Athari ya kulowesha, sharti: HLB: 7-9
Kulowesha hufafanuliwa kama jambo ambalo gesi inayofyonzwa kwenye uso mgumu huhamishwa na kimiminika. Vitu vinavyoweza kuongeza uwezo huu wa kuhama huitwa mawakala wa kulowesha. Kulowesha kwa ujumla hugawanywa katika aina tatu: kunyesha kwa mguso (kulowesha kwa wambiso), kunyesha kwa kuzamisha (kulowesha kwa maji), na kunyesha kwa kueneza (kueneza). Miongoni mwa haya, kueneza kunawakilisha kiwango cha juu zaidi cha kunyesha, na mgawo wa kueneza mara nyingi hutumika kama kiashiria cha kutathmini utendaji wa kunyesha kati ya mifumo tofauti. Kwa kuongezea, pembe ya mguso pia ni kigezo cha kuhukumu ubora wa kunyesha. Visafishaji vinaweza kutumika kudhibiti kiwango cha kunyesha kati ya awamu za kimiminika na imara.
Katika tasnia ya dawa za kuulia wadudu, baadhi ya michanganyiko ya chembechembe na poda zinazoweza kuganda pia zina kiasi fulani cha viuatilifu. Madhumuni yao ni kuboresha mshikamano na kiwango cha utuaji wa dawa kwenye uso unaolengwa, kuharakisha kiwango cha kutolewa na kupanua eneo la kusambaa kwa viambato hai chini ya hali ya unyevunyevu, na hivyo kuongeza ufanisi wa kuzuia na kutibu magonjwa.
Katika tasnia ya vipodozi, visafishaji hufanya kazi kama viongeza joto na ni vipengele muhimu katika bidhaa za utunzaji wa ngozi kama vile krimu, losheni, visafishaji vya uso na viondoa vipodozi.
Micelles na Umumunyifu,mahitaji: C > CMC (HLB 13–18)
Kiwango cha chini kabisa ambacho molekuli za nyufakti huungana ili kuunda micelles. Wakati kiwango kinapozidi thamani ya CMC, molekuli za nyufakti hujipanga katika miundo kama vile usanidi wa duara, kama fimbo, lamellar, au kama sahani.
Mifumo ya umumunyifu ni mifumo ya usawa wa thermodynamic. Kadiri CMC inavyokuwa chini na kiwango cha juu cha uhusiano kinavyoongezeka, ndivyo mkusanyiko wa juu zaidi wa nyongeza (MAC) unavyokuwa mkubwa. Athari ya halijoto kwenye umumunyifu inaonyeshwa katika vipengele vitatu: huathiri uundaji wa micelle, umumunyifu wa miyeyusho, na umumunyifu wa miyeyusho yenyewe. Kwa miyeyusho ya ioni, umumunyifu wao huongezeka kwa kasi kadri halijoto inavyoongezeka, na halijoto ambayo ongezeko hili la ghafla hutokea huitwa sehemu ya Krafft. Kadiri sehemu ya Krafft inavyokuwa juu, ndivyo mkusanyiko muhimu wa micelle unavyokuwa chini.
Kwa visafishaji visivyo vya ioni vya polyoxyethilini, halijoto inapoongezeka hadi kiwango fulani, umumunyifu wao hupungua sana na mvua hutokea, na kusababisha myeyusho kugeuka kuwa mawingu. Jambo hili linajulikana kama mawingu, na halijoto inayolingana inaitwa nukta ya wingu. Kwa visafishaji vyenye urefu sawa wa mnyororo wa polyoxyethilini, kadiri mnyororo wa hidrokaboni ulivyo mrefu, ndivyo nukta ya wingu inavyopungua; kinyume chake, kwa urefu sawa wa mnyororo wa hidrokaboni, kadiri mnyororo wa polyoxyethilini ulivyo mrefu, ndivyo nukta ya wingu inavyokuwa juu.
