I. Несколько понятий о поверхностно-активных веществах.
Свойство снижать поверхностное натяжение растворителя называется поверхностной активностью, а вещество, обладающее поверхностной активностью, — поверхностно-активным веществом. Поверхностно-активное вещество, способное связывать молекулы в водном растворе и образовывать мицеллы и другие ассоциаты, обладающее высокой поверхностной активностью, а также выполняющее функции смачивания, эмульгирования, вспенивания и омыления, называется поверхностно-активным веществом. Сила сжатия любой единицы длины на поверхности жидкости называется поверхностным натяжением, а единицей измерения является Н-м-1.
Во-вторых, характеристики молекулярной структуры ПАВ.
ПАВ — это органические соединения с особой структурой и свойствами, способные существенно изменять межфазное натяжение между двумя фазами или поверхностное натяжение жидкости (обычно воды), а также обладающие такими свойствами, как смачивание, вспенивание, эмульгирование и омыление. С точки зрения структуры, ПАВ объединяет то, что их молекулы содержат две группы с различными свойствами. Одна из них — длинноцепочечная неполярная группа, растворимая в масле, но нерастворимая в воде, также известная как гидрофобная группа или водоотталкивающая группа. Другой конец спектра — водорастворимые группы, а именно гидрофильные группы или гидрофильные группы. Гидрофильная группа должна быть достаточно гидрофильной, чтобы обеспечить растворимость всего ПАВ в воде и необходимую растворимость. Поскольку ПАВ содержат как гидрофильные, так и гидрофобные группы, они, таким образом, растворимы, по крайней мере, в одной из жидких фаз. Это свойство поверхностно-активных веществ, которые одновременно являются гидрофильными и липофильными, называется амфифильностью.
На рынке также существует особый тип бифильных ПАВ, одним из представителей которого является кинуренин гликолевое ПАВ. Он имеет две пары гидрофобных и гидрофильных групп, структурно связанных симметричной и относительно «жесткой» функциональной группой в середине. Барионные ПАВ представляют собой менее устойчивую пену и обладают специфической динамической смачиваемостью.
Типы поверхностно-активных веществ.
ПАВ — это амфифильная молекула, имеющая как гидрофобные, так и гидрофильные группы. Гидрофобные группы ПАВ обычно состоят из длинных цепочек углеводородов, таких как прямоцепочечные алкилы C8 — C20, разветвленные алкилы C8 — C20, алкилбензольные группы (алкильные атомы углерода от 8 до 16) и т.д. Различие гидрофобных групп заключается в основном в структурных изменениях углеводородных цепей, которые меньше, в то время как разнообразие гидрофильных групп больше. Поэтому свойства поверхностно-активных веществ в основном связаны с гидрофильными группами в дополнение к размеру и форме гидрофобных групп. Структура гидрофильных групп варьируется больше, чем структура гидрофобных групп, поэтому классификация поверхностно-активных веществ обычно основывается на структуре гидрофильных групп. Эта классификация основана на том, является ли гидрофильная группа ионной или нет, и подразделяется на анионные, катионные, неионные, амфотерные и другие специальные типы ПАВ.
IV. Характеристики водного раствора ПАВ.
1. Адсорбция ПАВ на границе раздела фаз. Молекулы ПАВ имеют липофильные и гидрофильные группы, которые являются амфифильными молекулами. Вода — сильно полярная жидкость, и когда ПАВ растворяется в воде, его гидрофильная группа притягивается к воде и растворяется в ней по принципу сходства и отталкивания полярностей, а его липофильная группа отталкивается от воды и покидает ее, в результате чего молекулы (или ионы) ПАВ адсорбируются на границе раздела двух фаз, так что межфазное натяжение между двумя фазами уменьшается. Чем больше молекул ПАВ (или ионов) адсорбировано на границе раздела фаз, тем больше уменьшается межфазное натяжение.
2、Некоторые свойства адсорбционной мембраны.
Поверхностное давление адсорбционной пленки: ПАВ адсорбируется на границе раздела газ-жидкость, образуя адсорбционную пленку, например, если поместить на границу раздела подвижный поплавок без трения, чтобы сдвинуть адсорбционную пленку вдоль поверхности раствора, пленка создает давление на поплавок, и это давление называется поверхностным давлением.
