Основні принципи спінювання, емульгування та змочування поверхнево-активних речовин

2022-07-17 18:21:21

Поверхнево-активна речовина може мити, емульгувати, спінювати, змочувати, просочувати та диспергувати, і кількість поверхнево-активної речовини невелика (зазвичай від кількох відсотків до кількох тисячних). Він простий в експлуатації, нетоксичний і не викликає корозії. Це ідеальний хімічний продукт, тому він має важливе застосування у виробництві та наукових дослідженнях. При однаковій концентрації неполярний компонент поверхнево-активної речовини великий, а його поверхнева активність сильна. Тобто серед гомологів поверхнева активність з більшою кількістю атомів вуглецю більша. Однак, коли вуглецевий ланцюг занадто довгий, він не має практичного значення через низьку розчинність у воді.

Слово сурфактант походить від англійського surface. Насправді це конденсація фрази поверхнево-активна речовина. Він також має назву тензид. Речовини, які можуть значно зменшити поверхневий натяг рідини шляхом додавання невеликої кількості, разом називають поверхнево-активними речовинами. На думку науково-дослідних установ, їх поверхнева активність притаманна певній рідині, яка зазвичай відноситься до води. Один кінець поверхнево-активної речовини являє собою неполярний вуглеводневий ланцюг (вуглеводневу групу), який має дуже малу спорідненість з водою і часто називається гідрофобною групою; Інший кінець - це полярна група (така як - Oh, -cooh, -nh2, -so3h тощо), яка має велику спорідненість з водою, тому її називають гідрофільною групою, яку зазвичай називають "амфіфільною молекулою" (ліпофільна гідрофільна молекула). Щоб досягти стабільності, ПАР можна розчинити у воді двома способами

1. На поверхні рідини утворюється моношар.

Гідрофільну групу залишають у воді, а гідрофобну групу поширюють на повітря, щоб зменшити відторгнення. Відштовхування між гідрофобними групами та молекулами води еквівалентно тому, що молекули води на поверхні піддаються виштовхуванню назовні, протидіючи тягненню всередину молекул води на поверхні, навіть якщо поверхневий натяг води зменшується. Це основний принцип спінювання, емульгування та змочування поверхнево-активних речовин. У системі нафта-вода молекули поверхнево-активної речовини будуть адсорбовані на поверхні розділу нафта-вода, а полярні групи будуть вставлені у воду, тоді як неполярні частини потраплять в нафту та будуть орієнтовані на межі розділу. Це створює напругу між фазою нафта-вода та зменшує межфазний натяг між нафтою та водою. Ця властивість має важливий вплив на широке застосування поверхнево-активних речовин.

2. Утворити «міцели».

Міцели можуть бути сферичними або шаруватими. Гідрофобні групи приховані всередині міцел, а гідрофільні максимально оголені. Якщо полярна група представлена ​​сферою, а гідрофобна неполярна група представлена ​​стовпчиком, то моношари і міцели. Якщо в розчині є нерозчинні у воді олії (загальний термін для нерозчинних у воді органічних рідин), вони можуть потрапити в центр сферичних міцел і проміжний шар шаруватих міцел і розчинитися. Це називається солюбілізацією поверхнево-активних речовин.