La ciencia de los surfactantes une tres disciplinas: qu\u00edmica, f\u00edsica y biolog\u00eda. La funci\u00f3n del surfactante es compleja, pero la estructura qu\u00edmica b\u00e1sica de las mol\u00e9culas del surfactante es simple. Todas las mol\u00e9culas de tensioactivo tienen al menos un grupo hidr\u00f3filo amante del agua y al menos un grupo lip\u00f3filo amante del aceite. Esta naturaleza anfip\u00e1tica otorga a los surfactantes propiedades asombrosas cuando se fusionan, se adsorben en las superficies y cambian la actividad de la superficie. Los tensioactivos pueden ser de naturaleza no i\u00f3nica o i\u00f3nica, dependiendo de su ionizaci\u00f3n y disociaci\u00f3n en agua.<\/p>\n
Los tensioactivos i\u00f3nicos son solubles en agua, pero la solubilidad de los tensioactivos no i\u00f3nicos depende del tama\u00f1o y el equilibrio de los grupos lip\u00f3filos e hidr\u00f3filos, generalmente una cadena de polioxietileno. Generalmente, cuanto m\u00e1s larga es la cadena de polioxietileno, m\u00e1s soluble en agua. Una excepci\u00f3n importante en la que las cadenas largas de polioxietileno no aumentan la solubilidad son las soluciones de sales concentradas, como las que se encuentran en las formulaciones de glifosato concentrado. El equilibrio de los grupos hidr\u00f3filos y lip\u00f3filos es a menudo la propiedad tensioactiva m\u00e1s importante para determinar el rendimiento del tensioactivo.<\/p>\n
Un objetivo importante de la investigaci\u00f3n de los tensioactivos siempre ha sido idear formas de relacionar la estructura qu\u00edmica con la funci\u00f3n. Por ejemplo, el agua y el aceite no se disuelven normalmente entre s\u00ed de forma espont\u00e1nea, pero los tensioactivos pueden reducir la tensi\u00f3n interfacial entre el agua y el aceite y permitir la emulsi\u00f3n de agua y aceite, uno dentro del otro. WC Griffin cre\u00f3 el sistema HLB (equilibrio hidr\u00f3filo-lip\u00f3filo) en 1949 como una herramienta simple para cuantificar esta caracter\u00edstica del surfactante y ayudar a los cient\u00edficos de formulaci\u00f3n a seleccionar el mejor emulsionante. El equilibrio hidr\u00f3filo-lip\u00f3filo es la expresi\u00f3n emp\u00edrica del equilibrio molecular de los grupos hidr\u00f3filo y lip\u00f3filo.<\/p>\n
Los qu\u00edmicos utilizan varios m\u00e9todos para determinar los valores de HLB. El m\u00e9todo de Griffin es el m\u00e1s utilizado y calcula el HLB para los tensioactivos no i\u00f3nicos como el porcentaje de la mol\u00e9cula sobre una base de peso molecular que es hidr\u00f3filo dividido por 5. Por ejemplo, un tensioactivo que es 60% hidr\u00f3filo tiene un HLB de 12. Unos a\u00f1os despu\u00e9s Griffin, JT Davis cre\u00f3 un m\u00e9todo que extendi\u00f3 el c\u00e1lculo de HLB a los tensioactivos i\u00f3nicos. El sistema Davis asigna valores num\u00e9ricos positivos o negativos a diversos grupos qu\u00edmicos en funci\u00f3n de su potencia hidr\u00f3fila o lip\u00f3fila. El valor HLB del tensioactivo es igual a siete m\u00e1s la suma de los valores asignados de los grupos hidr\u00f3filo y lip\u00f3filo.<\/p>\n
Para la qu\u00edmica de tensioactivos diversa no cubierta por el sistema Davis, el HLB tambi\u00e9n se puede determinar experimentalmente. Los valores de HLB para los tensioactivos con valores de HLB desconocidos pueden compararse con los est\u00e1ndares de tensioactivos con valores de HLB conocidos o estimarse observando c\u00f3mo se dispersa el tensioactivo en agua (sin dispersi\u00f3n = 1 a 3; dispersi\u00f3n deficiente = 3 a 6; dispersi\u00f3n lechosa inestable = 6 a 8 ; dispersi\u00f3n lechosa estable = 8 a 10; dispersi\u00f3n transl\u00facida a clara = 10 a 13; y soluci\u00f3n transparente> 13).<\/p>\n
