Çyglylyk täsiri, talap: HLB: 7-9
Çyglylyk, gaty ýüzde adsorbsiýa edilen gazyň suwuklyk bilen süýşürilmegi hadysasy hökmünde kesgitlenýär. Bu süýşüriş ukybyny ýokarlandyryp bilýän maddalara çyglylyk agentleri diýilýär. Çyglylyk, adatça, üç görnüşe bölünýär: kontakt çyglylyk (ýelimli çyglylyk), çümdürilme çyglylyk (çümdürilme çyglylyk) we ýaýrama çyglylyk (ýaýylma). Bularyň arasynda ýaýrama çyglylygyň iň ýokary standartyny görkezýär we ýaýrama koeffisiýenti köplenç dürli ulgamlaryň arasyndaky çyglylyk işini bahalandyrmak üçin görkeziji hökmünde ulanylýar. Mundan başga-da, kontakt burçy hem çyglylygyň hilini kesgitlemek üçin ölçegdir. Suwuk we gaty fazalaryň arasyndaky çyglylyk derejesini gözegçilikde saklamak üçin ýüzleý aktiw maddalar ulanylyp bilner.
Pestisid senagatynda käbir granula formulalary we tozanly poroşoklar belli bir mukdarda surfaktantlary öz içine alýar. Olaryň maksady pestisidiň nyşana ýüzüne ýelmeşmegini we çökündi mukdaryny gowulandyrmak, bölünip çykma tizligini çaltlaşdyrmak we çygly şertlerde işjeň maddalaryň ýaýrama meýdanyny giňeltmek, şeýlelik bilen keselleriň öňüni almagyň we bejermegiň netijeliligini ýokarlandyrmakdyr.
Kosmetika senagatynda surfaktantlar emulgator hökmünde hereket edýär we kremler, losýonlar, ýüz arassalaýjylary we makiýaž aýyryjylary ýaly deri ideg önümleriniň aýrylmaz bölegidir.
Miseller we erime,talaplar: C > CMC (HLB 13–18)
Serfaktant molekulalarynyň miselleri emele getirmek üçin birleşýän iň pes konsentrasiýasy. Konsentrasiýa CMC gymmatyndan geçende, serfaktant molekulalary özlerini sferik, taýak şekilli, lamellar ýa-da plastinka şekilli konfigurasiýalar ýaly gurluşlara bölýärler.
Ereýän ulgamlar termodinamik deňagramlylyk ulgamlarydyr. KMC näçe pes we assosiasiýa derejesi näçe ýokary bolsa, iň ýokary goşmaça konsentrasiýasy (MAC) şonça ýokary bolýar. Temperaturanyň ereýänlige täsiri üç tarapda şöhlelenýär: ol miselleriň emele gelmegine, ereýän maddalaryň ereýänligine we surfaktantlaryň özleriniň ereýänligine täsir edýär. Ion surfaktantlary üçin olaryň ereýänligi temperatura ýokarlanmagy bilen kesgin artýar we bu birden artmagyň bolýan temperaturasy Krafft nokady diýilýär. Krafft nokady näçe ýokary bolsa, kritiki misel konsentrasiýasy şonça pes bolýar.
Polioksietilen ion däl ýüzleý işjeň maddalar üçin temperatura belli bir derejä ýetende, olaryň ereýänligi kesgin pese gaçýar we çökündi emele gelýär, bu bolsa erginiň bulanyklaşmagyna getirýär. Bu hadysa bulutlaşmak diýlip atlandyrylýar we degişli temperatura bulut nokady diýilýär. Polioksietilen zynjyrynyň uzynlygy deň bolan ýüzleý işjeň maddalar üçin uglewodorod zynjyry näçe uzyn bolsa, bulut nokady şonça pes bolýar; tersine, uglewodorod zynjyrynyň uzynlygy deň bolsa, polioksietilen zynjyry näçe uzyn bolsa, bulut nokady şonça ýokary bolýar.
Polýar däl organiki maddalaryň (meselem, benzol) suwda eremegi örän pes. Şeýle-de bolsa, natriý oleaty ýaly surfaktantlary goşmak benzolyň suwda eremegini ep-esli ýokarlandyryp biler - bu proses eremek diýlip atlandyrylýar. Eremek adaty eremekden tapawutlanýar: ereýän benzol suw molekulalarynda deň derejede ýaýramaýar, ýöne oleat ionlary tarapyndan emele gelen miselleriň içinde galýar. Rentgen difraksiýa barlaglary miselleriň ähli görnüşleriniň eremekden soň dürli derejelere çenli giňelýändigini, şol bir wagtyň özünde umumy erginiň kolligatiw häsiýetleriniň esasan üýtgewsiz galýandygyny tassyklady.
Suwdaky surfaktantlaryň konsentrasiýasy ýokarlananda, surfaktant molekulalary suwuklygyň ýüzünde toplanyp, ýakyn ýerleşýän, gönükdirilen monomolekulýar gatlagy emele getirýär. Göwrüm fazasyndaky artykmaç molekulalar gidrofob toparlaryny içine tarap gönükdirip, birleşip, miselleri emele getirýär. Miselleriň emele gelmegini başlatmak üçin zerur bolan minimal konsentrasiýa kritiki misel konsentrasiýasy (KKK) hökmünde kesgitlenýär. Bu konsentrasiýada ergin ideal hereketden çykýar we ýüz dartgynlylygyna garşy konsentrasiýa egrisinde aýratyn bir egrilik nokady peýda bolýar. Surfaktant konsentrasiýasynyň has-da ýokarlanmagy ýüz dartgynlylygyny azaltmaz; tersine, ol göwrüm fazasynda miselleriň üznüksiz ösmegine we köpelmegine ýardam eder.
Serfaktant molekulalary erginde dargap, belli bir konsentrasiýa çägine ýetende, olar aýratyn monomerlerden (ionlardan ýa-da molekulalardan) misella diýlip atlandyrylýan kolloid agregatlara birleşýärler. Bu geçiş erginiň fiziki we himiki häsiýetlerinde birden üýtgeşmelere sebäp bolýar we munuň bolýan konsentrasiýasy KMK-dyr. Misella emele gelme prosesi miselleşme diýlip atlandyrylýar.
Suwly surfaktant erginlerinde miselleriň emele gelmegi konsentrasiýa bagly prosesdir. Örän suwuk erginlerde suw we howa diýen ýaly göni gatnaşykda bolýarlar, şonuň üçin ýüzleý dartgynlyk diňe birneme peselýär we arassa suwuňky ýaly galýar, köp mukdarda surfaktant molekulalary örän az bolýar. Surfaktant konsentrasiýasy ortaça ýokarlananda, molekulalar suwuň ýüzüne çalt adsorbsiýalanýar, suw bilen howanyň arasyndaky gatnaşyk meýdanyny azaldýar we ýüzleý dartgynlygyň keskin peselmegine getirýär. Şol bir wagtyň özünde, köp mukdarda käbir surfaktant molekulalary gidrofob toparlary bilen birleşip, kiçi miselleri emele getirýär.
Konsentrasiýa ýokarlanmagyny dowam etdirip, ergin doýgun adsorbsiýa derejesine ýetende, suwuklygyň ýüzünde dykyz ýerleşdirilen monomolekulýar plýonka emele gelýär. Konsentrasiýa KMK-a düşende, erginiň ýüzleý dartgynlylygy iň pes derejä ýetýär. KMK-dan daşary, ýüzleý işjeň maddalaryň konsentrasiýasynyň has-da ýokarlanmagy ýüzleý dartgynlylyga asla täsir etmeýär; tersine, ol umumy fazadaky miselleriň sanyny we ölçegini artdyrýar. Soňra erginde nanoprotsikleriň sintezinde mikroreaktorlar bolup hyzmat edýän miseller agdyklyk edýär. Konsentrasiýanyň dowamly ýokarlanmagy bilen, ulgam ýuwaş-ýuwaşdan suwuk kristal ýagdaýyna geçýär.
Suwly surfaktant erginiň konsentrasiýasy KMK-a ýetende, konsentrasiýanyň ýokarlanmagy bilen miselleriň emele gelmegi aýdyňlaşýar. Bu, ýüzleý dartgynlyk bilen log konsentrasiýa egrisinde (γ–log c egri) egri nokadyň bolmagy, şeýle hem erginde ideal däl fiziki we himiki häsiýetleriň ýüze çykmagy bilen häsiýetlendirilýär.
Ion surfaktant miselleri ýokary ýüz zarýadlaryny göterýär. Elektrostatik çekişlik sebäpli, garşy ionlar misel ýüzüne çekilýär we oňyn we negatiw zarýadlaryň bir bölegini neýtrallaşdyrýar. Şeýle-de bolsa, miseller ýokary zarýadly gurluşlary emele getirenden soň, garşy ionlar tarapyndan emele getirilýän ion atmosferasynyň yza süýşüriji güýji ep-esli artýar - bu häsiýet nanoprotsikleriň dispersiýalygyny sazlamak üçin ulanylyp bilner. Şu iki sebäpden, erginiň deň geçirijiligi KMK-dan daşary konsentrasiýanyň artmagy bilen çalt azalýar, bu bolsa bu nokady surfaktantlaryň kritiki misel konsentrasiýasyny kesgitlemek üçin ygtybarly usula öwürýär.
Ion surfaktant misellalarynyň gurluşy adatça sferiki bolup, üç bölekden ybarat: ýadro, gabyk we diffuz elektrik goşa gatlak. Ýadro suwuk uglewodorodlara meňzeş gidrofob uglewodorod zynjyrlaryndan ybarat bolup, diametri takmynan 1-den 2,8 nm-e çenli. Polýar baş toparlaryna golaý metilen toparlary (-CH₂-) käbir suw molekulalaryny ýadronyň töwereginde saklap, bölekleýin polýarlyga eýedir. Şeýlelik bilen, misel ýadrosy öz içine alýarep-esli mukdarda suw toplanýar we bu -CH₂- toparlary suwuklyk ýaly uglewodorod ýadrosyna doly goşulman, tersine, suwuk däl misel gabygynyň bir bölegini emele getirýär.
Misel örtügi, şeýle hem, misel-suw serhedi ýa-da ýüz fazasy hökmünde hem bellidir. Ol miseller bilen suwuň arasyndaky makroskopik serheti däl-de, miseller bilen monomer suwly ýüz işjeň maddasynyň ergininiň arasyndaky sebiti aňladýar. Ion ýüz işjeň maddasynyň miselleri üçin, gabyk elektrik goşa gatlagynyň iň içki Stern gatlagy (ýa-da berk adsorbsiýa gatlagy) tarapyndan emele gelýär, onuň galyňlygy takmynan 0,2-0,3 nm. Gabyk diňe ýüz işjeň maddalarynyň ion baş toparlaryny we baglanyşykly garşy ionlaryň bir bölegini däl, eýsem bu ionlaryň gidratasiýasyndan gelip çykýan gidratasiýa gatlagyny hem öz içine alýar. Misel örtügi tekiz ýüz däl, tersine, ýüz işjeň maddasynyň monomer molekulalarynyň termal hereketi sebäpli dörän üýtgemeleriň netijesi bolan "gödek" serhetdir.
Suwsuz (nebit esasly) gurşawlarda, nebit molekulalarynyň agdyklyk edýän ýerlerinde, surfaktantlaryň gidrofil toparlary içe tarap jemlenip, polýar ýadro emele getirýär, gidrofob uglewodorod zynjyrlary bolsa misellalaryň daşky gabygy emele getirýär. Bu görnüşli misella adaty suwly misellalara garanyňda ters gurluşa eýedir we şonuň üçin ters misella diýlip atlandyrylýar; tersine, suwda emele gelen misellalara normal misella diýilýär. 4-nji suratda suwsuz erginlerde surfaktantlar tarapyndan emele gelen ters misellalaryň shematiki modeli görkezilýär. Soňky ýyllarda ters misella nanosölçegli derman daşaýjylarynyň sintezinde we taýýarlanyşynda, esasanam gidrofil dermanlaryň kapsulasiýasy üçin giňden ulanylýar.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 26-njy dekabry