I. Quelques notions sur les agents de surface.<\/p>\n
La propri\u00e9t\u00e9 qui permet de r\u00e9duire la tension superficielle du solvant est appel\u00e9e activit\u00e9 de surface, et la substance ayant une activit\u00e9 de surface est appel\u00e9e substance active de surface. La substance active en surface qui peut associer des mol\u00e9cules en solution aqueuse et former des micelles et d'autres associations, qui a une activit\u00e9 de surface \u00e9lev\u00e9e et qui a \u00e9galement les fonctions de mouillage, d'\u00e9mulsification, de moussage et de lavage est appel\u00e9e surfactant. La force de contraction d'une unit\u00e9 de longueur sur la surface d'un liquide est appel\u00e9e tension superficielle, et l'unit\u00e9 est le N-m-1.<\/p>\n
Deuxi\u00e8mement, les caract\u00e9ristiques de la structure mol\u00e9culaire des agents de surface.<\/p>\n
Les surfactants sont des compos\u00e9s organiques dot\u00e9s de structures et de propri\u00e9t\u00e9s particuli\u00e8res qui peuvent modifier de mani\u00e8re significative la tension interfaciale entre deux phases ou la tension superficielle d'un liquide (g\u00e9n\u00e9ralement de l'eau), et qui ont des propri\u00e9t\u00e9s telles que le mouillage, la formation de mousse, l'\u00e9mulsification et le lavage. En termes de structure, les surfactants ont tous une caract\u00e9ristique commune : leurs mol\u00e9cules contiennent deux groupes aux propri\u00e9t\u00e9s diff\u00e9rentes. L'une des extr\u00e9mit\u00e9s est un groupe non polaire \u00e0 longue cha\u00eene, soluble dans l'huile mais insoluble dans l'eau, \u00e9galement connu sous le nom de groupe hydrophobe ou de groupe hydrophobe. \u00c0 l'autre extr\u00e9mit\u00e9 du spectre, on trouve les groupes solubles dans l'eau, \u00e0 savoir les groupes hydrophiles ou les groupes hydrophiles. Le groupe hydrophile doit \u00eatre suffisamment hydrophile pour que l'ensemble de l'agent de surface soit soluble dans l'eau et pr\u00e9sente la solubilit\u00e9 n\u00e9cessaire. Comme les agents de surface contiennent \u00e0 la fois des groupes hydrophiles et hydrophobes, ils sont donc solubles dans au moins une des phases liquides. Cette propri\u00e9t\u00e9 des agents de surface qui sont \u00e0 la fois hydrophiles et lipophiles est appel\u00e9e amphiphilie.<\/p>\n
Il existe \u00e9galement sur le march\u00e9 un type particulier d'agent de surface biphilique, dont l'agent de surface \u00e0 base de kynur\u00e9nine glycol est l'un des produits repr\u00e9sentatifs. Il poss\u00e8de deux paires de groupes hydrophobes et hydrophiles structurellement li\u00e9s par un groupe fonctionnel sym\u00e9trique et relativement \"rigide\" au milieu. Les agents de surface baryoniques sont des mousses moins stables et ont une mouillabilit\u00e9 dynamique sp\u00e9cifique exceptionnelle.<\/p>\n
Types d'agents de surface.<\/p>\n
L'agent tensioactif est une mol\u00e9cule amphiphile comportant des groupes hydrophobes et hydrophiles. Les groupes hydrophobes des agents de surface sont g\u00e9n\u00e9ralement compos\u00e9s de longues cha\u00eenes d'hydrocarbures, telles que les cha\u00eenes d'alkyle droites C8 \u00e0 C20, les cha\u00eenes d'alkyle ramifi\u00e9es C8 \u00e0 C20, les groupes d'alkylbenz\u00e8ne (nombre d'atomes de carbone d'alkyle 8 \u00e0 16), etc. La diff\u00e9rence entre les groupes hydrophobes r\u00e9side principalement dans les changements structurels des cha\u00eenes d'hydrocarbures, qui sont plus petits, tandis que la vari\u00e9t\u00e9 des groupes hydrophiles est plus