1. ผลเปียก

เมื่อของแข็งสัมผัสกับของเหลวอินเทอร์เฟซของของแข็ง / ก๊าซและของเหลว / ก๊าซเดิมจะหายไปและจะเกิดส่วนต่อประสานของแข็ง / ของเหลวใหม่ กระบวนการนี้เรียกว่าการทำให้เปียก ตัวอย่างเช่นเส้นใยสิ่งทอเป็นวัสดุที่มีรูพรุนที่มีพื้นผิวขนาดใหญ่ เมื่อสารละลายแพร่กระจายไปตามเส้นใยจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างเส้นใยและขับอากาศออกไปเปลี่ยนอินเตอร์เฟสอากาศ / ไฟเบอร์เดิมให้เป็นอินเตอร์เฟซของเหลว / ไฟเบอร์ เป็นกระบวนการทำให้เปียกโดยทั่วไป ในขณะที่สารละลายจะเข้าสู่เส้นใยในเวลาเดียวกันกระบวนการนี้เรียกว่าการเจาะ สารลดแรงตึงผิวที่ช่วยในการเปียกและการซึมผ่านเรียกว่าสารทำให้เปียกและสารแทรกซึม

2. อิมัลซิฟิเคชั่น

การทำให้เป็นอิมัลชันหมายถึงของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถหลอมรวมได้ (เช่นน้ำมันและน้ำ) ซึ่งหนึ่งในนั้นเกิดจากการกระจายอนุภาคขนาดเล็กมาก (ขนาดอนุภาค 10-8 ~ 10-5 ม.) ลงในของเหลวอื่น ๆ อย่างเท่าเทียมกันบทบาทของอิมัลชัน หยดน้ำมันที่กระจายอยู่ในน้ำเรียกว่าอิมัลชันน้ำมันในน้ำ (O / W) และหยดน้ำที่กระจายอยู่ในน้ำมันเรียกว่าอิมัลชันน้ำในน้ำมัน (W / O) สารลดแรงตึงผิวที่สามารถช่วยในการทำให้เป็นอิมัลชันเรียกว่าอิมัลซิไฟเออร์ สารลดแรงตึงผิวที่ใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์มีหน้าที่สองประการคือการทำให้เสถียรและการป้องกัน

 

(1) การทำให้เสถียร

อิมัลซิไฟเออร์มีผลในการลดความตึงเครียดระหว่างของเหลวทั้งสองเพื่อรักษาเสถียรภาพของระบบผสม เนื่องจากเมื่อน้ำมัน (หรือน้ำ) กระจายเป็นอนุภาคเล็ก ๆ จำนวนมากในน้ำ (หรือน้ำมัน) พื้นที่สัมผัสระหว่างพวกมันจะขยายใหญ่ขึ้นส่งผลให้ศักยภาพพลังงานของระบบเพิ่มขึ้นและอยู่ในสถานะที่ไม่เสถียร เมื่อมีการเติมอิมัลซิไฟเออร์กลุ่มไลโปฟิลิกของโมเลกุลอิมัลซิไฟเออร์จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคหยดน้ำมันในขณะที่กลุ่มที่ชอบน้ำจะยื่นออกไปในน้ำและถูกจัดแนวบนพื้นผิวของหยดน้ำมันเพื่อสร้างฟิล์มโมเลกุลที่ชอบน้ำซึ่ง ลดความตึงเครียดระหว่างน้ำมัน / น้ำซึ่งจะช่วยลดระดับพลังงานของระบบและลดแรงดึงดูดระหว่างหยดน้ำมันป้องกันไม่ให้หยดน้ำมันสะสมและแบ่งออกเป็นสองชั้น

(2) การป้องกัน

ฟิล์มโมเลกุลเชิงเส้นที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวของหยดน้ำมันเป็นฟิล์มป้องกันที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้หยดน้ำมันชนกันและรวมตัวกัน หากเป็นฟิล์มโมเลกุลเชิงเน้นที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวไอออนิกหยดน้ำมันจะถูกประจุด้วยประจุชนิดเดียวกันซึ่งจะเพิ่มแรงผลักซึ่งกันและกันและป้องกันไม่ให้หยดน้ำมันรวมตัวกันระหว่างการชนกันบ่อยๆ

