anionic surfactant что это
Сурфактанты и ПАВ — вред или польза
Сурфактанты и ПАВ — вред или польза
Сейчас стало очень популярным много писать о «вредных» и даже «опасных» для кожи ингредиентах косметики. С одной стороны, это хорошо, потому что дает возможность выявить эти ингредиенты в составе крема и отказаться от его применения.
С другой стороны, как можно быть уверенным в том, что информация из СМИ и ресурсов интернета абсолютно правдива?
Применение в составе косметики сурфактантов и ПАВов — еще один «больной» вопрос. И отказаться от них нельзя, и в то же время известно, что эти ингредиенты очень часто вызывают аллергические реакции и контактный дерматит.
Для вас я нашла научно-исследовательские статьи и перевела их с английского языка. И вот что получилось:
Что такое сурфактанты? Согласно Википедии,
Сурфактанты или ПАВ — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз,вызывают снижение поверхностного натяжения.
Звучит страшно? Попробуем разъяснить.
Кожа — это весьма надежный барьер, через который не так легко прорваться. Основным препятствием на пути для любого чужеродного агента, к которым относится и косметика, является роговой слой эпидермиса.
Роговой слой, напомню, это слой «мертвых» роговых чешуек, плотно склеенных между собой липидной (жировой) прослойкой. Вот статья о строении эпидермиса.
Сами роговые чешуйки «плотно набиты» кератином и практически не содержат воды, поэтому пройти через них напрямую не возможно. Проникнуть вглубь кожи можно только «обходными путями» — через межклеточные промежутки и по выводным протокам кожных желез.
Но и здесь все не так просто — межклеточные промежутки слишком узкие, поэтому крупные молекулы (белки, полисахариды) не могут «протиснуться» через них.
И в то же время, липиды, заполняющие промежутки между клетками, как любой жир, отталкивают воду — то есть все водные растворы тоже проникнуть вглубь кожи не в состоянии. Вот информация о строении кожного барьера.
Но мы же хитрые!))) Чтобы все-таки «пропихнуть» составляющие крема в кожу, косметические химики придумали вот что:
Молекула ПАВа состоит из двух частей — гидрофобной и гидрофильной. ПАВы встраиваются в липидные пласты таким образом, что гидрофобная часть располагается между липидными пластами кожного барьера, а гидрофильная — обращена в водную фазу.
Именно гидрофильная часть молекулы образует «дырки» в роговом слое, через которые проникают водорастворимые соединения.
Почему же это плохо, спросите вы? Да потому, что сами ПАВы также могут проникать в глубокие слои кожи, встраиваться в оболочки «живых» клеток эпидермиса и разрушать их.
Поэтому ПАВы оказывают на кожу более длительное негативное воздействие, чем просто растворители.
Кроме этого, сурфактанты необходимы и для того, чтобы смешивать водную и жировую фазы крема в единую эмульсию. Их называют еще «эмульгаторами».
Сурфактанты и ПАВ нужны для получения качественного крема, легкой текстуры. Без ПАВов ч ерез какое-то время крем расслоится и испортится.
Самым «вредным» ПАВом на сегодняшний день считается лаурил сульфат натрия. А вот его аналог, лаурет сульфат натрия гораздо менее вреден.
Sodium Laureth Sulfate (натрия лаурет сульфат) — ингредиент, получаемый из этоксилированного лаурилового спирта. Используется как сурфактант. Может вызвать раздражение в том случае, если содержит примеси 1,4-dioxane.
Да, какое-то время назад в интернете появились тревожные статьи о том, что натрия лаурил сульфат и натрия лаурет сульфат могут вызвать рак кожи. Эти статьи породили целый бум страхов, но, к счастью, не имели под собой никаких научных обоснований.
Оба ингредиента — sodium lauryl sulfate (SLS) и sodium laureth sulfate (SLES) — были тщательно исследованы сначала в 1983 году, а потом повторно — после шокирующих статей в интернете! — в 2002 году независимой организацией Cosmetic Ingredient Review (CIR) и были признаны безопасными для использования в косметических средствах.
Да, оба — SLS и SLES — могут вызвать раздражение кожи. Но — только у некоторых людей — с индивидуальной непереносимостью или чувствительной кожей.
Особенно надо избегать попадания этих ингредиентов на слизистые оболочки (глаза, рот). Но то же самое можно сказать и о любом ингредиенте косметики, особенно из категории сурфактантов.
Более того, такие уважаемые организации как World Health Organization или the International Agency for the Research of Cancer не признали эти ингредиенты канцерогенными.
А вот еще статья на тему безопасности SLS и SLES:
«Final report of the amended safety assessment of sodium laureth sulfate and related salts of sulfated ethoxylated alcohols». Robinson VC, Bergfeld WF, Belsito DV, Hill RA, Klaassen CD, Marks JC Jr, Shank RC, Slaga TJ, Snyder PW, Alan Andersen F.