grande. Par cons\u00e9quent, les propri\u00e9t\u00e9s des agents de surface sont principalement li\u00e9es aux groupes hydrophiles, en plus de la taille et de la forme des groupes hydrophobes. La structure des groupes hydrophiles varie davantage que celle des groupes hydrophobes, de sorte que la classification des agents de surface repose g\u00e9n\u00e9ralement sur la structure des groupes hydrophiles. Cette classification est bas\u00e9e sur le caract\u00e8re ionique ou non du groupe hydrophile et se divise en surfactants anioniques, cationiques, non ioniques, amphot\u00e8res et autres types sp\u00e9ciaux de surfactants.<\/p>\n
IV. Caract\u00e9ristiques des solutions aqueuses d'agents de surface.<\/p>\n
1. Adsorption des surfactants \u00e0 l'interface. Les mol\u00e9cules d'agents de surface poss\u00e8dent des groupes lipophiles et hydrophiles, qui sont des mol\u00e9cules amphiphiles. L'eau est un liquide fortement polaire et lorsque l'agent de surface est dissous dans l'eau, son groupe hydrophile est attir\u00e9 par l'eau et dissous dans l'eau selon le principe de similitude et de r\u00e9pulsion de la polarit\u00e9, et son groupe lipophile est repouss\u00e9 par l'eau et quitte l'eau, de sorte que les mol\u00e9cules d'agent de surface (ou les ions) sont adsorb\u00e9es \u00e0 l'interface de deux phases, ce qui r\u00e9duit la tension interfaciale entre les deux phases. Plus il y a de mol\u00e9cules (ou d'ions) de surfactants adsorb\u00e9s \u00e0 l'interface, plus la r\u00e9duction de la tension interfaciale est importante.<\/p>\n
2\u3001Certaines propri\u00e9t\u00e9s des membranes d'adsorption.<\/p>\n
Pression de surface du film d'adsorption : l'agent de surface est adsorb\u00e9 \u00e0 l'interface gaz-liquide pour former un film d'adsorption, par exemple en pla\u00e7ant un flotteur mobile sans frottement \u00e0 l'interface pour pousser le film d'adsorption le long de la surface de la solution, le film g\u00e9n\u00e8re une pression sur le flotteur, et cette pression est appel\u00e9e pression de surface.<\/p>\n
Viscosit\u00e9 de surface : identique \u00e0 la pression de surface, la viscosit\u00e9 de surface est une propri\u00e9t\u00e9 du film mol\u00e9culaire insoluble. Suspension d'un anneau de platine en fil m\u00e9tallique fin, de sorte que son plan soit en contact avec la surface de l'eau du r\u00e9servoir, rotation de l'anneau de platine, l'anneau de platine est obstru\u00e9 par la viscosit\u00e9 de l'eau, l'amplitude diminue progressivement, ce qui permet de mesurer la viscosit\u00e9 de surface. La m\u00e9thode est la suivante : d'abord dans des exp\u00e9riences de surface d'eau pure, mesure de la diminution de l'amplitude, puis mesure de la diminution de la formation du film de surface, \u00e0 partir de la diff\u00e9rence entre les deux pour trouver la viscosit\u00e9 du film de surface. La viscosit\u00e9 de surface est \u00e9troitement li\u00e9e \u00e0 la solidit\u00e9 du film de surface, puisque le film d'adsorption a une pression de surface et une viscosit\u00e9, il doit avoir de l'\u00e9lasticit\u00e9. Plus la pression de surface et la viscosit\u00e9 du film adsorb\u00e9 sont \u00e9lev\u00e9es, plus son module d'\u00e9lasticit\u00e9 est \u00e9lev\u00e9. Le module d'\u00e9lasticit\u00e9 du film d'adsorption de surface joue un r\u00f4le important dans le processus de stabilisation de la bulle.<\/p>\n
3\u3001La formation de micelles.<\/p>\n
