Що таке ПАР і чи небезпечні ПАРи?

ПАР – лише три літери, а скільки всього під собою мають на увазі, скільки дискусій навколо себе викликають, скільки запитань, непорозумінь та збентежень… Що це таке і де використовується? Треба застосовувати чи можна відмовитися, віддавши перевагу альтернативам, і чи є ці альтернативи? Небезпечний або ж ні вплив на людину та довкілля? Які ПАР безпечні, і чи існують такі взагалі? Цей перелік запитань можна довго продовжувати. Можна звертатися до численних джерел, які розповідають про всілякі аспекти цих речовин. Але розкласти все по поличках, зрозуміти, що до чого, часто буває вкрай складно саме через різноманітність наявної в доступі інформації, через її поширену заплутаність та суперечливість.

У сучасному світі споживчих товарів активно використовуються новітні технології, покликані зробити наше повсякденне життя комфортнішим та ефективнішим. Однією з важливих складових цього прогресу виступають речовини поверхнево-активні. Власне, так і розшифровується добре відома абревіатура. Ці р-ни підприємливо задіюються у виготовленні побутової, автомобільної та іншої хімії, б’юті-засобів, текстилю й лакофарбових продуктів. Вони знаходять своє місце у медицині, будівництві, металургії та інших галузях. Ось та інформація, яка більш-менш зрозуміла, відома та однозначна. Решта ж супроводжується численними знаками запитання. Особливо спірний момент – небезпека/безпека. Тому в цій статті ми розглянемо не тільки те, що являють собою ці речовини, де і для чого вони використовуються і які бувають, але й те, що стосується можливих ризиків. Чи всі вони небезпечні чи, можливо, навпаки безпечні? У бік яких найменувань краще дивитися під час закупівлі продукції? Як забезпечити безпечне використання? Читайте та дізнавайтеся все найважливіше, структуроване в нашому матеріалі та подане у доступній легкій формі.

Що називають ПАРами і де це використовується?

Поверхнево-активними (або тензидами) називаються речовини, що є хім. сполуками, які концентруються по периметру поділу термодинамічних фаз. З їхньою допомогою перехід кисню із повітряного у водний простір знижується на 20 %. Їх завдання – знижувати поверхневий натяг рідин, робити їх зволоженішими або в’язкішими. У структурі всіляких товарів можлива наявність основних та супутніх поверхнево-активних речовин. Супутні, або со-ПАР, мають властивості основних, але потрібні для того, щоб підтримувати, інтенсифікувати та активувати роботу головної речовини. Зокрема, можуть збільшувати розчинність складників з малим ступенем розчинення або реалізувати підтримку піноутворення.

Тут важливо розкрити таке поняття, як поверхнева активність. Це ключовий кількісний параметр. Передбачає вміння зменшувати поверхневий натяг на рубежі фазоподілу. Мається на увазі похідна термодинамічної характеристики по концентрації речовини, коли відбувається наближення до нуля. У тензидів є межа розчинності (критична концентрація формування міцел). І коли вона досягається, подальше введення ПАРу не приводить до концентраційних змін на межі поділу фаз. Значення залишаються сталими, але водночас молекули сполуки самоорганізуються в об’ємному розчині. Результат – формування міцел, про що візуально сповіщає каламутність р-чину. Водні середовища ще набувають голубизни, оскільки міцели заломлюють світлові промені (актуалізується опалесценція).

Зазвичай тензиди мають амфіфільну будову: у складі їх молекул присутні полярна та неполярна складові (гідрофільний і гідрофобний елементи). ПАРами можуть виступати мила, синтетичні мийні матеріали, карбонові кислоти, спирти, аміни та інші речовини. Поряд з милами вони – важливі діючі структурні елементи мийних продуктів.

Цікавий факт. Мило, основане на поверхнево-активній речовині, має тисячолітню історію застосування. До сьогодні воно залишається одним із найпоширеніших варіантів у світі.

Поверхнево-активні речовини є широким класом хімічних сполук, здатних змінювати поверхневі властивості рідин. Цей унікальний аспект робить їх невід’ємною частиною багатьох сфер нашого повсякдення та цілої низки промислових галузей. Насамперед розглянемо два головні напрямки їхнього застосування, з продуктами котрих кожен із нас має справу протягом усього життя:

1. Виробництво побутової хімії. Чистяче-мийні засоби, пральні продукти, рідини для миття посуду, кондиціонери для білизни, туалетні блоки, побутова хімія для прибирання інтер’єрів і екстер’єрів, очищення одягу, текстильних, дерев’яних, скляних та інших елементів, а також для догляду за автомобілем – все це і різна інша подібна продукція має у переліку інгредієнтів тензиди. Завдяки їм, їхнім детергентним властивостям, тут забезпечується високоефективність усунення різноманітних забруднень та підтримки чистоти в домашніх умовах.
2. Виготовлення косметики та засобів особистої гігієни. У виробництві косметичних засобів тензиди відіграють ключову роль. За ними закріплене забезпечення стабільності та ефективності формул, легкості нанесення й рівномірності розподілу активних компонентів. Завдяки змішуванню гідрофільної частини з водною фазою, гідрофобної – з жирною, а потім – їх загальному поєднанню, реалізуються піноутворення, формування емульсій та загущення засобів. Ця здатність широко використовується під час створення косметики різного призначення. Сама лише вода не може видаляти зі шкіри і волосся які-небудь забруднення через бар’єр з утворюваного себуму. ПАР, допомагаючи воді змішатися з жиром, наділяє очищувальний засіб ефективністю в плані видалення частинок бруду. Відповідно, такі речовини вітаються у складі рідкого мила та гелів для душу, лосьйонів і тоніків, пінок, гелів та інших засобів для вмивання. Їх застосовують при виготовленні шампунів, пін для гоління, засобів для ванни, зубної пасти й інших доглядових продуктів для ротової порожнини. Доглядова косметика та засоби гігієни завдячують своїми чудовими властивостями саме цим компонентам. Також ці речовини покращують текстуру, посилюють стійкість, емульгують і збільшують в’язкість кремів для обличчя та тіла, бальзамів і масок для волосся, плюс ще багатьох б’юті-засобів для догляду за шкірними й волосяними покривами. Що не менш важливо, їм характерна широта використання в натуральній та органічній косметичній продукції.

Буває, що побутову хімію та б’юті-засоби з ПАРами у складі недолюблюють, посилаючись на її надмірну агресивність. Але, по-перше, сьогодні дуже складно знайти non-ПАР засоби, в більшості випадків без цих компонентів при виготовленні просто не обійтися. А по-друге, тензиди бувають дуже різні (детально про це розповімо трохи нижче), і в наш час не становить особливих труднощів виготовляти й використовувати мийні засоби та косметику з неагресивно впливаючими інгредієнтами, з м’якими або комбінованими ПАРами, котрі не шкодять шкірі, волоссю і організму загалом, мінімізують ймовірність пересушування, провокування лущення, подразнень та інших негативів. Втім, про це – теж трохи далі.

А зараз ще коротко про застосування поверхнево-активних речовин. Воно актуальне й для таких сфер:

