Применение смазочно-охлаждающих технологических жидкостей в производстве прокатки листового материала. Кокорин В.Н - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

15
Для многих ПАВ, молекулярно растворимых в воде (карбоновых кислот, аминов,
спиртов жирного ряда, ароматических соединений и др.), эффективность действия ограниче-
на малой растворимостью в воде, убывающей с удлинением цепей молекул. Гомологи жир-
ного ряда от С
14
и выше нерастворимы в воде. Поэтому ПАВ такого типа эффективно можно
использовать или самостоятельно, или в неводных (масляных) средах.
Наиболее важную для практических целей группу ПАВ составляют органические со-
единения, водные растворы которых имеют коллоидный характер. Типичными представите-
лями их являются соли (мыла) жирных кислот С
12
—С
18
. В водных растворах они диссоции-
руют. Наличие в молекулах ионизированных (выражено гидрофильных) групп повышает
растворимость мыл по сравнению с соответствующими кислотами, что расширяет эффек-
тивный диапазон их использования. В растворах мыл начиная с критической концентрации
мицеллообразования поверхностно активные вещества находятся не только в виде молекул
(ионов), но и в форме находящихся с ними в равновесии больших агрегативных скоплений
— мицелл, являющихся носителем коллоидных свойств растворов.
Мицеллы — частицы дисперсных фаз в коллоидных системах – cложные комплекс-
ные физико-химические соединения, составной частью которых являются атомы, молекулы,
ионы. Мицеллы лиофильных коллоидов представляют собой комплексы молекул (или ионов)
мыл, имеющих выраженную полярную асимметрию. Такие молекулы состоят из длинного
углеводородного радикала и полярной группы. В водных растворах молекулы мыла вследст-
вие молекулярного взаимодействия ориентируются таким образом, что углеводородные цепи
образуют внутреннее гидрофобное ядро, а наружная поверхность состоит из гидрофильных
групп. В растворах мыл мицеллы имеют сферическую форму размером 10
-5
— 10
-7
см. В уг-
леводородных средах мицеллы мыла принимают обратное строение, т. е. гидрофобные груп-
пы образуют поверхность. Ядра мыльных мицелл могут поглощать значительное количество
веществ, противоположных дисперсионной среде по полярности и потому нерастворимых в
ней. Этим самым повышается их растворимость. Повышение растворимости малораствори-
мых или нерастворимых веществ называется солюбилизацией. Типичный пример этого яв-
ления — растворение минерального масла в воде под воздействием мыла с образованием
эмульсии.
Общие закономерности мицеллообразования можно сформулировать следующим об-
разом [9]. Увеличение длины цепи в ряду парафинов способствует мицеллообразованию.
Ионогенные группы оказывают на величину критической концентрации меньшее влияние,
чем углеводородная цепь. При понижении температуры мицеллообразование понижается. При
одинаковом числе атомов углерода полярные молекулы с разветвленными углеводородными це-
пями менее склонны к образованию мицелл, чем молекулы с прямыми цепями. Добавка электро-
литов в небольших количествах повышает, а в больших снижает устойчивость мицелл.
Мицеллообразование неионотенных веществ отличается от мицеллообразования ио-
ногенных веществ. Гидрофобная часть молекулы ионогенного вещества обычно значительно
больше гидрофильной, тогда как у неионогенных веществ гидрофильная часть велика и мо-
жет превышать гидрофобную. Кроме того, у неионогенных веществ отсутствует электриче-
ский заряд, что способствует мицеллообразованию. Поэтому критическая концентрация ми-
целлообразования у неионогенных веществ ниже, чем у ионогенных (например, у гексаде-
цилсульфоната натрия 5,4 -10
-4
, а у оксиэтилированного гексадеканола даже 5-10
-5
моль/л).
При увеличении длины оксиэтиленовой цепи в неионогенном соединении критическая кон-
центрация мицеллообразования повышается. По своему действию на критическую концен-
трацию мицеллообразования двенадцать оксиэтиленовых групп соответствует одной мети-
леновой группе в гидрофобной части.
Наибольшая эффективность действия ПАВ достигается при такой их молекулярной
структуре, когда в ней сбалансированы свойства полярных групп и неполярных цепей. Ха-
рактеристикой такого баланса является число ГЛБ (гидрофильно-лиофильного баланса) [5].
Чем больше сдвинуто соотношение гидрофобных и гидрофильных групп в молекуле в сто-

Страницы