1. Efekt zwilżania

Kiedy ciało stałe styka się z cieczą, pierwotne interfejsy ciało stałe / gaz i ciecz / gaz znikają i tworzy się nowa granica faz ciało stałe / ciecz. Ten proces nazywa się zwilżaniem. Na przykład włókno tekstylne to porowaty materiał o ogromnej powierzchni. Gdy roztwór rozprzestrzeni się wzdłuż włókna, wejdzie w szczelinę między włóknami i wypuści powietrze, zamieniając pierwotny interfejs powietrze / włókno w interfejs ciecz / włókno. Jest to typowy proces zwilżania; Podczas gdy w tym samym czasie roztwór wejdzie do włókna, proces ten nazywa się penetracją. Środki powierzchniowo czynne, które pomagają zwilżać i penetrować, nazywane są środkami zwilżającymi i penetrantami.

2. Emulgowanie

Emulgowanie odnosi się do dwóch niemieszających się cieczy (takich jak olej i woda), z których jedna powstaje przez równomierne rozproszenie bardzo małych cząstek (rozmiar cząstek 10-8 ~ 10-5 m) w drugiej cieczy Rola emulsji. Kropelki oleju rozproszone w wodzie nazywane są emulsjami olej w wodzie (O / W), a kropelki wody rozproszone w olejach nazywane są emulsjami woda w oleju (W / O). Środki powierzchniowo czynne, które mogą pomóc w emulgowaniu, nazywane są emulgatorami. Środki powierzchniowo czynne stosowane jako emulgatory mają dwie funkcje: stabilizację i ochronę.

 

(1) Stabilizacja

Emulgator ma wpływ na zmniejszenie napięcia międzyfazowego między dwiema cieczami, aby ustabilizować mieszany układ. Dzieje się tak, ponieważ gdy olej (lub woda) jest rozpraszany na wiele drobnych cząstek w wodzie (lub oleju), obszar kontaktu między nimi zwiększa się, co powoduje wzrost potencjału energetycznego systemu i niestabilność. Po dodaniu emulgatora grupa lipofilowa cząsteczki emulgatora jest adsorbowana na powierzchni cząstek kropelek oleju, podczas gdy grupa hydrofilowa rozciąga się do wody i jest wyrównana na powierzchni kropli oleju, tworząc hydrofilowy film molekularny, który zmniejsza napięcie międzyfazowe olej / woda, co zmniejsza poziom energii układu i zmniejsza przyciąganie między kroplami oleju, zapobiegając gromadzeniu się kropelek oleju i ich ponownemu podziałowi na dwie warstwy.

(2) Ochrona

Zorientowany film molekularny utworzony przez środek powierzchniowo czynny na powierzchni kropelek oleju jest silnym filmem ochronnym, który może zapobiegać zderzaniu się i gromadzeniu się kropelek oleju. Jeśli jest to zorientowany film molekularny utworzony przez jonowy środek powierzchniowo czynny, kropelki oleju będą również naładowane takim samym ładunkiem, co zwiększy wzajemne odpychanie i zapobiegnie gromadzeniu się kropelek oleju podczas częstych zderzeń.

 

3. efekt odkażania mycia

Ze względu na działanie emulgujące środka powierzchniowo czynnego, cząsteczki tłuszczu i brudu oderwane od powierzchni stałej mogą być stabilnie emulgowane i rozpraszane w roztworze wodnym i nie będą już osadzać się na czyszczonej powierzchni, tworząc ponowne zanieczyszczenie.

Proces usuwania ciekłego oleju z powierzchni opisano poniżej, aby zilustrować rolę surfaktantów. Plamy z ciekłego oleju pierwotnie rozprowadzały się na twardej powierzchni. Po dodaniu środków powierzchniowo czynnych, ze względu na niskie napięcie powierzchniowe, wodny roztwór środka powierzchniowo czynnego szybko rozprowadza się po powierzchni ciała stałego, zwilża ciała stałe i stopniowo zastępuje plamy oleju. Plamy oleju rozprzestrzeniające się na twardej powierzchni stopniowo zwijają się w kropelki oleju (kąt zwilżania stopniowo rośnie, zmieniając się z zwilżającego na niezwilżający).

