மசகு எண்ணெய் துறையில் சர்பாக்டான்ட்களின் மிகப்பெரிய பயன்பாடு

கட்டமைப்பின்சர்பாக்டான்ட்கள்இது மிகவும் எளிமையானது: ஒரு முனை நீர் ஈர்க்கும் தன்மை கொண்டது (நீர்).‑(அன்பான) மற்றும் மற்றொன்று லிப்போஃபிலிக் (எண்ணெய்)‑ஒவ்வொரு முனையும் அதன் தொடர்புடைய பகுதியான நீர் மற்றும் எண்ணெயுடன் பிணைக்கிறது. சர்பாக்டான்ட் மூலக்கூறுகள் எண்ணெயில் ஒன்று கூடுகின்றன.‑நீர் இடைமுகம், அதுவே அடிப்படை அமைப்பை உருவாக்குகிறது. குழம்பாக்குதல் என்பது சர்பாக்டன்ட்களின் செயல்பாடுகளில் ஒன்று மட்டுமே, ஆயினும் அதுவே மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.‑எங்கள் தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு செயல்பாடு. இது முக்கியமாக தண்ணீரைக் கலப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.‑குழம்பாக்கப்பட்ட எண்ணெய்கள் மற்றும் நீர் போன்ற பெறப்பட்ட எண்ணெய்கள்.‑தீயைக் கட்டுப்படுத்துதல்‑எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட ஹைட்ராலிக் திரவங்கள். இருப்பினும், உண்மையில், எமல்சிஃபையர்கள் அன்றாட வாழ்வில் மிகவும் பரந்த பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.‑பால், பனிக்கட்டி உள்ளிட்ட உயிர் பொருட்கள்‑கிரீம் மற்றும் ஷாம்பு, இவை அனைத்திலும் வெவ்வேறு அளவுகளில் எமல்சிஃபையர்கள் அடங்கியுள்ளன.

இந்த எளிய மூலக்கூறு அமைப்பின் காரணமாக, எண்ணற்ற பொருட்கள் குழம்பாக்கும் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது குழம்பாக்கியைத் தேர்ந்தெடுப்பதை மிகவும் நுணுக்கமானதாக ஆக்குகிறது. குழம்பாக்கிகள் பற்றிய ஆழமான புரிதல் இல்லாமல், ஒருவரால் தரமான நீரை உருவாக்குவது கடினம் என்று கூறலாம்.‑மசகுப் பொருட்கள் சார்ந்தவை. எண்ணெயும் நீரும் கலக்க முடியாதவை என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. எனவே, அவற்றை ஒன்றாகக் கொண்டுவர குழம்பாக்கிகள் தேவைப்படுகின்றன. இந்த வலுக்கட்டாயமான கலவையில், ஒரு பகுதி மிகச்சிறிய திரவத் துளிகளாக மாறும் அதே வேளையில், மற்றொரு திரவம் இந்தத் துளிகளை முழுமையாகச் சூழ்ந்து கொள்கிறது. இது தொடர்நிலை மற்றும் சிதறிய நிலை என்ற கருத்துக்களுக்கு வழிவகுக்கிறது: ஒரு பகுதி தொடர்ச்சியற்ற துளிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது, மற்றொன்று தடையற்ற தொடர்ச்சியான ஊடகத்தை உருவாக்குகிறது. பருமனளவில், இது நீரை உருவாக்குகிறது.‑in‑எண்ணெய் (W/O) அல்லது எண்ணெய்‑in‑நீர் (O/W) குழம்புகள். இதுவே குழம்பாக்கிகளின் அடிப்படைக் கொள்கைகளை உள்ளடக்கியது.

ஒருஎமல்சிஃபையர்கலக்க முடியாத எண்ணெயில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது‑நீர் அமைப்பில், இரண்டு நிலைகளையும் கலப்பதற்கு புதிய பரவல் நிலைமைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. இது, உப்பு நீரில் கரைவது போன்ற உண்மையான கரைதல் அல்ல. மாறாக, ஒரு நிலை மற்றொரு நிலைக்குள் நுண்ணிய நீர்த்துளிகளாக சீராகப் பரவுகிறது. வெளிப்புற நிலைமைகள் மாறினால், எண்ணெயும் நீரும் மீண்டும் பிரிந்துவிடும். இது, மோசமான குழம்பாக்கம் அல்லது போதுமான குழம்பு நிலைத்தன்மை இல்லாததைக் குறிக்கிறது. சில சேர்க்கைப் பொருட்கள் எண்ணெயின் பரவலைச் சீர்குலைக்கக்கூடும்.‑நீர் சமநிலையை சீர்குலைத்து முழுமையான கட்டப் பிரிவினையைத் தூண்டும் இத்தகைய பொருட்கள், குழம்பாக்கிகளுக்கு எதிராகச் செயல்பட்டு, குழம்புப் பிரிப்பான்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன.

