אַפּליקאַציע פון ​​סורפאַקטאַנץ אין שאָסיי אינזשעניריע

סורפאַקטאַנץ (אויך באַקאַנט ווי ייבערפלאַך-אַקטיווע סאַבסטאַנצן) זענען נייטיקע כעמישע הילפסשטאָפן אין דער אַנטוויקלונג פון אינדוסטריע און לאַנדווירטשאַפט, מיטן פֿאָרטייל צו דערגרייכן באַדייטנדיקע רעזולטאַטן מיט קליינע דאָזעס. ספּעציעל נאָך דער צווייטער וועלט מלחמה, מיט דער אַנטוויקלונג פון דער פּעטראָכעמישער אינדוסטריע, האָט די שנעל אויפֿקומענדיקע סינטעטישע סורפאַקטאַנט אינדוסטריע ווייטער פּראָמאָטירט די אַפּליקאַציע פון ​​סורפאַקטאַנץ אין פֿאַרשידענע פֿעלדער, ווי פּעטראָלעום, טעקסטילן, פּעסטאַסיידז, מעדיצינישע באַהאַנדלונג, מעטאַלורגיע, מינערייַ, מאַשינערי, קאַנסטרוקציע, וועגן, אַוויאַציע, עסן, סביבה שוץ, וואַשן און פֿאַרבן, אאז"וו. דער אַרטיקל וועט זיך קאָנצענטרירן אויף דער אײַנפֿיר פון סורפאַקטאַנץ ווי אַספֿאַלט עמולסיפֿיערס אין שאָסיי אינזשעניריע.

1. דעפֿיניציע פֿוןסורפאַקטאַנץ

מענטשן האבן געפונען אין לאנג-טערמין פראדוקציע פראקטיק אז לייזונגען פון געוויסע סובסטאנצן קענען באדייטנד ענדערן די אייבערפלאך אייגנשאפטן פון סאלווענטן אפילו ביי זייער נידעריגע קאנצענטראציעס, מאכנדיג זיי פאסיג פאר געוויסע פראדוקציע באדערפענישן, ווי למשל רעדוצירן די אייבערפלאך שפּאַנונג אדער אינטערפיישאַל שפּאַנונג פון די סאלווענט, פארגרעסערן נאַסקייט, דעטערדזשענסי, עמולסיפיצירן און שוים אייגנשאפטן, א.א.וו. זייף, וואס ווערט אפט גענוצט אין טעגליכן לעבן, איז אזא סובסטאנץ. א באמערקבארע אייגנשאפט פון סובסטאנצן ווי זייף איז אז צולייגן א קליינע מאס צו וואסער קען שטארק רעדוצירן די אייבערפלאך שפּאַנונג פון וואסער.

מיטן פארשריט פון וויסנשאפט און טעכנאָלאָגיע און דער אַנטוויקלונג פון פּראָדוקציע, האָבן מענטשן דורכגעפירט טיפע פאָרשונגען וועגן די אייגנשאַפטן און פונקציעס פון אַזעלכע סובסטאַנצן און האָבן געגעבן אַ רעלאַטיוו פּינקטלעכע דעפֿיניציע פון ​​סורפאַקטאַנץ. דאָס הייסט, אַ סורפאַקטאַנט איז אַ כעמישע סובסטאַנץ וואָס קען באַדייטנד רעדוצירן די ייבערפלאַך שפּאַנונג (אָדער פליסיק-פליסיק אינטערפֿאַסיאַל שפּאַנונג) פון אַ סאָלווענט (געוויינטלעך וואַסער) ביי זייער נידעריקע קאָנצענטראַציעס, ענדערן דעם ייבערפלאַך צושטאַנד פון דער סיסטעם, דערמיט פּראָדוצירנדיק אַ סעריע פון ​​עפֿעקטן ווי נאַס מאַכן און אַנטי-נאַס מאַכן, עמולסיפיקאַציע און דעמולסיפיקאַציע, דיספּערסיע און קאָאַגולאַציע, שוימונג און דעשוימונג, און סאָלוביליזאַציע.