Dutu zisizo za kikaboni (km, benzini) zina umumunyifu mdogo sana katika maji. Hata hivyo, kuongeza viuatilifu kama vile sodiamu oleate kunaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa umumunyifu wa benzini katika maji—mchakato unaoitwa umumunyifu. Umumunyifu ni tofauti na umumunyifu wa kawaida: benzini iliyoyeyushwa haijatawanywa sawasawa katika molekuli za maji bali imenaswa ndani ya micelles zinazoundwa na ioni za oleate. Uchunguzi wa mtawanyiko wa X-ray umethibitisha kwamba aina zote za micelles hupanuka hadi viwango tofauti baada ya umumunyifu, huku sifa za mgongano wa myeyusho kwa ujumla zikibaki bila kubadilika.
Kadri mkusanyiko wa visafishaji majini unavyoongezeka, molekuli za visafishaji maji hujikusanya kwenye uso wa kioevu na kuunda safu ya molekuli moja iliyojaa na yenye mwelekeo wa karibu. Molekuli za ziada katika awamu ya wingi hukusanyika pamoja na makundi yao ya hidrofobiti yanapoelekea ndani, na kutengeneza micelles. Kiwango cha chini kinachohitajika kuanzisha uundaji wa micelle hufafanuliwa kama mkusanyiko muhimu wa micelle (CMC). Katika mkusanyiko huu, myeyusho hupotoka kutoka kwa tabia bora, na sehemu tofauti ya mnyumbuliko inaonekana kwenye mkunjo wa mvutano wa uso dhidi ya mkunjo wa mkusanyiko. Kuongeza zaidi mkusanyiko wa visafishaji maji hakutapunguza tena mvutano wa uso; badala yake, kutakuza ukuaji endelevu na uzazi wa micelles katika awamu ya wingi.
Wakati molekuli za surfakti zinapotawanyika katika myeyusho na kufikia kizingiti maalum cha ukolezi, hujiunga kutoka kwa monoma za kibinafsi (ioni au molekuli) hadi kwenye mkusanyiko wa kolloidal unaoitwa micelles. Mpito huu husababisha mabadiliko ya ghafla katika sifa za kimwili na kemikali za myeyusho, na ukolezi ambapo hii hutokea ni CMC. Mchakato wa uundaji wa micelle unajulikana kama micellization.
Uundaji wa micelles katika myeyusho ya surfactant yenye maji ni mchakato unaotegemea mkusanyiko. Katika myeyusho iliyopunguzwa sana, maji na hewa hugusana karibu moja kwa moja, kwa hivyo mvutano wa uso hupungua kidogo tu, ukibaki karibu na ule wa maji safi, huku molekuli chache sana za surfactant zikitawanyika katika awamu ya wingi. Kadri mkusanyiko wa surfactant unavyoongezeka kwa kiasi, molekuli hujipenyeza haraka kwenye uso wa maji, na kupunguza eneo la mguso kati ya maji na hewa na kusababisha kushuka kwa kasi kwa mvutano wa uso. Wakati huo huo, baadhi ya molekuli za surfactant katika awamu ya wingi hukusanyika pamoja na makundi yao ya hidrofobiti, na kutengeneza micelles ndogo.
Kadri mkusanyiko unavyoendelea kuongezeka na myeyusho unapofikia ufyonzaji wa kueneza, filamu ya monomolekuli iliyojaa huundwa kwenye uso wa kioevu. Wakati mkusanyiko unapofikia CMC, mvutano wa uso wa myeyusho hufikia thamani yake ya chini kabisa. Zaidi ya CMC, kuongeza zaidi mkusanyiko wa surfactant hakuathiri sana mvutano wa uso; badala yake, huongeza idadi na ukubwa wa micelles katika awamu ya wingi. Kisha myeyusho hutawaliwa na micelles, ambazo hutumika kama microreactors katika usanisi wa nanopoda. Kwa ongezeko la mkusanyiko unaoendelea, mfumo hubadilika polepole hadi hali ya fuwele ya kioevu.
