الخلاصة: يناقش وظائف المواد الخافضة للتوتر السطحي ، مثل الترطيب ، والتشتت ، والاستحلاب ، والذوبان ، والرغوة ، وإزالة الرغوة ، والغسيل وإزالة التلوث ، وما إلى ذلك ، وإدخال تصنيف المواد الخافضة للتوتر السطحي ، وإدخال العديد من عوامل الأنشطة السطحية شائعة الاستخدام. ودورها في مستحضرات التجميل والمنظفات والأدوية والغذاء. تم وصف اتجاه تطور الفاعل بالسطح.

1. تصنيف السطحي

توجد طرق عديدة لتصنيف المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والتي يتم تصنيفها وفقًا لمصدر المواد الخافضة للتوتر السطحي. تنقسم المواد الخافضة للتوتر السطحي عادةً إلى ثلاث فئات: المواد الخافضة للتوتر السطحي التركيبية ، والمواد الخافضة للتوتر السطحي الطبيعية ، والمواد الحيوية السطحية.

يمكن تقسيم المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى أربع فئات: أنيوني ، وكاتيوني ، وزويتيريوني ، وغير أيوني وفقًا لنوع الأيونات الناتجة عن المجموعة المحبة للماء. المواد الخافضة للتوتر السطحي شائعة الاستخدام ، والتي تكون قاعدتها الكارهة للماء عبارة عن مجموعة هيدروكربونية ، قد تحتوي أيضًا على عناصر مثل الأكسجين والنيتروجين والكبريت والكلور والبروم واليود في الجزيء ، وتسمى المواد الخافضة للتوتر السطحي الهيدروكربونية أو السطحي العادي. المواد الخافضة للتوتر السطحي التي تحتوي على الفلور والسيليكون والفوسفور والبورون تسمى المواد الخافضة للتوتر السطحي الخاصة. إن إدخال الفلور والسيليكون والفوسفور والبورون وعناصر أخرى يمنح المواد الخافضة للتوتر السطحي أداءً فريدًا وممتازًا. تعتبر المواد الخافضة للتوتر السطحي المحتوية على الفلور من أهم أنواع المواد الخافضة للتوتر السطحي الخاصة.

2. الدور الرئيسي للخافض للتوتر السطحي

(1) الاستحلاب: بسبب التوتر السطحي العالي للزيت في الماء ، عندما يقطر الزيت في الماء ، يحرك بقوة ، يتم سحق الزيت إلى حبيبات دقيقة وخلطه في مستحلب ، لكن التحريك يتوقف ويعيد- طبقات. إذا أضفت مادة خافضة للتوتر السطحي وقلبت بقوة ، فلن يكون من السهل فصلها لفترة طويلة بعد التوقف ، وهو الاستحلاب. والسبب هو أن الكراهية للماء للزيت محاطة بالمجموعة المحبة للماء من العامل النشط ، مما يشكل عامل جذب اتجاهي ، ويقلل من العمل المطلوب لتشتت الزيت في الماء ، ويجعل الزيت مستحلبًا جيدًا. إلى

(2) تأثير الترطيب: غالبًا ما تكون هناك طبقة من الشمع أو الشحوم أو مادة متقشرة متصلة بسطح الجزء ، وهي كارهة للماء. بسبب تلوث هذه المواد ، ليس من السهل ترطيب سطح الأجزاء بالمياه. عند إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى المحلول المائي ، تتشتت قطرات الماء على الأجزاء بسهولة ، مما يقلل بشكل كبير من التوتر السطحي للأجزاء ويحقق الغرض من الترطيب. إلى

(3) الذوبان: يمكن "إذابة" المواد الزيتية بعد إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي ، ولكن هذا الذوبان يمكن أن يحدث فقط عندما يصل تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى التركيز الحرج للغرواني. الذوبان يعتمد على كائن الذوبان ويعتمد على الطبيعة. فيما يتعلق بالذوبان ، فإن سلسلة الهيدروكربون الجينية الطويلة الكارهة للماء أقوى من سلسلة الهيدروكربون القصيرة ، وسلسلة الهيدروكربون المشبعة أقوى من سلسلة الهيدروكربون غير المشبعة ، ويكون تأثير الذوبان للمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيوني أكثر أهمية بشكل عام. إلى

