ترتبط المواد الخافضة للتوتر السطحي بجزيئات الصباغ من خلال الامتزاز الانتقائي

2021-04-07 23:42:27

يمكن استخدام بعض المواد الخافضة للتوتر السطحي لتفريق الجزيئات الصلبة الدقيقة (خاصة الأصباغ) في السوائل. ترتبط المواد الخافضة للتوتر السطحي بجزيئات الصباغ عن طريق الامتزاز الانتقائي.

في النظام المائي، يتم امتصاص المجموعات الكارهة للماء (المحبة للدهون) على سطح الجزيئات، بينما تمتد المجموعات المحبة للماء (المحبة للدهون) إلى الطور المائي. إذا تم استخدام الفاعل بالسطح الأيوني، يتم فصل جزيئات الصباغ عن طريق تثبيت الشحنة. استقرار الشحنة هو نتيجة التنافر الكهربائي حول الجسيمات؛ لأن جميع الجسيمات محاطة بنفس الشحنة، فإنها سوف تتنافر عندما تكون قريبة من بعضها البعض. في بعض أنظمة الطلاء المنقولة بالماء، تكون هناك حاجة أيضًا إلى مواد خافضة للتوتر السطحي غير الأيونية لتوفير استقرار استاتيكي حول الجسيمات.

يختلف عن النظام المعتمد على الماء، في نظام الطلاء غير المائي، يتم امتصاص المجموعة الكارهة للزيت (المحبة للماء) على سطح الجسيمات، بينما تشير المجموعة الكارهة للزيت (الكارهة للماء) إلى مرحلة المذيب. في هذه الحالة، يميل التشتت إلى أن يكون مستقرًا بسبب التثبيت الساكن. يرجع التثبيت الاستاتيكي إلى العائق الاستاتيكي للسلسلة الجزيئية للفاعل بالسطح المذاب في الوسط السائل.

يختلف هيكل المشتت قليلاً عن هيكل عامل الترطيب. يجب أن يتم ترطيب المشتت وتثبيته على سطح الجزيئات الصلبة (الصباغ)، ولكن يجب أن يكون هناك جزء منه. تكوين رابط بين الجزيئات ووسط التشتت. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون للجزء الكاره للماء (المعروف أيضًا باسم الذيل) طول كافٍ لجعل السلسلة البارزة من سطح الصبغة تنتج عائقًا استاتيكيًا فعالًا حول الجسيمات. في نظام الطلاء المعتمد على المذيبات، يجب أن يكون طول ذيل المادة الخافضة للتوتر السطحي أكثر من c18h37. إن المادة الخافضة للتوتر السطحي ذات تأثير الترطيب الجيد ليست مشتتًا فعالًا لأن طول سلسلتها قصير جدًا.

يتم امتصاص عامل التثبيت الفعال (عامل التثبيت) على سطح الصبغة، وهو غير قابل للذوبان أو قابل للذوبان بشكل طفيف في المذيب، وله صلة قوية بسطح الجسيمات. تتمتع معظم عوامل التثبيت بقطبية قوية وترتبط بسطح الجسيم بواسطة روابط هيدروجينية. ومن أمثلة مجموعات الارتساء الأمينات. ملح الأمونيوم الرباعي، اليوريا، حمض الكربوكسيل، السلفونات والفوسفات. تحتوي بعض عوامل التثبيت على هياكل محددة، مثل جزيئات الصبغة المسطحة الكبيرة، والتي تستخدم لتثبيت أصباغ الفثالوسيانين الأزرق والأخضر الفثالوسيانين. يشبه التركيب الجزيئي لهذه الأصباغ تركيب الأصباغ، وتميل إلى الارتباط بالأصباغ.

لا يوجد عامل ترطيب وتشتيت عالمي لجميع الأصباغ. ومع ذلك، يمكن الحصول على تأثيرات ترطيب وتشتيت أفضل وأكثر فعالية عن طريق اختيار مجموعة التثبيت ذات الذيل المناسب والمناسبة لخليط صبغ معين.

هناك العديد من الطرق المختلفة لجعل الجزيئات لها كتلة وذيل مثبتين. يبدو أن الجزيئات ذات بنية السلسلة المتفرعة والمجموعات القطبية في السلسلة المتفرعة لها أفضل تأثير تشتت. تلعب السلسلة الفرعية دور مجموعة المرساة، والحلقة بين نقاط الارتباط الفرعية هي الذيل. كتلة A-B (a هي كتلة المرساة، وB هو ذيل كاره للماء). قد تكون كتلة A-B-A، أو كتلة b-a-b، أو المواد الخافضة للتوتر السطحي البوليمرية المطعمة أو المشطية أيضًا مشتتات صبغية فعالة جدًا للأنظمة غير المائية.