สนับสนุนโดย สกว. HSM     

 
 
สารลดแรงตึงผิว
เรียน ผู้ทรงคุณวุฒิ
ผมอยากสอบถามข้อมูลทางด้านการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย เช่น การตรวจสอบ
โดยใช้สารแทรกซึม(Penetrant testing) ในกรณีใส่สารลดแรงตึงผิวลงในน้ำยา Penetrant ว่ามีปฏิกิริยาลดแรงตึงผิวได้อย่างไร เนื่องจากเป็นการอธิบายทางเคมี และผมเองไม่มีพื้นฐานทางเคมี อยากให้ยกตัวอย่างที่เข้าใจง่ายสำหรับคนทั่วไป และช่วยอธิบายโครงสร้างของสารลดแรงตึงผิวว่าที่มีหัวและหางเป็นรูปจริงหรือสมมมุติขึ้น และช่วยอธิบายว่าน้ำกับน้ำมันเข้ากันได้อย่างไร
ขอแสดงความนับถือ
สมศักดิ์  ปามึก


โดย:  คุณสมศักดิ์ ปามึก   [1 มิ.ย. 2550 11:37]
สามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก:  เมนูนานาสาระ และหมวด สารลดแรงตึงผิว
 
ข้อคิดเห็นจากผู้ทรงคุณวุฒิจะแสดงในกรอบสีเขียว ส่วนข้อคิดเห็นหรือความเห็นจากผู้อื่นจะแสดงในกรอบปกติ
 
ข้อคิดเห็นที่ 1:1

ทดลองยกตัวอย่างแบบง่ายๆ นะครับ สารเคมีที่ช่วยในการลดแรงตึงผิวมีชื่อเรียกว่า Surfactant หรือภาษาไทยเราเรียกว่าสบู่นั่นแหล่ะ น้ำและน้ำมันจะมีแรงตึงผิวเมื่อนำน้ำมาผสมกับน้ำมันน้ำมันจะลอยอยู่ด้านบนเนื่องจากมีค่าความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ น้ำซึ่งมีค่าความหนาแน่นมากกว่าจึงอยู่ด้านล่าง จะเห็นว่าเมื่อเวลามือเราเลอะน้ำมันเราเอาน้ำเปล่าล้างมือ น้ำมันก็จะไม่ออก แต่เมื่อเราใช้สารลดแรงตึงผิวเป็นตัวกลาง ก็คือสบู่หรือผงซักฟอก ซึ่งตัวสบู่นั้นมีคุณสมบัติคือมีขั้วหนึ่งละลายในน้ำได้ และอีกขั้วหนึ่งละลายในน้ำมันได้ ดังนั้นส่วนที่เข้ากับน้ำได้ก็จะละลายกับน้ำ และส่วนที่เข้ากับน้ำมันได้ก็จะละลายกับน้ำมัน ทำให้เราเห็นว่าน้ำละลายกับน้ำมันได้ แต่คุณสมบัติของน้ำและน้ำมันจะเปลี่ยนไปกลายเป็นสารละลายสีขาวคล้ายนม ซึ่งเรียกว่า Emulsion ตัวที่เป็นตัวลดแรงตึงผิวของน้ำกับน้ำมันทางเคมีเรียกว่า Emulsiflier หวังว่าคงจะตรงกับความต้องการของคุณสมศักดิ์บ้างไม่มากก็น้อยนะครับ

โดย:  พรเทพ บรรณดิลก  [2 มิ.ย. 2550 13:41]
 