Wakati mkusanyiko wa myeyusho wa maji unaofanya kazi unafikia CMC, uundaji wa micelles huwa dhahiri kadri mkusanyiko unavyoongezeka. Hii inaonyeshwa na sehemu ya mkunjo katika mkunjo wa mvutano wa uso dhidi ya mkunjo wa logi (mkunjo wa γ–log c), pamoja na kuibuka kwa sifa zisizofaa za kimwili na kemikali katika myeyusho.
Micelles za surfaktishi ya Ionic hubeba chaji kubwa za uso. Kutokana na mvuto wa umeme tuli, vilinganishi huvutiwa na uso wa micelle, na hivyo kupunguza sehemu ya chaji chanya na hasi. Hata hivyo, mara tu micelles zinapounda miundo yenye chaji nyingi, nguvu ya kuchelewesha ya angahewa ya ionic inayoundwa na vilinganishi huongezeka kwa kiasi kikubwa—sifa ambayo inaweza kutumika kurekebisha utawanyiko wa nanopoda. Kwa sababu hizi mbili, upitishaji sawa wa myeyusho hupungua haraka kadri mkusanyiko unavyoongezeka zaidi ya CMC, na kufanya hatua hii kuwa njia ya kuaminika ya kuamua mkusanyiko muhimu wa micelle wa vilinganishi.
Muundo wa micelles za ioni za surfakti kwa kawaida huwa duara, unaojumuisha sehemu tatu: kiini, ganda, na safu mbili ya umeme inayosambaa. Kiini kinaundwa na minyororo ya hidrokaboni inayoogofya maji, sawa na hidrokaboni kioevu, yenye kipenyo cha kuanzia takriban 1 hadi 2.8 nm. Vikundi vya methylene (-CH₂-) vilivyo karibu na vikundi vya kichwa cha polar vina polarity isiyo kamili, na huhifadhi baadhi ya molekuli za maji kuzunguka kiini. Kwa hivyo, kiini cha micelle kinaKiasi kikubwa cha maji yaliyonaswa, na vikundi hivi vya -CH₂- havijaunganishwa kikamilifu na kiini cha hidrokaboni kama kioevu lakini badala yake huunda sehemu ya ganda la micelle lisilo la kioevu.
Gamba la micelle pia linajulikana kama kiolesura cha maji cha micelle au awamu ya uso. Halirejelei kiolesura cha makroskopu kati ya micelles na maji bali eneo kati ya micelles na myeyusho wa maji wa monomeric surfactant. Kwa micelles ya ionic surfactant, ganda huundwa na safu ya ndani kabisa ya Stern (au safu ya ufyonzaji thabiti) ya safu mbili ya umeme, yenye unene wa takriban 0.2 hadi 0.3 nm. Gamba halina tu vikundi vya kichwa vya ionic vya surfactants na sehemu ya viunganishi vilivyofungwa lakini pia safu ya ufyonzaji kutokana na ufyonzaji wa ioni hizi. Gamba la micelle si uso laini bali ni kiolesura "mbaya", matokeo ya mabadiliko yanayosababishwa na mwendo wa joto wa molekuli za monomer surfactant.
Katika vyombo vya habari visivyo vya maji (vya mafuta), ambapo molekuli za mafuta hutawala, vikundi vya visafishaji maji vya hidrofili hukusanyika ndani na kuunda kiini cha polar, huku minyororo ya hidrofili ya hidrofili huunda ganda la nje la micelle. Aina hii ya micelle ina muundo uliogeuzwa ikilinganishwa na micelli za kawaida za maji na kwa hivyo huitwa micelle ya kinyume; kwa upande mwingine, micelli zinazoundwa katika maji huitwa micelli za kawaida. Mchoro 4 unaonyesha mfano wa kimkakati wa micelli za kinyume zinazoundwa na visafishaji katika myeyusho isiyo ya maji. Katika miaka ya hivi karibuni, micelli za kinyume zimetumika sana katika usanisi na utayarishaji wa vibebaji vya dawa vya nanoscale, haswa kwa ajili ya kufungia dawa za hidrofili.
Muda wa chapisho: Desemba-26-2025