די גרעסטע אַפּליקאַציע פון ​​סורפאַקטאַנץ אין דער לובריקאַנט אינדוסטריע

די סטרוקטור פוןסורפאַקטאַנץאיז גאַנץ פּשוט: איין עק איז הידראָפיליש (וואַסער־ליבע) און די אנדערע ליפאָפיליק (אויל־ליבע). יעדער עק בינדט זיך צו זיין ריספּעקטיוו קאַונטערפּאַרט, וואַסער און בוימל. די סורפאַקטאַנט מאַלעקולן זאַמלען זיך ביים בוימל.־וואַסער אינטערפאַס, און דאָס פאָרמירט די גרונט סעטאַפּ. עמולסיפיקאַציע איז בלויז איינער פון די פונקציעס פון סורפאַקטאַנץ, אָבער עס איז די מערסט וויידלי געניצט־געניצטע פונקציע אין אונדזער אינדוסטריע. עס ווערט בעיקר גענוצט פארן מישן וואסער־געבארענע אָילס, אַזאַ ווי עמולסיפיעד אָילס און וואַסער־אנטהאלטנדיק פייער־קעגנשטעליקע הידראַולישע פלוידס. אין פאַקט, אָבער, עמולסיפיערס געפֿינען גאָר ברייטע אַפּליקאַציעס אין טעגלעך־לעבן פּראָדוקטן אַרייַנגערעכנט מילך, אייז־קרעם און שאַמפּו, וועלכע אַלע אַנטהאַלטן עמולסיפיערס אין פֿאַרשידענע גראַדן.

צוליב דעם פּשוטן מאָלעקולאַרן אַרכיטעקטור, ווײַזן אַ סך סובסטאַנצן אויף עמולסיפיצירנדיקע אייגנשאַפטן, וואָס מאַכט די אויסוואַל פון עמולסיפיערס גאַנץ נואַנסירט. מען קען זאָגן אַז אָן אַ גוטן פֿאַרשטאַנד פֿון עמולסיפיערס, קען מען קוים אַנטוויקלען קוואַליפֿיצירטע וואַסער-פּראָדוקטן.־באַזירטע לובריקאַנט פּראָדוקטן. עס איז אַלגעמיין באַקאַנט אַז אויל און וואַסער זענען נישט מישן זיך. עמולסיפיערס זענען דעריבער נויטיק צו זיי צוזאַמענברענגען. אין דעם געצוואונגענעם קאָמבינאַציע, וועט איין פאַזע זיך טראַנספאָרמירן אין קליינע פליסיקע טראָפּלעך, בשעת די אַנדערע פליסיקייט וועט גאָר אַרומנעמען די טראָפּלעך. דאָס גיט אָנהייב צו די קאָנצעפּטן פון קאָנטינויִערלעכער פאַזע און צעשפּרייטער פאַזע: איין פאַזע ווערט צעבראָכן אין נישט-קאָנטינויִערלעכע טראָפּלעך און די אַנדערע פאָרמירט אַן אומגעשטערטן קאָנטינויִערלעכן מעדיום. מאַקראָסקאָפּיש, פּראָדוצירט דאָס אָדער וואַסער־in־אויל (W/O) אדער אויל־in־וואַסער (O/W) עמולסיעס. דאָס דעקט די הויפּט פּרינציפּן פון עמולסיפיערס.

ווען אַעמולסיפיערווערט אריינגעפירט אין אן אוממישבארן אויל־וואַסער סיסטעם, נייע צעשפּרייטונג באדינגונגען ווערן באשאפן צו מישן די צוויי פאַזעס. דאָס איז נישט אמתע צעשפּרייטונג אין דעם זינען פון זאַלץ וואָס צעשמעלצט זיך אין וואַסער. אַנשטאָט, איין פאַזע איז כאָומאַדזשיניאַסלי צעשפּרייט ווי פיינע טראָפּלעך אין דער אַנדערער פאַזע. אויב די עקסטערנע באדינגונגען טוישן זיך, וועלן אויל און וואַסער זיך ווידער צעשיידן, וואָס ווייזט אויף שלעכטע עמולסיפיקאַציע אָדער נישט גענוגיקע עמולסיפֿיקאַציע סטאַביליטעט. געוויסע צוגעבן קענען צעשטערן דעם אויל.־וואַסער גלייכגעוויכט און אַרויסרופן אַ פולשטענדיקע פאַזע צעשיידונג; אַזעלכע סאַבסטאַנצן אַרבעטן קעגן עמולסיפיערס און זענען באַקאַנט ווי דעמולסיפיערס.

