Buaidh fliuchaidh, riatanas: HLB: 7-9
Tha fliuchadh air a mhìneachadh mar an iongantas far a bheil gas a tha air a ghlacadh air uachdar cruaidh air a ghluasad le leaghan. Canar riochdairean fliuchaidh ri stuthan as urrainn an comas gluasaid seo a mheudachadh. Mar as trice tha fliuchadh air a roinn ann an trì seòrsaichean: fliuchadh conaltraidh (fliuchadh greamachail), fliuchadh bogaidh (fliuchadh bogaidh), agus fliuchadh sgaoilidh (sgaoileadh). Nam measg sin, tha sgaoileadh a’ riochdachadh an ìre as àirde de fhliuchadh, agus thathas gu tric a’ cleachdadh an co-èifeachd sgaoilidh mar chomharradh gus coileanadh fliuchaidh eadar diofar shiostaman a mheasadh. A bharrachd air an sin, tha ceàrn a’ chonaltraidh cuideachd na shlat-tomhais airson càileachd fliuchaidh a mheasadh. Faodar surfactants a chleachdadh gus smachd a chumail air ìre fliuchaidh eadar ìrean leaghaidh is cruaidh.
Anns a’ ghnìomhachas puinnseanan-bhiastagan, tha cuid de dh’fhuil-ghnìomhachan ann an cuid de fhoirmlean gràinneach agus pùdar duslach cuideachd. ’S e an adhbhar aca greamachadh agus tasgadh puinnseanan-bhiastagan air an uachdar targaid a leasachadh, an ìre sgaoilidh a luathachadh agus farsaingeachd sgaoilidh nan tàthchuid gnìomhach a leudachadh fo chumhachan tais, agus mar sin a’ neartachadh èifeachdas casg agus làimhseachadh ghalaran.
Anns a’ ghnìomhachas cungaidhean-leigheis, bidh surfactants ag obair mar emulsifiers agus tha iad nan co-phàirtean riatanach ann an toraidhean cùram craiceann leithid uachdaran, lotions, innealan-glanaidh aghaidh agus innealan-toirt air falbh makeup.
Micelles agus Solubilization,riatanasan: C > CMC (HLB 13–18)
An dùmhlachd as ìsle aig a bheil moileciuilean surfactant a’ tighinn còmhla gus micelles a chruthachadh. Nuair a bhios an dùmhlachd nas àirde na luach CMC, bidh moileciuilean surfactant gan rèiteachadh fhèin ann an structaran leithid rèiteachaidhean cruinn, slat-chruthach, lamellar, no truinnsear.
’S e siostaman cothromachaidh teirmeadainimigeach a th’ ann an siostaman solubilachaidh. Mar as ìsle an CMC agus mar as àirde an ìre ceangail, ’s ann as motha an dùmhlachd cur-ris as àirde (MAC). Tha buaidh teòthachd air solubilachadh ri fhaicinn ann an trì taobhan: tha e a’ toirt buaidh air cruthachadh micelle, solubilachadh solubilizates, agus solubilachadh surfactants fhèin. Airson surfactants ianach, bidh an solubilachadh ag àrdachadh gu mòr le teòthachd ag èirigh, agus canar puing Krafft ris an teòthachd aig a bheil an àrdachadh obann seo a’ tachairt. Mar as àirde puing Krafft, ’s ann as ìsle an dùmhlachd micelle èiginneach.
Airson surfactants neo-ionic polyoxyethylene, nuair a dh’èireas an teòthachd gu ìre àraidh, bidh an so-leaghadh a’ tuiteam gu mòr agus bidh sileadh a’ tachairt, ag adhbhrachadh gum bi an fhuasgladh a’ tionndadh ceòthach. Canar sgòthadh ris an iongantas seo, agus canar puing sgòthan ris an teòthachd co-fhreagarrach. Airson surfactants leis an aon fhaid slabhraidh polyoxyethylene, mar as fhaide an t-sreath haidreacarbon, is ann as ìsle am puing sgòthan; air an làimh eile, leis an aon fhaid slabhraidh haidreacarbon, mar as fhaide an t-sreath polyoxyethylene, is ann as àirde am puing sgòthan.