Эти ингредиенты способны вызывать раздражение кожи и слизистой оболочки глаз, но не являются сенсибилизаторами (то есть, не вызывают аллергии и привыкания). Все зависит от их концентрации в косметическом средстве.
COCAMIDOPROPYL BETAINE — это синтетический сурфактант. Его также очень часто обвиняют в том, что он вызывает аллергические реакции и контактный дерматит.
Но сейчас выяснилось, что раздражение кожи вызывали примеси — dimethylaminopropylamine и cocamidopropyl dimethylamine.
Исследования, проводимые в 2002-2009 годах в Finnish Institute of Occupational Health, были вновь проанализированы и установлено, что :
реакции раздражения кожи минимум на один из перечисленных ингредиентов наблюдались у 39% из 1092 тестируемых пациентов. 15 пациентов (1.3%) имели аллергические реакции:
Сопутствующие реакции были общими для всех ингредиентов.
У 10 из 15 пациентов был диагносцирован контактный дерматит, вызванный cocamidopropyl betaine-родственными ингредиентами. Среди тестируемых средств были шампуни, жидкое мыло, красители для волос. У всех пациентов аллергическая реакция проявилась в виде экземы кожи рук.
Вывод: проведенные тесты со всеми аналогичными cocamidopropyl betaine веществами очень трудно интерпретировать определенным образом. Сам по себе Cocamidopropyl betaine не является контактным аллергеном.
Профессиональный контактный дерматит, вызываемый аналогичными cocamidopropyl betaine веществами, встречается очень редко. А не профессиональный контактный дерматит, вызываемый этими же веществами, локализуется в основном на коже рук.
Что тут можно сказать? Да, Cocamidopropyl betaine может вызывать аллергические реакции — контактный дерматит. Чаще всего аллергия развивается при длительном контакте с шампунями и гелями для душа.
Но частота этих нежелательных реакций не очень высокая и встречаются они чаще не на чистый Cocamidopropyl betaine, а на его производные и родственные с ним ингредиенты.
Безусловно, пациентам, страдающим аллергическим дерматитом, экземой и другими проявлениями контактной аллергии, я настоятельно рекомендую внимательно изучать состав моющих средств и по возможности избегать средств, содержащих высокую концентрацию Cocamidopropyl betaine.
Сурфактанты и ПАВ очень критичны для тонкой и чувствительной кожи, для сухой и детской кожи. Думаю, что также надо быть очень внимательным к средствам для купания детей и гелям для душа и шампуням для беременных женщин.
Для кожи здоровых людей Cocamidopropyl betaine считается безопасным ингредиентом и мягким сурфактантом.
Еще одну интересную статью про эмульгаторы можно прочитать здесь.
Новая Косметология, Издательский дом «Косметика и медицина», Москва, 2001.
ПАВ в косметике: их действие на кожу
Поверхностно-активные вещества в косметике: их действие на кожу
Что такое ПАВ или сурфактант
Повехностно-активные вещества или сурфактанты представляют собой различные химические соединения, которые способны концентрироваться на границах фаз и снижать поверхностное натяжение веществ образующих эти фазы.
В молекулах ПАВ присутствуют гидрофобные и гидрофильные части, которые и придают ПАВ их свойства.
Моющая способность ПАВ объясняется тем, что поверхностно-активные компоненты адсорбируются на поверхности загрязнений, обволакивают частички грязи, отделяют их от поверхности и стабилизируют в моющем растворе.
ПАВ получают из различного сырья: из нефтепродуктов – более дешевые и агрессивные, из растительного сырья – более мягкие и дорогие.
Взаимодействие с кожей
Когда раствор любого ПАВ попадает на кожу, прежде всего, происходит взаимодействие с эпидермисом. Это проявляется в виде “набухания” рогового слоя, что увеличивает проницаемость кожи для активных компонентов. И чем больше набухает роговой слой, тем лучше эффект очищения кожи. Но наряду с этим ПАВ влияют на липидный слой, нарушая барьерные функции эпидермиса. Невысокое содержание сурфактанта в косметике повышает текучесть липидных пластов (структурный компонент рогового слоя кожи), но высокая концентрация ПАВ способна разрушить их жидкокристаллическую структуру. И то, насколько сильное влияние ПАВ оказывают на структуру кожи, зависит, прежде всего, от типа ПАВ.
Научно доказано, что липидный барьер кожи имеет слабо отрицательный заряд, поэтому наиболее разрушающее действие на него оказывают катионные ПАВ (положительно заряженные). Такое влияние объясняется образованием более прочных связей с отрицательно заряженными функциональными соединениями липидного слоя. В то время как действие анионных ПАВ более лояльное по отношению к эпидермису.
Однако современные мир не стоит на месте, и рецептуры многих косметических средств разрабатываются с добавлением более мягких видов сурфактантов, таких как неионогенные и амфотерные. Они позволяют значительно снизить раздражающее действие анионных ПАВ.