אן עמולסיע איז אין עיקר א דיספערסיע סיסטעם. צוליב דיספערירטע־פאַזע טראָפּלעך און אונטערשיידן אין רעפראַקטיוו אינדעקס צווישן פאַזעס, אינצידענטע ליכט גייט דורך רעפלעקציע, צעשפּרייטונג און טראַנסמיסיע אויף טראָפּלעך ייבערפלאַכן. טיפּישע עמולסיע טראָפּלעך גרייסן גייען פון 0.1μמעטער ביז 10μמ, בשעת זיכטבאר־ליכט כוואַליע לענגטס פאַלן צווישן 0.4μמ און 0.6μשטאַרקע רעפלעקציע פּאַסירט, וואָס גיט עמולסיעס זייער כאַראַקטעריסטיש מילכיק־ווייסע אויסזען. ווען טראָפּן דיאַמעטערס זענען צווישן 0.05μמעטער ביז 0.1μמ (עטוואס קלענער ווי קענטיק־ליכט כוואַליע לענג), ליכט צעשפּרייטונג נעמט אָרט און די סיסטעם דערשיינט טראַנסלוסאַנט. ביי טראָפּן גרייסן אונטער 0.05μמ (פיל קלענער ווי קענטיק־ליכט כוואַליע לענג), ליכט טראַנסמיסיע דאָמינירט און די סיסטעם ווערט טראַנספּאַרענט. סיסטעמען מיט טראָפּן גרייסן אונטער 0.1μמ וואָס דערשייַנען דורכזיכטיק אָדער טראַנספּאַרענט ווערן דעפינירט ווי מיקראָעמולסיעס, וועמענס אייגנשאַפטן אַנדערשן זיך באַטייטיק פון קאַנווענשאַנאַל מאַקראָעמולסיעס. א מיקראָעמולסיעס איז נאָך אַלץ אַן עמולסיעס, נאָר מיט פיל פיינער צעשפּרייטע מאַטעריאַלן.־פאַזע טראָפּלעך. איר פאָרמירונג פארלאנגט נישט נאָר עמולסיפיערס, נאָר אויך קאָ־עמולסיפיערס. דאָס ווייזט אַז עמולסיפיקאַציע־געטריבן"אויפֿלעזונג"עס קומט אין עיקר אראפ צו קאנטראלירן די פארטיקל גרייס פון דער צעשפרייטער פאזע.

עמולסיפיער פאָרשטעלונג איז אָפּהענגיק פֿון אַ דעליקאַטן באַלאַנס. אירע הידראָפילישע און ליפּאָפילישע קאַפּאַציטעטן שאַפֿן אַ זעזאָ-עפֿעקט. למשל, נידעריק־קוילן אַלקאָהאָלן ווייַזן שטאַרק הידראָפיליסיטי און צעלאָזן זיך אין וואַסער מיט אַ מינימאַלער אָיל אַפיניטי. פאַרקערט, איבערגעטריבן ליפּאָפילישע סאַבסטאַנסן פאַרלאָזן צו ינטעראַקט מיט וואַסער און ווייַזן אָיל.־אויפלעזלעכע אויפפירונג. אפילו כאָטש פילע סובסטאַנצן טראָגן ביידע הידראָפילישע און ליפּאָפילישע מאָיעטיס, קענען זיי נישט קלאַסיפיצירט ווערן ווי סורפאַקטאַנץ. אויב אַ סובסטאַנץ איז אָוווערוועלמינגלי הידראָפיליש אָדער ליפּאָפיליש, איז עס בלויז אַ ייבערפלאַך־אַקטיווע סובסטאַנץ, ווי עטלעכע פון ​​די אויבן דערמאָנטע צוגאַבן. א מעסטבאַרע מעטריק פֿאַר הידראָפיליש־ליפּאָפילישע שטאַרקייט איז דעריבער נויטיק, נעמליך דער ברונעם־באַקאַנטע הידראָפיל־ליפאָפיל־באַלאַנס (HLB) ווערט.