Tha solubhailteachd glè ìosal aig stuthan organach neo-phòla (me, beinséin) ann an uisge. Ach, faodaidh cur surfactants leithid sodium oleate solubhailteachd beinséin ann an uisge a leasachadh gu mòr - pròiseas ris an canar solubilization. Tha solubilization eadar-dhealaichte bho sgaoileadh àbhaisteach: chan eil am beinséin solubilized air a sgaoileadh gu cothromach ann am moileciuilean uisge ach air a ghlacadh taobh a-staigh nam micelles a chruthaichear le ianan oleate. Tha sgrùdaidhean diffraction X-ghath air dearbhadh gu bheil a h-uile seòrsa micelles a’ leudachadh gu diofar ìrean às deidh solubilization, agus tha feartan colligative an fhuasglaidh iomlan fhathast cha mhòr gun atharrachadh.
Mar a bhios dùmhlachd nan surfactants ann an uisge ag àrdachadh, bidh moileciuilean surfactant a’ cruinneachadh air uachdar an leaghaidh gus sreath monomoileciuil dlùth-phacaichte, stiùirichte a chruthachadh. Bidh cus moileciuilean anns an ìre mhòr a’ cruinneachadh leis na buidhnean hydrophobic aca a’ coimhead a-staigh, a’ cruthachadh micelles. Tha an dùmhlachd as ìsle a tha a dhìth gus cruthachadh micelle a thòiseachadh air a mhìneachadh mar an dùmhlachd micelle èiginneach (CMC). Aig an dùmhlachd seo, bidh am fuasgladh a’ gluasad bho ghiùlan air leth freagarrach, agus nochdaidh puing tionndaidh soilleir air a’ lùb teannachadh uachdar an aghaidh dùmhlachd. Cha lughdaich àrdachadh tuilleadh ann an dùmhlachd surfactant an teannachadh uachdar tuilleadh; an àite sin, brosnaichidh e fàs leantainneach agus iomadachadh micelles anns an ìre mhòr.
Nuair a sgaileas moileciuilean surfactant ann am fuasgladh agus a ruigeas iad stairsneach dùmhlachd sònraichte, bidh iad a’ ceangal bho mhonamairean fa leth (ianan no moileciuilean) gu cruinneachaidhean colloidal ris an canar micelles. Bidh an gluasad seo ag adhbhrachadh atharrachaidhean obann ann an feartan fiosaigeach is ceimigeach an fhuasglaidh, agus is e an CMC an dùmhlachd aig a bheil seo a’ tachairt. Canar micellization ris a’ phròiseas cruthachadh micelle.
Tha cruthachadh micelles ann am fuasglaidhean surfactant uisgeach na phròiseas a tha an urra ri dùmhlachd. Ann am fuasglaidhean air an caolachadh gu mòr, tha uisge agus èadhar cha mhòr ann an conaltradh dìreach, agus mar sin chan eil an teannachadh uachdar a’ lùghdachadh ach beagan, a’ fuireach faisg air an teannachadh uachdar ann an uisge fìor-ghlan, le glè bheag de mholacilean surfactant sgapte anns an ìre mhòr. Mar a bhios dùmhlachd an surfactant ag àrdachadh gu meadhanach, bidh moileciuilean a’ gabhail a-steach gu luath air uachdar an uisge, a’ lughdachadh an raon conaltraidh eadar uisge agus èadhar agus ag adhbhrachadh tuiteam geur ann an teannachadh uachdar. Aig an aon àm, bidh cuid de mholacilean surfactant anns an ìre mhòr a’ cruinneachadh leis na buidhnean hydrophobic aca air an co-thaobhadh, a’ cruthachadh micelles beaga.
Mar a bhios an dùmhlachd a’ sìor dhol am meud agus an leaghan a’ ruighinn ìre sàthaichte adsorption, bidh film monomoileciuil dùmhail a’ cruthachadh air uachdar an leaghan. Nuair a bhuaileas an dùmhlachd an CMC, ruigidh teannachadh uachdar an leaghan an luach as ìsle aige. Seachad air a’ CMC, chan eil buaidh mhòr aig àrdachadh dùmhlachd an surfactant air an teannachadh uachdar; an àite sin, bidh e ag àrdachadh àireamh is meud nam micelles anns an ìre mhòr. Tha am fuasgladh an uairsin air a smachdachadh le micelles, a bhios nan microreactaran ann an co-chur nanopùdar. Le àrdachadh leantainneach ann an dùmhlachd, bidh an siostam mean air mhean ag atharrachadh gu staid criostalach leaghaidh.
