37 / 48
35
МасложироваЯ промышленность
№ 5-2015
пальмовое масло
масложировая отрасль для косметической продукции
имели одну пару основных насыщенных
жирных кислот. Наибольшее содержа-
ние пары жирных кислот С
12
– С
14
обе-
спечивает преимущество по снижению
поверхностного натяжения.
Свойства молекул мыл натриевых
солей жирных кислот, начиная от С
7
и выше, зависят от молекулярной
структуры и являются результатом
гидрофобного взаимодействия соот-
ветствующих частей молекул. Обра-
зование и рост ассоциатов, т.е. коопе-
ративная самоассоциация ПАВ, лежит
в основе мицеллообразования. Г. Штю-
пель [5] приводит данные о числе мо-
лекул в одной мицелле: лаурата калия
— 39, миристата калия — 56, олеата
калия — 103. От числа молекул зависит
гидравлический радиус, он меняется
в пределах 5–15 нм для ряда веществ.
Гидравлический радиус всегда пре-
вышает длину молекулы мыла, которая
для лаурата равна 1,675
⋅
10
–9
, миристата
— 1,935
⋅
10
–9
, пальмитата — 2,195
⋅
10
–9
,
стеарата — 2,455
⋅
10
–9
, архидата —
2,715
⋅
10
–9
м соответственно. Нами уста-
новлена линейная зависимость между
длиной молекулы и ее числом в мицел-
ле. Это связано с тем, что поверхность
мицеллы должна иметь достаточное
число посадочных мест для молекул;
например для лаурата натрия оно со-
ставляет 50
⋅
10
–20
м
2
. Полагая, что на по-
верхности молекулы располагаются
друг от друга через одно посадочное
место, рассчитанный радиус мицеллы
составит примерно 2,6 нм. Этот факт
представляет интерес, так как дает ин-
формацию о величине использования
мицелл в процессе мойки.
Следует отметить, что под действи-
ем, например, электролитов может
происходить снижение числа молекул
в мицелле. Это явление называется ан-
тикооперативностью.
Важнейшей характеристикой ми-
целлообразования является ККМ. Эта
величина постоянная для каждого ПАВ.
Мицеллообразование рассматривает-
ся как равновесный физический про-
цесс, и ККМ является константой этого
равновесия. Зависимость lg ККМ от С
n
для натриевых солей жирных кислот
соответствует ККМ=1,85–0,30 С
n
и при-
водится многими исследователями
как эмпирическая величина [6]. Лишь
некоторые, например А. А. Абрамзон
[7], показали, что эта зависимость мо-
жет быть получена на основе теорети-
ческих выкладок.
Мицеллы могут
быть составлены
как из одного, так
и смеси ПАВ, на-
ходящихся в рас-
творе. Все выше
п р и в е д е н н ы е
данные относятся
к мицеллообразо-
ванию смесей ПАВ
и характеристике
ККМ.
На рис. 4 пред-
ставлены резуль-
таты изучения ККМ
в смеси ПАВ.
На рис. 4 крайняя правая наклонная
прямая построена по вышеуказанной
зависимости. Для парных ПАВ С
n
и С
n+2
всех пяти смесей (кривые 1, 2, 3, 4, 5)
отмечается одинаковая симметричная
зависимость относительно линии, со-
единяющей ККМ для С
n
и С
n+2
. Во всех
случаях ККМ смесей находится между
значениями ККМ для С
n
и С
n+2
и ниже
линии, соединяющей ККМ С
n
и С
n+2
.
Максимальное снижение достигает-
ся для смесей 0,5 на 0,5 долей каждо-
го компонента. Это свидетельствует
о примерно одинаковой силе гидро-
фобных взаимодействий, подтвержда-
ет наличие синергизма.
Совсем иной характер проявляют
смеси с большей разницей в числе
углеродных атомов С
n
. В полулогариф-
мической анаморфозе имеют место
линейные зависимости, начинающиеся
5
1
2
3
4
6
80
70
60
50
40
30
20
10
–6 –5 –4 –3 –2 –1 0
Поверхностное натяжение,
δ
Соотношение смесей жиров
Рис. 3. Влияние на поверхностное натяжение водных
растворов натриевых мыл жиров и масел:
1 — говяжий жир; 2 — льняное масло;
3 — гидрированное хлопковое масло;
4 — смесь синтетических жирных кислот;
5 — кокосовое масло;
6 — дрожжевой жир
0,5
0,1 0,2 0,3
0,4
0,5
0,5
0,5
0,5
0,6
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7
0,8
0,8
0,8
0,9
0,9
0,9
0,6 0,7 0,8 0,9
0,1
0,1
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
0,3
0,4
0,4
0,4
0,1
Lg ККМ
lg ККМ парных смесей ПАВ
Доля углеводородов с меньшим C
n
Рис. 4. Изменение lg ККМ парных смесей ПАВ от доли
с меньшим C
n
в смесях: 1, 2, 3, 4, 5 — кривые изменения
ККМ смесей ПАВ С
8
–С
10
, С
10
–С
12
, С
12
–С
14
, С
14
–С
16
, С
16
–С
18
соответственно; I, II, III, IV — кривые изменений от доли
ПАВ с меньшим C
n
в смеси с C
12
, C
14
, C
16
, C
18
; доля первого
ПАВ в смеси изменяется от 1 до 0, доля второго ПАВ
изменяется в смеси от 1 до 0
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
1
3
2
4
х
d
Мольные доли ПАВ в растворе
Мольная доля ПАВ в мицелле (
х
)
Рис. 5. Зависимость мольной доли ПАВ в мицеллах (х)
от мольной доли ПАВ в растворе (
α
)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека