1. Hiệu ứng làm ướt

Khi chất rắn tiếp xúc với chất lỏng, giao diện rắn / khí và lỏng / khí ban đầu biến mất và một giao diện rắn / lỏng mới được hình thành. Quá trình này được gọi là làm ướt. Ví dụ, sợi dệt là một vật liệu xốp với bề mặt rất lớn. Khi dung dịch lan truyền dọc theo sợi, nó sẽ đi vào khoảng trống giữa các sợi và đẩy không khí ra ngoài, biến giao diện không khí / sợi ban đầu thành giao diện lỏng / sợi. Đây là một quá trình thấm ướt điển hình; trong khi dung dịch sẽ đi vào sợi cùng lúc, quá trình này được gọi là quá trình thâm nhập. Chất hoạt động bề mặt giúp thấm ướt và thẩm thấu được gọi là chất làm ướt và chất thẩm thấu.

2. Nhũ hóa

Nhũ hóa đề cập đến hai chất lỏng không hòa trộn (chẳng hạn như dầu và nước), một trong số đó được hình thành bằng cách phân tán đều các hạt rất nhỏ (kích thước hạt 10-8 ~ 10-5m) vào chất lỏng còn lại có vai trò của nhũ tương. Các giọt dầu phân tán trong nước được gọi là nhũ tương dầu trong nước (O / W), và các giọt nước phân tán trong dầu được gọi là nhũ tương nước trong dầu (W / O). Chất hoạt động bề mặt có thể giúp tạo nhũ tương được gọi là chất nhũ hóa. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng làm chất nhũ hóa có hai chức năng: ổn định và bảo vệ.

 

(1) Ổn định

Chất nhũ hóa có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng để ổn định hệ hỗn hợp. Điều này là do khi dầu (hoặc nước) bị phân tán thành nhiều hạt nhỏ trong nước (hoặc dầu), diện tích tiếp xúc giữa chúng được mở rộng, dẫn đến tăng thế năng của hệ và trạng thái không ổn định. Khi chất nhũ hóa được thêm vào, nhóm ưa béo của phân tử chất nhũ hóa được hấp phụ trên bề mặt của các hạt giọt dầu trong khi nhóm ưa nước kéo dài vào nước, và được sắp xếp trên bề mặt của giọt dầu để tạo thành một màng phân tử ưa nước, giảm sức căng bề mặt dầu / nước, làm giảm mức năng lượng của hệ thống và giảm lực hút giữa các giọt dầu, ngăn các giọt dầu tích tụ và phân chia lại thành hai lớp.

(2) Bảo vệ

Màng phân tử định hướng được tạo thành bởi chất hoạt động bề mặt trên bề mặt của giọt dầu là một màng bảo vệ chắc chắn có thể ngăn các giọt dầu va chạm và tụ lại. Nếu nó là một màng phân tử định hướng được tạo thành bởi chất hoạt động bề mặt ion, thì các giọt dầu cũng sẽ mang điện tích cùng loại, điều này sẽ làm tăng lực đẩy lẫn nhau và ngăn các giọt dầu tụ lại khi va chạm thường xuyên.

 

3. tẩy rửa hiệu ứng khử nhiễm

Do tác dụng nhũ hóa của chất hoạt động bề mặt, các hạt dầu mỡ và bụi bẩn tách ra khỏi bề mặt rắn có thể được nhũ hóa và phân tán ổn định trong dung dịch nước, và sẽ không còn đọng lại trên bề mặt đã được làm sạch để hình thành sự tái nhiễm bẩn.

Quá trình loại bỏ dầu lỏng khỏi bề mặt được mô tả dưới đây để minh họa vai trò của chất hoạt động bề mặt. Vết dầu lỏng ban đầu lan rộng trên bề mặt rắn. Khi thêm chất hoạt động bề mặt, do sức căng bề mặt thấp, dung dịch nước chất hoạt động bề mặt nhanh chóng lan rộng trên bề mặt chất rắn và cuốn theo chất rắn, và dần dần thay thế các vết dầu. Vết dầu loang trên bề mặt rắn dần dần cuộn lại thành giọt dầu (góc tiếp xúc tăng dần, chuyển từ thấm ướt sang không thấm ướt).

 

4. phân tán kích thước

Quá trình phân tán chất rắn không tan vào dung dịch với các hạt rất nhỏ để tạo thành huyền phù được gọi là quá trình phân tán. Chất hoạt động bề mặt thúc đẩy sự phân tán của chất rắn và tạo thành huyền phù ổn định được gọi là chất phân tán. Trên thực tế, khi dầu bán rắn được nhũ hóa và phân tán trong dung dịch, rất khó để phân biệt một quá trình nào đó là nhũ hóa hay phân tán, và chất nhũ hóa và chất phân tán thường là cùng một chất, vì vậy hãy đặt cả hai cùng nhau trong thực tế sử dụng. Chất tạo nhũ và phân tán.

