บทบาทของสารลดแรงตึงผิวในการลดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิว

แรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิวคืออะไร?

ของเหลวทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นน้ำ ตัวทำละลายอินทรีย์ น้ำมัน ฯลฯ ล้วน มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรง โมเลกุลภายในเนื้อของเหลวจะถูกแรงดึงดูดนี้ดึงดูดไปในทุกทิศทาง อย่างไรก็ตาม โมเลกุลของของเหลวที่อยู่บนพื้นผิว ซึ่งอยู่ระหว่างของเหลวกับแก๊ส เช่น อากาศ จะไม่มีโมเลกุลชนิดเดียวกันอยู่รอบด้าน ดังนั้นจึงถูกแรงดึงดูดสุทธิที่พุ่งเข้าหาเนื้อของเหลว ทำให้เกิด "ฟิล์ม" บนพื้นผิว ฟิล์มนี้ทำหน้าที่เหมือนเยื่อหุ้มยืดหยุ่นซึ่งมีแรงดึงกระทำในทุกทิศทางตามพื้นผิว นั่นคือ แรง ตึง ผิว สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นระหว่างของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถผสมกันได้ หรือระหว่างสองเฟสที่แตกต่างกัน จะเกิดขอบเขตเฟสขึ้นระหว่างกัน ในกรณีนี้เรียกว่า แรงตึงผิวระหว่างเฟส

สารลดแรงตึงผิว

สาร ลดแรงตึงผิว เป็นสารเคมีที่ช่วยลดแรงตึงผิวของของเหลว เป็นโมเลกุลแอมฟิฟิลิกที่มีส่วนประกอบที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของกลุ่มที่ชอบน้ำ (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งประจุของมัน) สารลดแรงตึงผิว จะถูกจำแนกเป็นแบบ ไม่มีประจุ แบบประจุลบ แบบ ประจุ บวก และ แบบแอม โฟเท อริก

หน้าที่หลักของสารลดแรงตึงผิวคือการลดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิว และทำให้พื้นผิวระหว่างพื้นผิวมีความเสถียร หากไม่มีสารลดแรงตึงผิว งานต่างๆ เช่น การซักล้างจะทำได้ยาก และผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น มายองเนสและไอศกรีมอาจไม่มีอยู่ ดังนั้น การปรับปรุงสารลดแรงตึงผิวให้เหมาะสมกับการใช้งานต่างๆ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง และการวัดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิวมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้

กลไกการออกฤทธิ์ของสารลดแรงตึงผิว

แรงตึงผิวคือการวัดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของของเหลว ของเหลวเช่นน้ำมีลักษณะเด่นคือมีแรงตึงผิวสูงเนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรง

เมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวลงในระบบหลายเฟส โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวจะเริ่มรวมตัวกันเอง โดยจัดวางตำแหน่งให้ส่วนที่ไม่ชอบน้ำอยู่ในเฟสที่ไม่เป็นขั้ว และส่วนที่ชอบน้ำอยู่ในเฟสที่เป็นขั้ว ซึ่งจะทำให้แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของของเหลวอ่อนลง ลดพลังงานที่จำเป็นในการขยายพื้นผิว

การดูดซับของสารลดแรงตึงผิวจะทำลายแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงซึ่งก่อให้เกิดแรงตึงผิว

สารลดแรงตึงผิวในอุตสาหกรรม

ความสามารถของสารลดแรงตึงผิวในการลดแรงตึงผิวและแรงตึงระหว่างพื้นผิวเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในเคมีอุตสาหกรรม

สารเคมี ทางการเกษตร

ด้วยความสามารถในการลดแรงตึงผิว สารลดแรงตึงผิวจึงมีบทบาทสำคัญในฐานะสารช่วยให้เปียกใน ทางการเกษตร เมื่อเติมเป็นสารเสริม เช่น ในยาฆ่าแมลง สารลดแรงตึงผิวจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของการฉีดพ่น โดยการลดแรงตึงผิวของสารละลายในน้ำ สารลดแรงตึงผิวจะช่วยปรับปรุงการเปียกและการกระจายตัวของสารละลายไปทั่วพื้นผิวใบ มุมสัมผัสระหว่างสารละลายยาฆ่าแมลงกับใบพืชลดลง และการยึดเกาะดีขึ้น ส่งผลให้ยาฆ่าแมลงซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อท่อลำเลียงของพืชได้ง่ายขึ้น

อ่าน: สารลดแรงตึงผิวในปุ๋ยทางใบ

อ่าน: สารลดแรงตึงผิวในสูตรยาฆ่าแมลง

อุตสาหกรรมสิ่งทอ

ในกระบวนการย้อมสี สารลดแรงตึงผิวทำหน้าที่เป็นสารลดแรงตึงผิว ที่ไม่ก่อให้เกิดฟอง ช่วยให้การซึมซับสีสม่ำเสมอ ปรับสีให้สม่ำเสมอระหว่างการย้อม และกระจายสีย้อมที่ไม่ติดแน่นระหว่างการซักล้างในภายหลัง จึงช่วยปรับปรุงความคงทนของสี สารลดแรงตึงผิวช่วยให้สามารถใช้เม็ดสีที่มีขนาดเล็กมากได้ ทำให้ประหยัดการใช้สีย้อมสิ่งทอมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ลดปริมาณของเสีย

ผงซักฟอก

สารลดแรงตึงผิวเป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของ ผงซักฟอก และมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการทำความสะอาด โดยการลดแรงตึงผิว พวกมันช่วยให้การทำปฏิกิริยาของน้ำกับสิ่งสกปรกหรือน้ำมันง่ายขึ้น ประสิทธิภาพของผงซักฟอกขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของสารลดแรงตึงผิวที่บรรจุอยู่ เนื่องจากสิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติการเปียกของผลิตภัณฑ์ พื้นผิวสัมผัสที่มากขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความสะอาด

อุตสาหกรรมยานยนต์

ในสภาพแวดล้อมการผลิต สารลดแรงตึงผิวถูกใช้บ่อยในระบบทำความสะอาดด้วยน้ำ ช่วยในการขจัดน้ำมัน จาระเบา และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากพื้นผิวโลหะ พลาสติก หรือวัสดุผสม ก่อนการยึดติด การทาสี หรือการเคลือบ