(4) تأثير التشتت: من السهل نسبيًا تجميع الجزيئات الصلبة مثل جزيئات الغبار والأوساخ معًا ، ومن السهل الاستقرار في الماء. يمكن لجزيئات المواد الخافضة للتوتر السطحي أن تقسم تراكمات الجسيمات الصلبة إلى جزيئات دقيقة مشتتة ومعلقة في المحلول. تلعب دورًا في تعزيز التشتت المنتظم للجسيمات الصلبة. (5) تأثير الرغوة: تكوين الرغوة هو بشكل أساسي الامتزاز الاتجاهي للعامل النشط ، والذي ينتج عن انخفاض التوتر السطحي بين مراحل الغاز والسائل. بشكل عام ، العناصر النشطة منخفضة الوزن الجزيئي سهلة الرغوة ، والعوامل النشطة ذات الوزن الجزيئي العالي لها رغوة أقل ، وحمض الميريستيك الأصفر له أعلى خصائص الرغوة ، وستيرات الصوديوم لها أسوأ خصائص الرغوة. تتميز العوامل النشطة الأنيونية بخصائص رغوة واستقرار رغوة أفضل من تلك غير الأيونية. على سبيل المثال ، تحتوي سلفونات ألكيل بنزين الصوديوم على خصائص رغوة قوية. تشتمل مثبتات الرغوة الشائعة الاستخدام على أميدات الكحوليات الدهنية وكربوكسي ميثيل السليلوز وما إلى ذلك ، وتشمل مثبطات الرغوة الأحماض الدهنية وإسترات الأحماض الدهنية والبولي إيثرات وما إلى ذلك وغيرها من المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية.

3 تطبيق الفاعل بالسطح

يمكن تقسيم تطبيق الفاعل بالسطح إلى تطبيقات مدنية وصناعية. وفقًا للبيانات ، يتم استخدام ثلثي المواد الخافضة للتوتر السطحي المدنية في منتجات الحماية الشخصية ؛ المنظفات الاصطناعية هي واحدة من أكبر الأسواق الاستهلاكية للمواد الخافضة للتوتر السطحي. تشمل المنتجات مسحوق الغسيل والمنظفات السائلة ومنظفات غسل الأطباق والمنتجات المنزلية المختلفة. منتجات التنظيف ومنتجات الحماية الشخصية مثل: الشامبو ، والبلسم ، وكريم الشعر ، وجل الشعر ، والغسول ، والتونر ، ومنظف الوجه ، وما إلى ذلك. المواد الخافضة للتوتر السطحي الصناعية هي مجموع المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في مختلف المجالات الصناعية بخلاف المواد الخافضة للتوتر السطحي المدنية. تشمل مجالات تطبيقه صناعة النسيج ، صناعة المعادن ، الطلاء ، الطلاء ، صناعة الأصباغ ، صناعة الراتنجات البلاستيكية ، صناعة الأغذية ، صناعة الورق ، صناعة الجلود ، التنقيب عن البترول ، صناعة مواد البناء ، صناعة التعدين ، صناعة الطاقة ، إلخ. .

3.1.1 الفاعل بالسطح في مستحضرات التجميل

تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي على نطاق واسع في مستحضرات التجميل المختلفة مثل المستحلبات ، والمواد المخترقة ، والمنظفات ، والملينات ، وعوامل الترطيب ، ومبيدات الجراثيم ، والمشتتات ، والمذابة ، والعوامل المضادة للكهرباء الساكنة ، وصبغات الشعر ، وما إلى ذلك. تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية بشكل شائع في مستحضرات التجميل لأنها غير مزعجة وغير مزعجة. متوافق بسهولة مع المكونات الأخرى. بشكل عام ، هم استرات الأحماض الدهنية والبولي إيثرات.

