Анионные поверхностно-активные вещества

Анио́нные пове́рхностно-акти́вные вещества́ (АПАВ), одна из основных классификаций групп поверхностно-активных веществ (ПАВ), характеризующихся тем, что в водной среде в результате электролитической диссоциации они образуют поверхностно (адсорбционно) активные анионы и адсорбционно неактивные катионы. Основные типы АПАВ, имеющих наибольшее практическое значение, включают карбоновые кислоты и их соли, алкилсульфаты (сульфоэфиры), алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты. Другие виды АПАВ также играют важную роль в различных областях применения, но объёмы их промышленного производства намного меньше.

Исторически первыми АПАВ, имевшими повсеместное распространение в прошлом и не утратившими своего значения, являются соли монокарбоновых кислот, полученные гидролизом из жирового сырья, а также соли смоляных кислот (мылá). Наиболее важны натриевые, калиевые и аммониевые соли высших жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле от 12 до 18. Практическое значение имеют также натриевые соли дикарбоновых кислот, например алкенилянтарных, получаемых конденсацией ненасыщенных углеводородов с малеиновым ангидридом. Алкилсульфаты C_n H_2n+1 OSO₂ OM, где n = 8–18, M – Na, реже K или NH₄ , обычно синтезируют сульфоэтерификацией высших жирных спиртов или 1-алкенов с последующей нейтрализацией алкилсерных кислот. Алкилсульфонаты C_n H_2n+1 SO₂ OM получают из н-алканов с 12–18 атомами углерода в молекуле, которые сульфохлорируют или сульфоокисляют с последующим омылением или нейтрализацией продукта. Алкиларилсульфонаты, главным образом моно- и диалкилбензолсульфонаты, например C_n H_2n+1 C₆ H₄ SO₂ ONa, где n =12–18, а также моно- и диалкилнафталинсульфонаты, например C₄ H₉ C₁₀ H₆ SO₂ ONa, составляют значительную часть синтетических АПАВ. Синтез этих веществ включает получение алкилароматических углеводородов, их сульфирование и нейтрализацию сульфокислот. В число менее распространённых АПАВ входят органические производные фосфорных кислот: алкилфосфаты, например ROPO(ONa)₂ , (RO)₂ POONa, где R – алкильный радикал; алкилфосфонаты, например RPO(ONa)₂ , другие дифильные соединения с различными кислотными или соответствующими солевыми группами, в том числе фторированные ПАВ, например соли перфторалканкарбоновых кислот, C_n F_2n+1 COOM. Молекулярная структура некоторых АПАВ может включать разнородные ионогенные и неионогенные полярные группы. Таковы соли производных сульфоянтарной кислоты, например NaOSO₂ CH(COONa)CH₂ COOC_n H_2n+1 (n = 10–18); карбоксилаты и сульфоэтоксилаты высших жирных спиртов, например RO(C₂ H₄ O)_n SO₃ Na (n = 1–5); азотсодержащие соединения: амидосульфаты, амидосульфонаты, амидокарбоксилаты. Как особую группу АПАВ следует рассматривать высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, представляющие собой растворимые полиэлектролиты анионного типа. В их числе, например, эфиры целлюлозы (Na-карбоксиметилцеллюлоза, Na-сульфоэтилцеллюлоза), сополимеры акрилового ряда (гидролизованный полиакриламид, нейтрализованный сополимер метакриламида и метакриловой кислоты), микробный гетерополисахарид (ксантан) и др.

АПАВ составляют бо́льшую часть мирового производства ПАВ. Под разными торговыми названиями они широко применяются в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и быту. АПАВ, наряду с неионогенными поверхностно-активными веществами, составляют основу или входят в число обязательных ингредиентов разнообразных моющих и чистящих средств, технических и бытовых эмульсий, суспензий, аэрозольных материалов. Они входят в состав или используются при производстве лаков и красок, строительных и конструкционных материалов, изделий из текстиля, резины и пластмасс.