1. Povrchové napätie
Kontrakčná sila na jednotku dĺžky na povrchu kvapaliny sa nazýva povrchové napätie, merané v N • M-1.
2. Povrchová aktivita a povrchovo aktívna látka
Vlastnosť, ktorá môže znížiť povrchové napätie rozpúšťadiel, sa nazýva povrchová aktivita a látky s povrchovou aktivitou sa nazývajú povrchovo aktívne látky.
Povrchovo aktívna látka sa vzťahuje na povrchové aktívne látky, ktoré môžu tvoriť micely a iné agregáty vo vodných roztokoch, majú vysokú povrchovú aktivitu a majú tiež zmáčanie, emulgáciu, penenie, umývanie a ďalšie funkcie.
3. Molekulárne štrukturálne charakteristiky povrchovo aktívnej látky
Povrchovo aktívna látka sú organické zlúčeniny so špeciálnymi štruktúrami a vlastnosťami, ktoré môžu významne meniť medzifázové napätie medzi dvoma fázami alebo povrchovým napätím kvapalín (zvyčajne vodou) a majú vlastnosti, ako je zmáčanie, penenie, emulgácia a pranie.
Štrukturálne povedané, povrchovo aktívne látky zdieľajú spoločnú charakteristiku obsahu dvoch rôznych funkčných skupín v ich molekulách. Jedným z koncov je nepolárna skupina s dlhým reťazcom, ktorá je rozpustná v oleji, ale nerozpustná vo vode, známa ako hydrofóbna skupina alebo hydrofóbna skupina. Tieto hydrofóbne skupiny sú vo všeobecnosti uhľovodíky s dlhým reťazcom, niekedy aj organický fluór, organosilikón, organofosfor, organotínové reťazce atď. Hydrofilná skupina musí mať dostatočnú hydrofilnosť, aby zabezpečila, že celá povrchovo aktívna látka je rozpustná vo vode a má potrebnú rozpustnosť. V dôsledku prítomnosti hydrofilných a hydrofóbnych skupín v povrchovo aktívnych látkach sa môžu rozpustiť aspoň v jednej fáze kvapalnej fázy. Hydrofilné a oleofilné vlastnosti povrchovo aktívnych látok sa nazývajú amphilicita.
4. Typy povrchovo aktívnych látok
Povrchovo aktívne látky sú amfifilitické molekuly, ktoré majú hydrofóbne aj hydrofilné skupiny. Hydrofóbne skupiny povrchovo aktívnych látok sa všeobecne skladajú z uhľovodíkov s dlhým reťazcom, ako je napríklad alkyl C8-C20 s priamym reťazcom, atď. Rozvetvený reťazec Alkyl C8-C20, alkylfenyl (s 8-16 alkylových atómov uhlíka) atď. Vlastnosti povrchovo aktívnych látok preto súvisia najmä s hydrofilnými skupinami okrem veľkosti a tvaru hydrofóbnych skupín. Štrukturálne zmeny hydrofilných skupín sú väčšie ako zmeny hydrofóbnych skupín, takže klasifikácia povrchovo aktívnych látok je všeobecne založená na štruktúre hydrofilných skupín. Táto klasifikácia je založená hlavne na tom, či sú hydrofilné skupiny iónové a rozdeľujú ich na aniónové, katiónové, neiónové, zwitteriové a iné špeciálne typy povrchovo aktívnych látok.
5. Charakteristiky vodného roztoku povrchovo aktívnej látky
① Adsorpcia povrchovo aktívnych látok na rozhraniach
Molekuly povrchovo aktívnej látky majú lipofilné a hydrofilné skupiny, vďaka čomu sú molekuly amfifili. Voda je silne polárna tekutina. Keď sa povrchovo aktívne látky rozpúšťajú vo vode, podľa zásady podobnosti polarity a odpudzovania polarity, ich hydrofilné skupiny sú priťahované do vodnej fázy a rozpúšťajú sa vo vode, zatiaľ čo ich lipofilné skupiny odpudzujú vodu a opustia vodu. Výsledkom je, že molekuly povrchovo aktívnej látky (alebo ióny) adsorb na rozhraní medzi týmito dvoma fázami znižujú rozchodové napätie medzi týmito dvoma fázami. Čím viac molekúl povrchovo aktívnej látky (alebo ióny) sú adsorbované na rozhraní, tým väčšie je zníženie medzifázového napätia.
② Niektoré vlastnosti adsorpčnej membrány
Povrchový tlak adsorpčnej membrány: povrchovo aktívne látky adsorb na rozhraní plynu-kvapalina za vzniku adsorpčnej membrány. Ak je na rozhranie umiestnená pohyblivá pohyblivá doska bez trenia a plávajúca doska tlačí adsorpčnú membránu pozdĺž povrchu roztoku, membrána vyvíja tlak na plávajúcu dosku, ktorá sa nazýva povrchový tlak.
Povrchová viskozita: Rovnako ako povrchový tlak, aj povrchová viskozita je vlastnosť vykazovaná nerozpustnými molekulárnymi filmami. Zaskočte platinový krúžok s tenkým kovovým drôtom, urobte z roviny, aby kontaktoval vodnú hladinu umývadla, otáčal platinový krúžok, platinový krúžok sa bráni viskozitou vody a amplitúda postupne zoslabuje, podľa ktorej je možné merať povrchovú viskozitu. Metóda je: Najprv vykonajte experimenty na čistej hladine vody, zmerajte útlmu amplitúdy, potom zmerajte útlmus po vytvorení masky na tvári povrchu a vypočítajte viskozitu masky povrchovej tváre z rozdielu medzi nimi.