 

3. ล้างผลการปนเปื้อน

เนื่องจากเอฟเฟกต์การทำให้เป็นอิมัลชันของสารลดแรงตึงผิวทำให้อนุภาคของจาระบีและสิ่งสกปรกที่หลุดออกจากพื้นผิวของแข็งสามารถทำให้เป็นอิมัลชันและกระจายตัวได้อย่างเสถียรในสารละลายที่เป็นน้ำและจะไม่เกาะอยู่บนพื้นผิวที่ทำความสะอาดอีกต่อไปเพื่อก่อให้เกิดการปนเปื้อนซ้ำ

ขั้นตอนการขจัดน้ำมันเหลวออกจากพื้นผิวได้อธิบายไว้ด้านล่างเพื่อแสดงให้เห็นถึงบทบาทของสารลดแรงตึงผิว คราบน้ำมันเหลวเดิมกระจายบนพื้นผิวของแข็ง เมื่อมีการเติมสารลดแรงตึงผิวเนื่องจากมีความตึงผิวต่ำสารละลายในน้ำลดแรงตึงผิวจะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งและทำให้ของแข็งเปียกและค่อยๆแทนที่คราบน้ำมัน คราบน้ำมันที่กระจายอยู่บนพื้นผิวที่เป็นของแข็งจะค่อยๆขดเป็นหยดน้ำมัน (มุมสัมผัสจะค่อยๆเพิ่มขึ้นเปลี่ยนจากการเปียกเป็นไม่เปียก)

 

4. การกระจายตัวของสารแขวนลอย

กระบวนการกระจายของแข็งที่ไม่ละลายน้ำลงในสารละลายที่มีอนุภาคขนาดเล็กมากเพื่อสร้างสารแขวนลอยเรียกว่าการกระจายตัว สารลดแรงตึงผิวที่ส่งเสริมการกระจายตัวของของแข็งและสร้างสารแขวนลอยที่เสถียรเรียกว่าสารช่วยกระจายตัว ในความเป็นจริงเมื่อน้ำมันกึ่งแข็งถูกทำให้เป็นอิมัลชันและกระจายตัวในสารละลายจะเป็นการยากที่จะแยกแยะว่ากระบวนการบางอย่างเป็นอิมัลซิฟิเคชันหรือการกระจายตัวและอิมัลซิไฟเออร์และสารช่วยกระจายตัวมักเป็นสารเดียวกันดังนั้นให้นำทั้งสองอย่างมารวมกันในการใช้งานจริง สารทำให้เป็นอิมัลชันและกระจายตัว

หลักการทำงานของสารช่วยกระจายตัวนั้นโดยพื้นฐานแล้วก็เหมือนกับของอิมัลซิไฟเออร์ ความแตกต่างก็คืออนุภาคของแข็งที่กระจายตัวโดยทั่วไปจะมีความเสถียรน้อยกว่าหยดอิมัลชัน

 

5. เอฟเฟกต์โฟม

สถานะของก๊าซที่กระจายในของเหลวเรียกว่าฟอง หากของเหลวบางชนิดก่อตัวเป็นฟิล์มได้ง่ายและไม่แตกง่ายของเหลวจะเกิดฟองมากเมื่อถูกกวน หลังจากสร้างโฟมแล้วพื้นที่ผิวของก๊าซ / ของเหลวในระบบจะเพิ่มขึ้นอย่างมากทำให้ระบบไม่เสถียรดังนั้นโฟมจึงแตกง่าย เมื่อเพิ่มสารลดแรงตึงผิวลงในสารละลายโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวจะถูกดูดซับบนส่วนต่อประสานของก๊าซ / ของเหลวซึ่งไม่เพียง แต่ช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างเฟสของก๊าซ / ของเหลวเท่านั้น แต่ยังสร้างฟิล์มโมโนโมเลกุลที่มีความแข็งแรงเชิงกลบางอย่างเพื่อสร้างโฟม ยากที่จะระเบิด

สารละลายในน้ำลดแรงตึงผิวมีระดับการเกิดฟองที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปสารลดแรงตึงผิวประจุลบจะมีคุณสมบัติในการทำให้เกิดฟองได้ดีกว่าในขณะที่สารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอออนมีคุณสมบัติในการเกิดฟองน้อยกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เหนือจุดเมฆ