ข้อคิดเห็นที่ 2:2

เขียน: วิสาขา ภู่จินดา
วันที่: 17 ส.ค. 2549
บทนำ



           สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทที่สำคัญในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ในแต่ละวันมนุษย์ใช้สารลดแรงตึงผิวแทบทุกกิจกรรม เช่น การทำความสะอาดร่างกายและของใช้  การใช้เครื่องสำอาง การย่อยอาหาร กระบวนการผลิตในอุตสาหกรรม เป็นต้น นอกจากนี้สารลดแรงตึงผิวก็มีบทบาทที่สำคัญในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย ในการกำจัดคราบน้ำมันและสิ่งสกปรก  ในการกำจัดสารแขวนลอยหรือคลอรอยด์ในน้ำ  การเลือกประเภทของสารลดแรงตึงผิว ปริมาณหรือความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิว รวมถึงสภาวะอื่นๆให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้งานต่างๆเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่ง ทั้งนี้เพื่อทำให้สารลดแรงตึงผิวทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและไม่สร้างปัญหาเพิ่มให้กับสิ่งแวดล้อม  สารลดแรงตึงผิวส่วนใหญ่จะสามารถย่อยสลายได้โดยธรรมชาติ ทั้งนี้ความสามารถในการถูกย่อยสลายจะขึ้นกับโครงสร้างของสารลดแรงตึงผิว รวมทั้งปริมาณของสารลดแรงตึงผิวที่เหลืออยู่จากการใช้  การใช้สารลดแรงตึงผิวในปริมาณที่เหมาะสม นอกจากจะช่วยลดต้นทุนการบำบัดแล้วยังมีส่วนช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อม ในน้ำดื่มปริมาณสารลดแรงตึงผิวที่สามารถเจือปนได้โดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายเท่ากับ 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร การศึกษาและการพัฒนาการนำสารลดแรงตึงผิวมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ให้มากขึ้นโดยเฉพาะทางด้านสิ่งแวดล้อมจึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งในอนาคต



คุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิว


สารลดแรงตึงผิว หรือ SURFace ACTive AgeNT มีชื่อเรียกโดยทั่วไปทางวิทยาศาสตร์ว่า “ Surfactant ” สารลดแรงตึงผิวเดิมทีเดียวมาจากภาษาเยอรมันว่า Tensid ซึ่งตั้งโดยนักเคมีชาวเยอรมันในปี ค.ศ. 1960  สารลดแรงตึงผิวส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophilic group) และส่วนที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic group) ดังแสดงในภาพที่ 1b ส่วนที่ไม่ชอบน้ำมักจะเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน คือมีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ส่วนใหญ่จะมาจากไขมันและน้ำมันตามธรรมชาติ รวมทั้งผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และโพลีเมอร์สังเคราะห์ ลักษณะที่สำคัญของสารลดแรงตึงผิวคือเมื่อใส่สารลดแรงตึงผิวเพียงเล็กน้อยลงในน้ำ สารลดแรงตึงผิวจะไปลดแรงตึงผิวของน้ำเพื่อให้เกิดกระบวนการต่างๆ ง่ายขึ้น เช่น การเกิดฟอง การทำให้เปียก และกระบวนการทำความสะอาด เป็นต้น ส่วนที่ไม่ชอบน้ำจะพยายามหนีน้ำโดยไปเกาะกับพื้นผิวที่ว่าง เช่น อากาศ  ส่วนที่ชอบน้ำจะยังคงอยู่ในน้ำซึ่งแสดงในภาพที่ 1c  สารลดแรงตึงผิวสามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภทซึ่งแบ่งตามลักษณะหรือประจุของส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophilic group) ได้แก่



1.      สารลดแรงตึงผิวที่มีประจุบวก (Cationic surfactant) ได้แก่ Cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) ซึ่งมีสูตรโมเลกุล คือ C16H33N(CH3)3+Br-  สารลดแรงตึงผิวที่มีประจุบวกมักจะพบในผลิตภัณฑ์ยาสีฟัน ครีมนวดผม และน้ำยาปรับผ้านุ่ม เป็นต้น



2.       สารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบ (Anionic surfactant) ได้แก่ Sodium dodecyl sulphate (SDS) ซึ่งมีสูตรโมเลกุล คือ CH3(CH2)11SO4-Na+ มักจะเป็นส่วนประกอบในผงซักฟอกและสบู่ เป็นต้น



3.       สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุ (Nonionic surfactant) ได้แก่ Polyoxyethylene alcohol ซึ่งมีสูตรโมเลกุล คือ (CnH2n+1(OCH2CH2)mOH) สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุนี้มักจะนำไปผสมในสบู่เหลวล้างหน้า



4.       สารลดแรงตึงผิวที่มีทั้งประจุบวกและประจุลบ (Zwitterionic surfactant) ได้แก่ b-N-Alkylaminopropionic Acids มีสูตรโมเลกุล คือ RN+H2CH2CH2COO- ซึ่งเป็นส่วนประกอบในเครื่องสำอาง สารป้องกันการกัดกร่อน และสารยับยั้งแบคทีเรีย เป็นต้น