Но давайте же разберемся, чем отличаются те или иные виды ПАВ.
Группы ПАВ: их классификация
В зависимости от своей полярности ПАВ принято разделять на:
— ионные (ионогенные), образующие ионы при добавлении в воду. Ионные ПАВ подразделяются на анионные, амфотерные и катионные.
— неионные (неионогенные), которые при растворении в воде не образуют ионы. Оказывают на кожу минимальное раздражающее действие, но при этом обладают более слабым пенообразующим свойством, чем ионные.
Давайте же рассмотрим группу ионных ПАВ и их действия на кожу.
Анионные ПАВ
Начнем мы с анионных ПАВ, которые при распаде образуют отрицательно заряженные ионы и обычный катион. Такой тип сурфактантов обладает сильными очищающими, пенообразующими свойствами и сравнительно невысокой ценой. Часто применяется для изготовления бытовой химии, поскольку большинство анионных ПАВ обладают достаточно сильным раздражающим действием на кожу (всем известные Сульфаты). Однако наука не стоит на месте и в группе анионных сурфактантов хочется отдельно выделить ПАВ на основе аминокислот, такие как Proteol APL (полученный из аминокислот яблока) и Proteol OAT (из аминокислот овса) от французского производителя Seppic. Эти два ПАВ, будучи анионными, образуют мягкую устойчивую пену, но при этом не раздражают слизистую глаз и не разрушают липидный барьер кожи. Рекомендуются для применения в любых очищающих рецептурах, в том числе в формулах для чувствительной кожи, детской косметики и демакияжа. Оба ПАВ биоразлагаемы и подходят для экоголичных и «зеленых» косметических формул.
Катионные ПАВ
Катионные ПАВ при контакте с водой образуют положительно заряженные ионы и низкомолекулярный анион. Чаще всего они используются для изготовления кондиционирующих средств, в том числе для волос. Большинство катионных ПАВ не совместимы с анионными ПАВ, но прекрасно сочетаются в одной формуле с неионогенной группой. Данная группа также включает в себя катионные полимеры, к которым относится поликватерниум. В средствах для волос он улучшает расчесывание и снимает статическое электричество. К группе катионных компонентов также относятся загуститель Шелковый гуар и эмульгаторы BTMS, Dehyquart C4046, Conditionar emulsifier.
Амфотерные ПАВ
Неионогенные ПАВ
Что же касается неионной группы сурфактантов, им мы уделим особое внимание. Благодаря своей химической “природе”, данные ПАВ легко растворяются в воде, оказывают на кожу минимальное раздражающее действие и поэтому нашли широкое применение в косметической сфере, особенно в несмываемых рецептурах.
В частности, к данной группе ПАВ относится всем известный Полисорбат (Твин-20, Твин-60 и Твин-80). Основой получения полисорбата является сорбит, получаемый из различных фруктов, и жирный кислоты, добываемые из растительных масел. Следовательно, полисорбат спокойно можно отнести к натуральному сырью для “зеленой” косметики.
Но отдельно хотелось бы выделить неионогенные ПАВ на основе полисахаридов, к которым относятся децил-, коко- и лаурилглюкозиды. Источниками получения для таких сурфактантов служат растительные масла, поэтому их относят к группе экологически чистых косметических компонентов. Их можно комбинировать со всеми группами ПАВ для создания серии “натуральной косметики”.
Правильное сочетание ПАВ в косметике
Для быстрой и правильной разработки очищающей косметики, мы подготовили для Вас сводную таблицу по сурфактантам, их типу, дозировке. Делайте репост себе на страницу, чтобы иметь таблицу по рукой в необходимый момент.
Как составить рецепт шампуня на ПАВ
Обычно в формуле шампуня должно быть три вида ПАВ: анионный, неионогенный и амфотерный. Каждый из эитих видов ПАВ будет выполнять в шампуне свою функцию: очищение, пенообразование, смягчение. Обычно процент ПАВ считается по сухому веществу. Ведь те ПАВ, которые вы можете купить в Украине, не чистое 100% вещество. Они предстваляют собой растворы с определенным процентом содержания основого вещества, которое зачастую указывается в сертификате качества на продукт.
Давайте разберем просчет формулы шампуня на примере ПАВ из магазина BEURRE. Исходим из того, что мы готовим шампунь с содержанием ПАВ по сухому веществу 15% (анионный 3,5%, неионогенный 5,75%, амфотерный 5,75%).
1. В качестве анионного мы берем Proteol OAT (содержание сухого вещества в нем 28%): значит для нашей формулы мы берем 3,5*100/28 = 12,5% ПАВ Proteol OAT.
