საჭიროებებს ეროვნული ეკონომიკასურფაქტანტებში უზარმაზარია. მათი წარმოება მთელ მსოფლიოში ყოველწლიურად იზრდება. რა ნედლეულისგან მიიღება უზარმაზარი რაოდენობით სხვადასხვა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები?

ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ 1960-იანი წლების შუა პერიოდებამდე გამოიყენებოდა ძირითადად ბუნებრივი (ბუნებრივი) ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ძირითადი მოცულობა მიღებული იყო ცხოველური და ნაკლებად ხშირად მცენარეული წარმოშობის შეზღუდული ნედლეულის შედარებით მარტივი დამუშავებით. ზოგიერთმა ამ ნივთიერებამ, რომელმაც თავი დაამტკიცა ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მნიშვნელობა არც ახლა დაუკარგავს. ეს აიხსნება არა მხოლოდ მაღალი ეფექტურობისმათი ქმედებები, მაგრამ ასევე დიდწილად დაბალი ღირებულება.

წიგნის სხვადასხვა ნაწილში მოხსენიებულია საკვებიდან მიღებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები.

არასულფონირებული ნაერთები - არაუმეტეს 3; ნატრიუმის სულფატები და სულფიტები - არაუმეტეს 15. სულფანოლი ხელმისაწვდომია ორი ფორმით - თხევადი (აქტიური ნივთიერების შემცველობა მინიმუმ 45%) და ფხვნილი (100% აქტიური ნივთიერება).

აზოლატები (A, B, A-2) - ალკილის ბენზოლის სულფონის მჟავების ნატრიუმის მარილების ნარევი. იგი მიიღება ნავთობის ნავთი-გაზის ნავთობის ფრაქციებიდან წყალში ადვილად ხსნადი პასტების სახით. საშუალო მოლეკულური მასა 300-350, აქტიური ნივთიერებები 50-70%, წყალი 20-35%; მიეკუთვნება „ბიოლოგიურად რბილს კიმ"სურფაქტანტი. ჩამდინარე წყლებში ბიოდეგრადირება 20 და 10 მგ/ლ სურფაქტანტის საწყისი კონცენტრაციით არის 85 და 95%, შესაბამისად. იზოლატების ზედაპირული აქტივობა საკმაოდ მაღალია: ზედაპირული დაძაბულობა A იზოლატისთვის და B იზოლატისთვის არის 31,2 და 35,6 ნ/მ კონცენტრაციით შესაბამისად 0,1%, ხოლო 0,5% - 27,9 და 30,0 ნ/მ კონცენტრაციით.

ალკილარულსულფონური მჟავების კალციუმის მარილები - მაღალი მოლეკულური წონის ალკილარილსულფონატი. მიღებულია რეფლუქსის კონდენსაციის პროდუქტებიდან კატალიზური კრეკინგიდა დაბზარული ნავთი, რასაც მოჰყვა სულფონაცია და ნეიტრალიზაცია. საშუალო მოლეკულური წონა 40-დან 500-მდეა. აქტიური ნივთიერებების შემცველობა 14-15%, წყალი 80%-მდე. მნიშვნელოვნად ამცირებს წყლის ზედაპირულ დაძაბულობას (37 ნ/მ-მდე) უკვე 0,25% ხსნარში კონცენტრაციით. იძლევა მაღალ გაფართოებას და სტაბილურ ქაფს. ეფექტურია ცემენტის მასალებში, თიხის სუსპენსიებში.

სულფოკარბოქსილის მჟავების დინატრიუმის მარილები-ნარევი მაკრომოლეკულური მჟავები 18-ზე მეტი ნახშირბადის ატომით.ზოგადი ფორმულა

R - CH - COONa I

ჩამდინარე წყლებში ბიოდეგრადიანობა 90-95%-ს აღწევს. ისინი იღებენ იაფ და მწირ ნედლეულს მარტივი ტექნოლოგიის გამოყენებით, რაც სულფოკარბოქსილის მჟავების დინატრიუმის მარილებს ხდის პერსპექტიულ ზედაპირულ აქტიურ ნივთიერებებს საშუალო გაფართოების ქაფის წარმოებისთვის.

ნეკალის ნაზავი მონო-, დი- და ტრიიზო-ბუტილნაფთალენსულფონური მჟავების ნატრიუმის მარილები. ძირითადად შედგება დიალკილის წარმოებულებისგან

(იზო-C4H 9) 2C 10H 5SO 3Na

პოლარული ჯგუფია SO 3Na. არაპოლარული ნაწილი არის ციკლური და ალიფატური ნახშირწყალბადის რადიკალები.
გარეგნულად ეს არის არაგამყოფი პასტა, რომელიც შეიცავს 20-40% ტენიანობას.

ნატრიუმის ლაურილ სულფატი - ზოგადი ფორმულა არის R0S03Na, i de R = C9-C15. ეს არის ყველაზე იაფი ქაფის აგენტი. შენიშვნარომ კალიუმის ლაურილ სულფატები იძლევა პეიუს უფრო მეტ სიმრავლეს (თითქმის სამჯერ) ნატრიუმის მარილებთან შედარებით. ნაპოვნია პარკისტური აპლიკაცია ასევეტრიეთ ლაურილ სულფატის ნოლამინის ნეიტრალიზაციის პროდუქტები.

ოქსიეთილირებული ნატრიუმის ლაურილ სულფატი - ეთილენის ოქსიდის და C,2-სმ ცხიმოვანი სპირტების კონდენსაციის პროდუქტი, რასაც მოჰყვება ქლოროსულფონის მჟავით დამუშავება და NaOH-ით განეიტრალება. დადგენილია, რომ ალკოჰოლის მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მატებასთან ერთად, ტუტე გარემოში ხსნადობა მცირდება; ყველაზე დიდი პრაქტიკული ინტერესია უფრო ხელმისაწვდომი სპირტები მოლეკულაში ნახშირბადის ატომების უცნაური რაოდენობით (C, -C15).

ქაფის კონცენტრატები PO-1 და PO-1A - სითხეები ყვითელიდან ყავისფერამდე, ნალექისა და უცხო ჩანართების გარეშე.

PO-1 მიიღება ნავთის კონტაქტის ნეიტრალიზებით. შეიცავს სულ მცირე 45% სულას | yukislot. ქაფის მაღალი გაფართოებისა და მდგრადობის უზრუნველსაყოფად შემადგენლობას ემატება 3,5-5,5% ძვლის წებო და 10% ეთილის სპირტი ან ეთილენგლიკოლი.

PO-1 A არის ნატრიუმის ალკილის სულფატების ნარევი მეორადი სპირტების გოგირდმჟავას ეთერებზე დაფუძნებული ნახშირბადის ატომების რაოდენობა ალკილის რადიკალში 8-დან 18-მდე. აქტიური ნივთიერების შემცველობა არანაკლებ 20%.

ეს ქაფის კონცენტრატები შექმნილია ხანძარსაწინააღმდეგო ქაფის წარმოებისთვის. მაღალი გაფართოების ქაფის გენერატორების გამოყენებისას (სახანძრო მანქანები აღჭურვილია ასეთი დანადგარით) 2-5% წყალხსნარები

4-111
ეს ქაფის აგენტები აწარმოებენ სტაბილურ ქაფს 70-150 სიმრავლით. ასეთი ქაფი კარგად აქრობს წვის ნავთობპროდუქტებს.

სუბსტანცია პროგრესისთვის" - მეორადი სპირტების სულფატური ეთერების ნატრიუმის მარილების ნარევი ნახშირბადის რიცხვით ალკილის რადიკალებში 6-დან 16-მდე. ემსახურება როგორც სარეცხი საშუალება რიგ სინთეზურში. სარეცხი საშუალებებიწარმოებული შიდა ინდუსტრიის მიერ.

ალკილამინის მარილები და ტეტრაშენაცვლებული მარილები საბრძოლო მასალა ნილ-ეს კათიონური ნივთიერებები მიიღება | ჩანაცვლების სხვადასხვა ხარისხის ამინები, მეოთხეული ამონიუმ-1 და სხვა აზოტის შემცველი ფუძეები (ჰიდრაზინები, გუანიდინი, ჰეტეროციკლური ნაერთები).

RNHთ - HCI- ალკილამინის ჰიდროქლორიდის მარილი, სადაც I R არის ნახშირწყალბადის რადიკალი Сі0Н2і-დან С20Н41-მდე;

RR"R"R""NCI-coflb tetrasubstituted ამონიუმის,! სადაც R არის გრძელი ნახშირწყალბადის რადიკალი 12-18 ნახშირბადის ატომით, ხოლო R"R"R" არის მოკლე ნახშირწყალბადის რადიკალები (CH3 ან C2H5).