         

          สารลดแรงตึงผิวยังมีคุณสมบัติที่ทำให้เฟสสองเฟสที่ต่างกันมารวมตัวกันได้ คำว่าอยู่คนละ เฟส คือ การไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน น้ำและน้ำมันไม่ละลายซึ่งกันและกันเพราะมีคุณสมบัติที่ต่างกันโดยที่น้ำเป็นสารประกอบที่มีขั้ว ส่วนน้ำมันเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้ว เมื่อใส่สารลดแรงตึงผิวเข้าไปเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้สองเฟสมารวมกันเป็นเฟสเดียวกันได้ ตัวอย่างเช่น การใส่ไข่แดงซึ่งมี lecithin เป็นสารลดแรงตึงผิวประกอบอยู่ประมาณ 10% ลงไปในน้ำที่ผสมน้ำมันเพื่อทำน้ำสลัด ทำให้น้ำและน้ำมันรวมตัวเป็นเนื้อเดียวกัน



ตัวอย่างโครงสร้างของสารลดแรงตึงผิวแสดงในภาพที่ 1  ภาพที่ 1a แสดงโครงสร้างของสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุลบซึ่งมีสูตรโมเลกุล คือ C12H25SO4-Na+   ภาพที่ 1b เป็นการแสดงโครงสร้างของสารลดแรงตึงผิวทั่วไปซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ส่วนที่ชอบน้ำและส่วนที่ไม่ชอบน้ำซึ่งสามารถเปรียบเทียบโครงสร้างได้กับภาพที่ 1a โดยที่ส่วนที่ไม่ชอบน้ำคือ C12H25 และส่วนที่ชอบน้ำ คือ SO4-  และ ภาพที่ 1c แสดงการเรียงตัวของสารลดแรงตึงผิวเมื่อวางตัวอยู่ในน้ำ



         

           ตารางที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบสารลดแรงตึงผิวทั้ง 4 ชนิดในการทำให้เกิดฟอง ความสามารถในการซักล้าง และการทำให้พื้นผิวอ่อนนุ่ม จะเห็นว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบจะมีคุณสมบัติทำให้เกิดฟองดีที่สุด  ส่วนสารลดแรงตึงผิวที่มีทั้งประจุบวกและลบจะมีคุณสมบัติในการทำให้พื้นผิวอ่อนนุ่มดีที่สุด สารลดแรงตึงผิวแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน ในปัจจุบันได้มีการนำสารลดแรงตึงผิวแต่ละชนิดมาผสมกันในอัตราส่วนที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ



ตารางที่ 1 เปรียบเทียบความสามารถของสารลดแรงตึงผิวทั้ง 4 ชนิด ในการทำให้เกิดฟอง การซักล้าง และการทำให้พื้นผิวเกิดความอ่อนนุ่ม (Tiger Chemical Company, 1997)

ประเภท / คุณสมบัติ

สารลดแรงตึงผิว
การเกิดฟอง
ความสามารถในการซักล้าง
ความสามารถในการทำให้อ่อนนุ่ม

ประจุลบ
ดีที่สุด
ค่อนข้างดี
ไม่แน่นอน

ไม่มีประจุ
ดี
ดี
ดี

ประจุบวก
ไม่ดี
ปานกลาง
ไม่ดี

ประจุบวกและลบ
ค่อนข้างดี
ดี
ดีที่สุด



การนำสารลดแรงตึงผิวไปใช้ประโยชน์


สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ในร่างกายมนุษย์ก็มีสารลดแรงตึงผิวประกอบอยู่ เช่น Gall Acid ซึ่งจะย่อยสารประเภทไขมันได้ สารลดแรงตึงผิวมีประโยชน์หลายๆ ด้าน โดยเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของผลิตภัณฑ์ต่างๆ และเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการผลิตต่างๆ ได้แก่



1.      สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด เช่น ผงซักฟอก สบู่ ยาสีฟัน ยาสระผม ครีมนวดผม และผลิตภัณฑ์ที่มีฟอง เป็นต้น