2. В качествен неионогенного мы берем Coco glycoside (содержание сухого вещества 52%): значит для нашей формулы мы берем 5,75*100/52 = 11,06%
3. В качестве амфотерного мы берем к-бетаин 45% (содержание основного вещества 45%): значит для нашей формулы мы берем 5,75*100/45 = 12,77%
Итого общая формула шампуня будет содержать 36,33%. Данное число является примером для расчета формулы очищающего средства в пересчете на сухое вещество и не является проверенным рецептом.
Простое составление формулы очищающего средства
Все эти расчеты формул и сухих веществ Вам показались очень сложными? Тогда обратите внимание на готовые смеси ПАВ под названием Plantapon. Их существует два вида, состав этих ПАВ имеет растительное происхождение, а сами компоненты сертификацию Ecocert. Со смесевыми сурфактантами Plantapon PSC и Plantapon SF вы сможете создавать косметику не утруждая себя серьезными просчетами. Рецепты шампуня, геля для душа и пенки для умывания мы публиковали на youtube канале Косметическая кухня Beurre. Переходите по ссылке и готовьте по проверенным рецептам.
Источником вдохновение и информации служили: Т. Пучкова «Основы косметической химии», А. Марголина и Е. Эрнандес «Новая косметология»
Поверхностно-активные вещества
Марина Махортова
На этой странице вы найдете и сможете скачать список самых часто встречающихся поверхностно-активных веществ или, как их сокращенно называют, ПАВ, разрешенных в натуральной и органической косметике. Все ПАВы поместить в один файл не получится, т.к. на данный момент их уже сотни. Да и пользоваться огромным списком очень неудобно, учитывая, что многие ингредиенты встречаются в косметике крайне редко и не заслуживают вашего внимания. Я выбрала наиболее популярные из них и оформила их в удобную табличку.
Файл в виде PDF удобно использовать как шпаргалку при выборе средств. Надеюсь эта информация будет полезной.
Все поверхностно-активные вещества (ПАВ) можно поделить на 4 группы:
Анионные ПАВ
Анионные ПАВ – самые часто встречающиеся поверхностно-активные вещества. Обладают высоким пенообразованием и хорошими очищающими свойствами. Бывают как натурального, так и синтетического происхождения. Самыми известными являются SLS (разрешен стандартом Cosmos, если получен из растительного сырья) и SLES (запрещен в натуральной косметике).
Анионные ПАВы натурального происхождения отлично подходят тем, кто только переходит на натуральную косметику, т.к. по своим свойствам не уступают синтетическим ПАВ в обычных шампунях. Они хорошо пенятся, дают ощущение хорошо промытых волос, но считаются более агрессивными, чем неионогенные и амфотерные ПАВ.
Хотя анионные поверхностно-активные вещества нового поколения почти не обладают раздражающим или сушащим эффектом.
Список популярных анионных ПАВ, разрешенных в органической и натуральной косметике:
Амфотерные ПАВ
Амфотерные ПАВ – мягкие поверхностно-активные вещества, которые подходят даже чувствительной коже, но и пенятся они послабее. Если шампуни с анионными ПАВ вызывают у вас зуд или перхоть, то, возможно, стоит попробовать заменить их на шампуни с амфотерными ПАВ.
Зачастую амфотерные поверхностно-активные вещества используют в комплексе с анионными для усиления пенообразования. Обращайте на это внимание, если хотите избегать анионных ПАВ.
Список популярных амфотерных ПАВ, разрешенных в органической и натуральной косметике:
Катионные ПАВ
Неионогенные ПАВ
Список популярных неионогенных ПАВ, разрешенных в натуральной косметике:
Анионные ПАВ
Оглавление
Введение
Анионные ПАВ (АПАВ) – это дифильные органические соединения, ко торые, диссоциируя в воде, образуют анион с длинным углеводородным ради калом – носителем поверхностной активности; катион при этом не является по верхностно-активным. К числу основных АПАВ относятся:
— мыла RCOONa, RCOOK;
— алкилсульфаты и алкилфосфаты ROSO3Me, ROPO3Me2;
— алкиларилсульфонаты (чаще всего алкилбензолсульфо наты RC6H4SO3Me);
— алкилсульфонаты и алкилфосфонаты RSO3Me, RPO3Me2;
— алкилсульфосукцинаты
— алкилэтоксисульфаты и алкилэтоксифосфаты
Наибольшее распространение среди анионных ПАВ получили соедине ния, включающие от 10 до 20 атомов углерода в алифатической цепи. Если в алифатической цепи в качестве заместителя содержится бензольное кольцо, то
минимальное число атомов углерода снижается до 8-14. Анионоактивные ПАВ составляют более 60 % всех производимых ПАВ
для СМС. Наибольшее применение нашли натриевые, калиевые, этаноламино вые и аммониевые соли алкилкарбоновых кислот. Кроме вышеперечисленных ПАВ широко применяются сульфаты глицеридов алифатических кислот, на пример, касторового масла и сульфопроизводные моно- и диэтаноламидов али фатических кислот.