Nguyên tắc hoạt động của chất phân tán về cơ bản giống như nguyên tắc hoạt động của chất nhũ hóa. Sự khác biệt là các hạt rắn phân tán thường kém ổn định hơn so với các giọt nhũ tương.

 

5. hiệu ứng tạo bọt

Trạng thái của chất khí phân tán trong chất lỏng được gọi là bong bóng. Nếu một chất lỏng nào đó dễ tạo màng và không dễ vỡ thì chất lỏng đó sẽ tạo ra nhiều bọt khi được khuấy. Sau khi bọt được tạo ra, diện tích bề mặt khí / lỏng trong hệ thống tăng lên rất nhiều, làm cho hệ thống hoạt động không ổn định, do đó bọt rất dễ bị bung ra. Khi chất hoạt động bề mặt được thêm vào dung dịch, các phân tử chất hoạt động bề mặt bị hấp phụ trên bề mặt phân cách khí / lỏng, không chỉ làm giảm sức căng bề mặt giữa các pha khí / lỏng mà còn tạo thành một màng đơn phân tử có độ bền cơ học nhất định để tạo bọt. khó vỡ.

Các dung dịch nước hoạt động bề mặt có các mức độ tạo bọt khác nhau. Nói chung, chất hoạt động bề mặt anion có đặc tính tạo bọt mạnh hơn, trong khi chất hoạt động bề mặt không ion có đặc tính tạo bọt yếu hơn, đặc biệt khi được sử dụng trên điểm mây.

Bởi vì bề mặt bọt có tác dụng hấp phụ chất bẩn mạnh, độ bền của quá trình giặt được cải thiện, đồng thời nó cũng có thể ngăn ngừa chất bẩn bám lại trên bề mặt của đồ vật. Vì vậy, mọi người luôn nghĩ rằng những chất tẩy rửa có đặc tính tạo bọt tốt thì khả năng khử độc rất mạnh. Do đó, nhiều chất tẩy rửa dạng lỏng sẽ làm giảm áp suất của máy bơm phản lực và không có lợi cho việc súc rửa. Do đó, nên sử dụng loại không tạo bọt ít ion trong trường hợp này. Chất hoạt động bề mặt.

 

6.solubilization

Hòa tan là tác dụng của chất hoạt động bề mặt để tăng khả năng hòa tan của các chất kém hòa tan hoặc không hòa tan trong nước. Ví dụ, độ tan của benzen trong nước là 0,09% (phần thể tích). Nếu chất hoạt động bề mặt (như natri oleat) được thêm vào, độ hòa tan của benzen Có thể tăng lên 10%.

Hiệu ứng hòa tan không thể tách rời với các mixen được tạo thành bởi các chất hoạt động bề mặt trong nước. Micelles là các mixen được tạo thành do các chuỗi hydrocacbon trong các phân tử chất hoạt động bề mặt di chuyển lại gần nhau hơn trong dung dịch nước do tương tác kỵ nước. Bên trong micelle thực sự là một hydrocacbon lỏng, vì vậy các chất hòa tan hữu cơ không phân cực như benzen và dầu khoáng không hòa tan trong nước sẽ dễ dàng hòa tan hơn trong micelle. Quá trình hòa tan là quá trình các mixen hòa tan các chất ưa béo. Đó là một hiệu ứng đặc biệt của chất hoạt động bề mặt. Do đó, chỉ khi nồng độ của chất hoạt động bề mặt trong dung dịch cao hơn nồng độ micelle tới hạn thì trong dung dịch có nhiều micelle lớn hơn. Quá trình hòa tan chỉ xảy ra khi thời gian, và thể tích micelle càng lớn thì khả năng hòa tan càng lớn.

Quá trình hòa tan khác với quá trình nhũ tương hóa. Nhũ hóa là một hệ thống nhiều pha không liên tục và không ổn định thu được bằng cách phân tán một pha lỏng vào nước (hoặc một pha lỏng khác), trong khi quá trình hòa tan dẫn đến việc dung dịch hòa tan và chất hòa tan ở trong cùng một hệ thống đồng nhất và ổn định một pha trong một giai đoạn. Đôi khi cùng một chất hoạt động bề mặt có cả tác dụng nhũ hóa và hòa tan, nhưng chỉ khi nồng độ của nó cao hơn nồng độ micelle tới hạn thì nó mới có tác dụng hòa tan.

