Yüzey aktif maddeler olarak da bilinen sürfaktanlar, iki sıvı arasında veya bir sıvı ile bir katı arasında hedef çözeltinin yüzey gerilimini önemli ölçüde azaltan maddelerdir. Sürfaktanlar genellikle hidrofilik ve hidrofobik gruplara sahip organik amfifilik moleküllerdir, genellikle bir hidrofobik grup 'kuyruk' ve bir hidrofilik grup 'baş' içeren amfifilik organik bileşiklerdir. Birçok yüzey aktif madde türü vardır ve farklı yüzey aktif maddelerin farklı rolleri vardır. Genel olarak, yüzey aktif maddeler ıslatma, nüfuz etme, emülsifiye etme, dağıtma, çözündürme, köpürtme, köpük giderme, yıkama, düzleştirme, yumuşatma, sterilize etme, statik elektriği ortadan kaldırma ve benzeri işlevlere sahiptir.
Tekstil endüstrisinde eğirme, eğirme, dokuma, baskı ve boyama işlemlerinde, çeşitli elyafların performansına göre, tekstil kalitesini artırmak, işleme etkisini iyileştirmek, verimliliği artırmak, süreci basitleştirmek, üretim maliyetlerini düşürmek ve tekstile çeşitli mükemmel uygulama performansı sağlamak için farklı yardımcı kimyasal katkı maddeleri kullanmak gerekir, bu yardımcı kimyasallar genellikle tekstil boyama ve terbiye katkı maddeleri olarak bilinir. Tekstil üretiminde ve işlenmesinde kullanılan bir kimyasal olarak tekstil yardımcı maddeleri, fonksiyonel yardımcı maddelerin bir kısmına ek olarak, tekstil boyama ve baskı yardımcı maddelerinin yaklaşık yüzde 80'i hammadde, işleme ve birleştirme veya yardımcı madde malzemeleri olarak çeşitli yüzey aktif maddelerdir.
ıslanabilirlik
Su veya sulu çözeltiler özellikle gazların yerini alan yaygın sıvılardır, bu nedenle ıslatma genellikle suyun veya sıvının katı bir yüzeye yayılması olgusunu ifade eder. Bir sıvının katı bir yüzey üzerindeki temas açısı θ > 90° genellikle ıslatmaz olarak kabul edilirken, θ < 90° ıslatır olarak kabul edilir ve θ temas açısı ne kadar küçükse ıslatma özellikleri o kadar iyidir.
Sulu çözeltinin büyük çoğunluğunda baskı ve boyama işlemi, su nedeniyle büyük bir yüzey gerilimine sahiptir, böylece sulu çözelti elyaf ıslatma, penetrasyon üzerinde hızlı ve iyi olamaz, baskı ve boyama işlemine elverişli değildir. Suyun katıları otomatik olarak ıslatabilmesi için, suya yüzey aktif maddeler eklemek, sistemin arayüzey gerilimini değiştirmek gerekir. Suya yüzey aktif madde eklemek sadece suyun yüzey gerilimini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda su ve katılar arasındaki ara yüzey gerilimini de azaltır, böylece su katılar üzerinde kendini ıslatabilir, böylece yüzey aktif maddenin varlığı aynı zamanda sıvı yüzeyinin ıslanmasını teşvik edebilir, ancak aynı zamanda kumaşın iç kısmına nüfuz etmesini de teşvik eder, bu nedenle tekstil boyama ve terbiye endüstrisi ıslatma ve penetrasyon ile yüzey aktif maddelerin gerçek uygulamasında genellikle kısaca ıslatıcı penetrant veya penetrasyon maddesi olarak adlandırılır.
Islatıcı ve nüfuz edici ajan, elyaf ve kumaş üzerinde suyun ıslanmasını ve nüfuz etmesini teşvik edebilir ve ayrıca renk pastasında suda çözünmesi zor olan boyaların ve pigmentlerin ıslatma ve dispersiyon kabiliyetini artırabilir, bu nedenle en yaygın kullanılan tekstil yardımcılarıdır. En yaygın kullanılan tekstil yardımcı maddeleridir. Bazı anyonik yüzey aktif maddeler ve iyonik olmayan yüzey aktif maddeler esas olarak ıslatıcı ve nüfuz edici maddeler için uygundur.
