Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 11
1.1. Строение и свойства целлюлозы 11
1.2. Естественные примеси хлопкового волокна и способы их удаления 12
1.3. Физико-химические процессы щелочной отварки хлопчатобумажных текстильных материалов 20
1.4. Интенсифицированные способы подготовки текстильных хлопчатобумажных материалов 26
1.5. Классификация ПАВ, применяемых в технологии подготовки 31
1.6. Свойства ПАВ в растворах 33
1.7. Использование ПАВ в процессах отварки 36
2. Цели и задачи исследования 41
3. Методическая часть 43
3.1. Характеристика объектов исследования 43
3.2.Методики исследований 46
3.2.1. Определение эмульгирующей способности растворов ПАВ 46
3.2.2. Определение поверхностного натяжения растворов ПАВ 47
3.2.3. Методика определения смачивающей способности растворов ПАВ 47
3.2.4. Методика определения моющей способности растворов ПАВ 48
3.2.5. Методика определения температуры помутнения растворов неионогенных ПАВ 49
3.2.6. Определение кинематической вязкости растворов ПАВ . 49
3.2.7. Методика расшлихтовки хлопчатобумажных тканей 50
3.2.8. Методика определения степени расшлихтовки 50
3.2.9. Методика определения степени суммарной очистки ткани от сопутствующих веществ 51
3.2.10. Определение капиллярности ткани 52
3.2.11. Методика определения белизны текстильных материалов 52
3.2.12. Определение прочности текстильных материалов 52
3.2.13. Определение поверхностной плотности тканей 52
3.2.14. Методика определения содержания воскообразных веществ 53
3.2.15. Методика определения содержания пектиновых веществ в хлопковом волокне 53
3.2.16. Методика определения лигнина методом экстракции диоксаном 54
3.2.17. Методы математической обработки данных 55
4. Обсуждение результатов 57
4.1. Изучение физико-химических свойств растворов ПАВ 57
4.1.1. Эмульгирующая способность ПАВ 58
4.1.2. Поверхностная активность ПАВ 60
4.1.3. Смачивающая способность ПАВ 62
4.1.4. Моющая способность исследуемых ПАВ 65
4.1.5. Взаимосвязь между параметрами структуры и техническими свойствами ПАВ 70
4.2. Исследование влияния гидроксида натрия на свойства ПАВ . 74
4.2.1. Поверхностное натяжение водно-щелочных растворов ПАВ 74
4.2.2. Смачивающая способность водно-щелочных растворов ПАВ 79
4.2.3. Моющая способность водно-щелочных растворов ПАВ 81
4.2.4. Определение температуры помутнения растворов ПАВ . 85
4.2.5. Определение температуры помутнения водно-щелочных растворов ПАВ 86
4.2.6. Кинематическая вязкость растворов ПАВ 89
4.3. Разработка препарата на базе ПАВ для интенсифицированной отварки хлопчатобумажных тканей 94
4.4. Изучение кинетики процесса отварки 95
4.4.1. Определение степени суммарной очистки текстильного материала 96
4.4.2. Удаление воскообразных веществ из хлопкового волокна 101
і. 4.4.3. Удаление пектиновых веществ 102
4.4.4. Удаление лигнина в условиях интенсифицированной отварки 105
4.5. Разработка технологии интенсифицированной отварки хлопчатобумажных тканей 109
4.6. Оценка экономической эффективности применения нового композиционного препарата на базе ПАВ в интенсифицированной технологии подготовки 117
Выводы 121
Список литературы 124
Список авторских публикаций
- Физико-химические процессы щелочной отварки хлопчатобумажных текстильных материалов
- Классификация ПАВ, применяемых в технологии подготовки
- Методика определения температуры помутнения растворов неионогенных ПАВ
- Взаимосвязь между параметрами структуры и техническими свойствами ПАВ
Введение к работе
Сегодня в условиях острой конкуренции к качеству выпускаемой продукции предъявляют особые требования. Колористическому оформлению и заключительной отделке текстильных материалов предшествует стадия подготовки. Она является одной из самых материало-, энерго- и трудоемких в технологии химико-текстильного производства. От тщательности проведения процессов подготовки во многом зависит качество всего цикла химической отделки тканей. Низкая степень очистки, неравномерность полученных гигроскопических свойств и белизны может обусловить многие браки последующих стадий облагораживания текстильных материалов.
