Bevochtigingseffekt, eask: HLB: 7-9
Bevochtiging wurdt definiearre as it ferskynsel wêrby't it gas dat op in fêst oerflak adsorbearre is, ferpleatst wurdt troch in floeistof. Stoffen dy't dizze ferpleatsingskapasiteit kinne ferbetterje wurde bevochtigingsmiddels neamd. Bevochtiging wurdt oer it algemien yn trije soarten yndield: kontaktbevochtiging (adhesive bevochtiging), ûnderdompelingsbevochtiging (immersionele bevochtiging), en fersprieden fan bevochtiging (fersprieding). Hjirûnder fertsjintwurdiget fersprieden de heechste standert fan bevochtiging, en de ferspriedkoëffisjint wurdt faak brûkt as in yndikator om de bevochtigingsprestaasjes tusken ferskate systemen te evaluearjen. Derneist is de kontakthoeke ek in kritearium foar it beoardieljen fan de kwaliteit fan bevochtiging. Surfactants kinne brûkt wurde om de mjitte fan bevochtiging tusken floeibere en fêste fazen te kontrolearjen.
Yn 'e bestridingsmiddelsyndustry befetsje guon korrelige formulearringen en stoffoarmjende poeders ek in beskate hoemannichte surfactants. Harren doel is om de hechting en ôfsettingshoemannichte fan it bestridingsmiddel op it doeloerflak te ferbetterjen, de frijlittingssnelheid te fersnellen en it ferspriedingsgebiet fan 'e aktive yngrediïnten ûnder fochtige omstannichheden út te wreidzjen, wêrtroch't de effektiviteit fan sykteprevinsje en -behanneling ferbettere wurdt.
Yn 'e kosmetika-yndustry fungearje surfactants as emulgatoren en binne se ûnmisbere komponinten yn hûdsoarchprodukten lykas crèmes, lotions, gesichtsreinigers en make-upremovers.
Micellen en oplosberens,easken: C > CMC (HLB 13–18)
De minimale konsintraasje wêrby't surfactantmolekulen assosjearje om micellen te foarmjen. As de konsintraasje de CMC-wearde oerskriuwt, regelje surfactantmolekulen harsels yn struktueren lykas sferyske, stêffoarmige, lamellêre of plaatfoarmige konfiguraasjes.
Oplosberingssystemen binne termodynamyske lykwichtssystemen. Hoe leger de CMC en hoe heger de mjitte fan assosjaasje, hoe grutter de maksimale tafoegingskonsintraasje (MAC). It effekt fan temperatuer op oplosbering wurdt wjerspegele yn trije aspekten: it beynfloedet de foarming fan micellen, de oplosberens fan oplosbere stoffen, en de oplosberens fan surfactants sels. Foar ionyske surfactants nimt har oplosberens skerp ta mei tanimmende temperatuer, en de temperatuer wêrby't dizze hommelse tanimming foarkomt wurdt it Krafft-punt neamd. Hoe heger it Krafft-punt, hoe leger de krityske micellenkonsintraasje.
Foar polyoxyethyleen net-ionogene surfactants, as de temperatuer oant in bepaald nivo oprint, sakket harren oplosberens skerp en fynt der delslach plak, wêrtroch't de oplossing troebel wurdt. Dit ferskynsel is bekend as troebeling, en de oerienkommende temperatuer wurdt it troebelingspunt neamd. Foar surfactants mei deselde polyoxyethyleenketenlingte, hoe langer de koalwetterstofketen, hoe leger it troebelingspunt; oarsom, mei deselde koalwetterstofketenlingte, hoe langer de polyoxyethyleenketen, hoe heger it troebelingspunt.
Net-polare organyske stoffen (bygelyks benzeen) hawwe in tige lege oplosberens yn wetter. It tafoegjen fan surfactants lykas natriumoleaat kin lykwols de oplosberens fan benzeen yn wetter signifikant ferbetterje - in proses dat solubilisaasje neamd wurdt. Solubilisaasje is oars as gewoane oplossing: de oplosbere benzeen is net unifoarm ferspraat yn wettermolekulen, mar finzen yn 'e micellen dy't foarme wurde troch oleaationen. Röntgendiffraksjeûndersiken hawwe befêstige dat alle soarten micellen yn ferskillende mjitte útwreidzje nei solubilisaasje, wylst de kolligative eigenskippen fan 'e totale oplossing foar in grut part net feroare bliuwe.
As de konsintraasje fan surfactants yn wetter tanimt, sammelje surfactantmolekulen har op it floeibere oerflak om in ticht ynpakte, oriïntearre monomolekulêre laach te foarmjen. Oerstallige molekulen yn 'e bulkfaze aggregearje mei har hydrofobe groepen nei binnen rjochte, wêrtroch't micellen foarmje. De minimale konsintraasje dy't nedich is om de micelfoarming te begjinnen wurdt definiearre as de krityske micelkonsintraasje (CMC). By dizze konsintraasje wykt de oplossing ôf fan ideaal gedrach, en ferskynt in dúdlik ynfleksjepunt op 'e oerflakspanning tsjin konsintraasjekromme. Fierdere ferheging fan 'e surfactantkonsintraasje sil de oerflakspanning net langer ferminderje; ynstee sil it de trochgeande groei en fermannichfâldiging fan micellen yn 'e bulkfaze befoarderje.
As surfactantmolekulen yn in oplossing ferspriede en in spesifike konsintraasjedrompel berikke, assosjearje se har fan yndividuele monomeren (ioanen of molekulen) yn kolloïdale aggregaten dy't micellen neamd wurde. Dizze oergong feroarsaket hommelse feroaringen yn 'e fysike en gemyske eigenskippen fan' e oplossing, en de konsintraasje wêrby't dit bart is de CMC. It proses fan micellenfoarming wurdt micellisaasje neamd.