OP-7, OP-Yu, სინტანოლი DS-10- არაიონური ტიპის ნივთიერებები. ყველა მათგანი არის ფენოლის, ალ-კილფენოლების ან უფრო მაღალი ცხიმოვანი ალკოჰოლური სასმელების ურთიერთქმედების პროდუქტი yu Cjg HE-1-თან რამდენი მოლი ეთილენის ოქსიდი რეაქციის მიხედვით

ROH + nH2q-CH2 R(OCH2CH2)/JOH

სადაც R არის ნახშირწყალბადის რადიკალი C10H21-დან C20H41-მდე.

სილიკონის ნაერთები - ხასიათდება მაღალი ზედაპირული აქტივობით, ზოგიერთი მათგანი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ქაფის აგენტი წყალგაუმტარი მასალების წარმოებაში. ყველაზე გავრცელებული
საშინაო პრაქტიკაში ამ კლასის ღირებული ნაერთებია ეთნლქლოროსილანები (GKZH-94), მეთილის და ეთილის სილკონატები (GKZH-10 და GKZH-11).

ახალი სინთეზური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების დამუშავება ხორციელდება ქვეყნის ათზე მეტ აკადემიურ და სამრეწველო კვლევით ინსტიტუტში. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები იქმნება სპეციალურად განსაზღვრული თვისებების კომპლექტით, რომლებსაც, გარდა მაღალი ქაფის უნარისა, უნდა ჰქონდეთ დაბალი ტოქსიკურობა და სუსტი ფიზიოლოგიური აქტივობა, მაღალი ბიოდეგრადირება და პრაქტიკისთვის მნიშვნელოვანი სხვა მრავალი თვისება.

ტექნიკურ მეცნიერებათა დოქტორი ვ.ა. რიჟენკოვი, ფ. A.V. კურშაკოვი, A.V. რიჟენკოვი, ინჟინერი,
მოსკოვის ენერგეტიკის ინსტიტუტი (ტექნიკური უნივერსიტეტი);
დოქტორი ი.პ. პულნერი, მთავარი ინჟინერი,
დოქტორი ს.ნ. შჩერბაკოვი, ფილიალის No7 "სამხრეთ-დასავლეთის" დირექტორი.
სს "მოსკოვის გაერთიანებული ენერგეტიკული კომპანია", მოსკოვი

შესავალი

საყოფაცხოვრებო სითბოს და ელექტროენერგიის ინდუსტრიაში ყველაზე აქტუალური თანამედროვე პრობლემები, მათ შორის ურბანული სითბოს მიწოდების სისტემები, ამჟამად აუმჯობესებს სითბოს ქსელების საიმედოობას, გამძლეობას და ენერგოეფექტურობას, გენერირებას და სითბოს გაცვლის აღჭურვილობას, გამორთვის და საკონტროლო სარქველებს და მილსადენებს. როგორც ნაწილი, წყდება ისეთი ამოცანები, როგორიცაა სტრუქტურული მასალების კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდა, ახლის წარმოქმნის სიჩქარის შემცირება და არსებული თერმული ბარიერის დეპოზიტების ეფექტურად მოცილება სითბოს გაცვლის ზედაპირებიდან, ჰიდრავლიკური დანაკარგების შემცირება გამაგრილებლის ტრანსპორტირებისას, ხარჯების შემცირება მოვლის დროს და პრევენცია. მოვლა და რიგი სხვა დავალება.

ზემოაღნიშნული პრობლემების გადასაჭრელად ინტეგრირებული მიდგომის ერთ-ერთი პერსპექტიული გზაა მოსკოვში განვითარებულის გამოყენება. ენერგეტიკის ინსტიტუტი(ტექნიკური უნივერსიტეტი) ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების (სურფაქტანტების) მოლეკულებით გამაგრილებლის კონდიცირებაზე დაფუძნებული სურფაქტანტების ტექნოლოგიები.

სურფაქტანტების ტექნოლოგიების გამოყენება თბოენერგეტიკაში

მსოფლიო პრაქტიკაში, არსებობს სურფაქტანტების, როგორც მაღალეფექტური კოროზიის ინჰიბიტორების გამოყენების მრავალი მაგალითი. საკმარისია აღინიშნოს, რომ ში რუსეთის ფედერაციადღეს არსებობს რეგულაციები (სახელმძღვანელო დოკუმენტები - RD) თბოელექტროსადგურების და გათბობის ქსელების თბოელექტრომოწყობილობის პარკირების (ატმოსფერული) კოროზიისგან დაცვისთვის (RAO "UES of Russia"), ისევე როგორც ატომური ელექტროსადგურები VVER (Rosatom) გამოყენებით. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ფირის წარმომქმნელი ამინების კლასიდან.

ცნობილია, რომ მთელი რიგი ქვეყნების სითბოს ქსელებში ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა რადიკალურად გადაჭრას სითბოს საინჟინრო აღჭურვილობის საიმედოობისა და მომსახურების ვადის გაზრდის პრობლემა, რომელიც დაფუძნებულია თითქმის სრულ ბლოკირებაზე. კოროზიის პროცესები.

ბოლო წლებში ქ სამეცნიერო ცენტრი"აცვიათ წინააღმდეგობა" MPEI (TU) პირველად აღმოჩნდა, რომ გამაგრილებლის კონდიცირება სურფაქტანტის მოლეკულებით იწვევს ცენტრიდანული ტუმბოების შიდა შედარებითი ეფექტურობის 4%-მდე გაზრდას, ძირითადი და გამანაწილებელი ჰიდრავლიკური წინააღმდეგობის დაქვეითებას. მილსადენები 25-30%-ით. ეს ეფექტები დაკავშირებულია ლითონის ზედაპირებზე მჭიდროდ შეფუთული, მკაცრად ორიენტირებული ზედაპირული მოქმედების მოლეკულების ფენების წარმოქმნასთან, რაც მათი უხეშობის „დამრბილების“ გამო ამცირებს ნაკადის ტურბულენტობის ხარისხს ნაკადის კედელთან ახლოს.

წარმოდგენილ სტატიაში მოცემულია SAW ტექნოლოგიის ერთ-ერთი ვარიანტის გამოყენების შედეგები ურბანული სითბოს მიწოდების სისტემაში, ფილიალის ერთ-ერთი კვარტალური თერმული სადგურის (KTS) გათბობის ქსელების ავტონომიური მონაკვეთის მაგალითზე. გათბობის სეზონი 2006-2007 წწ

თბომომარაგების სისტემის ავტონომიური განყოფილება მოიცავს ცხელი წყლის ქვაბს PTVM-50, ორ ქვაბს KVGM-20, ჯამური სიმძლავრით 90 კკალ / სთ, მთავარი გათბობის მაგისტრალები და მილსადენები. სხვადასხვა დიამეტრი(80-500 მმ), ასევე შენობებისა და ნაგებობების გამანაწილებელი მილსადენები და გათბობის სისტემები საერთო მოცულობით 2141 მ3. გათბობის ქსელებთან დაკავშირებული სამომხმარებლო სადგურების თბომომარაგების სქემა არის დახურული ორმილიანი. სითბოს მატარებლად გამოიყენება წყალი 150-70 °C ტემპერატურის მრუდით.

SAW ტექნოლოგიის დანერგვა განხორციელდა სპეციალურად შექმნილი მობილური განყოფილების გამოყენებით, ზოგადი ფორმარომელიც ნაჩვენებია ნახ. 1. ამ ინსტალაციის მთავარი მიზანია გამაგრილებლის კონდიცირება სურფაქტანტის მოლეკულებით, რომლებიც გამოიყენება სპეციალური ტექნოლოგიური პროცედურის მიხედვით. სურფაქტანტის მოლეკულებით გამაგრილებლის კონდიცირების ხანგრძლივობა განისაზღვრება ავტონომიური განყოფილების სიგრძითა და განშტოებით, აგრეთვე დატენვის არათანაბარი ინტენსივობით.

კონდიცირების პროცესი მთავრდება გამაგრილებელში სურფაქტანტის მოლეკულების გამოთვლილი კონცენტრაციის მიღწევის შემდეგ. სხვადასხვა წერტილებისქემები (KTS-ის ფარგლებში, ასევე ცენტრალური გათბობის სადგურსა და ITP-ში).

სურფაქტანტის ტექნოლოგიის დანერგვის პროცესში შესაძლებელი გახდა მილსადენებისა და გათბობის მოწყობილობების შიდა ზედაპირებზე სურფაქტანტის მოლეკულების საკმარისად ეფექტური სორბციის უზრუნველყოფა და მათზე მკაცრად ორიენტირებული, მოწესრიგებული მოლეკულური ფენების ჩამოყალიბება, რაც გარანტირებულ ბარიერს წარმოადგენს. ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის მოლეკულები ლითონს.