• харчове виробництво. Виконувані завдання: стабілізація, емульгування, піноутворення, поліпшення текстури, якості, зовнішнього вигляду та збереження продуктів. З цією метою введення актуальне, зокрема, у соуси, напої, вершки, маргарини, морозиво, шоколадки, макаронні, хлібобулочні вироби тощо;
• медицина та фармакологія. Із застосуванням ПАРів створюються здебільшого медичні змазки, мийні та дезінфікуючі засоби, хірургічні антисептики. Вони підвищують ефективність при обробці та очищенні медінструменту, забезпечують безпеку медичних процедур;
• наука. Значення для наукових досліджень полягає у стабілізації реакційних середовищ, максимізації точності та відтворюваності експериментів;
• нафтогазовидобування і нафтопереробка. За допомогою поверхнево-активних речовин вдається вдосконалювати диспергування нафти та газу, що полегшує їх транспортування й переробку. Також вони використовуються для створення стабільних бурових розчинів;
• металургія. Тензиди застосовуються для змащування прокатних станів і зменшення тертя. Примітні витримуванням значних температур, навіть таких, при яких згоряє мастило;
• теплоенергетика. Тут застосування реалізується у процесах видобутку, транспортування й утилізації теплової енергії. Вказаними речовинами обробляють функціональні поверхні теплопостачальних систем і теплообмінного обладнання, щоб підвищити їхню гідрофобність та кут контакту;
• паперова, пакувальна й друкарська сфери. Актуальні процеси: відділення чорнила від целюлози при переробці макулатури, покращення властивостей фарб, клеїв та покриттів для забезпечення належної адгезії, стійкості до зношування й візуальної якості упаковки та друкованих матеріалів;
• текстильний сегмент. Ключова роль при виробництві текстильної продукції – усунення статичного електричного заряду з волокон синтетики;
• шкіряне виробництво. Запобігають появі дефектів на шкіряних виробах й не дають їм злипатися;
• лакофарбова промисловість. Зменшують поверхневий натяг ЛФМ, завдяки чому ті легше проникають у всі западини на оброблюваній площині, витісняючи звідти все зайве, наприклад, воду;
• сільське господарство. ПАРами доповнюються пестициди і добрива. Таким чином, вони мають значення і для захисту рослин, й для їхнього живлення, покращення транспорту поживних елементів до рослинних організмів;
• будівництво. Залучення в якості добавок для бетону та будівельних матеріалів, що забезпечують покращені фізичні властивості й довговічність, зниження водопотреби зі збереженням рухливості, підвищення марки, за рахунок опрацювання таких аспектів, як щільність, морозостійкість та гідроізоляція.

Як уже можна зрозуміти, речовини поверхнево-активні, володіючи унікальними властивостями, слугують універсальними помічниками у повсякденному житті та промисловості, повсюдно задіюються у найрізноманітніших сферах, що надає їм ключову роль в сучасному світі. Світове виробництво ПАРів – це до 3 кілограмів на кожну людину на рік. Така цифра говорить багато про що, чи не так?

ПАРи: які бувають?

Різноманіття поверхнево-активних речовин вражає. Вони поділяються на декілька груп, кожна з яких має ті чи інші властивості, зосереджується на певному функціональному спектрі. Емульгування, піноутворення, пом’якшення, антисептична дія тощо – внесок різних речовин у виробництво продукції забезпечує відповідність безлічі споживчих потреб.

На основі того, яке сировинне джерело використовується при виготовленні, ці речовини поділяються на:

• натуральні (синтезуються з кукурудзяної, кокосової олії та інших рослинних сировинних матеріалів);
• мінеральні (джерелами виступають нафта і газ);
• синтетичні (створюються в лабораторних умовах).

За способом дії розрізняють дві великі групи ПАРів:

1. Іоногенні (бувають, своєю чергою, аніонними, катіонними та амфотерними).
2. Неіоногенні (не утворюють іонів).

Аніонні (лужні) речовини – найпоширеніший різновид, примітний високоефективністю, що поєднується з доступністю. Їм характерне значне піноутворення та чудове знежирення (оперативно справляються із серйозними жировими відкладеннями). Але з ними слід проявляти обережність через ймовірну агресивність для шкіри.

Представники аніонного виду: коко-, лаурил- та лауретсульфат натрію, лаурилсульфат амонію. Особливу увагу рекомендуємо звернути на SLES (Sodium Laureth Ether Sulfate, сульфоетоксилат натрію). Він яскраво реалізує переваги цих речовин (зокрема, забезпечує рясне та густе піноутворення, покращує текстуру засобів, дає максимальне очищення в твердій воді). І при цьому не вологовиснажує шкіру, менш токсичний і не такий алергенний, як інші аніонні речовини. Часто можна зустріти сульфоетоксилат натрію в шампунях, гелях для душу, зубних пастах, мийних засобах. Якщо буде потреба придбати лауретсульфат натрію оптом, зверніться до менеджерів компанії «Система Оптимум». Висока якість продукту, комфортні умови співпраці, оперативність постачання та найкращі ціни в Україні гарантовані.

