सरफैक्टेंट की सांद्रता में वृद्धि से अत्यधिक झाग क्यों बनता है?

जब हवा किसी द्रव में प्रवेश करती है, तो पानी में अघुलनशील होने के कारण, बाहरी बल के प्रभाव से द्रव उसे असंख्य बुलबुलों में विभाजित कर देता है, जिससे एक विषम प्रणाली का निर्माण होता है। एक बार जब हवा द्रव में प्रवेश करके झाग बनाती है, तो गैस और द्रव के बीच संपर्क क्षेत्र बढ़ जाता है, और प्रणाली की मुक्त ऊर्जा भी तदनुसार बढ़ जाती है।

सबसे निचला बिंदु वह होता है जिसे हम आमतौर पर क्रिटिकल माइसेल कंसंट्रेशन (सीएमसी) कहते हैं। इसलिए, जब सर्फेक्टेंट की सांद्रता सीएमसी तक पहुँच जाती है, तो सिस्टम में पर्याप्त संख्या में सर्फेक्टेंट अणु मौजूद होते हैं जो तरल सतह पर सघन रूप से व्यवस्थित होकर एक गैप-मुक्त मोनोमॉलिक्यूलर फिल्म परत बनाते हैं। इससे सिस्टम का पृष्ठ तनाव कम हो जाता है। पृष्ठ तनाव कम होने पर, सिस्टम में झाग बनने के लिए आवश्यक मुक्त ऊर्जा भी कम हो जाती है, जिससे झाग का बनना बहुत आसान हो जाता है।

व्यावहारिक उत्पादन और अनुप्रयोग में, भंडारण के दौरान तैयार इमल्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, सर्फेक्टेंट की सांद्रता को अक्सर क्रिटिकल माइसेल सांद्रता से ऊपर समायोजित किया जाता है। हालांकि इससे इमल्शन की स्थिरता बढ़ती है, लेकिन इसके कुछ नुकसान भी हैं। अत्यधिक सर्फेक्टेंट न केवल सिस्टम के सतही तनाव को कम करते हैं, बल्कि इमल्शन में प्रवेश करने वाली हवा को भी घेर लेते हैं, जिससे एक अपेक्षाकृत कठोर तरल फिल्म और तरल सतह पर एक द्विस्तरीय आणविक फिल्म बन जाती है। यह झाग के टूटने में काफी बाधा डालता है।

झाग कई बुलबुलों का समूह होता है, जबकि बुलबुला तब बनता है जब गैस किसी द्रव में विक्षेपित होती है—गैस विक्षेपित अवस्था होती है और द्रव सतत अवस्था। बुलबुलों के अंदर की गैस एक बुलबुले से दूसरे बुलबुले में जा सकती है या आसपास के वातावरण में निकल सकती है, जिससे बुलबुले आपस में जुड़कर गायब हो जाते हैं।

शुद्ध जल या केवल सर्फेक्टेंट के मामले में, उनकी अपेक्षाकृत एकसमान संरचना के कारण, बनने वाली झाग की परत में लोच की कमी होती है, जिससे झाग अस्थिर हो जाती है और स्वतः ही नष्ट होने की संभावना रहती है। ऊष्मागतिकी सिद्धांत बताता है कि शुद्ध तरल पदार्थों में उत्पन्न झाग अस्थायी होती है और परत के बह जाने के कारण समाप्त हो जाती है।

जैसा कि पहले बताया गया है, जल-आधारित कोटिंग्स में, फैलाव माध्यम (पानी) के अलावा, पॉलीमर इमल्सीफिकेशन के लिए इमल्सीफायर, डिस्पर्सेंट, वेटिंग एजेंट, थिकनर और अन्य सर्फेक्टेंट-आधारित कोटिंग एडिटिव्स भी मौजूद होते हैं। चूंकि ये सभी पदार्थ एक ही सिस्टम में सह-अस्तित्व में होते हैं, इसलिए झाग बनने की प्रबल संभावना होती है, और ये सर्फेक्टेंट जैसे घटक उत्पन्न झाग को और अधिक स्थिर करते हैं।

आयनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग इमल्सीफायर के रूप में करने पर, बुलबुले की परत विद्युत आवेशित हो जाती है। आवेशों के बीच प्रबल प्रतिकर्षण के कारण, बुलबुले आपस में जुड़ने से बचते हैं, जिससे छोटे बुलबुलों के बड़े बुलबुलों में विलय होकर ढहने की प्रक्रिया रुक जाती है। परिणामस्वरूप, यह झाग के विघटन को रोकता है और झाग को स्थिर बनाए रखता है।

हमसे संपर्क करें!