3.1.2 متطلبات مستحضرات التجميل للمواد الخافضة للتوتر السطحي

تركيبة مستحضرات التجميل متنوعة ومعقدة. بالإضافة إلى المواد الخام للزيت والماء ، هناك أيضًا العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي الوظيفية والمواد الحافظة والنكهات والأصباغ وما إلى ذلك ، والتي تنتمي إلى نظام تشتت متعدد المراحل. مع المزيد والمزيد من التركيبات التجميلية والمتطلبات الوظيفية ، تزداد أيضًا مجموعة متنوعة من المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في مستحضرات التجميل. يجب ألا تحتوي المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في مستحضرات التجميل على تهيج للجلد ، ولا آثار جانبية سامة ، كما يجب أن تلبي متطلبات انعدام اللون ، وعدم وجود رائحة كريهة وثبات عالٍ.

3.2 تطبيق المواد الخافضة للتوتر السطحي في المنظفات

تتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي بوظائف تنظيف وتطهير فعالة ، وقد أصبحت منذ فترة طويلة أهم جزء في منتجات التنظيف. الفاعل بالسطح هو المكون الرئيسي للمنظف. يتفاعل مع الأوساخ وبين الأوساخ والسطح الصلب (مثل الترطيب ، والتخلل ، والاستحلاب ، والذوبان ، والتشتت ، والرغوة ، وما إلى ذلك) والاستفادة من التحريك الميكانيكي للحصول على تأثير الغسل. الأكثر استخدامًا والأكثر استخدامًا هي المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية وغير الأيونية. تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجبة والمتذبذبة فقط في إنتاج أنواع ووظائف خاصة معينة من المنظفات. الأصناف الرئيسية هي LAS (بالإشارة إلى سلفونات ألكيل بنزين) ، AES (كحول دهني بولي أوكسي إيثيلين كبريتات الأثير) ، MES (ملح حمض ألفا سلفونيك الدهني) ، AOS (α-alkenyl sulfonate) ، ألكيل بولي أوكسي إيثيلين إيثر ، ألكيل فينول بولي أوكسي إيثيلين إيثر ، دهني حمض ثنائي إيثانول أمين ، نوع الأحماض الأمينية ، نوع البيتين ، إلخ.

3.3 تطبيق المواد الخافضة للتوتر السطحي في صناعة المواد الغذائية

1.3.3 المستحلبات والمكثفات الغذائية أهم دور للمواد الخافضة للتوتر السطحي في صناعة الأغذية هو العمل كمستحلبات ومكثفات. تعتبر الفسفوليبيدات أكثر المستحلبات والمثبتات استخدامًا. بالإضافة إلى الفسفوليبيدات ، فإن المستحلبات الشائعة الاستخدام هي جليسريدات الأحماض الدهنية S ، وأساسًا أحادي الجليسريد T ، وإسترات السكروز الأحماض الدهنية ، وإسترات السوربيتان الأحماض الدهنية ، واسترات البروبيلين غليكول الأحماض الدهنية ، وفوسفات فول الصويا ، والصمغ العربي ، وحمض الألجنيك ، وكازينات الصوديوم ، والجيلاتين وصفار البيض الخ. مقسمة إلى فئتين: الطبيعية والمركبة كيميائيا. تشمل المكثفات الطبيعية النشا والصمغ العربي وصمغ الغوار والكاراجينان والبكتين والأجار وحمض الألجنيك المصنوع من النباتات والأعشاب البحرية. يوجد أيضًا جيلاتين وكازين وكازينات الصوديوم المصنوع من الحيوانات والنباتات المحتوية على البروتين. وصمغ الزانثان المصنوع من الكائنات الحية الدقيقة. أكثر المثخنات الاصطناعية شيوعًا هي كربوكسي ميثيل سليلوز الصوديوم: @: بروبيلين جليكول ألجينات ، حمض السليلوز جليكوليك وبولي أكريلات الصوديوم ، نشا الصوديوم جليكولات ، فوسفات نشا الصوديوم ، ميثيل السليلوز وحمض بولي أكريليك الصوديوم إلخ.

3.3.2 المواد الحافظة الغذائية استرات الرامنوز لها خصائص معينة مضادة للبكتيريا والفيروسات ومضادة للميكوبلازما. استرات السكروز لها أيضًا تأثير مثبط أكبر على الكائنات الحية الدقيقة ، وخاصة البكتيريا المكونة للجراثيم إيجابية الجرام.