Los valores de HLB son una forma sencilla de cuantificar la naturaleza anfip\u00e1tica de los tensioactivos. Y as\u00ed como los tensioactivos tienen "valores num\u00e9ricos" de HLB, sus aplicaciones tambi\u00e9n suelen tener "requisitos num\u00e9ricos" de HLB. Obtener un buen rendimiento suele ser tan simple como hacer coincidir el HLB del tensioactivo con el requisito de HLB de la aplicaci\u00f3n. Algunos investigadores critican correctamente al HLB como una simplificaci\u00f3n excesiva. Las determinaciones de HLB y los requisitos de aplicaci\u00f3n cambian seg\u00fan la temperatura, la presi\u00f3n y el entorno del disolvente. Por ejemplo, en agua, el grupo hidr\u00f3filo act\u00faa como solubilizante en agua mientras que el grupo lip\u00f3filo act\u00faa como solubilizador en disolventes apolares.<\/p>\n
El HLB tampoco tiene en cuenta la naturaleza o el tama\u00f1o real del resto hidr\u00f3filo o lip\u00f3filo, solo sus tama\u00f1os relativos. Los tensioactivos grandes con los mismos valores de HLB que los tensioactivos m\u00e1s peque\u00f1os se comportar\u00e1n de manera diferente. Las mezclas de tensioactivos tambi\u00e9n pueden comportarse de forma diferente a los tensioactivos puros con los mismos valores de HLB. Para la emulsificaci\u00f3n, las mezclas de tensioactivos a menudo funcionan mejor y la porci\u00f3n lipof\u00edlica debe ser grande, al menos 14 \u00e1tomos de carbono. Por tanto, aunque todos los emulsionantes son tensioactivos, no todos los tensioactivos son emulsionantes.<\/p>\n
| Tabla 1: Gu\u00eda general para hacer coincidir el surfactante HLB con las aplicaciones de surfactante<\/td>\n<\/tr>\n | |||||||||||||||||||
Solicitud<\/strong><\/td>\n| Rango HLB<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n | Mezclar aceites distintos<\/td>\n | 1 a 3<\/td>\n<\/tr>\n | Emulsiones de agua en aceite<\/td>\n | 4 a 11<\/td>\n<\/tr>\n | Antiespumante<\/td>\n | 4 a 8<\/td>\n<\/tr>\n | Mojada<\/td>\n | 7 a 12<\/td>\n<\/tr>\n | Aceites autoemulsionantes<\/td>\n | 7 a 10<\/td>\n<\/tr>\n | Emulsiones de aceite en agua<\/td>\n | 10 a 16<\/td>\n<\/tr>\n | Detergente<\/td>\n | 12 a 15<\/td>\n<\/tr>\n | Solubilizar aceites y microemulsiones.<\/td>\n | 13 a 18<\/td>\n<\/tr>\n | Estabilizador<\/td>\n | 16 hasta 20<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n | La Tabla 1 proporciona una gu\u00eda general para hacer coincidir los valores de HLB del surfactante con las aplicaciones del surfactante. En mol\u00e9culas de tensioactivos lip\u00f3filos con valores de HLB por debajo de 9, la porci\u00f3n lip\u00f3fila es m\u00e1s grande que la porci\u00f3n hidr\u00f3fila y tiende a dominar. En mol\u00e9culas de tensioactivos hidr\u00f3filos con valores de HLB superiores a 11, la porci\u00f3n hidr\u00f3fila es m\u00e1s grande que la porci\u00f3n lip\u00f3fila y tiende a dominar. Las mol\u00e9culas de tensioactivo con valores de HLB entre 9 y 11 son de car\u00e1cter intermedio.<\/p>\n El surfactante HLB influye fuertemente en la eficacia del herbicida foliar. Por ejemplo, los tensioactivos hidr\u00f3filos aumentan la actividad de los herbicidas solubles en agua m\u00e1s que los tensioactivos lip\u00f3filos, mientras que los tensioactivos lip\u00f3filos aumentan la absorci\u00f3n de herbicidas insolubles en agua m\u00e1s que los tensioactivos hidr\u00f3filos. A veces, esta correlaci\u00f3n puede ser dram\u00e1tica. Cambiar el valor de HLB al cambiar el n\u00famero de unidades de EO en un surfactante de nonilfenol afecta fuertemente la actividad herbicida en la cola de zorra gigante de las malas hierbas. Los tensioactivos de bajo HLB son mejores para herbicidas insolubles en agua como fluazifop-P-butyl, mientras que los tensioactivos de alto HLB son mejores para herbicidas solubles en agua como el glifosato.