Feidhmiú Surfactants in Innealtóireacht Mhórbhealaigh

Is cúntóirí ceimiceacha fíor-riachtanacha iad dromchlaghníomhaithe (ar a dtugtar substaintí dromchlaghníomhacha freisin) i bhforbairt an tionscail agus na talmhaíochta, agus is é an buntáiste a bhaineann leo torthaí suntasacha a bhaint amach le dáileog bheag. Go háirithe tar éis an Dara Cogadh Domhanda, le forbairt an tionscail pheitriceimicigh, tá an tionscal dromchlaghníomhaithe sintéiseach atá ag teacht chun cinn go mear tar éis cur chun cinn breise a dhéanamh ar chur i bhfeidhm dromchlaghníomhaithe i réimsí éagsúla, amhail peitriliam, teicstílí, lotnaidicídí, cóireáil leighis, miotalóireacht, mianadóireacht, innealra, tógáil, bóithre, eitlíocht, bia, cosaint an chomhshaoil, níochán agus ruaimniú, etc. Díreoidh an t-alt seo ar chur i bhfeidhm dromchlaghníomhaithe mar eiblitheoirí asfalt in innealtóireacht mhórbhealaigh.

1.Sainmhíniú arGníomhairí dromchlaghníomhacha

I gcleachtas táirgthe fadtéarmach, fuair daoine amach gur féidir le tuaslagáin de shubstaintí áirithe airíonna dromchla tuaslagóirí a athrú go suntasach fiú ag tiúchain an-íseal, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do riachtanais táirgthe áirithe, amhail teannas dromchla nó teannas comhéadain an tuaslagóra a laghdú, infhliuchacht, glantacht, eibliú agus airíonna cúrtha a mhéadú, etc. Is substaint den sórt sin í gallúnach, a úsáidtear go minic sa saol laethúil. Saintréith shuntasach de shubstaintí cosúil le gallúnach ná gur féidir le méid beag a chur le huisce teannas dromchla uisce a laghdú go mór.

Le dul chun cinn na heolaíochta agus na teicneolaíochta agus forbairt an táirgthe, tá taighde domhain déanta ag daoine ar airíonna agus ar fheidhmeanna na substaintí sin agus tá sainmhíniú réasúnta beacht tugtha acu ar dhromchlaghníomhaithe. Is é sin le rá, is substaint cheimiceach í dromchlaghníomhaí ar féidir léi teannas dromchla (nó teannas comhéadain leachtach-leachtach) tuaslagóra (uisce de ghnáth) a laghdú go suntasach ag tiúchain an-íseal, staid dhromchla an chórais a athrú, agus ar an gcaoi sin sraith éifeachtaí a tháirgeadh amhail fliuchadh agus frith-fhliuchadh, eibliú agus dí-eibliú, scaipeadh agus téachtadh, cúrú agus dí-chúrú, agus intuaslagthacht.

2. Saintréithe struchtúracha dromchlaghníomhaithe

Tá dhá chuid i móilíní dromchlaghníomhaithe a bhfuil airíonna go hiomlán difriúla acu: is cuid amháin an grúpa lipifileach (ar a dtugtar an grúpa hidreafóbach freisin) a bhfuil claonadh aige le hola, agus is cuid eile an grúpa hidreafíleach (ar a dtugtar an grúpa oileafóbach freisin) a bhfuil claonadh aige le huisce. Is é an tréith struchtúrach seo de dhromchghníomhaithe ná, nuair a thuaslagann siad in uisce, go meallann móilíní uisce na grúpaí hidreafíleacha, agus go n-athraíonn móilíní uisce na grúpaí lipifileacha. Chun an staid éagobhsaí seo a shárú, caithfidh siad dromchla an leachta a áitiú, agus na grúpaí lipifileacha ag síneadh isteach san atmaisféar agus na grúpaí hidreafíleacha ag síneadh isteach san uisce.

Cé gurb é tréith struchtúrach na móilíní dromchlaghníomhaí ná gur móilíní amfaifileacha iad, ní dromchlaghníomhaithe iad gach móilín amfaifileach. Ní dromchlaghníomhaithe iad ach substaintí amfaifileacha a bhfuil cuid lipifileach fada go leor acu.

Mar shampla, sa tsraith salainn sóidiam aigéid shailleacha, bíonn grúpaí lipifileacha agus hidreafíleacha ag comhdhúile le líon beag adamh carbóin (amhail formáit sóidiam, aicéatáit sóidiam, própónáit sóidiam, bútairít sóidiam, srl.) agus bíonn gníomhaíocht dhromchla acu, ach ní fheidhmíonn siad mar ghallúnach agus dá bhrí sin ní féidir iad a thabhairt ar dhromchlaghníomhaithe. Ní thaispeánann aigéid shailleacha sóidiam gníomhaíocht dhromchla shoiléir agus bíonn airíonna ginearálta gallúnaí acu ach amháin nuair a mhéadaíonn líon na n-adamh carbóin go pointe áirithe. Is eistir aigéid shailleacha ina bhfuil 10 go 18 adamh carbóin formhór na n-olaí agus na saillte ainmhithe agus plandaí nádúrtha. Má chuirtear na haigéid seo le chéile le grúpa hidreafíleach, beidh siad ina ndromchlaghníomhaithe le méid áirithe lipifileachta agus hidreafíleachta, agus bíonn intuaslagthacht mhaith acu.

