Что такое ПАВ

Когда мы покупаем в магазине какое-нибудь современное жидкое моющее средство и читаем его состав, то, замечаем, что наряду с другими компонентами там содержатся ПАВ.

Что такое ПАВ?

ПАВ — поверхностно-активные синтетические химические вещества, которые способны снижать поверхностное натяжение на границе двух фаз, проникать в жир, грязь и растворять их, облегчая процесс очищения.

Они представляют собой органические соединения сложного строения. Производят их из высших жирных спиртов и различных реагентов (окись этилена, глюкоза, хлоруксусная кислота и др.).

Поверхностно активное вещество по строению дифильное, т.е. имеет гидрофильную (полярную) и гидрофобную (неполярную) части.

ПАВ входят в состав жидких мыл, шампуней, средств для мытья посуды, стиральных порошков и гелей, препаратов для ухода за поверхностями в помещениях, автомобилями, мебелью и т.п.

Какие бывают поверхностно-активные вещества

В зависимости от химического строения все ПАВ можно разделить на следующие группы:

• анионные — хорошо очищают и сильно пенятся, на их основе делают большинство моющих средств, шампуней, мыла, пенообразователи, детергенты, смачиватели;
• катионные — с низкими моющими свойствами, из них производят косметические средства;
• амфотерные — проявляют свойства всех остальных, в зависимости от pH среды, их используют ограниченно, в основном в промышленности (для смягчения тканей и т.д.); 
• неионные — растворяются в кислой и щелочной среде, обладают низкой пенообразующей способностью, применяются в косметике, в качестве антистатиков, эмульгаторов.

Анионные ПАВ

Это — дифильные органические соединения, образующие при контакте с водой анион (отрицательно заряженный ион), как носитель поверхностной активности.

К ним относятся: мыла, алкилсульфаты, алкилфосфаты, алкилсульфонаты, алкилсульфосукцинаты и др.

Это очень распространенные и часто используемые ПАВ.

Например, обычное твёрдое кусковое мыло (соли алкилкарбоновых кислот) применяется для мытья и стирки. Оно на 60% (хозяйственное) и на 80% (туалетное) состоит из алкилкарбоксилатов натрия.

К синтетическим АПАВ относятся также первичные алкилсульфаты и алкилэтоксисульфаты, используемые в производстве шампуней, жидких косметических средств для ухода за кожей, волосами и чистящих порошков, эмульгаторов и пенообразователей, средств для стирки и мытья посуды.

Основными преимуществами АПАВ являются:

• хорошая моющая способность, растворяет жир и большинство других, даже сложных загрязнений; 
• высокая активность в насыщенной щелочной среде и возможность применения в кислой среде;
• они отлично смачивают большинство твёрдых поверхностей;
• могут соединяться с другими видами ПАВ;
• высокое пенообразование;
• невысокая стоимость производства.

Недостатки АПАВ:

• негативное влияние на кожу — растворение защитной жировой плёнки за счёт быстрого расщепления жиров, кожа шелушится, становится сухой и раздраженной;
• повышенная аллергенность;
• неблагоприятное влияние на окружающую среду.

Если применять их вместе с другими видами ПАВ, можно добиться более мягкого и бережного эффекта.

Катионные ПАВ

Это — дифильные органические соединения, носителем поверхностной активности здесь является катион (положительно заряженный ион).

К ним относятся соли высших аминов, аммониевые основания, фосфониевые и сульфониевые соединения.

Недостатком КПАВ является низкая моющая способность, поэтому их применяют нечасто.
Но они нейтрализуют агрессивность АПАВ, для этого их добавляют в шампуни и стиральные порошки наряду с другими видами. Также КПАВ хороши для косметических средств (лосьонов, кремов), они оказывают бактерицидное и антистатическое действие, облегчают расчесывание волос, усиливают действие полезных компонентов косметики.

Амфотерные ПАВ

Проявляют разные свойства (анионные, катионные, неионные). Всё зависит от pH среды, в которую они попадают. Например, в кислой среде они проявят себя как катионные, а в щелочной – как анионные реагенты.

К ним относятся имидазолин, кокаминопропил бетаин и др.

Преимущества амфотерных ПАВ:

• хороший моющий эффект;
• небольшое пенообразование;
• бережное отношение к коже, наличие бактерицидных свойств.

Недостатком амфотерных ПАВ является их высокая цена.

Неионные ПАВ

Эти вещества не диссоциируют в воде, растворяются в кислой и в щелочной среде.

Примеры – алкилполиглюкозид, этоксилированные и пропоксилированные жирные спирты.

