Năm chức năng chính của chất hoạt động bề mặt

1.Hiệu ứng nhũ hóa

Độ ái lực tổng thể của các nhóm ưa nước và ưa dầu trong phân tử chất hoạt động bề mặt đối với dầu hoặc nước. Dựa trên kinh nghiệm, phạm vi giá trị Cân bằng ưa nước-ưa dầu (HLB) của chất hoạt động bề mặt được giới hạn trong khoảng 0–40, trong khi đó đối với chất hoạt động bề mặt không ion, giá trị này nằm trong khoảng 0–20.

Công thức cộng hợp: HLB = (HLBa Wa + HLBb / Wb) / (Wa + Wb) Tính toán lý thuyết: HLB = ∑ (Giá trị HLB của nhóm ưa nước) + ∑ (Giá trị HLB của nhóm ưa dầu) - 7 HLB: 3-8 Chất nhũ hóa loại W/O: Tween; Giá trị HLB của xà phòng đơn hóa trị: 8-16 Chất nhũ hóa loại O/W: Span; Xà phòng lưỡng hóa trị.

Hệ phân tán thô được hình thành bằng cách phân tán một hoặc nhiều chất lỏng dưới dạng các giọt chất lỏng có đường kính lớn hơn 10⁻⁷ m trong một chất lỏng không hòa tan khác được gọi là nhũ tương. Cần phải thêm chất nhũ hóa để duy trì sự tồn tại ổn định của nó. Tùy thuộc vào cấu trúc của chất nhũ hóa, nó có thể tạo thành nhũ tương dầu trong nước (O/W) với nước là pha liên tục hoặc nhũ tương nước trong dầu (W/O) với dầu là pha liên tục. Đôi khi, cần phải thêm một loại chất hoạt động bề mặt khác để phá vỡ nhũ tương, được gọi là chất tách nhũ tương. Nó tách pha phân tán khỏi môi trường phân tán trong nhũ tương. Ví dụ, chất tách nhũ tương được thêm vào dầu thô để tách dầu khỏi nước.

2. Hiệu ứng tạo bọt và khử bọt

Chất hoạt động bề mặt cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm. Trong các chế phẩm dược phẩm, nhiều loại thuốc không tan trong nước như một số loại tinh dầu dễ bay hơi, cellulose tan trong chất béo và hormone steroid có thể tạo thành dung dịch trong suốt và tăng nồng độ nhờ tác dụng hòa tan của chất hoạt động bề mặt. Trong quá trình bào chế dược phẩm, chất hoạt động bề mặt đóng vai trò không thể thiếu như chất nhũ hóa, chất làm ướt, chất tạo huyền phù, chất tạo bọt và chất khử bọt. "Bọt" được định nghĩa là một chất khí được bao bọc bởi một lớp màng chất lỏng. Một số chất hoạt động bề mặt có thể tạo thành màng có độ bền nhất định khi trộn với nước, giữ lại không khí để tạo ra bọt; những chất hoạt động bề mặt này được gọi là chất tạo bọt và được ứng dụng trong tuyển nổi bọt, chữa cháy bằng bọt và làm sạch & tẩy vết bẩn. Ngược lại, chất khử bọt cũng cần thiết trong một số trường hợp: ví dụ, bọt quá mức được tạo ra trong quá trình sản xuất đường và chế biến thuốc Đông y, vì vậy cần thêm chất hoạt động bề mặt thích hợp để giảm độ bền của màng chất lỏng, loại bỏ bọt và ngăn ngừa tai nạn.

3. Hiệu ứng treo

Trong ngành công nghiệp thuốc trừ sâu,Một lượng chất hoạt động bề mặt nhất định là cần thiết cho các loại bột hòa tan, chất cô đặc nhũ hóa và nhũ tương đậm đặc. Ví dụ, các hoạt chất trong bột hòa tan chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có tính kỵ nước. Chỉ khi có mặt các chất hoạt động bề mặt, giúp giảm sức căng bề mặt của nước, thì các hạt thuốc trừ sâu mới có thể được làm ướt bởi nước và tạo thành huyền phù trong nước.

Việc sử dụng chất hoạt động bề mặt trong tuyển nổi quặng dựa trên hiệu ứng hỗ trợ tuyển nổi. Hỗn hợp quặng được khuấy đều trong khi không khí được thổi từ đáy bể; các bọt khí mang theo các hạt quặng có hiệu quả sẽ tập trung trên bề mặt. Những bọt khí này được thu gom, và bọt khí được phá vỡ và cô đặc để đạt được mục đích làm giàu quặng. Bùn và đá không chứa quặng sẽ ở lại đáy bể và được loại bỏ thường xuyên. Khi 5% bề mặt hạt quặng được bao phủ bởi chất thu gom, bề mặt trở nên kỵ nước, khiến các hạt quặng bám vào bọt khí và nổi lên bề mặt chất lỏng để dễ dàng thu gom. Cần lựa chọn các chất thu gom phù hợp sao cho các nhóm ưa nước của chúng chỉ được hấp phụ trên bề mặt hạt quặng, còn các nhóm kỵ nước hướng về phía nước.

4. Khử trùng và tiệt trùng

Trong ngành dược phẩm, chúng có thể được sử dụng làm chất diệt nấm và chất khử trùng. Tác dụng diệt khuẩn và khử trùng của chúng là do tương tác mạnh với các protein trong màng sinh học vi khuẩn, làm biến tính hoặc vô hiệu hóa các protein này. Các chất khử trùng này có độ hòa tan tương đối cao trong nước. Tùy thuộc vào nồng độ sử dụng, chúng có thể được ứng dụng để khử trùng da trước phẫu thuật, khử trùng vết thương hoặc niêm mạc, khử trùng dụng cụ và khử trùng môi trường.

5. Chất tẩy rửa và hiệu quả làm sạch

Loại bỏ vết bẩn dầu mỡ là một quá trình tương đối phức tạp, liên quan đến các chức năng đã đề cập ở trên như làm ướt và tạo bọt. Chất tẩy rửa thường cần thêm nhiều thành phần phụ trợ để tăng cường hiệu quả làm ướt trên các vật cần làm sạch, đồng thời có các chức năng như tạo bọt, làm trắng và chiếm bề mặt đã được làm sạch để ngăn ngừa tái nhiễm bẩn. Trong đó, quá trình khử trùng của chất hoạt động bề mặt, thành phần chính, như sau: nước có sức căng bề mặt cao và khả năng làm ướt kém đối với vết dầu mỡ, khiến việc giặt sạch vết dầu mỡ trở nên khó khăn. Sau khi thêm chất hoạt động bề mặt, các nhóm kỵ nước hướng về bề mặt vải và hấp phụ lên vết bẩn, khiến vết bẩn dần dần bong ra khỏi bề mặt. Vết bẩn được lơ lửng trong nước hoặc nổi lên bề mặt cùng với bọt và sau đó được loại bỏ, và bề mặt sạch được chiếm bởi các phân tử chất hoạt động bề mặt. Cuối cùng, cần lưu ý rằng chức năng của chất hoạt động bề mặt không chỉ do một khía cạnh vai trò của chúng; trong nhiều trường hợp, đó là kết quả của sự tác động kết hợp của nhiều yếu tố. Ví dụ, trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, chúng có thể được sử dụng làm chất trợ nấu, chất tẩy mực giấy thải, chất hồ giấy, chất kiểm soát lớp màng nhựa, chất khử bọt, chất làm mềm, chất chống tĩnh điện, chất ức chế cáu cặn, chất làm mềm, chất tẩy dầu mỡ, chất diệt khuẩn và diệt tảo, chất ức chế ăn mòn, v.v.