I. Verschillende concepten over oppervlakteactieve stoffen.
De eigenschap die de oppervlaktespanning van het oplosmiddel kan verlagen wordt oppervlakteactiviteit genoemd, en de stof met oppervlakteactiviteit wordt oppervlakteactieve stof genoemd. De oppervlakteactieve stof die moleculen in een waterige oplossing kan associƫren en micellen en andere associaties kan vormen, en een hoge oppervlakteactiviteit heeft, en ook de functies van bevochtigen, emulgeren, schuimen en wassen heeft, wordt oppervlakteactieve stof genoemd. De krimpkracht van een lengte-eenheid op het oppervlak van een vloeistof wordt oppervlaktespanning genoemd en de eenheid is N-m-1.
Ten tweede, de moleculaire structuurkenmerken van oppervlakteactieve stoffen.
Oppervlakteactieve stoffen zijn organische verbindingen met speciale structuren en eigenschappen die de grensspanning tussen twee fasen of de oppervlaktespanning van een vloeistof (meestal water) aanzienlijk kunnen veranderen en eigenschappen hebben als bevochtigen, schuimen, emulgeren en wassen. Qua structuur hebben oppervlakteactieve stoffen allemaal gemeen dat hun moleculen twee groepen bevatten met verschillende eigenschappen. De ene kant is een langketenige apolaire groep, die oplosbaar is in olie maar onoplosbaar in water, ook bekend als hydrofobe groep of waterafstotende groep. Het andere uiteinde van het spectrum zijn in water oplosbare groepen, namelijk hydrofiele groepen of hydrofiele groepen. De hydrofiele groep moet voldoende hydrofiel zijn om ervoor te zorgen dat de hele oppervlakteactieve stof oplosbaar is in water en de nodige oplosbaarheid heeft. Aangezien oppervlakteactieve stoffen zowel hydrofiele als hydrofobe groepen bevatten, zijn ze dus oplosbaar in ten minste een van de vloeibare fasen. Deze eigenschap van oppervlakteactieve stoffen die zowel hydrofiel als lipofiel zijn, wordt amfifilie genoemd.
Er is ook een speciaal type bifiele oppervlakteactieve stof op de markt, waarvan kynurenine glycol oppervlakteactieve stof een van de representatieve producten is. Het heeft twee paar hydrofobe en hydrofiele groepen die structureel verbonden zijn door een symmetrische en relatief "stijve" functionele groep in het midden. De baryonische oppervlakteactieve stoffen zijn minder stabiel schuim en hebben een specifieke uitstekende dynamische bevochtigbaarheid.
Soorten oppervlakteactieve stoffen.
Oppervlakteactieve stoffen zijn amfifiele moleculen met zowel hydrofobe als hydrofiele groepen. De hydrofobe groepen van oppervlakteactieve stoffen zijn over het algemeen samengesteld uit lange ketens van koolwaterstoffen, zoals rechte alkylketens C8 tot C20, vertakte alkylketens C8 tot C20, alkylbenzeengroepen (alkylkoolstofatomen aantal 8 tot 16), enz. Het verschil tussen hydrofobe groepen zit voornamelijk in de structurele veranderingen van de koolwaterstofketens, die kleiner is, terwijl de verscheidenheid aan hydrofiele groepen groter is. Daarom zijn de eigenschappen van oppervlakteactieve stoffen voornamelijk gerelateerd aan hydrofiele groepen, naast de grootte en vorm van hydrofobe groepen. De structuur van hydrofiele groepen varieert meer dan die van hydrofobe groepen, dus de classificatie van oppervlakteactieve stoffen is over het algemeen gebaseerd op de structuur van hydrofiele groepen. Deze classificatie is gebaseerd op het feit of de hydrofiele groep ionisch is of niet, en wordt onderverdeeld in anionische, kationische, niet-ionische, amfotere en andere speciale soorten oppervlakteactieve stoffen.
