1. Yfirborðsspenna
Samdráttarkraftur handahófskenndrar einingarlengdar fljótandi yfirborðs kallast yfirborðsspenna og einingin er N • m-1.
2, yfirborðsvirkt og yfirborðsvirkt efni
Eiginleikinn sem getur dregið úr yfirborðsspennu leysis kallast yfirborðsvirkni og efnið með yfirborðsvirkni er kallað yfirborðsvirkt efni.
Yfirborðsvirk efni sem geta tengt sameindir í vatnslausn og myndað samtök eins og micellur, hafa mikla yfirborðsvirkni og hafa einnig vætu, fleyti, froðumyndun og þvottastarfsemi kallast yfirborðsvirk efni.
3. Einkenni sameinda uppbyggingar yfirborðsvirkra efna
Yfirborðsvirk efni eru lífræn efnasambönd með sérstaka uppbyggingu og eiginleika. Þeir geta breytt verulegu tengi spennu milli tveggja áfanga eða yfirborðsspennu vökva (venjulega vatns). Þeir hafa eiginleika vætu, froðu, fleyti og þvo.
Hvað uppbyggingu varðar þá hafa yfirborðsvirk efni sameiginleg einkenni, það er að sameindin inniheldur tvo hópa með mismunandi eiginleika, annar endinn er langkeðju óskautaður hópur, sem er leysanlegur í olíu en ekki vatni, svokallaður vatnsfælinn hópa eða vatnsfælna hópa, slíkir vatnsfælnir hópar eru venjulega langkeðju kolvetni, og stundum lífræn flúor, kísill, lífræn fosfór, lífrænar tini keðjur og svo framvegis. Hinn endinn er vatnsleysanlegur hópur, það er vatnssækinn hópur eða vatnssækinn hópur. Vatnssækinn hópurinn verður að vera nægjanlega vatnssækinn til að tryggja að allt yfirborðsvirka efnið sé leysanlegt í vatni og hafi nauðsynlega leysni. Vegna þess að yfirborðsvirk efni innihalda vatnssækna og vatnsfælna hópa eru þau leysanleg í að minnsta kosti einum áfanga fljótandi fasans. Þetta vatnssækna og fitusækna eðli yfirborðsvirks efnis er kallað amfífílískt.
4.Tegundir yfirborðsvirkra efna
Yfirborðsvirk efni er amfífílísk sameind með bæði vatnsfælnum og vatnsfælnum hópum. Vatnsfælna hópar yfirborðsvirkra efna eru venjulega samsettir af langkeðju kolvetni, svo sem beinkeðju alkýlhópum C8 til C20, greinóttum keðjuhópum C8 til C20, alkýlfenýlhópum (fjöldi alkýl kolefnisatóma er 8 til 16) osfrv. . Munurinn á vatnsfælnum hópum er aðallega í skipulagsbreytingu kolvetniskeðjunnar, munurinn er lítill, og það eru fleiri gerðir af vatnsfælnum hópum, þannig að eiginleikar yfirborðsvirkra efna tengjast aðallega stærð og lögun vatnsfælna hópa. Það tengist einnig vatnssæknum hópum. Uppbygging vatnsfælni hópsins breytist meira en vatnsfælni hópurinn, þannig að flokkun yfirborðsvirkra efna er almennt byggð á uppbyggingu vatnsfælni hópsins. Þessi flokkun byggist á því hvort vatnssækni hópurinn er jónískur og honum er skipt í anjónísk, katjónísk, ójónísk, zwitterionísk og aðrar sérstakar tegundir yfirborðsvirkra efna.
5. Einkenni vatnslausnar yfirborðsvirkra efna
① Aðsog yfirborðsvirkra efna í viðmótinu
Yfirborðsvirkar sameindir eru með fitusækna og vatnssækna hópa og eru amfífílískar sameindir. Vatn er sterkur ísbirni vökvi. Þegar yfirborðsvirkt efni er leyst upp í vatni, eru vatnsækni hópar þess leysanlegir í vatni vegna vatnsflæðis og vatnsfasa þeirra, byggt á meginreglunum um svipaða pólun og frávísun. Fasinn hrindir frá sér og skilur vatnið eftir. Fyrir vikið eru yfirborðsvirku sameindirnar (eða jónir) aðsogaðar á viðmót fasanna tveggja, sem dregur úr yfirborðsspennunni milli fasanna tveggja. Eftir því sem yfirborðsvirkari sameindir (eða jónir) eru aðsogaðar á viðmótið, því meiri er samdráttarspennan.
② Sumir eiginleikar aðsogs himnunnar
Yfirborðsþrýstingur aðsogshimnunnar: Yfirborðsvirka efnið er aðsogað á gas-fljótandi viðmótið til að mynda aðsogshimnu. Til dæmis, ef núningslaust hreyfanlegt floti er komið fyrir á tenginu, er aðsogs himnunni ýtt meðfram flötinni með lausninni og himnan býr til þrýsting á flotinn. Þessi þrýstingur er kallaður yfirborðsþrýstingur.
Yfirborðsseigja: Eins og yfirborðsþrýstingur er yfirborðsseigja eign sem sýnd er með óleysanlegum sameindarfilmum. Settu platínuhring upp með þunnum málmvír, láttu flugvél sína komast í snertingu við vatnsyfirborðið á vaskinum, snúðu platínuhringnum, platínuhringurinn er hindrað af seigju vatnsins og amplitude minnkar smám saman. Byggt á þessu er hægt að mæla yfirborðsseigju með því að byrja með á yfirborði hreins vatns. Tilraun var gerð til að mæla amplitude demping og síðan mæla dempingu eftir að yfirborðsfilmur var myndaður. Seigja yfirborðsfilmsins var fengin frá mismuninum á milli.
