Chất hoạt động bề mặt có nhóm ưa mỡ và ưa nước

2020-07-02 00:21:40

Các phân tử Chất hoạt động bề mặt có cả nhóm ưa nước và ưa mỡ, còn được gọi là lưỡng tính. Do đặc tính này của Chất hoạt động bề mặt nên chúng có thể hình thành các mixen trong nước ở nồng độ thích hợp: đầu ưa nước bị nước hút ra phía ngoài, còn đuôi ưa mỡ bị đẩy nước và hướng vào trong. Trong quá trình giặt quần áo, vết dầu bị các nhóm ưa mỡ kéo vào bên trong các mixen, toàn bộ các mixen bị nước cuốn đi.

Chất hoạt động bề mặt có các nhóm ưa mỡ và ưa nước, là các phân tử lưỡng tính. Nước là chất lỏng phân cực mạnh. Khi chất hoạt động bề mặt hòa tan trong nước, theo nguyên tắc phân cực tương tự và phân cực ngược nhau, nhóm ưa nước và pha nước của nó hút và hòa tan trong nước, trong khi nhóm oleophilic của nó đẩy nước và tách nước. Kết quả là, các phân tử chất hoạt động bề mặt (hoặc ion) được hấp phụ trên bề mặt phân cách của hai pha, làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha. Càng hấp phụ nhiều phân tử chất hoạt động bề mặt (hoặc ion) trên bề mặt thì sức căng bề mặt càng giảm.

Vậy tại sao xà phòng có thể giặt được vết dầu? Điều này là do đặc tính "hai mặt" của chất hoạt động bề mặt. Xà phòng bao gồm muối kim loại của axit béo. Một đầu của xà phòng dễ tan trong nước gọi là “nhóm ưa nước”; đầu kia không tan trong nước nhưng tan trong dầu, được gọi là "nhóm kỵ nước" hoặc "nhóm ưa lipid". Vì cấu trúc đặc biệt này, xà phòng có thể ngâm trong nước ở một đầu và thấm dầu ở đầu kia. Bằng cách này, nước sẽ kéo các phân tử xà phòng, các phân tử xà phòng sẽ kéo dầu, vết dầu ra khỏi quần áo!

Chất hoạt động bề mặt là một loại hóa chất tốt chức năng. Do cấu trúc và đặc tính lưỡng tính của chúng, các chất hoạt động bề mặt tự trùng hợp trong dung dịch để tạo thành các loại tổ hợp phân tử có trật tự khác nhau, chẳng hạn như mixen, mixen đảo ngược, túi, tinh thể lỏng, v.v. Kích thước của các hạt hoặc độ dày của lớp phân tử tổng hợp của các tổ hợp phân tử có trật tự này gần với cấp nanomet, có thể cung cấp các vị trí và điều kiện thích hợp cho sự hình thành các hạt siêu mịn với "hiệu ứng kích thước lượng tử". Hơn nữa, bản thân các tập hợp phân tử có thể có "hiệu ứng kích thước lượng tử" tương tự.

Do đó, các tổ hợp phân tử có trật tự của chất hoạt động bề mặt thể hiện nhiều chức năng thực tế khác nhau, chẳng hạn như nhũ hóa, hòa tan, làm ướt, hấp phụ, thẩm thấu, phân tán, khử bọt, làm đặc và bôi trơn. Chúng được sử dụng làm chất trợ cho in và nhuộm, chất nhũ hóa thuốc trừ sâu, chất phân tán cho phản ứng trùng hợp nhũ tương polymer, và cũng có thể được ứng dụng rộng rãi trong khai thác mỏ, dầu khí, trùng hợp nhũ tương và các ngành công nghiệp khác. Đồng thời, việc ứng dụng lưu biến keo, vi nhũ tương và mẫu tinh thể lỏng cũng đã thu hút sự chú ý của mọi người. Trong những năm gần đây, chất hoạt động bề mặt đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều chế vật liệu vô cơ, vật liệu composite nano và nano, sàng phân tử và vật liệu xốp.