İslatma effekti, tələb: HLB: 7-9
İslatma, bərk səthdə adsorbsiya olunmuş qazın maye ilə sıxışdırılması fenomeni kimi müəyyən edilir. Bu yerdəyişmə qabiliyyətini artıra bilən maddələrə islatma agentləri deyilir. İslatma ümumiyyətlə üç növə bölünür: təmas islatma (yapışqan islatma), batırma islatma (batırma islatma) və yayılma islatma (yayılma). Bunlar arasında yayılma islatmanın ən yüksək standartını təmsil edir və yayılma əmsalı tez-tez müxtəlif sistemlər arasında islatma performansını qiymətləndirmək üçün bir göstərici kimi istifadə olunur. Bundan əlavə, təmas bucağı da islatmanın keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün bir meyardır. Sürfaktantlar maye və bərk fazalar arasında islanma dərəcəsini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.
Pestisid sənayesində bəzi dənəvər formulalar və tozlanan tozlar da müəyyən miqdarda səthi aktiv maddələr ehtiva edir. Onların məqsədi pestisidin hədəf səthə yapışmasını və çökmə miqdarını yaxşılaşdırmaq, sərbəst buraxılma sürətini sürətləndirmək və nəm şəraitdə aktiv maddələrin yayılma sahəsini genişləndirmək və bununla da xəstəliklərin qarşısının alınması və müalicəsinin effektivliyini artırmaqdır.
Kosmetika sənayesində səthi aktiv maddələr emulsifikator kimi çıxış edir və kremlər, losyonlar, üz təmizləyiciləri və makiyaj təmizləyiciləri kimi dəriyə qulluq məhsullarında əvəzolunmaz komponentlərdir.
Misellər və Həll Olma,tələblər: C > CMC (HLB 13–18)
Səthi aktiv maddə molekullarının misel əmələ gətirmək üçün birləşdiyi minimum konsentrasiya. Konsentrasiya CMC dəyərindən artıq olduqda, səthi aktiv maddə molekulları özlərini sferik, çubuqvari, lamelyar və ya lövhəvari konfiqurasiyalar kimi strukturlara yerləşdirirlər.
Həllolma sistemləri termodinamik tarazlıq sistemləridir. CMC nə qədər aşağı və assosiasiya dərəcəsi nə qədər yüksək olarsa, maksimum aşqar konsentrasiyası (MAC) bir o qədər yüksək olar. Temperaturun həllolmaya təsiri üç aspektdə əks olunur: misel əmələ gəlməsinə, həllolmaların həllolma qabiliyyətinə və səthi aktiv maddələrin öz həllolma qabiliyyətinə təsir göstərir. İon səthi aktiv maddələr üçün onların həllolma qabiliyyəti temperaturun artması ilə kəskin şəkildə artır və bu kəskin artımın baş verdiyi temperatur Krafft nöqtəsi adlanır. Krafft nöqtəsi nə qədər yüksək olarsa, kritik misel konsentrasiyası bir o qədər aşağı olar.
Polioksietilen qeyri-ion səthi aktiv maddələr üçün temperatur müəyyən bir səviyyəyə qalxdıqda, onların həllolma qabiliyyəti kəskin şəkildə aşağı düşür və çökmə baş verir və bu da məhlulun bulanıqlaşmasına səbəb olur. Bu fenomen buludlanma kimi tanınır və müvafiq temperatur bulud nöqtəsi adlanır. Eyni polioksietilen zəncir uzunluğuna malik səthi aktiv maddələr üçün karbohidrogen zənciri nə qədər uzun olarsa, bulud nöqtəsi bir o qədər aşağı olur; əksinə, eyni karbohidrogen zəncir uzunluğunda, polioksietilen zənciri nə qədər uzun olarsa, bulud nöqtəsi bir o qədər yüksək olur.
