สารลดแรงตึงผิวมีหมู่ไลโปฟิลิกและไฮโดรฟิลิก

2020-07-02 00:21:40

โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวมีทั้งกลุ่มที่ชอบน้ำและกลุ่มไลโปฟิลิก ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแอมฟิฟิลิก เนื่องจากคุณลักษณะของสารลดแรงตึงผิวนี้ พวกมันจึงสามารถสร้างไมเซลล์ในน้ำได้ที่ความเข้มข้นที่เหมาะสม: หัวที่ชอบน้ำจะถูกดึงดูดโดยน้ำด้านนอก และหางที่ชอบไขมันจะถูกผลักด้วยน้ำและหันหน้าเข้าด้านใน ในกระบวนการซักเสื้อผ้า คราบน้ำมันจะถูกดึงไปยังด้านในของไมเซลล์โดยกลุ่มไลโปฟิลิก และไมเซลล์ทั้งหมดจะถูกกำจัดออกไปด้วยน้ำ

สารลดแรงตึงผิวมีหมู่ไลโปฟิลิกและไฮโดรฟิลิกซึ่งเป็นโมเลกุลของแอมฟิฟิลิก น้ำเป็นของเหลวมีขั้วที่แข็งแกร่ง เมื่อสารลดแรงตึงผิวถูกละลายในน้ำ ตามหลักการของขั้วที่คล้ายกันและขั้วตรงข้าม หมู่ที่ชอบน้ำและเฟสของน้ำจะดึงดูดและละลายในน้ำ ในขณะที่กลุ่มที่ชอบน้ำมันจะขับไล่น้ำและออกจากน้ำ เป็นผลให้โมเลกุล (หรือไอออน) ของสารลดแรงตึงผิวถูกดูดซับบนส่วนต่อประสานของสองเฟส ซึ่งจะช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างสองเฟส ยิ่งการดูดซับโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว (หรือไอออน) บนส่วนต่อประสานมากเท่าไร ความตึงของส่วนต่อผิวก็จะยิ่งลดลงมากขึ้นเท่านั้น

แล้วทำไมสบู่ถึงล้างคราบน้ำมันได้? เนื่องจากคุณสมบัติ "สองหน้า" ของสารลดแรงตึงผิว สบู่ประกอบด้วยเกลือโลหะของกรดไขมัน ปลายด้านหนึ่งของสบู่ละลายได้ง่ายในน้ำ ซึ่งเรียกว่า "กลุ่มที่ชอบน้ำ" ปลายอีกด้านไม่ละลายในน้ำแต่ละลายได้ในน้ำมัน ซึ่งเรียกว่า "กลุ่มที่ชอบน้ำ" หรือ "กลุ่มไลโปฟิลิก" เนื่องจากโครงสร้างพิเศษนี้ สบู่จึงสามารถจุ่มลงในน้ำที่ปลายด้านหนึ่งและจุ่มน้ำมันที่ปลายอีกด้านหนึ่งได้ ด้วยวิธีนี้โมเลกุลสบู่ดึงน้ำ โมเลกุลสบู่ดึงน้ำมัน คราบน้ำมันจึงหลุดออกจากเสื้อผ้า!

สารลดแรงตึงผิวเป็นสารเคมีชั้นดีชนิดหนึ่งที่ใช้งานได้ เนื่องจากโครงสร้างและคุณสมบัติของแอมฟิฟิลิก สารลดแรงตึงผิวจึงเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ได้เองในสารละลายเพื่อสร้างส่วนประกอบของโมเลกุลที่ได้รับคำสั่งประเภทต่างๆ เช่น ไมเซลล์ ไมเซลล์แบบย้อนกลับ ตุ่ม ผลึกเหลว เป็นต้น ขนาดของอนุภาคหรือความหนาของชั้นโมเลกุลรวมของส่วนประกอบของโมเลกุลที่ได้รับคำสั่งเหล่านี้ใกล้เคียงกับลำดับนาโนเมตร ซึ่งสามารถให้ตำแหน่งและเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการก่อตัวของอนุภาคขนาดเล็กมากด้วย "เอฟเฟกต์ขนาดควอนตัม" ยิ่งไปกว่านั้น มวลรวมโมเลกุลเองก็อาจมี "ผลกระทบของขนาดควอนตัม" ที่คล้ายกัน

ดังนั้น การประกอบโมเลกุลตามลำดับของสารลดแรงตึงผิวจึงแสดงฟังก์ชันในทางปฏิบัติที่หลากหลาย เช่น การอิมัลซิฟิเคชัน การละลาย การเปียก การดูดซับ การซึมผ่าน การกระจายตัว การสลายฟอง การทำให้ข้นขึ้น และการหล่อลื่น พวกมันถูกใช้เป็นตัวช่วยในการพิมพ์และการย้อมสี สารอิมัลซิไฟเออร์ยาฆ่าแมลง สารช่วยกระจายตัวสำหรับพอลิเมอร์อิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน และยังสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเหมืองแร่ ปิโตรเลียม อิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน และอุตสาหกรรมอื่นๆ ในเวลาเดียวกัน การใช้เทมเพลตรีโอโลยีคอลลอยด์ ไมโครอิมัลชัน และคริสตัลเหลวก็ดึงดูดความสนใจของผู้คนเช่นกัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทสำคัญในการเตรียมวัสดุอนินทรีย์ วัสดุนาโนและนาโนคอมโพสิต ตะแกรงโมเลกุล และวัสดุที่มีรูพรุน