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본문내용
할 수는 있다 . 그러나 센물에서 비누를 사용하는 것을 즐거울 수가 없다 .
연수가 공급되는 지역일지라도 비누를 사용하여 계속해서 빨래를 하게 되면 옷감에 미량씩의 불용성 칼슘 또는 마그네슘염이 침착된다 . 비누의 또 다른 단점은 장기간 보관시 변성되어 세척력이 떨어진다는 점이다 . 오늘날 세제는 세척력이 뛰어나도록 만들어져 있다 . 마지막으로 세탁하는 관점에서 볼 때 비누는 완전히 헹구어지지 않고 섬유 사이에 미량이나마 남는 단점이 있다 . 이 때문에 비누로 빨래를 하면 옷에서 나쁜냄새가 나거나 섬유를 손상시키는 등의 문제점을 야기한다 .
비누의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 합성세제가 고안 되었다 . 초기에는 석유화학 공정에서 부산물로 얻은 프로필렌 (CH₃CH=CH₂) 을 중합하여 사합체 (tetramer)를 만들고 이것을 벤젠과 반응시켜 알킬 벤젠을 만들어 황산 (H₂SO₄)처리 한 후 다시 수산화나트륨 (NaOH)으로 중화하여 알킬벤젠술폰산 나트륨 (sodiumbenzenesulfonate, ABS)이라는 합성세제를 만들었다 .
비누와 합성세제는 아래와 같이 유사한 구조를 갖는다 .
R ㅡ C = O R ㅡ S = O
l has become / ll
ONa ONa O
이와 같은 방법으로 만든 합성세제는 비누보다 물에 대한 용해도가 더 크며 칼슘이나 마그네슘이온이 존재해도 불용성 침전을 만들지 않으므로 센물에서도 사용할 수 있다 . 그러나 이들은 비누보다 안정하여 사용 후 물 속에서 오랫동안 남아 있게 되어 폐수와 강물에 많은 거품을 만드는 문제점을 안고 있다 . 합성세제의 안정성은 술포네이트의 안정성 이외에 알킬부분의 탄화수소사슬이 직쇄형이 아니고 물속에 있는 박테리아가 쉽게 분해하지 못하는 가지형이기 때문이다 .
2. 계면활성제의 작용방법
계면활성제는 분자 내에 긴 탄화수소로 된 꼬리부분과 전하(또는 극성) 를 띠고 있는 머리부분으로 구성되어있다 . 탄화수소 부분은 소수성 (hydro-phobic) 으로 물에 녹지 않으나 전하를 띠는 머리부분은 친수성 (hydro-philic) 으로 물에 잘 녹는다 . 계면활성제는 다음과 같은 4가지 형태가 있다 .
1. 음이온성 계면활성제로서 머리부분이 음이온으로 되어 있으며 이 부분이 친수성으로 물에 녹는다 .
2.양이온성 계면활성제로 머리부분이 양이온으로 친수성을 나타낸다 .
3.비이온성 계면활성제로 전하를 띠는 부분은 없으나 에틸렌 옥사이드 (ethylene oxide )그룹이 많이 있어 이것이 친수성 부분의 역할을 한다 . 비이온성 계면활성제는 전하를 띠는 부분이 없으므로 친수성을 증가시키기 위해서는 극성부분의 길이를 증가시켜야 한다 .
4.동일 분자 내에 양이온과 음이온을 동시에 갖는 양쪽성 계면활성제이다 . 양쪽성 계면활성제는 모발이나 섬유린스제로 사용된다 .
세제에는 주로 음이온성 계면활성제가 사용된다 . 비이온성 계면활성제의 사용량은 계속하여 증가하고 있으나 양이온성 계면활성제는 그렇지 않다 . 양이온성 계면활성제는 두 가지 장점을 갖고 있다 . 첫째 , 약한 살균력을 갖고 있으므로 기저귀 세제용 , 모발 린스용 , 수영장소독제 등으로 사용되며 , 둘째 , 탄화수소사슬 끝부분에 양이온이 있어 플라스틱 제품을 씻을 때 유용하다 . 그러나 양이온성 계면활성제는 유리제품을 씻을때에는 적합하지 않다 . 유리는 표면이 음전하로 되어 있어 먼지 등이 묻게 된다 . 음이온성 계면활성제는 유리에 붙어 있는 먼지를 제거할 수 있으나 양이온성 계면활성제는 유리 표면에 강하게 달라붙어 얇은 피막을 형성하게 된다 . 이 피막의 바깥부분은 소수성인 탄화수소사슬로 되므로 기름때가 더 잘 묻게 한다 . 반대로 플라스틱은 표면이 양으로 하전되어 있어 양이온성 세제를 사용하면 쉽게 세척할 수 있다 . 세탁물을 헹굴 때 양이온성 계면활성제를 첨가하면 음전하로 된 섬유에 얇은 양이온성 피막을 만들어 섬유를 부드럽게 하고 또 정전기와 마찰을 줄인다 .
