صابون
نمک استر سولفوریک(سولفات)
-COSO3Na
سولفات بیشتر الکل ها-سولفات بیشتر الکیل اتر-روغن سولفاته-استر اسید چرب سولفاته-اولفین سولفاته
نمک اسید سولفونیک(سولفات)
-SO3Na
الکیل بنزن سولفونات-الکیل نفتالین سولفونات-نمک پارافین سولفوناته
نمک استر فسفوریک(فسفات)
-OPO3Na
فسفات بیشتر الکل ها
جدول (2-2) طبقه بندی سورفکتانت های آنیونی
نمک های استر های سولفوریک در مقابل الکل ها نسبتا پایدار است، اما می تواند بوسیله اسید تجزیه شود. ترکیباتی که یه زنجیر استر مانند –COOH- در مولکول شان دارند، می توانند به وسیله اسید ها و الکل ها تجزیه شوند. از گفته های بالا مشخص است که سورفکتانت های کاتیونی فعالیت یونی با طبیعت کاملا متفاوت با سورفکتانت های آنیونی دارند. بنابراین این دو نوع سورفکتانت را نمی توان با هم به کار برد. با این حال، اگر با هم مخلوط شوند، فقط رسوب خواهند داد. محلول آبی سورفکتانت های کاتیونی معمولا اسیدی هستند و در مقابل سورفکتانت های آنیونی عموما خنثی یا الکلی هستند. بنابراین، سورفکتانت های کاتیونی به بازهای ضعیف تر و اسید های قوی تر یونیزه می شوند و سورفکتانت های آنیونی به اسید های ضعیف تر وباز های قوی تر تجزیه می شوند.
جدول (2-3) طبیعت محلول سورفکتانت های کاتیونی و آنیونی را نشان میدهد.
انواع سورفکتانت
مثال
طبیعت محلول آبدار
ترکیبات ساده هم ارز
سورفکتانت های انیونی
RCOONa
(صابون)
ROSO3Na
)نمک استر سولفوریک بیشتر الکول ها)
قلیایی ضعیف
خنثی
Na2co3
Na2so4
سورفکتانت های کاتیونی
RN(CH3)3CL
(نمک امونیوم چهار جزئی)
RNH2.HCL(RNH3+.CL-)
خنثی(اسید ضعیف)
اسیدی ضعیف
NaCL
(CH3)4N+.CL-
NH4CL
جدول (2-3) طبیعت محلول آبی سورفکتانت های آنیونی و کاتیونی
2-8-1-3 سورفکتانت های آمفوتریک
سورفکتانت های امفوتریک شامل همه هیبرید هایی است که به طور همزمان می توانند دارای طبیعت انیونی، کاتیونی و غیر یونی باشد. طبقه بندی سورفکتانت امفوتریک در جدول(2-4) امده است.
سورفکتانت
انواع
آمفوتریک
آمفوتریک های نوع کربوکسیلات
آمفوتریک های نوع سولفات
آمفوتریک های نوع فسفات
جدول (2-4) طبقه بندی سورفکتانت های آمفوتریک
بیشتر خانواده سورفکتانت های آمفوتریک از نوع کربوکسیلات است که به دو زیر بخش نوع اسید امینو و نوع بتائین تقسیم می شوند.
نوع اسید آمینو در نقطه ایزوالکتریک شان رسوب می دهند،اما نوع بتائین در آب به سادگی حل می شوند،حتی در نقطه ایزوالکتریک شان نوع بتائین از نظر اثرات نفوذ کنندگی، پاک کنندگی و اثر انتی استاتیک از نوع اسید آمینو بهتر است. این سورفکتانت ها به عنوان نرم کننده در صنعت نساجی، محلول های خشک شویی، محصولات ارایشی، مواد ضد حساسیت و مرطوب کننده کارایی دارند.
2-8-2 سورفکتانت های غیر یونی
سورفکتانت های غیر یونی دسته ای از سورفکتانت ها هستند که وقتی در آب حل می شوند یونیزه نمی شوند. گروه های آب دوست شان دارای گروه های اتمی مانند پلیمر های اتیلن اکساید
(-CH2CH2O-) و گروه های هیدروکسیل( -OH ) هستند که وقتی در آب حل می شوند،یونیزه نمی شوند. مواد فعال کننده سطحی غیر یونی معمولا توانایی امولسیونه کردن، مانند مواد یونی را ندارند و در بعضی از موارد لازم است انتهای آب دوست از لحاظ فیزیکی در مقایسه با فعال کننده های یونی طولانی تر باشد. این سورفکتانت ها کمتر کف می کنند ودر مقابل سختی آب حساسیت کمتری دارند. از نظر کاربرد متناسب با ساختار و خواص شان متنوع اند. این سورفکتانت ها دارای خواص پاک کنندگی و پخش کنندگی هستند و به دلیل سمی نبودن، در صنایع غذایی به عنوان امولیسفایر و هم چنین در ساخت لوازم آرایشی، صنایع دارویی و کشاورزی کارایی دارند. سورفکتانت های غیر یونی به دو گروه عمده تقسیم می شوند.