குழம்பு என்பது அடிப்படையில் ஒரு சிதறல் அமைப்பாகும். சிதறடிக்கப்பட்டதன் காரணமாக‑கட்டத் துளிகள் மற்றும் கட்டங்களுக்கு இடையிலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாடுகளால், படுகின்ற ஒளி துளி மேற்பரப்புகளில் பிரதிபலிப்பு, சிதறல் மற்றும் ஊடுருவலுக்கு உள்ளாகிறது. வழக்கமான குழம்புத் துளி அளவுகள் 0.1 முதல் 1.1 மீ வரை இருக்கும்.μமீ முதல் 10 வரைμமீ, தெரியும் போது‑ஒளி அலைநீளங்கள் 0.4 க்கு இடையில் உள்ளன.μமீ மற்றும் 0.6μm. வலுவான பிரதிபலிப்பு ஏற்படுவதால், குழம்புகளுக்கு அவற்றின் தனித்துவமான பால் போன்ற நிறம் கிடைக்கிறது.‑வெள்ளை நிறத் தோற்றம். நீர்த்துளிகளின் விட்டம் 0.05 முதல் 0.05 வரை இருக்கும்போது.μமீ முதல் 0.1 வரைμமீ (காணப்படுவதை விட சற்றே சிறியது)‑ஒளி அலைநீளங்களில்), ஒளி சிதறல் நடைபெற்று, அமைப்பு ஒளி ஊடுருவக்கூடியதாகத் தோன்றுகிறது. 0.05-க்கும் குறைவான துளி அளவுகளில்μமீ (கண்ணுக்குப் புலப்படுவதை விட மிகச் சிறியது)‑ஒளி அலைநீளங்கள்), ஒளி ஊடுருவல் மேலோங்கி, அமைப்பு ஒளிபுகும் தன்மையுடையதாகிறது. 0.1-க்கும் குறைவான நீர்த்துளி அளவுகளைக் கொண்ட அமைப்புகள்μஒளிபுகும் அல்லது ஒளிபுகும் தன்மையுடன் தோன்றும் எமல்ஷன்கள் மைக்ரோஎமல்ஷன்கள் என வரையறுக்கப்படுகின்றன, இவற்றின் பண்புகள் வழக்கமான மேக்ரோஎமல்ஷன்களிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன. ஒரு மைக்ரோஎமல்ஷன் என்பது இன்னமும் ஒரு எமல்ஷன்தான், ஆனால் அதில் துகள்கள் மிகவும் நுண்ணிய அளவில் சிதறடிக்கப்பட்டிருக்கும்.‑கட்டத் துளிகள். அதன் உருவாக்கத்திற்கு குழம்பாக்கிகள் மட்டுமல்லாமல், இணை-கலவையும் தேவைப்படுகிறது.‑குழம்பாக்கிகள். இது குழம்பாக்கம் என்பதை நிரூபிக்கிறது‑இயக்கப்படும்“கலைப்பு"அடிப்படையில் இது, சிதறடிக்கப்பட்ட கட்டத்தின் துகள் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவதைப் பொறுத்தது.