Преимущества НПАВ:

• второе место по эффективности после АПАВ;
• низкое пенообразование (это позволяет добавлять их в порошки для автоматической стирки);
• стойки в жёсткой воде;
• биоразлагаемы, безопасны для окружающей среды;
• просты в производстве.

Из них делают бытовую химию и косметические средства.

Свойства ПАВ

Все ПАВ обладают рядом важных свойств, благодаря которым они получили широкое применение:

• моющая способность;
• эмульгирование жиров;
• пенообразование;
• диспергирование.

Моющее действие – способность очищать поверхности от загрязнений. ПАВ уменьшают поверхностное натяжение на границе между загрязнением и раствором. Улучшается смачивание, грязь отрывается от поверхности.

Эмульгирование — это образование эмульсии – смеси двух неоднородных жидкостей. За счет гидрофильных (притягивают воду) и гидрофобных (отталкивают воду) частей ПАВ происходит смешивание воды и жира. Грязь остается в растворе, не осаждаясь на поверхность, и легко смывается водой.

Диспергирование — рассеивание частиц, тонкое измельчение жидкостей. Получается дисперсная система, в ней образуется раздел фаз между одним веществом и другим. Этот процесс тесно связан с эмульгированием.

Пенообразование — это образование пузырьков газа, разделенных тонкими слоями жидкости. Частицы грязи попадают между пузырьками и выносятся на поверхность раствора.

Процесс зависит от вида ПАВ, жесткости воды, кислотности среды, температуры. В жёсткой воде он снижается из-за образования нерастворимых солей кальция.

Катионоактивные ПАВ имеют низкую пенообразующую способность (хорошо для порошков автоматической стирки). У анионообразующих и амфотерных пенообразование выше, особенно у АПАВ (хорошо для шампуней, порошков для ручной стирки).

Как работают поверхностно-активные вещества?

На поверхности жидкости ПАВ:

• адсорбируются на месте раздела фаз, понижают поверхностное натяжение;
• гидрофильные группы оседают на поверхности загрязнения, и оно переходит в раствор (отмывается);
• из-за диспергирования и эмульгирования частиц грязи образуется эмульсия, которая легко смывается водой.

Например, мытьё посуды, средством, содержащим АПАВ: анионные вещества снижают поверхностное натяжение на границе «грязь-раствор», жир эмульгируется, образуется пена. Благодаря всем этим процессам, загрязнения переходят в раствор и удаляются с поверхности посуды вместе с водой.

Мифы о ПАВ

Существует предвзятое отношение к ПАВ. Некоторые люди даже пугаются при виде их в составе тех или иных средств. Обычно это связано с неверным представлением о их действии, преувеличении вредного влияния.

Одним из мифов является представление, что натуральная косметика совсем обходится без ПАВ. Но это невозможно. Нельзя добиться получения однородной эмульсии из натурального масла и воды без этих веществ.

Другой миф — что косметики без ПАВ достаточно много, она более безопасна для здоровья. Но ПАВ добавляют почти везде — в шампуни (чтобы они хорошо пенились и очищали), в кремы и гели для получения однородности, в мицеллярную воду, лосьоны, даже в зубную пасту. Это данность. Потому что, ничто пока не может заменить эффект ПАВ.

Ну и главная страшилка — то, что ПАВ может испортить кожу и существенно навредить организму. Но ученые-химики уже научились решать проблему сухой кожи путём смешивания разных видов ПАВ, использования их свойств и особенностей.

Поэтому, не стоит бояться ПАВ. По сравнению со многими проблемами здоровья и экологии, это — одна из наименьших проблем.

Заключение

ПАВ — это вовсе не зло, а благо для нас, людей. Это очень важный и полезный, пока единственный в своём роде, компонент, без которого не может обойтись ни одно современное средство с хорошими моющими и очищающими свойствами. ПАВ помогают избавляться от грязи и жира, создают эмульсии и пену, способствуют однородности и эффективности косметических препаратов.

Но для того, чтобы получить реальную пользу от поверхностно-активных веществ, нужно хорошо знать их виды и свойства, разбираться в особенностях, уметь использовать тот или иной эффект правильно там, где он востребован.

Если требуется хорошая моющая способность и высокое пенообразование (шампуни), подойдут АПАВ.

Для косметических средств, где в приоритете бактерицидные свойства и отсутствие пены, следует использовать КПАВ.

Амфотерные ПАВ также бережно воздействуют на кожу, к тому же неплохо отмывают грязь и пенятся (косметика).

В жёсткой воде стоит применять неионные ПАВ. А для средств стирки в машинках-автоматах они незаменимы из-за низкой пенообразующей способности.

Не стоит бояться и отвергать ПАВ. При правильном использовании они принесут большую пользу.