וויפיל ווייסט איר וועגן די נאַס מאַכן און סאָלוביליזירן ווירקונגען פון סורפאַקטאַנץ

נאַס מאַכן-עפעקט, פאָדערונג: HLB: 7-9

נאַס מאַכן ווערט דעפינירט ווי די דערשיינונג וואו דער גאַז וואָס איז אַדסאָרבירט אויף אַ האַרטער ייבערפלאַך ווערט פאַרטריבן דורך אַ פליסיקייט. סאַבסטאַנצן וואָס קענען פֿאַרבעסערן די פאַרטרייבונג קאַפּאַציטעט ווערן גערופן נאַסמאַגענץ. נאַס מאַכן ווערט בכלל קאַטעגאָריזירט אין דריי טיפּן: קאָנטאַקט נאַס מאַכן (אַדכעזיאָנעל נאַס מאַכן), אימערסיע נאַס מאַכן (אימערסיע נאַס מאַכן), און פאַרשפּרייטן נאַס מאַכן (פאַרשפּרייטן). צווישן די, פאַרשפּרייטן רעפּרעזענטירט דעם העכסטן סטאַנדאַרט פון נאַס מאַכן, און דער פאַרשפּרייטונג קאָעפיציענט ווערט אָפט געניצט ווי אַן אינדיקאַטאָר צו אָפּשאַצן די נאַס מאַכן פאָרשטעלונג צווישן פאַרשידענע סיסטעמען. אין דערצו, דער קאָנטאַקט ווינקל איז אויך אַ קריטעריאָן פֿאַר משפטן די קוואַליטעט פון נאַס מאַכן. סורפאַקטאַנץ קענען געניצט ווערן צו קאָנטראָלירן דעם גראַד פון נאַס מאַכן צווישן פליסיקע און האַרטע פאַזעס.

אין דער פּעסטאַציד אינדוסטריע, עטלעכע גראַניאַלער פאָרמולאַציעס און שטויבבאַרע פּודערס אַנטהאַלטן אויך אַ געוויסע מאָס סורפאַקטאַנץ. זייער ציל איז צו פֿאַרבעסערן די אַדכיזשאַן און דעפּאָזיציע מאָס פון די פּעסטאַציד אויף דער ציל ייבערפלאַך, פאַרגיכערן די מעלדונג קורס און יקספּאַנד די פאַרשפּרייטונג געגנט פון די אַקטיוו ינגרידיאַנץ אונטער פייַכט באדינגונגען, דערמיט פֿאַרבעסערן די עפעקטיווקייט פון קראַנקייט פאַרהיטונג און באַהאַנדלונג.

אין דער קאָסמעטיקס אינדוסטריע, סורפאַקטאַנץ אַקטן ווי עמולסיפיערס און זענען נייטיק קאָמפּאָנענטן אין הויט זאָרג פּראָדוקטן ווי קרעמען, לאָושאַנז, פּנים רייניגער און באַשטאַנד רעמאָווערס.

מיסעלעס און סאָלוביליזאַציע,באדערפענישן: C > CMC (HLB 13–18)

די מינימום קאָנצענטראַציע ביי וועלכער סורפאַקטאַנט מאַלעקולן פֿאַרבינדן זיך צו שאַפֿן מיצעלן. ווען די קאָנצענטראַציע איז העכער דעם CMC ווערט, אָרדענען זיך סורפאַקטאַנט מאַלעקולן אין סטרוקטורן ווי ספֿערישע, שטאַנג-ווי, לאַמעלאַרע, אָדער פּלאַטע-ווי קאָנפיגוראַציעס.

סאָלוביליזאַציע סיסטעמען זענען טערמאָדינאַמישע גלייכגעוויכט סיסטעמען. ווי נידעריקער די CMC און ווי העכער דער גראַד פון פֿאַראייניקונג, אַלץ גרעסער די מאַקסימום אַדאַטיוו קאַנסאַנטריישאַן (MAC). דער ווירקונג פון טעמפּעראַטור אויף סאָלוביליזאַציע איז רעפלעקטירט אין דריי אַספּעקטן: עס השפּעה אויף מיסעלע פאָרמירונג, די סאָלוביליטי פון סאָלוביליזאַטעס, און די סאָלוביליטי פון סורפאַקטאַנץ זיך. פֿאַר יאָנישע סורפאַקטאַנץ, זייער סאָלוביליטי וואַקסט שאַרף מיט רייזינג טעמפּעראַטור, און די טעמפּעראַטור ביי וואָס דעם פּלוצלינג פאַרגרעסערונג פּאַסירט ווערט גערופן דער קראַפֿט פּונקט. ווי העכער דער קראַפֿט פּונקט, אַלץ נידעריקער די קריטישע מיסעלע קאַנסאַנטריישאַן.