3. Feidhmiú Surfactants iInnealtóireacht Mhórbhealaigh

3.1.Gníomhairí dromchlaghníomhacha aguseiblitheoirí asfalt

Is cineál dromchlaghníomhaí é eiblitheoir asfalt. Tá airíonna comhroinnte ag eiblitheoirí agus glantaigh amhail ionsúiteacht, treoshuíomh, an cumas iain chollóideacha a fhoirmiú, agus an cumas teannas comhéadain a laghdú. Mar sin féin, mar eiblitheoir, ní mór airíonna scannán-fhoirmithe a bheith aige freisin. Go háirithe i gcás eiblitheoirí asfalt, ní mór alcáin a bheith acu le slabhra carbóin oiriúnach chun eibliú níos fearr le hasfalt.

3.2.Aicmiú eiblitheoirí asfalt

Déantar eiblitheoirí a aicmiú i gcineálacha ianacha agus neamh-ianacha bunaithe ar cibé an n-iompraíonn grúpaí hidreafíleacha mhóilíní an eiblitheora luchtanna nuair a thuaslagtar na heiblitheoirí in uisce. Roinntear eiblitheoirí ianacha tuilleadh i gcineálacha ianacha cationacha, ainianacha, agus amfaitéireacha mar gheall ar na difríochtaí sna luchtanna a iompraíonn a ngrúpaí hidreafíleacha tar éis ianúcháin in uisce.

Tá amhábhair eiblithe asfalt ainianach saor agus ar fáil go héasca, agus tá an próiseas táirgthe simplí. Dá bhrí sin, ba asfalt ainianach eiblithe an chéad asfalt eiblithe a táirgeadh, arb é an cineál meánshocraithe de ghnáth é, agus tá roinnt cineálacha mallshocraithe ann freisin. Is féidir é a úsáid le haghaidh séalaithe sloda, treá, cóireála dromchla, etc. Cé go bhfuil buntáistí praghais ag eiblitheoirí ainianacha, bíonn tionchar mór acu ar airíonna bunaidh asfalt, agus tarlaíonn go leor fadhbanna le linn an phróisis tógála. Dá bhrí sin, agus iad á gcur i bhfeidhm, is gá na héifeachtaí cuimsitheacha a bhaineann le costas, éifeacht tógála agus cáilíocht tógála a chur san áireamh.

Ceiblitheoir atianachaCé gur forbraíodh é go déanach, léirigh an cleachtadh go bhfuil greamaitheacht níos fearr aige le hábhair mhianracha éagsúla, le luas foirmithe tapa, neart luath ard, agus dáileog íseal. Ní hamháin go dtugann sé buntáistí eiblitheoirí anionacha ach déanann sé cúiteamh freisin as a n-easnaimh, rud a mheall go leor airde ó forbraíodh é. Tá réimse leathan cineálacha agus modhanna aicmithe éagsúla ag eiblitheoirí asfalt cationacha. De ghnáth, déantar iad a aicmiú de réir a struchtúr ceimiceach, agus áirítear ar na cinn is coitianta aimíní ailcile, salainn iarainn cheathartha, aimíní lignin, imidasóilíní, etc.

Bíonn grúpaí aigéadacha agus bunúsacha i móilíní eiblitheoirí zwitterionacha, agus cruthaíonn siad “salainn inmheánacha” go héasca. Saintréith de thuaslagáin uiscí d’eiblitheoirí zwitterionacha ná go n-athraíonn a muirear leictreach de réir mar a athraíonn luach pH. Tá cumas láidir scaipthe cailciam acu in uisce crua agus comhoiriúnacht mhaith le cineálacha eile eiblitheoirí, ach tá a bpraghas sách ard.

Faightear formhór na n-eiblitheoirí neamh-ianacha trí imoibriú ocsaíd eitiléine le comhdhúile ina bhfuil hidrigin gníomhach (amhail feinóil, alcóil, aigéid charbocsaileacha, aimíní, srl.). Ní ​​hamháin go bhfuil a ngníomhaíocht bainteach leis na grúpaí ailcile hidreafóbach ach freisin le fad na slabhraí polaocsaileitiléine. Tá gníomhaíocht dhromchla ard, cobhsaíocht agus cumas eiblithe maith acu, taispeánann siad comhoiriúnacht mhaith le heiblitheoirí eile agus a mbreiseáin, agus tá éifeacht chealaithe áirithe acu ar iain miotail. Tá a ngníomhaíocht neamhspleách ar luach pH an tuaslagáin, agus is é an t-eibleacht a fhoirmítear ag an Teocht Inbhéartaithe Céime (PIT) an ceann is cobhsaí.

