Substancje
powierzchniowo
czynne.

Edyta Broda
Malwina
Zasada
Paweł
Wesołowski



Są to związki obniżające napięcie

powierzchniowe na granicy faz.
Zbudowane są z dwóch elementów o
przeciwnym powinowactwie do
wody-budowa biegunowa (element

hydrofilowy

i

hydrofobowy

)Wskutek takiej

budowy mają zdolność ustawiania
się w sposób zorientowany na
powierzchni kontaktu fazowego i
zmniejszenia napięcia
powierzchniowego.

Przykłady grup:

-

hydrofilowej: -COOH

(karboksylowa), występująca w

roztworze w postaci jonowej: -COO

-

,

grupa hydroksylowa -OH (alkohole),

grupa sulfonowa -SO

3

H, występująca

w postaci jonowej -SO

3-

-

hydrofobowej: to przede wszystkim

łańcuch węglowodorowy oznaczany

jako -R (np. -C

15

H

31

)



Środki powierzchniowo czynne

można podzielić na grupy w
zależności od ich zastosowania:

- emulgatory - dodatki utrwalające
emulsje,
- środki zwilżające,
- środki pianotwórcze - dodatki
utrwalające pianę,
- detergenty - środki czyszczące .



Podstawowy podział z jakim

najczęściej spotykamy się w

przypadku związków powierzchniowo

czynnych związany jest z ich

jonizacją w roztworze wodnym, przy

czym wytworzony jon organiczny

odpowiada za aktywność

powierzchniową układu.

Najliczniejszą grupę ZPC stanowią

układy anionowe, a następnie

niejonowe, amfoteryczne, kationowe.



Związki powierzchniowo czynne podzielono

na klasy:

1. Jonowe (dysocjujące), a wśród nich:



a) anionowo czynne - część powierzchniowo

czynną stanowi anion cząsteczki;



b) kationowe czynne - część powierzchniowo

czynnąstanowi kation cząsteczki;



c) amfoteryczne - w zależności od pH część

powierzchniowo czynna może przyjmować
postać
kationu lub anionu.

2. Niejonowe (niedysocjujące).

Tenzydy

Substancje powierzchniowo-czynne
(tenzydy),mające dobre właśiwości :

myjące,

zwilżające,

dysperdujące,

piorące, pianotwórcze

 oraz solubilizujące..

Stosowane w chemii gospodarczej,

kosmetyce i farmacji.

Tenzydy można podzielić na :



anionowe,



kationowe,



amfolityczne oraz



niejonogenne.

Tenzydy anionowe po dysocjacji zawierają

fragment lipofilowy przy anionie a w

przypadku tenzydów kationowych pozostaje

on przy kationie.

Tenzydy amfolityczne są solami

wewnętrznymi. Są to związki zawierające

reszty betainy lub alkilobetainy Te tenzydy w

zależności od pH mają charakter anionowy w

środowisku zasadowym a kationowy w

środowisku kwaśnym.

W tenzydach niejonowych fragment

hydrofilowy cząsteczki w roztworze wodnym

jest niezjonizowany, który łączy się z

cząsteczkami wody wiązaniami wodorowymi.

Część powierzchniowo czynną

stanowi ujemnie naładowana grupa
hydrofilowa, a więc anion
dysocjującej na jony cząsteczki. Do
tej grupy związków należą: mydła,
siarczany alkilowe, niektóre
sulfoniany alkilowe i alkilo-
arylosulfonowe oraz saponiny.

Część hydrofobowa, nie łącząca się z

wodą związana jest dodatnio
naładowaną grupą hydrofilową.
Typowymi ich przedstawicielami są
czwarto-rzędowe zasady amoniowe
zwane również mydłami inwertowanymi.

Inne zastosowanie!

Tenzydy kationowe

mają właściwości pianotwórcze i
myjące. Są jednak wykorzystywane
jako środki konserwujące,
dezynfekujące i antystatyczne.

Do amfoterycznych substancji powierzchniowo

czynnych należą anionowe i kationowe czynne

lecytyny i proteiny.
Ładunek cząsteczki tenzydów amfolitycznych

uzależniony jest od odczynu pH roztworu ;



środowisku alkalicznym właściwości

tenzydów anionowych,



Niska wartości pH tenzydy kationowe.