Povrchová viskozita úzko súvisí s pevnosťou masky na tvári povrchu. Pretože adsorpčný film má povrchový tlak a viskozitu, musí byť elastický. Čím vyšší je povrchový tlak a viskozita adsorpčnej membrány, tým väčší je jej elastický modul. Elastický modul povrchového adsorpčného filmu má veľký význam v procese stabilizácie peny.
③ Tvorba miciel
Zriedený roztok povrchovo aktívnych látok sa riadi zákonmi ideálnych riešení. Adsorpčné množstvo povrchovo aktívnych látok na povrchu roztoku sa zvyšuje s koncentráciou roztoku. Keď koncentrácia dosiahne alebo prekračuje určitú hodnotu, množstvo adsorpcie sa už nezvyšuje. Tieto nadmerné molekuly povrchovo aktívnej látky v roztoku sú neusporiadané alebo existujú pravidelne. Prax aj teória ukázali, že v roztoku tvoria agregáty, ktoré sa nazývajú micly.
Kritická koncentrácia micely: minimálna koncentrácia, pri ktorej povrchovo aktívne látky tvoria micely v roztoku, sa nazýva kritická koncentrácia micely.
④ Hodnota CMC bežnej povrchovo aktívnej látky.
6. Hydrofilná a oleofilná rovnovážna hodnota
HLB znamená hydrofilnú lipofilnú rovnováhu, ktorá predstavuje hydrofilné a lipofilné hodnoty rovnováhy hydrofilných a lipofilných skupín povrchovo aktívnej látky, tj hodnotu HLB povrchovo aktívnej látky. Vysoká hodnota HLB naznačuje silnú hydrofilnosť a slabú lipofilnosť molekuly; Naopak, má silnú lipofilitu a slabú hydrofilnosť.
① Predpisy o hodnote HLB
Hodnota HLB je relatívna hodnota, takže pri formulovaní hodnoty HLB ako štandard je hodnota HLB parafínu bez hydrofilných vlastností nastavená na 0, zatiaľ čo hodnota HLB sodného dodecylsulfátu so silnou rozpustnosťou vody je nastavená na 40. Preto je hodnota HLB surfaktov všeobecne v rozsahu 1-40. Všeobecne povedané, emulgátory s hodnotami HLB menším ako 10 sú lipofilné, zatiaľ čo emulgátory s hodnotami HLB väčšie ako 10 sú hydrofilné. Preto je bod obratu od lipofility k hydrofilnosti približne 10.
7. Emulgifikácie a účinky solubilizácie
Emulzie sa nazývajú dve nemiešateľné kvapaliny, ktoré tvoria dispergujúce častice (kvapky alebo tekuté kryštály). Pri tvorbe emulzie sa medzifázová plocha medzi týmito dvoma tekutkami zvyšuje, takže systém je termodynamicky nestabilný. Na stabilizáciu emulzie je potrebné pridať tretiu zložku - emulgátor - na zníženie medzifázovej energie systému. Emulgátory patria do povrchovo aktívnych látok a ich hlavnou funkciou je pôsobiť ako emulgátory. Fáza, v ktorej kvapky existujú v emulzii, sa nazýva dispergovaná fáza (alebo vnútorná fáza, diskontinuálna fáza) a druhá fáza spojená dohromady sa nazýva dispergované médium (alebo vonkajšia fáza, kontinuálna fáza).
① Emulgátory a emulzie
Bežné emulzie pozostávajú z jednej fázy vody alebo vodného roztoku a druhej fázy organických zlúčenín, ktoré sú nemiešateľné s vodou, ako sú oleje, vosky atď. Emulzia tvorená vodou a olejom môže byť rozdelená na dva typy na základe ich dispergie: olej dispergovaný vo vode tvorí vodu pri emulzii oleja, predstavuje O/W (olej/voda); Voda dispergovaná v oleji tvorí vodu pri olejovej emulzii, ktorá predstavuje W/O (voda/olej). Okrem toho sa môže tiež tvoriť komplexná voda v oleji vo vode s olejom a olejom vo vode vo vode vo vode vo vode.
Emulgátor stabilizuje emulziu znížením medzifázového napätia a tvorbou monovrstvy masky tváre.
Požiadavky na emulgátory pri emulgácii: A: Emulgátory musia byť schopné adsorbovať alebo obohatiť na rozhraní medzi týmito dvoma fázami, čím sa znižujú napätie rozhrania; B: Emulgátory musia poskytovať častice elektrický náboj, čo spôsobuje elektrostatické odpudenie medzi časticami alebo tvorí stabilný, vysoko viskózny ochranný film okolo častíc. Látky používané ako emulgátory musia mať amfifilitické skupiny, aby mali emulgačné účinky, a povrchovo aktívne látky môžu splniť túto požiadavku.
② Metódy prípravy emulzií a faktorov ovplyvňujúcich stabilitu emulzie
Existujú dva metódy na prípravu emulzií: jedným je použitie mechanických metód na rozptýlenie kvapaliny do malých častíc v inej kvapaline, ktorá sa bežne používa v priemysle na prípravu emulzií; Ďalšou metódou je rozpustenie kvapaliny v molekulárnom stave v inej kvapaline a potom jej umožniť primerane agregovať na vytvorenie emulzie.