2. סטרוקטורעלע קעראַקטעריסטיקס פון סורפאַקטאַנץ

סורפאַקטאַנט מאַלעקולן באַשטייען פון צוויי טיילן מיט גאָר אַנדערע אייגנשאַפטן: איין טייל איז די ליפּאָפילישע גרופּע (אויך באַקאַנט ווי די הידראָפאָבישע גרופּע) וואָס האט אַן אַפיניטי פֿאַר אויל, און דער אַנדערער טייל איז די הידראָפילישע גרופּע (אויך באַקאַנט ווי די אָלעאָפאָבישע גרופּע) וואָס האט אַן אַפיניטי פֿאַר וואַסער. די סטרוקטורעלע כאַראַקטעריסטיק פון סורפאַקטאַנץ פאַראורזאַכט, ווען זיי צעלאָזן זיך אין וואַסער, אַז די הידראָפילישע גרופּעס זאָלן ווערן אָנגעצויגן דורך וואַסער מאַלעקולן, בשעת די ליפּאָפילישע גרופּעס ווערן אָפּגעשטויסן דורך וואַסער מאַלעקולן. כּדי צו איבערקומען דעם נישט-סטאַבילן צושטאַנד, מוזן זיי פֿאַרנעמען די ייבערפלאַך פון דער פליסיקייט, מיט די ליפּאָפילישע גרופּעס וואָס ציען זיך אין דער אַטמאָספֿערע און די הידראָפילישע גרופּעס וואָס ציען זיך אין וואַסער.

כאָטש די סטרוקטורעלע כאַראַקטעריסטיק פון סורפאַקטאַנט מאַלעקולן איז אַז זיי זענען אַמפיפילישע מאַלעקולן, נישט אַלע אַמפיפילישע מאַלעקולן זענען סורפאַקטאַנץ. נאָר אַמפיפילישע סאַבסטאַנסן מיט אַ גענוג לאַנג ליפּאָפילישן טייל זענען סורפאַקטאַנץ.

למשל, אין דער סעריע פון ​​פעטי זויער נאטריום זאלצן, פארבינדונגען מיט א קליינער צאל קוילן-שטאף אטאמען (ווי נאטריום פארמאט, נאטריום אצעטאט, נאטריום פראפיאנאט, נאטריום בוטיראט, אא"וו) האבן אלע ליפאפילישע און הידראפילישע גרופעס און פארמאגן אויבערפלאך טעטיקייט, אבער זיי פונקציאנירן נישט ווי זייף און דעריבער קענען זיי נישט גערופן ווערן סורפאַקטאנטן. נאר ווען די צאל קוילן-שטאף אטאמען וואקסט צו א געוויסן גראד, ווייזן נאטריום פעטי זויערן קלארע אויבערפלאך טעטיקייט און פארמאגן די אלגעמיינע אייגנשאפטן פון זייף. רוב נאטירלעכע כייַע און פלאנץ אוילן און פעטן זענען פעטי זויער עסטערס וואס אנטהאלטן 10 ביז 18 קוילן-שטאף אטאמען. אויב די זויערן ווערן קאמבינירט מיט א הידראפילישע גרופע, וועלן זיי ווערן סורפאַקטאנטן מיט א געוויסן גראד פון ליפאפיליציטעט און הידראפיליציטעט, און האבן גוטע לייזלעכקייט.

3. אַפּליקאַציע פון ​​סורפאַקטאַנץ איןשאָסיי אינזשעניריע

3.1.סורפאַקטאַנץ אוןאַספֿאַלט עמולסיפֿיערס

אספֿאַלט עמולסיפֿיער איז אַ טיפּ סורפֿאַקטאַנט. עמולסיפֿיערס און דיטערדזשענטן טיילן אייגנשאַפֿטן ווי אַדסאָרפּטיוויטי, אָריענטאַציע, די מעגלעכקייט צו פֿאָרמירן קאָלאָידאַל יאָנען, און די מעגלעכקייט צו רעדוצירן אינטערפֿאַסיאַל שפּאַנונג. אָבער, ווי אַן עמולסיפֿיער, דאַרף עס אויך האָבן פֿילם-פֿאָרמענדיקע אייגנשאַפֿטן. ספּעציעל פֿאַר אספֿאַלט עמולסיפֿיערס, דאַרפֿן זיי האָבן אַלקאַנען מיט אַ פּאַסיקער קאַרבאָן קייט צו בעסער עמולסיפֿיצירן מיט אספֿאַלט.

3.2.קלאַסיפיקאַציע פון ​​אַספֿאַלט עמולסיפֿיערס

עמולסיפיערס ווערן קלאסיפיצירט אין יאנישע און נישט-יאנישע טיפן באזירט אויף צי די הידראָפילישע גרופעס פון די עמולסיפיער מאלעקולן טראגן לאדונגען ווען די עמולסיפיערס ווערן אויפגעלייזט אין וואסער. יאנישע עמולסיפיערס ווערן ווייטער צעטיילט אין קאטיאניש, אניאניש, און אמפאָטעריש יאניש טיפן צוליב די אונטערשיידן אין די לאדונגען וואס זייערע הידראָפילישע גרופעס טראגן נאך ייאניזאציע אין וואסער.

אַניאָנישע אַספֿאַלט עמולסיפֿיער רוי מאַטעריאַלן זענען ביליק און לייכט צוטריטלעך, און דער פּראָדוקציע פּראָצעס איז פּשוט. דעריבער, דער ערשטער פּראָדוצירטער עמולסיפֿיצירטער אַספֿאַלט איז געווען אַניאָנישע עמולסיפֿיצירטע אַספֿאַלט, וואָס איז בכלל פֿון דעם מיטל-שטאַרקן טיפּ, און עס זענען אויך עטלעכע לאַנגזאַם-שטאַרקע טיפּן. עס קען ווערן גענוצט פֿאַר שלייַם פֿאַרזיגלונג, דורכדרינגונג, ייבערפֿלאַך באַהאַנדלונג, אאַז"וו. כאָטש אַניאָנישע עמולסיפֿיערס האָבן פּרייַז אַדוואַנטאַגעס, האָבן זיי אַ גרויסע השפּעה אויף די אָריגינעלע אייגנשאַפֿטן פֿון אַספֿאַלט, און פֿיל פּראָבלעמען פּאַסירן בעת ​​דעם קאָנסטרוקציע פּראָצעס. דעריבער, ווען מען אַפּליצירט זיי, איז עס נייטיק צו באַטראַכטן די קאָמפּרעהענסיווע ווירקונגען פֿון קאָסטן, קאָנסטרוקציע ווירקונג און קאָנסטרוקציע קוואַליטעט.

Cאַטיאָנישע עמולסיפיערaכאָטש עס האָט זיך אַנטוויקלט רעלאַטיוו שפּעט, האָט פּראַקטיק געוויזן אַז עס האָט אַ בעסערע אַדכיזשאַן צו פֿאַרשידענע מינעראַלע מאַטעריאַלן, מיט אַ שנעלער פֿאָרמירונג־גיכקייט, הויכער פֿרי־שטאַרקייט, און אַ נידעריקע דאָזע. עס גיט נישט נאָר שפּיל צו די מעלות פֿון אַניאָנישע עמולסיפֿיערס, נאָר עס מאַכט אויך אויס זייערע חסרונות, און אַזוי ציט עס אַ סך אויפֿמערקזאַמקייט זינט זיין אַנטוויקלונג. קאַטיאָנישע אַספֿאַלט עמולסיפֿיערס האָבן אַ ברייטע פֿאַרשיידנקייט פֿון טיפּן און פֿאַרשידענע קלאַסיפֿיקאַציע־מעטאָדן. זיי ווערן געוויינטלעך קלאַסיפֿיצירט לויט זייערע כעמישע סטרוקטורן, און די געוויינטלעכע אַרייַננעמען הויפּטזעכלעך אַלקיל־אַמינען, קוואַטערנערע אייַזן־זאַלצן, ליגנין־אַמינען, ימידאַזאָלינען, אאַז"וו.