В настоящее время подготовка осуществляется в основном непрерывными способами, включающими операции щелочной отварки и беления. Наиболее ответственной стадией процессов подготовки является щелочная отварка. Это связано с тем, что хлопковое волокно содержит большое количество разнообразных и полностью неизученных по химическому составу и свойствам примесей, удаление которых представляет определенные трудности.
Практический опыт использования ПАВ различной химической природы показывает их эффективность в процессах отварки. В связи с этим создание единой концепции, выявляющей их роль в процессах щелочной отварки и определение параметров использования для создания интенсифицированных технологий, обеспечивающих экономию энергоносителей и химических материалов, является актуальным.
Изучение закономерностей удаления конкретных спутников хлопковой целлюлозы в условиях использования ПАВ позволит разработать экономически выгодный способ отварки хлопчатобумажных тканей.
Цель работы состояла в создании препарата на базе ПАВ и его применении для интенсифицированной технологии отварки хлопчатобумажных тканей, позволяющей повысить качественные показатели выпускаемых хлопчатобумажных тканей и снизить затраты на проведение процессов подготовки.
Для решения поставленной задачи были выполнены следующие исследования:
- изучены эмульгирующая, смачивающая и моющая способность водных и водно-щелочных растворов ряда ПАВ и определены оптимальные концентрационно-температурные параметры их наибольшего моющего действия;
- создан композиционный препарат «Эмкол» и проведена сравнительная оценка его эффективности в процессах традиционной и предлагаемой технологии отварки;
- осуществлена комплексная оценка моющего действия «Эмкола» по отношению к нецеллюлозным примесям хлопкового волокна, поверхностно нанесенным загрязнениям хлопчатобумажного материала и обоснована возможность его использования с целью повышения экстракционного действия варочных растворов при снижении концентрации едкого натра;
- предложены технологические режимы отварки с использованием «Эмкола» для тканей различной поверхностной плотности и назначения;
- оценен ориентировочный экономический эффект от внедрения интенсифицированной технологии отварки с использованием препарата «Эмкол».
Объекты и методы исследования
Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях с последующей проверкой полученных результатов в производстве.
В работе использованы хлопчатобумажные ткани различной поверхностной плотности и ассортиментного назначения.
Объектами исследования являлись поверхностно-активные препараты нового поколения: неонолы с различной степенью оксиэтилирования от 4 до 10, феноксол БВ-9/10, синтанолы АЛМ 10 и БВ, сульфосид 61, представляющие собой малопенящиеся, биологически мягкие препараты и созданный в процессе выполнения работы композиционный препарат «Эм-кол». В качестве сравнения использовался препарат «Талка».
Экспериментальные исследования проводили с применением современных методов физико-химического анализа, спектрофотометрии, программного обеспечения молекулярных расчетов (HyperChem и ChemDraw) и математической аппроксимации (Surfer).
Прочие экспериментальные исследования проводились в соответствии с ГОСТ при использовании стандартных методик оценки качества текстильных материалов.
Оценку погрешности измерений при проведении экспериментов проводили с использованием методов математической статистики.
Научная новизна
Впервые теоретически обоснован подход к управлению процессами, связанными с очисткой хлопчатобумажного текстильного материала в условиях щелочной отварки за счет использования ПАВ нового поколения и композитов на их основе.
Изучена и обсуждена специфика очищающего действия ПАВ при удалении природных примесей из хлопкового волокна.
Предложен новый подход к прогнозированию свойств вспомогательных веществ, используемых для процессов подготовки, на основе расчета физико-химических параметров молекул органических соединений.