La solution dilu\u00e9e de tensioactif ob\u00e9it \u00e0 la loi suivie par la solution id\u00e9ale. La quantit\u00e9 de surfactant adsorb\u00e9 \u00e0 la surface de la solution augmente avec la concentration de la solution, et lorsque la concentration atteint ou d\u00e9passe une certaine valeur, la quantit\u00e9 d'adsorption n'augmente plus. Ces mol\u00e9cules exc\u00e9dentaires d'agents de surface sont d\u00e9sordonn\u00e9es dans la solution ou existent de mani\u00e8re r\u00e9guli\u00e8re. La pratique et la th\u00e9orie sugg\u00e8rent qu'elles forment des associations au sein de la solution, appel\u00e9es micelles. La concentration minimale d'agents de surface en solution pour former des micelles est appel\u00e9e concentration critique en micelles (CMC).<\/p>\n
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HLB est l'abr\u00e9viation de hydrophile lipophile balance, qui indique l'\u00e9quilibre hydrophile et lipophile des groupes hydrophiles et lipophiles de l'agent de surface, c'est-\u00e0-dire la valeur HLB de l'agent de surface. Une valeur HLB \u00e9lev\u00e9e indique une mol\u00e9cule fortement hydrophile et une mol\u00e9cule faiblement lipophile ; inversement, une mol\u00e9cule fortement lipophile et une mol\u00e9cule faiblement hydrophile. La valeur HLB est une valeur relative ; ainsi, lorsque la valeur HLB est d\u00e9finie, la valeur HLB de la cire de paraffine, qui n'a pas de propri\u00e9t\u00e9s hydrophiles, est fix\u00e9e \u00e0 0, tandis que la valeur HLB du dod\u00e9cylsulfate de sodium, qui est plus soluble dans l'eau, est fix\u00e9e \u00e0 40. D'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les \u00e9mulsifiants dont la valeur HLB est inf\u00e9rieure \u00e0 10 sont lipophiles, tandis que ceux dont la valeur est sup\u00e9rieure \u00e0 10 sont hydrophiles. Par cons\u00e9quent, le point d'inflexion entre lipophile et hydrophile est d'environ 10.<\/p>\n
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En fonction de la valeur HLB de l'agent tensioactif, les utilisations possibles peuvent \u00eatre grossi\u00e8rement comprises, comme le montre le tableau de gauche, la valeur HLB de l'agent tensioactif utilisable comme \u00e9mulsifiant eau dans l'huile est comprise entre 3,5 et 6, tandis que la valeur HLB de l'\u00e9mulsifiant eau dans l'huile est comprise entre 8 et 18.<\/p>\n
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Cinqui\u00e8mement, le r\u00f4le de l'\u00e9mulsification et de la solubilisation.<\/p>\n
Deux liquides insolubles l'un dans l'autre, l'un avec des particules (gouttelettes ou cristaux liquides) dispers\u00e9es dans l'autre pour former un syst\u00e8me appel\u00e9 \u00e9mulsion. La formation d'une \u00e9mulsion est due \u00e0 l'augmentation de la zone limite entre les deux liquides, de sorte que ce syst\u00e8me est thermodynamiquement instable. Pour rendre l'\u00e9mulsion stable, il faut ajouter un troisi\u00e8me composant, l'\u00e9mulsifiant, afin de r\u00e9duire l'\u00e9nergie interfaciale du syst\u00e8me. L'\u00e9mulsifiant fait partie des agents de surface, sa fonction principale est de jouer le r\u00f4le de l'\u00e9mulsion. L'\u00e9mulsion en pr\u00e9sence de gouttelettes de cette phase est appel\u00e9e phase dispers\u00e9e (ou phase interne \ufe51 phase discontinue), reli\u00e9e \u00e0 une autre phase appel\u00e9e milieu de dispersion (ou phase externe \ufe51 phase continue).<\/p>\n
