Yüzey akti̇f maddeler

YÜZEY
AKTİF
MADDELER

Dr.Emin BALCI

YÜZEY AKTİF MADDELER

Yüzey aktif maddeler, bulunduğu ortamın, yüzey
gerilimini etkileyen suyu seven (hidrofilik) ve suyu iten
(hidrofobik) kısımlardan oluşan maddelerdir.

Hidrofobik ( suyu iten ) Hidrofilik ( suyu seven )

YÜZEY GERİLİMİ

Oksijen ve
hidrojen atomları
arasındaki
hidrojen bağı
nedeniyle
yüzeyde
tutunarak su
moleküllerini
yönlendirir.

•İş gücü daha fazla yüzey alanı
oluşturmak için gerekli Yüzey gerilimi kuvveti belirler.Su
•Daha fazla enerji ve yüksek yüzey için yaklaşık 72 Mn/m.
gerilimi için güçlü bağlar gereklidir.

YÜZEY GERİLİMİ

Su molekülleri
aralarında kendilerine
yönelmiş yüzey aktif
maddeleri karıştırarak
tutulur.Kuvvet
düşürülür.

Bazı yüzey aktif
maddelerin yüzey
gerilimi yaklaşık 30
mN/m veya daha düşük
olarak indirgenebilir.


FONKSİYONLARI
• Emülgatör
• Dispersiyon
• Islatma
• Çözünme
• Temizleme
• Nemlendirme
• Yağlama
• Köpük yapma
• Köpük engelleme


YÜZEY AKTİF MADDELERİN
ÇEŞİTLERİ

• Anyonik yüzey aktif maddeler
• Katyonik yüzey aktif maddeler
• Non-iyonik yüzey aktif maddeler
• Amfoterik yüzey aktif maddeler


• ANYONIK TENSIT

• KATYONIK TENSIT

• AMFOTERIK TENSIT

• NONIYONIK TENSIT

ANYONİK YÜZEY AKTİF MADDELER

ANYONIK TENSITLER
•Labsa

•DBS

•Yağ alkolü sülfat
• Yağ alkolü eter sülfat
OH -
R-OH + SO3 R-SO3H R-SO3- K+


•Sabun R-COO - Na+


ANYONİK YÜZEY AKTİF
MADDELERİN KULLANIMI
TEMİZLEME FORMÜLASYONLARI
• Şampuan
• El yıkama
• Banyo jelleri
• Diş macunu
• Sabun ve deterjan

KATYONİK YÜZEY AKTİF MADDELER

KATYONIK YÜZEY AKTİF
MADDELER

R(1-4) : Alkil radikalleri( örnek;Stearil- , Palmitil - ,Metil - ,Benzil - ,Bütil- )
X : Karşı iyonları,genellikle halojenürler

KATYONIK YÜZEY AKTİF
MADDELER
DSDMAC
( Distearildimetilamonyumklorit)

ESTERQUAT

Cetiltrimetilamonyumklorit


ETKİLEŞİME GİREREK AŞAĞIDAKİ İŞLEVLER GERÇEKLEŞİR:

• Yumuşatma
• Anti-statik özellik
• Yağlama
• Korozyon inhibitörü
• Yapışma

AMFOTERİK YÜZEY AKTİF MADDELER

AMFOTERIK YUZEY AKTIF
MADDELER
• Çözelti içinde aynı molekülün aktif grubu
hem pozitif hemde negatif yükünü ihtiva
eder.Yapılarına ve ortam şartlarına göre
anyonik veya katyonik özelliklere sahip
olabililen bileşiklerdir.


KULLANIMI

• Betainler kişisel bakım ürünlerinde
kullanılır.Örneğin, sac şampuanları,sıvı sabunlar
ve temizleyici losyonlar.
• Çok amaçlı temizlik ajanları,bulaşık deterjanı
ajanı ve özel tekstil deterjanları…

NON-İYONİK YÜZEY AKTİF MADDELER

NONIYONIK YUZEY AKTİF
MADDELER
İyonik olmayan bu moleküller hidrofilik
ve hidrofobik grubular ihtiva eden
bileşiklerdir.

