Неіоногенні ПАР

Неіоногенні ПАР – найбільш екологічно безпечні на зараз поверхнево-активні речовини. Вони знижують агресивність інших видів ПАР, нейтралізуючи їх токсичну дію, насамперед на людський організм та навколишнє середовище. Та при цьому виконують усі функції, яких сучасний споживач очікує від мийних засобів та промислових реагентів.

Треба враховувати, що з поверхнево-активними речовинами ми стикаємось буквально у всіх сферах нашої діяльності. Спектр їх застосування вражає. Ми контактуємо з ПАР і використовуємо властивості цих речовин, нерідко навіть не підозрюючи про це.

То ж давайте розберемося, що таке поверхнево-активні речовини, яку роль вони відіграють у нашому житті та з чим їх їдять – і в даному випадку це не жарт, а констатація факту – і чому саме неіоногенні ПАР сьогодні мають таке велике значення.

Почнемо з механізму дії ПАР, який і робить їх такими незамінними у сучасних реаліях.

Поверхнево-активні речовини – це загальна назва для величезної групи хімічних сполук, які мають спільну властивість знижувати поверхневий натяг рідин, полегшуючи їх розтікання. При чому ПАР працюють на стику різних середовищ – вода-олія, рідина-повітря, повітря-тверда поверхня, рідина-тверда поверхня тощо; і з різними рідинами – вода, неполярні жири, органічні розчинники. І в кожному випадку плівка з ПАР забезпечує ефект «полегшення» такої взаємодії, зниження кількості зусіль, потрібних для змішування різних середовищ чи стабілізації дрібних часток. Стається це за рахунок «двулікої» природи сполук ПАРів: кожна частинка в них має гідрофільну та гідрофобну частини, які відповідно взаємодіють з водним чи «неводним» середовищем та позволяють цим абсолютно несхожим середовищам взаємодіяти.

Якщо наводити приклад, який буде зрозумілий усім: коли ми миємо руки, то вода не змиває бруд. Бо бруд прилипає до наших шкірних покровів за рахунок тонкого шару шкірного жиру та поту, а вода, як ми знаємо, не змішується з жирами (до речі, саме тому на рубцях та келоїдних шрамах бруд не затримується – вони не мають сальних та потових залоз). І от саме з цим жирним шаром і контактує мило (головною діючою речовиною якого є ПАР) - зв’язує шкірні виділення разом з брудом та переводить їх у колоїдну форму. Тільки тоді вода має змогу змити всю цю суміш з нашої шкіри.

Або: чи задумувались ви, яким чином утворюється аерозоль? Якщо навіть проста водяна пара має отримати значний енергетичний заряд у вигляді вкладених в неї калорій тепла, щоб з’єднатися з повітрям у вигляді окремих молекул. При чому пара дуже швидко конденсується, знову переходячи у рідкий стан. А от аерозолі, в складі яких більш складні речовини, ніж вода, розподіляються у повітрі дуже мілкими частинками, але все ж таки не поокремими молекулами, і залишаються у такому стані, щоб виконати покладену на них дію, не конденсуючись і не забризкуючі нам підлогу. Як це стає можливим? Саме завдяки дії поверхнево-активних речовин. Вони знижують поверхневий натяг речовин - складників рідини, яка знаходиться всередині пляшки з етикеткою аерозолю. І коли за допомогою помпи ця діюча речовина змішується з повітрям, то саме ПАРи дозволяють їй розділітися на дуже маленькі крапельки, однак все ж таки не розкладаючи її на молекули. Потім вже ця невагома суміш зависає в повітряному об’ємі приміщення, дуже повільно опускаючись під дією гравітації або навпаки, стрімко рухаючись завдяки кінетичній енергії та виконуючи ті функції, які ми покладаємо на аерозоль – наповнюючи приміщення ароматом, або зв’язуючись з молекулами, які створюють неприємний для нас запах, та нейтралізуючи їх, або потрапляючи на поверхню та придаючи їй бажаний колір, якщо це аерозольна фарба.

Тож, ПАВи – це речовини, які дозволяють людині поєднувати непоєднувані, як здається, речовини. Це речовини, які міняють сам принцип взаємодії різних середовищ. Без них:

• У металургії були б дуже енергозатратними і низькоефективними процеси зменшення тертя на прокатних станах. Звісно, можливе використання машинних мастил, але вони згоряють при високих температурах. А от ПАВи – витримують;
• Теплоенергетика втратила б щонайменше половину ефективності. Бо тут важливо не просто донести «тепло» по трубах до споживачів, не менш значущим є зберегти ці труби в робочому стані на довгі роки. А це значить, що треба виключити взаємодію між металом теплообмінників, труб та батарей та водою, яка призведе метал до корозії чи утворення жорсткого мінерального нальоту, а воду – до попадання в неї небажаних домішок. З цим на відмінно справляються ПАРи;
• Харчова промисловість (саме тут ми і повертаємося до «не-жарта» про те, з чим їдять ПАРи). Здатність емульгувати, утворювати суспензії, поєднувати різні види продуктів – це просто must do у виробництві харчових продуктів. Тісто і креми, напої і суфле – все це потребує властивостей, що належать ПАРам.
• Медицина, фармакологія та косметологія просто не змогли б існувати у сучасному вигляді без ПАРів. Варто просто згадати найпоширеніші форми ліків та косметичних засобів – суспензії, емульсії, креми, аерозолі…
• А також сільське господарство, шкіряну, лакофарбову промисловість, виробництво тканин, будівництво, паперове виробництво та друкарську справу тощо. У всіх цих сферах незамінним є використання ПАРів.