<\/p>\n La alteraci\u00f3n del pH de la soluci\u00f3n puede cambiar la solubilidad de un herbicida de \u00e1cido d\u00e9bil. Cuando un pH alto hace que las mol\u00e9culas de herbicida se desprotonen y formen iones solubles en agua, los tensioactivos con alto HLB funcionan mejor. Cuando un pH bajo hace que las mol\u00e9culas del herbicida se protonen y se encuentren en una forma neutra poco soluble, los tensioactivos de bajo HLB funcionan mejor. Los tensioactivos con valores intermedios de HLB son m\u00e1s eficaces cuando el herbicida tiene una solubilidad en agua intermedia. Hacer coincidir las propiedades fisicoqu\u00edmicas del herbicida y el tensioactivo es esencial para optimizar la actividad biol\u00f3gica.<\/p>\n La mejora de la eficacia de los plaguicidas tambi\u00e9n depende del tipo y tama\u00f1o del grupo hidr\u00f3filo y lip\u00f3filo. Por ejemplo, la absorci\u00f3n de glifosato a trav\u00e9s de una cut\u00edcula aislada es mayor cuando la porci\u00f3n lipof\u00edlica es una amina alif\u00e1tica primaria y menor cuando es un alcohol alif\u00e1tico. Para los herbicidas de sulfonilurea, un grupo lip\u00f3filo m\u00e1s grande puede reducir la cantidad de tensioactivo necesaria para la eficacia biol\u00f3gica. Los tensioactivos con alto contenido de OE pueden aumentar el estado de hidrataci\u00f3n y la difusi\u00f3n de herbicidas solubles en agua a trav\u00e9s de la cut\u00edcula de la planta. Los tensioactivos bajos en OE no aumentan tanto la hidrataci\u00f3n, pero se mueven hacia la cut\u00edcula y a trav\u00e9s de ella mucho mejor.<\/p>\n Se han desarrollado otros m\u00e9todos para intentar mejorar el sistema HLB que origin\u00f3 Griffin. Por ejemplo, un n\u00famero comparable se calcula como H \/ L = (n\u00famero de EO x 100) \/ n\u00famero de \u00e1tomos de C en lip\u00f3filo. Otros m\u00e9todos utilizan densidades de energ\u00eda cohesivas y geometr\u00eda molecular. El sistema de temperatura de inversi\u00f3n de fase (PIT) es probablemente el sistema competitivo m\u00e1s utilizado para elegir emulsionantes. Sin embargo, incluso despu\u00e9s de 60 a\u00f1os y muchas limitaciones, el HLB de Griffin sigue siendo la propiedad del tensioactivo m\u00e1s com\u00fanmente utilizada para predecir el rendimiento del tensioactivo.<\/p>\n Los aplicadores de plaguicidas casi nunca conocen el valor HLB de los tensioactivos que aplican; dependen de los expertos para conocer y utilizar esa informaci\u00f3n para ofrecerles los productos de mejor rendimiento. Los qu\u00edmicos de formulaci\u00f3n de plaguicidas siempre conocen el HLB de los tensioactivos que utilizan. Sin embargo, los qu\u00edmicos de formulaci\u00f3n tambi\u00e9n saben que el surfactante HLB nunca es la respuesta total. La selecci\u00f3n del surfactante es un proceso multifac\u00e9tico, pero comenzar con el surfactante HLB es a menudo la mejor manera de comenzar un programa para optimizar el rendimiento.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La ciencia de los surfactantes une tres disciplinas: qu\u00edmica, f\u00edsica y biolog\u00eda. La funci\u00f3n del surfactante es compleja, pero la estructura qu\u00edmica b\u00e1sica del surfactante ...<\/p>","protected":false},"author":110,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[489],"tags":[],"class_list":["post-28288","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-industry-news"],"yoast_head":"\n |