Stabilita emulzií sa vzťahuje na ich schopnosť odolávať agregácii častíc a spôsobiť separáciu fázy. Emulzie sú termodynamicky nestabilné systémy s významnou voľnou energiou. Stabilita emulzie sa preto skutočne týka času potrebného na dosiahnutie rovnováhy, to znamená čas potrebný na oddelenie kvapaliny v systéme.
Ak sú v maske tváre polárne organické molekuly, ako je mastný alkohol, mastné kyseliny a mastný amín, sa sila membrány výrazne zvyšuje. Dôvodom je, že molekuly emulgátora v adsorpčnej vrstve rozhrania interagujú s polárnymi molekulami, ako je alkohol, kyselina a amín, za vzniku „komplexu“, ktorý zvyšuje pevnosť masky tváre rozhrania.
Emulgátory zložené z dvoch alebo viacerých povrchovo aktívnych látok sa nazývajú zmiešané emulgátory. Zmiešané emulgátory adsorb na rozhraní vody/oleja a intermolekulárne interakcie môžu tvoriť komplexy. V dôsledku silnej intermolekulárnej interakcie je medzifázové napätie významne znížené, množstvo emulgátora adsorbovaného na rozhraní sa významne zvýši a zvyšuje sa hustota a sila tvorenej masky medzifázovej tváre.
Nápis kvapiek má významný vplyv na stabilitu emulzií. Stabilné emulzie majú zvyčajne kvapôčky s elektrickými nábojmi. Pri použití iónových emulgátorov emulgátorové ióny adsorbované na rozhraní vložia svoje lipofilné skupiny do olejovej fázy, zatiaľ čo hydrofilné skupiny sú vo vodnej fáze, čím sa kvapky nabijú. Vzhľadom na to, že kvapôčky emulzie nesú rovnaký náboj, odrazujú sa navzájom a nie sú ľahko aglomerované, čo vedie k zvýšenej stabilite. Je zrejmé, že čím viac emulgátorských iónov je adsorbovaných na kvapkách, tým väčší je ich náboj a čím väčšia je ich schopnosť zabrániť koalescencii kvapiek, čím sa emulzný systém stane stabilnejším.
Viskozita emulzného disperzného média má určitý vplyv na stabilitu emulzie. Všeobecne platí, že čím vyššia je viskozita dispergetického média, tým vyššia je stabilita emulzie. Dôvodom je, že viskozita dispergového média je vysoká, čo silne brzdí Brownov pohyb kvapiek kvapalín, spomaľuje zrážku medzi kvapkami a udržuje systém stabilný. Polymérne látky, ktoré sú zvyčajne rozpustné pri emulziách, môžu zvýšiť viskozitu systému a zvýšiť stabilitu emulzie. Okrem toho môže polymér tiež tvoriť masku tváre s pevným rozhraním, vďaka čomu je emulzný systém stabilnejší.
V niektorých prípadoch môže emulzia stabilizovať aj pridanie tuhého prášku. Pevný prášok nie je vo vode, oleji alebo na rozhraní, v závislosti od schopnosti zmáčania oleja a vody na pevnom prášku. Ak tuhý prášok nie je úplne navlhčený vodou a môže byť zvlhčený olejom, zostane na rozhraní vodného oleja.
Dôvodom, prečo pevný prášok nestabilizuje emulziu, je to, že prášok zhromaždený na rozhraní neposilňuje masku tváre rozhrania, ktorá je podobná molekulám adsorpcie adsorpcie rozhrania. Preto, čím bližšie sú častice tuhého prášku usporiadané na rozhraní, tým stabilnejšia bude emulzia.
Povrchovo aktívne látky majú schopnosť významne zvyšovať rozpustnosť organických zlúčenín, ktoré sú po vytvorení miciel vo vodnom roztoku nerozpustné alebo mierne rozpustné vo vode a v súčasnosti je roztok priehľadný. Tento účinok miciel sa nazýva solubilizácia. Povrchovo aktívne látky, ktoré môžu vyvolať solubilizačné účinky, sa nazývajú solubilizátory a organické zlúčeniny, ktoré sú solubilizované, sa nazývajú solubilizované zlúčeniny.
8. Pena
Pena hrá dôležitú úlohu v procese umývania. Pena sa vzťahuje na disperzný systém, v ktorom je plyn dispergovaný v kvapaline alebo tuhej látke. Plyn je disperzná fáza a kvapalina alebo tuhá látka je disperzné médium. Prvý sa nazýva tekutá pena, zatiaľ čo druhá sa nazýva pevná pena, ako je penový plast, penové sklo, penový cement atď.
(1) Tvorba peny
Pena sa tu týka agregácie bublín oddelených tekutým filmom. Kvôli veľkému rozdielu v hustote medzi dispergovanou fázou (plyn) a dispergovaným médiom (kvapalina) a nízkou viskozitou kvapaliny môže pena vždy rýchlo stúpať na hladinu kvapaliny.
Proces tvorby peny je priviesť do kvapaliny veľké množstvo plynu a bubliny v kvapaline sa rýchlo vracajú na povrch kvapalného povrchu a vytvárajú bublinový agregát oddelený malým množstvom kvapaliny a plynu
Pena má v morfológii dve pozoruhodné vlastnosti: jednou z nich je, že bubliny ako dispergovaná fáza sú často polyhedrálne, pretože na križovatke bublín existuje tendencia k riedeniu tekutého filmu, vďaka čomu je polyhedrál bublín. Keď sa kvapalný film do istej miery stane tenším, bubliny sa zlomia; Po druhé, čistá kvapalina nemôže tvoriť stabilnú penu, ale kvapalina, ktorá môže tvoriť penu, je najmenej dve alebo viac komponentov. Vodný roztok povrchovo aktívnej látky je typický systém ľahko generovateľný pena a jej schopnosť generovať penu tiež súvisí s inými vlastnosťami.
