Агрегация. После достижения определенной концентрации молекулы ПАВ способны образовывать сравнительно большие молекулярные агрегаты — мицеллы. Эту характерную для каждой ЮАР концентрацию называют критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Этот процесс обратный: при разведении раствора растворителем ниже ККМ мицеллы ПАВ вновь распадаются на отдельные молекулы (мономеры). Между мономерами и мицеллы устанавливается термодинамическое равновесие, при этом не имеет значения, где размещены мономерные молекулы ПАВ — на границе раздела фаз или в объеме раствора (рис. 12).
Как видно из рисунка мономеры в мицелле размещены так, что их гидрофобные группы находятся внутри, они не контактируют непосредственно с растворителем, а гидрофильные группы распределены на поверхности мицеллы и обеспечивают их устойчивость в растворе.
Мицеллы могут иметь различные формы и размеры. Число мономеров в мицелле колеблется около среднего значения, характерного для каждой ЮАР! Неионные, низкомолекулярные ЮАР! имеют количество агрегации порядке 50-1000; а в анионных, катионных — заряженных она составляет около 50. Это объясняется тем, что электростатическое отталкивание между одинаково заряженными группами не создает условий для дальнейшей агрегации. Кроме сферической, термодинамически устойчивыми формами агрегации можно назвать также эллипсоиды, палка-и дискообразные мицеллы. Макроскопические свойства растворов, содержащих ПАВ, особенно их вязкость, зависит от размеров и формы агрегатов. Для многих сфер использования, особенно в косметике, это имеет такое же большое значение, как и тот факт, что молекулы, распределены в растворе, имеют лишь незначительную растворимость или даже совсем не растворяются. Они могут быть только вмонтированы внутри мицеллы и тем самым переведены в раствор. Этот процесс называется солюбилизации, или коллоидной растворимостью .
Солюбилизацию следует понимать, как улучшение растворимости с помощью ЮАР, которые способны переводить плохо растворимые или совсем нерастворимые вещества в прозрачные или, в крайнем случае, в опалесцирующие растворы без изменения их химической структуры. Для солюбилизации используют главным образом ЮАР с низким значением ККМ и чтобы они были индифферентны к химических взаимодействий.
Эмульгаторы с двумя длинными углеводородными цепочками в процессе своей агрегации образуют еще одну структуру, которая отличает их от эмульгаторов с одним углеводородным радикалом. Они самовольно образуют многослойные пустые шарики — везикулы (рис. 14).
Липосомы представляют собой шаровидные везикулы (25-5000 нм в диаметре), мембраны которых состоят из одного или нескольких двойных слоев амфифильных молекул лецитина. При этом липофильные (гидрофобные) части ЮАР всегда направлены к середине двойного слоя. Если везикулы образуют неионные эмульгаторы, то их называют ниосомамы. Таким образом, внутреннее ядро липосом и Ниос всегда образует водяной фаза.
Благодаря характерной структуре везикулы — потенциальные системы доставки гидрофильных систем и воды в роговой слой кожи или являются носителями липофильных и амфифильных молекул (в липофиль-ных мембранах).
Комментарии закрыты.