சர்பாக்டான்ட்களின் ஈரமாக்குதல் மற்றும் கரைதிறன் விளைவுகள் பற்றி உங்களுக்கு எவ்வளவு தெரியும்?

ஈரப்பத விளைவு, தேவை: HLB: 7-9

ஈரமாக்குதல் என்பது ஒரு திடமான மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்ட வாயு ஒரு திரவத்தால் இடம்பெயர்க்கப்படும் நிகழ்வு என வரையறுக்கப்படுகிறது. இந்த இடப்பெயர்ச்சி திறனை மேம்படுத்தக்கூடிய பொருட்கள் ஈரமாக்கும் முகவர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஈரமாக்குதல் பொதுவாக மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது: தொடர்பு ஈரமாக்குதல் (ஒட்டும் ஈரமாக்குதல்), மூழ்கும் ஈரமாக்குதல் (மூழ்கும் ஈரமாக்குதல்) மற்றும் பரவும் ஈரமாக்குதல் (பரவுதல்). இவற்றில், பரவுதல் என்பது ஈரப்பதத்தின் மிக உயர்ந்த தரத்தைக் குறிக்கிறது, மேலும் பரவும் குணகம் பெரும்பாலும் வெவ்வேறு அமைப்புகளுக்கு இடையில் ஈரமாக்கும் செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கான குறிகாட்டியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, தொடர்பு கோணம் ஈரப்பதத்தின் தரத்தை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரு அளவுகோலாகும். திரவ மற்றும் திட கட்டங்களுக்கு இடையில் ஈரப்பதத்தின் அளவைக் கட்டுப்படுத்த சர்பாக்டான்ட்களைப் பயன்படுத்தலாம்.

பூச்சிக்கொல்லித் தொழிலில், சில சிறுமணி சூத்திரங்கள் மற்றும் தூசி படியக்கூடிய பொடிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு சர்பாக்டான்ட்களைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் நோக்கம், இலக்கு மேற்பரப்பில் பூச்சிக்கொல்லியின் ஒட்டுதல் மற்றும் படிவு அளவை மேம்படுத்துதல், வெளியீட்டு விகிதத்தை துரிதப்படுத்துதல் மற்றும் ஈரப்பதமான சூழ்நிலையில் செயலில் உள்ள பொருட்களின் பரவல் பகுதியை விரிவுபடுத்துதல், இதன் மூலம் நோய் தடுப்பு மற்றும் சிகிச்சையின் செயல்திறனை மேம்படுத்துதல் ஆகும்.

அழகுசாதனப் பொருட்கள் துறையில், சர்பாக்டான்ட்கள் குழம்பாக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன, மேலும் கிரீம்கள், லோஷன்கள், முக சுத்தப்படுத்திகள் மற்றும் ஒப்பனை நீக்கிகள் போன்ற தோல் பராமரிப்புப் பொருட்களில் இன்றியமையாத கூறுகளாக இருக்கின்றன.

மைக்கேல்கள் மற்றும் கரைதிறன்,தேவைகள்: C > CMC (HLB 13–18)

சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் இணைந்து மைக்கேல்களை உருவாக்கும் குறைந்தபட்ச செறிவு. செறிவு CMC மதிப்பை மீறும் போது, ​​சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் கோள, தடி போன்ற, லேமல்லர் அல்லது தட்டு போன்ற கட்டமைப்புகளாக தங்களை அமைத்துக் கொள்கின்றன.

கரைதிறன் அமைப்புகள் வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை அமைப்புகளாகும். CMC குறைவாகவும், இணைப்பின் அளவு அதிகமாகவும் இருந்தால், அதிகபட்ச சேர்க்கை செறிவு (MAC) அதிகமாகும். கரைதிறனில் வெப்பநிலையின் விளைவு மூன்று அம்சங்களில் பிரதிபலிக்கிறது: இது மைக்கேல் உருவாக்கம், கரையக்கூடிய சேர்மங்களின் கரைதிறன் மற்றும் சர்பாக்டான்ட்களின் கரைதிறன் ஆகியவற்றை பாதிக்கிறது. அயனி சர்பாக்டான்ட்களுக்கு, அவற்றின் கரைதிறன் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது, மேலும் இந்த திடீர் அதிகரிப்பு ஏற்படும் வெப்பநிலை கிராஃப்ட் புள்ளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. கிராஃப்ட் புள்ளி அதிகமாக இருந்தால், முக்கியமான மைக்கேல் செறிவு குறைகிறது.