З усвідомленням величезної ролі ПАРів у нашому повсякденному житті у нас з'являється маса запитань. Усі ми чули, що ПАРи не надто корисні для здоров'я, можуть накопичуватися в організмі людини, спричиняючи негативні наслідки для здоров'я. А як же тоді бути, якщо ми їх, як виявляється, їмо і п'ємо, вживаємо у складі ліків і косметики, перемо ними одяг?

Ось тут нам і знадобиться розуміння різниці між різними видами ПАР.

Вони бувають:

• Іоногенні
• Неіоногенні

Іоногенні ПАР, в свою чергу, розділяються на аніонні, катіонні та амфотерні.

Аніонні ПАРи мають високу ефективність, миючу здатність, дають сильну та стійку піну. Вони найкращі для виведення жирів та забруднень. Однак саме вони можуть бути надто агресивними, так би мовити, перевищувати свою повноваження, призводячи не тільки до знежирення, а й надлишкової втрати вологи, надавати токсичну та алергічну дію.

Катіонні ПАРи – це не стільки миючі засоби, скільки зв’язуючі. Вони ефективно вступають у взаємодію з завислими речовинами, прискорюючи процес випадіння їх в осад. Катіонні ПАР нейтралізують негативні наслідки застосування аніонних ПАР. Можна сказати так: якщо аніонні ПАР – це пральний порошок, то катіонні ПАР – це кондиціонер для білизни.

Амфотерні ПАР – справжні трансформери. У лужному середовищі вони будуть поводитись як аніонні, а у кислому – як катіонні. При цьому вони мають дійсно супергеройські якості: неагресивні, біорозкладані, лагідні до всього, з чим працюють. На цьому, мабуть, і закінчився б перелік поверхнево-активних речовин, якби не одне «але»: вартість виробництва амфотерних ПАРів надто висока, щоб їх можна було виробляти у достатніх для промисловості кількостях.

Тому таке велике значення має ще один вид ПАР – неіоногенні.

Називаються вони так тому, що у водному середовищі не розпадаються на іони. Тобто якщо у іоногенному ПАРі кожен іон, чи то позитивний, чи то негативний, працює як окремий воїн, то неіоногенний ПАР – це єдина система, яка складається з одного довгого вуглеводневого ланцюга. Ці ПАРи в основному отримують з рослинної сировини, тобто вони є біологічно безпечними.

По своїй дії неіоногенні ПАР дуже схожі на амфотерні. Вони мають низьку здатність до піноутворення, але прекрасну миючу здатність.

Отож, про них і розкажемо докладніше.

Основні характеристики

Неіоногенні поверхнево-активні речовини — це поверхнево-активні речовини, молекули яких у водних розчинах не здатні до дисоціації на іони. Представляють собою прозорі маслянисті рідини від безбарвного до жовтуватого кольору, які отримуються через взаємодією етиленоксиду та спиртів, карбонових кислот, алкілфенолів та алкілнафтолів, амінів, амідів, імідазолів, сульфамідів, меркаптанів. Перевагою неіоногенних поверхнево-активних речовин є можливість регулювання їх гідрофільності. Також позитивною рисою є те, що твердість води не впливає на їхню розчинність, а також те, що вони можуть використовуватись з катіонними та аніонними ПАР.

Основні представники неіоногенних ПАР:

• поліспирти
• поліетиленгліколі
• кислоти RCOOH з високим рівнем дисоціації
• міни
• алкілглікозіди
• етоксісілати, пропоксілати і бутоксілати
• неонол
• синтанол.

Основні сфери застосування

1. Хімічна промисловість:
   • Входять до складу побутових і технічних мийних засобів.
   • Використовуються як активний піногасник.
   • Є основою для виробництва мастильних, гідравлічних і охолоджувальних рідин.
2. Текстильна промисловість:
   • Використовуються як компонент для синтезу активної основи текстильних матеріалів.
3. Целюлозно-паперова промисловість:
   • Застосовуються для очищення та обробки сировини для отримання високоякісної продукції.
4. Деревообробна промисловість:
   • Використовуються для обробки деревини в процесі виготовлення меблів.
5. Нафтовидобувна галузь:
   • Підвищують ефективність нафтовидобутку за рахунок інтенсифікації видобутку та заводнення пластів.
   • Застосовуються при бурінні свердловин.
6. Металургія:
   • Служать основою засобів для миття технологічного обладнання.
7. Рослинництво:
   • Використовуються для створення препаратів для захисту рослин від хвороб і шкідників, а також для регулювання їх росту.
8. Автомобільна галузь:
   • Входять до складу автошампунів і зимових рідин для склоомивачів.

Переваги використання:

• Висока біорозкладність, що робить неіоногенні ПАР екологічно безпечним.
• Нелеткі та безпечні при вдиханні.
• Універсальність у застосуванні в технічних і побутових сферах.