ცნობილია, რომ ლითონის ზედაპირზე გადასვლის პროცესში სურფაქტანტის მოლეკულები მათი გამო გაზრდილი აქტივობახელს უწყობს დეპოზიტებისა და კოროზიის პროდუქტების გაფხვიერებას და აქერცვლას, რომლებიც, როგორც წესი, გვხვდება სითბოს მიწოდების აღჭურვილობის ფუნქციურ ზედაპირებზე. ეს გარემოება დაფიქსირდა SAW ტექნოლოგიის დანერგვისას სითბოს მიწოდების სისტემის შერჩეულ ავტონომიურ განყოფილებაში. როგორც ილუსტრაცია, ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს რკინის კონცენტრაციების განაწილებას CTS-ში 2007 წლის 13 მარტიდან 2007 წლის 21 მარტამდე პერიოდში. მხოლოდ ერთი PTVM-50 ქვაბის ეკრანებიდან და კონვექციური შეკვრებიდან ამოღებული რკინის მთლიანი რაოდენობა (Fe2O3-ის მიხედვით) იყო 60 კგ-ზე მეტი.

ამავდროულად, დაფიქსირდა ქლორიდის კონცენტრაციის ადგილობრივი "აფეთქება" გამაგრილებელში. მიწოდებულ ქსელის წყალში ქლორიდების მაქსიმალური კონცენტრაცია მიაღწია 2,0 მგ-ეკვ/კგ, უკანა წყალში - 0,5 მგ-ეკვ/კგ-მდე, რაც მიუთითებს ექსპლუატაციის დროს დაგროვილი ქლორიდის იონების დეზორბციაზე მიკრობზარებიდან, ფორებიდან და გამოქვაბულებიდან. ლითონის ზედაპირის ფენა.

ქსელის წყლის pH წყალბადის ინდექსი (როგორც წინა, ისე უკანა მილსადენებში) პრაქტიკულად უცვლელი დარჩა მონიტორინგის მთელი პერიოდის განმავლობაში. გაზომილი მნიშვნელობები არის 8.89-9.08 დიაპაზონში.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ფორმირება შიდა ზედაპირებისურფაქტანტის მოლეკულური ფენების მილსადენებმა უნდა გამოიწვიოს გამაგრილებლის დინების რეჟიმის ცვლილება. ზედაპირული მოლეკულური ფენების ზემოქმედების დასადგენად გათბობის ქსელების მილსადენების სიჩქარის დიაგრამებზე, შეიქმნა სპეციალური ზონდი, რომლის სქემა ნაჩვენებია ნახ. 3. ზონდის მოქმედების პრინციპი ემყარება დინების დინამიური წნევის გაზომვას მილსადენის კედლიდან სხვადასხვა მანძილზე, პიტოს მილების თანმიმდევრული გადართვით. დინამიური წნევა დაფიქსირდა დიფერენციალური წნევის ლიანდაგი DSP-160M1, რომლის ერთ შესასვლელთან იყო დაკავშირებული Pitot მილების კოლექტორი, ხოლო მეორეზე - სტატიკური წნევის მილი.

ზონდი დამონტაჟდა ცენტრალურ გათბობის სადგურზე წნევის მილსადენზე 125 მმ დიამეტრით ყველა პირობის დაცვით, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს გაზომვის შეცდომა, რომელიც დაკავშირებულია არასტაბილურ ნაკადთან.

ნახ. სურათი 4 გვიჩვენებს სიჩქარის პროფილებს, რომლებიც ჩაწერილია 2007 წლის 22 იანვარს (გამაგრილებლის სურფაქტანტის მოლეკულებით კონდიცირებამდე) და 2007 წლის 15 მარტს, იმ დღეებში, როდესაც გარე ჰაერის ტემპერატურა და პირდაპირი ქსელის წყლის დინების სიჩქარე CTS-ზე გაზომვების დროს ემთხვევა. t=+3 °C და G=810 ტ/სთ (იხ. მრუდი 1 და 2). იმავე ფიგურაში, შედარებისთვის, კლასიკური პროფილინაკადის სიჩქარე იდეალურად გლუვ მილში. ანალიზი ნაჩვენებია ნახ. 4 ნაკადის პროფილი გვიჩვენებს რა მნიშვნელობას საშუალო სიჩქარესურფაქტანტის მოლეკულებით გამაგრილებლის კონდიცირების პროცესში გაიზარდა 7.4%, ბუნებრივია, ეს გამოიწვევს გამაგრილებლის დინების ადექვატურ ცვლილებას.

გამაგრილებლის სურფაქტანტის მოლეკულებით კონდიცირებისას წნევის ვარდნის ცვლილების დასადგენად, დამონტაჟდა წნევის მრიცხველები (კლასი 0.15) გათბობის წერტილების შესასვლელსა და გამოსავალზე დამოკიდებული (TsTP1T) და დამოუკიდებელი (TsTP2T) კავშირის სქემებით. ასევე ადგილობრივი სიჩქარის გაზომვისას, თარიღები (2007 წლის 22 იანვარი და 07 მარტი 15) შეირჩა გარე ჰაერის იმავე ტემპერატურასთან შესადარებლად, CTS-სთვის მიწოდებული ქსელის წყლის ნაკადის სიჩქარით. წნევის გაზომვები TsTP1T-ზე განხორციელდა სრულად ღია გამორთვის და რეგულირებადი სარქველით. წნევის ვარდნის სტაბილური კლება დაფიქსირდა 0,3333 მპა-დან 0,3291 მპა-მდე, ე.ი. ~1.3%-ით. შესაბამისად, TsTP2T-ზე წნევის ვარდნა ქვაბზე 0,3289 მპა-დან 0,3177 მპა-მდე შემცირდა, ე.ი. ~3.5%-ით.

მილსადენების და სითბოს საინჟინრო აღჭურვილობის ფუნქციური ზედაპირებიდან დეპოზიტების მოცილებამ, აგრეთვე მათმა ჰიდროფობიზაციამ და ქსელის ტუმბოების ეფექტურობის შესაბამისმა ზრდამ გამოიწვია მათი როტორების ბრუნვის სიჩქარის ცვლილება. ნახ. ნახაზი 5 გვიჩვენებს ქსელის ტუმბოების როტორების ბრუნვის სიხშირეების განაწილებას 22.01.07-დან 22.03.07 წლამდე პერიოდში.

სიხშირის ვარდნის გავრცელებამ მიაღწია 5.2 ჰც-ს. მოსახვევების ეს ბუნება განპირობებულია იმით, რომ KTS ქვაბების მუშაობის რეჟიმის რეგულირება, როგორც რეცირკულაციური ტუმბოების (რეცირკულაციის სარქველების) დახმარებით, ასევე ჯუმპერის სარქვლის მეშვეობით მიწოდების ხაზში მიწოდების ხაზში დაბრუნების წყლის ნაწილის შერევით მოხდა. მორიგე ოპერატორის მიერ ხელით მოწოდებული, ხოლო ქსელის ტუმბოების ელექტროძრავა სიხშირის მარეგულირებელი გადამყვანით დაყენებულია ფიქსირებულ წნევაზე გათბობის ქსელის მიწოდების მილსადენში CTS-ის გამოსასვლელში.

წარმოდგენილია ნახ. 5-ზე ნაჩვენები შედეგები აჩვენებს, რომ ქსელის ტუმბოების როტორების ბრუნვის სიჩქარეები გამაგრილებლის სურფაქტანტის მოლეკულებით კონდიცირებისას 01/22/07-დან 03/22/07-მდე შემცირდა 41,1-დან 39,2 ჰც-მდე, ე.ი. 4,75%-ით.

ორი უწყვეტად მოქმედი ქსელის ტუმბოსთვის, რომელთა საერთო ელექტრული სიმძლავრეა 630 კვტ (2x315 კვტ), ენერგიის დაზოგვა ამ შემთხვევაში შეიძლება იყოს ~153 ათასი კვტ/სთ. საშუალო ხანგრძლივობამოსკოვში გათბობის პერიოდი 213 დღეა.

