Strukturę molekularną środków powierzchniowo czynnych charakteryzują cząsteczki amfifilowe

2021-03-24 01:07:06

Cząsteczki środka powierzchniowo czynnego składają się z dwóch odrębnych części: jedna to grupa lipofilowa (znana również jako grupa hydrofobowa), która ma powinowactwo do oleju, a druga to grupa hydrofilowa (znana również jako grupa hydrofobowa), która ma powinowactwo do wody. Struktura środka powierzchniowo czynnego sprawia, że ​​jest on rozpuszczalny w wodzie, grupa hydrofilowa jest przyciągana przez cząsteczki wody, a grupa lipofilowa jest odpychana przez cząsteczki wody. Aby przezwyciężyć ten stan niestabilny, musimy zająć powierzchnię cieczy, rozciągnąć grupę lipofilową do atmosfery, a grupę hydrofilową do wody.

Chociaż strukturę molekularną środków powierzchniowo czynnych charakteryzują cząsteczki amfifilowe, nie wszystkie cząsteczki amfifilowe są środkami powierzchniowo czynnymi. Surfaktantami są wyłącznie substancje amfifilowe o wystarczającej długości w części lipofilowej.

Na przykład w szeregu soli sodowych kwasów tłuszczowych związki o mniejszej liczbie atomów węgla (mrówczan sodu, octan sodu, propionian sodu, maślan sodu itp.) mają grupy lipofilowe i hydrofilowe oraz mają aktywność powierzchniową, ale nie pełnią roli mydła, dlatego nie można ich nazwać środkami powierzchniowo czynnymi. Dopiero gdy liczba atomów węgla wzrosła do pewnego stopnia, kwas tłuszczowy sodowy wykazywał wyraźną aktywność powierzchniową i ogólne właściwości mydła. Większość naturalnych olejów zwierzęcych i roślinnych to estry kwasów tłuszczowych zawierające C10 ~ C18. Jeśli kwasy te połączą się z grupą hydrofilową, staną się lipofilowymi i hydrofilowymi środkami powierzchniowo czynnymi o dobrej rozpuszczalności.

W długoterminowej praktyce produkcyjnej stwierdzono, że roztwory niektórych substancji mogą znacznie zmienić właściwości powierzchniowe rozpuszczalnika nawet przy bardzo małym stężeniu i sprawić, że będzie on odpowiedni do spełnienia niektórych wymagań produkcyjnych, takich jak zmniejszenie napięcia powierzchniowego lub napięcia międzyfazowego rozpuszczalnika, zwiększenie zwilżalności, właściwości myjących, emulgujących i pieniących itp. W życiu codziennym jedną z takich substancji jest mydło. Niezwykłą cechą substancji takich jak mydło jest to, że dodanie niewielkiej ilości do wody może znacznie zmniejszyć napięcie powierzchniowe wody.