เนื่องจากพื้นผิวโฟมมีผลในการดูดซับสิ่งสกปรกอย่างรุนแรงความทนทานของการซักจึงดีขึ้นและยังสามารถป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกเกาะซ้ำบนพื้นผิวของวัตถุ ดังนั้นผู้คนมักคิดว่าผงซักฟอกที่มีคุณสมบัติในการเกิดฟองที่ดีมีความสามารถในการปนเปื้อนที่รุนแรง ดังนั้นน้ำยาซักผ้าจำนวนมากจะลดแรงดันของปั๊มเจ็ทและไม่เอื้อต่อการล้าง ดังนั้นจึงควรใช้ชนิดที่ไม่มีฟองต่ำในกรณีนี้ สารลดแรงตึงผิว.

 

6. การละลาย

การละลายหมายถึงผลของสารลดแรงตึงผิวในการเพิ่มความสามารถในการละลายของสารที่ละลายน้ำได้ไม่ดีหรือไม่ละลายน้ำในน้ำ ตัวอย่างเช่นความสามารถในการละลายของเบนซินในน้ำคือ 0.09% (ส่วนของปริมาตร) หากมีการเติมสารลดแรงตึงผิว (เช่นโซเดียมโอลีเอต) ความสามารถในการละลายของเบนซินสามารถเพิ่มได้ถึง 10%

ผลการละลายแยกไม่ออกจากไมเซลล์ที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวในน้ำ ไมเซลส์เป็นไมเซลที่เกิดจากโซ่ไฮโดรคาร์บอนในโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวที่เคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันในสารละลายที่เป็นน้ำเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ชอบน้ำ ภายในไมเซลล่าเป็นของเหลวดังนั้นตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีขั้วเช่นเบนซินและน้ำมันแร่ที่ไม่ละลายในน้ำจึงละลายในไมเซลล์ได้ง่ายกว่า การละลายเป็นกระบวนการของ micelles ที่ละลายสาร lipophilic เป็นผลพิเศษของสารลดแรงตึงผิว ดังนั้นเมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในสารละลายสูงกว่าความเข้มข้นของไมเซลล่าที่สำคัญจะมีไมเซลล์ที่มีขนาดใหญ่กว่าในสารละลาย การละลายจะเกิดขึ้นเมื่อเวลาเท่านั้นและยิ่งปริมาตรไมเซลล์มีขนาดใหญ่ความสามารถในการละลายก็จะยิ่งมากขึ้น

การละลายแตกต่างจากอิมัลซิฟิเคชัน อิมัลซิฟิเคชันเป็นระบบหลายเฟสที่ไม่ต่อเนื่องและไม่เสถียรซึ่งได้จากการกระจายเฟสของเหลวลงในน้ำ (หรือเฟสของเหลวอื่น) ในขณะที่การละลายส่งผลให้สารละลายที่ละลายได้และสารที่ละลายได้อยู่ในระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันแบบเฟสเดียวและมีเสถียรภาพในระบบเดียว เฟส บางครั้งสารลดแรงตึงผิวชนิดเดียวกันจะมีผลทั้งการทำให้เป็นอิมัลซิฟิเคชันและการละลาย แต่เฉพาะเมื่อความเข้มข้นสูงกว่าความเข้มข้นของไมเซลล่าที่สำคัญเท่านั้นจึงจะมีผลในการละลายได้

 

7. นุ่มและเรียบเนียน

เมื่อโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวอยู่ในแนวเดียวกันบนพื้นผิวของผ้าจะสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตสัมพัทธ์ของผ้าได้ เช่นลิเนียลอัลคิลโพลิออลพอลิเอทิลีนอีเธอร์กรดไขมันอัลคิลเชิงเส้นพอลิเอทิลีนอีเทอร์และสารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนอื่น ๆ และสารลดแรงตึงผิวประจุบวกที่หลากหลายมีผลในการลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของผ้าดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นน้ำยาปรับผ้านุ่ม สารลดแรงตึงผิวที่มีกลุ่มอัลคิลแตกแขนงหรือกลุ่มอะโรมาติกไม่สามารถจัดเรียงทิศทางที่เป็นระเบียบบนพื้นผิวของผ้าได้ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นน้ำยาปรับผ้านุ่ม