ეჭვგარეშეა, პრაქტიკული თვალსაზრისით, სპეციფიკური მაჩვენებელი q, გამოითვლება როგორც ცხელი წყლის ქვაბში გამოყენებული საწვავის თანაფარდობა (ქვაბებში) ამ საქმესგაზი - ათასი მ3) მომხმარებლისთვის მიწოდებული სითბოს (Gcal) რაოდენობამდე (ყველა ცენტრალური გათბობის სადგურისთვის). ამ მაჩვენებლების მონიტორინგი CTS-ზე ხდება ავტომატურად მათი რეგისტრაციის საათობრივი სიხშირით.

| უფასო გადმოწერა SAW ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული ურბანული თბომომარაგების სისტემების მუშაობის ეფექტურობის გაუმჯობესების შესახებ, რიჟენკოვი V.A., Kurshakov A.V., Ryzhenkov A.V., Pulner I.P., Shcherbakov S.N.,

არაიონური სურფაქტანტები

ნაერთებს, რომლებიც წყალში იხსნება იონების წარმოქმნის გარეშე, ეწოდება არაიონური. მათი ჯგუფი წარმოდგენილია ცხიმოვანი სპირტების პოლიგლიკოლისა და პოლიგლიკოლის ეთერებით (მაგალითად, ფეისტენსიდი - დინატრიუმის ლაურეთსულფოსუკცინატი - სითხე, რომელიც შედგება ლიმონმჟავადა ცხიმოვანი ალკოჰოლი). არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მიიღება მცენარეული ზეთების ოქსიეთილაციით (აბუსალათინის, ხორბლის ჩანასახი, სელი, სეზამი, კაკაო, კალენდულა, ოხრახუში, ბრინჯი, წმინდა იოანეს ვორტი). არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები არსებობს მხოლოდ თხევადი ან პასტის სახით, ამიტომ ისინი არ შეიძლება შეიცავდეს მყარ სარეცხ საშუალებებში (საპნები, ფხვნილები).

წყალხსნარები ეთერები ცხიმოვანი მჟავებიეს არის დისპერსიული მიცელარული ხსნარი, რომელსაც ხშირად უწოდებენ "ჭკვიან საპონს", რადგან ის ემულსიებს ჭუჭყს და ცხიმს, შლის მათ კანისა და თმის ზედაპირიდან დამცავი მანტიის დაზიანების გარეშე.

არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების თვისებები

ამ ტიპის სურფაქტანტი ხდის სარეცხ საშუალებას რბილს, უსაფრთხოს, ეკოლოგიურად სუფთა (არაიონური ტენსიდების ბიოდეგრადირება 100%). ისინი ასტაბილურებენ საპნის ქაფს, აქვთ რბილი გამამკვრივებელი თვისებები, აქვთ ბრადიკინაზა და გასაპრიალებელი ეფექტი, აღადგენს ეპიდერმისისა და თმის გარე შრეებს და ხელს უწყობენ გამწმენდი პრეპარატის სამკურნალო დანამატების მოქმედების გააქტიურებას.

ეს არის სურფაქტანტების ყველაზე პერსპექტიული და სწრაფად განვითარებადი კლასი. ამ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სულ მცირე 80-90% მიიღება ეთილენის ოქსიდის დამატებით ალკოჰოლებში, ალკილფენოლებში, კარბოქსილის მჟავებში, ამინებში და სხვა ნაერთებში რეაქტიული წყალბადის ატომებით. ალკილფენოლების პოლიოქსიეთილენის ეთერები არის არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ყველაზე მრავალრიცხოვანი და გავრცელებული ჯგუფი, მათ შორის ასზე მეტი სავაჭრო დასახელება, ყველაზე ცნობილი პრეპარატებია OP-4, OP-7 და OP-10. ტიპიური ნედლეული არის ოქტილ-, იონილ- და დოდეცილფენოლები; კრ. გარდა ამისა, გამოიყენება კრეზოლები, კრეზოლის მჟავა, β-ნაფთოლი და ა.შ., თუ ​​რეაქციაში მიიღება ცალკეული ალკილფენოლი, მზა პროდუქტი არის მთლიანი f-ly RC6H4O (CH2O) mH სურფაქტანტების ნარევი, სადაც m არის. ოქსიეთილაციის ხარისხი, საწყისი კომპონენტების მოლური თანაფარდობიდან გამომდინარე.

ყველა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება. შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად, სისტემების ტიპის მიხედვით, რომლებსაც ისინი ქმნიან გამხსნელ გარემოსთან ურთიერთობისას. ერთ კატეგორიაში შედის მიცელის წარმომქმნელი სურფაქტანტები. შემოსული, მეორეს - არ წარმოქმნის მიცელებს. მიცელწარმომქმნელი სურფაქტანტების ხსნარებში გ. მიცელის კრიტიკულ კონცენტრაციაზე (CMC) ზემოთ ჩნდება კოლოიდური ნაწილაკები (მიცელები), რომლებიც შედგება ათობით ან ასობით მოლეკულისგან (იონებისგან). მიცელები შექცევადად იშლება ცალკეულ მოლეკულებად ან იონებად ხსნარის (უფრო ზუსტად, კოლოიდური დისპერსიის) განზავებისას CMC-ზე ქვემოთ კონცენტრაციამდე.

ამრიგად, მიცელის წარმომქმნელი სურფაქტანტების ხსნარები. იკავებენ შუალედურ ადგილს ჭეშმარიტ (მოლეკულურ) და კოლოიდურ ხსნარებს შორის, ამიტომ მათ ხშირად უწოდებენ ნახევრად კოლოიდურ სისტემებს. მიცელარული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მოიცავს ყველა სარეცხ საშუალებებს, ემულგატორებს, დამატენიანებელ აგენტებს, დისპერსანტებს და ა.შ.

მოსახერხებელია ზედაპირული აქტივობის შეფასება ყველაზე დიდი შემცირებით ზედაპირული დაძაბულობაიყოფა შესაბამის კონცენტრაციაზე - CMC მიცელწარმომქმნელი სურფაქტანტების შემთხვევაში. ზედაპირული აქტივობა უკუპროპორციულია CMC-სთან:

მიცელების წარმოქმნა ხდება კონცენტრაციების ვიწრო დიაპაზონში, რომელიც ვიწროვდება და უფრო განსაზღვრულია ჰიდროფობიური რადიკალების გახანგრძლივებისას.

მაგალითად, ტიპიური ნახევრად კოლოიდური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების უმარტივესი მიცელები. მარილები ცხიმიანი ტო-ტ CMC-ზე არც თუ ისე მაღალი კონცენტრაციით, აქვთ სფერული ფორმა.

ანისომეტრული მიცელების სურფაქტანტის კონცენტრაციის მატებას თან ახლავს სტრუქტურული სიბლანტის მკვეთრი მატება, რაც ზოგიერთ შემთხვევაში იწვევს გელაციას, ე.ი. სითხის სრული დაკარგვა.

სარეცხი საშუალებების მოქმედება. საპონი ცნობილია ათასობით წლის განმავლობაში, მაგრამ ქიმიკოსებმა მხოლოდ შედარებით ცოტა ხნის წინ გაიგეს, რატომ აქვს მას სარეცხი თვისებები. ჭუჭყის მოცილების მექანიზმი არსებითად იგივეა საპნისა და სინთეზური სარეცხი საშუალებებისთვის. ავიღოთ ეს, როგორც სუფრის მარილის, ჩვეულებრივი საპნის და ნატრიუმის ალკილბენზოლონსულფონატის მაგალითი, ერთ-ერთი პირველი სინთეზური სარეცხი საშუალება.

წყალში გახსნისას მარილიიშლება დადებითად დამუხტულ ნატრიუმის და უარყოფითად დამუხტულ ქლორიდის იონებში. საპონი, ე.ი. ნატრიუმის სტეარატი (I), მის მსგავსი ნივთიერებები, ისევე როგორც ნატრიუმის ალკილბენზოლონსულფონატი (II) იქცევიან ანალოგიურად: ისინი ქმნიან დადებითად დამუხტულ ნატრიუმის იონებს, მაგრამ მათი უარყოფითი იონები, ქლორიდის იონისგან განსხვავებით, შედგება დაახლოებით ორმოცდაათი ატომისგან.

საპონი (I) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს Na+ და C17H35COO- ფორმულით, სადაც ნახშირბადის 17 ატომი წყალბადის ატომებით არის გადაჭიმული გრაგნილ ჯაჭვში. ნატრიუმის ალკილბენზოლონსულფონატს (Na+ C12H25C6H4SO3-) აქვს დაახლოებით იგივე რაოდენობის ნახშირბადის და წყალბადის ატომები. თუმცა, ისინი განლაგებულია არა გრაგნილი ჯაჭვის სახით, როგორც საპონში, არამედ განშტოებული სტრუქტურის სახით. ამ განსხვავების მნიშვნელობა მოგვიანებით გახდება ცნობილი. ამისთვის სარეცხი მოქმედებამთავარია, რომ უარყოფითი იონის ნახშირწყალბადის ნაწილი წყალში უხსნადია. თუმცა, ის ხსნადია ცხიმებსა და ზეთებში და სწორედ ცხიმის წყალობით ეწებება ნივთებს ჭუჭყი; და თუ ზედაპირი სრულიად თავისუფალია ცხიმისგან, ჭუჭყი არ ჩერდება მასზე.