1-تولیدات نوع پلی اتیلن گلیکول که شدیدا در آب حل می شوند و در ابتدا به عنوان پاک کننده و ماده امولسیون کننده استفاده می شده اند اما به ندرت از ان ها به عنوان نرم کننده پارچه استفاده می شود.
2-نوع پلی هیدریک الکل که غیر قابل حل در آب اند ودر ابتدا به عنوان نرم کننده پارچه و امولسیون کننده استفاده می شده است. نوع خاصی از آن ها به عنوان پاک کننده نیز استفاده می شده است. سورفکتانت های غیریونی نوع پلی اتیلن گلیکول کارایی بالایی دارندو از آن ها استفاده های زیادی می شود. از سورفکتانت های غیر یونی می توان به (CH3CH2…CH2-O(CH2CH2O)nH)اتیلن اکساید یکی از الکل های خیلی چرب،اشاره کرد.
2-9 خواص سورفکتانت ها
نتایجی که مستقیم با خواص پایه ای سورفکتانت ها ارتباط دارند.
1-اثر نفوذ پذیری و تر سازی
2-اثر کف کنندگی، ضد کف کنندگی
3-اثر شویندگی
4-اثر تغییر امولسیون، پراکنده سازی و پایه سازی
نتایجی که غیر مستقیم با خواص پایه ای سورفکتانت ها ارتباط دارد.
1-اثر صاف کنندگی و روان کنندگی
2-اثر میکروب کشی
3-اثر ضد زنگ زدن
4-اثر هم سطح کردن، تثبیت و تخلیه الکتریکی رنگ
5-اثر آنتی استاتیک
2-10 کاربرد سورفکتانت ها
نوع سورفکتانت و خصوصیات ان در تعیین نوع کاربرد سورفکتانت مهم است. برای مثال سورفکتانت های کوتاه زنجیر برای تهیه مواد شوینده مورد استفاده در آب سرد به کار می روند و یا در دارو سازی به منظور جلوگیری از تخریب مسیل در خون، از سورفکتانت هایی با مقادیر C.M.C پایین استفاده می شود که معمولا در محدوده های میلی مولاری است. سورفکتانت ها در زمینه مختلفی کاربرد دارند [22]..ازجمله کاربردها:
-جهت جداسازی نفت از آب های الوده
-در رسانش دارویی به منظور کاهش دادن تخریب و اتلاف دارو
-در تهیه مواد کف زا،گونه های مرطوب کننده، صابون ها، شامپوها و سایر مواد بهداشتی
-در مناطق خشک برای کاهش تبخیر آب
-در کشاورزی برای افزایش کارایی سموم و کود ها
2-11 ستیل تری متیل آمونیوم برماید(CTAB)
ستیل تری متیل آمونیوم برماید به عنوان یک سورفکتانت کاتیونی عمل می کند. اولین بار در سال 1943 توسط اسکالمن به کار برده شد و از ان زمان تحقیقات گسترده ای بر روی ان انجام شد. به دلیل خاصییت نرم کنندگی زیاد و گندزدایی که باعث از بین بردن میکروارگانیسم ها، باکتری ها و قارچ ها می شود، کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع دارد. استفاده از مواد فعال سطحی به خاطر تولید نانو ذرات با اندازه یکسان و با مورفولوژی منظم و جلوگیری از آگلومره شدن ذرات صورت می گیرد [23]. . در این کار تحقیقاتی از ستیل تری متیل امونیوم بروماید به عنوان مواد فعال سطحی برای بهینه نانو ذرات اکسید اهن استفاده شده است که ساختار شیمیایی ان در جدول(2-5) امده است.
