1. אפקט הרטבה

כאשר המוצק נמצא במגע עם הנוזל, ממשקי המוצק / גז והנוזל / גז המקוריים נעלמים ונוצר ממשק מוצק / נוזלי חדש. תהליך זה נקרא הרטבה. לדוגמא, סיבי טקסטיל הם חומר נקבובי עם משטח ענק. כאשר התמיסה מתפשטת לאורך הסיב, היא תיכנס לפער בין הסיבים ותבריח את האוויר, והופכת את ממשק האוויר / הסיבים המקורי לממשק נוזלי / סיבים. זהו תהליך הרטבה אופייני; בעוד שהתמיסה תיכנס לסיב בעת ובעונה אחת, תהליך זה נקרא חדירה. חומרים פעילי שטח המסייעים להרטבה וחדירה נקראים חומרי הרטבה וחודרים.

2. תחליב

תחליב מתייחס לשני נוזלים שאינם ניתנים לתערובת (כגון שמן ומים), אחד מהם נוצר על ידי פיזור שווה של חלקיקים קטנים מאוד (גודל החלקיקים 10-8 ~ 10-5 מ ') לנוזל השני תפקיד האמולסיה. טיפות שמן המפוזרות במים נקראות תחליבים של שמן בתוך מים (O / W), וטיפות מים המפוזרות בשמנים נקראות תחליבים של מים בתוך שמן (W / O). חומרים פעילי שטח שיכולים לסייע בתחליב נקראים מתחלבים. לחומרים פעילי שטח המשמשים מתחלבים יש שתי פונקציות: ייצוב והגנה.

 

(1) ייצוב

לתחלב יש השפעה של הפחתת מתח השטח בין שני הנוזלים כדי לייצב את המערכת המעורבת. הסיבה לכך היא שכאשר שמן (או מים) מתפזר לחלקיקים זעירים רבים במים (או בשמן), שטח המגע ביניהם מוגדל, וכתוצאה מכך עולה פוטנציאל האנרגיה של המערכת ומצב לא יציב. כאשר מוסיפים מתחלב, הקבוצה הליפופילית של מולקולת התחלב נספגת על פני חלקיקי טיפות השמן ואילו הקבוצה ההידרופילית משתרעת אל המים, והיא מיושרת על פני טיפת השמן ליצירת סרט מולקולרי הידרופילי, אשר מפחית את מתח השטח בין שמן למים, מה שמפחית את רמת האנרגיה של המערכת ומפחית את המשיכה בין טיפות שמן, ומונע מטיפות השמן להצטבר ולהתחלק מחדש לשתי שכבות.

(2) הגנה

הסרט המולקולרי המכוון שנוצר על ידי חומר השטח על פני טיפות השמן הוא סרט מגן חזק שיכול למנוע את טיפות השמן להתנגש ולהתאסף. אם זהו סרט מולקולרי מכוון שנוצר על ידי חומר פעילי שטח יוני, טיפות השמן יוטענו גם באותן סוג מטענים, מה שיגביר את הדחייה ההדדית וימנע מטיפות השמן להתאסף במהלך התנגשויות תכופות.

 

3. שטיפת אפקט טיהור

בשל אפקט התחלב של חומר השטח, חלקיקי השומן והלכלוך המנותקים מהמשטח המוצק ניתנים לתמולס ביציבות ולפיזור בתמיסה המימית, ולא יופקדו עוד על המשטח הנקי כדי ליצור זיהום מחדש.

תהליך הוצאת השמן הנוזלי מפני השטח מתואר להלן כדי להמחיש את תפקידם של חומרים פעילי שטח. כתמי שמן נוזלי התפשטו במקור על המשטח המוצק. כאשר מוסיפים חומרים פעילי שטח, בגלל מתח פני השטח הנמוך שלו, התמיסה המימית של חומר השטח מתפשטת במהירות על המשטח המוצק ומרטיבה את המוצקים, ומחליפה בהדרגה את כתמי השמן. כתמי השמן המתפשטים על המשטח המוצק מתכרבלים בהדרגה לטיפות שמן (זווית המגע מתגברת בהדרגה ועוברת מהרטבה ללא הרטבה).