Катіонні (кислотні) ПАР – це речовини зі значно меншим поширенням. Спектр їхнього застосування суттєво обмежений. Це пояснюється зниженою мийною здатністю. Але на захист катіонних матеріалів, наприклад, хлориду цетримонію, слід згадати нейтралізацію дії агресивних аніонних речовин, що найчастіше використовується в шампунях, бальзамах, масках та кондиціонерах для волосся (для зняття статичної електрики), а також у пральних порошках. Утворюючи неполярні сполуки за такої взаємодії, вони значно скорочують розчинення у воді небезпечних компонентів, завдяки чому ті випадають в осад. До речі, якщо у згаданих вище продуктах зазначена здатність вітається, то у багатьох інших – ні. Пояснимо обмеження застосування на прикладі автохімії та автокосметики: аніонно-катіонні комплекси в ході реагування формують осад, а відтак залишають розводи на кузові, що є неприпустимим для обробки автомобіля.

Амфотерні – це речовини з нейтральною реакцією, поверхнева активність яких варіюється на основі рівня кислотності водного середовища: у лужних умовах вони працюють як аніонні компоненти, у кислих – як катіонні. Переваги амфотерних ПАРів (кокамідопропілбетаїну, імідазоліну): висока біологічна дружелюбність до шкіри та волосся, низькотоксичність, м’яке очищення + бактерицидна активність, достойне піноутворення. Особливо яскраве значення мають при поєднанні з аніонними та катіонними речовинами: з першими максимізують піноутворення, підвищують безпеку для людини та природи, з другими інтенсифікують роботу силіконів та полімерів. Але взагалі не все, на жаль, так добре. Амфотерні матеріали коштують дуже дорого, оскільки їхнє виробництво потребує значних грошових затрат.

Неіоногенна група поєднує речовини, які у водному середовищі не підлягають розпаду на іони. Ключове призначення – знижувати агресивність інших сполук, що коригують поверхневий натяг. За масштабами виробництва неіоногенні речовини перебувають на 2-му місці, поступаючись першістю лише аніонним. Матеріали, що не дисоціюються на іони, переважно одержувані зі спиртів і цукрів (як от децилглюкозид, лаурилглюкозид, кокоглюкозид), слабко піняться, позаяк мають низьку здатність до піноутворення. Це у поєднанні з високою мийною дією цінне при виготовленні пральних порошків для автоматичного прання. При цьому шкіру НПАР практично не подразнюють, волосся роблять м’яким і шовковистим, виступають прекрасними гідротропами, проявляють стійкість у твердій воді, підлягають повному біорозкладанню, безпечні для людей і довкілля. М’які неіоногенні матеріали із рослинної натуральної сировини – ті речовини, застосування яких навіть прописане у сертифікатах натуральної та органічної косметики. Поширення цих речовин легко пояснюється не лише функціональними перевагами, а й виробничою простотою. Сировиною можуть слугувати різноманітні орган. сполуки, головне, щоб у них були алкіларидні радикали з довгим ланцюгом.

Оскільки всі описані різновиди відрізняються властивостями, призначенням, перевагами та недоліками, на практиці нерідко здійснюється їх комбінування, що оптимізує результати використання ПАРвмісної продукції.

Чи є небезпека від ПАРів? Якщо так, то в чому ризики?

Мабуть, головне запитання, без отримання відповіді на яке просто не можна закривати ознайомлення з цією темою. Якщо ви дочитали до цього місця, то, напевно, вже можете робити деякі припущення щодо безпеки/небезпеки ПАРів. Давайте систематизуємо інформацію, щоб отримати загальну повну картину.