W punkcie izoelektrycznym form soli

wewnętrznej lub cząsteczki obojętnej,

wykazując jednocześnie najniższą dla nich

rozpuszczalność oraz najsłabszą aktywność

powierzchniową.

Niedysocjujące
związki powierzchniowo czynne to:
alkohole, estry, eteroestry kwasów
tłuszczowych i hydroksy-kwasów
karboksylowych oraz cukrów
wielowodoro-tlenowych. Najbardziej
znanymi są spany i tweeny.



Amfotenzydy maja dobre właściwości

pieniące i myjące i są głównie używane
w szamponach.



Tenzydy niejonogenne są przede

wszystkim emulgatorami, mogą też
pełnić funkcje solubilizatorów,
dyspergatorów lub czynników
natłuszczających. Są stosowane jako
komponenty myjące do pielęgnacji
ciała i włosów.



Tenzydy kationowe są stosowane jako

składniki o działaniu
przeciwdrobnoustrojowym w
dezodorantach i preparatach do higieny
jamy ustnej. Ponadto ze względu na
właściwości antystatyczne są często
składnikami preparatów do pielęgnacji
włosów.



Tenzydy anionowe są używane jako

mydła, detergenty i emulgatory.

Dobre właściwości myjące

wykazują jedynie roztwory, w

których cząsteczki mydła lub

detergentu występują w

formie miceli.

Oczyszczanie skóry wodą
jest mało efektywne,
ponieważ skóra jest słabo
zwilżalna sama wodą.
Największe znaczenie
mają tenzydy anionowe.
Stosuje się głównie aniony
z prostymi łańcuchami
węglowodorowymi, bo
rozgałęzione łańcuchy nie
są degradowane (aspekty
ekologiczne).
Przekroczenie progowego
stężenia tenzydu jest
istotne, bo tylko powyżej
pewnego stężenia
powstają micele.



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

EMULGATORY

W grupie

emulgatorów naturalnych

należy wymienić:

steroidy, tłuszcze

owczej wełny, wosk pszczeli

.

Kwas cholowy

jest rozpuszczalny w alkoholu i jest

używany jako emulgator w układach woda/alkohol w
preparatach do pielęgnacji włosów i twarzy (w
postaci soli jest emulgatorem anionowym).
Fitosterole (powszechne w świecie roślin) są jednak
pozyskiwane z niezmydlającej się frakcji tłuszczów i
olejów .
W wodzie sterole się nie rozpuszczają. Emulgatory
tego typu są lipofilowe i tworzą emulsje typu w/o. Są
stosowane w kremach. Steroidy działają na skórę
zmiękczająco i uelastyczniają ją. Cholesterol jest
pozyskiwany z tłuszczu owczej wełny natomiast
fitosterole głównie z oleju sojowego i oleju kiełków
zbóż.

W grupie

emulgatorów syntetycznych

największą grupę stanowią

emulgatory

niejonogenne

, wśród nich: oksyetylenowane

alkohole tłuszczowe, aminy tłuszczowe,
alkilofenole i amidy kwasów tłuszczowych
oraz estry kwasów tłuszczowych.

Mają one różnorodne działanie:

a

) niedyspergujące,

b

) dyspergujące i

c

)

rozpuszczalne.

W grupie

emulgatorów syntetycznych

o

budowie anionowej należy wymienić:

mydła

.Występują w szamponach

zarówno w postaci wolnej jak i soli, bo
równocześnie dobrze pienią się,
wykazują powinowactwo do keratyny
włosów i skóry oraz działają
nawilżająco.

Tłuszcze owczej wełny

to mieszanina wielu

związków uzyskiwanych w procesie czyszczenia
wełny. Jasnożółtobrązowy , tworzy emulsje w/o.
Tłuszcze owczej wełny są używane jako podstawy
kremów.

Wosk pszczeli

jest nierozpuszczalny w

wodzie po utlenieniu daje wosk biały. Jest
emulgatorem używanym jako podstawa
maści, kremów i sztyftów.

Tenzydy fluorowęglowodorowe

są

emulgatorami i czynnikami
olejofobowymi wykorzystywanymi w
preparatach do pielęgnacji włosów .

Usuwanie
brudu.