 

4. פיזור השעיה

תהליך פיזור מוצקים בלתי מסיסים לתמיסה עם חלקיקים קטנים מאוד ליצירת מתלה נקרא פיזור. חומר השטח המקדם את פיזור המוצקים ויוצר מתלה יציב נקרא פיזור. למעשה, כאשר שמן מוצק למחצה מתחלב ומתפזר בתמיסה, קשה להבחין בין אם תהליך מסוים הוא תחליב או פיזור, ומתח ולמפיץ הם בדרך כלל אותו חומר, לכן שימו את שניהם יחד בפועל. חומר מתחלב ומפיץ.

עקרון הפעולה של המפיצים זהה בעצם לזה של מתחלבים. ההבדל הוא שהחלקיקים המוצקים המפוזרים הם בדרך כלל פחות יציבים מהטיפות המולסות.

 

5. אפקט קצף

מצב הגז המפוזר בנוזל נקרא בועה. אם נוזל מסוים קל להרכיב סרט ולא קל לשבירה, הנוזל יפיק הרבה בועות כאשר הוא מערבב. לאחר שנוצר הקצף, שטח הפנים של הגז / הנוזל במערכת גדל מאוד, מה שהופך את המערכת לא יציבה, כך שהקצף קל להתפוצץ. כאשר מוסיפים את חומר השטח לתמיסה, מולקולות חומר השטח נספגות על ממשק הגז / הנוזל, מה שלא רק מפחית את מתח השטח בין שלבי הגז / נוזל, אלא גם יוצר סרט מונומולקולרי בעל חוזק מכני מסוים ליצירת הקצף. קשה להתפוצץ.

לתמיסות מימיות פעילי שטח דרגות שונות של אפקט קצף. בדרך כלל, לחומרים פעילי שטח אניוניים יש תכונות קצף חזקות יותר, ואילו לחומרים פעילי שטח לא יוניוניים יש תכונות קצף חלשות יותר, במיוחד כאשר משתמשים בהם מעל נקודת הענן.

מכיוון שלמשטח הקצף יש השפעה של ספיחה חזקה על הלכלוך, עמידות הכביסה משתפרת והיא יכולה גם למנוע שקיעה של הלכלוך מחדש על פני האובייקט. לכן, אנשים תמיד חושבים כי חומרי ניקוי בעלי תכונות קצף טובות הם בעלי יכולת זיהום חזקה. לכן, חומרי ניקוי נוזליים רבים יפחיתו את לחץ משאבת הסילון ואינם תורמים לשטיפה. לכן, במקרה זה יש להשתמש בסוגים לא-יוניים שמקציפים נמוך. חומר פעילי שטח.

 

6. מסיס

סולוביליזציה מתייחסת להשפעה של חומרים פעילי שטח להגברת המסיסות של חומרים מסיסים או מסיסים גרועים במים. לדוגמא, המסיסות של בנזן במים היא 0.09% (חלק נפח). אם מוסיפים פעילי שטח (כגון נתרן אוליאט), ניתן להעלות את המסיסות של בנזן ל -10%.

אפקט הסולוביליזציה אינו נפרד מהמיסלים הנוצרים על ידי פעילי שטח במים. מיסלים הם מיסלים הנוצרים על ידי שרשראות הפחמימנים במולקולות חומר השטח המתקרבות זו לזו בתמיסה המימית עקב אינטראקציה הידרופובית. החלק הפנימי של המיסל הוא למעשה פחמימן נוזלי, כך שמומסים אורגניים לא קוטביים כמו בנזן ושמן מינרלי שאינם מסיסים במים קלים יותר להתמוסס במיסל. Solubilization הוא תהליך של מיסלים הממיסים חומרים ליפופיליים. זהו אפקט מיוחד של חומרים פעילי שטח. לכן, רק כאשר ריכוז חומר השטח בתמיסה הוא מעל לריכוז המיצל הקריטי, יש תמיסים גדולים יותר בתמיסה. סולוביליזציה מתרחשת רק כאשר הזמן, וככל שנפח המיסלה גדול יותר, כך יכולת הסולוביליזציה גדולה יותר.

סולוביליזציה שונה מהתחלבויות. תחליב היא מערכת רב-פאזית לא רציפה ולא יציבה המתקבלת על ידי פיזור שלב נוזלי למים (או שלב נוזלי אחר), בעוד שמסיס מסיב את התוצאה בכך שהפתרון המסודר והחומר המסולסל נמצאים באותה מערכת הומוגנית ויציבה חד-פאזית במערכת אחת. שלב. לעיתים לאותו חומר פעילי שטח יש גם השפעות תחליב וגם סולוביליזציה, אך רק כאשר ריכוזו מעל לריכוז המיצל הקריטי הוא יכול להשפיע על סולוביליזציה.

 

7. קל וחלק

כאשר מולקולות חומר השטח מיושרות על פני הבד, ניתן להפחית את מקדם החיכוך הסטטי היחסי של הבד. כגון אתר אלקיל פוליול פוליוקסיאתילן ליניארי, אתר פוליוקסיאתילן חומצות שומן אלקיל ליניארי ופעילי שטח לא-יוניים אחרים ומגוון פעילי שטח קטיוניים משפיעים על הפחתת מקדם החיכוך הסטטי של הבד, כך שניתן להשתמש בו כמרכך כביסה. חומרים פעילי שטח עם קבוצות אלקיל מסועפות או קבוצות ארומטיות אינם יכולים ליצור סידור כיווני מסודר על פני הבד, ולכן הם אינם מתאימים לשימוש כמרכך.

 

8. אפקט אנטיסטטי

חומרים פעילי שטח אניוניים מסוימים ופעילי שטח קטיוניים של מלח אמוניום רביעי קלים לספיגת מים ויוצרים שכבת תמיסה מוליכה על פני הבד, ולכן יש להם השפעות אנטי סטטיות ומשמשים כחומרים אנטי סטטיים לבדים סיבים כימיים. השפעה חיידקית

לחיידקי אמוניום רביעיים יש תכונות של תרכובות יוניות. הם מסיסים בקלות במים אך לא בממיסים לא קוטביים, ויש להם תכונות כימיות יציבות. מנגנון הפעולה של סוג זה של חיידקים הוא בעיקר באמצעות כוח אלקטרוסטטי, כוח קשירת מימן וקשירה הידרופובית בין מולקולות פעילי שטח ומולקולות חלבון וכו ', כדי לספוג חיידקים טעונים שליליים ולגרום להם להתקבץ על דופן התא, גורם לליזיס וייצור. . ההשפעה החסימתית בחדר גורמת לעיכוב של חיידקים ולימות. יחד עם זאת, קבוצת האלקיל ההידרופובית שלה יכולה גם לתקשר עם קבוצת החיידקים ההידרופילית כדי לשנות את חדירות הקרום, ואז לעבור תמוגה, להרוס את מבנה התא ולגרום להתמוססות תאים ולמוות. לקוטלי פטריות מסוג זה יעילות גבוהה, רעילות נמוכה, ללא הצטברות, רעילות בינונית לדגים, אינה מושפעת בקלות משינויי pH, נוחה לשימוש, משפיעה על פילינג חזק על שכבת הריר ובעלת תכונות כימיות יציבות, פיזור ו עיכוב קורוזיה פונקציה טובה ומאפיינים אחרים.

מאז גילוי ההשפעה החיידקית של חומרים פעילי שטח קטיוניים בשנת 1935, פותחו עד כה מוצרים לקוטלי חיידקי מלח אמוניום ברבעון עד 6 דור. הדור הראשון הוא אלקיל דימתיל בנזיל אמוניום כלורי, ציטיל טרימתיל אמוניום כלורי וכו '; הדור השני הוא נגזרת הדור הראשון, המתבצעת על טבעת הבנזן או החנקן הרבעוני של מלח האמוניום הרבעוני מושגת בתגובת החלפה: המוצר הדור השלישי הוא דיאלקיל דימתיל אמוניום כלורי, כגון דידקיל דימתיל אמוניום כלוריד וכו '; הדור הרביעי הוא תוצר מורכב של הדור הראשון והשלישי; הם מוחלפים כמלחי אמוניום רביעיים כפולים כגון: אתילן ביס (דודציל דימתיל אמוניום ברומיד), הם שייכים לחומרים פעילי שטח תאומים או דימר.

לקוטל החיידקים האמוניום הרבעוני לא רק השפעה חיידקית, אלא גם משפיע קילוף חזק על הרפש. זה יכול להרוג את החיידקים המפחיתים סולפט הגדלים מתחת לרפש. יש לו גם השפעה מעכבת קורוזיה וסינרגטית כאשר משתמשים בו עם חומרים אחרים. הנפוצים הם 1227 (dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride), 1231 (dodecyl trimethyl ammonium chloride), dodecyl dimethyl benzyl ammonium bromide, 1427 (fourteen Alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride), dodecyl dimethyl ammonium bromide, tetradecyl dimethyl ammonium chloride וכו '.