लुब्रिकेन्ट उद्योगमा सर्फ्याक्टेन्टको सबैभन्दा ठूलो प्रयोग

को संरचनासर्फ्याक्टेन्टहरूएकदमै सरल छ: एउटा छेउ हाइड्रोफिलिक छ (पानी-मायालु) र अर्को लिपोफिलिक (तेल)-मायालु)। प्रत्येक छेउ यसको सम्बन्धित समकक्ष, पानी र तेलसँग बाँधिन्छ। सर्फ्याक्टेन्ट अणुहरू तेलमा भेला हुन्छन्-पानीको इन्टरफेस, र त्यो आधारभूत सेटअप बनाउँछ। इमल्सिफिकेशन सर्फ्याक्टेन्टहरूको कार्यहरू मध्ये एक मात्र हो, तर यो सबैभन्दा व्यापक रूपमा-हाम्रो उद्योगमा प्रयोग गरिएको प्रकार्य। यो मुख्यतया पानी मिश्रणको लागि प्रयोग गरिन्छ-इमल्सिफाइड तेल र पानी जस्ता बोर्न तेलहरू-आगो भएको-प्रतिरोधी हाइड्रोलिक तरल पदार्थ। वास्तवमा, तथापि, इमल्सीफायरहरूले दैनिक जीवनमा अत्यन्तै व्यापक अनुप्रयोगहरू पाउँछन्-दूध, बरफ सहित जीवनदायी उत्पादनहरू-क्रिम र स्याम्पु, ती सबैमा फरक-फरक मात्रामा इमल्सीफायरहरू हुन्छन्।

यस सरल आणविक संरचनाको कारण, असंख्य पदार्थहरूले इमल्सिफाइङ गुणहरू प्रदर्शन गर्छन्, जसले गर्दा इमल्सिफायर चयन एकदमै सूक्ष्म हुन्छ। यो भन्न सकिन्छ कि इमल्सिफायरहरूको राम्रो बुझाइ बिना, योग्य पानी विकास गर्न मुश्किलले सकिन्छ।-आधारित लुब्रिकेन्ट उत्पादनहरू। यो सामान्य ज्ञान हो कि तेल र पानी अमिश्रणशील हुन्छन्। त्यसैले तिनीहरूलाई एकसाथ ल्याउन इमल्सीफायरहरू आवश्यक पर्दछ। यस जबरजस्ती संयोजनमा, एउटा चरण साना तरल थोपाहरूमा परिणत हुनेछ जबकि अर्को तरलले यी थोपाहरूलाई पूर्ण रूपमा ढाक्नेछ। यसले निरन्तर चरण र फैलिएको चरणको अवधारणालाई जन्म दिन्छ: एउटा चरण विच्छेदन थोपाहरूमा विभाजित हुन्छ र अर्कोले एक निर्बाध निरन्तर माध्यम बनाउँछ। म्याक्रोस्कोपिक रूपमा, यसले पानी उत्पादन गर्दछ-in-तेल (W/O) वा तेल-in-पानी (O/W) इमल्सनहरू। यसले इमल्सीफायरहरूको मुख्य सिद्धान्तहरूलाई समेट्छ।

जब एउटाइमल्सिफायरमिसाउन नसकिने तेलमा मिसाइन्छ-पानी प्रणालीमा, दुई चरणहरू मिश्रण गर्न नयाँ फैलावट अवस्थाहरू सिर्जना गरिन्छ। यो पानीमा नुन घुल्ने अर्थमा वास्तविक विघटन होइन। बरु, एउटा चरण अर्को चरण भित्र मसिना थोपाहरूको रूपमा एकरूपमा फैलिन्छ। यदि बाह्य अवस्था परिवर्तन भयो भने, तेल र पानी फेरि अलग हुनेछन्, जसले कमजोर इमल्सिफिकेशन वा अपर्याप्त इमल्सन स्थिरतालाई संकेत गर्दछ। केही additives ले तेललाई बाधा पुर्‍याउन सक्छ।-पानीको सन्तुलन र पूर्ण चरण विभाजन ट्रिगर; त्यस्ता पदार्थहरूले इमल्सीफायरहरूको विपरीत काम गर्छन् र तिनीहरूलाई डिमल्सीफायर भनिन्छ।

इमल्सन मूलतः एक फैलावट प्रणाली हो। फैलावटको कारणले-चरण थोपाहरू र चरणहरू बीच अपवर्तन सूचकांकमा भिन्नता, घटना प्रकाश थोपा सतहहरूमा परावर्तन, छरपस्ट र प्रसारणबाट गुज्रन्छ। विशिष्ट इमल्सन थोपा आकारहरू ०.१ देखि दायरा हुन्छन्।μm देखि १० सम्मμm, दृश्यमान हुँदा-प्रकाश तरंगदैर्ध्य ०.४ को बीचमा झर्छμm र ०.६μm. बलियो परावर्तन हुन्छ, जसले गर्दा इमल्सनहरूलाई तिनीहरूको विशेषता दूध जस्तो देखिन्छ-सेतो देखिने। जब थोपाको व्यास ०.०५ बाट हुन्छμm देखि ०.१ सम्मμm (देखिने भन्दा थोरै सानो)-प्रकाश तरंगदैर्ध्य), प्रकाश छरिन्छ र प्रणाली पारदर्शी देखिन्छ। ०.०५ भन्दा कम थोपा आकारमाμm (देखिने भन्दा धेरै सानो)-प्रकाश तरंगदैर्ध्य), प्रकाश प्रसारण हावी हुन्छ र प्रणाली पारदर्शी हुन्छ। ०.१ भन्दा कम थोपा आकार भएका प्रणालीहरूμपारदर्शी वा पारदर्शी देखिने m लाई सूक्ष्म इमल्सनको रूपमा परिभाषित गरिन्छ, जसका गुणहरू परम्परागत म्याक्रो इमल्सनहरू भन्दा धेरै फरक हुन्छन्। सूक्ष्म इमल्सन अझै पनि एक इमल्सन हो, केवल धेरै राम्रोसँग छरिएको-चरण थोपाहरू। यसको गठनलाई इमल्सीफायर मात्र नभई सह-प्रणाली पनि आवश्यक पर्दछ-इमल्सिफायरहरू। यसले देखाउँछ कि इमल्सिफिकेशन-चालित"विघटन"मूलतः छरिएको चरणको कण आकार नियन्त्रण गर्न तल आउँछ।

इमल्सिफायरको प्रदर्शन नाजुक सन्तुलनमा निर्भर गर्दछ। यसको हाइड्रोफिलिक र लिपोफिलिक क्षमताहरूले एक सीसा प्रभाव बनाउँछ। उदाहरणका लागि, कम-कार्बन अल्कोहलले बलियो हाइड्रोफिलिसिटी प्रदर्शन गर्दछ र नगण्य तेल आत्मीयता सहित पानीमा घुलनशील हुन्छ। यसको विपरीत, अत्यधिक लिपोफिलिक पदार्थहरूले पानीसँग अन्तरक्रिया गर्न असफल हुन्छन् र तेल प्रदर्शन गर्छन्।-घुलनशील व्यवहार। धेरै पदार्थहरूमा हाइड्रोफिलिक र लिपोफिलिक दुवै प्रकारका तत्वहरू भए तापनि, तिनीहरूलाई सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा वर्गीकृत गर्न सकिँदैन। यदि कुनै पदार्थ अत्यधिक मात्रामा हाइड्रोफिलिक वा लिपोफिलिक छ भने, यो केवल सतह हो।-माथि उल्लेख गरिएका केही additives जस्तै सक्रिय पदार्थ। हाइड्रोफिलिकको लागि मापनयोग्य मेट्रिक-त्यसैले लिपोफिलिक शक्ति आवश्यक छ, अर्थात् इनार-ज्ञात हाइड्रोफाइल-लिपोफाइल-ब्यालेन्स (HLB) मान।

HLB मानले व्यावहारिक इमल्सिफिकेशनको लागि बहुमूल्य मार्गदर्शन प्रदान गर्दछ, विभिन्न अनुभवजन्य प्रविधिहरूसँगै, जुन साहित्यमा दस्तावेज गरिएको छ र यहाँ विस्तृत रूपमा वर्णन गरिने छैन। इमल्सिफायरहरूसँग तेल इमल्सिफाइ गर्नु आन्तरिक रूपमा गाह्रो छैन। इष्टतम इमल्सिफायर प्रकारहरू, खुराकहरू र स्थिरता अवस्थाहरू परीक्षण मार्फत प्रयोगात्मक रूपमा निर्धारण गर्न सकिन्छ।-र-त्रुटि। त्यसैले इमल्सिफायर विकास प्रयोगात्मक कार्यमा धेरै निर्भर गर्दछ। धेरै सूक्ष्म-आजसम्म पनि अनुसन्धानकर्ताहरूले सर्फ्याक्टेन्ट व्यवहारको स्तरीय संयन्त्रहरू अपूर्ण रूपमा स्पष्ट पारेका छन्। इमल्सिफिकेशनभन्दा बाहिर, सर्फ्याक्टेन्टहरूले भिजाउने, सफा गर्ने, डिटर्जेन्सी, फैलाउने, घुलनशीलता र अन्य कार्यहरू प्रदान गर्छन्। हाम्रो उद्योगको लागि, प्रयोगात्मक स्क्रिनिङ एक व्यावहारिक दृष्टिकोण हो, किनकि वास्तविक ज्ञान अभ्यासबाट आउँछ। धेरै अनुभवजन्य नियमहरू प्रयोगात्मक रूपमा स्थापित गरिएका छन्: मिश्रित इमल्सिफायरहरूले एकल इमल्सिफायरहरूलाई उत्कृष्ट प्रदर्शन गर्छन्, र एनियोनिक र गैर-को संयोजनहरू।-आयोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले अनुकूल सिनर्जिस्टिक प्रभावहरू उत्पादन गर्छन्।

इमल्सीफायर सिद्धान्तको स्पष्ट सरलताको बावजुद, व्यावहारिक प्रयोग जटिल साबित हुन्छ। इमल्सीफायरहरू मात्र प्रयोग गर्दा प्रायः प्रयोग मार्फत समाधान गर्न सकिन्छ, तर पछि धेरै-थपिएका additives ले सतह राख्छन्-सक्रिय गुणहरू। यसले इमल्सिफायरको कार्यसम्पादनमा हस्तक्षेप गर्छ र प्रणालीको प्रभावकारी HLB लाई परिवर्तन गर्छ। एउटा विशिष्ट उदाहरण इमल्सनमा क्षरण अवरोधकहरू हुन्। यी अत्यधिक ध्रुवीय सतह-सक्रिय सामग्रीहरू खिया रोकथामको लागि समावेश गरिएका छन् तर तेललाई अस्थिर बनाउन सक्छन्-पानी इमल्सन सन्तुलन र इमल्सीफायर छनोट गर्दा यसको हिसाब राख्नुपर्छ। धेरै इमल्सीफायर प्रकारहरूको मिश्रणहरू तयार गर्नाले खुराक र लागत घटाउन सक्छ जबकि इमल्सन स्थिरता बढाउँछ। यद्यपि, विभिन्न इमल्सीफायरहरू र तिनीहरूको मिश्रण संयन्त्रहरू कसरी संयोजन गर्ने भन्ने बारे प्रश्नहरूले सूत्रीकरण जटिलतालाई नाटकीय रूपमा बढाउँछ। एक निरन्तर गलत धारणाले दावी गर्छ कि एनियोनिक र क्याशनिक इमल्सीफायरहरू मिश्रण गर्न सकिँदैन। वास्तविकतामा, एनियोनिक-सर्फ्याक्टेन्ट विज्ञानमा क्याशनिक सर्फ्याक्टेन्ट मिश्रणहरू व्यापक रूपमा रिपोर्ट गरिएका छन्, यद्यपि तिनीहरू हाम्रो क्षेत्रमा विरलै अपनाइन्छ। कडा पानीमा पाइने क्याल्सियम र म्याग्नेसियम आयनहरूले इमल्सन इन्टरफेसियल फिल्महरूलाई पनि बाधा पुर्‍याउन सक्छन् र इमल्सिफायरहरूलाई निष्क्रिय पार्न सक्छन्। क्याल्सियम आयनहरू विशेष गरी समस्याग्रस्त हुन्छन्: धेरै सर्फ्याक्टेन्ट इमल्सिफायरहरूले क्याल्सियमसँग प्रतिक्रिया गरेर पानी बनाउँछन्।-अघुलनशील क्याल्सियम साबुनहरू जुन प्रणालीबाट बाहिर निस्कन्छ। यो विषय अर्को अध्यायमा छलफल गरिनेछ।

तदनुसार, अन्य कम्पोनेन्टहरू परिचय भएपछि साधारण देखिने इमल्सीफायरहरू धेरै जटिल हुन्छन्। समाप्त इमल्सन उत्पादन गर्नु गाह्रो छैन; वास्तविक चुनौती भनेको विविध सेवा अवस्थाहरूमा स्थिरता कायम राख्नु, तेल र पानीलाई स्थायी रूपमा संयोजन गर्नु हो।

इमल्सीफायरहरूको लागि कार्यसम्पादन आवश्यकताहरू:

कडा पानी प्रतिरोध

यो प्यारामिटरले इमल्सीफायरको विशेषता देखाउँछ'कडा पानीको सहनशीलता। परम्परागत एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले सामान्यतया यस सन्दर्भमा खराब प्रदर्शन गर्छन्, त्यसैले गैर-आयोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले बिस्तारै तिनीहरूलाई प्रतिस्थापन गर्दैछन्। यसो भनिए पनि, एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले आफ्नो अद्वितीय गुणहरू कायम राख्छन्।

फोम आउने प्रवृत्ति

धेरै परम्परागत रेखीय एनियोनिक सर्फ्याक्टेन्टहरूले प्रचुर मात्रामा फोम उत्पादन गर्छन्, जसले गर्दा फोमको मात्रा बढी हुनु भनेको उच्च डिटर्जेन्सी हो भन्ने गलत धारणा बढ्छ। फोम मुख्यतया सर्फ्याक्टेन्टहरूद्वारा प्रेरित हुन्छ। हाम्रो लुब्रिकेन्टमा-सम्बन्धित उद्योगमा, न्यूनतम फोमिङ लगभग सधैं वांछनीय हुन्छ। दुर्भाग्यवश, धेरै इमल्सीफायरहरूले उच्च फोमिङ क्षमता प्रदर्शन गर्छन्। त्यसैले फर्म्युलेटरहरूले फोम गठनलाई दबाउन उपयुक्त इमल्सीफायर ग्रेडहरू छनौट गर्नुपर्छ, जसले बढ्दो मागलाई व्याख्या गर्दछ।-कम भनिन्छ-फोम इमल्सीफायरहरू।

जैविक स्थिरता

जैविक स्थिरता इमल्सीफायरहरूको लागि अर्को महत्वपूर्ण कार्यसम्पादन सूचकांक हो। यदि इमल्सीफायर लामो समयसम्म ब्याक्टेरियाको क्षयको लागि संवेदनशील हुन्छ भने-सेवा अवधि, सम्बन्धित काट्ने तरल पदार्थको पछिल्ला विसर्जन अत्यन्तै समस्याग्रस्त हुन्छ। वातावरणीय-सुरक्षा नियमहरूले इमल्सीफायर छनोटमा निर्णायक प्रभाव पार्छन् र सम्पूर्ण उद्योगलाई नियन्त्रण गर्छन्।

इमल्सीफायरहरूलाई एनियोनिक, क्याशनिक, एम्फोटेरिक, गैर-मा वर्गीकृत गरिएको छ।-आयोनिक र अन्य परिवारहरू, सबै सूक्ष्म जीवहरूसँग परिचित फरक रासायनिक पदार्थहरूसँग मेल खान्छ-रसायन विज्ञान विशेषज्ञहरू। यो पाठले प्रत्येक वर्गको विस्तृत लोकप्रिय विवरणहरूमा गहिरो अध्ययन गर्नेछैन। हाम्रो उद्योगमा, एनियोनिक र गैर-आयनिक इमल्सिफायरहरू उपभोग र उत्पादन विविधताको हिसाबले प्रबल हुन्छन्। प्रत्येक वर्ग भित्र विभिन्न इमल्सिफाइङ विशेषताहरू भएका बहु आणविक संरचनाहरू हुन्छन्, प्रत्येकको आ-आफ्नै शक्ति र कमजोरीहरू हुन्छन्। प्रयोगको मात्रा कम गर्न र इमल्सन स्थिरता सुधार गर्न तिनीहरूलाई बारम्बार मिश्रण गरिन्छ।

इमल्सिफायर सूत्रीकरणको लागि कुनै पूर्ण निश्चित नियमहरू छैनन्। चरहरूमा आधारमा भिन्नताहरू समावेश छन्-तेल-be-इमल्सिफाइड, इमल्सिफायर मिश्रण अनुपात, सेवा-वातावरणीय अवस्था, विशेष ग्राहक विशिष्टताहरू, र अन्य additives बाट अन्तरक्रियात्मक प्रभावहरू। तैपनि, प्रयोगले व्यावहारिक समाधान प्रदान गर्दछ। इमल्सिफिकेशन परीक्षणहरू गर्न अपेक्षाकृत सजिलो छ। सैद्धान्तिक पृष्ठभूमि बिना पनि, समयको लागतमा भए पनि, बारम्बार परीक्षणहरू मार्फत कार्ययोग्य सूत्रहरूमा पुग्न सकिन्छ। सान्दर्भिक सर्फ्याक्टेन्ट-विकासलाई गति दिने विज्ञान सिद्धान्तहरू राम्रा छन्-विद्यमान साहित्यमा दस्तावेज गरिएको र हाम्रो उद्योग भित्र सामना गर्ने इमल्सिफिकेशन चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्न पूर्ण रूपमा पर्याप्त।