Поверхностная вязкость: так же, как и поверхностное давление, поверхностная вязкость — это свойство, проявляемое нерастворимой молекулярной пленкой. Подвеска тонкой металлической проволоки платиновое кольцо, так что его плоскость контакт с водной поверхностью бака, вращать платиновое кольцо, платиновое кольцо вязкостью воды препятствия, амплитуда постепенно распадается, в соответствии с которой поверхностная вязкость может быть измерена, метод: сначала в чистой воде поверхности экспериментов, измеряется амплитуда распада, а затем измеряется образование поверхностной пленки распада, из разницы между двумя, чтобы найти вязкость поверхностной пленки. Поверхностная вязкость тесно связана с прочностью поверхностной пленки, поскольку адсорбционная пленка обладает поверхностным давлением и вязкостью, она должна обладать упругостью. Чем выше поверхностное давление и вязкость адсорбированной пленки, тем выше ее модуль упругости. Модуль упругости поверхностной адсорбционной пленки имеет важное значение в процессе стабилизации пузырька.
3、Формирование мицелл.
Разбавленный раствор ПАВ подчиняется закону идеального раствора. Количество ПАВ, адсорбированного на поверхности раствора, увеличивается с ростом концентрации раствора, а когда концентрация достигает или превышает определенное значение, количество адсорбции больше не увеличивается. Избыточные молекулы ПАВ неупорядочены в растворе или существуют в каком-то постоянном виде. И практика, и теория говорят о том, что они образуют в растворе ассоциаты, которые называются мицеллами. Минимальная концентрация ПАВ в растворе, при которой образуются мицеллы, называется критической концентрацией мицелл (ККМ).
HLB — это аббревиатура гидрофильно-липофильного баланса, которая указывает на гидрофильный и липофильный баланс гидрофильных и липофильных групп ПАВ, то есть на значение HLB ПАВ. Большое значение HLB указывает на сильную гидрофильную молекулу и слабую липофильную молекулу; и наоборот, сильная липофильная молекула и слабая гидрофильная молекула. Значение HLB является относительной величиной, поэтому, когда устанавливается значение HLB, значение HLB парафина, который не обладает гидрофильными свойствами, устанавливается на 0, а значение HLB додецилсульфата натрия, который является более водорастворимым, устанавливается на 40. Вообще говоря, эмульгаторы со значением HLB менее 10 являются липофильными, а со значением более 10 — гидрофильными. Таким образом, точка перехода от липофильного к гидрофильному составляет около 10.
В соответствии со значением HLB поверхностно-активного вещества можно приблизительно определить возможные области применения, как показано в таблице слева: значение HLB поверхностно-активного вещества, подходящего для использования в качестве эмульгатора «вода в масле», составляет от 3,5 до 6, а значение HLB эмульгатора «вода в масле» — от 8 до 18.
В-пятых, роль эмульгирования и солюбилизации.
Две взаимно нерастворимые жидкости, одна с частицами (капельками или жидкими кристаллами), диспергированными в другой, образуют систему, называемую эмульсией. Образование эмульсии обусловлено увеличением площади границы раздела двух жидкостей, поэтому такая система термодинамически неустойчива, для того чтобы сделать эмульсию стабильной необходимо добавить третий компонент — эмульгатор для уменьшения межфазной энергии системы. Эмульгатор относится к поверхностно-активным веществам, его основная функция — играть роль эмульгатора. Эмульсия в присутствии капель такой фазы называется дисперсной фазой (или внутренней фазой ﹑ прерывистой фазой), соединенной с другой фазой, называемой дисперсионной средой (или внешней фазой ﹑ непрерывной фазой).
1, Эмульгаторы и эмульсии. Обычная эмульсия, одна фаза которой представляет собой воду или водный раствор, другая фаза — несмешивающиеся с водой органические вещества, такие как жир, воск и т.д.. Вода и масло эмульсии образуются, в соответствии с его дисперсии можно разделить на два вида: масло диспергируется в воде, чтобы сформировать масло-в-воде эмульсии, чтобы O / W (масло / вода): вода диспергируется в нефти, чтобы сформировать масло-в-воде эмульсии, чтобы W / O (вода / масло) сказал. Также могут образовываться сложные многокомпонентные эмульсии типа вода-в-масле-в-воде W/O/W и масло-в-воде-в-масле O/W/O.
Эмульгаторы используются для стабилизации эмульсий путем снижения межфазного натяжения и формирования одномолекулярных межфазных пленок. При эмульгировании к эмульгатору предъявляются следующие требования: а, эмульгатор должен быть способен адсорбировать или обогащать границу раздела двух фаз, чтобы межфазное натяжение снижалось; б, эмульгатор должен придавать частицам заряд, чтобы происходило электростатическое отталкивание между частицами или образование стабильной ﹑ вязкости вокруг частиц, особенно высокой защитной пленки. Поэтому вещество, используемое в качестве эмульгатора, должно иметь амфифильные группы для того, чтобы эмульгировать, и поверхностно-активные вещества могут соответствовать этому требованию.
