Чийгшүүлэх нөлөө, шаардлага: HLB: 7-9
Нойтон байдлыг хатуу гадаргуу дээр шингэсэн хий шингэнээр нүүлгэн шилжих үзэгдэл гэж тодорхойлдог. Энэхүү шилжилтийн чадварыг нэмэгдүүлэх бодисыг норгогч бодис гэж нэрлэдэг. Нойтон байдлыг ерөнхийдөө гурван төрөлд ангилдаг: холбоо барих норголт (наалдамхай норголт), дүрэх норголт (дүрэх норголт), тархах норголт (тархалт). Эдгээрийн дотор тархалт нь норголтын хамгийн өндөр стандартыг илэрхийлдэг бөгөөд тархалтын коэффициентийг ихэвчлэн өөр өөр системүүдийн хоорондох норгох гүйцэтгэлийг үнэлэх индикатор болгон ашигладаг. Үүнээс гадна, холбоо барих өнцөг нь норгох чанарыг үнэлэх шалгуур болдог. Шингэн ба хатуу фазуудын хоорондох норгох түвшинг хянахын тулд гадаргуугийн идэвхт бодисыг ашиглаж болно.
Пестицидийн үйлдвэрлэлд зарим мөхлөгт найрлага болон тоосжуулдаг нунтаг нь тодорхой хэмжээний гадаргуугийн идэвхт бодис агуулдаг. Тэдгээрийн зорилго нь пестицидийн зорилтот гадаргуу дээрх наалдац болон тунадасны хэмжээг сайжруулах, ялгарах хурдыг хурдасгах, чийглэг нөхцөлд идэвхтэй найрлагын тархах хэсгийг өргөжүүлэх, улмаар өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх, эмчлэх үр нөлөөг нэмэгдүүлэх явдал юм.
Гоо сайхны салбарт гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь эмульгаторын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд тос, лосьон, нүүр цэвэрлэгч, нүүр будалт арилгагч зэрэг арьс арчилгааны бүтээгдэхүүний зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Мицелл ба уусах урвал,шаардлага: C > CMC (HLB 13–18)
Гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд нэгдэж мицелл үүсгэдэг хамгийн бага концентраци. Концентраци нь CMC-ийн утгаас хэтэрсэн үед гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд өөрсдийгөө бөмбөрцөг хэлбэртэй, саваа хэлбэртэй, ламелляр эсвэл хавтан хэлбэртэй хэлбэртэй болгон зохион байгуулдаг.
Уусалтын системүүд нь термодинамик тэнцвэрийн системүүд юм. CMC бага, холбооны зэрэг өндөр байх тусам хамгийн их нэмэлт концентраци (MAC) өндөр байдаг. Температурын уусалтад үзүүлэх нөлөө нь гурван тал дээр тусгагдсан байдаг: энэ нь мицеллийн үүсэл, уусдаг бодисын уусах чадвар, гадаргуугийн идэвхт бодисын өөрийнх нь уусах чадварт нөлөөлдөг. Ионы гадаргуугийн идэвхт бодисын хувьд тэдгээрийн уусах чадвар нь температур нэмэгдэхийн хэрээр огцом нэмэгддэг бөгөөд энэхүү огцом өсөлт үүсэх температурыг Крафт цэг гэж нэрлэдэг. Крафт цэг өндөр байх тусам мицеллийн чухал концентраци бага байдаг.
Полиоксиэтилен ион бус гадаргуугийн идэвхт бодисын хувьд температур тодорхой түвшинд хүрэхэд тэдгээрийн уусах чадвар огцом буурч, тунадасжилт үүсч, уусмал булингартай болдог. Энэ үзэгдлийг үүлэрхэгжилт гэж нэрлэдэг бөгөөд харгалзах температурыг үүлэрхэг цэг гэж нэрлэдэг. Ижил полиоксиэтилен гинжин хэлхээний урттай гадаргуугийн идэвхт бодисын хувьд нүүрсустөрөгчийн гинжин хэлхээ урт байх тусам үүлэрхэг цэг бага байдаг; эсрэгээрээ, нүүрсустөрөгчийн гинжин хэлхээний урт ижил байх тусам полиоксиэтилен гинжин хэлхээ урт байх тусам үүлэрхэг цэг өндөр байдаг.
