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계면활성제 소개
계면활성제는 양친매성 분자 구조를 가지고 있습니다. 한쪽 말단에는 친수성 기(친수성 머리)가 있고, 다른 쪽 말단에는 소수성 기(소수성 꼬리)가 있습니다. 친수성 머리는 계면활성제가 단량체 형태로 물에 용해될 수 있도록 합니다.
친수성기는 종종 극성기이며, 카르복실기(-COOH), 설폰산기(-SO3H), 아미노기(-NH2), 아민 및 그 염, 하이드록실기(-OH), 아미드기 또는 에테르 결합(-O-) 등이 극성 친수성기의 다른 예입니다.
소수성 그룹은 일반적으로 소수성 알킬 사슬(알킬의 경우 R)이나 방향족 그룹(아릴의 경우 Ar)과 같은 비극성 탄화수소 사슬입니다.
계면활성제는 이온성 계면활성제(양이온성 및 음이온성 계면활성제 포함), 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 혼합 계면활성제 등으로 분류할 수 있습니다. 계면활성제 용액에서 계면활성제의 농도가 일정 수준에 도달하면 계면활성제 분자들은 미셀이라고 하는 다양한 질서 있는 응집체를 형성합니다. 미셀화 또는 미셀 형성 과정은 계면활성제 용액의 중요한 기본 특성으로, 많은 중요한 계면 현상이 미셀 형성과 관련되어 있기 때문입니다.
계면활성제가 용액에서 미셀을 형성하는 농도를 임계 미셀 농도(CMC)라고 합니다. 미셀은 고정된 구형 구조가 아니라, 매우 불규칙하고 역동적인 형태 변화를 보입니다. 특정 조건에서는 계면활성제가 역미셀 상태를 나타낼 수도 있습니다.
CMC에 영향을 미치는 요인:
- 계면활성제의 구조
- 첨가물의 종류 및 함유량
- 온도
계면활성제와 단백질 간의 상호 작용
단백질은 비극성, 극성, 그리고 하전된 작용기를 포함하고 있으며, 많은 양친매성 분자는 단백질과 다양한 방식으로 상호작용할 수 있습니다. 계면활성제는 조건에 따라 미셀 또는 역미셀과 같이 서로 다른 구조를 가진 분자적 응집체를 형성할 수 있으며, 이는 단백질과 서로 다르게 상호작용합니다.
단백질과 계면활성제(단백질-계면활성제, PS) 사이의 상호작용은 주로 정전기적 상호작용과 소수성 상호작용을 포함합니다. 이온성 계면활성제는 주로 극성기의 정전기적 힘과 지방족 탄소 사슬의 소수성 상호작용을 통해 단백질과 상호작용하며, 단백질의 극성 및 소수성 영역에 결합하여 PS 복합체를 형성합니다.
비이온성 계면활성제는 주로 소수성 힘을 통해 단백질과 상호작용하는데, 소수성 사슬이 단백질의 소수성 영역과 상호작용합니다. 이러한 상호작용은 계면활성제와 단백질의 구조와 기능 모두에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 계면활성제의 종류와 농도, 그리고 환경적 요인에 따라 계면활성제가 단백질을 안정화시키는지 불안정화시키는지, 그리고 응집을 촉진하는지 분산을 촉진하는지가 결정됩니다.
계면활성제의 HLB 값
계면활성제가 고유한 계면 활성을 나타내려면 소수성 성분과 친수성 성분의 균형을 맞춰야 합니다. HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)는 계면활성제의 친수성-친유성 균형을 측정하는 지표이며, 계면활성제의 친수성 및 소수성 특성을 나타내는 지표입니다.
HLB 값은 상대적인 값(0~40)입니다. 예를 들어, 파라핀의 HLB 값은 0(친수성 성분 없음), 폴리에틸렌 글리콜의 HLB 값은 20, 그리고 친수성이 높은 SDS(도데실황산나트륨)의 HLB 값은 40입니다. HLB 값은 계면활성제를 선택할 때 참고할 수 있습니다. HLB 값이 높을수록 친수성이 좋고, 낮을수록 친수성이 낮음을 나타냅니다.
게시 시간: 2024년 9월 10일