 

4. dyspersja zawiesiny

Proces rozpraszania nierozpuszczalnych ciał stałych w roztworze z bardzo małymi cząstkami w celu utworzenia zawiesiny nazywa się dyspersją. Środek powierzchniowo czynny, który sprzyja rozpraszaniu ciał stałych i tworzy stabilną zawiesinę, nazywany jest środkiem dyspergującym. W rzeczywistości, gdy półstały olej jest emulgowany i zdyspergowany w roztworze, trudno jest odróżnić, czy dany proces jest emulgacją, czy dyspersją, a emulgator i dyspergator są zwykle tą samą substancją, więc połącz je razem w rzeczywistym użyciu. Środek emulgujący i dyspergujący.

Zasada działania środków dyspergujących jest zasadniczo taka sama jak emulgatorów. Różnica polega na tym, że zdyspergowane cząstki stałe są generalnie mniej stabilne niż zemulgowane kropelki.

 

5. efekt pienienia

Stan gazu rozproszonego w cieczy nazywa się bańką. Jeśli pewna ciecz łatwo tworzy film i nie jest łatwa do rozbicia, podczas mieszania ciecz będzie wytwarzać dużo bąbelków. Po wytworzeniu piany powierzchnia gazu / cieczy w systemie jest znacznie zwiększona, co powoduje, że system jest niestabilny, więc pianka łatwo pęka. Gdy środek powierzchniowo czynny jest dodawany do roztworu, cząsteczki środka powierzchniowo czynnego są adsorbowane na granicy faz gaz / ciecz, co nie tylko zmniejsza napięcie powierzchniowe między fazami gaz / ciecz, ale także tworzy monomolekularną warstwę o określonej wytrzymałości mechanicznej, aby pianka trudno pęknąć.

Wodne roztwory surfaktantów mają różne stopnie działania pieniącego. Ogólnie anionowe środki powierzchniowo czynne mają silniejsze właściwości pieniące, podczas gdy niejonowe środki powierzchniowo czynne mają słabsze właściwości pieniące, zwłaszcza gdy są stosowane powyżej punktu zmętnienia.

Ponieważ powierzchnia pianki silnie absorbuje zabrudzenia, zwiększa się trwałość zmywania, a także zapobiega ponownemu osadzaniu się brudu na powierzchni przedmiotu. Dlatego ludzie zawsze myślą, że detergenty o dobrych właściwościach pieniących mają silne właściwości odkażające. Dlatego wiele płynnych detergentów zmniejsza ciśnienie pompy strumieniowej i nie sprzyja spłukiwaniu. Dlatego w tym przypadku należy stosować niskopieniące typy niejonowe. Środek powierzchniowo czynny.

 

6. solubilizacja

Solubilizacja odnosi się do wpływu środków powierzchniowo czynnych na zwiększenie rozpuszczalności substancji słabo rozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych w wodzie. Na przykład rozpuszczalność benzenu w wodzie wynosi 0,09% (ułamek objętościowy). Jeśli dodaje się środki powierzchniowo czynne (takie jak oleinian sodu), rozpuszczalność benzenu można zwiększyć do 10%.

Efekt solubilizacji jest nierozerwalnie związany z micelami utworzonymi przez środki powierzchniowo czynne w wodzie. Micele to micele utworzone przez łańcuchy węglowodorowe w cząsteczkach środka powierzchniowo czynnego zbliżające się do siebie w roztworze wodnym w wyniku oddziaływania hydrofobowego. Wnętrze miceli jest w rzeczywistości ciekłym węglowodorem, więc niepolarne organiczne substancje rozpuszczone, takie jak benzen i olej mineralny, które są nierozpuszczalne w wodzie, są łatwiejsze do rozpuszczenia w miceli. Solubilizacja to proces, w którym micele rozpuszczają substancje lipofilowe. Jest to specjalny efekt środków powierzchniowo czynnych. Dlatego tylko wtedy, gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego w roztworze jest powyżej krytycznego stężenia miceli, w roztworze jest więcej dużych miceli. Solubilizacja zachodzi tylko wtedy, gdy czas i im większa objętość miceli, tym większa zdolność solubilizacji.

Solubilizacja różni się od emulgowania. Emulgowanie jest nieciągłym i niestabilnym układem wielofazowym otrzymywanym przez zdyspergowanie fazy ciekłej w wodzie (lub innej fazie ciekłej), podczas gdy solubilizacja powoduje, że solubilizowany roztwór i solubilizowana substancja znajdują się w tym samym jednofazowym jednorodnym i stabilnym układzie w jednym faza. Czasami ten sam środek powierzchniowo czynny ma zarówno działanie emulgujące, jak i solubilizujące, ale tylko wtedy, gdy jego stężenie jest powyżej krytycznego stężenia miceli, może mieć działanie solubilizujące.