דער HLB ווערט אָפערט ווערטפולע אנווייזונגען פֿאַר פּראַקטישער עמולסיפֿיקאַציע, צוזאַמען מיט פֿאַרשידענע עמפּירישע טעכניקן, וועלכע זענען דאָקומענטירט אין ליטעראַטור און וועלן נישט ווערן אויסגעברייטערט דאָ. עמולסיפֿיצירן אָיל מיט עמולסיפֿיערס איז נישט אינטרינסיש שווער. אָפּטימאַלע עמולסיפֿיער טיפּן, דאָזעס און סטאַביליטעט באַדינגונגען קענען באַשטימט ווערן עקספּערימענטאַל דורך פּראָבע.־און־טעות. דעריבער איז די אַנטוויקלונג פון עמולסיפיערס שטאַרק אָפענגיק אויף עקספּערימענטאַלע אַרבעט. פילע מיקראָ־לעוועל מעכאניזמען פון סורפאַקטאַנט נאַטור בלייבן נישט גאָר קלאָר אויסגעקלערט דורך פאָרשער ביזן היינטיקן טאָג. ווייטער פון עמולסיפיקאַציע, סורפאַקטאַנץ צושטעלן נאַס מאַכן, רייניקונג, וואַשן, פאַרשפּרייטן, סאָלוביליזאַציע און אַנדערע פאַנגקשאַנז. פֿאַר אונדזער אינדוסטריע, עקספּערימענטאַל סקרינינג איז אַ פּראַגמאַטיש צוגאַנג, ווייַל אמת וויסן קומט פון פּראַקטיק. עטלעכע עמפּירישע כּללים זענען עקספּערימענטאַל געגרינדעט: געמישט עמולסיפיערס אַוטפּערפאָרמען איין עמולסיפיערס, און קאָמבינאַציעס פון אַניאָנישע און ניט-־יאָניק סורפאַקטאַנץ פּראָדוצירן גינציק סינערגיסטישע יפעקס.

טראָץ דער אויסזעענדיקער פּשוטקייט פֿון דער עמולסיפֿיער טעאָריע, ווײַזט זיך די פּראַקטישע אָנווענדונג אַרויס קאָמפּליצירט. ניצן עמולסיפֿיערן אַליין קען אָפֿט ווערן אויסגעגליכן דורך עקספּערימענטאַציע, אָבער פֿילע דערנאָך...־צוגעגעבענע אַדיטיוון פאַרמאָגן ייבערפלאַך־אַקטיווע אייגנשאַפטן. די שטערן די עמולסיפיער פאָרשטעלונג און ענדערן די עפעקטיווע HLB פון די סיסטעם. א טיפּיש בייַשפּיל איז קעראָוזשאַן ינכיבאַטאָרס אין עמולסיעס. די העכסט פּאָליאַר ייבערפלאַך־אַקטיווע ינגרידיאַנץ זענען אַרייַנגערעכנט פֿאַר ראַסט פאַרהיטונג אָבער קענען דעסטאַביליזירן די ייל־וואַסער עמולסיע וואָג און מוז זיין גענומען אין באַטראַכט בעת עמולסיפיער סעלעקציע. פאָרמולירן בלענדז פון קייפל עמולסיפיער טייפּס קען רעדוצירן דאָוסאַדזש און קאָסטן בשעת פֿאַרבעסערן עמולסיע פעסטקייט. אָבער, פֿראגן וועגן ווי צו קאַמביינירן פאַרשידענע עמולסיפיערס און זייערע בלענדינג מעקאַניזאַמז דראַסטיקלי פאַרגרעסערן פאָרמולירונג קאָמפּלעקסיטי. א פּערסיסטענט מיסקאַנסעפּשאַן קליימז אַז אַניאָנישע און קאַטיאָנישע עמולסיפיערס קענען נישט זיין געמישט. אין פאַקט, אַניאָנישע־קאַטיאָנישע סורפאַקטאַנט מישונגען ווערן ברייט באַריכטעט אין סורפאַקטאַנט וויסנשאַפֿט, כאָטש זיי ווערן זעלטן אנגענומען אין אונדזער סעקטאָר. קאַלסיום און מאַגנעזיום יאָנען וואָס געפינען זיך אין שווער וואַסער קענען אויך צעשטערן עמולסיע צווישן-פלימען און דעאַקטיווירן עמולסיפיערס. קאַלסיום יאָנען זענען באַזונדערס פּראָבלעמאַטיש: פילע סורפאַקטאַנט עמולסיפיערס רעאַגירן מיט קאַלסיום צו פאָרמירן וואַסער.־נישט-אויפלעזלעכע קאלציום זייפן וואס פאלן ארויס פון סיסטעם. די טעמע וועט דיסקוטירט ווערן אין די קומענדיגע קאפיטל.

דעריבער, ווערן לכאורה פשוטע עמולסיפיערס זייער קאמפליצירט ווען אנדערע קאמפאנענטן ווערן אריינגעפירט. פראדוצירן א פארטיקע עמולסיע איז נישט שווער; די עכטע אויפגאבע ליגט אין אויפהאלטן סטאביליטעט אונטער פארשידענע סערוויס באדינגונגען, האלטן אויל און וואסער שטענדיג פארבינדן.

פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פֿאַר עמולסיפיערס:

שווער-וואַסער קעגנשטעל

דעם פּאַראַמעטער כאַראַקטעריזירט אַן עמולסיפיער'ס טאָלעראַנץ צו שווער וואַסער. קאַנווענשאַנאַל אַניאָנישע סורפאַקטאַנץ בכלל אַרבעטן שלעכט אין דעם הינזיכט, אַזוי נישט־יאָנישע סורפאַקטאַנץ פאַרבייטן זיי ביסלעכווייַז. דאָס געזאָגט, אַניאָנישע סורפאַקטאַנץ האַלטן זייערע אייגנאַרטיקע מעלות.

