بررسی ترمودینامیکی و دیاگرام فازی مخلوط مواد فعال در سطح دوقلوی و یونی معمولی

در این رساله شبیه سازی مواد فعال سطحی دوقلوی متقارن یونی به صورت خالص و مخلوط با مواد فعال سطحی معمولی، نمودار فازی مواد فعال سطحی دوقلو، مخلوط مواد فعال سطحی در حضور آلاینده ها به روش مونت کارلو انجام شده است. در سیستم مواد فعال سطحی دوقلوی خالص اثر اندازه طول دم و جداکننده بر مقادیر cmc و عدد تجمع این نوع مواد فعال سطحی بررسی شده اند. افزایش اندازه طول دم منجر به کاهش مقدار cmc و افزایش عدد تجمع میسلی شده است. در حالیکه افزایش طول جداکننده منجر به افزایش cmc تا 6 m= و سپس کاهش آن شده است. عدد تجمع نیز با افزایش طول جداکننده یک مینمم نشان داده است. در سیستم مخلوط مواد فعال سطحی دوقلوی یونی و معمولی غیر یونی، پارامترهای cmcm ، عدد تجمع کل، پارامتر برهمکنش ? ، ضرایب فعالیت و انرژی آزاد مازاد میسلی بر حسب کسر ماده فعال سطحی دوقلوی یونی در مخلوط محاسبه شدند. حضور مینیمم در cmc مخلوط بیانگر پدیده سینرژیسم در این سیستم مخلوط است. عدد تجمع به طور یکنواخت از عدد تجمع ماده فعال سطحی غیر یونی به عدد تجمع ماده فعال سطحی دوقلوی یونی کاهش می یابد. روند تغییرات پارامتربرهمکنش و همچنین انرژی آزاد مازاد میسلی با نسبت ماده فعال سطحی یونی در مخلوط نشان میدهد که مقدار کم ماده فعال سطحی دوقلوی یونی در میسل مخلوط مطلوب است، افزایش این مقدار منجر به افزایش دافعه الکتروستاتیک بین گروههای سر و در نتیجه ناپایداری میسل مخلوط می شود. نظریه محلول با قاعده نتوانست رفتار ضرایب فعالیت و انرژی آزاد مازاد میسلی این سیستم را توجیه نماید. بنابراین از مدل سه پارامتری نظریه محلول با قاعده استفاده نمودیم. این مدل دو اثری را که نظریه محلول با قاعده در نظر نگرفته بود را مورد توجه قرار داده است: غیرتصادفی بودن پدیده تشکیل میسل مخلوط و در نظر گرفتن اندازه گروههای سر. نتایج نشان داده اند که این مدل به خوبی می تواند رفتار سیستم های مخلوط مواد فعال سطحی دوقلوی یونی و معمولی غیر یونی را توجیه نماید. پارامترهای ترمودینامیکی و نمودار فازی مواد فعال سطحی دوقلو با جداکننده آبدوستی براساس نظریه تقریب شبه شیمیایی نیز مطالعه شده اند. افزایش طول دم ماده فعال سطحی و به تبع آن افزایش ماهیت آبگریزی، پدیده اختلاط ماده فعال سطحی با حلال را نامطلوب و برعکس افزایش تعداد سیگمنت های جداکننده آبدوستی این فرایند را مطلوب می سازد. همچنین در این رساله، ظرفیت انحلال مواد فعال سطحی h4t4 و h4t4 -a4b4 با برهمکنش های جاذبه و دافعه سر-سر آلاینده های c4 ، c3 و c2 با انجام شبیه سازی مونت کارلو بررسی شده است. کمیت ظرفیت انحلال برحسب msr و lnkc تعیین شده است. به طور کلی، اثر مواد فعال سطحی انحلال آلاینده ها به صورت c4> c3> c2 است.در سیستم های دوتایی شامل مواد فعال سطحی h4t4 -a4b4 با برهمکنش جاذبه سر-سر، ظرفیت انحلال با افزودن a4b4 افزایش می یابد. اثر اختلاط مواد فعال سطحی برای آلاینده c2 بزرگتر از c3 است. برای سیستم هایی با برهمکنش جاذبه و دافعه بین گروههای سر، ظرفیت انحلال با افزایش ماهیت آبگریزیسیته آلاینده ها افزایش می یابد. نتایج این تحقیق بینشی در مورد کاربرد نظریه محلول با قاعده رابینگ (rst) جهت ارزیابی ظرفیت انحلال سیستم های مواد فعال سطحی دوتایی ارائه می دهد. با مدل rst، پارامتر برهمکنش تجربی (b) سیستم مواد فعال سطحی دوتایی با برازش مجموع کمترین مربعات گزارش شده است. تحلیل ها نتایج قابل قبولی را نشان می دهد و اطلاعات جامعی را برای یک انتخاب مناسب مخلوط مواد فعال سطحی در فرایند ser محلول آلاینده ها ارائه می دهد.