Туйлшгүй органик бодисууд (жишээлбэл, бензол) нь усанд маш бага уусдаг. Гэсэн хэдий ч натрийн олеат зэрэг гадаргуугийн идэвхт бодис нэмэх нь бензолын усанд уусах чадварыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ процессыг уусах гэж нэрлэдэг. Уусах нь ердийн уусахаас ялгаатай: ууссан бензол нь усны молекулуудад жигд тархдаггүй, харин олеатын ионуудаас үүссэн мицелл дотор гацдаг. Рентген дифракцийн судалгаагаар бүх төрлийн мицеллүүд ууссаны дараа янз бүрийн түвшинд тэлдэг бол нийт уусмалын коллигатив шинж чанар нь бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгааг баталсан.
Усан дахь гадаргуугийн идэвхт бодисын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд шингэний гадаргуу дээр хуримтлагдаж, нягт нягтаршсан, чиглэсэн мономолекул давхарга үүсгэдэг. Их хэмжээний фазын илүүдэл молекулууд нь гидрофобик бүлгүүдээ дотогшоо харуулан нэгтгэж, мицелл үүсгэдэг. Мицелл үүсэхийг эхлүүлэхэд шаардлагатай хамгийн бага концентрацийг мицелийн чухал концентраци (CMC) гэж тодорхойлдог. Энэ концентрацид уусмал нь хамгийн тохиромжтой зан төлөвөөс хазайж, гадаргуугийн таталт ба концентрацийн муруйд тодорхой нугалах цэг гарч ирдэг. Гадаргуугийн идэвхт бодисын концентрацийг цаашид нэмэгдүүлэх нь гадаргуугийн таталтыг бууруулахаа болино; харин энэ нь их хэмжээний фазад мицеллүүдийн тасралтгүй өсөлт, үржлийг дэмжинэ.
Гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд уусмалд тархаж, тодорхой концентрацийн босгод хүрэхэд тэдгээр нь бие даасан мономеруудаас (ионууд эсвэл молекулууд) мицел гэж нэрлэгддэг коллоид агрегатууд болж нэгддэг. Энэхүү шилжилт нь уусмалын физик болон химийн шинж чанарт огцом өөрчлөлтийг өдөөдөг бөгөөд энэ үед тохиолддог концентрацийг CMC гэж нэрлэдэг. Мицел үүсэх процессыг мицеллжилт гэж нэрлэдэг.
Усан гадаргуугийн идэвхт бодисын уусмалд мицелл үүсэх нь концентрацаас хамааралтай үйл явц юм. Хэт шингэрүүлсэн уусмалд ус ба агаар бараг шууд харьцдаг тул гадаргуугийн хурцадмал байдал нь бага зэрэг буурч, цэвэр усныхтай ойролцоо хэвээр үлддэг бөгөөд гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд маш цөөхөн байдаг. Гадаргуугийн идэвхт бодисын концентраци дунд зэрэг нэмэгдэхийн хэрээр молекулууд усны гадаргуу дээр хурдан шингэж, ус ба агаарын хоорондох харьцах талбайг багасгаж, гадаргуугийн хурцадмал байдал огцом буурдаг. Үүний зэрэгцээ, гадаргуугийн идэвхт бодисын зарим молекулууд гидрофобик бүлгүүдтэйгээ зэрэгцэн нэгдэж, жижиг мицелл үүсгэдэг.
Концентраци үргэлжлэн нэмэгдэж, уусмал нь ханасан адсорбцид хүрэх үед шингэний гадаргуу дээр нягт савлагдсан мономолекул хальс үүсдэг. Концентраци нь CMC-д хүрэхэд уусмалын гадаргуугийн таталт хамгийн бага утгадаа хүрдэг. CMC-ээс гадна гадаргуугийн идэвхт бодисын концентрацийг цаашид нэмэгдүүлэх нь гадаргуугийн таталтад бараг нөлөөлдөггүй; харин энэ нь эзэлхүүн фаз дахь мицеллүүдийн тоо, хэмжээг нэмэгдүүлдэг. Дараа нь уусмалд нано нунтаг нийлэгжихэд микрореактор болж үйлчилдэг мицеллүүд давамгайлдаг. Концентраци тасралтгүй нэмэгдэхийн хэрээр систем аажмаар шингэн талст төлөвт шилждэг.
Усан гадаргуугийн идэвхт бодисын уусмалын концентраци нь CMC-д хүрэхэд концентраци нэмэгдэхийн хэрээр мицелл үүсэх нь тод илэрдэг. Энэ нь гадаргуугийн таталт ба логарифмын концентрацийн муруйд (γ–log c муруй) нугаралтын цэг үүсэх, мөн уусмалд төгс бус физик болон химийн шинж чанарууд гарч ирэх зэргээр тодорхойлогддог.
Ионы гадаргуугийн идэвхт бодисын мицелүүд нь гадаргуугийн өндөр цэнэгтэй байдаг. Электростатик таталцлын улмаас эсрэг ионууд мицеллийн гадаргуу дээр татагдаж, эерэг ба сөрөг цэнэгийн хэсгийг саармагжуулдаг. Гэсэн хэдий ч мицелүүд өндөр цэнэгтэй бүтэц үүсгэсний дараа эсрэг ионуудаар үүссэн ионы агаар мандлын удаашруулах хүч мэдэгдэхүйц нэмэгддэг бөгөөд энэ шинж чанарыг нано нунтаг бодисын тархалтыг тохируулахад ашиглаж болно. Эдгээр хоёр шалтгааны улмаас уусмалын эквивалент дамжуулах чанар нь CMC-ээс давсан концентраци нэмэгдэхийн хэрээр хурдан буурдаг тул энэ цэг нь гадаргуугийн идэвхт бодисын мицеллийн чухал концентрацийг тодорхойлох найдвартай арга болдог.
Ионы гадаргуугийн идэвхт бодисын мицеллүүдийн бүтэц нь ихэвчлэн бөмбөрцөг хэлбэртэй бөгөөд цөм, бүрхүүл, сарнисан цахилгаан давхар давхарга гэсэн гурван хэсгээс бүрдэнэ. Цөм нь шингэн нүүрсустөрөгчтэй төстэй гидрофобик нүүрсустөрөгчийн гинжнээс бүрддэг бөгөөд диаметр нь ойролцоогоор 1-2.8 нм хооронд хэлбэлздэг. Туйлын толгойн бүлгүүдийн зэргэлдээх метилен бүлгүүд (-CH₂-) нь хэсэгчилсэн туйлшралтай бөгөөд цөмийн эргэн тойронд зарим усны молекулуудыг хадгалдаг. Тиймээс мицелийн цөм нь дараахь зүйлийг агуулдаг.их хэмжээний ус хуримтлагдсан бөгөөд эдгээр -CH2- бүлгүүд нь шингэн төст нүүрсустөрөгчийн цөмд бүрэн нэгдээгүй, харин шингэн бус мицелийн бүрхүүлийн нэг хэсгийг бүрдүүлдэг.
Мицеллийн бүрхүүлийг мицел-усны интерфэйс буюу гадаргуугийн фаз гэж нэрлэдэг. Энэ нь мицел болон усны хоорондох макроскопийн интерфэйсийг хэлдэггүй, харин мицел болон мономерийн усан гадаргуугийн идэвхт бодисын уусмалын хоорондох хэсгийг хэлдэг. Ионы гадаргуугийн идэвхт бодисын мицеллийн хувьд бүрхүүл нь ойролцоогоор 0.2-0.3 нм зузаантай цахилгаан давхар давхаргын хамгийн дотор талын Стерн давхаргаас (эсвэл тогтмол адсорбцийн давхарга) үүсдэг. Бүрхүүл нь зөвхөн гадаргуугийн идэвхт бодисын ионы толгойн бүлгүүд болон холбогдсон эсрэг ионуудын нэг хэсгийг төдийгүй эдгээр ионуудын гидратжуулалтаас үүдэлтэй гидратжуулалтын давхаргыг агуулдаг. Мицеллийн бүрхүүл нь гөлгөр гадаргуу биш, харин гадаргуугийн идэвхт бодисын мономер молекулуудын дулааны хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй хэлбэлзлийн үр дүн болох "барзгар" интерфэйс юм.
Усгүй (тосон суурьтай) орчинд газрын тосны молекулууд давамгайлдаг газарт гадаргуугийн идэвхт бодисын гидрофилийн бүлгүүд дотогшоо нэгдэж туйлын цөм үүсгэдэг бол гидрофобик нүүрсустөрөгчийн гинж нь мицелийн гаднах бүрхүүлийг үүсгэдэг. Энэ төрлийн мицелл нь уламжлалт усан мицеллтэй харьцуулахад урвуу бүтэцтэй тул урвуу мицелл гэж нэрлэдэг; харин усанд үүссэн мицеллүүдийг хэвийн мицелл гэж нэрлэдэг. Зураг 4-т усан бус уусмалд гадаргуугийн идэвхт бодисоор үүссэн урвуу мицеллүүдийн бүдүүвч загварыг харуулав. Сүүлийн жилүүдэд урвуу мицеллүүдийг нано хэмжээний эмийн тээвэрлэгчдийг нийлэгжүүлэх, бэлтгэх, ялангуяа гидрофилийн эмийг капсулжуулахад өргөн ашиглаж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 26