שאומיקע טענדענץ

פילע טראדיציאנעלע לינעארע אניאנישע סורפאַקטאַנץ דזשענערירן שעפעדיק שאום, וואָס פאַרשטאַרקט די אומרעכטע גלויבן אַז אַ העכערע שאום באַנד איז גלייך צו אַ בעסערע וואַשפּולווער. שאום ווערט בפֿרט אינדוצירט דורך סורפאַקטאַנץ. אין אונדזער לובריקאַנט.־פֿאַרבונדענע אינדוסטריע, מינימאַלע שוימונג איז כּמעט שטענדיק ווינשעוודיק. צום באַדויערן, ווײַזן פֿילע עמולסיפֿיערס אַ הויכע שוימונג קאַפּאַציטעט. פֿאָרמולירער מוזן דעריבער אויסקלײַבן פּאַסיקע עמולסיפֿיער גראַדן צו אונטערדריקן שוימונג פֿאָרמאַציע, וואָס דערקלערט די וואַקסנדיקע נאָכפֿראַגע פֿאַר אַזוי־גערופן נידעריק־פּינע עמולסיפיערס.

ביאָלאָגישע סטאַביליטעט

ביאָלאָגישע סטאַביליטעט רעפּרעזענטירט נאָך אַ קריטישן פאָרשטעלונג אינדעקס פֿאַר עמולסיפיערס. אויב אַן עמולסיפיער איז סאַסעפּטאַבאַל צו באַקטיריעל דעגראַדאַציע בעשאַס לאַנג־טערמין סערוויס, דערנאך באַזייַטיקונג פון די קאָראַספּאַנדינג שנייד פליסיק ווערט גאָר פּראָבלעמאַטיש.־שוץ רעגולאציעס האבן א באשטימטן איינפלוס אויף דער אויסוואל פון עמולסיפיערס און רעגירן די גאנצע אינדוסטריע.

עמולסיפיערס ווערן קאטעגאריזירט אין אניאנישע, קאטיאנישע, אמפאטערישע, נישט-־יאָנישע און אַנדערע משפּחות, אַלע קאָרעספּאָנדירנדיק צו באַזונדערע כעמישע סובסטאַנצן באַקאַנט צו פיין־כעמיע ספּעציאַליסטן. דער טעקסט וועט נישט אַרײַנגיין אין דעטאַלירטע פּאָפּולאַריזירטע באַשרייַבונגען פֿון יעדער קאַטעגאָריע. אין אונדזער אינדוסטריע, אַניאָנישע און נישט-יאָנישע־יאָנישע עמולסיפיערס דאָמינירן אין טערמינען פון קאַנסאַמשאַן און פּראָדוקט דייווערסיטי. אין יעדער קאַטעגאָריע עקסיסטירן קייפל מאָלעקולאַרע סטרוקטורן מיט דיווערדזשענט עמולסיפיינג קעראַקטעריסטיקס, יעדער מיט ריספּעקטיוו שטאַרקייטן און שוואַכקייטן. זיי ווערן אָפט געמישט צו רעדוצירן באַניץ דאָזע און פֿאַרבעסערן עמולסיע פעסטקייט.

עס זענען נישטאָ קיין אַבסאָלוטע פעסטגעשטעלטע כּללים פֿאַר עמולסיפיער פאָרמולאַציע. וועריאַבלען אַרייַננעמען אונטערשיידן אין באַזע־אויל צו־be־עמולסיפיצירט, עמולסיפיער בלענדינג פּראָפּאָרציעס, סערוויס־סביבה באדינגונגען, ספעציעלע קונה ספעציפיקאציעס, און אינטעראקטיווע עפעקטן פון אנדערע צוגאבן. דאך, עקספערימענטאציע גיט א פראקטישע לייזונג. עמולסיפיקאציע טעסטן זענען גאנץ גרינג דורכצופירן. אפילו אן טעארעטישן הינטערגרונט, קען מען אנקומען צו ארבעטס-פעאיקע פארמולאציעס דורך איבערגעחזרטע פראבעס, כאטש מיטן קאסטן פון צייט. רעלאוואנטע סורפאַקטאנט־וויסנשאפטלעכע טעאריעס, וואָס באַשנעלערן אַנטוויקלונג, זענען גוט־דאקומענטירט אין עקזיסטירנדיקער ליטעראַטור און גאָר צוגעפאסט צו אַדרעסירן עמולסיפיקאַציע טשאַלאַנדזשיז וואָס זענען באַגעגנט אין אונדזער אינדוסטריע.