Nuair a ruigeas dùmhlachd fuasgladh surfactant uisgeach an CMC, bidh cruthachadh micelles follaiseach le dùmhlachd a’ sìor fhàs. Tha seo air a chomharrachadh le puing tionndaidh anns a’ lùb teannachadh uachdar an aghaidh dùmhlachd log (lùb γ–log c), còmhla ri nochdadh feartan fiosaigeach is ceimigeach neo-iomchaidh anns an fhuasgladh.
Bidh micelles surfactant ianach a’ giùlan cosgaisean uachdar àrda. Air sgàth tarraing electrostatach, bidh na h-ionan-aghaidh air an tàladh gu uachdar a’ mhicelle, a’ neodachadh pàirt de na cosgaisean adhartach is àicheil. Ach, aon uair ‘s gu bheil na micelles a’ cruthachadh structaran làn-chosgais, bidh feachd bacadh an àile ianach a chruthaicheas na h-ionan-aghaidh ag àrdachadh gu mòr - feart a dh’ fhaodar a chleachdadh gus sgaoileadh nanopùdar atharrachadh. Airson an dà adhbhar seo, bidh an seoltachd co-ionann den fhuasgladh a’ lùghdachadh gu luath le dùmhlachd a tha a’ sìor fhàs nas fhaide na an CMC, ga dhèanamh na dhòigh earbsach airson dùmhlachd èiginneach micelle de surfactants a dhearbhadh.
Mar as trice, tha structar micelles surfactant ianach cruinn, air a dhèanamh suas de thrì pàirtean: cridhe, slige, agus sreath dhùbailte dealain sgaoilte. Tha an cridhe air a dhèanamh suas de shlabhraidhean hydrocarbon hydrophobic, coltach ri hydrocarbons leaghaidh, le trast-thomhas eadar timcheall air 1 agus 2.8 nm. Tha polarity pàirteach aig na buidhnean methylene (-CH₂-) ri taobh nam buidhnean ceann pòlar, a’ cumail cuid de mholacilean uisge timcheall air a’ chridhe. Mar sin, tha cridhe a’ mhicelle a’ gabhail a-steachmeud mòr de dh’uisge glaiste, agus chan eil na buidhnean -CH₂- seo air an amalachadh gu h-iomlan a-steach don chridhe haidreacarbon coltach ri leaghan ach an àite sin tha iad nam pàirt den t-slige micelle neo-leachtach.
Canar an eadar-aghaidh micelle-uisge no an ìre uachdar ris an t-slige micelle cuideachd. Chan eil e a’ toirt iomradh air an eadar-aghaidh macrascopig eadar micelles agus uisge ach an àite sin an roinn eadar micelles agus an fhuasgladh surfactant uisgeach monomeric. Airson micelles surfactant ianach, tha an t-slige air a chruthachadh leis an t-sreath Stern as fhaide a-staigh (no an t-sreath adsorption stèidhichte) den t-sreath dhùbailte dealain, le tiugh de mu 0.2 gu 0.3 nm. Tha an t-slige a’ toirt a-steach chan e a-mhàin na buidhnean ceann ianach de surfactants agus cuibhreann de na frith-ianan ceangailte ach cuideachd sreath uisgeachaidh mar thoradh air uisgeachadh nan ianan sin. Chan e uachdar rèidh a th’ anns an t-slige micelle ach eadar-aghaidh “garbh”, toradh luaineachdan air adhbhrachadh le gluasad teirmeach mholacilean monomer surfactant.
Ann am meadhanan neo-uisgeach (stèidhichte air ola), far a bheil moileciuilean ola a’ faighinn làmh an uachdair, bidh na buidhnean hydrophilic de surfactants a’ cruinneachadh a-staigh gus cridhe pòlar a chruthachadh, agus bidh na slabhraidhean hydrocarbon hydrophobic a’ cruthachadh slige a-muigh a’ mhicelle. Tha structar ais-dhìreach aig an t-seòrsa micelle seo an taca ri micelles uisgeach àbhaisteach agus mar sin canar micelle cùil ris; an coimeas ri sin, canar micelles àbhaisteach ri micelles a thèid a chruthachadh ann an uisge. Tha Figear 4 a’ sealltainn modail sgemataig de mhicelles cùil air an cruthachadh le surfactants ann am fuasglaidhean neo-uisgeach. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, chaidh micelles cùil a chleachdadh gu farsaing ann an co-chur agus ullachadh luchd-giùlain dhrogaichean nanosgèile, gu sònraichte airson a bhith a’ glacadh dhrogaichean hydrophilic.
Àm puist: 26 Dùbhlachd 2025