 

7. miękkie i gładkie

Kiedy cząsteczki środka powierzchniowo czynnego są wyrównane na powierzchni tkaniny, można zmniejszyć względny współczynnik tarcia statycznego tkaniny. Takie jak eter polioksyetylenowy liniowego alkilopoliolu, eter polioksyetylenowy liniowego alkilu i kwasu tłuszczowego i inne niejonowe środki powierzchniowo czynne oraz różne kationowe środki powierzchniowo czynne mają wpływ na zmniejszenie współczynnika tarcia statycznego tkaniny, dzięki czemu można go stosować jako zmiękczacz do tkanin. Środki powierzchniowo czynne z rozgałęzionymi grupami alkilowymi lub aromatycznymi nie mogą tworzyć zgrabnego kierunkowego układu na powierzchni tkaniny, więc nie nadają się do stosowania jako zmiękczacz.

 

8. efekt antystatyczny

Niektóre anionowe środki powierzchniowo czynne i kationowe środki powierzchniowo czynne czwartorzędowej soli amoniowej łatwo wchłaniają wodę i tworzą przewodzącą warstwę roztworu na powierzchni tkaniny, dzięki czemu mają działanie antystatyczne i są stosowane jako środki antystatyczne do tkanin z włókien chemicznych. działanie bakteriobójcze

Czwartorzędowe środki bakteriobójcze zawierające związki amoniowe mają właściwości związków jonowych. Są łatwo rozpuszczalne w wodzie, ale nie w rozpuszczalnikach niepolarnych i mają stabilne właściwości chemiczne. Mechanizm działania tego rodzaju środków bakteriobójczych polega głównie na sile elektrostatycznej, sile wiązania wodorowego i hydrofobowym wiązaniu między cząsteczkami środka powierzchniowo czynnego a cząsteczkami białek itp., Aby adsorbować ujemnie naładowane bakterie i powodować ich gromadzenie się na ścianie komórkowej, powodując lizę i produkcję . Zator w pomieszczeniu powoduje zahamowanie rozwoju bakterii i śmierć. Jednocześnie jej hydrofobowa grupa alkilowa może również oddziaływać z hydrofilową grupą bakterii, zmieniając przepuszczalność błony, a następnie ulegać lizie, niszczyć strukturę komórki i powodować rozpuszczanie i śmierć komórki. Ten rodzaj fungicydów ma wysoką skuteczność, niską toksyczność, brak kumulacji, umiarkowaną toksyczność dla ryb, niełatwo wpływają na niego zmiany pH, jest wygodny w użyciu, ma silne działanie złuszczające na warstwę śluzu i ma stabilne właściwości chemiczne, dyspersję i zahamowanie korozji Dobra funkcja i inne cechy.

Od czasu odkrycia bakteriobójczego działania kationowych środków powierzchniowo czynnych w 1935 r., Do tej pory opracowano produkty bakteriobójcze czwartorzędowej soli amoniowej 4-6 generacji. Pierwsza generacja to chlorek alkilodimetylobenzyloamoniowy, chlorek cetylotrimetyloamoniowy itp .; druga generacja jest pochodną pierwszej generacji, która jest przeprowadzana na pierścieniu benzenowym lub czwartorzędowym azocie czwartorzędowej soli amoniowej. Otrzymywany w reakcji substytucji: produktem trzeciej generacji jest chlorek dialkilodimetyloamoniowy, taki jak chlorek didecylodimetyloamoniowy itp .; czwarta generacja jest złożonym produktem pierwszego i trzeciego pokolenia; Zastępowane jako podwójne czwartorzędowe sole amoniowe, takie jak: etylenobis (bromek dodecylodimetyloamoniowy), należą do surfaktantów typu gemini lub dimer.

Czwartorzędowy środek bakteriobójczy amoniowy nie tylko działa bakteriobójczo, ale również silnie złuszczająco na szlam. Może zabić bakterie redukujące siarczany, które rosną pod szlamem. W połączeniu z innymi środkami ma również działanie hamujące korozję i synergistyczne. Typowe to 1227 (chlorek dodecylodimetylobenzyloamoniowy), 1231 (chlorek dodecylotrimetyloamoniowy), bromek dodecylodimetylobenzyloamoniowy, 1427 (czternaście chlorek alkilodimetylobenzyloamoniowy), bromek dodecylodimetyloamoniowy, chlorek tetradecylodimetyloamoniowy itp.