รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโครงสร้างและจุดเมฆของสารลดแรงตึงผิว

สารลดแรงตึงผิวหมายถึงสารที่สามารถเปลี่ยนสถานะอินเทอร์เฟซของระบบโซลูชันได้อย่างมากโดยการเพิ่มปริมาณเล็กน้อย สารลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปเป็นโมเลกุลสะเทินน้ำสะเทินบกอินทรีย์ที่มีกลุ่มที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำซึ่งสามารถละลายได้ในสารละลายอินทรีย์และสารละลายที่เป็นน้ำ มีกลุ่ม hydrophilic และ lipophilic คงที่และสามารถจัดตำแหน่งบนพื้นผิวของสารละลายได้ สารลดแรงตึงผิวแบ่งออกเป็นสารลดแรงตึงผิวไอออนิกและสารลดแรงตึงผิว Nonionic เป็นสารประกอบอินทรีย์ขนาดใหญ่ คุณสมบัติของพวกเขามีเอกลักษณ์มากและการใช้งานของพวกเขามีความยืดหยุ่นและกว้างขวาง พวกเขาสามารถลดความตึงเครียดพื้นผิวของน้ำโดยการดูดซับที่ก๊าซของเหลวอินเตอร์เฟซสองเฟสและยังสามารถลดความตึงเครียด interfacial น้ำมันน้ำโดยการดูดซับระหว่างอินเตอร์เฟซของเหลว

1.โครงสร้างของสารลดแรงตึงผิว

(1) Gemini surfactants ทั้งหมดมีสองโซ่ไม่ชอบน้ำและกลุ่มหัว hydrophilic.

(2) การเชื่อมโยงกลุ่ม: มันสามารถเป็นกลุ่มโซ่สั้น, กลุ่มแข็ง, กลุ่มที่มีความยืดหยุ่น, กลุ่ม hydrophilic หรือกลุ่ม Hydrophobic

(3) hydrophilic HEAD Group: สามารถเป็นประจุลบ (sulfonate, sulfate, carboxylate) หรือ cationic (แอมโมเนียมเกลือ) หรือ Non-ionic (น้ำตาล, polyether)

(4) ส่วนใหญ่ของการรายงานGemini surfactantมีโครงสร้างสมมาตรและสารลดแรงตึงผิวราศีเมถุนที่มีโครงสร้างไม่สมมาตรได้รับการรายงาน

(5) นอกจากนี้ยังมีรายงานเกี่ยวกับการสังเคราะห์ surfactants กับกลุ่มหัว hydrophilic หลายและโครงสร้างห่วงโซ่ Hydrophobic

2.จุดเมฆของ surfactants

สำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิก hydrophilicity ขึ้นอยู่กับจำนวนพันธะอีเธอร์และการผูกมัดของ ethers กับโมเลกุลของน้ำเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นโมเลกุลของน้ำจะค่อยๆแตกออกจากพันธะอีเทอร์และปรากฏการณ์ความขุ่นเกิดขึ้น อุณหภูมิเมื่อความขุ่นปรากฏขึ้นเรียกว่าจุดเมฆ ณจุดนี้สารลดแรงตึงผิวจะสูญเสียผลกระทบ ยิ่งจุดเมฆสูงเท่าใดช่วงอุณหภูมิที่ใช้ก็จะยิ่งกว้างขึ้นเท่านั้น

สารลดแรงตึงผิวเป็นชั้นของสารที่สามารถลดความตึงเครียดของพื้นผิวได้อย่างมากแม้ในความเข้มข้นต่ำมาก ด้วยการศึกษาเชิงลึกของสารลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปเชื่อกันว่าตราบใดที่สารที่สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิวหรือคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องและได้มาอย่างมากที่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่าสามารถจัดประเภทเป็นสารลดแรงตึงผิวได้

ไม่ว่าชนิดของสารลดแรงตึงผิวโครงสร้างโมเลกุลของมันประกอบด้วยสองส่วน ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลเป็นกลุ่ม Hydrophobic lipophilic ที่ไม่ใช่ขั้วโลกบางครั้งเรียกว่ากลุ่ม lipophilic; ปลายอื่นๆของโมเลกุลเป็นกลุ่ม hydrophilic ขั้วโลก, บางครั้งเรียกอีกอย่างว่ากลุ่มโอเลฟิบิกหรือเรียกหัวที่ชอบน้ำได้เต็มตา ชิ้นส่วนโมเลกุลหรือกลุ่มสองประเภทที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติตรงข้ามอย่างสมบูรณ์ตั้งอยู่ที่ปลายทั้งสองของโมเลกุลเดียวกันและเชื่อมต่อด้วยพันธะเคมีเพื่อสร้างโครงสร้างที่ไม่สมมาตรและขั้วโลก, ดังนั้นจึงมีโมเลกุลพิเศษนี้มีคุณสมบัติทั้งคุณสมบัติ Hydrophilic และ lipophilic แต่ไม่ใช่คุณสมบัติ Hydrophilic หรือ lipophilic โดยรวม โครงสร้างลักษณะเฉพาะของสารลดแรงตึงผิวนี้มักถูกเรียกว่า "โครงสร้างสะเทินน้ำสะเทินบก" และโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวจึงมักถูกเรียกว่า "โมเลกุลสะเทินน้ำสะเทินบก"

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการและการใช้งานเฉพาะบางครั้งสารลดแรงตึงผิวจะต้องมีโครงสร้าง hydrophilic-lipophilic ที่แตกต่างกันและความหนาแน่นสัมพัทธ์ ความสมดุลที่ต้องการของ hydrophilic และ lipophilic สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนประเภทสัดส่วนและตำแหน่งของกลุ่ม hydrophilic หรือ lipophilic ในโครงสร้างโมเลกุล หลังจากหลายปีของการวิจัยและการผลิตสารลดแรงตึงผิวหลายประเภทได้รับการได้รับและแต่ละประเภทมีหลายพันธุ์ซึ่งนำความยากลำบากในการระบุและเลือกความหลากหลายที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องจำแนกสารลดแรงตึงผิวนับพันตามหลักวิทยาศาสตร์ซึ่งเอื้อต่อการวิจัยและผลิตพันธุ์ใหม่ต่อไปและอำนวยความสะดวกในการคัดกรองและการใช้สารลดแรงตึงผิว