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(계면활성제의 종류)
비누에서 출발하여 발달한 게면 활성제는 비누의 제반 문제점을
보완하여 세정 능률이 보다 향상된 세제의 합성으로 발달함에 따
라 현재와 같은 다양한 제품이 나오게 되었다. 이러한 합성계면
활성제는 화학적으로 이온 계면 활성제와 비이온 계면 활성제
(Nonionic active agents)로 구분된다. 이온 활성제라고 하는 것
은 수용액에서 해리하여 이온 혹은 이온 마이셀(ion micelle)을
생성하여 계면 활성을 나타내는데 반해, 비이온 활성제는 수용액
에서 해리되는 관능기를 갖지 않으면서도 계면 활성 작용을 하
는 것으로 이온적으로 완전한 중성체이다.
이온 활성제는 계면 활성 현상을 보이는 이온이 양이온이거나 음
이온인데, 때에 따라서는 두 이온성을 모두 띄는 양쪽성일 경우
도 있다. 따라서 이온 활성제는 양이온 계면 활성제(Cationic
active agents), 음이온 계면 활성제(Anionic active agents) 혹
은 양쪽성 계면 활성제(Amphoteric active agents)의 세 종류로
구분되고 있다. 이 밖에도 물에 불용성인 유용성 계면 활성제도
있는데 그 중요성이나 생산량의 측면에서 수용성의 것보다 매우
적다.
♠수용성 계면 활성제
1. 이온 계면 활성제
1-ⓐ. 음이온 계면 활성제(65∼70%)
음이온 계면 활성제의 친수기로서 가장 중요하며, 많은 제품에
존재하는 것은 카르복실산(-COOH), 황산에스테르(-O·SO3H), 술
폰산(-SO3H)의 세 종류인데, 대개는 이들을 가용성염으로 사용하
고 있다. 이들 중에서 내경수성, 내가수 분해성, 내염석성등의
안정성이 가장 저조한 것은 카르복실산염(비누)이며, 가장 우수
한 것은 술폰산염(ABS)이고, 황산에스테르염은 대략 중간의 위치
를 차지하고 있다. 물론 계면 활성제의 전체적인 안정성은 소수
기와도 관계가 있고, 원칙적으로는 소수기는 알킬기, 혹은 이소
알킬기, 벤젠고리, 나프탈렌고리와 같은 탄화수소기를 갖는 것
이 가장 안정하며, 이들 소수기 내부에 에테르 결합을 갖는 것
도 그것과 유사한 안정성을 보인다. 산아미드 결합(-CO·NH-),
술폰아미드(-SO2·NH-)도 이와 유사한데, 에스테르 결합(-CO·O-
)이 존재하는 것은 가장 안정성이 나쁘므로 계면 활성제로서의
다른 특성을 무시하고 안정성만을 비교하면 탄화수소기에 술폰산
이 결합된 석유술포네이트, ABS, Nekal B등이 가장 안정하며, 에
스테르 결합을 갖는 소수기에 황산 에스테르가 결합된, Vel,
Arctic Syntex M등은 가장 불안정한 계면 활성제에 속한다.
a. 카르복실산염 : 비누, Medialan A, 나프텐산비누, 로진, CMC
b. 술폰산염 : Emulphor STH, Mersolate, Aerosol, Igepon T,
ABS, Nekal A, BX
c. 황산에스테르염 : Gardinol, Turkey red oil, Arctic
Syntex, Vel, Igepon B, Gardinol GY
d. 인산에스테르염 : Tergitol P
e. 포스폰산염
1-ⓑ. 양이온 계면 활성제(5∼8%)
보통 역성 비누(invert soap) 혹은 양성비누(Cationic soap)라
고 하는 양이온 계면 활성제는 소수기는 음이온 계면 활성제와
같이 종류는 많으나, 친수기로서는 조염하여 얻은 1∼3차 아민
을 함유하는 단순한 아민염과 4차 암모늄염이 대부분이며 여기
에 극히 소수인 포스포늄염, 술포늄염등 이른바 오늄(Onium)화합
물이라고 불리는 것들이 포함되어 있다. 이것들 중에는 4차 암모
늄염이 가장 중요한데, 5가지의 N으로서는 사슬형 알킬에 결합
한 것만이 아니라 고리형 질소화합물, 예를 들면 피리디늄염 혹
은 퀴놀리늄염, 특히 이미다졸리늄염등의 헤테로 고리 화합물에
는 중요한 것이 많다.
a. 아민염 : 1차, 2차, 3차아민염, Sapamin CH
b. 4차 암모늄염 : Aquard, Decamine, Sapamin MS,
Benzalkonium chloride, Hyamine, Repellat, Emcol E-607,
Zelan A, Velan PF, Isotan Q-16
c. 포스포늄염 : Myxal
d. 술포늄염
1-ⓒ. 양쪽성 계면 활성제(2∼3%)
양쪽성비누(Amphoteric-soap)라고 하는 계면 활성제는 분자내에
음이온으로서 -COOH기, 혹은 -SO3H기, -O·SO3H기를 함유하며,
양이온으로는 오로지 아민 특히 4차 암모늄 형태의 질소기를 함
유하는 형식의 비누가 많다.
2. 비이온 계면 활성제(25∼30%)
친수기로서 이온화한 원자단을 갖지 않는 계면 활성제의 일종으
로서 소수기를 물에 녹이기 위해서는 대개 -OH기를 갖거나 혹은
비교적 친수성은 적지만 분자내에 에스테르(-COO-), 산아미드(-
CO·NH-), 에테르(-O-)결합을 가지고 있다. 비이온 계면 활성제
로서는 I.G.에서 개발한 폴리에틸렌글리콜 축합형 제품이 가장
널리 쓰이고, 최근에는 이것이외의 구조가 복잡한 여러 종류의
계면 활성제가 개발되어 비이온 계면 활성제의 중요성을 더해주
고 있다.
a. 지방산 모노글리세린 에스테르 : Aldo
b. 지방산 폴리글리콜에스테르 : Advawet
c. 지방산 소르비탄에스테르 : Span
d. 지방산 자당에스테르 : Sugar-ester
e. 지방산 알칸올아미드 : Comperlan, Ninoi
f. 폴리에틸렌 글리콜 축합형 비이온 계면 활성제 : Niosol,
Myri, Leonil, Peregal C, Nyon 218, Igepal, Plunonics
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