المواد الخافضة للتوتر السطحي هي فئة من المواد الكيميائية المستخدمة على نطاق واسع في الحياة اليومية والإنتاج الصناعي.

إنها تمتلك خصائص تقليل التوتر السطحي للسائل وتعزيز قدرة التفاعل بين السائل والصلب أو الغاز.

TMAO، أكسيد ثلاثي ميثيل أمين، ثنائي الهيدرات، رقم CAS: 62637-93-8، هو عامل نشط على السطح ومواد فعالة على السطح، ويمكن استخدامه في مساعدات الغسيل.

مؤكسدات TMAO الضعيفة

يستخدم أكسيد ثلاثي ميثيل أمين، باعتباره مؤكسدًا ضعيفًا، في التفاعلات الكيميائية لتخليق الألدهيدات، وأكسدة البورانات العضوية، وإطلاق الربيطة العضوية من مركبات الكربونيل الحديدية.

•  بنية المواد الخافضة للتوتر السطحي

تُقسّم المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى قسمين: مجموعات محبة للماء ومجموعات كارهة للماء. المجموعة المحبة للماء هي مجموعة قطبية تتكون من ذرات محبة للماء، مثل الأكسجين والنيتروجين والكبريت. أما المجموعات الكارهة للماء فهي أجزاء كارهة للماء، وعادةً ما تتكون من مجموعات غير قطبية، مثل مجموعات الألكيل أو المجموعات العطرية طويلة السلسلة. يسمح هذا التركيب للمواد الخافضة للتوتر السطحي بالتفاعل مع كل من الماء والمواد الكارهة للماء، مثل الزيوت.

•  آلية عمل المواد الخافضة للتوتر السطحي

تُشكّل المواد الخافضة للتوتر السطحي طبقة جزيئية على سطح السوائل، تُعرف باسم طبقة الامتزاز. ويعود تكوين هذه الطبقة إلى تكوين روابط هيدروجينية بين المجموعات المحبة للماء في جزيئات المواد الخافضة للتوتر السطحي وجزيئات الماء، بينما تتفاعل المجموعات الكارهة للماء مع جزيئات الهواء أو الزيت. تُخفّض هذه الطبقة الامتزازية التوتر السطحي للسائل، مما يُسهّل على السائل تبليل السطح الصلب.

يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي أيضًا تكوين هياكل ميسيلية. عندما يتجاوز تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي التركيز الحرج للميسيل، تتجمع جزيئات المادة الخافضة للتوتر السطحي ذاتيًا لتكوين ميسيلات. الميسيلات هي هياكل كروية صغيرة تتكون من مجموعات محبة للماء تواجه الطور المائي ومجموعات كارهة للماء تواجه الداخل. يمكن للميسيلات تغليف المواد الكارهة للماء، مثل الزيت، وتوزيعها في الطور المائي، مما يحقق تأثيرات الاستحلاب والتشتيت والذوبان.

• مجالات تطبيق المواد الخافضة للتوتر السطحي

١. مُنظِّف: تُعَدُّ المواد الخافضة للتوتر السطحي المُكوِّن الرئيسي لعوامل التنظيف، حيث تُخفِّف التوتر السطحي للماء، مما يُسهِّل تبليله واختراقه، مما يُحسِّن من فعالية التنظيف. على سبيل المثال، تحتوي جميع مُنظِّفات التنظيف، مثل مُنظِّف الغسيل ومُنظِّف غسل الصحون، على مُنظِّفات خافضة للتوتر السطحي.

2. منتجات العناية الشخصية: يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي أن تجعل منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو وجل الاستحمام تنتج رغوة غنية، مما يوفر تأثيرات تنظيف وتطهير جيدة.

٣. مستحضرات التجميل: تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي دورًا في استحلاب وتشتيت وتثبيت مستحضرات التجميل. على سبيل المثال، تُعدّ المستحلبات والمشتتات في المستحضرات وكريمات الوجه ومستحضرات التجميل مواد خافضة للتوتر السطحي.

4. المبيدات الحشرية والمواد المضافة الزراعية: يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي تحسين قابلية المبيدات الحشرية للبلل ونفاذيتها، وتعزيز تأثيرات الامتصاص والنفاذية، وتعزيز فعالية المبيدات الحشرية.

٥. صناعة البترول والكيميائيات: تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي دورًا هامًا في عمليات مثل استخراج النفط، وحقن مياه حقول النفط، وفصل الزيت عن الماء. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي على نطاق واسع في مواد التشحيم، ومثبطات الصدأ، والمستحلبات، وغيرها من المجالات.

ملخص:

المواد الخافضة للتوتر السطحي هي مواد كيميائية قادرة على تقليل التوتر السطحي للسوائل وتعزيز التفاعل بين السوائل والمواد الصلبة أو الغازية. يتكون تركيبها من مجموعات محبة للماء وأخرى كارهة للماء، والتي تُشكل طبقات امتصاص وهياكل ميسيلية. تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي على نطاق واسع في مواد التنظيف، ومنتجات العناية الشخصية، ومستحضرات التجميل، والمبيدات الحشرية، والمواد المضافة الزراعية، والصناعات البترولية والكيميائية، وغيرها من المجالات. من خلال فهم المبادئ الكيميائية للمواد الخافضة للتوتر السطحي، يُمكننا فهم تطبيقاتها وآليات عملها بشكل أفضل في مختلف المجالات.