Qeyri-polyar üzvi maddələrin (məsələn, benzol) suda həllolma qabiliyyəti çox aşağıdır. Lakin, natrium oleat kimi səthi aktiv maddələrin əlavə edilməsi benzolun suda həllolma qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər - bu proses həllolma adlanır. Həllolma adi həllolmadan fərqlidir: həll olmuş benzol su molekullarında bərabər şəkildə dağılmır, lakin oleat ionları tərəfindən əmələ gələn misellərin içərisində qalır. Rentgen difraksiyası tədqiqatları təsdiqləyib ki, bütün növ misellər həllolmadan sonra müxtəlif dərəcələrə qədər genişlənir, ümumi məhlulun kolliqativ xüsusiyyətləri isə əsasən dəyişməz qalır.
Suda səthi aktiv maddələrin konsentrasiyası artdıqca, səthi aktiv maddələrin molekulları maye səthində toplanaraq sıx şəkildə yerləşdirilmiş, istiqamətlənmiş monomolekulyar təbəqə əmələ gətirir. Həcm fazasındakı artıq molekullar hidrofob qrupları içəriyə doğru yönələrək birləşərək misel əmələ gətirir. Misel əmələ gəlməsinin başlanması üçün tələb olunan minimum konsentrasiya kritik misel konsentrasiyası (KMK) kimi müəyyən edilir. Bu konsentrasiyada məhlul ideal davranışdan yayınır və səthi gərginlik və konsentrasiya əyrisində fərqli bir əyilmə nöqtəsi görünür. Səthi aktiv maddələrin konsentrasiyasının daha da artırılması artıq səthi gərginliyi azaltmayacaq; əksinə, həcm fazasında misellərin davamlı böyüməsini və çoxalmasını təşviq edəcək.
Səthi aktiv maddə molekulları məhlulda dağıldıqda və müəyyən bir konsentrasiya həddinə çatdıqda, fərdi monomerlərdən (ionlardan və ya molekullardan) misel adlanan kolloid aqreqatlara birləşirlər. Bu keçid məhlulun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərində kəskin dəyişikliklərə səbəb olur və bunun baş verdiyi konsentrasiya CMC-dir. Misel əmələ gəlməsi prosesi miselləşmə adlanır.
Sulu səthi aktiv maddələr məhlullarında misellərin əmələ gəlməsi konsentrasiyadan asılı bir prosesdir. Son dərəcə durulaşdırılmış məhlullarda su və hava demək olar ki, birbaşa təmasda olur, buna görə də səthi gərginlik yalnız bir qədər azalır və təmiz suyun gərginliyinə yaxın qalır, çox az sayda səthi aktiv maddələr molekulu isə toplu fazada dağılır. Səthi aktiv maddələrin konsentrasiyası orta dərəcədə artdıqca, molekullar sürətlə su səthinə adsorbsiya olunur, su ilə hava arasındakı təmas sahəsini azaldır və səthi gərginliyin kəskin azalmasına səbəb olur. Bu vaxt toplu fazadakı bəzi səthi aktiv maddələr molekulları hidrofob qrupları ilə birləşərək kiçik misellər əmələ gətirir.
Konsentrasiya artmağa davam etdikcə və məhlul doyma adsorbsiyasına çatdıqca, maye səthində sıx şəkildə yığılmış monomolekulyar təbəqə əmələ gəlir. Konsentrasiya CMC-yə çatdıqda, məhlulun səthi gərginliyi minimum dəyərinə çatır. CMC-dən kənarda, səthi aktiv maddənin konsentrasiyasının daha da artırılması səthi gərginliyə çətinliklə təsir göstərir; əksinə, toplu fazada misellərin sayını və ölçüsünü artırır. Daha sonra məhlulda nanotozların sintezində mikroreaktor kimi xidmət edən misellər üstünlük təşkil edir. Konsentrasiyanın davamlı artması ilə sistem tədricən maye kristal vəziyyətinə keçir.
