લુબ્રિકન્ટ ઉદ્યોગમાં સર્ફેક્ટન્ટ્સનો સૌથી મોટો ઉપયોગ

ની રચનાસર્ફેક્ટન્ટ્સએકદમ સીધું છે: એક છેડો હાઇડ્રોફિલિક છે (પાણી‑પ્રેમાળ) અને બીજું લિપોફિલિક (તેલ)‑પ્રેમાળ). દરેક છેડો તેના સંબંધિત સમકક્ષ, પાણી અને તેલ સાથે જોડાય છે. સર્ફેક્ટન્ટ પરમાણુઓ તેલ પર ભેગા થાય છે‑પાણીનો ઉપયોગ થાય છે, અને તે મૂળભૂત સેટઅપ બનાવે છે. પ્રવાહી મિશ્રણ એ સર્ફેક્ટન્ટ્સના કાર્યોમાંનું એક છે, છતાં તે સૌથી વધુ વ્યાપક છે‑અમારા ઉદ્યોગમાં વપરાયેલ કાર્ય. તે મુખ્યત્વે પાણીના મિશ્રણ માટે વપરાય છે‑જન્મેલા તેલ, જેમ કે ઇમલ્સિફાઇડ તેલ અને પાણી‑અગ્નિ ધરાવતું‑પ્રતિરોધક હાઇડ્રોલિક પ્રવાહી. હકીકતમાં, જોકે, ઇમલ્સિફાયર્સને દૈનિક જીવનમાં ખૂબ વ્યાપક ઉપયોગો મળે છે‑દૂધ, બરફ સહિત જીવનનિર્વાહ ઉત્પાદનો‑ક્રીમ અને શેમ્પૂ, જે બધામાં વિવિધ અંશે ઇમલ્સિફાયર હોય છે.

આ સરળ પરમાણુ રચનાને કારણે, અસંખ્ય પદાર્થો ઇમલ્સિફાઇંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે ઇમલ્સિફાયરની પસંદગીને ખૂબ જ સૂક્ષ્મ બનાવે છે. એવું કહી શકાય કે ઇમલ્સિફાયર્સની સારી સમજ વિના, વ્યક્તિ ભાગ્યે જ યોગ્ય પાણી વિકસાવી શકે છે.‑લુબ્રિકન્ટ આધારિત ઉત્પાદનો. તે સામાન્ય રીતે જાણીતું છે કે તેલ અને પાણી અવિભાજ્ય છે. તેથી તેમને એકસાથે લાવવા માટે ઇમલ્સિફાયરની જરૂર પડે છે. આ ફરજિયાત સંયોજનમાં, એક તબક્કો નાના પ્રવાહી ટીપાંમાં રૂપાંતરિત થશે જ્યારે બીજો પ્રવાહી આ ટીપાંને સંપૂર્ણપણે ઢાંકી દેશે. આ સતત તબક્કા અને વિખરાયેલા તબક્કાના ખ્યાલોને જન્મ આપે છે: એક તબક્કો અવિભાજ્ય ટીપાંમાં વિભાજિત થાય છે અને બીજો એક અવિરત સતત માધ્યમ બનાવે છે. મેક્રોસ્કોપિકલી, આ પાણી ઉત્પન્ન કરે છે‑in‑તેલ (W/O) અથવા તેલ‑in‑પાણી (O/W) ઇમલ્સન. તે ઇમલ્સિફાયરના મુખ્ય સિદ્ધાંતોને આવરી લે છે.

જ્યારે એકઇમલ્સિફાયરઅવિભાજ્ય તેલમાં દાખલ કરવામાં આવે છે‑પાણી પ્રણાલીમાં, બે તબક્કાઓને મિશ્રિત કરવા માટે નવી વિક્ષેપ પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે. પાણીમાં ક્ષાર ઓગળવાના અર્થમાં આ સાચું વિસર્જન નથી. તેના બદલે, એક તબક્કો બીજા તબક્કામાં સૂક્ષ્મ ટીપાં તરીકે એકરૂપ રીતે વિખેરાઈ જાય છે. જો બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ બદલાય છે, તો તેલ અને પાણી ફરીથી અલગ થઈ જશે, જે નબળા પ્રવાહી મિશ્રણ અથવા અપૂરતી પ્રવાહી મિશ્રણ સ્થિરતા દર્શાવે છે. કેટલાક ઉમેરણો તેલને વિક્ષેપિત કરી શકે છે‑પાણીનું સંતુલન અને સંપૂર્ણ તબક્કાનું વિભાજન; આવા પદાર્થો ઇમલ્સિફાયર્સની વિરુદ્ધ કાર્ય કરે છે અને તેને ડિમલ્સિફાયર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

પ્રવાહી મિશ્રણ એ મૂળભૂત રીતે વિખેરવાની પદ્ધતિ છે. વિખેરાયેલા હોવાને કારણે‑તબક્કાના ટીપાં અને તબક્કાઓ વચ્ચેના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં તફાવત, ઘટના પ્રકાશ ટીપાંની સપાટી પર પ્રતિબિંબ, સ્કેટરિંગ અને ટ્રાન્સમિશનમાંથી પસાર થાય છે. લાક્ષણિક પ્રવાહી મિશ્રણ ટીપાંના કદ 0.1 થી હોય છે.μમીટર થી ૧૦μમી, જ્યારે દૃશ્યમાન‑પ્રકાશ તરંગલંબાઇ 0.4 ની વચ્ચે આવે છેμમીટર અને 0.6μm. મજબૂત પ્રતિબિંબ થાય છે, જેનાથી પ્રવાહી મિશ્રણને તેમની લાક્ષણિકતા દૂધિયું બને છે‑સફેદ દેખાવ. જ્યારે ટીપાંનો વ્યાસ 0.05 થી હોય છેμમીટર થી ૦.૧μમીટર (દૃશ્યમાન કરતાં થોડું નાનું)‑પ્રકાશ તરંગલંબાઇ), પ્રકાશનું વિક્ષેપન થાય છે અને સિસ્ટમ અર્ધપારદર્શક દેખાય છે. 0.05 થી નીચેના ટીપાંના કદ પરμમીટર (દૃશ્યમાન કરતાં ઘણું નાનું)‑પ્રકાશ તરંગલંબાઇ), પ્રકાશ પ્રસારણ પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને સિસ્ટમ પારદર્શક બને છે. 0.1 થી નીચેના ટીપાંના કદવાળી સિસ્ટમોμજે m અર્ધપારદર્શક અથવા પારદર્શક દેખાય છે તેને માઇક્રોઇમ્યુલેશન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જેના ગુણધર્મો પરંપરાગત મેક્રોઇમ્યુલેશનથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે. માઇક્રોઇમ્યુલેશન હજુ પણ એક ઇમ્યુલેશન છે, ફક્ત વધુ બારીક વિખેરાયેલ સાથે‑તબક્કાના ટીપાં. તેની રચના માટે માત્ર ઇમલ્સિફાયર જ નહીં પણ સહ-પ્રકારની પણ જરૂર પડે છે‑ઇમલ્સિફાયર. આ દર્શાવે છે કે ઇમલ્સિફિકેશન‑ચલાવાયેલ"વિસર્જન"મૂળભૂત રીતે વિખરાયેલા તબક્કાના કણોના કદને નિયંત્રિત કરવા માટે નીચે આવે છે.

ઇમલ્સિફાયરનું પ્રદર્શન નાજુક સંતુલન પર આધારિત છે. તેની હાઇડ્રોફિલિક અને લિપોફિલિક ક્ષમતાઓ એક સીસો અસર બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓછી‑કાર્બન આલ્કોહોલ મજબૂત હાઇડ્રોફિલિસિટી દર્શાવે છે અને પાણીમાં નહિવત્ તેલ આકર્ષણ સાથે ઓગળી જાય છે. તેનાથી વિપરીત, વધુ પડતા લિપોફિલિક પદાર્થો પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે અને તેલ પ્રદર્શિત કરે છે.‑દ્રાવ્ય વર્તન. ઘણા પદાર્થો હાઇડ્રોફિલિક અને લિપોફિલિક બંને પ્રકારના હોય છે, તેમ છતાં તેમને સર્ફેક્ટન્ટ્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાતા નથી. જો કોઈ પદાર્થ અતિશય હાઇડ્રોફિલિક અથવા લિપોફિલિક હોય, તો તે ફક્ત સપાટી છે‑ઉપર જણાવેલ કેટલાક ઉમેરણોની જેમ સક્રિય પદાર્થ. હાઇડ્રોફિલિક માટે માપી શકાય તેવું મેટ્રિક‑તેથી લિપોફિલિક તાકાત જરૂરી છે, એટલે કે કૂવો‑જાણીતા હાઇડ્રોફાઇલ‑લિપોફાઇલ‑બેલેન્સ (HLB) મૂલ્ય.

HLB મૂલ્ય વિવિધ પ્રયોગમૂલક તકનીકોની સાથે વ્યવહારુ પ્રવાહી મિશ્રણ માટે મૂલ્યવાન માર્ગદર્શન આપે છે, જે સાહિત્યમાં દસ્તાવેજીકૃત છે અને અહીં વિસ્તૃત કરવામાં આવશે નહીં. પ્રવાહી મિશ્રણ સાથે તેલનું પ્રવાહી મિશ્રણ કરવું આંતરિક રીતે મુશ્કેલ નથી. શ્રેષ્ઠ પ્રવાહી મિશ્રણ પ્રકારો, માત્રા અને સ્થિરતા સ્થિતિઓ ટ્રાયલ દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરી શકાય છે.‑અને‑ભૂલ. તેથી ઇમલ્સિફાયર વિકાસ પ્રાયોગિક કાર્ય પર ખૂબ આધાર રાખે છે. ઘણા સૂક્ષ્મ‑આજ સુધી સંશોધકો દ્વારા સર્ફેક્ટન્ટ વર્તણૂકના સ્તરની પદ્ધતિઓ અપૂર્ણ રીતે સ્પષ્ટ કરવામાં આવી છે. પ્રવાહી મિશ્રણ ઉપરાંત, સર્ફેક્ટન્ટ્સ ભીનાશ, સફાઈ, ડિટરજન્સી, ફેલાવો, દ્રાવ્યીકરણ અને અન્ય કાર્યો પ્રદાન કરે છે. અમારા ઉદ્યોગ માટે, પ્રાયોગિક સ્ક્રીનીંગ એક વ્યવહારિક અભિગમ છે, કારણ કે સાચું જ્ઞાન વ્યવહારમાંથી આવે છે. પ્રાયોગિક રીતે ઘણા પ્રયોગમૂલક નિયમો સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા છે: મિશ્રિત પ્રવાહી મિશ્રણો સિંગલ પ્રવાહી મિશ્રણો કરતાં વધુ સારી કામગીરી બજાવે છે, અને એનિઓનિક અને નોન-‑આયનીય સર્ફેક્ટન્ટ્સ અનુકૂળ સિનર્જિસ્ટિક અસરો ઉત્પન્ન કરે છે.

ઇમલ્સિફાયર સિદ્ધાંતની સ્પષ્ટ સરળતા હોવા છતાં, વ્યવહારુ ઉપયોગ જટિલ સાબિત થાય છે. ફક્ત ઇમલ્સિફાયરનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રયોગ દ્વારા ઉકેલી શકાય છે, છતાં ઘણા પછીથી‑ઉમેરાયેલા ઉમેરણો સપાટી ધરાવે છે‑સક્રિય ગુણધર્મો. આ ઇમલ્સિફાયર કામગીરીમાં દખલ કરે છે અને સિસ્ટમના અસરકારક HLB ને બદલે છે. એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ ઇમલ્સનમાં કાટ અવરોધકો છે. આ ખૂબ ધ્રુવીય સપાટી‑કાટ અટકાવવા માટે સક્રિય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તે તેલને અસ્થિર કરી શકે છે‑ઇમલ્સિફાયર પસંદગી દરમિયાન પાણીનું મિશ્રણ સંતુલન અને તેનું ધ્યાન રાખવું આવશ્યક છે. બહુવિધ ઇમલ્સિફાયર પ્રકારના મિશ્રણો બનાવવાથી ડોઝ અને ખર્ચમાં ઘટાડો થઈ શકે છે જ્યારે ઇમલ્સિફાયર સ્થિરતામાં વધારો થઈ શકે છે. જોકે, વિવિધ ઇમલ્સિફાયર અને તેમના મિશ્રણ પદ્ધતિઓને કેવી રીતે જોડવા તે અંગેના પ્રશ્નો ફોર્મ્યુલેશન જટિલતામાં ભારે વધારો કરે છે. એક સતત ગેરસમજ દાવો કરે છે કે એનિઓનિક અને કેશનિક ઇમલ્સિફાયર મિશ્રિત કરી શકાતા નથી. વાસ્તવમાં, એનિઓનિક‑સર્ફેક્ટન્ટ વિજ્ઞાનમાં કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ મિશ્રણોનો વ્યાપકપણે અહેવાલ છે, જોકે તે આપણા ક્ષેત્રમાં ભાગ્યે જ અપનાવવામાં આવે છે. સખત પાણીમાં હાજર કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ આયનો ઇમલ્શન ઇન્ટરફેસિયલ ફિલ્મને પણ વિક્ષેપિત કરી શકે છે અને ઇમલ્સિફાયર્સને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે. કેલ્શિયમ આયનો ખાસ કરીને સમસ્યારૂપ છે: ઘણા સર્ફેક્ટન્ટ ઇમલ્સિફાયર કેલ્શિયમ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પાણી બનાવે છે.‑અદ્રાવ્ય કેલ્શિયમ સાબુ જે શરીરમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. આ વિષયની ચર્ચા આગામી પ્રકરણમાં કરવામાં આવશે.

તદનુસાર, જ્યારે અન્ય ઘટકો રજૂ કરવામાં આવે છે ત્યારે સરળ દેખાતા ઇમલ્સિફાયર ખૂબ જ જટિલ બની જાય છે. ફિનિશ્ડ ઇમલ્સનનું ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ નથી; વાસ્તવિક પડકાર વિવિધ સેવા પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિરતા જાળવવાનો છે, તેલ અને પાણીને કાયમી ધોરણે જોડવામાં આવે છે.

ઇમલ્સિફાયર માટે કામગીરીની આવશ્યકતાઓ:

કઠણ પાણી પ્રતિકાર

આ પરિમાણ ઇમલ્સિફાયરનું લક્ષણ દર્શાવે છે'સખત પાણી પ્રત્યે સહનશીલતા. પરંપરાગત એનિઓનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ સામાન્ય રીતે આ સંદર્ભમાં ખરાબ પ્રદર્શન કરે છે, તેથી બિન‑આયનીય સર્ફેક્ટન્ટ્સ ધીમે ધીમે તેમનું સ્થાન લઈ રહ્યા છે. તેમ છતાં, એનિઓનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ તેમના અનન્ય ગુણો જાળવી રાખે છે.

ફીણ આવવાની વૃત્તિ

ઘણા પરંપરાગત રેખીય એનિઓનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ વિપુલ પ્રમાણમાં ફીણ ઉત્પન્ન કરે છે, જે ખોટી માન્યતાને પ્રોત્સાહન આપે છે કે વધારે ફીણનું પ્રમાણ શ્રેષ્ઠ ડિટરજન્સી સમાન છે. ફીણ મુખ્યત્વે સર્ફેક્ટન્ટ્સ દ્વારા પ્રેરિત થાય છે. આપણા લુબ્રિકન્ટમાં‑સંબંધિત ઉદ્યોગમાં, ઓછામાં ઓછું ફોમિંગ લગભગ હંમેશા ઇચ્છનીય છે. કમનસીબે, અસંખ્ય ઇમલ્સિફાયર ઉચ્ચ ફોમિંગ ક્ષમતા દર્શાવે છે. તેથી, ફોર્મ્યુલેટરે ફીણ રચનાને દબાવવા માટે યોગ્ય ઇમલ્સિફાયર ગ્રેડ પસંદ કરવા જોઈએ, જે વધતી જતી માંગને સમજાવે છે.‑નીચું કહેવાય‑ફોમ ઇમલ્સિફાયર.

જૈવિક સ્થિરતા

જૈવિક સ્થિરતા ઇમલ્સિફાયર માટે બીજો મહત્વપૂર્ણ પ્રદર્શન સૂચકાંક છે. જો ઇમલ્સિફાયર લાંબા સમય સુધી બેક્ટેરિયાના અધોગતિ માટે સંવેદનશીલ હોય‑સેવાની મુદત પૂરી થયા પછી, અનુરૂપ કટીંગ પ્રવાહીનો નિકાલ અત્યંત સમસ્યારૂપ બની જાય છે. પર્યાવરણીય‑સુરક્ષા નિયમો ઇમલ્સિફાયરની પસંદગી પર નિર્ણાયક પ્રભાવ પાડે છે અને સમગ્ર ઉદ્યોગને સંચાલિત કરે છે.

ઇમલ્સિફાયર્સને એનિઓનિક, કેશનિક, એમ્ફોટેરિક, નોન-માં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.‑આયનીય અને અન્ય પરિવારો, બધા સૂક્ષ્મથી પરિચિત અલગ રાસાયણિક પદાર્થોને અનુરૂપ છે‑રસાયણશાસ્ત્ર નિષ્ણાતો. આ લખાણ દરેક શ્રેણીના વિગતવાર લોકપ્રિય વર્ણનોમાં ઊંડાણપૂર્વક ઊંડાણ કરશે નહીં. આપણા ઉદ્યોગમાં, એનિઓનિક અને બિન‑વપરાશ અને ઉત્પાદન વિવિધતાની દ્રષ્ટિએ આયનીય ઇમલ્સિફાયરનું વર્ચસ્વ છે. દરેક શ્રેણીમાં વિવિધ ઇમલ્સિફાઇંગ લાક્ષણિકતાઓ સાથે બહુવિધ પરમાણુ માળખાં અસ્તિત્વમાં છે, દરેકમાં તેમની પોતાની શક્તિ અને નબળાઈઓ છે. ઉપયોગની માત્રા ઘટાડવા અને ઇમલ્સન સ્થિરતા સુધારવા માટે તેમને વારંવાર મિશ્રિત કરવામાં આવે છે.

ઇમલ્સિફાયર ફોર્મ્યુલેશન માટે કોઈ ચોક્કસ નિયમો નથી. ચલોમાં બેઝમાં તફાવતનો સમાવેશ થાય છે‑તેલ‑be‑ઇમલ્સિફાઇડ, ઇમલ્સિફાયર બ્લેન્ડિંગ રેશિયો, સેવા‑પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ, ખાસ ગ્રાહક વિશિષ્ટતાઓ અને અન્ય ઉમેરણોની ઇન્ટરેક્ટિવ અસરો. તેમ છતાં, પ્રયોગ વ્યવહારુ ઉકેલ પૂરો પાડે છે. ઇમલ્સિફિકેશન પરીક્ષણો હાથ ધરવા પ્રમાણમાં સરળ છે. સૈદ્ધાંતિક પૃષ્ઠભૂમિ વિના પણ, વ્યક્તિ વારંવાર પરીક્ષણો દ્વારા કાર્યક્ષમ ફોર્મ્યુલેશન પર પહોંચી શકે છે, જોકે સમયના ખર્ચે. સંબંધિત સર્ફેક્ટન્ટ‑વિકાસને વેગ આપનારા વિજ્ઞાન સિદ્ધાંતો, સારી રીતે‑હાલના સાહિત્યમાં દસ્તાવેજીકૃત અને આપણા ઉદ્યોગમાં આવતી ઇમલ્સિફિકેશન પડકારોને સંબોધવા માટે સંપૂર્ણપણે પર્યાપ્ત.