De foarming fan micellen yn wetterige surfactantoplossingen is in konsintraasje-ôfhinklik proses. Yn ekstreem ferdunde oplossingen binne wetter en loft hast yn direkt kontakt, sadat de oerflakspanning mar in bytsje ôfnimt, en tichtby dy fan suver wetter bliuwt, mei heul pear surfactantmolekulen ferspraat yn 'e bulkfaze. As de surfactantkonsintraasje matich tanimt, adsorbearje molekulen rap oan it wetteroerflak, wêrtroch it kontaktgebiet tusken wetter en loft ferminderet en in skerpe daling fan 'e oerflakspanning feroarsaket. Underwilens aggregearje guon surfactantmolekulen yn 'e bulkfaze mei har hydrofobe groepen op ien line, wêrtroch't lytse micellen foarmje.
As de konsintraasje bliuwt tanimmen en de oplossing sêdingsadsorpsje berikt, foarmet der in ticht ynpakte monomolekulêre film op it floeibere oerflak. As de konsintraasje de CMC berikt, berikt de oerflakspanning fan 'e oplossing syn minimale wearde. Foarby de CMC beynfloedet fierdere ferheging fan 'e konsintraasje fan surfactant amper de oerflakspanning; ynstee dêrfan fergruttet it it oantal en de grutte fan micellen yn 'e bulkfaze. De oplossing wurdt dan dominearre troch micellen, dy't tsjinje as mikroreaktors yn 'e synteze fan nanopoeders. Mei trochgeande ferheging fan 'e konsintraasje giet it systeem stadichoan oer nei in floeibere kristallijne steat.
As de konsintraasje fan in wetterige surfactantoplossing de CMC berikt, wurdt de foarming fan micellen prominent mei tanimmende konsintraasje. Dit wurdt karakterisearre troch in ynfleksjepunt yn 'e oerflakspanning tsjin log-konsintraasjekromme (γ-log c-kromme), tegearre mei it ûntstean fan net-ideale fysike en gemyske eigenskippen yn 'e oplossing.
Ionyske surfactantmicellen drage hege oerflakladingen. Troch elektrostatyske oanlûking wurde tsjinionen oanlutsen nei it oerflak fan 'e micellen, wêrtroch't in diel fan 'e positive en negative ladingen neutralisearre wurde. As de micellen lykwols heechladen struktueren foarmje, nimt de fertragende krêft fan 'e ionyske sfear dy't troch tsjinionen foarme wurdt signifikant ta - in eigenskip dy't brûkt wurde kin om de dispergeerberens fan nanopoeders oan te passen. Om dizze twa redenen nimt de lykweardige konduktiviteit fan 'e oplossing rap ôf mei tanimmende konsintraasje bûten de CMC, wêrtroch dit punt in betroubere metoade is foar it bepalen fan 'e krityske micellenkonsintraasje fan surfactants.
De struktuer fan ionyske surfactantmicellen is typysk sferysk, besteande út trije dielen: in kearn, in skulp, en in diffuse elektryske dûbele laach. De kearn is gearstald út hydrofobe koalwetterstofketens, fergelykber mei floeibere koalwetterstoffen, mei in diameter fariearjend fan sawat 1 oant 2,8 nm. De metyleengroepen (-CH₂-) neist de poalkopgroepen hawwe in dielde polariteit, wêrtroch't guon wettermolekulen om 'e kearn hinne bewarre bliuwe. Sa befettet de micelkearnin flinke hoemannichte fongen wetter, en dizze -CH₂- groepen binne net folslein yntegrearre yn 'e floeistof-eftige koalwetterstofkearn, mar foarmje ynstee diel fan 'e net-floeibere micelleskulp.
De miselskil is ek wol bekend as de misel-wetter-ynterface of de oerflakfaze. It ferwiist net nei de makroskopyske ynterface tusken micellen en wetter, mar leaver nei it gebiet tusken micellen en de monomere wetterige surfactantoplossing. Foar ionyske surfactantmicellen wurdt de skil foarme troch de binnenste Stern-laach (of fêste adsorpsjelaach) fan 'e elektryske dûbele laach, mei in dikte fan sawat 0,2 oant 0,3 nm. De skil befettet net allinich de ionyske kopgroepen fan surfactants en in diel fan bûne tsjinionen, mar ek in hydrataasjelaach fanwegen de hydrataasje fan dizze ioanen. De miselskil is gjin glêd oerflak, mar earder in "rûge" ynterface, in gefolch fan fluktuaasjes feroarsake troch de termyske beweging fan surfactantmonomeermolekulen.
Yn net-wetterige (oalje-basearre) media, dêr't oaljemolekulen oerhearskje, aggregearje de hydrofile groepen fan surfactants nei binnen om in poalkearn te foarmjen, wylst de hydrofobe koalwetterstofketens de bûtenste skyl fan 'e micelle foarmje. Dit type micelle hat in omkearde struktuer yn ferliking mei konvinsjonele wetterige micelles en wurdt dêrom in omkearde micelle neamd; yn tsjinstelling wurde micelles dy't yn wetter foarme wurde normale micelles neamd. Figuer 4 lit in skematysk model sjen fan omkearde micelles dy't foarme wurde troch surfactants yn net-wetterige oplossingen. Yn 'e lêste jierren binne omkearde micelles in soad brûkt yn 'e synteze en tarieding fan nanoskaal-medisyndragers, benammen foar it ynkapseljen fan hydrofile medisinen.
Pleatsingstiid: 26 desimber 2025