На практике традиционные поверхностно-активные вещества обычно включают в себя гидрофобную цепь, прикрепленную к сравнительно компактной полярной или гидрофильной головке. Варьируя молекулярный вес и состав каждой части можно получать самые различные свойства [большое количество добавок для покрытий с различными функциями являются поверхностно-активными веществами со структурно высоким молекулярным весом.]
В последние годы был разработан ряд структурированных поверхностно-активных веществ. Самыми простыми из них являются «гемини». Они состоят из двух молекул поверхностно-активных веществ, соединенных спейсерной группой или полимером низкого молекулярного веса у головки или у конца концевой части.
Примеры структур поверхностно-активных веществ «гемини».
Корпорация Degussa разработала вещества «гемини» на основе силоксана. Было сообщено, что они сочетают несколько очень благоприятных свойств, которые сложно совместить в одном поверхностно-активном веществе при обычных условиях:
- Очень низкое поверхностное натяжение и хорошее смачивание подложки;
- Низкая CMC (критическая концентрация мицеллообразования), составляющая менее 100 мг/л;
- Высокая совместимость с различными составами;
- Содействие снижению пенообразования, не создает пену и стабилизирует ее.
С другой стороны, один из наиболее эффективных видов углеводородных смачивателей, сульфосукцинаты, печально известны своей способностью создавать и стабилизировать пену. Внедрение пеногасителей с целью нивелирования этого недостатка влечет за собой постоянный риск того, что пеногаситель повлияет на смачивание поверхности. Традиционные пеногасители действуют на основе нескольких различных механизмов, однако все они требуют присутствия гидрофобных материалов, разрушающих стенки пенных пузырей. Поэтому всегда присутствует риск того, что эти гидрофобные свойства породят нежелательные побочные эффекты.
Вещества «гемини», а также вещества более сложной структуры, могут действовать другим образом. Несмотря на то, что поверхностно-активные вещества обычно стабилизируют пену, различные типы поверхностно-активных веществ могут нарушать ее устойчивость. На практике было обнаружено, что комплексные поверхностно-активные вещества, антагонистично реагирующие на присутствие других поверхностно-активных веществ, могут впитываться в стенки пузырей и нарушать устойчивость пены, конфликтуя с другими поверхностно-активными веществами. Самыми простыми из этих материалов являются ацетиленовые диолы, распространяемые компанией Air Products.
Компания Cognis запатентовала ряд «звездообразных» пеногасителей и смачивателей со сверхразветвленной структурой, в которой используется тот же принцип.