 

8. ผลป้องกันไฟฟ้าสถิตย์

สารลดแรงตึงผิวประจุลบบางชนิดและสารลดแรงตึงผิวประจุบวกของเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีนั้นดูดซับน้ำได้ง่ายและก่อตัวเป็นชั้นสารละลายที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวของผ้าดังนั้นจึงมีฤทธิ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตและใช้เป็นสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์สำหรับผ้าใยเคมี 9. ฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

สารฆ่าเชื้อแบคทีเรียควอเทอร์นารีแอมโมเนียมมีคุณสมบัติของสารประกอบไอออนิก ละลายได้ง่ายในน้ำ แต่ไม่ใช่ในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วและมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร กลไกการออกฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้ส่วนใหญ่เกิดจากแรงไฟฟ้าสถิตแรงยึดเหนี่ยวของไฮโดรเจนและการจับตัวกันของสารลดแรงตึงผิวระหว่างโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวกับโมเลกุลของโปรตีนเป็นต้นเพื่อดูดซับแบคทีเรียที่มีประจุลบและทำให้พวกมันรวมตัวกันบนผนังเซลล์ทำให้เกิดการแตกและการผลิต . ผลการอุดกั้นของห้องทำให้การเจริญเติบโตของแบคทีเรียถูกยับยั้งและเสียชีวิต ในขณะเดียวกันกลุ่มแอลคิลที่ไม่ชอบน้ำของมันยังสามารถโต้ตอบกับกลุ่มแบคทีเรียที่ชอบน้ำเพื่อเปลี่ยนการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์จากนั้นจะผ่านกระบวนการสลายทำลายโครงสร้างของเซลล์และทำให้เซลล์ละลายและตาย สารฆ่าเชื้อราชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงความเป็นพิษต่ำไม่มีการสะสมความเป็นพิษต่อปลาในระดับปานกลางไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH ได้ง่ายใช้สะดวกมีผลต่อการลอกชั้นเมือกที่แข็งแกร่งและมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรการกระจายตัวและ การยับยั้งการกัดกร่อนการทำงานที่ดีและลักษณะอื่น ๆ

นับตั้งแต่มีการค้นพบฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียของสารลดแรงตึงผิวประจุบวกในปีพ. ศ. 2478 ผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี 4 ถึง 6 รุ่นได้รับการพัฒนาจนถึงปัจจุบัน รุ่นแรกคืออัลคิลไดเมทิลเบนซิลแอมโมเนียมคลอไรด์เซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ ฯลฯ รุ่นที่สองเป็นอนุพันธ์รุ่นแรกซึ่งดำเนินการบนวงแหวนเบนซีนหรือไนโตรเจนควอเทอร์นารีของเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีที่ได้จากปฏิกิริยาการทดแทน: ผลิตภัณฑ์รุ่นที่สามคือไดอัลคิลไดเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์เช่นไดเอซิลไดเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์เป็นต้น รุ่นที่สี่เป็นผลิตภัณฑ์ผสมของรุ่นแรกและรุ่นที่สาม แทนที่เป็นเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีคู่เช่นเอทิลีนทวิ (dodecyl dimethyl ammonium bromide) เป็นของสารลดแรงตึงผิวชนิด Gemini หรือ dimer

สารฆ่าเชื้อแบคทีเรียควอเทอร์นารีแอมโมเนียมไม่เพียง แต่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย แต่ยังมีผลต่อการลอกของเมือก สามารถฆ่าแบคทีเรียลดซัลเฟตที่เติบโตภายใต้สไลม์ นอกจากนี้ยังมีฤทธิ์ยับยั้งการกัดกร่อนและเสริมฤทธิ์เมื่อใช้กับสารอื่น ๆ โดยทั่วไป ได้แก่ 1227 (dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride), 1231 (dodecyl trimethyl ammonium chloride), dodecyl dimethyl benzyl ammonium bromide, 1427 (สิบสี่ Alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride), dodecyl dimethyl ammonium bromide, tethyl chlorium dimethyl ammonium chloride เป็นต้น