Sulu səthi aktiv maddə məhlulunun konsentrasiyası CMC-yə çatdıqda, artan konsentrasiya ilə misellərin əmələ gəlməsi daha da nəzərə çarpır. Bu, səthi gərginlik və loqarifmik konsentrasiya əyrisində (γ–log c əyrisi) əyilmə nöqtəsi və məhlulda qeyri-ideal fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərin ortaya çıxması ilə xarakterizə olunur.
İon səthi aktiv maddə miselləri yüksək səth yükləri daşıyır. Elektrostatik cazibə səbəbindən əks ionlar misel səthinə cəlb olunur və müsbət və mənfi yüklərin bir hissəsini neytrallaşdırır. Lakin, misellər yüksək yüklü strukturlar əmələ gətirdikdən sonra, əks ionların əmələ gətirdiyi ion atmosferinin gecikdirici qüvvəsi əhəmiyyətli dərəcədə artır - bu xüsusiyyət nanotozların dispersiyasını tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər. Bu iki səbəbə görə, məhlulun ekvivalent keçiriciliyi CMC-dən kənarda artan konsentrasiya ilə sürətlə azalır və bu məqamı səthi aktiv maddələrin kritik misel konsentrasiyasını təyin etmək üçün etibarlı bir üsul halına gətirir.
İon səthi aktiv maddə misellərinin quruluşu adətən sferikdir və üç hissədən ibarətdir: nüvə, qabıq və diffuz elektrikli ikiqat təbəqə. Nüvə, diametri təxminən 1 ilə 2,8 nm arasında dəyişən maye karbohidrogenlərə bənzər hidrofob karbohidrogen zəncirlərindən ibarətdir. Qütb başlıq qruplarına bitişik metilen qrupları (-CH₂-) qismən polyarlığa malikdir və nüvənin ətrafında bəzi su molekullarını saxlayır. Beləliklə, misel nüvəsi ehtiva edirxeyli miqdarda su ilə doludur və bu -CH2- qrupları mayeyəbənzər karbohidrogen nüvəsinə tam inteqrasiya olunmur, əksinə maye olmayan misel qabığının bir hissəsini təşkil edir.
Misel qabığı həmçinin misel-su sərhədi və ya səth fazası kimi də tanınır. Bu termin misellər və su arasındakı makroskopik sərhədi deyil, misellər və monomer sulu səthi aktiv maddə məhlulu arasındakı sahəni ifadə edir. İon səthi aktiv maddə miselləri üçün təbəqə, qalınlığı təxminən 0,2 ilə 0,3 nm arasında olan elektrik ikiqat təbəqəsinin ən daxili Stern təbəqəsi (və ya sabit adsorbsiya təbəqəsi) tərəfindən əmələ gəlir. Qabıqda yalnız səthi aktiv maddələrin ion baş qrupları və əlaqəli əks ionların bir hissəsi deyil, həm də bu ionların hidratasiyası səbəbindən hidratasiya təbəqəsi var. Misel qabığı hamar bir səth deyil, əksinə, səthi aktiv maddə monomer molekullarının istilik hərəkəti nəticəsində yaranan dalğalanmaların nəticəsi olan "kobud" sərhəddir.
Yağ molekullarının üstünlük təşkil etdiyi qeyri-sulu (neft əsaslı) mühitlərdə səthi aktiv maddələrin hidrofil qrupları içəri doğru birləşərək qütb nüvəsi əmələ gətirir, hidrofob karbohidrogen zəncirləri isə miselin xarici qabığını əmələ gətirir. Bu tip misel ənənəvi sulu misellərlə müqayisədə tərs quruluşa malikdir və buna görə də tərs misel adlanır; əksinə, suda əmələ gələn misellər normal misel adlanır. Şəkil 4-də qeyri-sulu məhlullarda səthi aktiv maddələr tərəfindən əmələ gələn tərs misellərin sxematik modeli göstərilir. Son illərdə tərs misellər, xüsusən də hidrofil dərmanların kapsullaşdırılması üçün nanoskal dərman daşıyıcılarının sintezi və hazırlanmasında geniş istifadə olunur.
Yazı vaxtı: 26 Dekabr 2025