Практическая значимость работы
Создан композиционный препарат «Эмкол», обосновано его применение в процессах щелочной отварки хлопчатобумажных тканей, разработана интенсифицированная технология отварки на основе его использования, которая позволила повысить качество выпускаемой продукции при одновременном снижении затрат на электроэнергию и химические материалы.
Использование разработанного препарата в интенсифицированной технологии отварки позволяет снизить в 1,5-2 раза концентрацию едкого натра в варочных растворах, уменьшить расход других реагентов варочных и белящих растворов, температуру пропитки варочными растворами и время запаривания при отварке и белении.
Технология интенсифицированной отварки с использованием препарата «Эмкол» прошла производственные испытания на ОАО «Самтекс» и ОАО «Шуйские ситцы». Испытания подтвердили возможность повышения качества выпускаемой продукции, при одновременном снижении расходов на проведение процессов подготовки. Ожидаемый экономический эффект от практической реализации предлагаемой технологии с использованием композиционного препарата «Эмкол» составит 82 руб. на 1000 м ткани. На способ подготовки хлопчатобумажных тканей с использованием препарата «Эмкол» подана заявка №2003101014/04(000903) от 30.12.02. на получение авторского свидетельства и получено положительное решение.
Автор защищает:
- выявленные зависимости эмульгирующей, смачивающей и моющей способностей поверхностно-активных веществ от концентрационно-температурных параметров моющих растворов;
- установленные закономерности перехода нецеллюлозных примесей из хлопкового волокна в варочный раствор при использовании разработанного препарата «Эмкол»;
- концепцию интенсифицирующего воздействия разработанного препарата «Эмкол» на скорость и полноту удаления нецеллюлозных примесей из хлопкового волокна в процессах отварки;
- разработанный композиционный препарат «Эмкол» и способ интенсифицированной отварки хлопчатобумажной ткани при его использовании.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены на:
- Межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Поиск 2001» ИГТА, Иваново, 2001;
- Всероссийской студенческой научной конференции «Актуальные проблемы развития текстильной промышленности», Москва, 2001;
- Всероссийской студенческой научной конференции "Текстиль-XXI века", Москва, 2002;
- VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования», Иваново, 2001;
Межвузовской научно-технической конференции студентов и аспиран «г тов «Молодые ученые развитию текстильной промышленности», Иваново, 2002;
- Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2002), Иваново, 2002;
- IV Конгрессе Российского Союза химиков-колористов, Москва, 2002;
- II Всероссийской научно-технической конференции «Физико-химия процессов переработки полимеров», Иваново, 2002;
- II Всероссийской студенческой научной конференции "Текстиль-ХХІ века , Москва, 2003; - Юбилейной 55-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов "Студенты и молодые ученые КГТУ-производству" Кострома, 2003.
Физико-химические процессы щелочной отварки хлопчатобумажных текстильных материалов
Процессы подготовки являются особо значимыми в технологии облагораживания текстильных материалов. Именно на стадии подготовки текстильный материал очищается от загрязнений, ему придаются высокие, равномерные и устойчивые гигроскопические свойства и белизна.
Тщательность проведения процессов подготовки во многом определяет качество всего цикла химической отделки текстильных материалов, поскольку низкая степень очистки и неравномерность полученных гигроскопических свойств и белизны может обусловить многие браки последующих стадий облагораживания текстильных материалов.
Главной операцией подготовки является щелочная отварка. Назначение процесса щелочной отварки состоит в очистке волокна от естественных примесей целлюлозы и загрязнений, нанесенных на ткань в процессе ее изготовления, придании волокнистому материалу способности быстро и равномерно смачиваться водой и водными растворами.
В процессе отварки под воздействием щелочного варочного раствора на текстильный материал протекает целый ряд сложных химических, фи-зико- и коллоидно-химических процессов, многие из которых до сих пор не изучены полностью.
