계면 활성제
계면 활성제는 기체-액체 액체-액체×액체-고체 간의 계면에 흡착 또는 배열하고 그 계면
활성제가 흡착하는 성질은 계면 활성제가 갖는 구조적인 특이성에 기인한다고 말할 수 있고
일반적으로는 그 희박 용액으로 계면 에너지에 변화를 주며 수용액으로는 표면 장력을
저하시키는 것으로 많이 사용되고 있다.
역사적으로 계면 활성제는 비누에서 시작되어 섬유 공업에 있어서의 염색 조제 정련제
마무리제 등으로 개발하고 현재는 화공업의 진보와 함께 합성 세제 합성 수지, 유화 중합용
유화제, 농약 유화제, 금속 세정제, 대전 방지제, 분산제, 기포제, 침투제, 가용화제 등과
모든 산업에서 조제적 역할을 하며 그 종류도 연구 중인 것을 합하면 수천 종이 이르고 있다.
계면 활성제란 유기 물질로써 화학적 구조의 특성은 분자의 한쪽에는 물과 친수성이 있고
반대쪽에는 기름과 친유성을 가지고 있어 물 속에 있는 기름때와 기름 속에 있는 수용성
오점 제거에 큰 도움을 준다.
계면 활성제는 세정 작용을 강하게 발휘하는 세제로써 미셀를 형성한다. (계면의 집합체를
말함) 비눗물과 같은 계면 활성제의 농도가 일정한 값 이상으로 커지면서 생기는 현상을
나타내며 다음과 같은 특성이 있다.
특성
① 습윤 작용(젖는 것을 말함)
② 침투 작용(골고루 스며들 게 함)
③ 흡착 작용 (섬유의 오점에 붙게 함)
④ 분산 작용(떨어지고 부서지게 함)
⑤ 보호 작용(천에 재 부착 못하게 함)
⑥ 기포 작용(거품)
계면 활성제의 구분 및 특성
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구 분 |
특 성 |
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음이온
계면활성제 |
음이온 활성제는 수용액 중에서 이온 해리되어 음이온 부분이 계면 활성을 나타내는 물질이다.
음이온 활성제의 역사는 오래 되었고 비누에서 시작되어 점차 합성 계면 활성제로써 로오트유가 등장하고 그후 합성 세제를 비롯하여 섬유 공업, 고분자 공업 등에 있어서 대량으로 소비되고 있는 알킬벤젠슬폰산염이나 고급 알콜 황산에트르염 등에 나타나고 현재에도 전 계면 활성제 사용량의 주요 부문을 차지하고 있다.
용도 : 합성 세제에 가장 많이 쓰이고 분산제, 농약 등에 사용함 |
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양이온
계면활성제 |
양이온 활성제는 유화제, 분산제, 흡착력, 침투력 등의 계면 활성을 갖고 또한 대전 방지 작용 등을 갖고 있다. 이들 성질을 이용하여 섬유류의 염색 조제 및 유연 마무리제, 화장품의 린스 (모발 유연제),소독, 합성 수지의 대전 방지제 등에 널리 이용되고 있다.
참고 : 양이온 활성제는 산성쪽에는 안정적이지만 알카리나 음이온 활성제와 배합하면 물에 녹지 않는 물질을 생성하여 효력을 잃는다. 특히 4급 암모늄염이 가장 다량으로 이용되고 있다. |
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비이온
계면활성제 |
수용액에서 이온으로 해리된 기를 갖지 않은 계면 활성제를 총칭하여 비이온 활성제라 부른다. 음이온 활성제에 이어서 다량으로 생산되어 소비되고 있다. 비이온 활성제는 대체로 거품이 일어나는 것이 적고 다른 거품을 억제하는 경향이 있으므로 시판되고 있는 저기포성 세정제에 배합되어 있다.
기포력이 적어 오히려 소포제로도 사용한다.
용도 : 침투제, 유화제, 섬유 마무리제에 매우 적당하다.
또한 상호 용제로써 수중유의 분산제, 유중수의 오점을 제거하는 데 중요한 역할을 한다.