1, \u00e9mulsifiants et \u00e9mulsions. Dans une \u00e9mulsion courante, une phase est de l'eau ou une solution aqueuse, l'autre phase n'est pas miscible avec l'eau et les substances organiques, telles que la graisse, la cire, etc. Les \u00e9mulsions d'eau et d'huile form\u00e9es, selon leur dispersion, peuvent \u00eatre divis\u00e9es en deux sortes : l'huile dispers\u00e9e dans l'eau pour former une \u00e9mulsion huile dans eau, dite O\/E (huile\/eau) : l'eau dispers\u00e9e dans l'huile pour former une \u00e9mulsion huile dans eau, dite W\/O (eau\/huile). Des \u00e9mulsions multiples complexes de type eau dans huile dans eau E\/H\/E et huile dans eau dans huile E\/H\/E peuvent \u00e9galement \u00eatre form\u00e9es.<\/p>\n
Les \u00e9mulsifiants sont utilis\u00e9s pour stabiliser les \u00e9mulsions en r\u00e9duisant la tension interfaciale et en formant des films interfaciaux \u00e0 mol\u00e9cule unique. Dans l'\u00e9mulsification, l'\u00e9mulsifiant doit pouvoir adsorber ou enrichir l'interface entre les deux phases, de sorte que la tension interfaciale soit r\u00e9duite ; b, l'\u00e9mulsifiant doit conf\u00e9rer aux particules une charge, de sorte que la r\u00e9pulsion \u00e9lectrostatique entre les particules, ou la formation d'une viscosit\u00e9 \ufe51 stable autour des particules d'un film protecteur particuli\u00e8rement \u00e9lev\u00e9. Par cons\u00e9quent, la substance utilis\u00e9e comme \u00e9mulsifiant doit comporter des groupes amphiphiles afin d'\u00e9mulsifier, et les agents de surface peuvent r\u00e9pondre \u00e0 cette exigence.<\/p>\n
2, les m\u00e9thodes de pr\u00e9paration des \u00e9mulsions et les facteurs affectant la stabilit\u00e9 des \u00e9mulsions.<\/p>\n
Il existe deux m\u00e9thodes de pr\u00e9paration des \u00e9mulsions : l'une consiste \u00e0 utiliser la m\u00e9thode m\u00e9canique pour disperser le liquide sous forme de minuscules particules dans un autre liquide, ce qui est principalement utilis\u00e9 dans l'industrie pour pr\u00e9parer les \u00e9mulsions ; l'autre consiste \u00e0 dissoudre le liquide \u00e0 l'\u00e9tat mol\u00e9culaire dans un autre liquide, puis \u00e0 le rassembler de mani\u00e8re appropri\u00e9e pour former une \u00e9mulsion.<\/p>\n
La stabilit\u00e9 d'une \u00e9mulsion est sa capacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 l'agr\u00e9gation des particules qui conduirait \u00e0 la s\u00e9paration des phases. Les \u00e9mulsions sont des syst\u00e8mes thermodynamiquement instables avec de grandes \u00e9nergies libres. Par cons\u00e9quent, la soi-disant stabilit\u00e9 d'une \u00e9mulsion est en fait le temps n\u00e9cessaire pour que le syst\u00e8me atteigne un \u00e9tat d'\u00e9quilibre, c'est-\u00e0-dire le temps n\u00e9cessaire pour que la s\u00e9paration de l'un des liquides du syst\u00e8me se produise. Lorsque la membrane interfaciale contient des mol\u00e9cules organiques polaires telles que des alcools gras, des acides gras et des amines grasses, la r\u00e9sistance de la membrane augmente consid\u00e9rablement. En effet, dans la couche interfaciale d'adsorption des mol\u00e9cules d'\u00e9mulsifiants et des alcools, des acides et des amines et d'autres mol\u00e9cules polaires pour former un \"complexe\", la r\u00e9sistance de la membrane interfaciale augmente.<\/p>\n
Plus de deux types d'agents de surface compos\u00e9s d'\u00e9mulsifiants sont appel\u00e9s \u00e9mulsifiants mixtes. L'\u00e9mulsifiant mixte est adsorb\u00e9 \u00e0 l'interface eau\/huile, l'action intermol\u00e9culaire peut former des complexes. En raison de la forte action intermol\u00e9culaire, la tension interfaciale est consid\u00e9rablement r\u00e9duite, la quantit\u00e9 d'\u00e9mulsifiant adsorb\u00e9 \u00e0 l'interface est consid\u00e9rablement augment\u00e9e, la formation de la densit\u00e9 du film interfacial augmente, la force augmente.<\/p>\n
