Epekto ng pagkabasa, kinakailangan: HLB: 7-9
Ang wetting ay binibigyang kahulugan bilang ang penomeno kung saan ang gas na na-adsorb sa isang solidong ibabaw ay naaalis ng isang likido. Ang mga sangkap na maaaring magpahusay sa kapasidad ng displacement na ito ay tinatawag na wetting agents. Ang wetting ay karaniwang ikinakategorya sa tatlong uri: contact wetting (adhesional wetting), immersion wetting (immersional wetting), at spreading wetting (spreading). Kabilang sa mga ito, ang spreading ay kumakatawan sa pinakamataas na pamantayan ng wetting, at ang spreading coefficient ay kadalasang ginagamit bilang isang tagapagpahiwatig upang suriin ang pagganap ng wetting sa pagitan ng iba't ibang sistema. Bilang karagdagan, ang contact angle ay isa ring pamantayan para sa paghusga sa kalidad ng wetting. Ang mga surfactant ay maaaring gamitin upang kontrolin ang antas ng wetting sa pagitan ng likido at solidong mga phase.
Sa industriya ng pestisidyo, ang ilang granular na pormulasyon at mga pulbos na maaaring i-dust ay naglalaman din ng isang tiyak na dami ng mga surfactant. Ang kanilang layunin ay upang mapabuti ang dami ng pagdikit at pagdeposito ng pestisidyo sa target na ibabaw, mapabilis ang rate ng paglabas at palawakin ang lugar ng pagkalat ng mga aktibong sangkap sa ilalim ng mga kondisyong basa, sa gayon ay pinahuhusay ang bisa ng pag-iwas at paggamot sa sakit.
Sa industriya ng kosmetiko, ang mga surfactant ay nagsisilbing emulsifier at kailangang-kailangan na mga sangkap sa mga produktong pangangalaga sa balat tulad ng mga cream, lotion, facial cleanser at makeup remover.
Mga Micelle at Solubilisasyon,mga kinakailangan: C > CMC (HLB 13–18)
Ang pinakamababang konsentrasyon kung saan nag-uugnay ang mga molekula ng surfactant upang bumuo ng mga micelle. Kapag ang konsentrasyon ay lumampas sa halaga ng CMC, ang mga molekula ng surfactant ay nag-aayos ng kanilang mga sarili sa mga istruktura tulad ng spherical, rod-like, lamellar, o plate-like na mga konfigurasyon.
Ang mga sistema ng solubilisasyon ay mga sistemang thermodynamic equilibrium. Kung mas mababa ang CMC at mas mataas ang antas ng asosasyon, mas malaki ang maximum additive concentration (MAC). Ang epekto ng temperatura sa solubilisasyon ay makikita sa tatlong aspeto: nakakaimpluwensya ito sa pagbuo ng micelle, ang solubility ng mga solubilizate, at ang solubility ng mga surfactant mismo. Para sa mga ionic surfactant, ang kanilang solubility ay tumataas nang husto kasabay ng pagtaas ng temperatura, at ang temperatura kung saan nangyayari ang biglaang pagtaas na ito ay tinatawag na Krafft point. Kung mas mataas ang Krafft point, mas mababa ang kritikal na konsentrasyon ng micelle.
Para sa mga polyoxyethylene nonionic surfactant, kapag ang temperatura ay tumaas sa isang tiyak na antas, ang kanilang solubility ay biglang bumababa at nangyayari ang presipitasyon, na nagiging sanhi ng paglabo ng solusyon. Ang penomenong ito ay kilala bilang clouding, at ang katumbas na temperatura ay tinatawag na cloud point. Para sa mga surfactant na may parehong haba ng polyoxyethylene chain, mas mahaba ang hydrocarbon chain, mas mababa ang cloud point; sa kabaligtaran, na may parehong haba ng hydrocarbon chain, mas mahaba ang polyoxyethylene chain, mas mataas ang cloud point.
Ang mga nonpolar na organikong sangkap (hal., benzene) ay may napakababang solubility sa tubig. Gayunpaman, ang pagdaragdag ng mga surfactant tulad ng sodium oleate ay maaaring makabuluhang mapahusay ang solubility ng benzene sa tubig—isang prosesong tinatawag na solubilization. Ang solubilization ay naiiba sa ordinaryong dissolution: ang solubilized benzene ay hindi pantay na nakakalat sa mga molekula ng tubig ngunit nakulong sa loob ng mga micelles na nabuo ng mga oleate ions. Kinumpirma ng mga pag-aaral sa X-ray diffraction na ang lahat ng uri ng micelles ay lumalawak sa iba't ibang antas pagkatapos ng solubilization, habang ang mga colligative properties ng pangkalahatang solusyon ay nananatiling halos hindi nagbabago.
Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga surfactant sa tubig, naiipon ang mga molekula ng surfactant sa ibabaw ng likido upang bumuo ng isang siksik at naka-orient na monomolecular layer. Ang sobrang mga molekula sa bulk phase ay nagsasama-sama kasama ang kanilang mga hydrophobic group na nakaharap papasok, na bumubuo ng mga micelle. Ang minimum na konsentrasyon na kinakailangan upang simulan ang pagbuo ng micelle ay tinukoy bilang critical micelle concentration (CMC). Sa konsentrasyong ito, ang solusyon ay lumilihis mula sa ideal na pag-uugali, at isang natatanging inflection point ang lumilitaw sa surface tension vs. concentration curve. Ang karagdagang pagtaas ng konsentrasyon ng surfactant ay hindi na magbabawas sa surface tension; sa halip, itataguyod nito ang patuloy na paglaki at pagdami ng mga micelle sa bulk phase.
Kapag ang mga molekula ng surfactant ay kumakalat sa isang solusyon at umabot sa isang partikular na limitasyon ng konsentrasyon, ang mga ito ay nag-uugnay mula sa mga indibidwal na monomer (mga ion o molekula) patungo sa mga colloidal aggregate na tinatawag na micelles. Ang transisyong ito ay nagpapalitaw ng mga biglaang pagbabago sa mga pisikal at kemikal na katangian ng solusyon, at ang konsentrasyon kung saan ito nangyayari ay ang CMC. Ang proseso ng pagbuo ng micelle ay tinutukoy bilang micellization.
Ang pagbuo ng mga micelle sa mga solusyon ng aqueous surfactant ay isang prosesong nakadepende sa konsentrasyon. Sa mga solusyong sobrang dilute, ang tubig at hangin ay halos direktang nagdidikit, kaya ang surface tension ay bahagyang bumababa lamang, na nananatiling malapit sa purong tubig, na may napakakaunting molekula ng surfactant na nakakalat sa bulk phase. Habang tumataas nang katamtaman ang konsentrasyon ng surfactant, ang mga molekula ay mabilis na naa-adsorb sa ibabaw ng tubig, na binabawasan ang contact area sa pagitan ng tubig at hangin at nagdudulot ng matinding pagbaba sa surface tension. Samantala, ang ilang molekula ng surfactant sa bulk phase ay nagsasama-sama kasama ang kanilang mga hydrophobic group na nakahanay, na bumubuo ng maliliit na micelle.
Habang patuloy na tumataas ang konsentrasyon at naaabot ng solusyon ang saturation adsorption, isang siksik na monomolecular film ang nabubuo sa ibabaw ng likido. Kapag naabot ng konsentrasyon ang CMC, ang surface tension ng solusyon ay umaabot sa pinakamababang halaga nito. Higit pa sa CMC, ang karagdagang pagtaas ng konsentrasyon ng surfactant ay halos hindi nakakaapekto sa surface tension; sa halip, pinapataas nito ang bilang at laki ng mga micelles sa bulk phase. Ang solusyon ay pinangungunahan ng mga micelles, na nagsisilbing microreactor sa synthesis ng mga nanopowder. Sa patuloy na pagtaas ng konsentrasyon, unti-unting lumilipat ang sistema sa isang liquid crystalline state.
Kapag ang konsentrasyon ng isang may tubig na solusyon ng surfactant ay umabot sa CMC, ang pagbuo ng mga micelles ay nagiging kitang-kita kasabay ng pagtaas ng konsentrasyon. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang inflection point sa surface tension vs. log concentration curve (γ–log c curve), kasama ang paglitaw ng mga di-ideal na pisikal at kemikal na katangian sa solusyon.
Ang mga ionic surfactant micelles ay may matataas na surface charges. Dahil sa electrostatic attraction, ang mga counterion ay naaakit sa surface ng micelle, na nagneneutralize sa bahagi ng mga positibo at negatibong charges. Gayunpaman, kapag ang mga micelles ay bumuo ng mga highly charged structures, ang retarding force ng ionic atmosphere na nabuo ng mga counterion ay tumataas nang malaki—isang katangian na maaaring gamitin upang ayusin ang dispersibility ng mga nanopowder. Dahil sa dalawang kadahilanang ito, ang katumbas na conductivity ng solusyon ay mabilis na bumababa kasabay ng pagtaas ng konsentrasyon na lampas sa CMC, na ginagawa ang puntong ito na isang maaasahang paraan para sa pagtukoy ng kritikal na konsentrasyon ng micelle ng mga surfactant.
Ang istruktura ng mga ionic surfactant micelles ay karaniwang spherical, na binubuo ng tatlong bahagi: isang core, isang shell, at isang diffuse electric double layer. Ang core ay binubuo ng mga hydrophobic hydrocarbon chain, katulad ng mga liquid hydrocarbon, na may diameter na humigit-kumulang 1 hanggang 2.8 nm. Ang mga methylene group (-CH₂-) na katabi ng mga polar head group ay nagtataglay ng partial polarity, na nagpapanatili ng ilang mga molekula ng tubig sa paligid ng core. Kaya, ang micelle core ay naglalaman ngisang malaking dami ng nakulong na tubig, at ang mga grupong -CH₂- na ito ay hindi ganap na isinama sa mala-likidong hydrocarbon core ngunit sa halip ay bumubuo ng bahagi ng non-liquid micelle shell.
Ang micelle shell ay kilala rin bilang micelle-water interface o surface phase. Hindi ito tumutukoy sa macroscopic interface sa pagitan ng mga micelle at tubig kundi sa rehiyon sa pagitan ng mga micelle at ng monomeric aqueous surfactant solution. Para sa mga ionic surfactant micelle, ang shell ay nabubuo ng pinakaloob na Stern layer (o fixed adsorption layer) ng electric double layer, na may kapal na humigit-kumulang 0.2 hanggang 0.3 nm. Ang shell ay naglalaman hindi lamang ng mga ionic head group ng mga surfactant at isang bahagi ng mga bound counterion kundi pati na rin ng isang hydration layer dahil sa hydration ng mga ion na ito. Ang micelle shell ay hindi isang makinis na ibabaw kundi isang "magaspang" na interface, resulta ng mga pagbabago-bago na dulot ng thermal motion ng mga surfactant monomer molecule.
Sa mga di-may tubig (nakabatay sa langis) na media, kung saan nangingibabaw ang mga molekula ng langis, ang mga hydrophilic na grupo ng mga surfactant ay nagsasama-sama papasok upang bumuo ng isang polar core, habang ang mga hydrophobic hydrocarbon chain ay bumubuo sa panlabas na shell ng micelle. Ang ganitong uri ng micelle ay may baligtad na istraktura kumpara sa mga kumbensyonal na aqueous micelles at samakatuwid ay tinatawag na reverse micelle; sa kabaligtaran, ang mga micelle na nabuo sa tubig ay tinatawag na normal micelles. Ipinapakita ng Figure 4 ang isang eskematikong modelo ng mga reverse micelles na nabuo ng mga surfactant sa mga di-may tubig na solusyon. Sa mga nakaraang taon, ang mga reverse micelles ay malawakang ginagamit sa synthesis at paghahanda ng mga nanoscale drug carrier, lalo na para sa encapsulation ng mga hydrophilic na gamot.
Oras ng pag-post: Disyembre 26, 2025