انواع سورفکتانت

مخفف سورفاکتانت، Surfactant Surfactatnt (Surface Active Agents) به اشتراک گذاری یک فاز با فاز دیگر کمک می کند. این تعریف محدود به تعلیق جامد- مایع نیست و ممکن است شامل سیستم های مایع نیز باشد. هنگامی که از این مواد برای تثبیت ذرات جامد در آب استفاده می شود، آنها را پخش کننده می نامند. مولکول های سورفکتانت در سطح تماس جمع می شوند. این به این دلیل است که ساختار آن از دو بخش تشکیل شده است، یکی محلول در حلال و دیگری نامحلول. جهت گیری این مولکول ها به گونه ای است که قسمت محلول با مایع و قسمت نامحلول در تماس با جامد باشد. در ادامه با پیشگامان شیمی همراه باشید.

کاربرد سورفکتانت ها معمولاً بر اساس بار بخشی از مولکول جذب شده روی سطح تقسیم می شوند: غیر یونی، آنیونی و کاتیونی. سورفکتانت های غیریونی سورفکتانت هایی هستند که گروه های یونیزه ندارند، مانند الکل های چرب ROH، اسیدهای چرب R(CO)OR’، که در آن R’ یک پلیمر آلی با زنجیره کوتاه است. ساختار اسید اولئیک C17H34(CO)OH است که شامل یک زنجیره آلی C17H34 و یک گروه عاملی (CO)OH می باشد. سورفکتانت های غیر یونی معمولا در حلال های آلی موثر هستند. جذب ذرات با جذب خرابکاران یا پیوندهای همسایه قوی صورت می گیرد. همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، با استفاده از مفهوم اسید و باز لوئیس، اتم هایی که در گروه عاملی سورفکتانت قرار دارند و دارای یک جفت الکترون غیرپیوندی (مانند N و O) هستند، می توانند به عنوان یک باز لوئیس عمل کنند و دارای یک پیوند با اتم مانند Al در سطحی که دارای یک پوسته الکترونی ناقص است، تشکیل می شود (اسید لوئیس). تثبیت معمولاً توسط مانع فضایی بین توالی های آلی یا میسل های موجود در حلال های آلی ایجاد می شود.

نمونه هایی از سورفکتانت های غیریونی رایج در شکل زیر نشان داده شده است. روغن ماهی Menhaden به طور گسترده ای برای پخش Al2O3، BaTio3 و بسیاری از پودرهای اکسید در حلال های آلی استفاده می شود. این ماده از مخلوطی از اسیدهای چرب باز و زنجیره های کوتاه با زنجیره آلکیل (R) با فرمول R(CO)OH حاوی پیوند دوگانه C=C و اسید کربوکسیلیک (CO)OH در انتهای گروه عاملی خود تشکیل شده است.

اولئات سدیم C17H34 (CO)O-Na+ یک سورفکتانت آنیونی است زیرا به یون Na + و یون اولئات منفی تجزیه می شود. نمک های اسیدهای چرب مانند اولئات سدیم، استئارات سدیم C17H35(CO)O-Na+ و سولفونات ها مانند آلکیل سولفونات سدیم R(SO2)O-Na+، که در آن R یک زنجیره آلکیل از 10-20 اتم کربن است. سورفکتانت های آنیونی سورفکتانت های آنیونی در حلال های آبی موثر هستند. به طور معمول، اجزای اکسیژن با بار منفی با تفکیک سورفکتانت های آنیونی تولید می شوند. جذب سورفکتانت معمولاً از طریق جاذبه الکترواستاتیکی با سطوح ذرات با بار مثبت اتفاق می افتد. تثبیت سیستم تعلیق معمولاً در نتیجه دافعه الکترواستاتیکی بین بارهای منفی رخ می دهد.

دی دسیل آمونیوم استات C12H25(N+H3)CH3(CO)O یک سورفکتانت کاتیونی است زیرا یون استات در آب CH3(CO)O– حل می شود و یون دیدسیلامونیوم با بار مثبت C12H25(N+H3) را روی سطح جدا می کند. ، تجزیه می شود. سورفکتانت های کاتیونی به طور کلی حاوی ترکیبات نیتروژن با بار مثبت پس از تجزیه هستند. جدای از تغییر علامت بارهای روی سورفکتانت و روی سطح ذره، مکانیسم‌های جذب و تثبیت شبیه به سورفکتانت‌های آنیونی است.

جداسازی سورفکتانت های آنیونی و کاتیونی به گروه های دارای سر مثبت و منفی، تثبیت با سورفکتانت های دارای بار منفی و تثبیت با میسل های منفی

برخی از سورفکتانت ها در pH پایین دارای بار مثبت، در pH متوسط ​​بدون بار و در pH بالا دارای بار منفی هستند. به آن سورفکتانت آمفوتریک می گویند. اگر یک مولکول خنثی دارای یک گروه با بار مثبت (مانند یک یون آمونیاک) و یک گروه با بار منفی (مانند یک یون کربوکسیلات) باشد، مولکول را زویتریون می نامند. ) O- این ترکیبات در pH پایین آمفوتریک و کاتیونی، در pH کاتیونی و در PH بالا آنیونی هستند. وجود این دو بار مخالف یک گشتاور دوقطبی بزرگ ایجاد می کند که باعث می شود مولکول به شدت پیوند بخورد. صفحه پلاریزاسیون این سورفکتانت ها می توانند به سطوح با بار متفاوت بچسبند زیرا قسمت مثبت مولکول به سطحی با بار منفی و قسمت منفی مولکول به سطحی با بار مثبت متصل می شود.