எமல்சிஃபையரின் செயல்திறன் ஒரு நுட்பமான சமநிலையைச் சார்ந்துள்ளது. அதன் நீர்நாடும் மற்றும் கொழுப்புநாடும் திறன்கள் ஒரு ஊசலாட்ட விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன. உதாரணமாக, குறைந்த‑கார்பன் ஆல்கஹால்கள் வலுவான நீர்நாட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் மிகக் குறைந்த எண்ணெய் ஈர்ப்புடன் நீரில் கரைகின்றன. இதற்கு நேர்மாறாக, அதீத கொழுப்புநாட்டமுள்ள பொருட்கள் நீருடன் வினைபுரியத் தவறி, எண்ணெய் ஈர்ப்பைக் காட்டுகின்றன.‑கரையக்கூடிய தன்மை. பல பொருட்கள் நீர்விருப்ப மற்றும் கொழுப்புவிருப்பப் பண்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அவற்றை மேற்பரப்புச் செயலிகள் என வகைப்படுத்த முடியாது. ஒரு பொருள் பெருமளவில் நீர்விருப்பம் கொண்டதாகவோ அல்லது கொழுப்புவிருப்பம் கொண்டதாகவோ இருந்தால், அது வெறும் ஒரு மேற்பரப்பு மட்டுமே.‑மேலே குறிப்பிடப்பட்ட சில சேர்க்கைப் பொருட்களைப் போன்ற செயல்படும் பொருள். நீர்நாட்டத்திற்கான அளவிடக்கூடிய அளவீடு‑எனவே, கொழுப்பில் கரையும் வலிமை தேவைப்படுகிறது, அதாவது கிணறு‑அறியப்பட்ட நீர் விரும்பி‑லிப்போஃபைல்‑இருப்பு (HLB) மதிப்பு.

HLB மதிப்பானது, இலக்கியங்களில் ஆவணப்படுத்தப்பட்டு இங்கு விரிவாக விளக்கப்படாத பல்வேறு அனுபவ நுட்பங்களுடன் இணைந்து, நடைமுறை குழம்பாக்கத்திற்கு மதிப்புமிக்க வழிகாட்டுதலை வழங்குகிறது. குழம்பாக்கிகளைக் கொண்டு எண்ணெயைக் குழம்பாக்குவது இயல்பாகவே கடினமானதல்ல. உகந்த குழம்பாக்கி வகைகள், அளவுகள் மற்றும் நிலைத்தன்மை நிலைமைகளைச் சோதனை மூலம் பரிசோதனை ரீதியாகத் தீர்மானிக்க முடியும்.‑மற்றும்‑பிழை. எனவே, குழம்பாக்கி உருவாக்கம் சோதனைப் பணிகளைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. பல நுண்ணிய‑மேற்பரப்புச் செயலிகளின் செயல்பாட்டு வழிமுறைகள், ஆராய்ச்சியாளர்களால் இன்றுவரை முழுமையாக விளக்கப்படவில்லை. குழம்பாக்கத்தைத் தாண்டி, மேற்பரப்புச் செயலிகள் ஈரமாக்குதல், சுத்தம் செய்தல், கிருமி நீக்கம், பரப்புதல், கரைத்தல் மற்றும் பிற செயல்பாடுகளை வழங்குகின்றன. நமது தொழில்துறைக்கு, சோதனை அடிப்படையிலான பரிசோதனை ஒரு நடைமுறைக்கு உகந்த அணுகுமுறையாகும், ஏனெனில் உண்மையான அறிவு நடைமுறையிலிருந்தே வருகிறது. பல அனுபவ விதிகள் சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்டுள்ளன: கலப்புக் குழம்பாக்கிகள் ஒற்றைக் குழம்பாக்கிகளை விட சிறப்பாகச் செயல்படுகின்றன, மேலும் எதிர்மின் அயனி மற்றும் எதிர்மின் அயனி அல்லாதவற்றின் கலவைகள்...‑அயனி சர்பாக்டான்ட்கள் சாதகமான கூட்டு விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன.