그리고 독성이 적어서 식품 의약품의 유화제로 쓰인다. |
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양성이온
계면활성제 |
양성계면활성제는 구조에 있어서 양이온성기능과 음이온성기능를 하나. 또는 그 이상을 동시에 가지고 있는 것으로 이 음이온성과 양이온성의 균형이 이루어져 있는 것은 다른 형의 계면 활성제와 자유롭게 혼합하여 알카리성에서 음이온성을 보이고 산성에서 양이온성을 보이는 경우에도 이 적합성이 약해지는 것이 아니다.
참고 : 양성 계면 활성제는 분자 내에 음이온성 친수기와 양이온성 친수기를 동시에 갖기 때문에 용액의 P H 에 의해 음이온 양이온 모두 해리하고 알칼리 쪽에서는 음이온, 산성측에서는 양이온, 중성 부근에서는 비이온 활성제로써 작용한다.
용도는 살균력이 강력하여 내경수성이 우수하고 양이온 음이온 비이온 활성제와 혼합성이 좋다.
가용화성, 유화성, 습윤성, 세정성 등의 우수한 성질을 가지고 있다. 음이온보다는 세정력이 떨어진다. |
1. ABS(알킬벤젠 슬폰산 나트륨)
동물성 유지를 사용하지 않고 석유를 정제할 때 생기는 부산물인 알킬벤젠이 원료이다.
이것은 하수처리장에서도 분해가 잘되지 않는다. 하천이나 호수에 계면활성제가 축적되어
농도가 짙어지면 하천이 거품으로 덮히고, 용존산소의 부족으로 수중생물의 생존이 불가하고
상수도용 물을 채수할 때 합성세제 잔류성분은 우리나라의 정수시설로는 완전히 제거되지
않기 때문에 유독성분은 그대로 수돗물에 섞어 인체로 들어오게 된다.
특히 오존으로 소독하는 외국과는 달리 우리나라는 염소로 소독하기 때문에 염소와 합성세제
의 잔류성분이 결합하면 “트리할호메탄”이라는 발암물질이 합성된다는 것이다.
1941년에 개발되어 과거에는 많이 사용되었으나 생분해성이 나빠 환경오염의 원인이 된다고
알려져 사용이 규제되고 있다. ABS는 경성이고 LAS는 연성으로 분류하는데 우리나라는 ABS
를 1980년 이후부터 생산을 중지하여 사용하지 않는다.
2. LAS(리니어 알킬벤젠 슬폰산 나트륨)
ABS에 비해 생분해성이 높고 거품이 잘 생기고, 소포제로 거품 제거가 쉽고 세척력이 용이
하며, 석유계 계면활성제로써 원료의 값이 싼 편이며, 경수나 바닷물에서도 즉, 산성이나 알카
리 액에서도 사용할 수 있다.
그러나, LAS가 분해될 때 생기는 페놀계 물질은 생물에 유독하며, 아무리 합성세제를 연성화
했다 해도 하수처리시설에 막대한 경제적 부담을 주었고, 수질오염 방지효과가 거의 없다고 말
할 수 있다.
1991년 구미 두산전자 페놀 방류사건 이후 국내 세제회사가 무공해, 천연, 저공해 세제라면서
오히려 고가의 제품으로 국민에게 뚜렷한 검증 없이 광고의 남용으로 세제가 환경에 미치는
영향에 대해 둔감하게 만들었다.
현재, 대부분의 세제에 사용되고 있는 물질이다.
3. AS(알파 슬폰산 나트륨)
4. AOS(알파올레핀 슬폰산 나트륨)
LAS에 비해 내수성, 경수성, 생분해성이 좋고, 피부자극이 적고, 효소활성을 방해하지 않기
때문에 많이 사용되고 있다.
5. AE(알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르)
비이온 계면활성제로써 거품발생이 적고, 세척력이 좋으며 생분해성이 좋다. 최근 환경에 대한
관심이 고조되면서 생분해성이 뛰어난 환경 친화성 세제의 주원료로 일부 회사에서 사용되고
있다.(LG-한스푼, CJ라이온-비트플러스, 애경-퍼펙트)
6. AES(알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르 슬폰산 나트륨)
ABS보다는 LAS가 좋고, LAS보다는 AS, AOS, AE, AES가 더 좋다.
이와 같이 계면활성제의 생분해성에 따라 종류가 매우 다양하다
출처 : Tong - bwv996님의 화학 관련통
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