Тензиди оточують нас повсюди. Ми контактуємо з ними, роблячи прибирання, миючи посуд, перучи одяг і потім його носячи. Ми вживаємо їжу та напої, у складі яких є ці речовини. Доглядаємо за обличчям, тілом та волоссям за допомогою косметики, що їх містить. Імовірність відмови від усього цього в сучасному повсякденному житті практично близька до нуля. Разом з тим ніхто вам не скаже, що речовини поверхнево-активні абсолютно безпечні й боятися нічого. Це було б відвертою брехнею. Ризики для людини, які супроводжують тензиди, різнопланові. Це і прискорення старіння, й загалом агресивне ставлення до шкіри, це і випадіння волосся, й провокування різних захворювань, погіршення імунітету, порушення обмінних процесів і багато іншого, не кажучи вже про елементарні пересушування, подразнення та алергійні реакції. Контакт зі шкірою рук призводить до вимивання з поверхні природних частинок жиру. Крім пересушеності, даються взнаки порушення природного захисного шару, ліпідного балансу, стимулюється вироблення секрету сальними залозами, виникають дерматити. З’являються фізіологічні зміни, які, своєю чергою, викликають подразнення шкіри. Чутливість шкіри підвищується, виникає лущення. Якщо дати можливість ПАР-частинкам постійно накопичуватися в організмі, наприклад, через контакт з одягом, на якому після прання з поганим ополіскуванням тканин залишаються елементи поверхнево-активної речовини, це призведе до поступового погіршення ситуації зі здоров’ям, про причини якого ви можете й не здогадуватися. Негативному впливу можуть піддаватися не тільки епідерміс і волосся, а й печінка, нирки, ШКТ, мозок та імунна система. Агресивний тензид нерідко подразнює очі та слизову оболонку ротової порожнини.

Як же тоді бути? – Запитаєте ви. Відповімо зустрічними запитаннями. А ви звернули увагу вище, що різним видам поверхнево-активних речовин властиві варіативні значення агресивності? А чи прочитали, що за допомогою одних компонентів можна мінімізувати небезпеку інших? Інакше кажучи, так, така категорія хімічних сполук, як поверхнево активні речовини, ризиків не позбавлена, але їх можна істотно зменшити, а то й зовсім виключити, правильно і відповідально підходячи до вибору та застосування ПАРвмісних продуктів. Боятися їх не треба. Їх треба знати, розуміти та вміти фільтрувати. Адже навіть початково алергенні й токсичні речовини можуть бути абсолютно безпечними для людини в розумних концентраціях і змивних засобах.

Ще одне немалозначиме питання в сучасних природорієнтованих реаліях: як впливають ПАРи на природу? Виробництво забруднює довкілля чи ні? Якщо поверхнево-активна речовина максимально м’яко чи навпаки надто агресивно діє на людину, то аналогічне можна сказати і про впливи на природу?

Тензиди бувають такими, котрі оперативно руйнуються у навколишньому середовищі, й такими, які, не руйнуючись, накопичуються у неприпустимих концентраціях. Потенційно можуть завдавати шкоди повітрю, воді, землі та живим організмам, зосереджуючись на різних поверхнях, переміщаючись водою та вітром на значні відстані. Може погіршуватися стан повітряного простору, можуть цвісти водоймища, а питна вода ставати невідповідної якості, забруднюватися і втрачати прозорість. Істотний негатив – зниження поверхневого натягу, за яким слідує зменшення відсотка утримання вуглекислого газу і кисню в масі води. Молекули речовин, які потрапляють у ґрунт, багаторазово знижують швидкість деградації частинок землі, піску, глини. Можуть там накопичуватися і шкодити місцевій флорі. Не є винятком загибель рослин. А якщо це рослинні види, які вживаються людиною в їжу, то через ті ж овочі та фрукти небезпека існує і для наших з вами організмів.

Але, знову ж таки, панікувати не варто. По-перше, сьогодні вже існують екологічно чисті види тензидів (натуральні), що характеризуються делікатною дією та цілковитим біорозкладанням. А по-друге, токсичні ефекти агресивних компонентів на довкілля можна нейтралізувати неіоногенними ПАРами. У цьому випадку основна відповідальність, звісно ж, лежить на виробнику. Хоча і роль споживача не можна знімати з рахунків. Все у наших з вами руках.