3.3.Prionsabal oibre eiblitheoirí asfalt

Nuair a bhíonn tiúchan an eiblitheora thar a bheith íseal, bíonn an-bheagán móilíní eiblitheora ann. Ag an gcomhéadan idir aer agus uisce, ní féidir le líon mór móilíní eiblitheora carnadh. Ar an dromchla, bíonn sé beagnach fós i dteagmháil dhíreach le haer agus uisce, agus fanann an teannas dromchla beagnach gan athrú, fós gar do theannas dromchla uisce íon.

Nuair a mhéadaíonn tiúchan an eiblitheora go cuí, bailíonn móilíní an eiblitheora go tapa ar dhromchla an uisce, rud a laghdaíonn an limistéar teagmhála idir aer agus uisce, rud a fhágann go dtiteann an teannas dromchla go tapa.

Nuair a mhéadaíonn tiúchan an eiblitheora tuilleadh agus a shroicheann sé luach áirithe, bailíonn líon mór móilíní eiblitheora ar dhromchla an tuaslagáin uiscí, ag cruthú scannáin mhonamóilíní a chlúdaíonn dromchla an tuaslagáin, rud a scarann ​​an tuaslagán uiscí go hiomlán ón aer agus a chobhsaíonn an teannas dromchla. Má mhéadaítear tiúchan an eiblitheora beagán níos mó, ní féidir leis na móilíní eiblitheora carnadh a thuilleadh ar dhromchla an uisce, ach ina ionad sin féin-thionólann siad i micelles nó i gcomhiomláin micellearacha leis na grúpaí lipifileacha ag pointeáil isteach agus na grúpaí hidreafíleacha ag pointeáil amach. De ghnáth, tugtar an Tiúchan Micelle Criticiúil (CMC) ar an tiúchan íosta ag a bhfuil micelles nó comhiomláin micellearacha ar tí tosú ag foirmiú.

Tar éis an tiúchan micéile criticiúil a bhaint amach, má leanann tiúchan an eiblitheora ag méadú, ní laghdóidh an teannas dromchla a thuilleadh. Ós rud é go bhfuil scannán monamóilíneach déanta cheana féin ar an dromchla, bíonn claonadh ag móilíní an eiblitheora cumasc agus bogadh níos gaire dá chéile, ag leanúint orthu ag comhiomlánú i micéilí, rud a fhágann go méadaíonn líon na micéilí san eibleacht i gcónaí.

Is gné thábhachtach den ghníomh eiblithe é eibliú asfalt. Tar éis eiblitheoir a chur le tuaslagán ola-uisce, socraíonn an dá ghrúpa den eiblitheoir iad féin ar bhealach treorach, ag ceangal an dá chomhéadan ola agus uisce, rud a chuireann cosc ​​​​orthu a chéile a dhíbirt. Tar éis corraigh agus scaipeadh, is féidir leis an asfalt scaipeadh go cobhsaí in uisce i bhfoirm cáithníní míne.

Conclúid

Ag glacadh eiblitheoirí asfalt mar shampla, cuireann an t-alt seo réamhrá agus anailís chuimsitheach ar fáil ar shaintréithe struchtúracha, prionsabail oibre, agus stádas feidhme gníomhairí dromchlaghníomhacha. Is féidir le gníomhairí dromchlaghníomhacha teannas dromchla uisce a laghdú go héifeachtach, móilíní gníomhairí dromchlaghníomhacha a ionsú go láidir ar chomhéadain éagsúla eile, agus is minic a bhíonn méid áirithe ionsú treorach acu. Is é an t-ionsú treorach seo a chuireann ar chumas gníomhairí dromchlaghníomhacha feidhmeanna iomadúla a bheith acu amhail eibliú, dí-eilmiú, cúrú, scaipeadh, téachtadh, agus fliuchadh. Oibríonn eiblitheoirí asfalt trí úsáid a bhaint as éifeacht eiblithe gníomhairí dromchlaghníomhacha. Cibé acu ó thaobh feidhmíochta eacnamaíche nó cosaint an chomhshaoil ​​de, is cinnte go mbeidh tógáil fhuar ina treocht thábhachtach i bhforbairt innealtóireachta mhórbhealaigh sa 21ú haois, agus is iad eiblitheoirí croílár na teicneolaíochta seo. Is cinnte go mbeidh tionchar mór ag taighde agus feabhsú fheidhmíocht eiblitheoirí ar thógáil fhuar.