IV. Eigenschappen van oppervlakteactieve waterige oplossing.
1. De adsorptie van oppervlakteactieve stoffen aan het grensvlak. Oppervlakteactieve moleculen hebben lipofiele en hydrofiele groepen, die amfifiele moleculen zijn. Water is een sterk polaire vloeistof, en als oppervlakteactieve stof wordt opgelost in water, wordt de hydrofiele groep aangetrokken door water en opgelost in water volgens het principe van polariteitovereenkomst en -afstoting, en de lipofiele groep wordt afgestoten door water en verlaat het water, waardoor oppervlakteactieve moleculen (of ionen) worden geadsorbeerd op het grensvlak van twee fasen, zodat de grensspanning tussen twee fasen wordt verlaagd. Hoe meer oppervlakteactieve moleculen (of ionen) er aan het grensvlak worden geadsorbeerd, hoe groter de vermindering van de grensspanning.
2. Enkele eigenschappen van adsorptiemembranen.
Oppervlaktedruk van adsorptiefilm: oppervlakteactieve stof wordt geadsorbeerd aan het gas-vloeistof grensvlak om een adsorptiefilm te vormen, zoals het plaatsen van een wrijvingsloze beweegbare vlotter aan het grensvlak om de adsorptiefilm langs het oplossingsoppervlak te duwen, de film genereert een druk op de vlotter, en deze druk wordt oppervlaktedruk genoemd.
Oppervlakteviscositeit: hetzelfde als de oppervlaktedruk, oppervlakteviscositeit is een eigenschap die wordt vertoond door de onoplosbare moleculaire film. Suspensie van een fijne metalen draad platina ring, zodat het vlak contact met het wateroppervlak van de tank, draait u de platina ring, de platina ring door de viscositeit van het water obstructie, amplitude geleidelijk verval, volgens welke de oppervlakteviscositeit kan worden gemeten, de methode is: eerst in zuiver water oppervlakte-experimenten, gemeten amplitude verval, en vervolgens gemeten de vorming van het oppervlak film verval, uit het verschil tussen de twee om de viscositeit van het oppervlak film te vinden. De oppervlakteviscositeit is nauw verbonden met de stevigheid van de oppervlaktelaag, aangezien de adsorptiefilm oppervlaktedruk en viscositeit heeft, moet hij elasticiteit hebben. Hoe hoger de oppervlaktedruk en hoe hoger de viscositeit van de geadsorbeerde film, hoe hoger de elasticiteitsmodulus. De elasticiteitsmodulus van de adsorptiefilm aan het oppervlak is van groot belang bij het stabiliseren van de bel.
3ć De vorming van micellen.
De verdunde oplossing van oppervlakteactieve stof gehoorzaamt aan de wet die gevolgd wordt door de ideale oplossing. De hoeveelheid oppervlakteactieve stof die aan het oppervlak van de oplossing wordt geadsorbeerd, neemt toe met de concentratie van de oplossing en wanneer de concentratie een bepaalde waarde bereikt of overschrijdt, neemt de hoeveelheid adsorptie niet meer toe. Deze overtollige oppervlakteactieve moleculen zijn ongeordend in de oplossing of bestaan op een regelmatige manier. Zowel de praktijk als de theorie suggereren dat ze associaties vormen in de oplossing, die micellen worden genoemd. De minimumconcentratie van oppervlakteactieve stoffen in oplossing om micellen te vormen wordt de kritische micelconcentratie (CMC) genoemd.
HLB is de afkorting van hydrofiel-lipofiel evenwicht, dat de hydrofiele en lipofiele balans van de hydrofiele en lipofiele groepen van de oppervlakteactieve stof aangeeft, d.w.z. de HLB-waarde van de oppervlakteactieve stof. een grote HLB-waarde duidt op een sterk hydrofiel molecuul en een zwak lipofiel molecuul; omgekeerd op een sterk lipofiel molecuul en een zwak hydrofiel molecuul. De HLB-waarde is een relatieve waarde, dus wanneer de HLB-waarde wordt ingesteld, wordt de HLB-waarde van paraffinewas, die geen hydrofiele eigenschappen heeft, ingesteld op 0, terwijl de HLB-waarde van natriumdodecylsulfaat, dat beter in water oplosbaar is, wordt ingesteld op 40. In het algemeen zijn emulgatoren met HLB-waarden lager dan 10 lipofiel, terwijl emulgatoren met waarden hoger dan 10 hydrofiel zijn. Daarom ligt het omslagpunt van lipofiel naar hydrofiel bij ongeveer 10.
