계면활성제 양쪽성 계면활성제 비 이온성 계면활성제 미셀구조 친수성기 친유성기 음이온성 계면활성제 양이온성 계면활성제

소개글

계면활성제 양쪽성 계면활성제 비 이온성 계면활성제 미셀구조 친수성기 친유성기 음이온성 계면활성제 양이온성 계면활성제에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

적인 것은 다가알코올의 모노 및 디에스테르, 혹은 그것들의 산화 에틸렌 부가물이나 지방산 알카놀아미드 및 그 산화 에틸렌 부가물이 있다. 폴리올의 알킬에테르도 있지만 제조량은 적다. 폴리올로서는 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비탄, 설탕 등이 사용된다.
글리세린이나 펜타에리트리톨의 지방산 에스테르는 공업적으로는 수산화 나트륨을 촉매로 하여 200℃에서의 에스테르 교환법에 의해 제조된다. 모노 글리세라이드 중에는 식품 첨가용으로서 중요한 것이 많다. 솔비탄에스테르는 스판(Span)이라고 하는 이름으로, 또 그 산화 에틸렌 부가물은 트윈(Tween)이라고 하는 이름으로 알려져 있다. 솔비트와 지방산을 촉매(수산화나트륨)와 함께 220 ~ 250℃로 가열하면, 솔비트가 솔비탄으로 분자내 탈수하고, 이것으로 지방산이 에스테르화한다.
설탕 에스테르의 경우는 지방산 메틸과의 에스테르 교환 반응으로 합성되지만, 양자의 공통 용매가 적은 것, 또 설탕이 100℃ 이상에서 분해하는 것 등 때문에 여러 가지 연구가 이루어진다. 용매로서 디메틸 포름아미드가 사용되어 왔지만, 최근에는 설탕과 지방산 에스테르를 유화 상태에서 에스테르 교환 반응시키는 새로운 방법이 개발되고 있다. 설탕 에스테르는 식용 계면활성제로서 중요하다. 지방산 디에탄올 아미드 및 그 산화 에틸렌 부가물은 거품을 일으키는 세제 첨가제로서 우수한 성질을 가지고 있다.
지방산과 디에탄올 아민과의 탈수축합으로 합성되지만, 지방산과 아민의 몰비에 의해 제품의 성질에 차이가 있다. 몰비는 통상 1 : 2와 1 : 1이 채용되고 있다. 전자의 쪽이 수용성이 크다. 반응중 에스테르 아민에의 전위가 약간 일어나기 때문에 제품은 순수한 비이온성 이라고 하는 것보다도 약간 양이온성을 머금은 계면활성제가 된다.
양쪽성 계면활성제
▶넓은 의미에서 양쪽성 계면활성제라고 하면 음이온성, 양이온성, 비이온성의 3가지 성질의 어느 쪽이든 2가지 성질을 가지고 있는 경우를 가리키지만, 보통으로는 음이온성과 양이온성의 양 성질을 가지는 계면활성제를 가리키는 경우가 많다. 산성에서는 양이온성 계면활성제로서, 또 알칼리성에서는 음이온성 계면활성제로서 작용한다. 넓은 pH 범위에서 사용 가능하고, 화장품, 살균 소독제, 섬유 처리제 등의 용도가 있다. 아미노산으로부터 합성된 것을 배합한 약용 비누가 시판되고 있다.
◈ 아미노산형 양쪽성 계면활성제 ◈
아미노산형 양쪽성 계면활성제의 특성의 하나로서 등전점이 있다. 어느 특정의 pH값에 있어서 염기 및 산 해리도가 동등해지고, 즉 분자내 염을 형성하여 친수성이 현저하게 감소하고, 계면활성제로서의 성능을 저하시킨다.
◈ 베타인형 양쪽성 계면활성제 ◈
제4암모늄기와 카르복실레이트기를 가지는 것으로, 아미노산형과 달리 등전점에서도 석출하는 일 없이, 모든 pH에 계면활성이 유지된다. 이와 같은 종류의 주요한 것은 제3아민을 모노클로로 아세트산으로 4급화한 것으로, 이 외에 이미다조린계의 것도 있다.