צווייטעריאָנישע עמולסיפיער מאַלעקולן אַנטהאַלטן ביידע זויערע און באַזישע גרופּעס, און זיי שאַפֿן לייכט "אינעווייניקסטע זאַלץ". א כאַראַקטעריסטיק פון וואַסעריקע לייזונגען פון צווייטעריאָנישע עמולסיפיערס איז אַז זייער עלעקטרישע לאָדונג ענדערט זיך מיט וועריאַציעס אין pH ווערט. זיי האָבן אַ שטאַרקע קאַלסיום דיספּערסיאָן פיייקייט אין שווער וואַסער און גוטע קאָמפּאַטאַביליטי מיט אַנדערע טייפּס פון עמולסיפיערס, אָבער זייער פּרייַז איז לעפיערעך הויך.

רובֿ נישט-יאָנישע עמולסיפיערס ווערן באַקומען דורך דער רעאַקציע פֿון עטאַלין אָקסייד מיט פֿאַרבינדונגען וואָס אַנטהאַלטן אַקטיוון וואַסערשטאָף (אַזאַ ווי פֿענאָלן, אַלקאָהאָלן, קאַרבאָקסיל זויערן, אַמינען, אאַז"וו). זייער אַקטיוויטעט איז פֿאַרבונדן ניט בלויז מיט די הידראָפֿאָבישע אַלקיל גרופּעס, נאָר אויך מיט דער לענג פֿון די פּאָליאָקסיעטאַלין קייטן. זיי האָבן אַ הויכע ייבערפֿלאַך אַקטיוויטעט, סטאַביליטעט, און גוטע עמולסיפֿיצירנדיקע פֿעיִקייט, ווײַזן גוטע קאָמפּאַטאַביליטי מיט אַנדערע עמולסיפיערס און זייערע אַדיטיוון, און האָבן אַ געוויסע כעלאַטינג ווירקונג אויף מעטאַל יאָנען. זייער אַקטיוויטעט איז אומאָפּהענגיק פֿון דעם pH ווערט פֿון דער לייזונג, און די עמולסיע וואָס ווערט געשאַפֿן בײַ דער פֿאַזע אינווערסיע טעמפּעראַטור (PIT) איז די מערסט סטאַביל.

3.3.דער אַרבעט פּרינציפּ פון אַספֿאַלט עמולסיפֿיערס

ווען די קאנצענטראציע פון ​​דעם עמולסיפיער איז גאר נידעריג, זענען דא זייער ווייניג עמולסיפיער מאלעקולן. ביים גרענעץ צווישן לופט און וואסער איז עס אוממעגלעך פאר א גרויסע צאל עמולסיפיער מאלעקולן זיך צו אקומולירן. אויף דער אויבערפלאך איז עס כמעט נאך אין דירעקטן קאנטאקט מיט לופט און וואסער, און די אויבערפלאך שפּאַנונג בלייבט כמעט אומגעביטן, נאך אלץ נאנט צו דער אויבערפלאך שפּאַנונג פון ריין וואסער.

ווען די קאנצענטראציע פון ​​דעם עמולסיפיער וואקסט צוגעפאסט, זאמלען זיך די עמולסיפיער מאלעקולן שנעל אויף דער וואסער-איבערפלאך, פארקלענערנדיק דעם קאנטאקט-שטח צווישן לופט און וואסער, דערמיט פאראורזאכנדיג אז די איבערפלאך-שפאנונג זאל שנעל פאלן.

ווען די קאנצענטראציע פון ​​דעם עמולסיפיער וואקסט ווייטער און דערגרייכט א געוויסן ווערט, זאמלען זיך א גרויסע צאל עמולסיפיער מאלעקולן אויף דער ייבערפלאך פון דער וואסעריגער לייזונג, און שאפן א מאנאמאלעקולארן פילם וואס באדעקט די ייבערפלאך פון דער לייזונג, וואס איזאלירט אינגאנצן די וואסעריגע לייזונג פון דער לופט און סטאביליזירט די ייבערפלאך שפּאַנונג. אויב די קאנצענטראציע פון ​​דעם עמולסיפיער ווערט אביסל ווייטער געוואקסן, קענען די עמולסיפיער מאלעקולן זיך מער נישט זאמלען אויף דער וואסער ייבערפלאך, נאר זיך אליין צוזאמענשטעלן אין מיצעלן אדער מיצעלער אגראגאטן מיט די ליפאפילישע גרופעס וואס ווייזן אריין און די הידראפילישע גרופעס וואס ווייזן ארויס. די מינימום קאנצענטראציע ביי וועלכער מיצעלן אדער מיצעלער אגראגאטן גייען זיך באלד אנהייבן שאפן ווערט געווענליך גערופן די קריטישע מיצעלע קאנצענטראציע (CMC).