De HLB-waarde van de oppervlakteactieve stof die geschikt is voor gebruik als water-in-olie emulgator is 3,5 tot 6, terwijl de HLB-waarde van de water-in-olie emulgator 8 tot 18 is.
Ten vijfde, de rol van emulgering en solubilisering.
Twee wederzijds onoplosbare vloeistoffen, een met deeltjes (druppels of vloeibare kristallen) gedispergeerd in de andere een systeem genaamd emulsie vormen. De vorming van emulsie als gevolg van de toename in het grensgebied van de twee vloeistoffen, dus dit systeem is thermodynamisch instabiel, om de emulsie stabiel moet een derde component toe te voegen - emulgator om de interfaciale energie van het systeem te verminderen. Emulgator behoort tot de oppervlakte actieve agent, zijn belangrijkste functie is om de rol van emulsie te spelen. Emulsie in de aanwezigheid van druppeltjes van die fase wordt de gedispergeerde fase genoemd (of interne fase ļ¹ discontinue fase), verbonden met een andere fase die het dispersiemedium wordt genoemd (of externe fase ļ¹ continue fase).
1, emulgatoren en emulsies. Gemeenschappelijke emulsie, een fase is water of waterige oplossing, de andere fase is niet mengbaar met water organische stoffen, zoals vet, was, enz. Water en olie emulsies gevormd, volgens de dispersie kan worden onderverdeeld in twee soorten: olie gedispergeerd in water tot een olie-in-water emulsie, tot O / W (olie / water) te vormen: water gedispergeerd in olie tot een olie-in-water emulsie, tot W / O (water / olie) gezegd. Complexe water-in-olie-in-water W/O/W type en olie-in-water-in-olie O/W/O type meervoudige emulsies kunnen ook worden gevormd.
Emulgatoren worden gebruikt om emulsies te stabiliseren door de interfaciale spanning te verlagen en interfaciale films met Ć©Ć©n molecuul te vormen. In de emulgering van de emulgator eisen: a, moet de emulgator in staat zijn om te adsorberen of verrijken van de interface tussen de twee fasen, zodat de interfaciale spanning wordt verminderd; b, moet de emulgator geven de deeltjes aan de lading, zodat elektrostatische afstoting tussen de deeltjes, of de vorming van een stabiele ļ¹ viscositeit rond de deeltjes van een bijzonder hoge beschermende film. Daarom moet de stof die als emulgator wordt gebruikt amfifiele groepen hebben om te kunnen emulgeren, en oppervlakteactieve stoffen kunnen aan deze eis voldoen.
2, emulsiebereidingsmethoden en factoren die de stabiliteit van emulsies beĆÆnvloeden.
Er zijn twee methoden om emulsies te bereiden: de ene is om de vloeistof mechanisch te dispergeren als kleine deeltjes in een andere vloeistof, wat meestal in de industrie wordt gebruikt om emulsies te bereiden; de andere is om de vloeistof in moleculaire toestand op te lossen in een andere vloeistof en dan op de juiste manier te laten samenkomen om een emulsie te vormen.
De stabiliteit van een emulsie is de weerstand tegen deeltjesaggregatie die zou leiden tot fasescheiding. Emulsies zijn thermodynamisch instabiele systemen met grote vrije energieƫn. Daarom is de zogenaamde stabiliteit van een emulsie eigenlijk de tijd die het systeem nodig heeft om een evenwichtstoestand te bereiken, d.w.z. de tijd die nodig is voordat scheiding van een van de vloeistoffen in het systeem optreedt. Wanneer het interfaciale membraan polaire organische moleculen bevat zoals vetalcoholen, vetzuren en vetaminen, neemt de membraansterkte aanzienlijk toe. Dit komt omdat in de interfaciale adsorptielaag van emulgormoleculen en alcoholen, zuren en aminen en andere polaire moleculen een "complex" vormen, waardoor de interfaciale membraansterkte toeneemt.
