201030Image0064

ZARYS CHEMII KOSMETYCZNEJ

W praktyce największe znaczenie jako środki myjące i odtłuszczające mają tenzydy anionowe, które stanowią około 70% wszystkich związków powierzchniowo czynnych, używanych do tych celów. Warto podkreślić, że w grupie detergentów anionowych dominują połączenia z prostym łańcuchem alkilowym jako fragmentem lipofilowym, gdyż. tego typu tenzydy łatwiej poddają się procesowi biologicznej degradacji w oczyszczalniach ścieków niż związki z łańcuchem rozgałęzionym.

Dobre właściwości myjące wykazują jedynie roztwory, w których cząsteczki mydlą lub detergentu występują w formie miccli, a nic monomerów, jak w roztworach rozcieńczonych. Micelc powstają bowiem dopiero powyżej pewnego, a charakterystycznego dla każdego detergentu stężenia, kiedy dochodzi do całkowitego wysycenia granicznych powierzchni mię-dzyfazowych cząsteczkami związku powierzchniowo czynnego. Zawarte wówczas wewnątrz roztworu molekuły tenzydu tworzą aglomeraty, zwane micelami (ryc. 157).

W mięciach cząsteczki detergentu układają się w kuliste twory, a każda z nich zawiera zwykle około 10-120 cząsteczek związku powierzchniowo czynnego. W roztworze wodnym, w centrum miccli, gromadzą się lipofilowc łańcuchy tenzydu, które rozpuszczają się w sobie nawzajem. Końce polarne cząsteczek tenzydów ustawiają się natomiast w kierunku fazy wodnej, a więc na zewnątrz miccli, i tworzą, w zależności od typu tenzydu, anionową lub kationową otoczkę. Odpychanie się jcdnoimiennych ładunków powoduje, że micelc w roztworze znajdują się w stanic rozproszenia.

114

Rozdział?

Jak już wspomniano, proces micelizacji w głównej mierze jest uzależniony od stężenia detergentu w roztworze. Dlatego każdy detergent ma charakterystyczny dla niego wykres fazowy (ryc. 158), ukazujący zakres temperatur i stężeń, w obrębie których występuje on w formie miccli i jest praktycznie użyteczny.

Przedstawiony na rycinie 158 wykres fazowy obrazuje warunki, w których krystaliczny detergent, jego monomery lub micele są formą dominującą. Jak wynika z wykresu, właściwości myjące detergentu, uwarunkowane jego micelizacją, są najlepsze, kiedy stężenie detergentu w roztworze jest większe niż CMC (linia horyzontalna), a temperatura roztworu jest wyższa niż krytyczna temperatura micelizacji (CMT - linia pionowa). W innych warunkach roztwór będzie zawierał detergent w formie monomeru lub w postaci krystalicznej, co wyklucza jego właściwości myjące.

Odtłuszczające i myjące działanie micelujących cząsteczek mydeł oraz detergentów jest związane z tendencją ich łańcuchów Iipofilowych do rozpuszczania się w kropelkach węglowodorów (oleju). Efekt ten, przy jednoczesnym ustawieniu grup jonowych mydeł lub detergentów w kierunku otaczającej wody, prowadzi do utworzenia emulsji oleju w wodzie, dającej się następnie łatwo usunąć z oczyszczanej powierzchni.

7.1.1. Mydła

Mydła są solami wyższych kwasów tłuszczowych, opisanych wzorem ogólnym przedstawionym na rycinie 159, gdzie jako Me* występują kationy metali alkalicznych, metali wie-lowartościowych lub kation organiczny. Obecne w budowie mydeł kwasy tłuszczowe (palmitynowy, stearynowy, oleinowy, laurynowy i mistynowy) mają 12*. 14-. 16- lub 18-węglowc łańcuchy, a więc łańcuchy o parzystej liczbie atomów węgla. Jest to konsekwencją naturalnej biosyntezy kwasów tłuszczowych, podczas której ich cząsteczki powsta-

115

Rozdział 7