ГЛБ туралы түсінік, БАЗ-дың әсер ету механизмі бойынша жіктелуі

Біз жоғ арыда БАЗ-дың адсорбциялық қ абілеттігінің негізгі ерекше қ асиеттерінің бірі – беттік активтілігінің жоғ ары болатындығ ын кө рсеттік. БАЗ-ды коллоидтық практикалық қ олдануына байланысты маң ызды сандық сипаттамаларының бірі – гидрофильді-липофильдік баланс (ГЛБ). Ол БАЗ молекуласындағ ы полярлы топтардың гидрофильдік қ асиеттері мен кө мірсутектік радикалдардың липофильдік (липо-май) қ асиеттерінің қ арым-қ атынасын кө рсетеді. ГЛБ саны ә ртү рлі БАЗ-дың мицелла тү зілу, майғ ындарды тұ рақ тандыру жә не т.б. қ абілеттіліктерін салыстыру арқ ылы анық талады.

ГЛБ санын анық тайтын ең кө п тарағ ан тә сіл – Гриффин ә дісі. Ол БАЗ-дың су-май немесе май-су типті майғ ындарды тү зу қ абілеттіліктеріне негізделген. Шартты тү рде ГЛБ мә ндері натрий олеаты ү шін -18, триэтиламин ү шін -12, олеин қ ышқ ылы ү шін -1 етіп алынғ ан. Неғ ұ рлым гидрофильділік жоғ ары болса, соғ ұ рлым ГЛБ саны кө птірек болады. ГЛБ саны 1 мен 40 аралығ ында болады. ГЛБ мә нін былай анық тайды. ГЛБ мә ні белгілі жә не белгісіз майғ ындағ ыштардың БАЗ қ оспаларының кө мегімен су мен станджарттық майдан майғ ындар даярлайды. Майғ ындарды 24 сағ ат бойы сақ тап, содан соң тұ рақ ты майғ ынды немесе майғ ындардың ауысуын анық тайды жә не қ асиеттерін аддитивті деп есептеп зерттелетін БАЗ-дың ГЛБ санын мына формуламен есептейді:

мұ ндағ ы – стандарттық майдың тұ рақ ты эмульсиясын алуды қ амтамасыз ететін БАЗ қ оспасының ГЛБ саны; -сі белгілі А майғ ындағ ышының мө лшері; -сі белгісіз В майғ ындағ ышының мө лшері.

ГЛБ санын анық таудың басқ а да эмпирикалық ә дістері бар. Оксиэтилендірілген ө німдердің ГЛБ-сін есептеу ү шін Гриффиннің мынадай тең деуі пайдалынады:

(5)

мұ ндағ ы: , - этиленоксид пен спирттің мө лшері, массалық % бойынша.

Гидрофильдік топтары этиленоксид болатын этиленоксидтің туындалары ү шін бұ л ө рнек былай жазылады:

(6)

Дэвис БАЗ-дың қ ұ рылымы мен ГЛБ арасындағ ы тә уелділікті сандық тү рде кө рсетті. ә рбір қ ұ рылымдық бірлік ГЛБ-ғ а ө здерінің ү лесін қ осады. Гриффин бойынша ГЛБ саны мынадай:

Гидрофильдік топтар бойынша

- СООК – 21, 1; -СООNa – 19, 1; - СООН – 2, 4; - ОН – 1, 9; = О -1, 3; ал гидрофобтық топтар ү шін: =CH-, -CH₂-, -CH₃, =CH= - 0, 475.

Осы мә ліметтер негізінде ГЛБ санын келесі тең деу арқ ылы есептеуге болады:

(7)

мұ ндағ ы: - барлық гидрофильдік топтардың ГЛБ сандарының қ осындысы; – барлық липофильдік (гидрофобтық) топтардың ГЛБ сандарының қ осындысы.

Бұ л тең деуде полиоксиэтильдік топтардың қ ұ рамындағ ы СН₂ – топтарының саны есепке алынбайды.