საპნისა და ალკილბენზოლსულფონატის უარყოფითი იონები (ანიონები) კონცენტრირდება წყლისა და ცხიმის ინტერფეისზე. წყალში ხსნადი უარყოფითი ბოლო რჩება წყალში, ხოლო ნახშირწყალბადის ნაწილი ჩაეფლო ცხიმში. იმისათვის, რომ ინტერფეისი იყოს ყველაზე დიდი, ცხიმი უნდა იყოს წარმოდგენილი პაწაწინა წვეთების სახით. შედეგად წარმოიქმნება ემულსია - ცხიმის (ზეთის) წვეთების სუსპენზია წყალში (III).

თუ მყარ ზედაპირზე ცხიმის ფილმია, მაშინ სარეცხი საშუალების შემცველ წყალთან შეხებისას ცხიმი ტოვებს ზედაპირს და გადადის წყალში პაწაწინა წვეთების სახით. საპონი და ალკილბენზოლისულფონატის ანიონები ერთ ბოლოში წყალშია, მეორე ბოლოში კი ცხიმში. ჭუჭყი, რომელსაც აქვს ცხიმის ფენა, ამოღებულია გამრეცხვით. ასე რომ, გამარტივებული ფორმით, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ სარეცხი საშუალებების მოქმედება.

ნებისმიერ ნივთიერებას, რომელიც გროვდება ნავთობისა და წყლის ინტერფეისზე, ეწოდება სურფაქტანტი. ყველა ზედაპირული აქტიური ნივთიერება არის ემულგატორი, რადგან ისინი ხელს უწყობენ ზეთის წყალში ემულსიის წარმოქმნას, ე.ი. ზეთისა და წყლის „შერევა“; ყველა მათგანს აქვს სარეცხი თვისებები და ქმნის ქაფს - ბოლოს და ბოლოს, ქაფი წყალში ჰაერის ბუშტების ემულსიას ჰგავს. მაგრამ ყველა ეს თვისება არ არის გამოხატული ერთნაირად. არის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც უხვად აფუებენ, მაგრამ სუსტი სარეცხი საშუალებებია; არის ისეთებიც, რომლებიც თითქმის არ ქაფდება, მაგრამ შესანიშნავი სარეცხი საშუალებებია. სინთეზური სარეცხი საშუალებები არის სინთეზური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები განსაკუთრებით მაღალი გამწმენდი. ინდუსტრიაში, ტერმინი "სინთეზური სარეცხი საშუალება" ზოგადად ნიშნავს კომპოზიციას, რომელიც მოიცავს ზედაპირულ ფაქტორს, გაუფერულებას და სხვა დანამატებს.

საპნებს, ალკილბენზოლსულფონატებს და ბევრ სხვა სარეცხ საშუალებებს, სადაც ზუსტად ანიონი იხსნება ცხიმებში, ეწოდება ანიონური. ასევე არსებობს სურფაქტანტები, რომლებშიც კატიონი ცხიმში ხსნადია. მათ კატიონურს უწოდებენ. ტიპიური კათიონური სარეცხი საშუალება, ალკილდიმეთილბენზილამონიუმის (IV) ქლორიდი არის მეოთხეული ამონიუმის მარილი, რომელიც შეიცავს აზოტს, რომელიც დაკავშირებულია ოთხ ჯგუფთან. ქლორიდის ანიონი ყოველთვის რჩება წყალში, რის გამოც მას ჰიდროფილურს უწოდებენ; ნახშირწყალბადების ჯგუფები, რომლებიც დაკავშირებულია დადებითად დამუხტულ აზოტთან, არის ლიპოფილური. ერთ-ერთი ასეთი ჯგუფი, C14H29, მსგავსია გრძელ ნახშირწყალბადის ჯაჭვის საპონში და ალკილბენზოლსულფონატში, მაგრამ ის მიმაგრებულია დადებითი იონი. ასეთ ნივთიერებებს „უკუ საპონს“ უწოდებენ. ზოგიერთ კატიონურ სარეცხ საშუალებებს აქვთ ძლიერი ანტიმიკრობული მოქმედება; ისინი გამოიყენება როგორც სარეცხი საშუალებების ნაწილი, რომელიც განკუთვნილია არა მხოლოდ სარეცხი, არამედ დეზინფექციისთვის. თუმცა, თუ ისინი იწვევენ თვალის გაღიზიანებას, მაშინ როდესაც ისინი იყენებენ აეროზოლურ ფორმულირებებს, ეს გარემოება უნდა აისახოს ეტიკეტზე მითითებულ ინსტრუქციებში.

სარეცხი საშუალებების კიდევ ერთი სახეობაა არაიონური სარეცხი საშუალებები. ცხიმში ხსნადი ჯგუფი სარეცხ საშუალებებში (V) არის ცხიმში ხსნადი ჯგუფების მსგავსი ალკილბენზოლისულფონატებსა და საპნებში, ხოლო დანარჩენი არის გრძელი ჯაჭვი, რომელიც შეიცავს ჟანგბადის ბევრ ატომს და ბოლოში OH ჯგუფს, რომლებიც ჰიდროფილურია. როგორც წესი, არაიონური სინთეზური სარეცხი საშუალებები ავლენენ მაღალი გამწმენდის უნარს, მაგრამ დაბალი ქაფი.

სურფაქტანტები (Synthetic Surfactants) არის დიდი ჯგუფინაერთები, რომლებიც განსხვავდებიან სტრუქტურაში, მიეკუთვნებიან სხვადასხვა კლასებს. ამ ნივთიერებებს შეუძლიათ შეწოვა ფაზის ინტერფეისზე და, შესაბამისად, შეამცირონ ზედაპირის ენერგია (ზედაპირის დაძაბულობა). წყალში გახსნისას ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების თვისებებიდან გამომდინარე, ისინი იყოფა ანიონურ ნივთიერებებად (აქტიური ნაწილია ანიონი), კატიონური (მოლეკულების აქტიური ნაწილია კატიონი), ამფოლიტური და არაიონური, რომლებიც არ არის იონიზირებული. საერთოდ.

საიდუმლო არ არის, რომ სარეცხი ფხვნილების ძირითადი აქტიური ინგრედიენტებია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (სურფაქტანტები). სინამდვილეში, ეს აქტიური ქიმიური ნაერთები, როდესაც ისინი სხეულში შედიან, ანადგურებენ ცოცხალ უჯრედებს ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოქიმიური პროცესების დარღვევით.

სინთეტიკის მომავალი? როგორც ჩანს, დიახ. ამის დასტურად სულ უფრო და უფრო იხვეწება სურფაქტანტები, არის ე.წ არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომელთა ბიოდეგრადიანობა 100%-მდე აღწევს. ისინი უფრო ეფექტურია დაბალი ტემპერატურა, რაც მნიშვნელოვანია ნაზი რეცხვის რეჟიმებისთვის. ვინაიდან ბევრი ხელოვნური ბოჭკოებივერ იტანს მაღალი ტემპერატურა. გარდა ამისა, სარეცხი მეტი ცივი წყალიდაზოგავს ენერგორესურსებს, რაც ყოველდღიურად უფრო აქტუალურია. სამწუხაროდ, არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების უმეტესობა არის თხევადი ან პასტისებრი და ამიტომ გამოიყენება თხევადი და პასტის სარეცხი საშუალებებში. ფხვნილ SMS-ში შეყვანილია არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 2-6% wt დანამატების სახით. სინთეზური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მნიშვნელოვანი უპირატესობებია ის, რომ ისინი არ წარმოქმნიან წყალში ცუდად ხსნად კალციუმის და მაგნიუმის მარილებს. ეს ნიშნავს, რომ ისინი თანაბრად კარგად იბანენ როგორც რბილ, ასევე მყარ წყალში. სინთეზური სარეცხი საშუალებების კონცენტრაცია, თუნდაც რბილ წყალში, შეიძლება გაცილებით დაბალი იყოს, ვიდრე ბუნებრივი ცხიმებისგან დამზადებული საპნები.

ალბათ, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატებიდან, ჩვენ ვიცით ყველაზე სინთეზური სარეცხი საშუალებები. 1970 წელს, პირველად მსოფლიოში, სინთეზური სარეცხი საშუალებები (SMC) უფრო მეტი წარმოიქმნა, ვიდრე ჩვეულებრივი ბუნებრივი საპონი. ყოველწლიურად მისი წარმოება მცირდება, SMS-ის წარმოება კი მუდმივად იზრდება.