Povrchovo aktívne látky s dobrou penovou schopnosťou sa nazývajú penové látky. Aj keď penové činidlo má dobrú penovú schopnosť, vytvorená pena sa nemusí byť schopná udržiavať dlho, to znamená, že jej stabilita nemusí byť dobrá. Aby sa zachovala stabilita peny, látka, ktorá môže zvýšiť stabilitu peny, často pridáva do penového činidla, ktorý sa nazýva stabilizátor peny. Bežne používané stabilizátory peny sú lauroyl dietanolamín a oxid dodecyl -dimetyl -amín.
(2) Stabilita peny
Pena je termodynamicky nestabilný systém a konečným trendom je, že celková plocha povrchu kvapaliny v systéme klesá a voľná energia sa po zlomení bublín znižuje. Proces defoamingu je proces, v ktorom kvapalný film oddeľujúci plyn mení hrúbku, až kým nepretrhne. Preto je stabilita peny určená hlavne rýchlosťou výboja kvapaliny a pevnosťou kvapalného filmu. Existuje niekoľko ďalších ovplyvňujúcich faktorov.
① povrchové napätie
Z hľadiska energetiky je nízke povrchové napätie priaznivejšie pre tvorbu peny, ale nemôže zaručiť stabilitu peny. Nízke povrchové napätie, nízky tlakový rozdiel, rýchlosť výtoku s pomalou kvapalinou a pomalé riedenie kvapaliny vedú k stabilite peny.
② Viskozita povrchu
Kľúčovým faktorom, ktorý určuje stabilitu peny, je sila kvapalného filmu, ktorý je určený hlavne pevnosťou povrchového adsorpčného filmu, meranej povrchovou viskozitou. Pokusy ukazujú, že pena produkovaná roztokom s vyššou povrchovou viskozitou má dlhšiu životnosť. Je to preto, že interakcia medzi adsorbovanými molekulami na povrchu vedie k zvýšeniu sily membrány, čím sa zlepšuje životnosť peny.
③ Viskozita roztoku
Keď sa zvyšuje viskozita samotnej kvapaliny, tekutina v tekutom filme sa nedá ľahko vypustiť a rýchlosť riedenia hrúbky tekutého filmu je pomalá, čo oneskorí čas prasknutia tekutého filmu a zvyšuje stabilitu peny.
④ „Oprava“ účinok povrchového napätia
Povrchovo aktívne látky adsorbované na povrchu tekutého filmu majú schopnosť odolávať expanzii alebo kontrakcii povrchu kvapalného filmu, ktorý označujeme ako opravný efekt. Dôvodom je skutočnosť, že na povrchu je adsorbovaný kvapalný film povrchovo aktívnych látok a rozšírenie jej povrchovej plochy zníži koncentráciu povrchových adsorbovaných molekúl a zvýši povrchové napätie. Ďalšie rozšírenie povrchu si bude vyžadovať väčšie úsilie. Naopak, zmršťovanie povrchovej plochy zvýši koncentráciu adsorbovaných molekúl na povrchu, znižuje napätie povrchu a bráni ďalšiemu zmršťovaniu.
⑤ Difúzia plynu cez kvapalný film
Kvôli existencii kapilárneho tlaku je tlak malých bublín v penách vyšší ako u veľkých bublín, čo spôsobí, že plyn v malých bublinách sa rozptýli do nízkotlakových veľkých bublín cez kvapalné filmy, čo vedie k fenoménu, že malé bubliny sa zmenšujú, veľké bubliny sa zväčšujú, a nakoniec do prelomov peny. Ak sa pridá povrchovo aktívna látka, pena bude pri penení rovnomerná a hustá a nie je ľahké odfúknuť. Pretože povrchovo aktívna látka je na tekutom filme úzko usporiadaná, je ťažké sa venovať, vďaka čomu je pena stabilnejšia.
⑥ Vplyv povrchového náboja
Ak je penový kvapalný film nabitý rovnakým symbolom, dva povrchy tekutého filmu sa navzájom odrazia, čím sa zabráni riedeniu tekutého filmu alebo dokonca zničeniu. Iónové povrchovo aktívne látky môžu poskytnúť tento stabilizačný účinok.
Záverom je, že sila tekutého filmu je kľúčovým faktorom na určenie stability peny. Ako povrchovo aktívna látka pre penové látky a stabilizátory peny sú najdôležitejšie faktory tesnosť a pevnosť molekúl adsorbovaných povrchu. Keď je interakcia medzi adsorbovanými molekulami na povrchu silná, sú prísne usporiadané adsorbované molekuly, čo nielenže robí samotnú masku povrchovej tváre vysokú pevnosť, ale tiež spôsobuje, že roztok susedí s povrchovou maskou tváre, ktorá je ťažko prietokom v dôsledku vysokej povrchovej viskozity, takže je relatívne ťažká pre tekutý film na odtok a hrúbka kvapalného filmu je ľahké udržiavať. Okrem toho úzko usporiadané povrchové molekuly môžu tiež znížiť priepustnosť molekúl plynu, a tak zvýšiť stabilitu peny.
(3) zničenie peny
Základným princípom ničenia peny je zmeniť podmienky na výrobu peny alebo eliminovať faktory stability peny, takže existujú dve metódy odvrátenia, fyzikálne a chemické.
Fyzikálne odkladanie je zmeniť podmienky, za ktorých sa vytvára pena pri zachovaní chemického zloženia penového roztoku nezmenené. Napríklad rušenie vonkajšej sily, zmena teploty alebo zmeny tlaku a ultrazvukové ošetrenie sú účinnými fyzikálnymi metódami na odstránenie peny.
Metóda chemickej odkladacieho zariadenia je pridať niektoré látky na interakciu s penovým činidlom, zníženie pevnosti kvapalného filmu v penu a potom zníženie stability peny, aby sa dosiahol účel defoamingu. Takéto látky sa nazývajú defoamery. Väčšina defoamerov sú povrchovo aktívne látky. Preto by podľa mechanizmu vypúšťania mali mať defoamery silnú schopnosť znižovať povrchové napätie, ľahko sa adsorbovať na povrchu a mať slabé interakcie medzi molekulami adsorbovaného povrchom, čo by malo za následok relatívne voľnú usporiadanie štruktúry adsorbovaných molekúl.
Existujú rôzne typy defoamerov, ale väčšinou sú to neiónové povrchovo aktívne látky. Non iónové povrchovo aktívne látky majú anti penivé vlastnosti blízko alebo nad svojím oblakovým bodom a bežne sa používajú ako defoamery. Alkoholy, najmä alkoholy s vetviacimi štruktúrami, mastnými kyselinami a esterami, polyamidmi, fosfátami, silikónovými olejmi atď., Sa tiež bežne používajú ako vynikajúce defoamery.
(4) pena a umývanie
Neexistuje žiadny priamy vzťah medzi penou a účinkom na umývanie a množstvo peny neznamená, že účinok pranie je dobrý alebo zlý. Napríklad penový výkon neiónových povrchovo aktívnych látok je oveľa horší ako mydlo, ale ich čistiaca sila je oveľa lepšia ako mydlo.
V niektorých prípadoch je pena užitočná pri odstraňovaní nečistôt. Napríklad pri umývaní riadu doma môže pena čistiaceho prostriedku odstrániť umyté kvapky oleja; Pri čistení koberca pomáha pena odobrať pevné nečistoty, ako je prach a prášok. Okrem toho sa pena niekedy môže použiť ako príznak toho, či je detergent účinný, pretože škvrny mastného oleja môžu inhibovať penu detergentu. Ak je príliš veľa olejových škvŕn a príliš málo sušín, nebude tu žiadna pena alebo pôvodná pena zmizne. Niekedy sa môže pena použiť aj ako indikátor toho, či je oplachovanie čisté. Pretože množstvo peny v preplachovacom roztoku má tendenciu klesať so znížením obsahu detergentu, stupeň oplachovania sa môže vyhodnotiť množstvom peny.
9. Proces umývania
V širokom zmysle je umývanie procesom odstraňovania nežiaducich komponentov z premytia objektu a dosiahnutia určitého účelu. Umývanie v obvyklom zmysle sa týka procesu odstraňovania nečistôt z povrchu nosiča. Počas premytia je interakcia medzi nečistotami a nosičom oslabená alebo eliminovaná pôsobením niektorých chemických látok (ako sú detergenty), transformácia kombinácie nečistôt a nosiča do kombinácie nečistôt a detergentu, čo nakoniec spôsobí oddelenie nečistôt a nosiča. Keďže predmety, ktoré sa majú premyť a nečistoty, ktoré sa majú odstrániť
Nosič • Dirt+RIDRENT = nosič+nečistoty • RIDRENT
Proces umývania sa zvyčajne dá rozdeliť do dvoch štádií: jedno je oddelenie nečistôt a jeho nosiča pod účinkom detergentu; Druhým je, že oddelené nečistoty sú rozptýlené a zavesené v médiu. Proces premytia je reverzibilný proces a nečistoty, ktoré sa rozptýlené alebo zavesené v médiu, sa môže tiež zrážať zo média na práčovňu. Preto by vynikajúci detergent mal mať nielen schopnosť oddeliť nečistoty od nosiča, ale mať tiež dobrú schopnosť rozptýliť a zavesiť nečistoty a zabrániť opätovnému uloženiu nečistôt.
(1) Typy nečistôt
Dokonca aj pre tú istú položku sa typ, zloženie a množstvo nečistôt líšia v závislosti od prostredia používania. Nečistoty olejového tela zahŕňajú hlavne živočíšne a rastlinné oleje, ako aj minerálne oleje (ako je ropa, vykurovací olej, decht uhoľ, atď.), Zatiaľ čo tuhá nečistota zahŕňa hlavne dym, prach, hrdzu, hrdzu, čiernu farbu atď. Špina z jedla, ako sú ovocné škvrny, jedlé škvrny od oleja, ochucovacie škvrny, škrob atď.; Špina, ktorú priniesla kozmetika, ako napríklad rúž a lak na nechty; Nečistoty z atmosféry, ako je dym, prach, pôda atď.; Iné materiály, ako je atrament, čaj, farba atď. Dá sa povedať, že existujú rôzne a rozmanité typy.
Rôzne typy nečistôt sa zvyčajne dajú rozdeliť do troch kategórií: pevné nečistoty, nečistoty a špeciálne nečistoty.
① Bežná tuhá nečistota zahŕňa častice, ako je popol, bahno, pôda, hrdza a čierna z uhlíka. Väčšina z týchto častíc má povrchový náboj, väčšinou negatívny a ľahko sa adsorbuje na vláknité objekty. Vo všeobecnosti sa vo vode ťažko rozpustí pevné nečistoty, ale môžu byť rozptýlené a zavesené riešeniami detergentu. Je ťažké odstrániť nečistoty s malými časticami.
② Kvapalné nečistoty sú väčšinou rozpustné olejom vrátane živočíšnych a rastlinných olejov, mastných kyselín, mastných alkoholov, minerálnych olejov a ich oxidov. Medzi nimi môžu živočíšne a rastlinné oleje a mastné kyseliny podstúpiť zubonifikáciu alkáliou, zatiaľ čo mastné alkoholy a minerálne oleje nie sú zubonifikované alkáliou, ale môžu sa rozpustiť v alkaloch, éteroch a uhľovodíkových organických rozpúšťadlách a môžu byť emulgované a rozptyľované detergentným vodným roztokom. Kvapalné nečistoty rozpustné olejom majú vo všeobecnosti silnú interakčnú silu s vláknitými objektmi a pevne adsorbuje na vláknach.
③ Špeciálna nečistota zahŕňa bielkoviny, škrob, krv, ľudské sekrécie, ako je pot, maz, moč, ovocná šťava, čajová šťava atď. Väčšina z týchto druhov nečistôt sa môže silne adsorbovať na vláknité predmety chemickými reakciami. Preto je umývanie dosť ťažké.
Rôzne typy nečistôt zriedka existujú samostatne, často sa zmiešajú spolu a adsorbované spolu na objektoch. Nečistoty môžu niekedy oxidovať, rozkladať sa alebo rozpadať pod vonkajšími vplyvmi, čo vedie k vytvoreniu nových nečistôt.
(2) adhézny účinok nečistôt
Dôvod, prečo sa odevy, ruky, atď. Môže byť znečistené, je to, že medzi objektmi a špinou existuje určitá interakcia. Existujú rôzne adhézne účinky nečistôt na objekty, ale sú to hlavne fyzická adhézia a chemická adhézia.
① Fyzická adhézia popola cigariet, prachu, sedimentu, čiernej farby a ďalších látok na oblečenie. Všeobecne povedané, interakcia medzi prilepenými nečistotami a kontaminovaným objektom je relatívne slabá a odstránenie nečistôt je tiež relatívne ľahké. Podľa rôznych síl možno fyzickú adhéziu nečistôt rozdeliť na mechanickú adhéziu a elektrostatickú adhéziu.
Odpoveď: Mechanická adhézia sa týka hlavne priľnavosti pevných nečistôt, ako je prach a sediment. Mechanická adhézia je slabá metóda adhézie pre nečistoty, ktorá sa môže takmer odstrániť jednoduchými mechanickými metódami. Ak je však veľkosť častíc nečistôt malá (<0,1um), je ťažšie odstrániť.
B: Elektrostatická adhézia sa prejavuje hlavne pôsobením nabitých častíc nečistôt na objekty s opačnými nábojmi. Väčšina vláknitých objektov má vo vode záporný náboj a ľahko sa dodržiava pozitívne nabitými nečistotami, ako je vápno. Niektoré nečistoty, aj keď sú negatívne nabité, ako sú napríklad častice uhlíka vo vodných roztokoch, môžu pri dodržiavaní vlákien prostredníctvom iónových mostov vytvorených pozitívnymi iónmi (ako sú Ca2+, Mg2+atď.) Vo vode (ióny pôsobia spoločne medzi viacerými opačnými nábojmi, ktoré pôsobia ako mosty).
Statická elektrina je silnejšia ako jednoduchá mechanická akcia, takže je relatívne ťažké odstrániť nečistoty.
③ Odstránenie špeciálnych nečistôt
Proteín, škrob, ľudské sekrécie, ovocná šťava, čajová šťava a iné druhy nečistôt je ťažké odstrániť pomocou všeobecných povrchovo aktívnych látok a vyžadujú špeciálne metódy liečby.
Škvrny bielkovín, ako je krém, vajcia, krv, mlieko a koža vylučovanie, sú náchylné na koaguláciu a denaturáciu na vláknach a pevnejšie priľnú. Pri znečistení proteínov sa na jeho odstránenie môže použiť proteáza. Proteáza môže rozbiť proteíny v nečistotách na vo vode rozpustné aminokyseliny alebo oligopeptidy.
Škrobové škvrny pochádzajú hlavne z potravy, zatiaľ čo iné ako mäsové šťavy, pasta atď. Enzýmy škrobu majú katalytický účinok na hydrolýzu škrobových škvŕn a rozdeľujú škrob do cukrov.
Lipáza môže katalyzovať rozklad niektorých triglyceridov, ktoré je ťažké odstrániť konvenčnými metódami, ako je napríklad mazum vylučované ľudským telom, jedlými olejmi atď., Aby sa rozložili triglyceridy na rozpustný glycerol a mastné kyseliny.
Niektoré farebné škvrny z ovocnej šťavy, čajovej šťavy, atramentu, rúžu atď. Je často ťažké dôkladne čistiť aj po opakovanom umývaní. Tento typ škvrny sa môže odstrániť pomocou oxidačných redukčných reakcií s použitím oxidantov alebo redukčných činidiel, ako je bielidlo, ktoré rozdeľujú štruktúru skupín chromofor alebo chromofor a degradujú ich na menšie vo vode rozpustné komponenty.
Z pohľadu suchého čistenia existujú zhruba tri typy nečistôt.
① Olej rozpustné nečistoty zahŕňajú rôzne oleje a tuky, ktoré sú tekuté alebo mastné a rozpustné v rozpúšťadlách čistiaceho prostriedku.
② Vodné rozpustné nečistoty sú rozpustné vo vodnom roztoku, ale nerozpustné v suchých čistiacich látkach. Adsorbuje na oblečenie vo forme vodného roztoku a po odparovaní vody sa vyzrážajú granulované tuhé látky, ako sú anorganické soli, škrob, proteíny atď.
③ Olejová voda nerozpustná nečistota je nerozpustná vo vode a rozpúšťadlách čistiaceho prostriedku, ako sú napríklad čierne uhlíky, rôzne kovové kremičitany a oxidy.
Kvôli rôznym vlastnostiam rôznych typov nečistôt existujú rôzne spôsoby odstránenia nečistôt počas procesu suchého čistenia. Nečistoty rozpustné olejom, ako sú živočíšne a rastlinné oleje, minerálne oleje a tuky, sa ľahko rozpustia v organických rozpúšťadlách a počas suchého čistenia sa dajú ľahko odstrániť. Vynikajúca rozpustnosť rozpúšťadiel pre čistenie pre olej a tuk je v podstate spôsobená silami van der Waals medzi molekulami.
Na odstránenie nečistoty rozpustných vo vode, ako sú anorganické soli, cukry, bielkoviny, pot atď., Je tiež potrebné pridať do suchého čistiaceho činidla primerané množstvo vody, inak je ťažké odstrániť špinu vo vode. V vode sa však ťažko rozpustí v suchých čistiacich činidlách, aby sa zvýšilo množstvo vody, je potrebné pridať povrchovo aktívne látky. Voda prítomná v suchých čistiacich prostriedkoch môže hydratovať nečistoty a povrch odevov, čo uľahčuje interakciu s polárnymi skupinami povrchovo aktívnych látok, čo je prospešné pre adsorpciu povrchovo aktívnych látok na povrchu. Okrem toho, keď povrchovo aktívne látky tvoria micely, do miciel sa môžu rozpustné vo vode rozpustné vo vode rozpustné. Povrchovo aktívne látky môžu nielen zvýšiť obsah vody v rozpúšťadlách čistiaceho prostriedku, ale tiež zabrániť depozícii nečistôt na zvýšenie čistiaceho účinku.
Prítomnosť malého množstva vody je potrebná na odstránenie vody rozpustných vo vode, ale nadmerná voda môže spôsobiť deformovanie, vrásky atď.
Pevné častice, ako je popol, bahno, pôda a čierna z uhlíka, ktoré nie sú rozpustné vo vode, ani olej rozpustné, zvyčajne priľnú od oblečenia elektrostatickou adsorpciou alebo kombináciou olejových škvŕn. Pri suchom čistení môže prietok a dopad rozpúšťadiel spôsobiť, že nečistoty adsorbované elektrostatickými silami spadnú, zatiaľ čo suché čistiace prostriedky môžu rozpúšťať škvrny oleju, čo spôsobuje tuhé častice, ktoré sa kombinujú s olejovými škvrnami a priľnú k odevu, aby spadli z suchého čistiaceho činidla. Malé množstvo vody a povrchovo aktívnych látok v činidlách s čistením suchého čistenia môže stabilne zavesiť a rozptýliť tuhé častice nečistôt, ktoré spadnú, čo im bráni opäť vložiť na oblečenie.
(5) Faktory ovplyvňujúce účinok premytia
Smerová adsorpcia povrchovo aktívnych látok na rozhraní a redukcia povrchového (medzifázového) napätia sú hlavnými faktormi odstránenia kvapaliny alebo tuhého znečistenia. Proces premývania je však relatívne zložitý a dokonca aj premývací účinok rovnakého typu detergentu je ovplyvnený mnohými ďalšími faktormi. Medzi tieto faktory patrí koncentrácia detergentu, teplota, povaha nečistôt, typ vlákniny a štruktúra látky.
① Koncentrácia povrchovo aktívnych látok
Mikel povrchovo aktívnych látok v roztoku zohrávajú v procese umývania dôležitú úlohu. Keď koncentrácia dosiahne kritickú koncentráciu miciel (CMC), účinok premytia sa výrazne zvyšuje. Preto by koncentrácia detergentu v rozpúšťadle mala byť vyššia ako hodnota CMC, aby sa dosiahla dobrý účinok premytia. Keď však koncentrácia povrchovo aktívnych látok presahuje hodnotu CMC, zvyšujúci sa účinok premytia sa stáva menej významným a nadmerné zvýšenie koncentrácie povrchovo aktívnej látky nie je potrebné.
Pri použití solubilizácie na odstránenie škvŕn oleja, aj keď je koncentrácia nad hodnotou CMC, solubilizačný účinok sa stále zvyšuje so zvýšením koncentrácie povrchovo aktívnej látky. V tejto dobe je vhodné používať čistiaci prostriedok na miestnej úrovni, napríklad na manžetách a obojkoch oblečenia, kde je veľa nečistôt. Pri umývaní je možné najskôr aplikovať vrstvu čistiaceho prostriedku na zlepšenie solubilizačného účinku povrchovo aktívnych látok na škvrny od oleja.
② Teplota má významný vplyv na čistiaci účinok. Celkovo je zvýšenie teploty prospešné pre odstránenie nečistôt, ale niekedy môže tiež nepriaznivé faktory spôsobiť aj nadmerná teplota.
Zvýšenie teploty je prospešné pre šírenie nečistôt. Škvrny z masívneho oleja sa ľahko emulgujú, keď je teplota nad bodom topenia a vlákna tiež zvyšujú svoj stupeň expanzie v dôsledku zvýšenia teploty. Všetky tieto faktory sú prospešné pre odstránenie nečistôt. Avšak v prípade tesných tkanín sa mikro medzery medzi vláknami znížia po expanzii vlákien, čo nevedie k odstraňovaniu nečistôt.
Zmeny teploty tiež ovplyvňujú rozpustnosť, hodnotu CMC a veľkosť povrchovo aktívnych látok, čím ovplyvňuje účinok premytia. Dlhé povrchovo aktívne látky s uhlíkovým reťazcom majú pri nízkych teplotách nižšiu rozpustnosť a niekedy dokonca nižšiu rozpustnosť ako hodnota CMC. V tomto prípade by sa teplota premytia mala primerane zvýšiť. Vplyv teploty na hodnotu CMC a veľkosť micely sa líši v prípade iónových a neiónových povrchovo aktívnych látok. V prípade iónových povrchovo aktívnych látok vedie zvýšenie teploty vo všeobecnosti k zvýšeniu hodnoty CMC a zníženiu veľkosti micely. To znamená, že koncentrácia povrchovo aktívnych látok by sa mala zvýšiť v premývacom roztoku. V prípade neiónových povrchovo aktívnych látok vedie zvyšujúca sa teplota k zníženiu hodnoty CMC a významnému zvýšeniu veľkosti ich micely. Je zrejmé, že primerane zvyšujúca sa teplota môže pomôcť neiónovým povrchovo aktívnych látok vyvíjať ich povrchovú aktivitu. Teplota by však nemala prekročiť jeho oblak.
Stručne povedané, najvhodnejšia teplota premytia súvisí s vzorcom detergentu a premytým objektom. Niektoré detergenty majú dobré čistiace účinky pri izbovej teplote, zatiaľ čo niektoré čistiace prostriedky majú výrazne odlišné čistiace účinky na umývanie za studena a horúce umývanie.
③ pena
Ľudia často zamieňajú penové schopnosti s účinkom na umývanie, pričom sa domnievajú, že detergenty so silnou penovou schopnosťou majú lepšie účinky na umývanie. Výsledky ukazujú, že účinok premytia priamo nesúvisí s množstvom peny. Napríklad použitie čistiaceho prostriedku s nízkym penisom na umývanie nemá horší účinok na umývanie ako vysoký penový prostriedok.
Aj keď pena priamo nesúvisí s umývaním, pena je v niektorých situáciách stále užitočná na odstránenie nečistôt. Napríklad pena umývacej kvapaliny môže pri umývaní riadu umyť olejové kvapky. Pri čistení koberca môže pena odobrať aj tuhé častice nečistôt, ako je prach. Prach predstavuje veľkú časť nečistôt kobercov, takže čistič kobercov by mal mať určité penové schopnosti.
Pre šampón je tiež dôležitá penová sila. Vynikajúca pena produkovaná tekutinou pri umývaní vlasov alebo kúpania spôsobuje, že sa ľudia cítia pohodlne.
④ Typy vlákien a fyzikálne vlastnosti textilu
Okrem chemickej štruktúry vlákien ovplyvňujúcich adhéziu a odstránenie nečistôt, vzhľad vlákien a organizačná štruktúra priadzí a tkanín má tiež vplyv na ťažkosti s odstraňovaním nečistôt.
Váhy vlnených vlákien a plochá pruh podobná štruktúre bavlnených vlákien sú náchylnejšie na hromadenie nečistôt ako hladké vlákna. Napríklad, block čierny prilepený na celulózový film (adhezívny film) sa dá ľahko odstrániť, zatiaľ čo uhlíkové čierne prilepené na bavlnenú tkaninu je ťažké umyť. Napríklad tkaniny z polyesteru krátke vlákniny sú náchylnejšie na hromadenie škvŕn oleja ako dlhé vlákno tkaniny a olejové škvrny na textíliách s krátkymi vláknami sa tiež ťažšie odstránia ako v tkaninách s dlhými vláknami.
Pevne skrútené priadze a tesné tkaniny v dôsledku malých mikro medzery medzi vláknami môžu odolať invázii do nečistôt, ale tiež zabránia odstraňovaniu vnútorného nečistôt čistiaceho roztoku. Preto majú tesné tkaniny na začiatku dobrý odpor voči nečistotám, ale po kontaminovaní je tiež ťažké vyčistiť.
⑤ Tvrdosť vody
Koncentrácia kovových iónov, ako sú Ca2+a Mg2+vo vode, má významný vplyv na účinok premytia, najmä ak aniónové povrchovo aktívne látky narazia na ióny Ca2+a Mg2+za vzniku vápnikových a horčíkových solí so zlou rozpustnosťou, čo môže znížiť ich čistiacu schopnosť. Aj keď je koncentrácia povrchovo aktívnych látok vysoká v tvrdej vode, ich čistiaci účinok je stále oveľa horší ako pri destilácii. Aby sa dosiahol najlepší účinok povrchovo aktívnych látok, koncentrácia iónov Ca2+vo vode by sa mala znížiť na pod 1 x 10-6 mol/l (CaCo3 by sa mal znížiť na 0,1 mg/l). Vyžaduje si to pridanie rôznych zmäkčovačov do detergentu.
Čas príspevku: august 16-2024