குழம்பாக்கி கோட்பாட்டின் வெளித்தோற்ற எளிமை இருந்தபோதிலும், அதன் நடைமுறைப் பயன்பாடு சிக்கலானதாக அமைகிறது. குழம்பாக்கிகளை மட்டும் பயன்படுத்துவதால் ஏற்படும் சிக்கலை பெரும்பாலும் பரிசோதனைகள் மூலமே தீர்க்க முடியும், ஆயினும் அதன்பின்னர் பலரும்‑சேர்க்கப்பட்ட சேர்க்கைகள் மேற்பரப்பைக் கொண்டுள்ளன‑செயல்திறன் மிக்க பண்புகள். இவை குழம்பாக்கியின் செயல்திறனில் குறுக்கிட்டு, அமைப்பின் பயனுள்ள HLB-ஐ மாற்றுகின்றன. குழம்புகளில் உள்ள அரிமானத் தடுப்பான்கள் ஒரு பொதுவான எடுத்துக்காட்டு ஆகும். இந்த அதிக முனைவுள்ள மேற்பரப்பு‑துருப்பிடிப்பைத் தடுப்பதற்காக செயல்திறன் மிக்க மூலப்பொருட்கள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவை எண்ணெயின் நிலைத்தன்மையைச் சீர்குலைக்கக்கூடும்.‑நீர்-குழம்பு சமநிலையை, குழம்பாக்கியைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். பலவகை குழம்பாக்கிகளின் கலவைகளை உருவாக்குவது, குழம்பின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தும் அதே வேளையில், மருந்தளவையும் செலவையும் குறைக்க உதவும். இருப்பினும், வெவ்வேறு குழம்பாக்கிகளை எவ்வாறு இணைப்பது மற்றும் அவற்றின் கலப்பு வழிமுறைகள் தொடர்பான கேள்விகள், உருவாக்கத்தின் சிக்கலான தன்மையை வெகுவாக அதிகரிக்கின்றன. எதிர்மின் அயனி மற்றும் நேர்மின் அயனி குழம்பாக்கிகளைக் கலக்க முடியாது என்று ஒரு தொடர்ச்சியான தவறான கருத்து நிலவுகிறது. உண்மையில், எதிர்மின் அயனி‑நேர்மின் அயனி சர்பாக்டான்ட் கலவைகள் சர்பாக்டான்ட் அறிவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அவை நமது துறையில் அரிதாகவே ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன. கடின நீரில் உள்ள கால்சியம் மற்றும் மெக்னீசியம் அயனிகள், குழம்பின் இடைமுகப் படலங்களைச் சிதைத்து, குழம்பாக்கிகளைச் செயலிழக்கச் செய்யலாம். கால்சியம் அயனிகள் குறிப்பாகச் சிக்கலானவை: பல சர்பாக்டான்ட் குழம்பாக்கிகள் கால்சியத்துடன் வினைபுரிந்து நீரை உருவாக்குகின்றன.‑அமைப்பிலிருந்து வீழ்படிவாகும் கரையாத கால்சியம் சோப்புகள். இத்தலைப்பு அடுத்த அத்தியாயத்தில் விவாதிக்கப்படும்.

அதன்படி, மற்ற கூறுகள் சேர்க்கப்பட்டவுடன், எளிமையாகத் தோன்றும் குழம்பாக்கிகள் மிகவும் சிக்கலானவையாக மாறிவிடுகின்றன. ஒரு முழுமையான குழம்பை உருவாக்குவது கடினமானதல்ல; எண்ணெயையும் நீரையும் நிரந்தரமாக இணைத்து, பல்வேறு பயன்பாட்டுச் சூழல்களில் அதன் நிலைத்தன்மையைப் பேணுவதில்தான் உண்மையான சவால் அடங்கியுள்ளது.

குழம்பாக்கிகளுக்கான செயல்திறன் தேவைகள்:

கடின நீர் எதிர்ப்பு

இந்த அளவுரு ஒரு குழம்பாக்கியின் பண்புகளை விவரிக்கிறது.'கடின நீரைத் தாங்கும் திறன். வழக்கமான அனயானிக் சர்பாக்டான்ட்கள் பொதுவாக இந்த விஷயத்தில் மோசமாகச் செயல்படுகின்றன, எனவே அல்லாதவை‑அயனி சர்பாக்டான்ட்கள் படிப்படியாக அவற்றிற்கு மாற்றாக வருகின்றன. இருப்பினும், எதிர்மின் அயனி சர்பாக்டான்ட்கள் தங்களின் தனித்துவமான நன்மைகளைத் தக்கவைத்துக் கொள்கின்றன.

நுரைக்கும் போக்கு

பல பாரம்பரிய நேரியல் அனயானிக் சர்பாக்டான்ட்கள் அதிக நுரையை உருவாக்குகின்றன, இதனால் அதிக நுரை அளவு சிறந்த சுத்தப்படுத்தும் திறனுக்குச் சமம் என்ற தவறான நம்பிக்கை உருவாகிறது. நுரை முதன்மையாக சர்பாக்டான்ட்களால் தூண்டப்படுகிறது. நமது மசகு எண்ணெயில்‑தொடர்புடைய தொழில்துறையில், குறைந்தபட்ச நுரையே பெரும்பாலும் விரும்பத்தக்கது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, பல எமல்சிஃபையர்கள் அதிக நுரைக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, ஃபார்முலேட்டர்கள் நுரை உருவாவதை அடக்குவதற்குப் பொருத்தமான எமல்சிஃபையர் வகைகளைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும், இதுவே அவற்றுக்கான அதிகரித்து வரும் தேவையை விளக்குகிறது.‑குறைவாக அழைக்கப்பட்டது‑நுரை குழம்பாக்கிகள்.