פֿאַר פּאָליאָקסיעטאַלין ניט-יאָנישע סורפאַקטאַנץ, ווען די טעמפּעראַטור שטייגט צו אַ געוויסן לעוועל, פאַלט זייער סאָלוביליטי שטאַרק און עס קומט פֿאָר אָפּזאַץ, וואָס פֿאַראורזאַכט אַז די לייזונג זאָל ווערן טרובע. די דערשיינונג איז באַקאַנט ווי פֿאַרנעפּלונג, און די קאָרעספּאָנדירנדיקע טעמפּעראַטור ווערט גערופֿן דער פֿאַרנעפּלונג פּונקט. פֿאַר סורפאַקטאַנץ מיט דער זעלבער פּאָליאָקסיעטאַלין קייט לענג, ווי לענגער די כיידראָקאַרבאָן קייט, אַלץ נידעריקער דער פֿאַרנעפּלונג פּונקט; פֿאַרקערט, מיט דער זעלבער כיידראָקאַרבאָן קייט לענג, ווי לענגער די פּאָליאָקסיעטאַלין קייט, אַלץ העכער דער פֿאַרנעפּלונג פּונקט.

נישט-פּאָלאַרע אָרגאַנישע סובסטאַנצן (למשל, בענזין) האָבן זייער נידעריקע סאָלוביליטי אין וואַסער. אָבער, צולייגן סורפאַקטאַנץ ווי נאַטריום אָלעאַט קען באַדייטנד פֿאַרבעסערן די סאָלוביליטי פון בענזין אין וואַסער - אַ פּראָצעס גערופן סאָלוביליזאַציע. סאָלוביליזאַציע איז אַנדערש פון געוויינטלעכער דיסאַלושאַן: די סאָלוביליזירטע בענזין איז נישט גלייַך דיספּערסט אין וואַסער מאַלעקולן אָבער טראַפּט אין די מיסעלעס געשאפן דורך אָלעאַט יאָנען. X-שטראַל דיפראַקשאַן שטודיעס האָבן באשטעטיקט אַז אַלע טייפּס פון מיסעלעס יקספּאַנד צו וועריינג דיגריז נאָך סאָלוביליזאַציע, בשעת די קאָליגאַטיווע פּראָפּערטיעס פון די קוילעלדיק לייזונג בלייבן לאַרגעלי אַנטשיינדזשד.

ווי די קאנצענטראציע פון ​​סורפאַקטאַנץ אין וואַסער וואַקסט, זאַמלען זיך סורפאַקטאַנט מאָלעקולן אויף דער פליסיקער ייבערפלאַך צו פאָרמירן אַ ענג פּאַקטע, אָריענטירטע מאָנאָמאָלעקולאַרע שיכט. איבעריקע מאָלעקולן אין דער גרויסער פאַזע זאַמלען זיך מיט זייערע הידראָפאָבישע גרופּעס וואָס קוקן אינעווייניק, און פאָרמירן מיסעלן. די מינימום קאָנצענטראַציע וואָס איז נויטיק צו אָנהייבן מיסעלן פאָרמירונג ווערט דעפינירט ווי די קריטישע מיסעלן קאָנצענטראַציע (CMC). ביי דער קאָנצענטראַציע ווייכט די לייזונג אָפּ פון אידעאַלן נאַטור, און אַ באַזונדערער בייגפונקט דערשיינט אויף דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קעגן קאָנצענטראַציע קורווע. ווייטערדיקע פאַרגרעסערונג פון דער סורפאַקטאַנט קאָנצענטראַציע וועט מער נישט רעדוצירן די ייבערפלאַך שפּאַנונג; אַנשטאָט, וועט עס פאָרדערן דעם קאָנטינויִערלעכן וואוקס און פאַרמערן פון מיסעלן אין דער גרויסער פאַזע.

ווען סורפאַקטאַנט מאַלעקולן צעשפּרייטן זיך אין אַ לייזונג און דערגרייכן אַ ספּעציפֿישן קאָנצענטראַציע שוועל, פֿאַרבינדן זיי זיך פֿון יחידישע מאָנאָמערן (יאָנען אָדער מאַלעקולן) אין קאָלאָידאַלע אַגגרעגאַטן גערופֿן מיצעלן. די איבערגאַנג טריגערט פּלוצעמדיקע ענדערונגען אין די לייזונג'ס פֿיזישע און כעמישע אייגנשאַפֿטן, און די קאָנצענטראַציע ביי וועלכער דאָס פּאַסירט איז די CMC. דער פּראָצעס פֿון מיצעלע פֿאָרמאַציע ווערט באַצייכנט ווי מיצעליזאַציע.

די פאָרמירונג פון מיצעלן אין וואַסעריקע סורפאַקטאַנט לייזונגען איז אַ קאָנצענטראַציע-אָפּהענגיקער פּראָצעס. אין גאָר פארדיןטע לייזונגען, זענען וואַסער און לופט כּמעט אין דירעקטן קאָנטאַקט, אַזוי די ייבערפלאַך שפּאַנונג פאַרקלענערט זיך בלויז אַ ביסל, בלייבט נאָענט צו יענער פון ריין וואַסער, מיט זייער ווייניק סורפאַקטאַנט מאָלעקולן צעשפּרייט אין דער גרויסער פאַזע. ווי די סורפאַקטאַנט קאָנצענטראַציע וואַקסט מיטלמעסיק, אַדסאָרבירן מאָלעקולן שנעל אויף די וואַסער ייבערפלאַך, וואָס פאַרקלענערט די קאָנטאַקט שטח צווישן וואַסער און לופט און פאַראורזאַכט אַ שאַרף פאַל אין ייבערפלאַך שפּאַנונג. דערווייל, פאַרבינדן זיך עטלעכע סורפאַקטאַנט מאָלעקולן אין דער גרויסער פאַזע מיט זייערע הידראָפאָבישע גרופּעס אויסגעשטעלט, פאָרמענדיק קליינע מיצעלן.

ווי די קאנצענטראציע גייט ווייטער ארויף און די לייזונג דערגרייכט זעטיקונג אדסארפציע, פארמירט זיך א געדיכט-געפאקטע מאנאמאלעקולארע פילם אויף דער פליסיקער ייבערפלאך. ווען די קאנצענטראציע דערגרייכט דעם CMC, דערגרייכט די ייבערפלאך שפּאַנונג פון דער לייזונג איר מינימום ווערט. ווייטער פון דעם CMC, ווייטערדיקע פארגרעסערונג פון דער סורפאַקטאַנט קאנצענטראציע באאיינפלוסט קוים די ייבערפלאך שפּאַנונג; אנשטאט, פארגרעסערט עס די צאָל און גרייס פון מיצעלן אין דער גרויסער פאַזע. די לייזונג ווערט דעמאָלט דאָמינירט דורך מיצעלן, וועלכע דינען ווי מיקראָרעאַקטאָרן אין דער סינטעז פון נאַנאָפּודערס. מיט ווייטערדיקער קאנצענטראציע פארגרעסערונג, גייט די סיסטעם ביסלעכווייַז איבער צו א פליסיקן קריסטאַלישן צושטאַנד.

ווען די קאנצענטראציע פון ​​א וואסעריגער סורפאַקטאנט לייזונג דערגרייכט דעם CMC, ווערט די פארמאציע פון ​​מיצעלן באמערקבאר מיט דער פארגרעסערונג פון קאנצענטראציע. דאס ווערט כאראקטעריזירט דורך אן אינפלעקציע פונקט אין דער אייבערפלאך שפּאַנונג קעגן לאָג קאנצענטראציע קורווע (γ–log c קורווע), צוזאמען מיטן אויפקומען פון נישט-אידעאלע פיזישע און כעמישע אייגנשאפטן אין דער לייזונג.

יאָנישע סורפאַקטאַנט מיצעלן טראָגן הויכע ייבערפלאַך טשאַרדזשעס. צוליב עלעקטראָסטאַטישער אַטראַקציע, ווערן קעגנ-יאָנען אָנגעצויגן צו דער מיצעלע ייבערפלאַך, נעוטראַליזירנדיק אַ טייל פון די פּאָזיטיווע און נעגאַטיווע טשאַרדזשעס. אָבער, אַמאָל די מיצעלן פֿאָרמען הויך טשאַרדזשד סטרוקטורן, וואַקסט די פאַרהאַלטנדיקע קראַפט פון דער יאָנישער אַטמאָספֿערע געפֿאָרעמט דורך קעגנ-יאָנען באַדייטנד - אַן אייגנשאַפֿט וואָס קען אויסגענוצט ווערן צו סטרויערן די דיספּערסאַביליטי פון נאַנאָפּודערס. פֿאַר די צוויי סיבות, די עקוויוואַלענט קאַנדאַקטיוויטי פון דער לייזונג פאַרקלענערט זיך שנעל מיט דער וואַקסנדיקער קאָנצענטראַציע ווייטער פון די CMC, מאַכנדיג דעם פּונקט אַ פאַרלאָזלעכן מעטאָד פֿאַר באַשטימען די קריטישע מיצעלע קאָנצענטראַציע פון ​​סורפאַקטאַנץ.

די סטרוקטור פון יאָנישע סורפאַקטאַנט מיצעלן איז טיפּיש ספעריש, באַשטייענדיק פון דריי טיילן: אַ קערן, אַ שאָל, און אַ דיפיוזד עלעקטריש טאָפּל שיכט. דער קערן איז צוזאַמענגעשטעלט פון הידראָפאָבישע כיידראָקאַרבאָן קייטן, ענלעך צו פליסיק כיידראָקאַרבאָנס, מיט אַ דיאַמעטער ריינדזשינג פון בעערעך 1 צו 2.8 נם. די מעטילען גרופּעס (-CH₂-) לעבן די פּאָלאַר קאָפּ גרופּעס פאַרמאָגן טיילווייז פּאָלאַריטעט, ריטשינג עטלעכע וואַסער מאַלעקולז אַרום די קערן. אַזוי, די מיצעל קערן כּוללא באַטייטיקע מאָס פון פֿאַרשפּאַרט וואַסער, און די -CH₂- גרופּעס זענען נישט פֿולשטענדיק אינטעגרירט אין דעם פֿליסיק-ווי הידראָקאַרבאָן קערן, נאָר זענען אַ טייל פֿון דער נישט-פֿליסיק מיצעלע שאָל.

די מיסעלע שאָל איז אויך באַקאַנט ווי די מיסעלע-וואַסער צובינד אָדער די ייבערפלאַך פאַזע. עס באַציט זיך נישט צו דער מאַקראָסקאָפּישער צובינד צווישן מיסעלעס און וואַסער, נאָר גאַנץ דעם ראַיאָן צווישן מיסעלעס און דער מאָנאָמערישער וואַסעריקער סורפאַקטאַנט לייזונג. פֿאַר יאָנישע סורפאַקטאַנט מיסעלעס, ווערט די שאָל געפֿאָרעמט דורך דער אינעווייניקסטער שטערן שיכט (אָדער פֿיקסירטער אַדסאָרפּציע שיכט) פֿון דער עלעקטרישער טאָפּלטער שיכט, מיט אַ גרעב פֿון בערך 0.2 ביז 0.3 נאַנאָמעטער. די שאָל כּולל נישט בלויז די יאָנישע קאָפּ גרופּעס פֿון סורפאַקטאַנץ און אַ טייל פֿון געבונדענע קעגניאָנען, נאָר אויך אַ כיידראַטאַציע שיכט צוליב דער כיידראַטאַציע פֿון די יאָנען. די מיסעלע שאָל איז נישט קיין גלאַטער ייבערפלאַך, נאָר גאַנץ אַ "רויער" צובינד, אַ רעזולטאַט פֿון פֿלוקטואַציעס פֿאַראורזאַכט דורך דער טערמישער באַוועגונג פֿון סורפאַקטאַנט מאָנאָמער מאָלעקולן.

אין נישט-וואַסעריקע (אויל-באַזירטע) מעדיע, וואו אויל מאָלעקולן דאָמינירן, זאַמלען זיך די הידראָפילישע גרופּעס פון סורפאַקטאַנץ צוזאַמען אינעווייניק צו פאָרמירן אַ פּאָלאַרן קערן, בשעת די הידראָפאָבישע כיידראָקאַרבאָן קייטן פאָרמירן די אויסערלעכע שאָל פון דער מיסעלע. די סארט מיסעלע האט אַ אומגעקערטע סטרוקטור קאַמפּערד צו קאַנווענשאַנעלע וואַסעריקע מיסעלעס און ווערט דעריבער גערופן אַ אומגעקערטע מיסעלע; אין קאַנטראַסט, מיסעלעס געשאפן אין וואַסער ווערן גערופן נאָרמאַלע מיסעלעס. פיגור 4 ווייזט אַ סכעמאַטיש מאָדעל פון אומגעקערטע מיסעלעס געשאפן דורך סורפאַקטאַנץ אין נישט-וואַסעריקע לייזונגען. אין די לעצטע יאָרן, זענען אומגעקערטע מיסעלעס וויידלי געניצט געוואָרן אין דער סינטעז און צוגרייטונג פון נאַנאָסקאַלע מעדיצין טרעגער, ספּעציעל פֿאַר דער איינקאַפּסולאַציע פון ​​הידראָפילישע דרוגס.