목차
화학의 계면활성제에 관한 자료입니다.
1.계면활성제의 정의
2.계면활성제 발달사
3.계면활성제의 성질
4.계면활성제의 용도
5.계면활성제의 종류
1.계면활성제의 정의
2.계면활성제 발달사
3.계면활성제의 성질
4.계면활성제의 용도
5.계면활성제의 종류
본문내용
, 팜유, 팜핵유, 올리브유 및 피마자유 등.
첨가물 : 산화 방지제, 착색제, 향료 혹은 lanolin과 squalane 등.
(세탁 비누) ; 내경수 첨가제-탄산나트륨, 규산나트륨(sodium silicate) 혹은 폴리인산(polyphosphoric acid) .
(약용비누) ; 소독제 첨가.
2.술폰산염형 음이온성 계면활성제
* 대표적인 합성세제의 주성분 : 알킬벤젠으로부터 합성(LAS: Linear alkylbenzene sulfonate) α-olefin로 부터 합성되는 것(AOS: -olefin sulfonate)
* 알킬벤젠: 이전 - propylene의 사량체로부터 유도(측쇄 메틸기가 생분해성을 저하시킴). 현재 - 장쇄 클로로알칸(장쇄 알켄)에서 합성되는 직쇄 알킬기를 가진 알킬벤젠.
* α-올레핀 술폰산염 : Soft세제로서 사용. 술폰화 ; 황산, 공업적으로는 발연황산, 무수황산, 설판(삼산화황의 3량체) 등이 사용. 염색 보조제 ; 뛰어난 성능을 가지는 이게폰 T나 양호한 침투제인 에어로졸 OT도 술폰 산염형 음이온성 계면활성제. 알칸술폰산염(SAS) ; 파라핀을 원료로하여 합성되며, 세제 등에 이용
3.황산 에스테르형 음이온성 계면활성제
고급알콜, -올레핀, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르를 황산, 발연황산, 클로르술폰산, 무수황산과 반응.
* 액체 세제(테이폴) : α-올레핀으로부터의 황산에스테르는 액체세제의 중요한 원료.
* 샴푸 : 수용성이 크고, 경수 중에서 기포성이 큰 특징을 가진 폴리옥시에틸렌기가 사용.
* 황산화유 : 피마자유와 올리브유를 부분적으로 황산에스테르한 것, 특히 전자를 로드유 (Turkey red oil)라고 하고 오랜 동안 섬유공업에 사용됨.
4.기타
* 정전기 방지제 : 인산 에스테르형 음이온성 계면활성제가 이용.
3양성이온 계면활성제
지금까지의 계면활성제는 친수기로서 음이온이나 양이온의 원자단을 가진 것이나,1940년 경부터 1개의 분자내에 음, 양의 양이온으로 하전한 계면활성제가 출현햇으며 이런 계면활서제를 Amphoteric surface active agent(양성계면활성제)라 한다. 그러나 현재로는 이 계통의 제품은 비교적 친수라는 점밖에 계면활성제로서 종래의 활성제화 같은 특성을 충분히 갖지 못하고, 대부분 살균제로써의 용도면에서 연구되어 있는 관계로 현재로서는 계면활성제 본래의 중요성이 인정되어 잇는 것은 적으나, 장래에 새로운 구조의 것이 합성되어 신분야를 개척할 가능성이 있다.한 분자 내에 양이온과 음이온을 동시에 갖는 계면활성제로써 알카리에서는 음이온, 산성에서는 양이온의 특성을 나타낸다. 특히 다른 이온계면활성제에 비하여 피부에 안전하고 세정력, 살균력, 유연효과가 뛰어나다.
◎종류
1.아미노산형 양쪽성 계면활성제
* 등전점 ; 아미노산형 양쪽성 계면활성제의 한가지 특성, 어떤 특정의 pH값에 있어서 염기 및 산의 해리도가 똑같이 되고 즉, 분자내 염을 형성하여 친수성이 현저하게 감소 하고 계면활성제로서의 성능을 저하시킨다.
2.베타인형 양쪽성 계면활성제
제4암모늄기와 carboxylate group을 가진 것으로 모든 pH에서 계면활성이 유지되고, 제3아민 을 모노클로로 아세트산으로 4급화한 것과 그밖에 imidazoline계의 것도 있다.
3.기타
천연의 양쪽성 계면활성제 ; 계란 노른자 중의 lecithin, 마요네즈 제조에서 효과가 있다.
