Pinta-aktiivinen aine tai pinta-aktiiviset aineet ovat molekyylejä, jotka ovat amfifiilisiä (joilla on sekä hydrofiilisiä että lipofiilisiä ominaisuuksia). Hydrofiilinen on yhdiste, joka voi sitoa vettä, kun taas lipofiilinen on yhdiste, joka voi sitoa öljyä ja vihaa vettä (hydrofobinen). Pinta-aktiivisia aineita löytyy saippuoista, pesuaineista ja puhdistusaineista. Pinta-aktiiviset aineet ovat molekyylejä, jotka voivat imeytyä nesteen ja kaasun rajapinnasta. Kun pinta-aktiivinen aine laitetaan veteen, se kohdistuu ilmassa olevan hydrofobisen osan kanssa, kun taas hydrofiilinen osa on vedessä, jotta se voi vähentää jännitystä aineen pinnalla tai rajapinnalla.
Kuinka pinta-aktiiviset aineet toimivat
Kun liuoksessa on riittävästi pinta-aktiivisia molekyylejä, ne yhdistyvät muodostaen miselleiksi kutsuttuja rakenteita. Kun misellejä muodostuu, vedestä pitävän pinta-aktiivisen aineen pää asettuu alttiiksi vedelle, kun taas vettä vihaava häntä ryhmittyy misellirakenteen keskelle siten, että se on suojassa vedeltä. Misellit toimivat sitten yksikkönä erilaisten epäpuhtauksien, kuten lian tai öljytahrojen, poistamiseksi. Vettä vihaava häntä vetää puoleensa maaperään ja ympäröi sitä, kun taas pinta-aktiivisen aineen pää vetää mullan pinnasta puhdistusliuokseen. Näet, että esineen pinnalta irtoava lika alkaa saastuttaa vettä tai puhdistusliuosta. Misellit muodostuvat sitten uudelleen pyrstillä, jotka pitävät maaperän paikallaan rakenteen keskellä.Pinta-aktiivisten aineiden tyypit
Seuraavat ovat pinta-aktiivisten aineiden tyyppejä, jotka perustuvat niiden hydrofiilisten päiden varauseroihin.1. Anioniset pinta-aktiiviset aineet
Anionisilla pinta-aktiivisilla aineilla on molekyylin negatiivisesti varautunut pää, joka on hydrofiilinen. Tämä negatiivisesti varautunut osa molekyylistä on yleensä sulfonaatti, sulfaatti tai karboksylaatti. Esimerkkejä anionisista pinta-aktiivisista aineista ovat natriumalkyylibentseenisulfonaatti, natriumstearaatti ja kaliumalkoholisulfaatti, joita esiintyy yleisesti saippuoissa ja pesuaineissa.2. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet
Ionittomat pinta-aktiiviset aineet ovat pinta-aktiivisia aineita, joissa ei ole ioneja. Nämä pinta-aktiiviset aineet saavat polariteettinsa, koska molekyylin toisessa päässä on happirikas osa ja toisessa päässä suuri orgaaninen molekyyli. Esimerkkejä ionittomista pinta-aktiivisista aineista ovat etoksylaattialkoholit, nonyylifenoksipolyeteenialkoholit ja etyleenioksidi/propyleenioksidilohkokopolymeerit. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet ovat yleensä vaahtoamattomia tai vähän vaahtoavia, joten ne soveltuvat käytettäväksi ainesosana vähän vaahtoavien pesuaineiden valmistuksessa.3. Kationiset pinta-aktiiviset aineet
Kationiset pinta-aktiiviset aineet ovat positiivisesti varautuneita molekyylejä, jotka ovat yleensä peräisin typpiyhdisteistä. Monilla kationisilla pinta-aktiivisilla aineilla on desinfioivia tai puhdistavia ominaisuuksia, kuten bakteereja tappavia tai muita. Nämä pinta-aktiiviset aineet ovat hyödyllisiä valmistettaessa desinfiointiaineita, jotka jättävät pinnalle kationisen desinfiointiainekerroksen. Esimerkki kationisesta pinta-aktiivisesta aineesta on alkyyliammoniumkloridi.4. Amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet
Amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet ovat pinta-aktiivisia aineita, joiden varaus muuttuu pH:n mukaan. Nämä pinta-aktiiviset aineet voivat olla anionisia, ei-ionisia tai kationisia tyyppejä pH:sta riippuen. Amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita käytetään usein henkilökohtaisen hygienian tuotteissa, kuten shampoissa ja kosmetiikassa. Esimerkkejä amfoteerisistä pinta-aktiivisista aineista ovat betaiini ja aminooksidit. [[Aiheeseen liittyvä artikkeli]]Pinta-aktiivinen toiminto
Yksi pinta-aktiivisten aineiden yleisimmistä tehtävistä on tärkein ainesosa pesu- tai puhdistusaineiden valmistuksessa. Pesuaineissa pinta-aktiiviset aineet parantavat molekyylien leviämis- ja kostutusominaisuuksia niin, että ne sitovat likaa ja helpottavat sen poistamista. Sen lisäksi tässä on joitain muita pinta-aktiivisten aineiden toimintoja, joita käytetään jokapäiväisessä elämässä.- Pinta-aktiivisten aineiden tehtävänä puhdistustuotteissa on aktivoida pinnalla toimintaa niin, että lika voi sitoutua ja vapautua muilta likaan kiinnittyviltä pinnoilta, esimerkiksi vaatteilta, lattiapinnoilta, pöytäpinnoilta ja niin edelleen.
- Tekstiilien värjäyksessä pinta-aktiiviset aineet ovat molekyylejä, joita käytetään auttamaan väriaineen tunkeutumista kankaaseen tasaisesti.
- Toinen pinta-aktiivisten aineiden tehtävä on emulgointiaineena tai vaahdotusaineena.
- Pinta-aktiivisia aineita, jotka ovat lipofiilisempiä ja vähemmän hydrofiilisiä, voidaan käyttää vaahdonestoaineina tai emulgointiaineina.
- Pinta-aktiiviset aineet voivat toimia myös bakteereja, fungisideja ja hyönteismyrkkyjä.
- Pinta-aktiivisia aineita voidaan käyttää myös korroosionestossa. Pinta-aktiivisen aineen tehtävänä on lisätä öljyn virtausta huokoisessa kivessä ja tuottaa aerosoleja.