உயிரியல் நிலைத்தன்மை

உயிரியல் நிலைத்தன்மை என்பது குழம்பாக்கிகளுக்கான மற்றொரு முக்கியமான செயல்திறன் குறியீடாகும். ஒரு குழம்பாக்கி நீண்ட காலப் பயன்பாட்டின் போது பாக்டீரியா சிதைவுக்கு உள்ளாகும் தன்மையைக் கொண்டிருந்தால், அது உயிரியல் நிலைத்தன்மையின் மற்றொரு முக்கியக் குறியீடாகக் கருதப்படுகிறது.‑சேவைக் காலம் முடிந்த பிறகு, அதனுடன் தொடர்புடைய வெட்டும் திரவத்தை அப்புறப்படுத்துவது மிகவும் சிக்கலானதாகிறது.‑பாதுகாப்பு விதிமுறைகள், குழம்பாக்கித் தேர்வில் தீர்க்கமான செல்வாக்கைச் செலுத்துவதோடு, முழுத் தொழிற்துறையையும் நிர்வகிக்கின்றன.

எமல்சிஃபையர்கள் அனயானிக், கேட்டயானிக், ஆம்போடெரிக், மற்றும் நான்-அயனிக் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.‑அயனி மற்றும் பிற குடும்பங்கள், இவை அனைத்தும் நுண் வேதிப்பொருட்களுக்குப் பரிச்சயமான தனித்துவமான வேதிப்பொருட்களுடன் தொடர்புடையவை.‑வேதியியல் வல்லுநர்கள். இந்தக் கட்டுரை ஒவ்வொரு வகையின் விரிவான, பரவலான விளக்கங்களுக்குள் ஆழமாகச் செல்லாது. நமது துறையில், எதிர்மின் அயனி மற்றும் எதிர்மின் அயனி அல்லாதவை‑பயன்பாடு மற்றும் தயாரிப்புப் பன்முகத்தன்மை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் அயனிக் குழம்பாக்கிகளே ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு வகையிலும், மாறுபட்ட குழம்பாக்கும் பண்புகளைக் கொண்ட பல மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் உள்ளன; ஒவ்வொன்றிற்கும் அதற்கே உரிய பலங்களும் பலவீனங்களும் உண்டு. பயன்பாட்டு அளவைக் குறைக்கவும், குழம்பின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தவும் இவை அடிக்கடி கலக்கப்படுகின்றன.

எமல்சிஃபையர் உருவாக்கத்திற்கு முழுமையான நிலையான விதிகள் எதுவும் இல்லை. அடிப்படைப் பொருட்களில் உள்ள வேறுபாடுகள் இதில் உள்ள மாறிகள் ஆகும்.‑எண்ணெய்‑be‑குழம்பாக்கப்பட்ட, குழம்பாக்கி கலப்பு விகிதங்கள், சேவை‑சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள், வாடிக்கையாளரின் சிறப்பு விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் பிற சேர்க்கைப் பொருட்களின் ஊடாடும் விளைவுகள். இருப்பினும், பரிசோதனை ஒரு நடைமுறைத் தீர்வை வழங்குகிறது. குழம்பாக்கல் சோதனைகளை மேற்கொள்வது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது. கோட்பாட்டுப் பின்னணி இல்லாவிட்டாலும், நேரத்தை செலவழிக்க நேரிட்டாலும், தொடர்ச்சியான சோதனைகள் மூலம் ஒருவர் பயன்படுத்தக்கூடிய சூத்திரங்களை அடைய முடியும். தொடர்புடைய சர்பாக்டான்ட்‑வளர்ச்சியைத் துரிதப்படுத்தும் அறிவியல் கோட்பாடுகள் நன்கு‑தற்போதுள்ள ஆய்வுகளில் ஆவணப்படுத்தப்பட்டுள்ளதோடு, நமது தொழில்துறையில் எதிர்கொள்ளப்படும் குழம்பாக்கல் சவால்களை எதிர்கொள்வதற்கும் இது முழுமையாகப் போதுமானதாகும்.