4비이온 계면활성제
수중에서 해리되지 않음.이온성에 의한 친수기를 갖는 대신 하이드록시기나 에틸렌 옥사이드기에 의한 물과의 수소결합에 의한 친수성을 갖는 계면활성제이다.수용액 중에서 전연 이온화하지 않고 계면활성을 가진 일군의 활성제를 비이온 계면활성제라 한다. 제2차 대전중 독일에서 공업화되어 Igepal,Leonil,Emulphor 등의 제품이 시장에 나왔으며 다량 사용된 것은 종전후이며, 미국에서는 전계면활성제의 20%이상을 차지하고 있으며, 이중 50%가 섬유공업 및 세탁용으로 쓰이고,25%가 식품공업, 25%가 살충제,농약 등에 사용된다. 비이온 활성제는 유화제로써 발달하여 최근에는 경수, 염수에 의해서 지배되지 않는 안정한 이상적 계면활성제로써alkali에 민감한 wool,silk등의 정련, 표백, 염색에 대하여 매우 안정하고 효과적이며, 염색조제로서도 균염제 혹은 완염제로 쓰인다. 피부에 비교적 안정하여 세정제를 제외한 대부분의 화장품에는 이러한 형태의 계면활성제가 사용된다.
◎종류
1.폴리에틸렌글리콜형 비이온성 계면활성제
-. 고급 알코올, 알킬페놀의 산화 에틸렌 부가물.
-. 에스테르형의 합성
2.다가 알콜형 비이온성 계면활성제
-. 다가알코올의 mono, diester 및 그 산화에틸렌 부가물,
-. 지방산 알카놀아미드 및 그 산화 에틸렌 부가물.
-. 폴리올로 ; 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비탄, 설탕 등이 사용.
* 제법 -. 설탕 에스테르 ; 지방산 메틸의 에스테르 교환반응으로 합성, (용매 : 디메틸포름아마이드).
설탕과 지방산 에스테르를 유화상태에서 에스테르 교환반응시키는 새로운 방법이 개발 → 설탕 에스테르는 식용 계면활성제로서 중요함.
* 식품 첨가용(모노글리세라이드)
-. Span ; 솔비탄 에스테르.
-. 트윈(Tween) ; 솔비탄 에스테르의 산화 에틸렌 부가물.
* 지방산 디에탄올아미드 및 산화 에틸렌 부가물 ; 거품 발생용 세제 첨가제로서 뛰어남.
*보충 참고 설명.
*비누의 단점
(1)tpsanfd서는 수중에 포함된 칼슘,마그네슘 성분이 지방산과 결합하여 치즈형태의 비누 때가 생성(세정력 저하)
- 이러한 현상을 방지하기 위하여 비누에 EDTA(에틸렌디아민 테트라아세트산)를 첨가
-->EDTA는 아미노산의 일종으로 칼슘,마그네슘가 강하게 결합
(2)비누는 기본적으로 알칼리성이기 때문에 알칼리에 민감한 섬유(양모 등 천연섬유)의 세탁에는 적합하지 않음==>중성합성세제 사용.
※참고 문헌.
1.계면 과학(전남대학교 출판부 p22~23,197~207) 2.콜로이드와 계면활성제(대광서림 p273~316) 3.2000학년 2학기 생활과 응용화학(계면활성제의 이해中.)
첨가물 : 산화 방지제, 착색제, 향료 혹은 lanolin과 squalane 등.
(세탁 비누) ; 내경수 첨가제-탄산나트륨, 규산나트륨(sodium silicate) 혹은 폴리인산(polyphosphoric acid) .
(약용비누) ; 소독제 첨가.
2.술폰산염형 음이온성 계면활성제
* 대표적인 합성세제의 주성분 : 알킬벤젠으로부터 합성(LAS: Linear alkylbenzene sulfonate) α-olefin로 부터 합성되는 것(AOS: -olefin sulfonate)
* 알킬벤젠: 이전 - propylene의 사량체로부터 유도(측쇄 메틸기가 생분해성을 저하시킴). 현재 - 장쇄 클로로알칸(장쇄 알켄)에서 합성되는 직쇄 알킬기를 가진 알킬벤젠.
* α-올레핀 술폰산염 : Soft세제로서 사용. 술폰화 ; 황산, 공업적으로는 발연황산, 무수황산, 설판(삼산화황의 3량체) 등이 사용. 염색 보조제 ; 뛰어난 성능을 가지는 이게폰 T나 양호한 침투제인 에어로졸 OT도 술폰 산염형 음이온성 계면활성제. 알칸술폰산염(SAS) ; 파라핀을 원료로하여 합성되며, 세제 등에 이용
3.황산 에스테르형 음이온성 계면활성제
고급알콜, -올레핀, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르를 황산, 발연황산, 클로르술폰산, 무수황산과 반응.
* 액체 세제(테이폴) : α-올레핀으로부터의 황산에스테르는 액체세제의 중요한 원료.
* 샴푸 : 수용성이 크고, 경수 중에서 기포성이 큰 특징을 가진 폴리옥시에틸렌기가 사용.
* 황산화유 : 피마자유와 올리브유를 부분적으로 황산에스테르한 것, 특히 전자를 로드유 (Turkey red oil)라고 하고 오랜 동안 섬유공업에 사용됨.
4.기타
* 정전기 방지제 : 인산 에스테르형 음이온성 계면활성제가 이용.