Большой интерес представляют соли полуэфиров сульфоянтарной кисло ты – сульфосукцинаты. Сульфосукцинаты служат активной основой туалетных мыл, синтетических кусковых и пастообразных моющих средств, шампуней и пенных препаратов для ванн.
1 Соли алкилкарбоновых кислот (мыла)
2 Первичные алкилсульфаты и алкилэтоксисульфаты
В пиридинсульфотриоксиде и в диоксансульфотриоксиде атом серы, имеющий дефицит электронной плотности, связан со свободной парой электро нов атомов азота или кислорода. Карбамидсульфотриоксид получают при взаимодействии карбамида и олеума (в реакцию вступает триоксид серы, со держащийся в олеуме):
При температуре выше 300С протекает побочная реакция образования сульфаминовой кислоты по уравнению:
Основной способ получения первичных алкилсульфатов заключается в сульфатировании первичных алканолов с последующей нейтрализацией реак ционной массы растворами гидроксидов металлов (натрия, магния), аммиака или аминов. Алкилэтоксисульфаты для желеобразных шампуней часто полу чают в виде 20-25 % растворов магниевых солей.
Наиболее перспективной считается технология сульфатирования газооб разным серным ангидридом, которая позволяет получать продукты с неболь шим содержанием примесей и приемлемой цветностью. Следует отметить, что требования к цветности алкилсульфатов и алкилэтоксисульфатов самые разно образные. Например, алкилсульфаты для косметических препаратов требуют отбелки. Ее проводят газообразным хлором, пероксидом водорода, гипохлори том или борогидридом натрия. Успешно решена проблема снижения вязкости солей алкилэтоксисульфатов, и на мировой рынок поступают концентраты с со держанием основного вещества до 70 %, что, безусловно, связано с применени ем эффективных гидротропов.
Брутто-процессы с участием различных сульфатирующих агентов можно представить в виде следующих реакций:
а) гидрогенолиз метиловых эфиров СЖК,
б) при производстве СЖК), в) синтез из этилена через алюмоорганические соеди нения.
Сульфатирование первичных и вторичных алканолов серной кислотой яв ляется обратимым процессом и может быть представлено следующими реак циями:
Увеличение концентрации реагирующих веществ и удаление продуктов реакции, в основном воды, сдвигает равновесие в сторону образования сульфо эфиров. При сульфатировании хлорсульфоновой кислотой эффект смещения равновесия достигается за счет удаления из зоны реакции хлорида водорода. В этом случае не требуется большой избыток кислоты, как при использовании серной кислоты.
При сульфатировании высших алканолов реакция сопровождается рядом побочных процессов, к которым относятся:
а) внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов (обратимая реакция):
б) межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров (необ ратимая реакция):
в) последовательное окисление алканолов до альдегидов и кислот: 
г) этерификация образующихся кислот спиртами с образованием слож ных эфиров: 
д) образование диалкилсульфатов:
Последняя из представленных реакций играет особенно важную роль и обычно протекает в начале процесса сульфатирования при недостатке серной кислоты. По мере введения рецептурного количества сульфатирующего агента идет распад диалкилсульфатов и образование моноалкилсульфатов. Кроме того, возможны реакции изомеризации и полимеризации алкенов, а также реакции осмоления, крекинга, вызываемые местными перегревами в про цессе сульфатирования. Для определения оптимальных условий сульфатирова ния необходимо знать механизм основной и побочных реакций.
Во-первых, следует отметить, что реакции сульфатирования экзотермичны, поэтому во из бежание осмоления (ухудшения цветности продукта) сульфатирующие агенты подают в раствор постепенно при хорошем перемешивании, иногда распыляют над реакционной массой, разбавляют или вводят (триоксид серы) в виде ком плексов с диоксаном, пиридином или карбамидом.
Кинетические закономерности и механизм реакции этерификации спиртов серной кислотой
Избыток алканола способствует протеканию данной реакции, поэтому ди алкилсульфаты образуются в начале процесса сульфатирования. На все пере численные процессы большое влияние оказывает структура алканола, темпера тура, продолжительность реакции, вид и количество сульфатирующего реаген та. Константа скорости сульфатирования первичных алканолов выше чем вто ричных. Скорость же побочных процессов (дегидратация, окисление) выше у вторичных алканолов.
Для смещения равновесия сульфатирования вправо, для предотвращения гидролиза сульфоэфиров и предотвращения образования диалкилсульфатов не обходимо применение большого избытка (обычно 80-150 %) высококонцентри рованной (не менее 98%) cерной кислоты. При сульфатировании хлорсульфо новой кислотой необходимый избыток составляет всего 5-10 %, поскольку вы деляющийся хлорид водорода удаляется из сферы реакции.