მაგალითად, ჩვენს ქვეყანაში SMS-ების წარმოების ზრდის დინამიკა შეიძლება გამოვლინდეს შემდეგი მონაცემებით: 1965 წელს ისინი იწარმოებოდა 106 ათასი ტონა, 1970 წელს - 470 ათასი ტონა, ხოლო 1975 წელს წარმოიქმნება თითქმის ერთი მილიონი ტონა. .

რატომ ეცემა ასე ძალიან ნატურალური, ხმის საპნის წარმოება, რომელიც ერთგულად ემსახურებოდა ადამიანს მრავალი წლის განმავლობაში? თურმე მას ბევრი ნაკლი აქვს.

პირველ რიგში, საპონი, როგორც სუსტი ორგანული მჟავის მარილი (უფრო ზუსტად, მარილი, რომელიც წარმოიქმნება სამი მჟავის - პალმიტის, მარგარულისა და სტეარინის ნარევით) და ძლიერი ფუძის - კაუსტიკური სოდა, წყალში ჰიდროლიზდება: Xia (ე.ი. მისი მიერ იყოფა) მჟავად და ტუტედ. მჟავა რეაგირებს სიხისტის მარილებთან და წარმოქმნის ახალ წყალში უკვე უხსნად მარილებს, რომლებიც ცვივა წებოვანი თეთრი მასის სახით ტანსაცმელზე, თმაზე და ა.შ. ეს არც თუ ისე სასიამოვნო ფენომენი კარგად არის ცნობილი ყველასთვის, ვინც სცადა მყარ წყალში დაბანა ან ბანაობა.

ჰიდროლიზის კიდევ ერთი პროდუქტი - ტუტე - ანადგურებს კანს (ასუფთავებს მას, იწვევს სიმშრალეს და მტკივნეული ბზარების წარმოქმნას) და ამცირებს ბოჭკოების სიმტკიცეს, რომლებიც ქმნიან სხვადასხვა ქსოვილებს. პოლიამიდური ბოჭკოები (კაპრონი, ნეილონი, პერლონი). განსაკუთრებით ინტენსიურად ნადგურდებიან საპნით.

მეორეც, საპონი შედარებით ძვირადღირებული პროდუქტია, რადგან მის წარმოებას სჭირდება საკვები ნედლეული - მცენარეული ან ცხოველური ცხიმები.

არის ამ ბოლო დრომდე, სრულიად შეუცვლელი ნივთიერების სხვა, ნაკლებად მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

ბუნებრივი საპნებისგან განსხვავებით, სინთეზურ სარეცხ საშუალებებს აქვთ უდავო უპირატესობები: უფრო დიდი სარეცხი ძალა, ჰიგიენა და ეკონომიურობა.

საერთაშორისო ბაზარზე უკვე ცნობილია 500-მდე დასახელების სინთეზური სარეცხი საშუალება, რომლებიც იწარმოება ფხვნილების, გრანულების, ფანტელების, პასტების, სითხეების სახით.

სმს-ის წარმოება დიდ ეკონომიკურ ეფექტს იძლევა. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ერთი ტონა სინთეზური სარეცხი საშუალება ცვლის 1,8 ტონა 40%-იან სამრეცხაო საპონს, რომელიც დამზადებულია ძვირფასი საკვები ნედლეულისგან. სავარაუდოა, რომ ერთი ტონა SMS ზოგავს Კვების ინდუსტრია 750 კგ მცენარეული ცხიმები.

SMS-ის გამოყენება საყოფაცხოვრებოსაშუალებას გაძლევთ შეამციროთ შრომის ხარჯები ხელისა და მანქანით რეცხვისთვის 15-20%-ით * ამავდროულად, ქსოვილის სიმტკიცე და საწყისი სამომხმარებლო თვისებები (სითეთრე, ფერის სიკაშკაშე, ელასტიურობა) ბევრად უკეთესია, ვიდრე ჩვეულებრივი სამრეცხაო საპნის გამოყენებისას.

უნდა ითქვას, რომ SMS განკუთვნილია არა მხოლოდ ტანსაცმლის რეცხვისთვის. არსებობს სპეციალური პროდუქტები სხვადასხვა საყოფაცხოვრებო ნივთების დასაბანად და გასაწმენდად, სინთეტიკური ტუალეტის საპნები, თმის დასაბანი შამპუნები, აბაზანის ქაფიანი დანამატები, რომლებშიც შეჰყავთ ბიოსტიმულატორები, რომლებიც აძლიერებენ ორგანიზმზე.

ყველა ამ პროდუქტის ძირითადი კომპონენტია სინთეზური სურფაქტანტი, რომლის როლი იგივეა, რაც ორგანული მარილის როლი ჩვეულებრივ საპონში.

თუმცა, ქიმიკოსებმა დიდი ხანია იცოდნენ, რომ ცალკეული ნივთიერება, რაც არ უნდა უნივერსალური იყოს, ვერ აკმაყოფილებს მასზე დაყენებულ ყველა მოთხოვნას. სხვა თანმხლები ნივთიერებების მცირე დანამატები ხელს უწყობს ამ ძირითადი ნივთიერების ძალიან სასარგებლო თვისებების პოვნას. სწორედ ამიტომ, ყველა თანამედროვე SMS არის არა ინდივიდუალური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, არამედ კომპოზიციები, რომლებიც შეიძლება შეიცავდეს მათეთრებელ საშუალებებს, სუნამოებს, ქაფის რეგულატორებს, ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებებს და სხვა კომპონენტებს.

თანამედროვე სინთეზური სარეცხი საშუალებების მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია შედედებული, ან პოლიმერული ფოსფატები (პოლიფოსფატები). ამ ნივთიერებებს არაერთი სასარგებლო თვისება გააჩნია: ისინი ქმნიან წყალში ხსნად კომპლექსებს წყალში არსებული ლითონის იონებით, რაც ხელს უშლის უხსნადი მინერალური მარილების გაჩენას, რომლებიც წარმოიქმნება ჩვეულებრივი საპნით რეცხვისას; ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სარეცხი აქტივობის გაზრდა; გარეცხილ ზედაპირზე ჭუჭყის შეჩერებული ნაწილაკების დალექვის თავიდან აცილება; იაფად წარმოება.

პოლიფოსფატების ყველა ეს თვისება შესაძლებელს ხდის SMS-ში შემცირდეს უფრო ძვირი მთავარი კომპონენტის, სურფაქტანტის შემცველობა.

როგორც წესი, ნებისმიერი სინთეზური სარეცხი საშუალება შეიცავს სურნელს - სასიამოვნო სუნის მქონე ნივთიერებას, რომელიც SMS-ის გამოყენებისას გადადის სამრეცხაოში.

თითქმის ყველა SMS შეჰყავთ ნივთიერებით ე.წ ნატრიუმის მარილიკარბოქსიმეთილ ცელულოზა. ეს არის მაღალი მოლეკულური წონის სინთეზური პროდუქტი, წყალში ხსნადი. მისი მთავარი დანიშნულებაა, ფოსფატებთან ერთად იყოს ანტირეზორბციული, ე.ი. თავიდან აიცილოთ ჭუჭყის დაბინძურება უკვე გარეცხილ ბოჭკოებზე.

მათ უმეტესობას არაერთი უპირატესობა აქვს საპონთან შედარებით, რომელსაც დიდი ხანია იყენებენ ამ მიზნით. ასე, მაგალითად, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები კარგად იხსნება და ქაფდება მყარ წყალშიც კი. კალიუმის და მაგნიუმის მარილები, რომლებიც წარმოიქმნება მყარ წყალში, არ აუარესებს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გამრეცხვის მოქმედებას და არ ქმნის თეთრ ფენას თმაზე.

მთავარი აქტიური ნივთიერებებიყველა სარეცხი ფხვნილი, ე.წ. სურფაქტანტები (სურფაქტანტები) უკიდურესად აქტიური ქიმიური ნაერთებია. ადამიანის და ცხოველის უჯრედული მემბრანების გარკვეულ კომპონენტებთან გარკვეული ქიმიური კავშირის მქონე სურფაქტანტები, მიღებისას, გროვდება უჯრედის მემბრანებიაჰ, მათი ზედაპირის თხელი ფენით და გარკვეული კონცენტრაციით დაფარვამ შეიძლება გამოიწვიოს მათში მიმდინარე უმნიშვნელოვანესი ბიოქიმიური პროცესების დარღვევა, თავად უჯრედის ფუნქცია და მთლიანობა.

ცხოველებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები მნიშვნელოვნად ცვლის რედოქს რეაქციების ინტენსივობას, გავლენას ახდენს რიგი მნიშვნელოვანი ფერმენტების აქტივობაზე და არღვევს ცილების, ნახშირწყლების და ცხიმების მეტაბოლიზმს. სურფაქტანტი ანიონები განსაკუთრებით აგრესიულები არიან თავიანთ მოქმედებებში. მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ იმუნური სისტემის უხეში დარღვევები, ალერგიის განვითარება, ტვინის, ღვიძლის, თირკმელების და ფილტვების დაზიანება. ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ქვეყნები დასავლეთ ევროპადააწესა მკაცრი შეზღუდვები სარეცხი ფხვნილების შემადგენლობაში ა-სურფაქტანტების (ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების) გამოყენებაზე. AT საუკეთესო შემთხვევამათი შემცველობა არ უნდა აღემატებოდეს 2-7%-ს. დასავლეთში, 10 წელზე მეტი ხნის წინ, მათ მიატოვეს ფოსფატის დანამატების შემცველი ფხვნილების გამოყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. გერმანიის, იტალიის, ავსტრიის, ჰოლანდიისა და ნორვეგიის ბაზრებზე მხოლოდ ფოსფატისგან თავისუფალი სარეცხი საშუალებები იყიდება. გერმანიაში ფოსფატის ფხვნილების გამოყენება აკრძალულია. ფედერალური კანონი. სხვა ქვეყნებში, როგორიცაა საფრანგეთი, დიდი ბრიტანეთი, ესპანეთი, მთავრობის გადაწყვეტილებების შესაბამისად, SMS-ში ფოსფატების შემცველობა მკაცრად რეგულირდება (არაუმეტეს 12%).

ფხვნილებში ფოსფატის დანამატების არსებობა იწვევს a-სურფაქტანტების ტოქსიკური თვისებების მნიშვნელოვან ზრდას. ერთის მხრივ, ეს დანამატები ქმნიან პირობებს ა-სურფაქტანტების უფრო ინტენსიური შეღწევისთვის ხელუხლებელი კანის მეშვეობით, რაც ხელს უწყობს ცხიმის გაძლიერებას. კანი, უჯრედული მემბრანების უფრო აქტიური განადგურება, მკვეთრად ამცირებს კანის ბარიერულ ფუნქციას. სურფაქტანტები შეაღწევენ კანის მიკროსისხლძარღვებში, შეიწოვება სისხლში და ნაწილდება მთელ სხეულში. ეს იწვევს ცვლილებას ფიზიკური და ქიმიური თვისებებითავად სისხლი და იმუნიტეტის დაქვეითება. A-სურფაქტანტებს აქვთ ორგანოებში დაგროვების უნარი. მაგალითად, დაუცველ კანზე მოხვედრილი a-სურფაქტანტების მთლიანი რაოდენობის 1,9% ჩერდება ტვინში, 0,6% ღვიძლში და ა.შ. ისინი მოქმედებენ როგორც შხამები: ფილტვებში იწვევენ ჰიპერემიას, ემფიზემას, ღვიძლში აზიანებენ უჯრედების ფუნქციას, რაც იწვევს ქოლესტერინის მატებას და აძლიერებს ათეროსკლეროზის მოვლენებს გულისა და ტვინის სისხლძარღვებში, არღვევს გადაცემას. ნერვული იმპულსებიცენტრალურ და პერიფერიულ ნერვულ სისტემებში.

მაგრამ ეს არ ამოწურავს ფოსფატების მავნე ზემოქმედებას - ისინი დიდ საფრთხეს უქმნის ჩვენს გარემოს. კანალიზაციასთან ერთად წყლის ობიექტებში გარეცხვის შემდეგ, ფოსფატები მიიღება სასუქად. წყალმცენარეების "მოსავალი" წყალსაცავებში იწყებს ზრდას ნახტომებით. წყალმცენარეები, იშლება, გამოიყოფა უზარმაზარი რაოდენობითმეთანი, ამიაკი, წყალბადის სულფიდი, რომელიც ანადგურებს წყალში არსებულ მთელ სიცოცხლეს. რეზერვუარების გადაჭარბებული ზრდა და ნელ-ნელა ჩაკეტვა მიედინება წყლებიიწვევს წყლის ობიექტების ეკოსისტემების უხეში დარღვევას, გაუარესებას ჟანგბადის გაცვლაჰიდროსფეროში და ქმნის სირთულეებს მოსახლეობის უზრუნველყოფაში წყლის დალევა. ასევე, ამ მიზეზით ბევრმა ქვეყანამ ლეგალურად აკრძალა ფოსფატის SMS-ის გამოყენება.

სურფაქტანტების ტრადიციული მინუსი არის სიმკაცრე, რომელიც გამოხატულია კანის გაღიზიანებით, სიმშრალით და დისკომფორტით შამპუნის ან შხაპის გელის გამოყენების შემდეგ.

ხელების კანი, კონტაქტში აქტიური ქიმიური ხსნარებისარეცხი ფხვნილები, ხდება ადამიანის ორგანიზმში საშიში ქიმიური აგენტების შეღწევის მთავარი გამტარი. A-სურფაქტანტები აქტიურად აღწევენ ხელების უცვლელ კანშიც კი და ფოსფატების, ფერმენტების და ქლორის დახმარებით ინტენსიურად ახდენენ მის დეზინფექციას. ცხიმის ნორმალური შემცველობისა და კანის ტენიანობის აღდგენა ხდება არა უადრეს 3-4 საათის შემდეგ, ხოლო განმეორებითი გამოყენებისას მავნე ზემოქმედების დაგროვების გამო, ცხიმოვანი კანის საფარის ნაკლებობა იგრძნობა ორი დღის განმავლობაში. ბარიერის ფუნქციებიმცირდება კანის მდგომარეობა და იქმნება პირობები ორგანიზმში ინტენსიური შეღწევისთვის არა მხოლოდ ა-სურფაქტანტების, არამედ ნებისმიერი ტოქსიკური ნაერთების - ბაქტერიოლოგიური ტოქსინების, მძიმე მეტალებიფოსფატის ფხვნილებით რამდენიმე რეცხვის შემდეგ ხშირად ვითარდება კანის ანთებები - დერმატიტი. ამოქმედდა პათოლოგიური იმუნური რეაქციების მილსადენი.

1917 წელს ამერიკელმა I. Langmuir-მა აღმოაჩინა, რომ ზოგიერთი ნივთიერება ძალიან აქტიურად გროვდება სხვადასხვა სასაზღვრო ზედაპირზე (ჰაერი-წყალი, წყალი-ზეთი საზღვრებზე). დაგროვება ხდება იმის გამო, რომ ნებისმიერი სხეულის ზედაპირს აქვს არაკომპენსირებული რეზერვი უფასო ენერგიაწარმოიქმნება მოლეკულების გამო მყარი სხეულიან სითხეები ერთმანეთს იზიდავს ჰაერის მოლეკულებზე ათჯერ მეტი ძალით. შედეგად, მყარი ჰაერის საზღვარზე ჩნდება მოლეკულების ფენა, რომლის მიზიდულობის ძალები არ არის კომპენსირებული. ეს არის თავისუფალი ენერგიის ჭარბი და ზედაპირული დაძაბულობის მიზეზი მყარი ჰაერის ინტერფეისზე.

სხვადასხვას დამატება ქიმიური ბუნებანივთიერებები იწვევს წყალხსნარების ზედაპირული დაძაბულობის მატებას ან შემცირებას. ნივთიერებები, რომლებიც ზრდის ზედაპირულ დაძაბულობას ე.წ ზედაპირული არააქტიური (PIAV) ; დაწევა - ზედაპირულად აქტიური (სურფაქტანტი) . PIA მოიცავს, მაგალითად, ნებისმიერ ელექტროლიტს (ტუტეები, მჟავები). ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ყველაზე ხშირად ბიპოლარული ორგანული ნაერთებია, რომელთა არაპოლარული (ჰიდროფობიური) ნაწილი წარმოდგენილია გრძელი ჯაჭვის ნახშირწყალბადის რადიკალით C › 8-ით, პოლარული (ჰიდროფილური) ნაწილი წარმოდგენილია სხვადასხვა ფუნქციური ჯგუფით.