Основу химических процессов составляет деструкция загрязняющих примесей. К физико- и коллоидно-химическим процессам, протекающим в системе текстильный материал - загрязнения - варочный раствор относят: смачивание, удаление продуктов разрушения щелоче- и водорастворимых веществ, эмульгирование воскообразных спутников целлюлозы и гидрофобных загрязнений с поверхности ткани, стабилизация удаленных фрагментов и предупреждение их ресорбции.
Глубина и скорость протекания процессов, связанных с очисткой ткани при щелочной отварке, зависят от ряда факторов: - количества и качественного состава естественных примесей, их формы существования в растительной ткани, характера искусственных загрязнений и сил, удерживающих их на поверхности текстильного материала; - структуры ткани (плотность, способы переплетения нитей, вид крутки); - концентрационных и температурно-временных параметров проведения процесса.
Первые два фактора определяются природой и способами производства текстильного материала, последний - зависит от условий проведения технологических процессов. Исходя из этого, влиять на эффективность очистки возможно путем изменения технологических параметров.
Основные химические процессы деструкции нецеллюлозных примесей волокна происходят под действием едкого натра. Пектиновые, азотистые вещества, гемицеллюлозы, некоторая часть лигнина растворяются и удаляются вместе с варочным раствором на стадии промывки [24].
Поскольку наибольшее количество гидрофобных загрязнений содержится в первичной стенке волокна, то частичное или полное нарушение ее целостности является необходимым условием эффективной очистки текстильных материалов и придания им гидрофильных свойств. Подтверждением этого факта, может служить работа [17], в которой показано отсутствие гигроскопических свойств у текстильных материалов, очищенных в среде органических растворителей. При этом, несмотря на высокую степень очистки от гидрофобных загрязнений, отсутствие развитой капиллярно-пористой системы является причиной гидрофобности поверхности текстильного материала.
Помимо технологически значимых процессов деструкции загрязнений под действием горячих щелочных растворов может проходить нежелательный процесс деструкции целлюлозы. При этом установлено снижение ее степени полимеризации на 200-400 едениц [31].
Наиболее сильно деструкционные процессы могут развиваться в присутствии кислорода воздуха в варочных растворах при повышенных концентрациях едкого натра [32] на стадии запаривания в непрерывных способах отварки. Аппаратурное оформление линий для непрерывных способов обусловливает попадание кислорода воздуха в запарные аппараты. Кроме того, значительное количество воздуха может быть заключено в структуре самого материала в его порах, тупиковых и квазитупиковых капиллярах.
В виду сложности и многообразия происходящих при окислении целлюлозы реакций нет единого мнения о механизмах совместного действия кислорода и щелочи. Предполагается, что развивающиеся радикально-цепные процессы приводят к образованию перекисных соединений, способных атаковать макромолекулы целлюлозы в слабом месте и обусловливать ее деструкцию [16].
Классификация ПАВ, применяемых в технологии подготовки
К основным свойствам ПАВ относят: поверхностную активность их водных растворов; способность к самопроизвольному мицеллообразова-нию; способность к солюбилизации. Эти свойства обусловливают практическое использование ПАВ в процессах подготовки в качестве смачивателей, эмульгаторов, диспергаторов, и моющих агентов.
Свойства водных растворов ПАВ определяются дуализмом строения их молекул, имеющих ярко выраженные полярные и неполярные части.
Неполярные части молекул ПАВ склонны к гидрофобным взаимодействиям, обусловливающим при достижении критической концентрации мицеллообразования (ККМ) образование агрегатов-мицелл, находящихся в подвижном равновесии с изолированными молекулами (ионами) из которых они образованы [75].
В настоящее время для описания структуры и свойств мицелл пользуются моделью Хартли. В соответствии с ней мицелла имеет сферическую форму, длинноцепочные углеводородные радикалы которой обращены внутрь и образуют ядро, полярные группы обращены в водную фазу и составляют периферическую часть мицеллы.