נאכדעם וואס מען דערגרייכט די קריטישע מיצעלע קאנצענטראציע, אויב די קאנצענטראציע פון ​​דעם עמולסיפיער גייט ווייטער וואקסן, וועט די אויבערפלאך שפּאַנונג מער נישט פֿאַרמינערן. ווייל א מאָנאָמאָלעקולאַרער פֿילם האט זיך שוין געשאַפֿן אויף דער אויבערפלאך, טענדירן די עמולסיפיער מאָלעקולן צו פֿאַרשמעלצן זיך און זיך באַוועגן נענטער צוזאַמען, ווייטער צו צוזאַמענשטעלן אין מיצעלן, דערמיט פֿאַראורזאַכט די צאָל מיצעלן אין דער עמולסיע צו וואַקסן קעסיידער.

די עמולסיפֿיקאַציע פֿון אַספֿאַלט איז אַ וויכטיקער אַספּעקט פֿון דער עמולסיפֿיקאַציע־אַקציע. נאָכן צולייגן אַן עמולסיפֿיער צו אַן אויל־וואַסער־לייזונג, שטעלן זיך די צוויי גרופּעס פֿונעם עמולסיפֿיער אויף אַ ריכטונגספֿעיִקן אופֿן, פֿאַרבינדנדיק די צוויי אינטערפֿעסן פֿון אויל און וואַסער, און דערמיט פֿאַרהיטן זיי פֿון אָפּשטויסן זיך איינער דעם אַנדערן. נאָכן מישן און צעשפּרייטן, קען אַספֿאַלט זיך סטאַביל צעשפּרייטן אין וואַסער אין דער פֿאָרעם פֿון פֿײַנע פּאַרטיקלעך.

מסקנא

נעמענדיג אספֿאַלט עמולסיפֿיערס ווי אַ בייַשפּיל, גיט דער אַרטיקל אַ קאָמפּרעהענסיווע הקדמה און אַנאַליז פון די סטרוקטורעלע כאַראַקטעריסטיקס, אַרבעט פּרינציפּן, און אַפּליקאַציע סטאַטוס פון סורפאַקטאַנץ. סורפאַקטאַנץ קענען עפֿעקטיוו רעדוצירן די ייבערפלאַך שפּאַנונג פון וואַסער, שטאַרק אַדסאָרבירן סורפאַקטאַנט מאַלאַקיולן אויף פֿאַרשידענע אַנדערע אינטערפֿייסן, און אָפֿט האָבן אַ געוויסע גראַד פון ריכטונגס-אַדסאָרפּציע. עס איז די ריכטונגס-אַדסאָרפּציע וואָס דערמעגלעכט סורפאַקטאַנץ צו האָבן קייפל פֿונקציעס אַזאַ ווי עמולסיפֿיקאַציע, דעמולסיפֿיקאַציע, שוים, דיספּערזיע, קאָאַגולאַציע, און נאַס מאַכן. אספֿאַלט עמולסיפֿיערס אַרבעטן דורך נוצן די עמולסיפֿיצירנדיקע ווירקונג פון סורפאַקטאַנץ. צי פֿון דער פּערספּעקטיוו פון עקאָנאָמישער פאָרשטעלונג אָדער סביבה שוץ, קאַלטע קאַנסטראַקשאַן איז געבונדן צו זיין אַ וויכטיקע גאַנג אין דער אַנטוויקלונג פון שאָסיי אינזשעניריע אין די 21סטן יאָרהונדערט, און עמולסיפֿיערס זענען די האַרץ פון דעם טעכנאָלאָגיע. די פאָרשונג און פֿאַרבעסערונג פון עמולסיפֿיער פאָרשטעלונג וועט זיכער האָבן אַ טיפֿן השפּעה אויף קאַלטע קאַנסטראַקשאַן.