• Etanol ( CH3CH2-OH )
• Yağ alkolü etoksilat


NONIYONIK YUZEY AKTİF
MADDELER
Polialkolenglikol eter CH3-(CH2)10-16-(O-C2H4)1-x OH
( Yağ alkolü etoksilatları )

Yağ alkolü propilen oksilatları CH3-(CH2)10-16-(O-C3H6)1-x-OH
Alkil glikositler
Alkil poliglikositler CH3-(CH2)10-16-(O-Glikosit)1-3-OH

oktilfenoletoksilatlar C8H17-(C6H4)-(O-C2H4)1-x-OH

Nonifenoletoksilatlar C9H19-(C6H4)-(O-C2H4)1-x-OH


 Iso- C 13 Alkol etoksilatları

C16,18 Yağ alkolü etoksilatları

C 13,15 Oxo-alkol etoksilatları

Alkil fenol eter sülfat sodyum
tuzu

Alkil poliglikozit



ÖZELLİKLERİ

• Köpük ayarlayıcısı
• İyi emülgatör özelliği
• İyi dispersiyon özelliği
• Diğer yüzey aktif maddeler ile uyumluluk



UYGULAMA

• Deterjanlar için temizleyici ajanlar
• Genel temizlik ajanları
• Tekstil işleme,zirai ilaç
formülasyonların da ıslatma ajanı


NONIYONIK YUZEY AKTİF MADDELER

• EO-PO-EO
• PO-EO-PO
• EO-PO-EO-PO
• R-O-(EO)X-(PO)Y-OH
• R-O-(EO)X-(PO)Y-O-R1
R1= n-butil- , CH3- , benzil-

NONIYONIK YÜZEY AKTİF MADDELERİN GENEL
ÖZELLİKLERİ

Hidrofil kısımlar su molekülleri tarafından çevrilir.Yüzey aktif madde
çözünür hale gelir. Belirli bir temparatür de yukarıdaki sistemi bozularak
yüzey aktif madde ortamda serbest hale gelir ve ortamı bulandırır.Buna
yüzey aktif maddenin bulanma noktası denir.

Tensitin hidrofob ve hidrofil dengesine göre çözücü seçilmelidir.
( Bütildiglikol + su, Su , Sodyum klorür çözeltisi.)


EO (MOL) ,BULANMA NOKTASI
ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
BULANMA
NOKTASI , ° C

EO mol

MİSELLERİN ÖNEMLİ ÖZELLİĞİ

Küçük Misel

Fazlasıyla Seyreltilmiş Çözeltideki kritik Kritik misel
misel konsantrasyonunun
seyreltilmiş çözelti
konsantrasyonu üzerindeki çözelti
çözelti

KRİTİK MİSEL KONSANTRASYONU

KRİTİK MİSEL KONSANTRASYONU

Kritik misel
konsantrasyonu

Kritik misel konsantrasyonu altında
sadece mevcut unimers

Kritik misel konsantrasyonu
üzerinde unimers ile denge içinde
miseller vardır.

MİSEL OLUŞUMU

MİSEL OLUŞUMU

Yüzey aktif maddeler fonksiyonlarını yerine getirmek için bulunduğu
ortamlarda misel hücreleri oluşturmalıdırlar.Bu hücrelerin oluşumu için
minimum konsantrasyona ihtiyaç duyulur.Bunada kritik misel
konsantrasyonu denir.Bu konsantrasyonların miktarları yüzey aktif
maddelerin tiplerine göre değişir.

HLB

HLB
( HIDROFILIK LIOFILIK DENGE )

Bu değer kullanılan yüzey aktif maddenin hangi özelliğe
sahip olduğunu gösterir.

Düşük HLB değerliğinde Yüksek HLB değerliğinde
Hidrofobik bölüm baskın Hidrofilik bölüm baskın

HLB-HESAPLAMALAR

HESAPLAMALARI

HLB=20 * Mh / M
Mh = Hidrofılık kısmın molekül ağırlığı
M = Toplam molekül ağırlığı
HLB= %E/5
%E= Hidrofil kısmın molekül içindeki
yüzdesi

HLB

Griffin göre ,HLB (sadece PEG türleri için)

% Etilen oksit molekülünün 5 ‘e
bölünmesiyle

ÖRNEK;

C11-alkol + 7 EO

Moleküler ağırlığı ( g/mol ):

C11H23-OH =172
EO = 44

HLB DEĞERLERİ

HLB= 0-20
HLB UYGULAMA SUDA DAĞILMASI

0-3 Köpük kesici ajan Çözünmez

4-6 Su / Yağ Zayıf

7-9 Islatıcı Çalkalama ile sütsü
görünüm
8-18 Yağ /Su Dayanıklı sütsü
görünüm
13-15 Yıkayıcı Yarısaydam-berrak
görünüm
10-18 Ara çözücü Berrak çözelti

HLB DEĞERLERİ

HLB
DEĞERLERİ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

SU / YAĞ YAĞ / SU

KULLANIMI
ISLATMA AJANI YIKAYICI

ARA
ÇÖZÜCÜ

HLB ( O / W , W / O )

• W/O emülsiyonu • O/W emülsiyonu Yağı ve suyu seven
Yüzey aktif Suyu seven gruplar gruplar oldukça
maddelerde yağı daha baskın ise W/O dengelendiğinde
seven gruplar daha emülsiyonları için HLB ara değerdedir.
baskın ise HLB HLB yüksek yüzey ( 10 )
düşüktür. aktifler kullanılır.

HLB ( O / W , W / O )

SU
YAĞ

YAĞ SU

Düşük HLB Yüksek HLB

HLB ( O / W , W / O )

• süt
• Margarin
• Gündüz kremi
• Gece kremi

EMÜLSİYON

• İki karışmayan sıvılar (faz A ve B) emülsiyon değildir.

• Bu aşamada B'nin bir emülsiyon fazının A. içerisinde dağılması

•Kararsız emülsiyon giderek ayrışır.

•Yüzey aktif maddeler (mor anahat) Faz A ve B fazı arasındaki
ara yüzeyler kendini konumlandırır, emülsiyon stabilleştirilir.

YIKAMA PROSESİ

Kir
Kirli yüzey

Yüzey aktif maddelerin Çözünmüş
yüzey
çözünmesi aktifler

Yüzey aktif maddelerin kiri Islatma
çevirerek absorbe edilmesi

Çözünme
Yüzeyden kirin çözünmesi

Kirin stabilize
Çözünme
olarak,atılması

ARA ÇÖZÜCÜ

ARA ÇÖZÜCÜ ( HYDROTROP )

HLB;10-18
Örnek;alkilpoliglikozit( kısa zincirli)
Toluen sülfonat
Ksilen sülfonat

YÜZEY AKTİF MADDELERİN DEĞİŞEN ÖZELLİKLERİ
BULANMA KRITIK MISEL DİNAMİK KÖPÜRME ISLATMA ISLATMA JELLEŞME
NOKTASI KONSANTRASYONU YÜZEY (SERT YÜZEY ) (TEKSTIL)
GERİLİMİ

C 13

ZİNCİR
UZUNLUĞU

DALLANMA
DERECESİ

5 -10 EO
HLB BAĞLI

EO

YÜZEY AKTİF MADDELERİN DEĞİŞEN ÖZELLİKLERİ
TEMİZLEME EMULSİFİKASYON DİSPERSİYON ÇÖZÜNME BİYOLOJİK CİLT İÇİN
PARÇALANMA UYGUNLUK

C12 - C 15 C12 - C 15

ZİNCİR
UZUNLUĞU

DALLANMA
DERECESİ

5 -10 EO

EO

YÜZEY AKTİF MADDE KULLANIMI - 2006

UYGULAMA MİKTAR 10 3 t %
Yıkama ve temizlik 1900 42
Tekstil 750 17
Maden,Petrol 300 7
Kozmetik ,İlaç 300 7
Boya,Plastik 200 4,5
Gıda 200 4,5
Metal 130 3
Kağıt 100 2
Ziraat 100 2
İnşaat 50 1
Deri 50 1
Diğer 400 9

YÜZEY AKTİF MADDE TÜKETİMİ - 2003

YÜZEY AKTİF MADDELER ÜRETİMİ

Yüzey akti̇f maddeler

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Yüzey akti̇f maddeler