Образование мицелл, обладающих пространственной структурой приводит к изменению энергетического состояния системы и проявлению ряда новых свойств водных растворов ПАВ [76]. В частности, выигрыш в энергии за счет гидрофобного связывания обусловливает значительно более низкое поверхностное натяжение мицеллярных растворов, чем растворов домицеллярной области [76,77]. В коллоидных (мицеллярных) растворах ПАВ начинает наблюдаться явление солюбилизации, являющееся важнейшим фактором моющего действия.
Солюбилизация в водной среде представляет собой процесс растворения неполярных веществ за счет их включения в ядро мицеллы. В результате чего получаются устойчивые дисперсные системы, подобные самопроизвольно образующимся ультрамикрогетерогенным эмульсиям [78].
Установлено, что ККМ различных ПАВ может составлять от 0,1 до 7 г/л [67, 73,79]. Такой диапазон концентраций ККМ обусловлен влиянием внешних условий на процессы мицеллообразования и собственно химической природой и структурой ПАВ.
Наиболее технологически и экономически выгодным является использование мицеллярных растворов, образованных при малых концентрациях ПАВ. В связи с этим выявление различных факторов, влияющих на ККМ и определение методов стимулирования мицеллообразования при более низких значениях ККМ является обоснованным.
В первую очередь ККМ зависит от природы ПАВ, длины и строения углеводородного радикала, характера и расположения полярной группы в его молекуле [75].
Установлено, что ПАВ с наиболее развитой гидрофобной частью молекулы образуют мицеллы быстрее [74].
В [74] отмечается, что строение цепей главных валентностей оказывает влияние на моющие, смачивающие и эмульгирующие свойства неио-ногенных ПАВ. Например, наличие уже указанных разветвлений за счет гидрофобных групп действует в направлении уменьшения моющего эффекта и повышения смачивающего действия. Однако они всегда увеличивают растворимость и часто повышают способность смачивать и диспергировать жиры. При этом указывается, что наличие нескольких гидрофильных групп оказывает неблагоприятное влияние на моющее действие препарата только в случае уменьшения его ясно выраженной асимметрии, но они улучшают его растворимость, диспергирующую и смачивающую способности.
Двойные связи в цепи главных валентностей повышают гидрофиль-ность, снижают сродство к волокну, улучшают смачивающее действие и устойчивость к жесткой воде, и не оказывают отрицательного влияния на моющее действие [74].
Технологически важным является изучение влияния температуры на процессы мицеллообразования. Установлено, что ее влияния на ККМ и состояние ПАВ различной химической природы в водных растворах неоднозначно.
С увеличением температуры наблюдается повышение ККМ ионо-генных и, напротив, понижение для неионогенных веществ [73]. В [36] отмечается, что растворение АПАВ в отличие от НПАВ начинается при более высоких температурах. Однако по достижении растворимого состояния анионактивные ПАВ значительно более устойчивы к действию высоких температур, чем НПАВ.
Влияние электролитов, органических веществ, рН и др. факторов на ККМ также различается в зависимости от химической природы ПАВ.
В случае неионогенных ПАВ присутствие электролитов слабо влияет на ККМ и размер мицелл, напротив, с ростом концентрации электролитов мицеллярная масса ионогенных ПАВ существенно возрастает.
Весьма противоречиво влияние присутствия органических веществ на ККМ смесей ПАВ [73, 80, 81]. Установлено, что снижению ККМ НПАВ способствует введение в систему алифатических спиртов [73]. Органические растворители увеличивают величину ККМ ионогенных ПАВ [82].
Методика определения температуры помутнения растворов неионогенных ПАВ
Определение кинематической вязкости растворов НПАВ проводили с помощью стеклянного вискозиметра типа ВПЖ-2, который представляет собой V-образную трубку с впаянным капилляром определенного диаметра.
Исследуемые растворы готовят следующим образом. Навеску препаратов, взвешенную с точностью до 0,00001 г растворяют в дистилирован-ной воде и термостатируют в течении 30 мин. при 20С. В установленный вертикально вискозиметр с помощью пипетки помещают 10 мл исследуемого раствора. Затем жидкость засасывают в сосуд известного объема над капилляром.
Далее измеряют время истечения жидкости из сосуда. Кинематическую вязкость жидкости определяют по формуле: v = - х КТ, где v - кинематическая вязкость анализируемой жидкости, мм /с; К - постоянная вискозиметра - 0,01062; T - время истечения жидкости, сек g - ускорение свободного падения, м/с ;
Ткань пропитывают раствором биопрепарата «Экар» концентрации 1г/л. при температуре пропитки 30-40С. Затем следует «лежка» в течение 2 часов. Промывка горячей водой - 55С, холодной, с CMC, горячей водой и холодной водой.
Методика основана на определении коэффициента отражения исследуемого образца на спектрофотометре «Спекол-11» при длине волны 635 нм [107].
Образцы размером 5x5 см пропитывают в 10 мл раствора йода концентрации 3,78 г/л в течение 10 мин. в колбе на 100 мл, при полном погружении образца в раствор.
Пропитанный образец отжимают на плюсовке и помещают в раствор бикарбоната натрия на 2 мин., объем раствора 15 мл. Далее образец отжимают и высушивают на воздухе.
Сухой образец помещают в сушильный шкаф при температуре 105С на 30 мин. для возгонки свободного йода. После глажения снимают коэффициент отражения на спектрофотометре «Спекол-11» при длине волны 635 нм.
Степень удаления шлихты рассчитывают по формуле: Y -Y — -х100%, гдеУс - интенсивность окраски сурового образца, Yx - интенсивность окраски расшлихтованного образца, Yc = -, где R и RQ - коэффициенты отражения, соответственно расшлихтованного образца и сурового образца. Метод основан на определении мутности сернокислых растворов целлюлозы[108]. Для определения мутности навеску измельченной ткани массой 0,2г, предварительно выдержанную в эксикаторе в течение суток при относительной влажности 65%, взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.
Затем ее растворяют в 10 мл 93% серной кислоты на холоду в течение 3 часов. Полученный раствор переносят в мерную колбу на 100 мл, добавляют 2 мл раствора неионогенного смачивателя ОП-10 концентрации 1 г/л и разбавляют до метки дистиллированной водой.
На нефелометре или на фотоэлектроколориметре турбидиметриче-ским методом определяют мутность сернокислых растворов целлюлозы, которую характеризуют посредством оптической плотности. Измерения проводят с синим светофильтром при длине волны 450±10 нм. Кювету сравнения заполняют дистиллированной водой.
Взаимосвязь между параметрами структуры и техническими свойствами ПАВ
Использование полученных экспериментальных данных для целенаправленного подбора компонентов и создания препарата, требует определения взаимосвязи физико-химических свойств исследуемых ПАВ с их структурными параметрами. В целях детального описания взаимосвязи между свойствами исследуемых ПАВ и их химической структурой был проведен расчет физико-химических параметров молекул органических соединений с использованием программного обеспечения молекулярных расчетов (HyperChem и ChemDraw Ultra). Это дает возможность оценить целый ряд параметров, отражающих поведение исследуемых соединений в водных растворах, а также априори предсказать преимущественное взаимодействие анализируемых ПАВ с полярными и неполярными примесями целлюлозы и поверхностными загрязнениями ткани.
Наибольший интерес среди таких параметров представляют: молекулярный объем, энергия гидратации и коэффициент распределения Log P0/w органического вещества между двумя несмешивающимися фракциями н-октанола и воды. Последний параметр является мерой гидрофобности ПАВ и используется в физико-химических исследованиях наряду с расчетным параметром гидрофильно-липофильного баланса ГЛБ. Практическое применение параметра Log Po/w оправдано тем, что его можно определить экспериментально.
