Zahteva omočilnega učinka: HLB: 7-9
Omočenje je opredeljeno kot pojav, pri katerem plin, adsorbiran na trdni površini, izpodrine tekočina. Snovi, ki lahko povečajo to sposobnost izpodrivanja, se imenujejo omočilna sredstva. Omočenje se običajno razdeli na tri vrste: kontaktno omočenje (adhezijsko omočenje), potopitveno omočenje (potopitveno omočenje) in razpršilno omočenje (razmazovanje). Med njimi razmazovanje predstavlja najvišji standard omočenja, koeficient razmazovanja pa se pogosto uporablja kot indikator za oceno učinkovitosti omočenja med različnimi sistemi. Poleg tega je kontaktni kot tudi merilo za presojo kakovosti omočenja. Površinsko aktivne snovi se lahko uporabljajo za nadzor stopnje omočenja med tekočo in trdno fazo.
V industriji pesticidov nekatere granulirane formulacije in praški za razprševanje vsebujejo tudi določeno količino površinsko aktivnih snovi. Njihov namen je izboljšati oprijem in količino odlaganja pesticida na ciljni površini, pospešiti hitrost sproščanja in razširiti območje širjenja aktivnih sestavin v vlažnih pogojih, s čimer se poveča učinkovitost preprečevanja in zdravljenja bolezni.
V kozmetični industriji površinsko aktivne snovi delujejo kot emulgatorji in so nepogrešljive sestavine v izdelkih za nego kože, kot so kreme, losjoni, čistila za obraz in odstranjevalci ličil.
Miceli in solubilizacija,zahteve: C > CMC (HLB 13–18)
Najmanjša koncentracija, pri kateri se molekule površinsko aktivne snovi združujejo in tvorijo micele. Ko koncentracija preseže vrednost CMC, se molekule površinsko aktivne snovi razporedijo v strukture, kot so sferične, paličaste, lamelarne ali ploščate konfiguracije.
Solubilizacijski sistemi so termodinamični ravnotežni sistemi. Nižja kot je karbokrometinska kislina (CMC) in višja kot je stopnja asociacije, večja je največja koncentracija aditiva (MAC). Vpliv temperature na solubilizacijo se odraža v treh vidikih: vpliva na nastanek micelov, topnost solubilizatov in topnost samih površinsko aktivnih snovi. Pri ionskih površinsko aktivnih snoveh se njihova topnost močno poveča z naraščajočo temperaturo, temperatura, pri kateri pride do tega nenadnega povečanja, pa se imenuje Krafftova točka. Višja kot je Krafftova točka, nižja je kritična koncentracija micelov.
Pri neionskih površinsko aktivnih snoveh polioksietilena se pri določeni temperaturi topnost močno zmanjša in pride do oborine, zaradi česar raztopina postane motna. Ta pojav je znan kot motnost, ustrezna temperatura pa se imenuje točka motnosti. Pri površinsko aktivnih snoveh z enako dolžino polioksietilenske verige velja, daljša kot je ogljikovodikova veriga, nižja je točka motnosti; nasprotno, pri enaki dolžini ogljikovodikove verige velja, daljša kot je polioksietilenska veriga, višja je točka motnosti.
Nepolarne organske snovi (npr. benzen) imajo zelo nizko topnost v vodi. Vendar pa lahko dodajanje površinsko aktivnih snovi, kot je natrijev oleat, znatno poveča topnost benzena v vodi – postopek, imenovan solubilizacija. Solubilizacija se razlikuje od običajnega raztapljanja: solubiliziran benzen ni enakomerno dispergiran v molekulah vode, temveč je ujet v micelih, ki jih tvorijo oleatni ioni. Študije rentgenske difrakcije so potrdile, da se vse vrste micelov po solubilizaciji razširijo v različni meri, medtem ko koligativne lastnosti celotne raztopine ostanejo večinoma nespremenjene.
Ko se koncentracija površinsko aktivnih snovi v vodi povečuje, se molekule površinsko aktivnih snovi kopičijo na površini tekočine in tvorijo tesno pakirano, orientirano monomolekularno plast. Presežne molekule v razsutem stanju se združujejo s svojimi hidrofobnimi skupinami, obrnjenimi navznoter, in tvorijo micele. Najmanjša koncentracija, potrebna za začetek nastajanja micelov, je opredeljena kot kritična koncentracija micelov (CMC). Pri tej koncentraciji raztopina odstopa od idealnega vedenja in na krivulji površinske napetosti v odvisnosti od koncentracije se pojavi izrazita prevojna točka. Nadaljnje povečanje koncentracije površinsko aktivne snovi ne bo več zmanjševalo površinske napetosti, temveč bo spodbujalo nenehno rast in razmnoževanje micelov v razsutem stanju.
Ko se molekule površinsko aktivnih snovi dispergirajo v raztopini in dosežejo določen koncentracijski prag, se iz posameznih monomerov (ionov ali molekul) združijo v koloidne agregate, imenovane miceli. Ta prehod sproži nenadne spremembe fizikalnih in kemijskih lastnosti raztopine, koncentracija, pri kateri se to zgodi, pa je karboxymethylceluloza (CMC). Proces nastajanja micel se imenuje micelizacija.
Nastanek micelov v vodnih raztopinah površinsko aktivnih snovi je proces, odvisen od koncentracije. V izjemno razredčenih raztopinah sta voda in zrak skoraj v neposrednem stiku, zato se površinska napetost le nekoliko zmanjša in ostane blizu napetosti čiste vode, pri čemer je v razsutem stanju razpršenih zelo malo molekul površinsko aktivne snovi. Ko se koncentracija površinsko aktivne snovi zmerno poveča, se molekule hitro adsorbirajo na površino vode, kar zmanjša kontaktno površino med vodo in zrakom ter povzroči močan padec površinske napetosti. Medtem se nekatere molekule površinsko aktivne snovi v razsutem stanju združijo s poravnanimi hidrofobnimi skupinami in tvorijo majhne micele.
Ko koncentracija še naprej narašča in raztopina doseže nasičeno adsorpcijo, se na površini tekočine tvori gosto pakiran monomolekularni film. Ko koncentracija doseže CMC, površinska napetost raztopine doseže svojo minimalno vrednost. Nad CMC nadaljnje povečanje koncentracije površinsko aktivne snovi komajda vpliva na površinsko napetost; namesto tega poveča število in velikost micelov v razsutem stanju. V raztopini nato prevladujejo miceli, ki služijo kot mikroreaktorji pri sintezi nanoprahov. Z nadaljnjim povečanjem koncentracije sistem postopoma prehaja v tekočekristalno stanje.
Ko koncentracija vodne raztopine površinsko aktivne snovi doseže karbokarboximidni polimer (CMC), postane z naraščajočo koncentracijo izrazito nastajanje micelov. Za to je značilna prevojna točka na krivulji površinske napetosti glede na logaritem koncentracije (krivulja γ–log c), skupaj s pojavom neidealnih fizikalnih in kemijskih lastnosti v raztopini.
Miceli ionskih površinsko aktivnih snovi nosijo visoke površinske naboje. Zaradi elektrostatične privlačnosti se protiioni privlačijo na površino micela in nevtralizirajo del pozitivnih in negativnih nabojev. Ko pa miceli tvorijo visoko nabite strukture, se zadrževalna sila ionske atmosfere, ki jo tvorijo protiioni, znatno poveča – lastnost, ki jo je mogoče izkoristiti za prilagajanje disperzibilnosti nanoprahov. Zaradi teh dveh razlogov se ekvivalentna prevodnost raztopine hitro zmanjšuje z naraščajočo koncentracijo nad CMC, zaradi česar je ta točka zanesljiva metoda za določanje kritične micelne koncentracije površinsko aktivnih snovi.
Struktura micelov ionskih površinsko aktivnih snovi je običajno sferična in jo sestavljajo trije deli: jedro, lupina in difuzna električna dvojna plast. Jedro je sestavljeno iz hidrofobnih ogljikovodikovih verig, podobnih tekočim ogljikovodikom, s premerom od približno 1 do 2,8 nm. Metilinske skupine (-CH₂-), ki mejijo na polarne glavne skupine, imajo delno polarnost in zadržujejo nekaj molekul vode okoli jedra. Tako jedro micela vsebujeprecejšnja količina ujete vode, te -CH₂- skupine pa niso popolnoma integrirane v tekočini podobno ogljikovodikovo jedro, temveč tvorijo del netekočega micelnega ovoja.
Micelna lupina je znana tudi kot vmesnik med micelijo in vodo ali površinska faza. Ne nanaša se na makroskopski vmesnik med micelijo in vodo, temveč na območje med micelijo in monomerno vodno raztopino površinsko aktivne snovi. Pri micelih z ionskimi površinsko aktivnimi snovmi lupino tvori najnotranja Sternova plast (ali fiksna adsorpcijska plast) električne dvojne plasti, debeline približno 0,2 do 0,3 nm. Lupina ne vsebuje le ionskih glavnih skupin površinsko aktivnih snovi in dela vezanih protiionov, temveč tudi hidratacijsko plast zaradi hidracije teh ionov. Micelna lupina ni gladka površina, temveč "hrapav" vmesnik, ki je posledica nihanj, ki jih povzroča toplotno gibanje molekul monomernih površinsko aktivnih snovi.
V nevodnih medijih (na osnovi olja), kjer prevladujejo molekule olja, se hidrofilne skupine površinsko aktivnih snovi združujejo navznoter in tvorijo polarno jedro, medtem ko hidrofobne ogljikovodikove verige tvorijo zunanjo lupino micela. Ta vrsta micela ima v primerjavi s konvencionalnimi vodnimi miceli obrnjeno strukturo in se zato imenuje reverzni micel; nasprotno pa se miceli, ki nastanejo v vodi, imenujejo normalni miceli. Slika 4 prikazuje shematski model reverznih micelov, ki jih tvorijo površinsko aktivne snovi v nevodnih raztopinah. V zadnjih letih se reverzni miceli pogosto uporabljajo pri sintezi in pripravi nanoskalnih nosilcev zdravil, zlasti za enkapsulacijo hidrofilnih zdravil.
Čas objave: 26. dec. 2025