Meer dan twee soorten oppervlakteactieve stoffen die bestaan uit emulgatoren worden gemengde emulgatoren genoemd. Gemengde emulgatoren geadsorbeerd aan het water/olie grensvlak, kunnen door intermoleculaire werking complexen vormen. Door de sterke intermoleculaire werking wordt de oppervlaktespanning aanzienlijk verlaagd, de hoeveelheid emulgator geadsorbeerd aan het grensvlak wordt aanzienlijk verhoogd, de vorming van de dichtheid van de interfaciale film neemt toe, de sterkte neemt toe.
De lading van de vloeibare parels heeft een aanzienlijk effect op de stabiliteit van de emulsie. Stabiele emulsies, de vloeibare kralen zijn over het algemeen geladen. Bij gebruik van ionische emulgatoren, geadsorbeerd op het grensvlak van de emulgator ion zijn lipofiele groep ingevoegd in de oliefase, hydrofiele groep in de waterfase, waardoor de vloeibare kralen geladen. Aangezien de emulsie van de vloeibare parels met dezelfde lading, stoten ze elkaar af, niet gemakkelijk te agglomereren, zodat de stabiliteit wordt verhoogd. Het is duidelijk dat hoe meer emulgatorionen aan de parels worden geadsorbeerd, hoe groter de lading, hoe groter het vermogen om agglomeratie van de parels te voorkomen, hoe stabieler het emulsiesysteem.
De viscositeit van het emulsiedispersiemedium heeft een bepaalde invloed op de stabiliteit van de emulsie. In het algemeen geldt: hoe hoger de viscositeit van het dispersiemedium, hoe hoger de stabiliteit van de emulsie. Dit komt omdat de viscositeit van het dispersiemedium groot is, wat een sterk effect heeft op de Brownse beweging van de vloeibare bolletjes en de botsing tussen de vloeibare bolletjes vertraagt, zodat het systeem stabiel blijft. Gewoonlijk kunnen polymeerstoffen die in emulsies kunnen worden opgelost de viscositeit van het systeem verhogen en de stabiliteit van emulsies verhogen. Bovendien kunnen polymeren een sterke interfaciale film vormen, waardoor het emulsiesysteem stabieler wordt.
In sommige gevallen kan de toevoeging van vast poeder de emulsie ook stabiliseren. Vast poeder is in het water, olie of interface, afhankelijk van de olie, water op het bevochtigingsvermogen van het vaste poeder, als het vaste poeder volledig wordt bevochtigd door water, en kan worden bevochtigd door olie, zal alleen worden vastgehouden in het water-olie-interface. Vast poeder maakt de emulsie niet stabiel, omdat het poeder dat zich op het grensvlak bevindt de interfacefilm versterkt, die vergelijkbaar is met de moleculen van de interface-adsorptie-emulgator, dus hoe dichter het vaste poeder op het grensvlak is gerangschikt, hoe stabieler de emulsie.
De oppervlakteactieve stof heeft het vermogen om de oplosbaarheid van onoplosbare of licht oplosbare organische stoffen aanzienlijk te verhogen nadat micellen in een waterige oplossing zijn gevormd, en de oplossing is op dat moment transparant, en dit effect van micellen wordt solubilisatie genoemd. De oppervlakteactieve stof die voor solubilisatie kan zorgen, wordt solubilisator genoemd en de organische stof die wordt opgelost, wordt opgeloste stof genoemd.
Producten uit dezelfde serie
| Productnaam | Chemische naam | CAS-nummer |
| IPP | Isopropylpalmitaat | CAS 142-91-6 |
| IPL | Isopropyllauraat | CAS 10233-13-3 |
| 2-EHP | Isooctylpalmitaat | CAS 1341-38-4 |
| IPM | Isopropyl myristaat | CAS 110-27-0 |