Результаты проведенных расчетов представлены в табл.5 и показывают, что при возрастании оксиэтиленовой цепи в ряду неонолов АФ-9/4, 9/5, 9/6, 9/10 возрастает объем молекул ПАВ и величина энергии гидратации. Вместе с тем величина коэффициента распределения Log P0/w изменяется в различных направлениях в зависимости от варианта расчета. Здесь, по-видимому, проявляются противоречия в различных подходах к оценке гидрофобности органических соединений.
С одной стороны, увеличение объема молекулы приводит к возрастанию ее гидрофобности, с другой - наращивание полярной цепи оксиэти-леновых групп приводит к увеличению гидрофильности соединения, о чем говорит увеличение энергии гидратации. В целом, можно полагать, что в рассматриваемом ряду параметр гидрофобности ПАВ не изменяется, поэтому при дальнейшем анализе можно принимать во внимание объем молекул и их энергию гидратации.
Проведенный анализ выявил корреляцию поверхностно-активных свойств исследуемого ряда ПАВ с расчетными молекулярными параметрами.
Наибольшая эффективность неонолов АФ-9/4, АФ-9/5, АФ-9/6, имеющих наименьший молекулярный объем и содержащих небольшое количество оксиэтильных групп, обусловливает преобладание в структуре молекул этих ПАВ гидрофобной составляющей, которая обеспечивает наибольшую растворимость масляной фазы в мицеллах и высокую стабильность полученной эмульсии (рис.1). В дальнейшем, устойчивость эмульсий ПАВ уменьшается в строгом соответствии с увеличением объема молекулы и повышением энергии гидратации.
Увеличение объема молекулы и энергии гидратации в ряду исследуемых ПАВ обусловливает возрастание их поверхностного натяжения в диапазоне концентраций 0,2-0,9 г/л (рис.2). Наименьшими значениями поверхностного натяжения характеризуется неонол АФ-9/4, имеющий наименьший объем молекулы, наибольшими - неонол АФ-9/10.
Исключение составляет феноксол БВ-9/10. Расчет молекулярных характеристик феноксола БВ-9/10 показывает, что он обладает одновременно наибольшим объемом молекулы и не самой большой энергией гидратации, на уровне неонола АФ-9/5. Специфичность феноксола БВ-9/10 определяется, очевидно, присутствием в его молекуле дополнительного гидрофобного фрагмента-объемного бутильного радикала с одной стороны, и длинной оксиэтилированной цепочки-с другой. Такое сочетание в его структуре полярных и неполярных частей, обусловливает две противоположные тенденции - усиление склонности к гидрофобным взаимодействиям и стремление к растворению препарата в полярной фазе и частичному экранированию гидрофобных взаимодействий.
Помимо этого длинная оксиэтилированная цепочка в сочетании с объемной гидрофобной частью молекулы определяет образование развитого водно-углеводородного слоя периферической части мицелл.
Преобладание в разных экспериментальных условиях роли той или другой из описанных тенденций выделяет феноксол БВ-9/10 из всех рассматриваемых ПАВ.
Так высокая растворимость феноксола БВ-9/10 в воде снижает его эмульгирующую способность, в сравнении с неонолами АФ-9/4,9/5,9/6. В тоже время большая эмульгирующая способность феноксола БВ-9/10, в сравнении с синтанолами, очевидно, обусловлена его способностью образовывать гидратные слои на поверхности эмульгированных капель за счет связывания оксиэтильными группами молекул воды. Это способствует повышению энергетического барьера между каплями эмульсии и препятствует их коалесценции.
Сопоставление данных, представленных на рис.3-6, указывает на корреляцию увеличения объема молекул в рассматриваемом ряду ПАВ и смачивающей способности их водных растворов при температурах от 25С до 40С. Напротив, повышение температуры выше 60С обусловливает обратную корреляцию.
Причины этому, очевидно, заключаются в сложном характере моющего действия ПАВ, включающего целый ряд явлений и процессов. При этом особое значение имеет фазовое состояние ПАВ, имеющее вполне определенную температурную зависимость.