Emülsifikasyon ve dispersiyon
emülsifikasyon
Emülsifikasyon, emülsiyon veya emülsiyon olarak adlandırılan kararlı bir dispersiyon sistemi oluşturmak için karışmayan iki sıvıdan birini küçük damlacıklar halinde başka bir sıvı içinde eşit olarak dağıtma işlemidir. Boyama ve baskı işlemlerinde kullanılan çeşitli yardımcı maddeler ve apre maddeleri, genellikle fonksiyonel bileşiklerin suda emülsiyon haline getirilmesiyle yapılan sulu emülsiyonlar olan emülsiyonlardır.
Emülsiyon içinde dağılmış olan bir faza dağılmış faz veya iç faz, diğer faza ise dağıtıcı ortam veya dış faz denir.
dağılım
Dispersanın ana rolü, emülsiyon dispersiyonunu veya sıvı katı malzemede çözünmeyen çok küçük partikülleri sıvı içinde homojen bir şekilde dağıtmaktır. Baskı ve boyama işlemlerinde, dispers boya mürekkebi ve boya mürekkebi, çok sayıda çözünmeyen katı partikül (boyalar, pigmentler gibi) içeren tipik süspansiyon sistemidir, bu sistemlerin stabilitesi ürünün renk haslığını, homojenliğini ve baskı ve boyama etkisini doğrudan etkiler. Dağıtıcı ve emülsifiye edici etkiler nispeten benzerdir ve kullanılan yüzey aktif maddeler neredeyse aynıdır, bu nedenle pratik uygulamalarda genellikle emülsifiye edici dağıtıcılar olarak adlandırılırlar.
Dağıtıcıların dağıtma prensibi: Yüzey aktif maddeler pigment yüzeyine adsorbe olur ve arayüzey enerjisini azaltarak partiküllerin yüzeyinin su veya diğer çözücülerde ıslanmasını kolaylaştırır. Dispersan, hem katı partiküllere hem de sıvılara afinitesi olan bir kimyasal yapıya sahiptir ve partikül yüzeyine adsorbe olan fonksiyonel gruplara sahiptir. Bu adsorpsiyon, partikül yüzeyinin adsorbe edilmiş bir dispersan tabakası ile kaplanmasıyla sonuçlanır, bu da partiküller arasındaki elektrostatik itmeyi veya uzamsal alan direncini artırarak uzun vadeli iyi stabiliteye sahip dispersiyonların elde edilmesini sağlar.
çözünürleştirme
Bir çözücüde tamamen çözünmeyen veya çok az çözünen bir maddenin bir yüzey aktif madde ilavesiyle çözündürülmesi olayına çözündürme denir. Çözünen maddeye çözünen madde, bu rolü oynayan yüzey aktif maddeye de çözündürücü ajan denir. Çözünürleştirme misellerin oluşumuyla ilgilidir ve çözünürleştirilmiş sistem şeffaf, termodinamik olarak kararlı bir çözelti sistemi oluşturur.
Çözünürleştirme, emülsifikasyon ve dispersiyondan temelde farklıdır. Emülsifikasyon ve dispersiyon termodinamik olarak kararsız bir sistem oluştururken, çözünürleştirme termodinamik olarak kararlı bir sistem oluşturur. Çözünürleştirme, kozmetik endüstrisinde makyaj malzemesi ve suda çözünür saç kremi üretmek için çözünürleştirmenin kullanılması; polimer malzeme endüstrisinde polimer emülsiyon polimerizasyonu; baskı ve boyama endüstrisinde esas olarak yıkama ve boyama işleminde kullanılması gibi birçok alanda uygulanabilir. Yıkama işleminde, çözündürücü madde yağ ve kirin giderilmesinde rol oynar. Yaygın olarak kullanılan çözündürücüler, toluen, ksilen ve p-izopropilbenzen sülfonatları gibi kısa zincirli alkilbenzen sülfonatlardır.