பாலிஆக்சிஎத்திலீன் அயனி அல்லாத சர்பாக்டான்ட்களுக்கு, வெப்பநிலை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு உயரும்போது, ​​அவற்றின் கரைதிறன் கூர்மையாகக் குறைந்து, மழைப்பொழிவு ஏற்படுகிறது, இதனால் கரைசல் கொந்தளிப்பாக மாறும். இந்த நிகழ்வு மேகமூட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் தொடர்புடைய வெப்பநிலை மேகப் புள்ளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதே பாலிஆக்சிஎத்திலீன் சங்கிலி நீளம் கொண்ட சர்பாக்டான்ட்களுக்கு, ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலி நீளமாக இருந்தால், மேகப் புள்ளி குறைவாக இருக்கும்; மாறாக, அதே ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலி நீளமாக இருந்தால், பாலிஆக்சிஎத்திலீன் சங்கிலி நீளமாக இருந்தால், மேகப் புள்ளி அதிகமாக இருக்கும்.

துருவமற்ற கரிமப் பொருட்கள் (எ.கா., பென்சீன்) நீரில் மிகக் குறைந்த கரைதிறனைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், சோடியம் ஓலியேட் போன்ற சர்பாக்டான்ட்களைச் சேர்ப்பது நீரில் பென்சீனின் கரைதிறனை கணிசமாக அதிகரிக்கும் - இந்த செயல்முறை கரையக்கூடிய தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. கரைதிறன் என்பது சாதாரண கரைப்பிலிருந்து வேறுபட்டது: கரையக்கூடிய பென்சீன் நீர் மூலக்கூறுகளில் சீராக சிதறடிக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் ஓலியேட் அயனிகளால் உருவாகும் மைக்கேல்களுக்குள் சிக்கிக் கொள்கிறது. எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு ஆய்வுகள், கரையக்கூடிய பிறகு அனைத்து வகையான மைக்கேல்களும் மாறுபட்ட அளவுகளுக்கு விரிவடைகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்தியுள்ளன, அதே நேரத்தில் ஒட்டுமொத்த கரைசலின் கூட்டு பண்புகள் பெரும்பாலும் மாறாமல் உள்ளன.

நீரில் சர்பாக்டான்ட்களின் செறிவு அதிகரிக்கும் போது, ​​சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் திரவ மேற்பரப்பில் குவிந்து நெருக்கமாக நிரம்பிய, சார்ந்த மோனோமோலிகுலர் அடுக்கை உருவாக்குகின்றன. மொத்த கட்டத்தில் உள்ள அதிகப்படியான மூலக்கூறுகள் அவற்றின் ஹைட்ரோபோபிக் குழுக்களுடன் உள்நோக்கித் திரண்டு, மைக்கேல்களை உருவாக்குகின்றன. மைக்கேல் உருவாவதைத் தொடங்குவதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச செறிவு முக்கியமான மைக்கேல் செறிவு (CMC) என வரையறுக்கப்படுகிறது. இந்த செறிவில், தீர்வு சிறந்த நடத்தையிலிருந்து விலகுகிறது, மேலும் மேற்பரப்பு பதற்றம் vs. செறிவு வளைவில் ஒரு தனித்துவமான ஊடுருவல் புள்ளி தோன்றும். சர்பாக்டான்ட் செறிவை மேலும் அதிகரிப்பது இனி மேற்பரப்பு பதற்றத்தைக் குறைக்காது; அதற்கு பதிலாக, இது மொத்த கட்டத்தில் மைக்கேல்களின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சி மற்றும் பெருக்கத்தை ஊக்குவிக்கும்.

ஒரு கரைசலில் சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் சிதறி ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவு வரம்பை அடையும் போது, ​​அவை தனிப்பட்ட மோனோமர்களிலிருந்து (அயனிகள் அல்லது மூலக்கூறுகள்) மைக்கேல்கள் எனப்படும் கூழ்மத் திரட்டுகளாக இணைகின்றன. இந்த மாற்றம் கரைசலின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளில் திடீர் மாற்றங்களைத் தூண்டுகிறது, மேலும் இது நிகழும் செறிவு CMC ஆகும். மைக்கேல் உருவாவதற்கான செயல்முறை மைக்கேலைசேஷன் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது.

நீர் சார்ந்த சர்பாக்டான்ட் கரைசல்களில் மைக்கேல்கள் உருவாவது ஒரு செறிவு சார்ந்த செயல்முறையாகும். மிகவும் நீர்த்த கரைசல்களில், நீரும் காற்றும் கிட்டத்தட்ட நேரடி தொடர்பில் உள்ளன, எனவே மேற்பரப்பு பதற்றம் சிறிதளவு மட்டுமே குறைகிறது, தூய நீரின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் உள்ளது, மொத்த கட்டத்தில் மிகக் குறைவான சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் சிதறடிக்கப்படுகின்றன. சர்பாக்டான்ட் செறிவு மிதமாக அதிகரிக்கும் போது, ​​மூலக்கூறுகள் நீர் மேற்பரப்பில் விரைவாக உறிஞ்சப்படுகின்றன, இதனால் நீர் மற்றும் காற்றுக்கு இடையிலான தொடர்பு பகுதி குறைகிறது மற்றும் மேற்பரப்பு பதற்றத்தில் கூர்மையான வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது. இதற்கிடையில், மொத்த கட்டத்தில் உள்ள சில சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் அவற்றின் ஹைட்ரோபோபிக் குழுக்களுடன் சீரமைக்கப்பட்டு, சிறிய மைக்கேல்களை உருவாக்குகின்றன.

செறிவு தொடர்ந்து அதிகரித்து, கரைசல் செறிவூட்டல் உறிஞ்சுதலை அடையும் போது, ​​திரவ மேற்பரப்பில் அடர்த்தியாக நிரம்பிய ஒரு மோனோமாலிகுலர் படலம் உருவாகிறது. செறிவு CMC ஐத் தாக்கும் போது, ​​கரைசலின் மேற்பரப்பு இழுவிசை அதன் குறைந்தபட்ச மதிப்பை அடைகிறது. CMC க்கு அப்பால், சர்பாக்டான்ட் செறிவை மேலும் அதிகரிப்பது மேற்பரப்பு இழுவிசையை அரிதாகவே பாதிக்கிறது; அதற்கு பதிலாக, இது மொத்த கட்டத்தில் மைக்கேல்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அளவை அதிகரிக்கிறது. பின்னர் கரைசல் மைக்கேல்களால் ஆதிக்கம் செலுத்தப்படுகிறது, அவை நானோ பவுடர்களின் தொகுப்பில் நுண் உலைகளாக செயல்படுகின்றன. தொடர்ச்சியான செறிவு அதிகரிப்புடன், அமைப்பு படிப்படியாக ஒரு திரவ படிக நிலைக்கு மாறுகிறது.

ஒரு நீர் சார்ந்த சர்பாக்டான்ட் கரைசலின் செறிவு CMC ஐ அடையும் போது, ​​அதிகரிக்கும் செறிவுடன் மைக்கேல்களின் உருவாக்கம் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. இது மேற்பரப்பு பதற்றம் vs. லாக் செறிவு வளைவில் (γ–லாக் சி வளைவு) ஒரு வளைவு புள்ளியால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அதோடு கரைசலில் இலட்சியமற்ற இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் வெளிப்படுகின்றன.

அயனி சர்பாக்டான்ட் மைக்கேல்கள் அதிக மேற்பரப்பு மின்னூட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன. மின்னியல் ஈர்ப்பு காரணமாக, எதிர் அயனிகள் மைக்கேல் மேற்பரப்புக்கு ஈர்க்கப்பட்டு, நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்னூட்டங்களின் ஒரு பகுதியை நடுநிலையாக்குகின்றன. இருப்பினும், மைக்கேல்கள் அதிக மின்னூட்டப்பட்ட கட்டமைப்புகளை உருவாக்கியவுடன், எதிர் அயனிகளால் உருவாகும் அயனி வளிமண்டலத்தின் பின்னடைவு விசை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது - நானோ பவுடர்களின் பரவலை சரிசெய்ய இதைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த இரண்டு காரணங்களுக்காக, CMC க்கு அப்பால் அதிகரிக்கும் செறிவுடன் கரைசலின் சமமான கடத்துத்திறன் விரைவாகக் குறைகிறது, இது சர்பாக்டான்ட்களின் முக்கியமான மைக்கேல் செறிவைத் தீர்மானிப்பதற்கான நம்பகமான முறையாக இந்த புள்ளியை உருவாக்குகிறது.

அயனி சர்பாக்டான்ட் மைக்கேல்களின் அமைப்பு பொதுவாக கோள வடிவமானது, மூன்று பகுதிகளைக் கொண்டது: ஒரு கோர், ஒரு ஷெல் மற்றும் ஒரு பரவலான மின்சார இரட்டை அடுக்கு. கோர் திரவ ஹைட்ரோகார்பன்களைப் போன்ற ஹைட்ரோபோபிக் ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலிகளால் ஆனது, தோராயமாக 1 முதல் 2.8 nm வரை விட்டம் கொண்டது. துருவ தலை குழுக்களுக்கு அருகில் உள்ள மெத்திலீன் குழுக்கள் (-CH₂-) பகுதி துருவமுனைப்பைக் கொண்டுள்ளன, மையத்தைச் சுற்றி சில நீர் மூலக்கூறுகளைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன. இதனால், மைக்கேல் கோர்கணிசமான அளவு சிக்கிய நீர், இந்த -CH₂- குழுக்கள் திரவம் போன்ற ஹைட்ரோகார்பன் மையத்தில் முழுமையாக ஒருங்கிணைக்கப்படவில்லை, மாறாக திரவமற்ற மைக்கேல் ஷெல்லின் ஒரு பகுதியை உருவாக்குகின்றன.

மைக்கேல் ஓடு மைக்கேல்-நீர் இடைமுகம் அல்லது மேற்பரப்பு கட்டம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இது மைக்கேல்களுக்கும் தண்ணீருக்கும் இடையிலான மேக்ரோஸ்கோபிக் இடைமுகத்தைக் குறிக்கவில்லை, மாறாக மைக்கேல்களுக்கும் மோனோமெரிக் நீர்சார்பக்டான்ட் கரைசலுக்கும் இடையிலான பகுதியைக் குறிக்கிறது. அயனி சர்பாக்டான்ட் மைக்கேல்களுக்கு, ஷெல் மின்சார இரட்டை அடுக்கின் உட்புற ஸ்டெர்ன் அடுக்கு (அல்லது நிலையான உறிஞ்சுதல் அடுக்கு) மூலம் உருவாகிறது, இதன் தடிமன் சுமார் 0.2 முதல் 0.3 nm வரை இருக்கும். ஷெல்லில் சர்பாக்டான்ட்களின் அயனி தலை குழுக்கள் மற்றும் பிணைக்கப்பட்ட எதிர் அயனிகளின் ஒரு பகுதி மட்டுமல்லாமல், இந்த அயனிகளின் நீரேற்றம் காரணமாக ஒரு நீரேற்ற அடுக்கும் உள்ளது. மைக்கேல் ஓடு ஒரு மென்மையான மேற்பரப்பு அல்ல, மாறாக ஒரு "கரடுமுரடான" இடைமுகமாகும், இது சர்பாக்டான்ட் மோனோமர் மூலக்கூறுகளின் வெப்ப இயக்கத்தால் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்களின் விளைவாகும்.

எண்ணெய் மூலக்கூறுகள் ஆதிக்கம் செலுத்தும் நீர் அல்லாத (எண்ணெய் அடிப்படையிலான) ஊடகங்களில், சர்பாக்டான்ட்களின் ஹைட்ரோஃபிலிக் குழுக்கள் உள்நோக்கி ஒரு துருவ மையத்தை உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரோபோபிக் ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலிகள் மைக்கேலின் வெளிப்புற ஓட்டை உருவாக்குகின்றன. இந்த வகை மைக்கேல் வழக்கமான நீர் மைக்கேல்களுடன் ஒப்பிடும்போது தலைகீழ் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது தலைகீழ் மைக்கேல் என்று அழைக்கப்படுகிறது; இதற்கு மாறாக, நீரில் உருவாகும் மைக்கேல்கள் சாதாரண மைக்கேல்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. படம் 4, நீர் அல்லாத கரைசல்களில் சர்பாக்டான்ட்களால் உருவாகும் தலைகீழ் மைக்கேல்களின் திட்ட மாதிரியைக் காட்டுகிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், தலைகீழ் மைக்கேல்கள் நானோ அளவிலான மருந்து கேரியர்களின் தொகுப்பு மற்றும் தயாரிப்பில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, குறிப்பாக ஹைட்ரோஃபிலிக் மருந்துகளின் உறைக்கு.