3. 계면활성제의 세정능력
계면활성제 분자는 물 표면에 농축되는 성질이 있는데 이것은 계면활성제의 소수성부분이 물 바깥으로 나가려는 힘 때문이다 . 따라서 계면활성제를 첨가하면 물의 표면장력을 감소시켜 물에 젖지 않는 부분도 젖게 할 수 있다 . 계면활성제의 세정능력은 소수성 표면을 젖게 하여 때를 밀어올리는 능력을 증가시키는데 기인한다 . 계면활성제 분자의 긴 탄화수소 꼬리 부분은 기름과 같은 비극성 물질에 녹으며 카르복실 (carboxyl , -COO-) 또는 술포네
연수가 공급되는 지역일지라도 비누를 사용하여 계속해서 빨래를 하게 되면 옷감에 미량씩의 불용성 칼슘 또는 마그네슘염이 침착된다 . 비누의 또 다른 단점은 장기간 보관시 변성되어 세척력이 떨어진다는 점이다 . 오늘날 세제는 세척력이 뛰어나도록 만들어져 있다 . 마지막으로 세탁하는 관점에서 볼 때 비누는 완전히 헹구어지지 않고 섬유 사이에 미량이나마 남는 단점이 있다 . 이 때문에 비누로 빨래를 하면 옷에서 나쁜냄새가 나거나 섬유를 손상시키는 등의 문제점을 야기한다 .
비누의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 합성세제가 고안 되었다 . 초기에는 석유화학 공정에서 부산물로 얻은 프로필렌 (CH₃CH=CH₂) 을 중합하여 사합체 (tetramer)를 만들고 이것을 벤젠과 반응시켜 알킬 벤젠을 만들어 황산 (H₂SO₄)처리 한 후 다시 수산화나트륨 (NaOH)으로 중화하여 알킬벤젠술폰산 나트륨 (sodiumbenzenesulfonate, ABS)이라는 합성세제를 만들었다 .
비누와 합성세제는 아래와 같이 유사한 구조를 갖는다 .
R ㅡ C = O R ㅡ S = O
l has become / ll
ONa ONa O
이와 같은 방법으로 만든 합성세제는 비누보다 물에 대한 용해도가 더 크며 칼슘이나 마그네슘이온이 존재해도 불용성 침전을 만들지 않으므로 센물에서도 사용할 수 있다 . 그러나 이들은 비누보다 안정하여 사용 후 물 속에서 오랫동안 남아 있게 되어 폐수와 강물에 많은 거품을 만드는 문제점을 안고 있다 . 합성세제의 안정성은 술포네이트의 안정성 이외에 알킬부분의 탄화수소사슬이 직쇄형이 아니고 물속에 있는 박테리아가 쉽게 분해하지 못하는 가지형이기 때문이다 .
2. 계면활성제의 작용방법
계면활성제는 분자 내에 긴 탄화수소로 된 꼬리부분과 전하(또는 극성) 를 띠고 있는 머리부분으로 구성되어있다 . 탄화수소 부분은 소수성 (hydro-phobic) 으로 물에 녹지 않으나 전하를 띠는 머리부분은 친수성 (hydro-philic) 으로 물에 잘 녹는다 . 계면활성제는 다음과 같은 4가지 형태가 있다 .
1. 음이온성 계면활성제로서 머리부분이 음이온으로 되어 있으며 이 부분이 친수성으로 물에 녹는다 .
2.양이온성 계면활성제로 머리부분이 양이온으로 친수성을 나타낸다 .
3.비이온성 계면활성제로 전하를 띠는 부분은 없으나 에틸렌 옥사이드 (ethylene oxide )그룹이 많이 있어 이것이 친수성 부분의 역할을 한다 . 비이온성 계면활성제는 전하를 띠는 부분이 없으므로 친수성을 증가시키기 위해서는 극성부분의 길이를 증가시켜야 한다 .
4.동일 분자 내에 양이온과 음이온을 동시에 갖는 양쪽성 계면활성제이다 . 양쪽성 계면활성제는 모발이나 섬유린스제로 사용된다 .
세제에는 주로 음이온성 계면활성제가 사용된다 . 비이온성 계면활성제의 사용량은 계속하여 증가하고 있으나 양이온성 계면활성제는 그렇지 않다 . 양이온성 계면활성제는 두 가지 장점을 갖고 있다 . 첫째 , 약한 살균력을 갖고 있으므로 기저귀 세제용 , 모발 린스용 , 수영장소독제 등으로 사용되며 , 둘째 , 탄화수소사슬 끝부분에 양이온이 있어 플라스틱 제품을 씻을 때 유용하다 . 그러나 양이온성 계면활성제는 유리제품을 씻을때에는 적합하지 않다 . 유리는 표면이 음전하로 되어 있어 먼지 등이 묻게 된다 . 음이온성 계면활성제는 유리에 붙어 있는 먼지를 제거할 수 있으나 양이온성 계면활성제는 유리 표면에 강하게 달라붙어 얇은 피막을 형성하게 된다 . 이 피막의 바깥부분은 소수성인 탄화수소사슬로 되므로 기름때가 더 잘 묻게 한다 . 반대로 플라스틱은 표면이 양으로 하전되어 있어 양이온성 세제를 사용하면 쉽게 세척할 수 있다 . 세탁물을 헹굴 때 양이온성 계면활성제를 첨가하면 음전하로 된 섬유에 얇은 양이온성 피막을 만들어 섬유를 부드럽게 하고 또 정전기와 마찰을 줄인다 .
3. 계면활성제의 세정능력
계면활성제 분자는 물 표면에 농축되는 성질이 있는데 이것은 계면활성제의 소수성부분이 물 바깥으로 나가려는 힘 때문이다 . 따라서 계면활성제를 첨가하면 물의 표면장력을 감소시켜 물에 젖지 않는 부분도 젖게 할 수 있다 . 계면활성제의 세정능력은 소수성 표면을 젖게 하여 때를 밀어올리는 능력을 증가시키는데 기인한다 . 계면활성제 분자의 긴 탄화수소 꼬리 부분은 기름과 같은 비극성 물질에 녹으며 카르복실 (carboxyl , -COO-) 또는 술포네
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- 등록일2010.01.19
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