Yfirborðsseigja er nátengd festu yfirborðsfilmsins. Þar sem aðsogsfilminn er með yfirborðsþrýsting og seigju verður hann að vera teygjanlegur. Því hærri sem yfirborðsþrýstingur og hærri seigja aðsogsfilmsins, því meiri teygjanleg mótun. Teygjanleg mótun yfirborðs aðsogsfilmsins hefur mikla þýðingu í stöðugleikaferlinu.
③ Myndun micellna
Þynnt lausn rhenium yfirborðsvirks efnis hlýðir reglunum sem fylgja ákjósanlegu lausninni. Aðsogsmagn yfirborðsvirks efnis á yfirborð lausnarinnar eykst með aukningu á styrk lausnarinnar. Þegar styrkur nær eða fer yfir ákveðið gildi eykst aðsogsmagnið ekki lengur. Þessar óhóflegu yfirborðsvirku sameindir eru raskaðar í lausninni, eða einhvern veginn Það er reglulega leið. Æfingar og kenningar hafa sýnt að þau mynda samtök í lausn, sem kölluð eru micellur.
Mikilvægur styrkur micellars: Lágmarks styrkur yfirborðsvirks efnis til að mynda mýlen í lausn er kallaður mikilvægur micelle styrkur.
④ cmc gildi algengra yfirborðsvirkra efna.
6. Vökvafitu-fitusækið jafnvægi
HLB er skammstöfun á vatnssæknum fitusæknum jafnvægi og táknar vatnsfíl-fitusækið jafnvægisgildi vatnsfílhópsins og fitusækna hóps yfirborðsvirka efnisins, það er HLB gildi yfirborðsvirka efnisins. Stórt HLB gildi gefur til kynna að sameindin sé sterkt vatnssækin og veikt fitusækin; annars er fitusækni sterkt og vatnssækni er veik.
① Krafa um HLB gildi
HLB gildi er hlutfallslegt gildi, þannig að þegar HLB gildið er stillt, sem staðalbúnaður, er HLB gildi parafínvaxs án vatnssækinna eiginleika tilgreint sem 0, og HLB gildi natríum lárýlsúlfat með sterkri vatnsleysni er 40. Þess vegna, HLB gildi yfirborðsvirka efnisins er venjulega á bilinu 1 til 40. Almennt séð eru ýruefni með HLB gildi minna en 10 fitusækin, en ýruefni sem eru meiri en 10 eru vatnsfíl. Þess vegna er vendipunkturinn frá fitusækni til vatnsfléttu um það bil 10.
7. Brotthvarf og leysing
Tvær tegundir af gagnkvæmu óleysanlegu vökva, önnur myndast af örum ögnum (dropar eða fljótandi kristallar) dreifðir í hinu er kallað fleyti. Vegna þess að yfirborðsafurð vökvanna tveggja eykst þegar fleyti myndast, er þetta kerfi hitafræðilega óstöðugt. Til að koma á stöðugleika fleyti þarf að bæta við þriðja íhluti, ýruefni, til að draga úr tengibúnaði kerfisins. Örgjafar eru yfirborðsvirk efni sem hafa aðal hlutverk að verka sem mjólk. Fasinn sem droparnir eru í í fleyti er kallaður dreifður fasinn (eða innri fasinn, ósamfelldur áfangi), og hinn fasinn sem er tengdur í eitt stykki kallast dreifingarmiðillinn (eða ytri fasinn, samfelldur áfangi).
① Bræðslumark og fleyti
Algeng fleyti, einn fasinn er vatn eða vatnslausn, og hinn fasinn er lífrænt efni sem er ómissandi af vatni, svo sem olíu og vaxi. Fleyti sem myndast af vatni og olíu er hægt að skipta í tvær gerðir eftir dreifingu þeirra: olíur dreifast í vatni til að mynda fituolíu-í-vatnsfleyti, sem er gefið upp í O / W (olía / vatn): vatn-í-olíu form vatns-í-olía Fleyti er gefið upp í W / O (vatn / olía). Að auki er það einnig mögulegt að mynda flókin vatn / í olíu-í-vatni W / O / W og olíu-í-vatni-í-olíu O / W / O fjölliða fleyti.
Fleygiefni koma stöðugleika við fleyti með því að draga úr spennuflötum og mynda einlita yfirborðsfilmu.
Kröfur varðandi ýruefni við fleyti: a: ýruefni verður að geta sogað eða auðgað við tengi fasanna tveggja til að draga úr spennu milli yfirborðs; b: ýruefni verður að gefa agunum hleðslu og valda rafstöðueiginleika milli agnanna, eða stöðug, mjög seigfljótandi hlífðarfilm myndast um agnirnar. Þess vegna verða efni, sem notuð eru sem ýruefni, verið með amfífílhópa til að geta valdið fleyti. Yfirborðsefni geta uppfyllt þessa kröfu.
② Undirbúningsaðferð fleyti og þættir sem hafa áhrif á stöðugleika fleyti
Það eru tvær aðferðir til að framleiða fleyti: önnur er að nota vélrænar aðferðir til að dreifa vökva sem fínar agnir í öðrum vökva, sem er aðallega notaður í iðnaði til að búa til fleyti; hitt er að leysa upp vökva í sameindaástandi Í öðrum vökva er hann síðan safnað saman rétt til að mynda fleyti.
Fleyti stöðugleiki vísar til getu til að standast agnasamloðun sem leiðir til fasaskilnaðar. Fleyti eru hitafræðilega óstöðugt kerfi með mikla ókeypis orku. Þess vegna vísar svokallaður fleyti stöðugleiki í raun til þess tíma sem þarf fyrir kerfið til að ná jafnvægi, það er tíminn sem þarf til að vökvi skilist í kerfinu.