2.       สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบในเครื่องสำอางและครีมกันแดด



3.       สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ ผลิตยา



4.      สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม เช่น กระบวนการย้อมผ้า การเคลือบสีไม้หรือโลหะ การผลิตพลาสติก การทำหนังสัตว์ การผลิตเนยเทียม  เค้กและไอศกรีม เป็นต้น



5.       สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น บำบัดน้ำเสีย กำจัดมลพิษทางดิน ดูดซับของเสีย เป็นต้น



6.       สารลดแรงตึงผิวถูกนำมาใช้ในกระบวนการสกัดแยก เช่น การสกัดแยกแร่   การแยกน้ำมัน ออกจากน้ำ เป็นต้น




         นอกจากนี้ยังมีการนำสารลดแรงตึงผิวมาใช้ในเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น นาโนเทคโนโลยี  เทคโนโลยีชีวภาพ   งานพิมพ์อิเล็คทรอนิกส์  และเครื่องบันทึกแถบแม่เหล็ก เป็นต้น



           นอกจากสารลดแรงตึงผิวจะมีบทบาทในชีวิตประจำวันแล้ว เช่น ในกระบวนการทำความสะอาด สารลดแรงตึงผิวยังมีบทบาทที่สำคัญและนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆมากมาย รวมทั้งทางด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย อย่างไรก็แล้วแต่การนำสารลดแรงตึงผิวไปใช้ประโยชน์นั้นจะต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ ทั้งนี้เพราะสารลดแรงตึงผิวก็สามารถทำลายสิ่งแวดล้อมได้เช่นกันถ้ามีการใช้ในปริมาณที่ไม่ถูกต้องและมีนำสารลดแรงตึงผิวผิดประเภทมาใช้ ตัวอย่างเช่นในการปล่อยน้ำซักผ้าหรือน้ำยาล้างจานที่เข้มข้นซึ่งมีสารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบลงในแม่น้ำลำคลอง จะทำให้เกิดฟองอย่างมาก  นอกจากจะทำลายสุนทรียภาพของแม่น้ำลำคลองแล้ว ยังสร้างผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ  และอาจต้องใช้เวลานานที่กระบวนการธรรมชาติโดยแบคทีเรียหรือจุลินทรีย์จะย่อยสลายสารลดแรงตึงผิวได้หมด US. EPA. ได้กำหนดความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในน้ำดื่มให้ไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร (Kawamura, 2000)



เอกสารอ้างอิง


Kawamura, S.  2000.  Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities.

2nd ed. John Wiley & Sons, Inc.,  pp.37.

Tiger Chemical Company.  2004.  (March, 20).  Surfactant Guide & Formulary  1997.

(Online). Available URL: www.webworld.com.au/tiger







โดย:  Porn  [2 มิ.ย. 2550 14:01]
 
ข้อคิดเห็นที่ 3:3

ขอบคุณ คำตอบของท่าน มันเป็นประโยชน์ต่อการเรียนของผมอย่างมาก

โดย:  donky  [15 ก.ค. 2550 11:19]
 
ข้อคิดเห็นที่ 4:7

สารลดแรงตึงผิว สารมารถนำไป ใช้เพื่อให้เกิดการกระจายตัวของสารเสริมแรงระดับนาโน ได้ รึเปล่าคะ ถ้าได้เป็นสารประเภทไหนบ้างคะ
ขอรบกวนถามด้วยค่ะขอบคุณค่ะ

โดย:  m i c k  [19 ธ.ค. 2550 17:15]
 
ข้อคิดเห็นที่ 5:8

อยากทราบเรื่องการทำความสะอาดโลหะหลังจากการปั้มขึ้นรูปลึกในอุตสาหกรรม

โดย:  AOF  [16 ก.พ. 2551 21:41]
 
ข้อคิดเห็นที่ 6:11

สารจำพวกผงซักฟอก
ทำให้  ค่า ความตึงผิว  ของน้ำกลั่น ลดลง หรือไม่
อย่างไร

โดย:  เจนวิทย์  [8 ก.ค. 2551 13:36]
 