Для сведения к минимуму побочных процессов температура сульфатиро вания должна быть как можно более низкой. Поддержание низкой температуры осложнено экзотермичностью реакции. При чрезмерном снижении температуры замедляется и собственно процесс сульфатирования. Для первичных алканолов оптимальная температура сульфатирования составляет 35-40 0С, а для вторич ных – не выше 20 0С. Глубина сульфатирования определяется природой сульфа тирующего агента и сульфатируемого спирта. Максимальная глубина сульфа тирования достигается в реакционных системах первичный алканол – триоксид серы.
Технология и аппаратурное оформление сульфатирования
Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования жирных спиртов периодическим способом
Отметим еще раз некоторые особенности процесса: в процессе сульфати рования выделяется реакционная вода, серная кислота разбавляется и ее суль фатирующая способность при этом снижается.
Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования высших жирных спиртов хлорсульфоновой кислотой приведена на рис.1.
Рис.1. Аппаратурно-технологическая схема сульфатирования спиртов хлор сульфоновой кислотой: 1 – ёмкость спиртов; 2 – ёмкость хлорсульфоновой ки слоты; 3 – сульфуратор; 4 – каплеотбойник; 5,6 – скрубберы; 7 – вентилятор; 8,11 – насосы; 9 – ёмкость раствора гидроксида натрия; 10 – ёмкость раствора соляной кислоты.
В сульфуратор 3, снабженный мешалкой, из ёмкости с обогревом 1 за гружают высшие жирные спирты и из мерника 2 постепенно приливают хлор сульфоновую кислоту. Скорость поступления кислоты регулируют так, чтобы температура реакционной массы не превышала 35 0С. Для отвода и нейтрализа ции хлороводорода предусмотрены каплеотбойник и скрубберы.
Нейтрализация алкилсерных кислот
По окончании процесса сульфатирования реакционная масса подвергается нейтрализации. Для нейтрализации применяют водные растворы гидроксидов щелочных металлов (натрия, калия) или магния и органические третичные ами ны. При этом протекают две основные реакции: нейтрализация сульфоэфиров и нейтрализация избытка сульфоагента: 
Концентрация раствора щелочи определяется типом применяемого суль фоагента. При сульфатировании серной кислотой или олеумом нейтрализацию проводят 20 % раствором щелочи, если же для сульфатирования были исполь зованы хлорсульфоновая кислота или триоксид серы, для получения маловязко го продукта применяют 8-10 % водный раствор гидроксида натрия. Тепловой эффект реакции нейтрализации сопоставим с тепловым эффектом реакции сульфатирования. Образующийся сульфат натрия значительно повышает вяз кость массы к концу нейтрализации, что затрудняет проведение нейтрализации при относительно низкой температуре.
После нейтрализации реакционная масса приобретает консистенцию пас ты. Важным показателем, характеризующим состав пасты, является содержание в ней несульфатированных веществ, которое определяется глубиной проведен ия предыдущей стадии сульфатирования. Этот показатель является минималь ным при использовании в качестве сульфатирующего агента триоксида серы.
Технология и аппаратурное оформление нейтрализации сульфомассы периодическим способом
Рис. 2. Аппарат для непрерывного сульфатирования: 1 – корпус; 2 – вращаю щийся диск; 3 – труба для подачи воздуха; 4 – термометр; 5 – охлаждающие змеевики
Сульфатирование насыщенных алканолов триоксидом серы
Газ (SO3 + азот, SO3 + воздух) из кольцевого коллектора по трубе диа метром 20-30 мм поступает по барботеру к нижней турбинке, которая захваты вает газ и жидкость и выбрасывает газовую эмульсию сульфатирующего агента.
Остальные турбинки и специально вмонтированные в аппарат перегородки обеспечивают интенсивное перемешивание газожидкостной эмульсии. Сульфа тирование осуществляется в нескольких расположенных каскадно сульфурато рах. Для проведения процесса сульфатирования или сульфирования непрерыв ным методом применяют также пленочные аппараты различных конструкций, в том числе со стекающей или восходящей пленкой.
Принципиальная технологическая схема сульфатирования алканолов и сульфирования алкилбензолов, включающая три сульфуратора, представлена на рис.6. 
Рис. 6. Технологическая схема сульфатирования спиртов триоксидом серы:
1 – ёмкость спиртов; 2 – сульфураторы; 3 – постреактор; 4 – гидролизёр; 5 – нейтрализатор; 6 – дозреватель; 7,10 – вентиляторы; 8 – циклон; 9 – абсорбер; 11 – скруббер; 12, 14 – ёмкости; 13,15 – насосы.
3 Вторичные алкилсульфаты и их соли
В основе получения вторичных алкилсульфатов и их солей лежат две реакции:
а) присоединения серной кислоты к высшим алкенам 
б) нейтрализация сульфоэфиров растворами гидроксида натрия.