Cetyltrimethyl ammonium bromide(CTAB)
نام های دیگر
ساختار
فرمول شیمیایی
Cetrimonium bromide
(ستریمونیوم بروماید)
(C16H33)N(CH3)3Br
Hexadecyltrimethylammonium bromide
(هگزا دسیل تری متیل امونیوم بروماید)
جدول(2-5) ساختار و فرمول شیمیایی ستیل تری متیل امونیوم برماید
2-12 نانو ذرات مغناطیسی
در میان انواع نانو ذرات مغناطیسی، نانو ذرات اکسید آهن به ویژه نانو ذرات سوپر پارا مغناطیسی Fe3O4 بیش ترین کاربرد را در زندگی روزمره دارند که به دلیل عدم سمیت، انطباق پذیری زیستی خوب و عدم حفظ مغناطیس باقیمانده بعد از حذف میدان خارجی، آنها بوده است ]24[.هم چنین با اصلاح سطح، می توان نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن را با گروه های ویژه ای مانند –NH – COOHO – OHعامل دار نمود تا برای اتصال بیشتر با مولکول های فعال زیستی، با کاربردهای گوناگون، مناسب باشند ]25[. در سال های اخیر حضور نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 با توجه به خواص شیمیایی، مغناطیسی، الکتریکی متفاوت با حالت کپه ای توجه فراوان بسیاری را به خود جلب کرده است. این نانو ذرات معمولا به عنوان حامل های دارو به منظور انتقال کنترل شده عوامل درمانی به موضوع بیماری در پزشکی، به عنوان جاذب فلزات سنگین و مواد آلوده کننده محیط زیست، در فرآیند تصفیه پساب های صنعتی و در فرآیند ذخیره سازی اطلاعات بکار می رود
]26-31[.
در شکل (2-2 ) اثر میدان مغناطیسی بر ذرات مغناطیسی ارائه شده است.
شكل( 2-2) اثر میدان مغناطیسی بر ذرات مغناطیسی
2-13 روش های سنتز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن
روش های متفاوتی جهت سنتز نانو ذرات مغناطیسی اکسیدآهن وجود دارد. ازجمله می توان به نمونه های زیر اشاره کرد.
هم‌رسوبي،
ريزامولسيون18،
سل-ژل19،
حلال- گرمايي20، [40،39].
صوت شيميايي21، به كمك مايكروويو22،
ترسيب شيميايي بخار23، [41].
سنتز احتراقي24،
قوس كربن25
پيروليز ليزري26.
در ادامه چند روش به طور مختصربیان شده است.
2-13-1 روش سل – ژل
یکی از روش های مناسب برای ساخت نانو ذرات مغناطیسی روش سل –ژل است. چرا که در فرآیندهای شیمیایی مربوطه به دو نوع فاز می توان ایجاد کرد، فاز مهمان که همان محلول اولیه حاوی ترکیبات سیلیکون و فاز دوم ترکیبات آهن داراست و در واقع به تولید ذرات آهن با مقیاس فوق العاده نیز منجر می شود ]35[.علاوه بر این ها پایداری فاز اکسیدی مورد نظر از اهمیت ویژه ای برخورداراست. چراکه دردماهای معمولی گذار فاز γ – Fe3O4 به α – Fe3O4 به راحتی اتفاق می افتد. برای جلوگیری از این تغییر فاز و پایدارکردن فاز دلخواه نانو ذرات به روش سل – ژل در داخل پلیمر جاسازی می کند و به آن ها پایداری دمایی می بخشد ]36[.
2-13-2 روش هم‌رسوبي
هم‌رسوبي يك روش ساده و ارزان براي تهيه نانوذرات مغناطيسي اكسيد فلزات و فريت‌ها مي‌باشد در اين روش رسوب‌دهي نانوذرات تحت شرايط بازي و در جو بي‌اثر انجام مي‌گيرد. سنتز معمولاً در دماي محيط انجام مي‌گيرد ولي گاهي از دماهاي بالاتر نيز استفاده مي‌شود.
مهمترين عامل در اندازه نانوذرات ، نسبت مولي نمك‌هاي اوليه يعني آهن (III) كلرايد و آهن (II) كلرايد مي‌باشد. اين پارامتر همچنين بر روي خواص مغناطيسي نانوذرات مربوطه اثر حياتي دارد.
سنتز نانوذرات در دماي رسوب‌دهي زير انجام گيرد و مقدار باز كافي نباشد، رسوب حاصل به رنگ قهوه‌اي در مي‌آيد كه نشانه توليد گونه‌‌هاي مي‌باشد.
با افزايش سرعت هم زدن محلول، اندازه نانوذرات حاصل كوچكتر مي‌شود. اين اثر مخصوصاً در شرايطي كه باز به محلول نمك‌ها اضافه مي‌شود اثر حياتي دارد.
از مزاياي روش هم رسوبي مي‌توان به سادگي، توانايي انجام در شرايط دما و فشار محيط، تك‌مرحله‌اي و كوتاه بودن زمان سنتز اشاره كرد. عيب مهم اين روش آن است كه نمي‌توان اندازه ذرات را به طور دقيق كنترل كرد و بنابراين همواره گستره‌اي از اندازه ذرات را در بر خواهد داشت. [32، -34].
2-13-3 روش ريزامولسيون
ريزامولسيون شامل يك محلول پايدار و همگن از روغن، آب و يك سورفكتانت مي‌باشد. محلول آبي ممكن است شامل نمك و يا افزودني‌هاي ديگر

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید