rganilayotgan sirt faol moddalarining kolloid-kimyoviy xususiyatlari                      

3.2.2. Ikkilik sirt faol moddalar aralashmasining kritik misel konsentratsiyasiga ta'siri 93                  

3.2.3. Sirt faol moddalarining uchlik aralashmalari eritmalarida misel hosil bo'lishi 98                 

3.2.4. Shaxsiy sirt faol moddalarining misellar eritmalari va ularning ko'pkomponentli aralashmalarining eruvchan ta'sirining xususiyatlari ... 104             

3.2.5. Model emulsiyalari uchun dispersiyani tahlil qilish 113                 

3.2.6. Model emulsiyalarining reologik xususiyatlarini o'rganish 117                 

Xulosa 123             

125. QISQARISh VA SOMBOLLAR RO'YXATI             

Adabiyotlar 127             

ILOVALAR

KIRISH

Ishning dolzarbligi . So'nggi yillarda sirt faol moddalarining aralash tizimlarini o'rganish juda jadal olib borilmoqda. Buning sababi shundaki, amalda sirt faol moddalar aralashmalaridan foydalanish ko'plab kolloid-kimyoviy xususiyatlarga (sirtlarning pasayishi - Oyoq va fazalararo taranglik, namlanish, eruvchanlik, ko'piklanish va hosil bo'lish al.) Qarshi samarali ta'sir ko'rsatadi . Ikki va uchlamchi CME-da sirt faol moddasining sinergetik ta'siri - faqat ular uchun maxsus sirt faol moddasi farmatsevtika, kosmetich - Sgiach va iste'mol formulalari yaxshilangan - kami va kerakli xususiyatlarga ega maishiy formulalar , xususan - ko'pik bilan yuvilishi va emulsiyasi. kompozitsiyalar.

Adabiyot odatda ikkilik aralashmalarni xatti tasvirlaydi th rasm - onnyh sirt faol moddalar. Kosmetika va uy-ro'zg'or buyumlarini ishlab chiqarishda ekologik toza, biologik parchalanadigan sirt faol moddalardan foydalanish tobora afzalroq bo'lib bormoqda. Qayta tiklanadigan tabiatdan olinadigan sirt faol moddalarining namunalari - Nogo xom ashyosi nonionik P AB tipidagi alkilpoliglikozidlar va tsvitter-ionli sirt faol moddalar betainesidir. Anyonik sirt faol moddalar uchun sürfaktanın Kiritilgan haqida shilliq nisbatan tizimi tirnash xususiyati ta'sir etuvchi kamaytiradi - ko'z va teri vaqt va ko'plab kolloid-kimyoviy xususiyatlarini yaxshilaydi. Ikkilik - Nye va uch -alkil poliglükozitlerin va betainleri o'z ichiga olgan Aralashmalarning, shuningdek dolzarb yanada ish birlashtirgan qiladi, tushunib emas - turli eksperimental metodlarni va nazariyalarini yordamida tizimlari ENG.

Ushbu ishning maqsadi har xil sirt faol moddalarini o'z ichiga olgan ikkilik va uchlamchi aralashmalarning kolloi tubini, kimyoviy - mexanik qonuniyatlarini, eritma va eritma-havo moyi chegaralarida o'rnatish edi.

Ushbu maqsadga erishish uchun quyidagilarni hal qilish kerak edi - Muvofiq vazifalar :

• Ayrim sirt faol moddalarining suvli eritmalarining kolloid-kimyoviy xususiyatlarini o'rganing va eritma-havo va eritma-moy chegaralarida adsorbsion qatlamlarning parametrlarini o'rnating.        

• Mikellarning ikkilik va uchlamchi tizimlarida naqshlar o'rnating, misel IU zhmole - sirt faol moddalar molekulyar o'zaro ta'sirini hisoblash uchun, Podhom - Rubin va Rubin Holland termodinamik Podhom qatorlari.        

• Rozen termodinamik yondoshuvidan foydalangan holda aralashgan qatlamning adsorbsion xususiyatlarini aniqlang - Qanchadan-qancha eritma-havo.         

• Ayrim suvli eritmalar - sial sirt faol moddasi va ularning aralashmalarini alkilpoliglukozid asosida yog'da eriydigan parfyum tarkibiga nisbatan eruvchan ta'sirini o'rganish .        

• asosiy kolloid-kimyoviy xususiyatlarini o'rganish, turg'unlashtirilgan emulsiyalar modellari Turli xil xnmi ikkilik va uchlamchi CME - syami sirt faol moddasi.        

Ilmiy yangilik . Eritma va eritmaning chegaralarida havo-moy-og'iz bor edi - har xil tabiatdagi sirt faol moddalarining ikkilik va uchlamchi aralashmalarining xatti-harakatlari: natriy dodesil sulfat anion sirt faol moddasi, ion bo'lmagan sirt faol moddasi Ka ko'tarilgan / g kapril lyukozida laureth va 2, shuningdek zvitterionik sirt faol moddalar sifatida kokami- dopropilbetaina. Ko'rib chiqilgan tizimlarda sirtni kamaytirish va intervalgacha taranglikni sinergetik ta'sirlari aniqlandi va ularning miqdori aniqlandi. Aralashtirilgan misellar va adsorbsion qatlamlarning birinchi aniqlangan kompozitsiyalarida, shuningdek irqlarda har xil termodinamik yondashuvni qo'llagan holda - ulardagi sirt faol moddalar molekulalarining o'zaro ta'sir parametrlarini o'qing. SET - Leno, ulanishning kattaligi va belgisi sirt faol moddalar va jamiyatlarning tabiatiga va ularning sinov aralashmalaridagi nisbatiga juda bog'liq . Natriy dodesil sulfat molekulalari kaprilil / kapril glyukozid va lauret 2 bilan molekulalarning xarakterli mo - molekulalari eng kuchli o'zaro ta'sirlar ekanligi aniqlandi .

Individual sirt faol moddalar yechimlari va o'z o'zaro va uchlik Aralashmalarning, sek ervye qiymatlar solubilizasyon imkoniyatlari va tanqidiy con topildi - markazda Mishel. Solyubilizatsion-xloridli aralash sirt faol moddalar eritmalarining qiymati DATA miselidagi o'zaro ta'sir parametrlarining hisoblangan Roux - bin qiymatlari bilan, shuningdek eritmada hosil bo'lgan misellar hajmi bilan o'zaro bog'liqligi aniqlandi .

Ikkilik va uchlamchi aralashmalarda tanlangan sirt faol moddalarining nisbati, imkon beradi - Barqaror emulsiya olish; asosiy kolloid kimyo - model emulsiyalarining kallik xususiyatlari - tomchilar kattaligi ; tomchilar hajmini taqsimlash; polisdisperslik darajasi; reologik xarakter - tayoqchalar.

Bu emülsiyon reologik xulq shuningdek yagona aloqa kuchi susche modeli Kuhn hisoblangan qiymati bilan tasvirlangan, deb ko'rsatilgan - davlat bog'liq sirt faol moddalar nisbati va torli strukturoobrazova- mazmuni.

Ishning amaliy ahamiyati . Sirt faol moddalarining ikkilik va uchlamchi aralashmalaridagi sinergetik effektlarni o'rganish ularni amalda samaraliroq qo'llashga imkon beradi. Ish shuni ko'rsatadiki, sirt faol moddalar aralashmalaridan foydalanish ko'piklanish va eruvchanlikka ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Sirt faol moddalar aralashmasidan tashkil topgan Ba - rirovanie stabilizatori tarkibi IU - nyat emulsiyalarning yakuniy xususiyatlarini beradi - tomchilar kattaligi, tomchilarning kattaligi va reologik harakati . Ushbu ishda olingan natijalar sirt faol moddalarining aralashmalariga asoslangan farmatsevtik, kosmetologik - matematik va uy sharoitidagi kompozitsiyalarni ishlab chiqishda ishlatilishi mumkin .

