潤濕作用
所謂潤濕即固體表面吸附的氣體為液體所取代的現象, 能增強這一取代能力的物質稱為潤濕劑。潤濕一般分為三類:接觸潤濕一沾濕、浸入潤濕一浸濕、鋪展潤濕一鋪展。其中鋪展是潤濕的最高標準, 常以鋪展系數 作為體系之間潤濕性能的指標。
此外, 接觸角大小也是潤濕好壞的判據使用表面活性劑可以控制液、固之間的潤濕程度。農藥行業中在粒劑及供噴粉用的粉劑中,有的也含有一定量的表面活性劑,其目的是為了提高藥劑在受藥表面的附著性和沉積量,提高有效成分在有水分條件下的釋放速度和擴展面積,提高防病、治病效果。
在化妝品行業中,做為乳化劑是乳霜、乳液、潔面、卸妝等護膚產品中不可或缺的成分。
膠束與增溶作用
表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。當其濃度高于CMC值時,表面活性劑的排列成球狀、棒狀、束狀、層狀/板狀等結構。
增溶體系為熱力學平衡體系;CMC越低、締合數越大,增溶量(MAC)就越高;溫度對增溶的影響:溫度影響膠束的形成,影響增溶質的溶解,影響表面活性劑的溶解度 離子型表面活性劑的溶解度隨溫度增加而急劇增大這一溫度稱為Krafft點, Krafft點越高,其臨界膠束濃度越小 。
對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑,溫度升高到一定程度時,溶解度急劇下降并析出,溶液出現混濁,這一現象稱為起曇,此溫度稱為曇點。在聚氧乙烯鏈相同時,碳氫鏈越長,濁點越低;在碳氫鏈相同時,聚氧乙烯鏈越長則濁點越高。
乳化作用
表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親合力。根據經驗,將表面活性劑的HLB值范圍限定在0-40,非離子型的HLB值在0-20。 根據乳化劑結構的不同可以形成以水為連續相的水包油乳狀液(O/W),或以油為連續相的油包水乳狀液(W/O)。有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑,稱為破乳劑,將乳狀液中的分散相和分散介質分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。
起泡和消泡作用
表面活性劑在醫藥行業也有廣泛應用。在藥劑中,一些揮發油脂溶性纖維素、甾體激素等許多難溶性藥物利用表面活性劑的增溶作用可形成透明溶液及增加濃度;藥劑制備過程中,它是不可缺少的乳化劑、潤濕劑、助懸劑、起泡劑和消泡劑等?!芭荨本褪怯梢后w薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜,包圍著空氣而形成泡沫,用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等,這種活性劑稱為起泡劑。也有時要使用消泡劑,在制糖、制中藥過程中泡沫太多,要加入適當的表面活性劑降低薄膜強度,消除氣泡,防止事故。
助懸作用
在農藥行業,可濕性粉劑、乳油及濃乳劑都需要有一定量的表面活性劑,如可濕性粉劑中原藥多為有機化合物,具有憎水性,只有在表面活性劑存在的條件下,降低水的表面張力,藥粒才有可能被水所潤濕,形成水懸液。
表面活性劑用于礦石的浮選,就是運用助浮作用。攪拌并從池底鼓氣,帶有有效礦粉的氣泡聚集表面,收集并滅泡濃縮,從而達到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底,定時清除。當礦砂表面有5%被捕集劑覆蓋時,就使表面產生憎水性,它會附在氣泡上一起升到液面,便于收集。選擇合適的捕集劑,使它的親水基團只吸在礦砂的表面,憎水基朝向水。
消毒、殺菌
在醫藥行業中可作為殺菌劑和消毒劑使用,其殺菌和消毒作用歸結于它們與細菌生物膜蛋白質的強烈相互作用使之變性或失去功能,這些消毒劑在水中都有比較大的溶解度,根據使用濃度,可用于手術前皮膚消毒、傷口或粘膜消毒、器械消毒和環境消毒。
去垢、洗滌作用
去除油脂污垢是一個比較復雜的過程,它與上面提到的潤濕、起泡等作用均有關。洗滌劑中通常要加入多種輔助成分,增加對被清洗物體的潤濕作用,又要有起泡、增白、占領清潔表面不被再次污染等功能。其中作為主要成分的表面活性劑的去污過程是:水的表面張力大,對油污潤濕性能差,不容易把油污洗掉。加入表面活性劑后,憎水基團朝向織物表面和吸附在污垢上,使污垢逐步脫離表面。污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除,潔凈表面被表面活性劑分子占領。
最后要說明的是,表面活性劑起作用,并不單單是因為某一方面的作用,很多情況下是多種因素共同作用。如在造紙工業中可以用作蒸煮劑、廢紙脫墨劑、施膠劑、樹脂障礙控制劑、消泡劑、柔軟劑、抗靜電劑、阻垢劑、軟化劑、除油劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑等。
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