როდესაც სურფაქტანტი შედის კონტაქტში სითხის ან მყარი ზედაპირის ზედაპირთან, ხდება პროცესი ადსორბცია , რომელიც შედგება მოლეკულების დაგროვებაში სურფაქტანტინივთიერებები ინტერფეისში. ადსორბციის თავისებურება ის არის, რომ იგი მიმდინარეობს სითბოს გამოყოფით და არა მყარის მთელ ზედაპირზე, არამედ მხოლოდ მის აქტიურ ცენტრებზე. ადსორბციული ფენა შეიძლება შედგებოდეს ადსორბირებული მოლეკულების ერთი ან მეტი ფენისგან. სითხის ზედაპირის თავისებურება ის არის, რომ მისი ყველა წერტილი თანაბრად აქტიურია ადსორბციაში. სურფაქტანტის ჰიდროფილური ჯგუფი მიდის წყალში, ხოლო ჰიდროფობიური ჯგუფი ჰაერში. მოლეკულების ამ ორიენტაციას ლანგმუირმა უწოდა "პალიზადა". შედეგად, ადსორბციული შრეებით დაფარული სხეულების თვისებები მკვეთრად იცვლება: ჰიდროფობიური ზედაპირები უფრო ჰიდროფილური ხდება და უკეთესად სველდება წყლით.

ადსორბციის დროს ასევე ხდება სურფაქტანტის დაშლა ერთ-ერთ ფაზაში. ამ შემთხვევაში, პირველად წარმოიქმნება ნამდვილი ხსნარები, რომლებშიც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მოლეკულების სახითაა. როგორც სურფაქტანტი ემატება, მკვეთრი ცვლილებახსნარების თვისებები. არსებობს ფორმირება კოლოიდური ხსნარები, რომელშიც სურფაქტანტები უფრო დიდი აგრეგატების სახითაა, რომელსაც მიცელი ეწოდება. ჭეშმარიტი სურფაქტანტის ხსნადობის ზღვარს ეწოდება მიცელის კრიტიკული კონცენტრაცია (CMC).

უმეტესობა უნივერსალური მეთოდები KKM-ის განმარტებებია:

1) გაანგარიშება ზედაპირული დაძაბულობის იზოთერმებიდან სურფაქტანტების ხსნარებიდან;

2) სურფაქტანტის ხსნარების პოტენციომეტრიული ტიტრაცია;

3) ტემპერატურის მეთოდი (სურფაქტანტის ხსნარების კრაფტის წერტილის მიხედვით).

ფაზის ინტერფეისზე ადსორბციის დროს სურფაქტანტის უნარი რადიკალურად შეცვალოს მისი თვისებები და ამით გავლენა მოახდინოს ბევრზე. მნიშვნელოვანი მაჩვენებლებიდისპერსიული სისტემები ყველაზე ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა სფეროებშიტექნოლოგია და მრავალრიცხოვანი ტექნოლოგიური პროცესები. ამ შემთხვევაში, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გავლენა შეიძლება განსხვავდებოდეს მიმდებარე ფაზებისა და სურფაქტანტის მოლეკულების ქიმიური ბუნებისა და სტრუქტურის მიხედვით, აგრეთვე მათი გამოყენების პირობებზე. რეჰბინდერის მიხედვით, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ოთხი ჯგუფი შეიძლება გამოიყოს:

ა) ფიზიკაში ქიმიური მექანიზმიმათი გავლენა ინტერფეისზე და მთლიანად დისპერსიულ სისტემაზე:

· ნივთიერებები, რომლებიც წარმოადგენენ მხოლოდ სურფაქტანტს (ან უპირატესად) წყალ-ჰაერის ინტერფეისზე.

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც მიეკუთვნება ამ ჯგუფს, არის ზომიერად ეფექტური დამატენიანებელი და ქაფიანი აგენტები. ზოგიერთმა წარმომადგენელმა (ოქტანოლი, იზოამილის სპირტი) შეიძლება იმოქმედოს როგორც გამწმენდი;

· მრავალფეროვანი ბუნების ნივთიერებები, ზედაპირულად აქტიური შედედებული ფაზების სხვადასხვა ინტერფეისებზე. ამ ჯგუფის სურფაქტანტები ყველაზე ხშირად მოქმედებენ როგორც დისპერსანტები; გარდა ამისა, ისინი საშუალებას გაძლევთ გააკონტროლოთ საარჩევნო მ;

· ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ გელის მსგავსი სტრუქტურების ფორმირების უნარი ადსორბციულ ფენებში და ფაზურ მოცულობებში.

როგორც წესი, ეს არის მაღალმოლეკულური სურფაქტანტები (ცილები, გლიკოზიდები, ცელულოზის წარმოებულები და ა.შ.). ასეთი ნივთიერებები გამოიყენება როგორც ზომიერად კონცენტრირებული მაღალეფექტური სტაბილიზატორები დისპერსიული სისტემები განსხვავებული ბუნება: ქაფი, ემულსიები, სუსპენზიები. ამ ჯგუფის ზედაპირულ ფაქტორებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც მაღალკონცენტრირებული დისპერსიების პლასტიზატორები;

· ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები სარეცხი მოქმედებით.

ისინი აერთიანებენ დანარჩენი სურფაქტანტების ფუნქციებს სამი ჯგუფიდა, გარდა ამისა, შეუძლიათ მოცულობით განათლება თხევადი ფაზათერმოდინამიკურად სტაბილური კოლოიდური ნაწილაკები - მიცელი და გარეცხილი მინარევების ჩართვა მიცელების ბირთვში - ხსნადიზაცია . მნიშვნელოვანი რაოდენობრივი მახასიათებელისურფაქტანტი არის ჰიდროფილური - ლიპოფილური ბალანსი (HLB) გ რიფინი - დევისი. HLB ნომრები ახასიათებს თანაფარდობას ჰიდროფილურ და ჰიდროფობიური თვისებები: რაც უფრო მაღალია HLB რიცხვი, მით მეტი ბალანსი გადაინაცვლებს სურფაქტანტის პოლარული (ჰიდროფილური) თვისებებისკენ. HLB ნომრები განისაზღვრება ექსპერიმენტულად. დევისის ნაშრომებმა დაადგინა HLB-ის რაოდენობრივი დამოკიდებულება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების შემადგენლობასა და სტრუქტურაზე. თითოეული სტრუქტურული ერთეულიხელს უწყობს HLB ნომერს. გრიფინის GLB ნომრებია:

o ჰიდროფილური ჯგუფებისთვის: -COOK - 21.1, -COONa - 19.1, -COOH - 2.4, -OH - 1.9, =O - 1.3, -SO3K - 38.7, -SO3H - 3.8;

o ჰიდროფობიური: =CH-, -CH2-, -CH3, =C=C- -0,475; o = -1,25

ამ მონაცემების საფუძველზე, HLB ნომრები შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

სადაც Σ(HLB H.FIL.) და Σ(HLB H.FOB.) არის ყველა ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ჯგუფის HLB რიცხვების ჯამი, შესაბამისად.

HLB რიცხვების ფიზიკური მნიშვნელობა იმაში მდგომარეობს, რომ ისინი განსაზღვრავენ ადსორბციის მუშაობას სურფაქტანტის მოლეკულების პოლარული ჯგუფების არაპოლარულ ფაზაში და არაპოლარული ჯგუფების პოლარზე გადატანისას. HLB სურფაქტანტების რაოდენობის მიხედვით გამოიყენება კონკრეტული მიზნით. ასე რომ, თუ სურფაქტანტებს აქვთ HLB ნომრები 7-დან 9-მდე, ისინი გამოიყენება დამატენიანებლად, 13-დან 15-მდე - სარეცხი საშუალებებით, 15-დან 18-მდე - წყალხსნარებში ხსნადებად;

ბ) on ქიმიური სტრუქტურაზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები იყოფა ორ დიდ კლასად.

ერთის მხრივ, ეს არის ორგანული სურფაქტანტები ამფიფილური მოლეკულებით, უნივერსალურად ზედაპირულად აქტიური უმეტეს ინტერფაზის საზღვრებში, მაგრამ უზრუნველყოფს ზედაპირული დაძაბულობის მხოლოდ უმნიშვნელო (30-40 მჯ/მ2) შემცირებას. მეორეს მხრივ, ეს არის ყველაზე მრავალფეროვანი, პირველ რიგში არაორგანული ნივთიერებებიავლენს შერჩევით, მაგრამ ხშირად ძალიან მაღალ ზედაპირულ აქტივობას ამ კონკრეტულ ინტერფეისთან მიმართებაში, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს ზედაპირული დაძაბულობის ძალიან მკვეთრი დაქვეითება (მაგალითად, ნატრიუმის ფოსფატები წყლის სისტემებში);

გ) ნედლეულის ტიპის მიხედვით, გამოიყენება სინთეზისთვის, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები იყოფა ბუნებრივი და სინთეზური;

დ) ქიმიური ბუნებით და მუხტის ნიშნით, ზედაპირის მიერ შეძენილი ადსორბციის დროს, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები კლასიფიცირებულია ანიონურ, კატიონურ, არაიონურ, ამფოტერულად.