ГЛБ-ның эмпирикалық санының физикалық мә ні бө ліну шекарасындағ ы «май» фазасынан БАЗ молекулаларының адсорбция жұ мысының сол шекарадағ ы «су» фазасынан адсорбция жұ мысы қ атынасын анық тайды. Сонымен, ГЛБ саны Генри константасымен жә не беттік активтілігі сызық ты байланысты болады екен. Ә детте практикада БАЗ сапасын ГЛБ санымен анық тайды. Мысалы, тұ рақ ты тура майғ ындарды (судағ ы май) алу ү шін ГЛБ саны 10-нан 10-ғ а дейін болатын (майдың табиғ атына байланысты) БАЗ; кері майғ ындардың (майдағ ы су) алуда ГЛБ саны 3-5 болатын БАЗ пайдаланылады; тура майғ ындардың ГЛБ саны 7 9, жуғ ыш заттардың 13 15, ол сулы ерітінділердегі солюбилизатордың ГЛБ саны 15 16 болады.

Бұ л айтылғ андардың ГЛБ санына байланысты, немесе олардың ә сер ету механизміне байланысты, немесе қ олдану аймағ ына байланысты БАЗ тұ рақ тандырғ ыштар (стабилизаторлар), жұ қ тырғ ыштар, жуғ ыш заттар, кө біктү згіштер, майғ ындағ ыштар, диспергаторлар жә не т.б. болып жіктелетінін байқ аймыз.

Осығ ан орай П.А. Ребиндердің беттiк-активтi заттарды фазалар шекарасына жә не бү кiл дисперстi жү йеге ә сер ету механизмi бойынша ү лкен тө рт топқ а бө лгенін айта кеткен жө н:

1) Тек қ ана (кө бiне) су/ауа бө лу аралығ ында беттiк-активтiлiк кө рсететiн заттар. Оларғ а алифатикалық спирттер мен қ ышқ ылдар гомологтары немесе қ ұ рамы кү рделiрек органикалық заттар жатады. Бұ л БАЗ тобы судың ауамен жанасқ ан бетiндегi беттiк керiлуді тө мендететiндiктен ж±қ тырѓыш қ асиетке ие болады. Сонымен бiрге олар кө бiк тү згiштер ретiнде де пайдалы, ә сiресе тұ рақ тылығ ы тө мен кө бiктер тү зу ү шiн (флотацияда).

2) Конденсацияланғ ан фазалар (сұ йық /сұ йық, қ атты/с±йық) шекарасында беттiк активтi, табиғ аты бойынша ә р тү рлi БАЗ-дар. Бұ л топқ а жататын беттiк-активтiк заттар фазалар арасындағ ы беттiк керiлуді едә уiр тө мендететiндiктен қ атты заттарды бұ зу, ұ сақ тау, сұ йық тарды майғ ынғ а айналдыру ү дерісінде жаң а шекара беттерiнiң пайда болуына жағ дай жасайды. Оларды диспергаторлар (ұ сақ тағ ыштар) деп атайды жә не бұ л заттарды таң дамалы жұ ғ у ү дерісін реттеуге де қ олданады.

3) Iркiлдек қ ұ рылымдар тү зуге бейiм, яғ ни адсорбциялық қ абаттар мен фазалар кө лемiнде қ ұ рылымданатын беттiк-активтiк заттар. Бұ ғ ан жататындар - полярлы топтары кө п табиғ и жә не синтетикалық жоғ ары молекулалық қ осылыстар (белоктар, глюкозидтер, целлюлоза туындылары, поливинил спиртi жә не т.б.). Бұ л заттар кө бiк, майғ ын, жү згін сияқ ты концентрациясы тө мен дисперсиялардың тұ рақ тандырғ ышы болып келедi. Сонымен бiрге олар жоғ ары концентрациялы дисперсиялардың (пасталардың) пластификаторлары ретiнде қ олданылады.

4) Жуғ ыштық қ асиет кө рсететін БАЗ-дар. Олар алдың ғ ы ү ш топтың қ асиеттерiн қ осып алып, термодинамика тұ рѓысынан тұ рақ ты бө лшектер (мицеллалар) тү зуге жә не олардың ядросына жуылатын бө лшектердi енгiзуге қ абiлеттi. Бұ л топқ а аниондық, катиондық жә не иондық емес БАЗ-дар жатады.

ГЛБ саны БАЗ-дың қ олдану саласын анық тағ анымен, олардың тиімділігін толық сипаттай ала алмайтынын айта кеткен жө н.

Сонымен, БАЗ-дың беттік активтіліктерін олардың беттік керілуді тө мендететінінен, майғ ындау, кө біктү зу, диспергелеу жә не тұ рақ тандыру жә не т.б. болдыратынын байқ ауғ а болады.