ข้อคิดเห็นที่ 7:14

อยากทราบว่า  wetting agent   กับ  Surfactant  เหมือนกันมั๊ย

ใครทราบก็ช่วยบอกหน่อยละกัน

ต้องส่งงานด่วน

ขอบคุณคับ

โดย:  เกือบส่งงานไม่ทันแหนะ  [20 ธ.ค. 2551 23:46]
 
ข้อคิดเห็นที่ 8:15

( ไม่ใช่คำตอบ )        

http://en.wikipedia.org/wiki/Surfactant        Surfactant        

http://www.chemistry.co.nz/deterghistory.htm        Detergent History        
http://www.chemistry.co.nz/surfactants.htm        
http://www.chemistry.co.nz/deterg.htm        Synthetic Detergents        
http://www.chemistry.co.nz/stain_frame.htm        Stain Removal Guide        
http://www.fabrics.net/deterg.asp        

http://www.chemistry.co.nz/detergent_books.htm        Detergent Books

โดย:  นักเคมี  [30 ธ.ค. 2551 09:39]
 
ข้อคิดเห็นที่ 9:16

อยากทราบว่าในการขจัดหมึกออกจากระดาษทำสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุถึงดีที่สุด
หาเหตุผลไม่ได้ครับ

โดย:  เดกวิดวะ  [20 มี.ค. 2554 19:17]
 
ข้อคิดเห็นที่ 10:17

ประโยชน์ของการลดแรงตึงผิวในผงซักฟอกมีอะไรบ้าง
เราจะเอาไปทำโครงงาน
คัยรุ้บอกเราหน่อย
ต้องรีบทำ

โดย:  ด.ม.จ.*  [28 มิ.ย. 2554 17:37]
 
ข้อคิดเห็นที่ 11:18

bSlAuw I decided to help and sent a post to the social  bookmarks. I hope to raise it in popularity!!...

โดย:  OEM software download  [29 ก.ย. 2554 23:29]
 
ข้อคิดเห็นที่ 12:19

อืม....สารลดแรงตึงผิวจะมีอยู่ในผงซักฟอก
แต่อยากทราบว่า "สารลดแรงตึงผิวในผงซักฟอกจะมีประโยชน์อย่างไร"
ช่วยตอบคำถามของฉันด้วยค่ะ

โดย:  จรัญญา ปรากฏหาญ  [1 พ.ย. 2554 21:18]
 
ข้อคิดเห็นที่ 13:20

ทำไมถึงไม่มีเรื่องการหล่นของวัตุ


โดย:  น่ารัก  [21 มี.ค. 2555 20:54]
 
ข้อคิดเห็นที่ 14:21

สารลดเเรงตึงผิวที่ผสมอยู่ในผงซักฟอกมีประโยชน์อย่างไร

โดย:  ปันปัน  [2 ส.ค. 2555 20:56]
 
ข้อคิดเห็นที่ 15:22

อยากรู้ว่า  การใช้สารลดแรงตึงผิวในปริมาณมากจะเกิดผลเสียต่อระบบนิเวศได้อย่างไร นะคะ

โดย:  ชีสเค้ก  [9 ก.ย. 2555 08:31]
 
ข้อคิดเห็นที่ 16:24

อยากทราบว่าสารลดฟอง (Anti-foam)ที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำยาง มีกี่ชนิด แต่ละชนิดมีสมบัติอย่างไร ช่วยบอกหน่อยนะค่ะหาข้อมูลยากมาก


โดย:  แอ๋วแว๋ว  [7 ก.ค. 2557 11:09]
 
ขอเชิญร่วมแสดงข้อคิดเห็น
หากท่านต้องการถามคำถามที่ไม่เกี่ยวข้องกับหัวข้อคำถามนี้
กรุณาตั้งคำถามใหม่ ที่นี่ 
หากท่านต้องการแสดงข้อคิดเห็นหรือแสดงความคิดเห็นที่อยู่ในประเด็นเดียวกับหัวข้อนี้
ให้กรอกข้อมูล แล้วกดปุ่มส่งข้อความด้านล่างนี้
จาก:
อีเมล:
ข้อคิดเห็น:
 
 
© สงวนลิขสิทธิ์
หากมีข้อสงสัย หรือคำแนะนำ โปรดแจ้งมาที่ chemtrack@gmail.com
จำนวนผู้เข้าชม
32812562
ตั้งแต่ 17 กรกฎาคม 2546