3.3.3 المشتتات الغذائية ، عوامل الرغوة ، إلخ. بالإضافة إلى استخدامها كمستحلبات ومكثفات في إنتاج الغذاء ، يمكن أيضًا استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي كمشتتات ، وعوامل ترطيب ، وعوامل رغوة ، ومزيلات الرغوة ، وعوامل التحكم في التبلور ، وتعقيم وإطالة فترة حفظ الطعام . على سبيل المثال ، إضافة 0.2-0.3٪ فوسفوليبيدات الصويا عند تحبيب مسحوق الحليب كامل الدسم يمكن أن يحسن من قابليته للماء والتشتت ، ويمكن إذابته بسرعة دون تكتل أثناء التحضير. عند صنع الكعك والآيس كريم ، فإن إضافة حمض الجلسرين الدهني ودهن السكروز يمكن أن يكون له تأثير رغوي ، مما يؤدي إلى إنتاج عدد كبير من الفقاعات. في إنتاج الحليب المكثف ومنتجات الصويا ، فإن إضافة حمض الجلسرين الدهني له تأثير إزالة الرغوة.

3.3.4 التطبيق في استخلاص وفصل الأصباغ ومكونات العطر والمكونات النشطة بيولوجيا والمنتجات المخمرة

في السنوات الأخيرة ، تم أيضًا استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي على نطاق واسع في استخلاص وفصل المكونات الطبيعية في الطعام مثل الأصباغ ومكونات النكهة والمكونات النشطة بيولوجيًا والمنتجات المخمرة.

3.4 تطبيق المواد الخافضة للتوتر السطحي في مجال الطب

تتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي بوظائف الترطيب والاستحلاب والذوبان وما إلى ذلك ، لذا فهي تستخدم على نطاق واسع كسواغات صيدلانية ، خاصة في تقنية المستحلبات الدوائية الدقيقة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة. في تخليق الدواء ، يمكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي كمحفزات لنقل الطور ، والتي يمكن أن تغير درجة ذوبان الأيونات ، وبالتالي زيادة تفاعل الأيونات ، مما يجعل التفاعل يتقدم في نظام غير متجانس ، ويحسن بشكل كبير كفاءة التفاعل. غالبًا ما تستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي كمواد مذابة ومحفزات للحساسية في التحليل ، خاصة في التحليل الطيفي التألق الصيدلاني. فيما يتعلق بتطهير الجلد ، وتطهير الجرح أو الأغشية المخاطية ، وتطهير الأدوات والتطهير البيئي قبل الجراحة في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، يمكن أن تتفاعل المواد الخافضة للتوتر السطحي بقوة مع بروتينات الأغشية الحيوية البكتيرية لتفسد وظيفتها أو تفقد وظيفتها ، وتستخدم على نطاق واسع كمبيدات للجراثيم ومطهرات

4. اتجاه التنمية السطحي

سيتجلى اتجاه تطوير المواد الخافضة للتوتر السطحي في الجوانب التالية:

4.1 العودة إلى الطبيعة ؛

4.2 استبدال المواد الكيميائية الضارة ؛

4.3 يغسل ويستخدم في درجة حرارة الغرفة ؛

4.4 يستخدم في الماء العسر بدون إضافات ؛

4.5 حماية البيئة التي يمكنها معالجة النفايات السائلة ومياه الصرف والغبار وما إلى ذلك بشكل فعال.

4.6 العوامل الخافضة للتوتر السطحي التي يمكنها تحسين استخدام المعادن والوقود والإنتاج بشكل فعال ؛

4.7 المواد الخافضة للتوتر السطحي متعددة الوظائف ؛

4.8 المواد الخافضة للتوتر السطحي المحضرة من النفايات الصناعية أو الحضرية القائمة على الهندسة الحيوية ؛

4.9 إعادة استخدام الفاعل بالسطح عالي الكفاءة مع التأثير التآزري الناتج عن تكنولوجيا التركيب.