 

7. mềm và mịn

Khi các phân tử chất hoạt động bề mặt thẳng hàng trên bề mặt vải, hệ số ma sát tĩnh tương đối của vải có thể giảm xuống. Chẳng hạn như alkyl polyol polyoxyetylen ete mạch thẳng, polyoxyetylen ete axit béo alkyl mạch thẳng và các chất hoạt động bề mặt không ion khác và nhiều loại chất hoạt động bề mặt cation có tác dụng làm giảm hệ số ma sát tĩnh của vải, vì vậy nó có thể được sử dụng làm nước xả vải. Các chất hoạt động bề mặt với các nhóm alkyl hoặc thơm phân nhánh không thể tạo thành một sự sắp xếp theo hướng gọn gàng trên bề mặt của vải, vì vậy chúng không thích hợp để sử dụng làm chất làm mềm.

 

8. hiệu ứng chống tĩnh điện

Một số chất hoạt động bề mặt anion và chất hoạt động bề mặt cation muối amoni bậc bốn dễ hút nước và tạo thành lớp dung dịch dẫn điện trên bề mặt vải nên chúng có tác dụng chống tĩnh điện và được dùng làm chất chống tĩnh điện cho vải sợi hóa học. tác dụng diệt khuẩn

Thuốc diệt khuẩn amoni bậc bốn có đặc tính của hợp chất ion. Chúng dễ dàng hòa tan trong nước nhưng không phải trong dung môi không phân cực, và có tính chất hóa học ổn định. Cơ chế hoạt động của loại thuốc diệt khuẩn này chủ yếu thông qua lực tĩnh điện, lực liên kết hydro và liên kết kỵ nước giữa các phân tử chất hoạt động bề mặt và phân tử protein,… để hấp phụ các vi khuẩn tích điện âm và khiến chúng tụ lại trên thành tế bào, gây ly giải và sản sinh . Hiệu ứng cản trở phòng làm cho sự phát triển của vi khuẩn bị kìm hãm và chết. Đồng thời, nhóm alkyl kỵ nước của nó cũng có thể tương tác với nhóm vi khuẩn ưa nước làm thay đổi tính thấm của màng, sau đó bị ly giải, phá hủy cấu trúc tế bào, gây phân hủy và chết tế bào. Đây là loại thuốc trừ nấm có hiệu quả cao, ít độc, không tích tụ, độc tính vừa phải đối với cá, không dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi pH, sử dụng thuận tiện, có tác dụng bóc lớp nhầy mạnh, có tính chất hóa học ổn định, phân tán và ức chế ăn mòn Chức năng tốt và các đặc tính khác.

Kể từ khi phát hiện ra tác dụng diệt khuẩn của chất hoạt động bề mặt cation vào năm 1935, cho đến nay các sản phẩm diệt khuẩn muối amoni thế hệ thứ tư từ 4 đến 6 đã được phát triển. Thế hệ đầu tiên là alkyl đimetyl benzyl amoni clorua, cetyl trimetyl amoni clorua, v.v ...; thế hệ thứ hai là dẫn xuất thế hệ thứ nhất, được thực hiện trên vòng benzen hoặc nitơ bậc bốn của muối amoni bậc bốn Thu được bằng phản ứng thay thế: sản phẩm thế hệ thứ ba là dialkyl dimetyl amoni clorua, chẳng hạn như didecyl dimetyl amoni clorua, v.v ...; thế hệ thứ tư là sản phẩm hợp chất của thế hệ thứ nhất và thứ ba; Được thay thế dưới dạng muối amoni bậc bốn kép như: etylen bis (dodecyl dimetyl amoni bromua), chúng thuộc về chất hoạt động bề mặt loại gemini hoặc dimer.

Chất diệt khuẩn amoni bậc 4 không chỉ có tác dụng diệt khuẩn mà còn có tác dụng làm bong tróc chất nhờn rất mạnh. Nó có thể tiêu diệt vi khuẩn khử sunfat phát triển dưới chất nhờn. Nó cũng có tác dụng ức chế ăn mòn và hiệp đồng khi sử dụng với các tác nhân khác. Những cái phổ biến là 1227 (dodecyl dimethyl benzyl amoni clorua), 1231 (dodecyl trimethyl amoni clorua), dodecyl dimethyl benzyl amoni bromide, 1427 (mười bốn Alkyl dimethyl benzyl amoni clorua), dodecyl dimethyl amoni bromide, tetradecyl dimethyl amoni clorua, v.v.