Присоединение серной кислоты к алкенам протекает легко по правилу Марковникова и механизму электрофильного присоединения. Механизм реакции обычно трактуется как ионный. Вначале протон кислоты присоединяется к алкену, в результате чего образуется вторичный карбкатион, поскольку он стабильнее первичного карбкатиона:
На второй стадии анион кислоты присоединяется к карбкатиону, в результате чего образуется вторичный алкилсульфат:
Процесс получения вторичных алкилсульфатов сопровождается рядом побочных реакций: образование диалкилсульфатов, олигомеризация алкенов и др. Диалкилсульфаты образуются в том случае, когда анион алкилсерной кислоты выступает в роли нуклеофильного агента по отношению к карбкатиону.
По карбкатионному механизму происходит образование олигомеров:
При отщеплении протона образуется ненасыщенный димер, затем тример и т.д. Обрыв цепи может происходить и на соответствующих анионах. Вторичные алкилсульфаты могут быть также получены из вторичных спиртов по обратимой реакции сульфатирования вторичных алканолов. Данный процесс был рассмотрен ранее.
4 Алкиларенсульфонаты
4.1 Алкилбензолсульфонаты на основе алкилхлоридов
Процесс включает следующие стадии: хлорирование деароматизирован ного керосина или н-алканов, получение алкилбензолов, сульфирование алкил бензолов, нейтрализацию и получение товарного продукта.
Хлорирование углеводородов
Хлорирование насыщенных алифатических (предельных) углеводородов протекает по схеме:
Алкилирование бензола алкилхлоридами
Следующей стадией процесса получения сульфонола является алкилиро вание бензола алкилхлоридами. Процесс протекает по реакции Фриделя- Крафтса, которую в общем виде можно представить следующим образом:
Поскольку при хлорировании предельных углеводородов (н-алканов) об разуются в основном вторичные алкилхлориды, при алкилировании получается также смесь алкилбензолов, в которых ароматическое кольцо занимает различ ные положения. Несмотря на обратимость реакции алкилирования, в реальных условиях процесс протекает практически необратимо.
Реакция алкилирования бензола алкилхлоридами подчиняется механизму электрофильного замещения. Катализаторами процесса служат протонные ки слоты или кислоты Льюиса (трихлорид алюминия). Электрофильным агентом в этой реакции является карбоний-ион, образующийся из алкилхлорида. Галоге нид алюминия, взаимодействуя с галогеналканом, поляризует связь углерод- галоген, увеличивая электрофильность галогеналкана: 
Образовавшийся электрофильный агент вызывает поляризацию π- электронной системы ароматического кольца. Образуется промежуточный π- комплекс, который перегруппировывается в карбоний-ион т.н. σ-комплекс. По следний, теряя протон, превращается в алкилбензол с выделением хлорида во дорода и регенерацией катализатора – хлорида алюминия: 
Алкилбензол, вследствие +I-эффекта заместителя, является более силь ным нуклеофильным реагентом, чем бензол. Это и служит причиной образова ния ди-, три- и полиалкилбензолов: 
Для того чтобы остановить реакцию на стадии моноалкилирования, ее проводят в большом, обычно 5-6 кратном, избытке бензола.
В присутствии дихлоралканов протекает реакция внутримолекулярного алкилирования, в результате которой образуются производные тетралина и ин дана. Последние продукты являются источником образования красящих ве ществ, придающих сульфону темный цвет.
Сульфирование алкилбензолов
5 Алкилсульфонаты
В связи с ужесточением требований к биоразлагаемости ПАВ в рецепту ры современных СМС вводят преимущественно не алкилбензолсульфонаты, а алкилсульфонаты – производные серной кислоты, в молекуле которой одна или обе гидроксильные группы замещены углеводородными остатками.
Их получают сульфохлорированием или сульфоокислением предельных угле водородов. Сульфохлорирование (брутто-процесс) может быть представлено в виде нижеприведенной реакции: 
Продуктом реакции является хлорангидрид алкансульфоновой кислоты.
Сульфохлорирование алканов протекает при использовании диоксида серы и хлора по свободнорадикальному механизму. Инициаторами процесса служат ультрафиолетовое облучение, органические пероксиды и радиоактивные веще ства. Под действием УФ-лучей из молекул хлора образуются свободные ради калы, которые взаимодействуют с алканами, образуя свободные алкильные ра дикалы. Последние взаимодействуют с сернистым ангидридом и хлором, обра зуя хлорангидрид алкансульфоновой кислоты: 
При нейтрализации хлорангидридов образуются ПАВ – натриевые соли алкансульфоновых кислот: 
Сульфоокисление алканов
Алканы реагируют с сернистым ангидридом в присутствии кислорода при УФ-облучении. В качестве сырья применяют тщательно очищенные предель ные углеводороды, продуктами реакции являются алкансульфоновые кислоты: 
Сульфоокисление протекает также по свободнорадикальному механизму. Инициаторами процесса служат ультрафиолет, пероксиды, γ-излучение. По ре акциям, приведенным ниже, генерируются свободные радикалы и свободные алкильные радикалы: 
В результате последней реакции образуется алкилпероксисульфоновая кислота, которая легко распадается с образованием целевого продукта – алкил сульфоновой кислоты и новых свободных радикалов: 
Вторичные алкилсульфонаты получают по реакциям алкенов с бисульфи том натрия в присутствии окислителей или кислорода
C применением данной реакции получают соли моноэфиров (полуэфиров) сульфоянтарной кислоты. Процесс ведут в две стадии. На первой стадии из гид роксилсодержащих соединений и малеинового ангидрида синтезируют моно эфиры малеиновой кислоты: 
На второй стадии полученный моноэфир малеиновой кислоты сульфиру ют сернистым натрием или бисульфитом натрия, получая соответствующую на триевую соль сульфосукцината 
Сульфосукцинаты являются активной основой туалетного мыла, куско вых и пастообразных СМС, а также шампуней, пенных препаратов для ванн.
