عندما يصل الفاعل بالسطح في المحلول إلى تركيز تكوين المذيلات

2022-05-11 00:15:27

يشير الفلور الخافضة للتوتر السطحي إلى المادة الخافضة للتوتر السطحي التي يتم استبدال الهيدروجين الموجود في المجموعة الكارهة للماء من سلسلة الهيدروكربون بالكامل بذرة الفلور. غالبًا ما يتم استخدامه للاستحلاب والتشتت وإزالة الرغوة والاختراق والمضادة للكهرباء الساكنة ومقاومة الأحماض والقلويات ومواد التشحيم. وفقًا لبنية المجموعات المحبة للماء، يمكن أيضًا تقسيم المواد الخافضة للتوتر السطحي الفلور إلى مواد سطحية كاتيونية وأنيونية ومذبذبة وغير أيونية. نظرًا لأن هيكل مجموعته المحبة للماء هو نفس هيكل الفاعل بالسطح الهيدروكربوني، فإن خصائص الفلور الخافضة للتوتر السطحي يتم تحديدها بواسطة سلسلة فلور الكربون.

ألكيل جليكوسيد

تتميز سلسلة الفلوروكربون بالخصائص التالية: ① نظرًا لطاقة الروابط الكبيرة، فهي تتمتع بثبات حراري جيد، ومقاومة للكاشف وسمية منخفضة؛ ② بسبب القوة الجزيئية الصغيرة، فهو كاره للماء وطارد للزيت، مع معامل احتكاك صغير ولا يلتصق؛ ③ معامل انكسار منخفض؛ ④ عزل عالي.

يظهر الفلور السطحي الخصائص التالية: ① يمكنه تقليل التوتر السطحي للماء والسوائل الأخرى وتحسين قابلية البلل والنفاذية؛ ② لا يزال يظهر نشاطًا سطحيًا عاليًا بتركيز منخفض؛ ③ لديها مقاومة جيدة للحرارة ومقاومة الكاشف. ④ كما أن لديها نشاط سطحي في المذيبات العضوية.

تتميز المواد الخافضة للتوتر السطحي بثلاث خصائص أساسية: الامتزاز السطحي، والترتيب الاتجاهي، وتكوين المذيلة، ويمكن أن تنتج خمسة تأثيرات فيزيائية.

(١) الترطيب والاختراق

عندما يكون من الضروري تحسين قدرة المحلول المائي على ترطيب المادة الصلبة واختراقها، يمكن إضافة كمية صغيرة من الفاعل بالسطح إلى المحلول المائي لتسريع ترطيب المادة الصلبة.

(2) الاستحلاب والانتشار

تسمى ظاهرة صنع المواد غير القابلة للذوبان في الماء في الاستحلاب المنتظم أو التشتت في الماء بالاستحلاب أو الانتشار. في عملية الاستحلاب، يتم إذابة أحد طرفي المجموعة الكارهة للماء من جزيء المستحلب (الفاعل بالسطح) في الطور السائل غير القابل للذوبان في الماء، ويتم إذابة الطرف الآخر من المجموعة المحبة للماء في الطور المائي. يتم امتصاص جزيئات المستحلب على واجهة الطور بين المادة غير القابلة للذوبان في الماء والماء، ويتم ترتيبها في طبقة جزيئية بطريقة اتجاهية، وذلك لتقليل التوتر السطحي للواجهة ثنائية الطور واستحلابها. في عملية الانتشار، يمتد أحد طرفي المجموعة المحبة للماء لجزيء عامل الانتشار (الخافض للتوتر السطحي) إلى الماء، ويتم امتصاص أحد طرفي المجموعة الكارهة للماء على سطح الجسيم الصلب، وتتشكل طبقة امتصاص محبة للماء على الطبقة السطحية الصلبة.

(3) الذوبان

عندما يصل الفاعل بالسطح في المحلول إلى تركيز تكوين المذيلات، يمكن للمذيلات أن تمتص وتجميع الجزيئات الصلبة والسائلة غير القابلة للذوبان في الماء عند نهاية القاعدة الكارهة للماء، وذلك لزيادة قابلية ذوبان المواد القابلة للذوبان أو غير القابلة للذوبان بشكل طفيف.

(4) الرغوة وإزالة الرغوة

يتكون هيكل الفقاعة المحاط بغشاء سائل بين السطح الغازي السائل، مما يقلل من التوتر السطحي بين الواجهات.

(5) عمل الغسل

تعمل المواد الخافضة للتوتر السطحي على تقليل التوتر السطحي بين الواجهات وتنتج مجموعة متنوعة من الوظائف مثل الترطيب والاستحلاب والانتشار ومقاومة الالتصاق، مما يؤدي إلى تأثير الغسيل.