2, Методы приготовления эмульсий и факторы, влияющие на стабильность эмульсий.
Существует два метода приготовления эмульсий: первый — это использование механического метода для диспергирования жидкости в виде мельчайших частиц в другой жидкости, который в основном используется в промышленности для приготовления эмульсий; второй — это растворение жидкости в молекулярном состоянии в другой жидкости, после чего она собирается соответствующим образом, образуя эмульсию.
Стабильность эмульсии — это способность противостоять агрегации частиц, которая может привести к разделению фаз. Эмульсии — термодинамически нестабильные системы с большой свободной энергией. Поэтому так называемая стабильность эмульсии — это время, необходимое системе для достижения равновесного состояния, то есть время, необходимое для разделения одной из жидкостей в системе. Если в состав межфазной мембраны входят полярные органические молекулы, такие как жирные спирты, жирные кислоты и жирные амины, прочность мембраны значительно возрастает. Это происходит потому, что в межфазном адсорбционном слое молекулы эмульгатора и спиртов, кислот и аминов и других полярных молекул образуют «комплекс», благодаря чему прочность межфазной мембраны увеличивается.
Более двух видов поверхностно-активных веществ, состоящих из эмульгатора, называют смешанным эмульгатором. Смешанный эмульгатор адсорбируется на границе раздела вода/масло, межмолекулярное воздействие может образовывать комплексы. Благодаря сильному межмолекулярному действию, межфазное натяжение значительно снижается, количество эмульгатора, адсорбированного на границе раздела фаз, значительно увеличивается, образование плотности межфазной пленки увеличивается, прочность возрастает.
Заряд жидких шариков оказывает существенное влияние на стабильность эмульсии. Стабильные эмульсии, как правило, заряжены жидкими шариками. При использовании ионного эмульгатора, адсорбированного на границе раздела эмульгатор-ион, его липофильная группа вводится в масляную фазу, гидрофильная группа в водную фазу, тем самым делая жидкий бисер заряженным. Поскольку эмульсия состоит из жидких шариков с одинаковым зарядом, они отталкиваются друг от друга, нелегко агломерируются, так что стабильность повышается. Видно, что чем больше ионов эмульгатора адсорбировано на бусинах, тем больше заряд, тем больше способность предотвращать агломерацию бусин, тем стабильнее эмульсионная система.
Вязкость эмульсионной дисперсионной среды оказывает определенное влияние на стабильность эмульсии. Как правило, чем выше вязкость дисперсионной среды, тем выше стабильность эмульсии. Это объясняется тем, что вязкость дисперсионной среды велика, что оказывает сильное влияние на броуновское движение жидких шариков и замедляет столкновение между ними, благодаря чему система остается стабильной. Обычно полимерные вещества, которые могут быть растворены в эмульсиях, могут увеличить вязкость системы и сделать стабильность эмульсий выше. Кроме того, полимеры могут образовывать прочную межфазную пленку, делая эмульсионную систему более стабильной.
В некоторых случаях добавление твердого порошка также может стабилизировать эмульсию. Твердый порошок находится в воде, масле или на границе раздела, в зависимости от масла, воды на смачиваемость твердого порошка, если твердый порошок полностью смачивается водой, и может быть смачивается маслом, будет удерживаться только на границе раздела вода-масло. Твердый порошок не делает эмульсию стабильной, потому что порошок, собранный на границе раздела фаз, усиливает межфазную пленку, которая похожа на межфазную адсорбцию молекул эмульгатора, поэтому чем плотнее твердый порошок расположен на границе раздела фаз, тем стабильнее эмульсия.
ПАВ обладает способностью значительно повышать растворимость нерастворимых или малорастворимых органических веществ после образования мицелл в водном растворе, причем раствор в это время становится прозрачным, и этот эффект мицелл называется солюбилизацией. ПАВ, способное производить солюбилизацию, называется солюбилизатором, а органическое вещество, которое солюбилизируется, называется солюбилизированным веществом.
Same series products
| Product Name | Chemical Name | CAS number |
| IPP | Isopropyl palmitate | CAS 142-91-6 |
| IPL | Isopropyl Laurate | CAS 10233-13-3 |
| 2-EHP | Isooctyl palmitate | CAS 1341-38-4 |
| IPM | Isopropyl myristate | CAS 110-27-0 |
Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 утра до 6:00 вечера UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.