6 Эпоксидированные алкилкарбоновые кислоты, растительные масла и поверхностно-активные вещества на их основе
Благодаря наличию двойных связей в жирнокислотных остатках тригли церидов растительных масел, они способны эпоксидироваться. Эпоксидирова нию подвергаются соевое, льняное и дегидратированное касторовое масло. В качестве эпоксидирующих агентов применяют органические надкислоты (над муравьиную, надуксусную, мононадфталевую). Надкислоты получают из пе роксида водорода и органической кислоты, например:
Эпоксидирование протекает с участием двойных связей жирнокислотных остатков и надкислот (реакция Прилежаева): 
При взаимодействии эпоксидированных кислот с неорганическими ки слотами (серной, ортофосфорной) получаются гидроксиэфиры кислот: 
Чаще всего их используют в виде натриевых или калиевых солей.
7 Эфиры ортофосфорной кислоты (эфирофосфаты)
При взаимодействии гидроксилсодержащих соединений (спиртов, глице ридов, продуктов их оксиэтилирования и др.) с фосфорилирующими агентами (P2O5 – пятиоксидом фосфора, POCl3 – хлороксидом фосфора, H4P2O7 – пиро фосфорной кислотой) образуются эфирофосфаты – производные ортофосфор ной кислоты.
Эфирофосфаты вводят в состав жидких моющих средств, поскольку эфи ры ортофосфорной кислоты хорошо переносятся кожей и слизистыми оболоч ками человека. Натриевые соли фосфатов оксиэтилированных алкилфенолов являются хорошими эмульгаторами в составе кремов для укладки волос. В со ставах для укладки волос эфиры ортофосфорной кислоты являются не только хорошими эмульгаторами, но и антистатиками, предохраняющими волосы от рассыпания. Эфирофосфаты образуют прозрачные спиртовые лосьоны для рук. В сочетании с неионогенными ПАВ они оказывают гидротропное действие при их солюбилизации.
Фосфорилированные аддукты широко применяют в технике. Они служат противоизносными присадками в смазочных маслах и смазочно-охлаждающих жидкостях. Эфирофосфаты применяют как добавки к моторным маслам, пре дотвращающие образование нагара и отложений. Фосфорилированные аддукты обладают противокоррозионными свойствами. Их действие как ингибиторов коррозии объясняется хемосорбцией на оксидированной поверхности металла.
Мономолекулярный слой ПАВ – эфиров ортофосфорной кислоты образуется менее чем за одну минуту, а далее образуется двойной и полимолекулярный слой адсорбированного ПАВ.
Фосфорилированные аддукты окисда этилена и алкилфенолов применяют в качестве целевых добавок при получении лакокрасочных материалов, контак тирующих с пищевыми продуктами. Диалкилполиоксиэтиленгликолевый эфир ортофосфорной кислоты (оксифос, КД-6) является эффективным диспергатором при получении пигментированных лакокрасочных материалов, а также моди фикатором полимерных материалов.
Способы получения эфирофосфатов
Наиболее распространенными способами получения эфиров ортофосфор ной кислоты являются:
1) взаимодействие пятиоксида фосфора (в виде симмет ричной димерной оксидной структуры) со спиртами 
Это самый старый и дешевый метод получения эфирофосфатов;
2) взаимодействие полифосфорных кислот со спиртами (на примере три фосфорной кислоты) 
3) прямая этерификация ортофосфорной кислоты спиртами. Без катали затора такой процесс практически не протекает. Для интенсификации этери фикации применяют конденсирующие реагенты типа карбодиимидов 
4) взаимодействие спиртов и фенолов с хлороксидом фосфора. В ре-
зультате реакции образуются моно-, ди- и триэфиры ортофосфорной кислоты 
Смеси моно- и диэфиров разделяют на основе различной растворимости солей щелочноземельных металлов. Неорганические фосфаты и ортофосфор ную кислоту как примеси удаляют реакцией с гидроксидом бария. Бариевые со ли ортофосфорной кислоты нерастворимы в воде, а бариевые соли органиче ских фосфатов растворяются в воде.