Ish va nashrning aprobatsiyasi . Dissertatsiya PA natijalari - qayiq tashish rus namoyish etildi va xalqaro anjumanlarda: kolloid kimyo va Fizikokimyasal IU ustida IV Xalqaro konferensiyasi - tantly «IC-CCPCM» (Moskva, 2013), IX Xalqaro ilmiy-amaliy konferensiyasi Oliy «erishish »Maktabi (Sofiya, Bolgariya, 2013), Yangi salom - miko-fa rmatsevticheskie texnologiyasi (Moskva, 2014), X Xalqaro ilmiy-amaliy konferentsiya « Aplikovane vedecke novinky » (Praga, Che - Xiya, 2014), XXVI muvofiqlashtirish bo'yicha xalqaro Chugaevskaya konferensiya - Nuh kimyo (Qozon, 2014), II xalqaro ilmiy-amaliy Cesky anjumanida "dolzarb zamonaviy matematik va tabiiy fanlar masalalari" (Ekaterinburg, 2015) X Butunrossiya yosh olimlar uchun maktab-konferensiyasi «nazariy va suyuq fazali tizimlarning eksperimental kimyosi "(Krestovskiy o'qishi) (Ivanovo, 2015) , " Funktsional materiallarning kimyoviy texnologiyasi "(Moskva, 2015) xalqaro ishtirokidagi milliy yoshlar kichik yig'ilishi - Moskva. biz kimyoviy faol moddalar Texnologiya (Moskva, 2016), XXI Xalqaro Ilmiy - I kosmetik sanoat: kelajakka qarash " amaliy I konferentsiyasi (Moskva, 2016), Xalqaro yoshlar ilmiy forumi" LOMONO - COB "(Moskva, 2017), Butunrossiya Baykal maktabi - Xi - missiya bo'yicha konferentsiya (Irkutsk, 2017), Xalqaro yoshlar ilmiy forumi "JOM About - Nosov" (Moskva, 2018).

Asar Rossiya Fanlar akademiyasining muxbir a'zosi G.A.ning nomidagi stipendiya bilan taqdirlandi. Yagodina (2016).

Dissertatsiya materiallari bo'yicha 5 yuz, shu jumladan, 22 asarlar, nashr - natijalar distributivi nashrga OAK tomonidan tavsiya etilgan jurnallarda Kishiga - sertatsionnyh p Abot.

1. ADABIYOTNING SHARHI  

1.1. Sirt faol moddalarining tasnifi          

Sirt faol moddalar moddalar (YUFM) tomonidan asym bilan moddalar o'z ichiga oladi - bir nosimmetrik molekulyar tuzilishini: molekulasi yoki ion boshiga bir vaqtning o'zida tomonidan - hidrofil guruhi yo'qligi (qutb guruh yoki "g olovka") va bir hidrofob - Naja guruhi (radikal yoki "dum") [1-4] ... Bunday amfifil tuzilish obuslavli - sirt faol moddalarining Vaet sirt faolligi, ya'ni ularning fazalararo chegaralarida adsorbsiyalash qobiliyati.

Amfifilik ko'p imkon soche tamoyili doirasida - Tani, rd turi, soni va funktsional guruhlar hajmi, u sinf asoslangan - sirt faol moddalar, HS.

Sirt faol moddalarining suvli eritmalarida dissotsilanish qobiliyatiga ko'ra aktiv - yangi, modda ionli, zvitterionli va ionli bo'lmagan moddalarga bo'linadi [3, 5, 6].

1) ionli sirt faol moddalar (IPAS)   

• Anion sirt faol moddalar (APAS)        

Anion sirt faol moddalar dissotsiatsiyalanib, sirt faol anionlarini hosil qiladi. Bu eng an'anaviy sirt faol moddalar bor: yuqori alifatiche tuzlari - Sgiach karboksilik kislotalar, alkil sulfat, alkylsulfonates, . Alkilbenzolsul- sülfonat va boshqalar aniyonik sirt faol moddalar molekulalari hidrofobik qismi - tez-tez cheklash yoki alifatik radikallar va alkilaromatik Frag to'yinmagan hisoblanadi - mentlar . Gidrofillikni odatda karboksil, sulfat, sulfanat va fosfat guruhlari ta'minlaydi. Ushbu sirt faol moddalarining kationi metall ioni (natriy, kaliy, kaltsiy va boshqalar), ammoniy ioni yoki organik ion (DEA, TEA) bo'lishi mumkin.

• Kationli sirt faol moddalar (CSAS)        

CSAS sirt faol kationlarning hosil bo'lishi bilan ajralib chiqadi. Bu asosan azo va fosfor tarkibidagi birikmalar. Bu bilan bir qatorda, katyonik sirt sülfonyum sulfoxonium aralashma bor , aralashmalar fosfonyum, iodonium aralashmalar.

• Amfoter sirt faol moddalar (Ampavs)        

Amfoterik sirt faol moddalar molekulalari bir nechta funktsional guruhlarni o'z ichiga oladi , ulardan biri kislotali, ikkinchisi esa asosdir. Am-sirt faol moddasi zaryadi tashqi sharoitga qarab o'zgaradi (birinchi navbatda muhitning pH qiymati bo'yicha ). Kislotadan ishqoriy pH ga o'tishda sirt faol moddasining turi kationdan zvitterionik orqali anionikka o'zgaradi . Masalan, AMPA SLE bo'lishi mumkin - tirik alkilaminokarboksilik kislota alkilaminofenilkarbonovye kislotalari , polimer amfolitik sirt faol moddalar (oqsillar) va boshqalar.

2) Zvitterionik sirt faol moddalar    

Zvitteriyonik sirt faol moddalar, ikki qarama-qarshi molekulalari o'z ichiga oladi tong - birlashgan guruh.

Bunday sirt faol moddalar ionli va ionli bo'lmagan sirt faol moddalar orasida oraliq pozitsiyani egallaydi : ulardagi qutb guruhi elektr neytral bo'lishiga qaramay, uning qarama-qarshi zaryadlari molekulaning boshqa strukturaviy elementlari tomonidan kosmosda sezilarli darajada ajralib turadi . Odatda zvitterionik sirt faol moddalar YaV - lyayutsya betaines va sulfobetaines.

3) ion bo'lmagan sirt faol moddalar (NSAS)    

Nononik sirt faol moddalar suvli eritmalarda ionlarga ajralmaydi. Tomonidan - noniyonik sürfaktanı aksariyat polioksietilen Eter bo'lgan alifatik spirtli va kislotalarning, alkylphenols, Omin va boshqa CO - birlik. Bunday holda, polioksietilen zanjiri NSAID molekulasining gidrofil qismi rolini o'ynaydi.

Amaldagi sirt faol moddalar doirasi kengaymoqda va ba'zi mahsulotlardan foydalanishda imtiyozlar o'zgarib bormoqda. Shu nuqtai nazardan, an'anaviy ravishda ishlatilganidan farqli o'laroq, alkil poliglikozidlari kabi ion bo'lmagan sirt faol moddalar qiziqish uyg'otmoqda.

qayta tiklanadigan xom ashyodan etilen oksidining hosilalari olinadi [6-11]. Oc - novnye afzalliklari t Akiho sirt faol moddasi: yuqori biodegradatsiya darajasi, suv havzalari uchun kam toksiklik, kanserogenlik yo'qligi. Bundan tashqari, alkilpoliglikozidli sirt faol moddalar yumshoq va Sportga salbiy ta'sir ko'rsatmaydi - teriga va shilliq pardalarga xulosa [3].

Alkil poliglikozid molekulalarida qutb guruhlari uglevod parchalari (glyukoza, maltoza va boshqalar). Agar tarkibida glyukoza qoldiqlari bo'lsa, sirt faol moddalar alkil poliglyukozidlari (APG) deb nomlanadi. Bir polar bo'lmagan qismi uglevodlar uzoq zanjir bilan bog'liq - milliy radikal.

Uglevodli qismlarni ishlab chiqarish uchun dastlabki m xom ashyo ct - tofelny, makkajo'xori yoki bug'doy kraxmalidir, keyinchalik gidrolizga uchraydi. Yuqori spirtli ichimliklar neft kimyosi xom ashyosidan yoki tabiiy yog'lar va yog'lardan (kokos yong'og'i, palma, kolza moylari, mol go'shti yog'i) olinadi.

APG spirtlar va glyukoza yoki fraksiyalar qo'llanmasi - rolizovannogo kraxmalning kondensatsiyasi bilan sintezlanadi [12]. To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya bir shovqin - imkon beruvchi yog'li spirtli ichimliklar bir ortiqcha, bilan xulosa glyukoza - kamaytirish uchun krato oligomerizasyon uglevod (Fisher usuli). JSST ham - uzoq zanjirli spirtli ichimliklar bilan hamkorlikda Sidovning qisqa transatsetalirovaniya usulidan foydalanishingiz mumkin. Pro har bir - jarayonlar kislota katalizator (1.1-rasm ishtirokida davom ).