Як мінімізувати шкоду без відмови від примітних можливостей, забезпечуваних поверхнево-активними речовинами, розповідаємо далі.

Речовини поверхнево-активні: як правильно вибрати та використовувати продукти з ПАРами

Оскільки відмовитися від синтетичних ПАРів сьогодні – це щось за межею реальності, доводиться шукати альтернативи і дивитися у бік натуральних компонентів. Однак тут вирішальний момент – висока ціна, що істотно знижує попит та коло споживачів. Який вихід? Ретельний вибір та розумний підхід при постійному використанні продукції з кожного із напрямків:

• прання. Добре мати в запасі кілька різних засобів і застосовувати кожен за необхідності. Якщо потрібно прибрати складні забруднення, то використовувати відповідні агресивніші матеріали. Якщо такої потреби немає, можна задіювати щадні порошки. Ознака безпечних порошків – низький ступінь поглинання тканинами: що нижче, то краще;
• миття посуду. Щоб унеможливити шкоду для шкіри рук, зберігши її ніжність і привабливість, посуд бажано мити в рукавичках. Щоб змити весь обсяг засобу з тарілок та каструль, тим самим не допустивши попадання тензидів в організм під час їди, обполіскувати посуд рекомендовано кілька разів. Аналогічно рукавички важливо використовувати і на завершення добре промивати поверхні чистою водою, маючи справу з побутовою хімією, прибираючи у ванні, на кухні тощо;
• догляд за шкірою. Косметику необхідно вибирати з урахуванням типу та потреб шкіри, а застосовувати, відповідно до рекомендацій виробника. Не треба наносити надто багато засобу на шкіру або використовувати його надмірно часто з метою максимізувати ефект. Хороші виробники вміють тримати баланс між ефективністю та безпекою. Вам тільки потрібно дотримуватися рекомендацій.

Який би продукт з ПАРом/ПАРами у складі ви не використовували (не будемо зайвий раз пояснювати, чому він обов’язково повинен бути високої якості, це базова вимога), дотримання вказівок виробника стосовно застосування – перше, чим не можна нехтувати. Експерти не рекомендують використовувати продукти без дотримання інструкції. Завжди потрібно читати склад при виборі та віддавати перевагу тим продуктам, види та відсоток поверхнево-активних речовин у яких вам підходять і відповідають складності майбутніх робіт. Чим менше алергійних реакцій здатен викликати засіб, тим краще, навіть якщо у вас не спостерігається схильність до алергій. Також слід уникати надмірних об’ємів та надто тривалого часу контакту. Неконтрольоване використання й задіяння високої концентрації часто провокують алергії та іншу шкоду, починаючи з легкого подразнення шкіри і закінчуючи дерматитами. Якщо є можливість, перевагу варто надавати гіпоалергенним аналогам. Досить агресивними можуть бути і катіонні, й аніонні компоненти, тому будь-які засоби, в яких вони містяться, важливо ретельно змивати, не допускаючи їх тривалого перебування на шкірі. Якщо у вас суха або дуже чутлива шкіра, обережність повинна бути максимальною.

Речовини поверхнево-активні є невидимими героями наших косметичок, побутових полиць тощо. Їх різноманітне застосування дозволяє створювати продукти, які не лише ефективні, а й безпечні при правильному використанні. Розуміння властивостей та ризиків ПАРів допоможе кожному споживачеві зробити усвідомлений вибір у світі косметики та побутової хімії, привносячи комфорт та безпеку у повсякденне життя. Дотримання згаданих вище правил вибору та застосування ПАРвмісних продуктів – єдино правильний шлях до мінімізації негативних наслідків при отриманні всієї необхідної ефективності. Завжди бути на цьому шляху вам і бажаємо. Та щиро сподіваємося, що наша стаття вам у цьому допоможе.