3양성이온 계면활성제
지금까지의 계면활성제는 친수기로서 음이온이나 양이온의 원자단을 가진 것이나,1940년 경부터 1개의 분자내에 음, 양의 양이온으로 하전한 계면활성제가 출현햇으며 이런 계면활서제를 Amphoteric surface active agent(양성계면활성제)라 한다. 그러나 현재로는 이 계통의 제품은 비교적 친수라는 점밖에 계면활성제로서 종래의 활성제화 같은 특성을 충분히 갖지 못하고, 대부분 살균제로써의 용도면에서 연구되어 있는 관계로 현재로서는 계면활성제 본래의 중요성이 인정되어 잇는 것은 적으나, 장래에 새로운 구조의 것이 합성되어 신분야를 개척할 가능성이 있다.한 분자 내에 양이온과 음이온을 동시에 갖는 계면활성제로써 알카리에서는 음이온, 산성에서는 양이온의 특성을 나타낸다. 특히 다른 이온계면활성제에 비하여 피부에 안전하고 세정력, 살균력, 유연효과가 뛰어나다.
◎종류
1.아미노산형 양쪽성 계면활성제
* 등전점 ; 아미노산형 양쪽성 계면활성제의 한가지 특성, 어떤 특정의 pH값에 있어서 염기 및 산의 해리도가 똑같이 되고 즉, 분자내 염을 형성하여 친수성이 현저하게 감소 하고 계면활성제로서의 성능을 저하시킨다.
2.베타인형 양쪽성 계면활성제
제4암모늄기와 carboxylate group을 가진 것으로 모든 pH에서 계면활성이 유지되고, 제3아민 을 모노클로로 아세트산으로 4급화한 것과 그밖에 imidazoline계의 것도 있다.
3.기타
천연의 양쪽성 계면활성제 ; 계란 노른자 중의 lecithin, 마요네즈 제조에서 효과가 있다.
4비이온 계면활성제
수중에서 해리되지 않음.이온성에 의한 친수기를 갖는 대신 하이드록시기나 에틸렌 옥사이드기에 의한 물과의 수소결합에 의한 친수성을 갖는 계면활성제이다.수용액 중에서 전연 이온화하지 않고 계면활성을 가진 일군의 활성제를 비이온 계면활성제라 한다. 제2차 대전중 독일에서 공업화되어 Igepal,Leonil,Emulphor 등의 제품이 시장에 나왔으며 다량 사용된 것은 종전후이며, 미국에서는 전계면활성제의 20%이상을 차지하고 있으며, 이중 50%가 섬유공업 및 세탁용으로 쓰이고,25%가 식품공업, 25%가 살충제,농약 등에 사용된다. 비이온 활성제는 유화제로써 발달하여 최근에는 경수, 염수에 의해서 지배되지 않는 안정한 이상적 계면활성제로써alkali에 민감한 wool,silk등의 정련, 표백, 염색에 대하여 매우 안정하고 효과적이며, 염색조제로서도 균염제 혹은 완염제로 쓰인다. 피부에 비교적 안정하여 세정제를 제외한 대부분의 화장품에는 이러한 형태의 계면활성제가 사용된다.
◎종류
1.폴리에틸렌글리콜형 비이온성 계면활성제
-. 고급 알코올, 알킬페놀의 산화 에틸렌 부가물.
-. 에스테르형의 합성
2.다가 알콜형 비이온성 계면활성제
-. 다가알코올의 mono, diester 및 그 산화에틸렌 부가물,
-. 지방산 알카놀아미드 및 그 산화 에틸렌 부가물.
-. 폴리올로 ; 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비탄, 설탕 등이 사용.
* 제법 -. 설탕 에스테르 ; 지방산 메틸의 에스테르 교환반응으로 합성, (용매 : 디메틸포름아마이드).
설탕과 지방산 에스테르를 유화상태에서 에스테르 교환반응시키는 새로운 방법이 개발 → 설탕 에스테르는 식용 계면활성제로서 중요함.
* 식품 첨가용(모노글리세라이드)
-. Span ; 솔비탄 에스테르.
-. 트윈(Tween) ; 솔비탄 에스테르의 산화 에틸렌 부가물.
* 지방산 디에탄올아미드 및 산화 에틸렌 부가물 ; 거품 발생용 세제 첨가제로서 뛰어남.
*보충 참고 설명.
*비누의 단점
(1)tpsanfd서는 수중에 포함된 칼슘,마그네슘 성분이 지방산과 결합하여 치즈형태의 비누 때가 생성(세정력 저하)
- 이러한 현상을 방지하기 위하여 비누에 EDTA(에틸렌디아민 테트라아세트산)를 첨가
-->EDTA는 아미노산의 일종으로 칼슘,마그네슘가 강하게 결합
(2)비누는 기본적으로 알칼리성이기 때문에 알칼리에 민감한 섬유(양모 등 천연섬유)의 세탁에는 적합하지 않음==>중성합성세제 사용.
※참고 문헌.
1.계면 과학(전남대학교 출판부 p22~23,197~207) 2.콜로이드와 계면활성제(대광서림 p273~316) 3.2000학년 2학기 생활과 응용화학(계면활성제의 이해中.)
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