La charge des billes liquides a un effet significatif sur la stabilit\u00e9 de l'\u00e9mulsion. Dans les \u00e9mulsions stables, les billes liquides sont g\u00e9n\u00e9ralement charg\u00e9es. Lorsque l'on utilise un \u00e9mulsifiant ionique, son groupe lipophile est adsorb\u00e9 \u00e0 l'interface de l'\u00e9mulsifiant ionique et ins\u00e9r\u00e9 dans la phase huileuse, son groupe hydrophile dans la phase aqueuse, ce qui rend les billes liquides charg\u00e9es. Comme l'\u00e9mulsion des billes liquides a la m\u00eame charge, elles se repoussent les unes les autres, ne s'agglom\u00e8rent pas facilement, ce qui augmente la stabilit\u00e9. On peut constater que plus il y a d'ions \u00e9mulsifiants adsorb\u00e9s sur les billes, plus la charge est importante, plus la capacit\u00e9 \u00e0 emp\u00eacher les billes de s'agglom\u00e9rer est grande, plus le syst\u00e8me d'\u00e9mulsion est stable.<\/p>\n
La viscosit\u00e9 du milieu de dispersion de l'\u00e9mulsion a une certaine influence sur la stabilit\u00e9 de l'\u00e9mulsion. En g\u00e9n\u00e9ral, plus la viscosit\u00e9 du milieu de dispersion est \u00e9lev\u00e9e, plus la stabilit\u00e9 de l'\u00e9mulsion est importante. En effet, la viscosit\u00e9 du milieu de dispersion est \u00e9lev\u00e9e, ce qui a un effet important sur le mouvement brownien des billes liquides et ralentit la collision entre les billes liquides, de sorte que le syst\u00e8me reste stable. En g\u00e9n\u00e9ral, les substances polym\u00e8res qui peuvent \u00eatre dissoutes dans les \u00e9mulsions peuvent augmenter la viscosit\u00e9 du syst\u00e8me et accro\u00eetre la stabilit\u00e9 des \u00e9mulsions. En outre, les polym\u00e8res peuvent former un film interfacial solide, ce qui rend le syst\u00e8me d'\u00e9mulsion plus stable.<\/p>\n
Dans certains cas, l'ajout de poudre solide peut \u00e9galement stabiliser l'\u00e9mulsion. La poudre solide se trouve dans l'eau, l'huile ou l'interface, en fonction de l'huile, de l'eau, de la capacit\u00e9 de mouillage de la poudre solide, si la poudre solide est compl\u00e8tement mouill\u00e9e par l'eau, et peut \u00eatre mouill\u00e9e par l'huile, elle ne sera retenue que dans l'interface eau-huile. La poudre solide ne rend pas l'\u00e9mulsion stable car la poudre rassembl\u00e9e \u00e0 l'interface renforce le film d'interface, ce qui est similaire \u00e0 l'adsorption des mol\u00e9cules d'\u00e9mulsifiant \u00e0 l'interface ; par cons\u00e9quent, plus la poudre solide est dispos\u00e9e \u00e9troitement \u00e0 l'interface, plus l'\u00e9mulsion est stable.<\/p>\n
L'agent de surface a la capacit\u00e9 d'augmenter consid\u00e9rablement la solubilit\u00e9 des substances organiques insolubles ou l\u00e9g\u00e8rement solubles apr\u00e8s avoir form\u00e9 des micelles dans une solution aqueuse, et la solution est alors transparente ; cet effet des micelles est appel\u00e9 solubilisation. L'agent de surface qui peut produire la solubilisation est appel\u00e9 solubilisateur, et la mati\u00e8re organique qui est solubilis\u00e9e est appel\u00e9e mati\u00e8re solubilis\u00e9e.<\/p>\n
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Quick answer:<\/strong> A practical additive decision starts with the exact defect: foam, poor wetting, craters, haze, or instability. The best product is usually the one that solves that defect with the safest compatibility window.<\/p>\n <\/p>\n