Brud na skórze i włosach to mieszanina substancji:

-lipofilowych (tłuszczowych), takich jak nasze sebum
wydzielane przez gruczoły łojowe
-hydrofilowych (rozpuszczalnych w wodzie), takich, jak sole
mineralne - składniki potu.
W procesie usuwania brudu z powierzchni skóry lub tkaniny
SPC przyczepiają się częścią hydrofobową do cząstek brudu, a
grupa hydrofilowa „wciągana" jest do wody.

W miceli uwięzione są nie tylko cząstki brudu, ale również
pęcherzyki powietrza (substancji hydrofobowej). Tworzą się
„bańki" powietrzne, makroskopowo obserwowane jako piana.
Micele z uwięzionym brudem i powietrzem są unoszone
(flotują) na powierzchnię wody, a następnie są mechanicznie
usuwane z roztworu.

W preparatach myjących stosuje się :

* Zagęstnik, czyli substancja zagęszczająca
kosmetyk, gdyż preparat myjący nie może być
zbyt płynny - najpopularniejsze mają formę
żelu. (np. Karbomer)
* Składniki perłotwórcze, zmętniające,
* Sekwestranty, czyli substancje wyłapujące
jony metali ciężkich, np. EDTA,
* Środki natłuszczające skórę, np.
monoglicerydy,
* Dodatkowe składniki łagodzące działanie
środków powierzchniowo czynnych takie jak:
hydrolizaty protein, pantenol,
* Substancje czynne, wykazujące efekt
biologiczny np. witaminy,
* Barwniki, kompozycje zapachowe,
konserwanty.



Preparaty myjące powinny mieć

pH zbliżone do pH skóry (4.5-

5.5). Zbyt wysokie pH może

naruszać barierę naskórkową i

zwiększać penetrację innych

składników w głąb skóry.

Detergent - to substancja lub mieszanina
substancji - która stanowi aktywny czynnik
wszelkich środków czystości, takich jak
szampony, proszki do prania, płyny do mycia
naczyń itd, itp.
Czasami przez "detergenty" rozumie się
wszelkie środki
czyszczące jako takie. W przemyśle środków
czystości rozgranicza się jednak wyraźnie
"detergenty właściwe" - w sensie pierwszej
definicji oraz pozostałe składniki środków
czyszczących - takie jak nabłyszczacze, dodatki
koloryzujące, dodatki zapachowe,
odżywcze, antystatyczne, wybielające itp.

Detergenty

Detergenty "czyszczą" dzięki temu, że

działają na brud/nieczystości na

następujące sposoby:

•zachowują się jak surfaktanty - ułatwiając
mieszanie się brudu z wodą
(lub innym rozpuszczalnikiem) ułatwiając
zwilżanie mytych powierzchni

•zmieniają pH powierzchni co prowadzi do
zrywania wiązań wodorowych, którymi
brud jest związany z powierzchnią, lub
zmiana pH prowadzi do rozkładu
substancji tworzących brud

•obniżają twardość wody, dzięki czemu
woda lepiej zwilża powierzchnię i łatwiej
rozpuszczają się w niej związki jonowe,
tworzące brud

•

rozkładają brud poprzez reakcję
utlenienia



do rozkładu cząsteczek organicznych

tworzących brud

•

działają pianotwórczo - zwiększając
powierzchnię styku brudu



z środkiem myjącym

Detergenty
amfotenzydowe

W porównaniu z detergentami anionowymi,
detergenty amfotenzydowe są znacznie
lepiej tolerowane przez skórę i błony
śluzowe. Ponadto, amfotenzydy aktywność
powierzchniową zachowują w szerokim
zakresie pH. Wykazują dobre właściwości
pianotwórcze i myjące oraz nie dają
niezgodności z tenzydami anionowymi ani
kationowymi. Dlatego też w praktyce,
amfotenzydy są często stosowane w
mieszaninie z detergentami anionowymi,
aby obniżyć właściwości drażniące
preparatu

.

Detergenty niejonogenne

Mają charakter soli wewnętrznych, które w
środowisku kwaśnym łatwo przyłączają
kation wodorowy przechodząc w postać
kationową. Są dobrze rozpuszczalne w
wodzie i są podatne na proces biodegradacji.
W środowisku kwaśnym wykazują
powinowactwo do keratyny skóry i włosów
oraz mają właściwości antystatyczne. Są
wykorzystywane przede wszystkim jako
emulgatory oraz solubilizatory, ale także jako
czynniki natłuszczające i myjące w produkcji
szamponów.

Dziękujemy za
uwagę.