특수 계면활성제
◈ 풀루오르계 계면활성제 ◈
풀루오르카본 사슬을 소수기로 하는 계면활성제이며, 표면장력을 현저하게 저하시켜 CMC가 작다고 하는 특징을 가지고 있고, 소화제, 풀루오르수지 유화제, 윤활제 등의 특수한 용도가 개발되고 있다.
◈ 실리콘계 계면활성제 ◈
폴리디메틸 실록산을 소수기로 하는 계면활성제에 다음과 같은 것이 있다. 폴리실록산 사슬은 분자간 힘이 작고, 표면장력 저하능이 크다. 이형제, 방담제 등의 특수한 용도에 이용되고 있다.
◈ 고분자계 계면활성제 ◈
엄밀하게는 지금까지 말해 온 계면활성제와 분자의 형태도 거동도 다르지만, 고분자 화합물로 계면활성이나 응집분산 작용을 나타내는 것이 있고, 고분자 계면활성제로서 다뤄지고 있다. 고분자 계면활성제는 분자 하나가 1개의 미셀에 상당하는 것을 형성한다고 하고 있고, 이 점이 저분자 계면활성제와 다른 점이다. 고분자 계면활성제 중에서 가장 잘 알려져 있는 것은 산화 프로필렌과 산화 에틸렌의 블록 공중합물이며, 저발포성 세제, 유화 분산제로서 사용되고 있다. 이것을 플루로닉형 비이온성 계면활성제라고 부른다. 폴리프로필렌 글콜은 분자량이 1,000 이상이 되면 물에 불용성이 되므로, 소수기로서의 성능을 부담하게 된다.
에틸렌 디아민에 산화 프로필렌을 부가시키고, 또 산화 에틸렌을 부가시킨 것도 있다. 고분자 계면활성제로서 폴리알킬페놀이나 폴리비닐피리디니움염이 있고, 폴리소프로서 사용되고 있다. 이들 외에 카르복시메틸 셀룰로오스(세제용 재오명 방지제), 나프탈렌 술폰산의 포르말린 축합물(염안료의 분산제), 폴리비닐 알코올(토양 개량제), 폴리 아크릴아미드(응집제), 폴리긴사슬 알킬메타크릴레이트(윤활유 첨가제) 등이 고분자 계면활성제로서 사용되고 있다.
계면활성제 용도
계면활성제의 용도는 대단히 넓고, 대부분의 공업에 걸쳐 있다. 물론 일상생활에 있어서도 세정제, 섬유 처리제로서 밀접한 관계를 가지고 있다. 통상적으로 계면활성제의 용도는 다음의 2가지로 나뉘어져 있다.
① 계면활성제의 기본적 성질에 기초한 것 : 습윤제, 침투제, 기포제, 소포제, 가용화제, 분산제, 유화제, 세정제
② 계면활성제의 2차적 성질에 기초한 것 : 평활제, 대전기 방지제, 방녹제, 균염제, 염료 고착제, 발수제, 부유 선광제, 살균제
계면활성제의 공업적인 용도에 대해서 아래 표에 나타내었다. 습윤제, 침투제로서는 음이온성 계면활성제는 중성 ~ 알칼리성의 범위에서, 또한 비이온성 계면활성제는 중성 ~ 산성의 범위에서 효과를 발휘한다. 양이온성 계면활성제나 양쪽성 계면활성제는 습윤력이 부족한 것이 보통이다. 기포력의 점에서는 음이온성 계면활성제가 크고, 비이온성 계면활성제에서는 작은 것이 많다. 유화 분산제로서의 이용은 계면활성제의 가장 넓은 응용 분야이다. 유화제 선택의 기준은 HLB이지만, 경험에 의하는 점이 크다. 일반적으로는 W/O형의 HLB가 작은 계면활성제가, 또 O/W형의 경우는 HLB가 큰 계면활성제가 적합하다. 세정제로서의 용도는 계면활성제의 가장 중요한 것이다. 요구되는 성질로서는 침투 작용, 유화 분산 작용, 가용화 작용 등을 들 수 있다.
[계면활성제의 공업적 용도]

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