Силата на собирање на која било единица должина на површината на течноста се нарекува површински напон, а единицата е N.·m-1.
Својството за намалување на површинскиот напон на растворувачот се нарекува површинска активност, а супстанцијата со ова својство се нарекува површинско-активна супстанција.
Површинско-активна супстанција која може да ги врзува молекулите во воден раствор и да формира мицели и други асоцијации и има висока површинска активност, а истовремено има ефект на влажнење, емулгирање, пена, миење итн., се нарекува сурфактант.
Сурфактант се органски соединенија со посебна структура и својство, кои можат значително да ја променат меѓуфазната напнатост помеѓу две фази или површинскиот напон на течностите (обично водата), со навлажнување, пенење, емулгирање, перење и други својства.
Во однос на структурата, сурфактантите имаат заедничка карактеристика по тоа што содржат две групи од различна природа во нивните молекули. На едниот крај е долг синџир на неполарна група, растворлива во масло и нерастворлива во вода, позната и како хидрофобна група или водоотпорна група. Таквата водоотпорна група е генерално долги синџири на јаглеводороди, понекогаш и за органски флуор, силициум, органофосфат, органотин синџир, итн. Хидрофилната група мора да биде доволно хидрофилна за да се осигура дека цели сурфактанти се растворливи во вода и ја имаат потребната растворливост. Бидејќи сурфактантите содржат хидрофилни и хидрофобни групи, тие можат да бидат растворливи во барем една од течните фази. Ова хидрофилно и липофилно својство на сурфактантот се нарекува амфифилност.
Сурфактант е еден вид амфифилни молекули со хидрофобни и хидрофилни групи. Хидрофобните групи на сурфактанти генерално се составени од јаглеводороди со долг синџир, како што се алкил со прав синџир C8~C20, алкил со разгранет ланец C8~C20, алкилфенил (алкил јаглеродниот том број е 8~16) и слично. Разликата која е мала помеѓу хидрофобните групи е главно во структурните промени на јаглеводородните синџири. И видовите на хидрофилни групи се повеќе, така што својствата на сурфактантите главно се поврзани со хидрофилните групи покрај големината и обликот на хидрофобните групи. Структурните промени на хидрофилните групи се поголеми од оние на хидрофобните групи, така што класификацијата на сурфактантите генерално се заснова на структурата на хидрофилните групи. Оваа класификација се заснова на тоа дали хидрофилната група е јонска или не, и се дели на анјонски, катјонски, нејонски, цвитерионски и други посебни типови на сурфактанти.
① Адсорпција на сурфактанти на интерфекот
Молекулите на сурфактант се амфифилни молекули кои имаат и липофилни и хидрофилни групи. Кога сурфактантот се раствора во вода, неговата хидрофилна група се привлекува кон вода и се раствора во вода, додека неговата липофилна група се одбива од вода и остава вода, што резултира со адсорпција на молекули на сурфактант (или јони) на интерфејсот на двете фази. , со што се намалува меѓусебната напнатост помеѓу двете фази. Колку повеќе молекули на сурфактант (или јони) се адсорбираат на интерфејсот, толку е поголемо намалувањето на меѓуповршинската напнатост.
② Некои својства на адсорпционата мембрана
Површински притисок на адсорпционата мембрана: адсорпција на сурфактант на интерфејсот гас-течност за да се формира мембрана за адсорпција, како што е да се постави пловечка пловечка плоча без триење на интерфејсот, пловечкиот лист ја турка адсорбентната мембрана долж површината на растворот, а мембраната генерира притисок на лебдечкиот лист, кој се нарекува површински притисок.
Површинска вискозност: Како површинскиот притисок, вискозноста на површината е својство што го покажува нерастворливата молекуларна мембрана. Суспендиран со тенок метален жичен платински прстен, така што неговата рамнина контактира со површината на резервоарот, ротирајте го платинскиот прстен, платинскиот прстен поради вискозноста на водената пречка, амплитудата постепено се распаѓа, според што вискозноста на површината може да биде измерени. Методот е: прво, експериментот се спроведува на површината на чиста вода за да се измери распаѓањето на амплитудата, а потоа се мери распаѓањето по формирањето на површинската мембрана, а вискозноста на површинската мембрана се добива од разликата помеѓу двете .
Површинскиот вискозитет е тесно поврзан со цврстината на површинската мембрана, и бидејќи адсорпционата мембрана има површински притисок и вискозност, таа мора да има еластичност. Колку е поголем површинскиот притисок и колку е поголема вискозноста на адсорбираната мембрана, толку е поголем нејзиниот еластичен модул. Еластичниот модул на површинската адсорпциона мембрана е важен во процесот на стабилизација на меурчиња.
③ Формирање на мицели
Разредените раствори на сурфактанти ги почитуваат законите проследени со идеални раствори. Количината на сурфактант адсорбиран на површината на растворот се зголемува со концентрацијата на растворот, а кога концентрацијата ќе достигне или надмине одредена вредност, количината на адсорпција повеќе не се зголемува, а овие вишок молекули на сурфактант се наоѓаат во растворот случајно. начин или на некој редовен начин. И практиката и теоријата покажуваат дека тие формираат асоцијации во раствор, а овие асоцијации се нарекуваат мицели.
Критична мицелна концентрација (CMC): Минималната концентрација во која сурфактантите формираат мицели во растворот се нарекува критична мицелна концентрација.
④ CMC вредности на обичните сурфактанти.
HLB е кратенка од хидрофилна липофилна рамнотежа, што ја означува хидрофилната и липофилната рамнотежа на хидрофилните и липофилните групи на сурфактантот, односно вредноста на HLB на сурфактантот. Голема вредност на HLB укажува на молекула со силна хидрофилност и слаба липофилност; обратно, силна липофилност и слаба хидрофилност.
① Одредби за вредноста на HLB
Вредноста на HLB е релативна вредност, така што кога се развива вредноста на HLB, стандардно, вредноста на HLB на парафинскиот восок, кој нема хидрофилни својства, е наведена на 0, додека вредноста на HLB на натриум додецил сулфат, што е повеќе растворливи во вода, е 40. Затоа, вредноста на HLB на сурфактантите е генерално во опсег од 1 до 40. Општо земено, емулгаторите со вредности на HLB помали од 10 се липофилни, додека оние поголеми од 10 се хидрофилни. Така, пресвртната точка од липофилна во хидрофилна е околу 10.
Врз основа на вредностите на HLB на сурфактантите, може да се добие општа идеја за нивните можни употреби, како што е прикажано во Табела 1-3.
Две меѓусебно нерастворливи течности, едната дисперзирана во другата како честички (капки или течни кристали) формираат систем наречен емулзија. Овој систем е термодинамички нестабилен поради зголемувањето на граничната површина на двете течности кога се формира емулзијата. За да се направи емулзијата стабилна, потребно е да се додаде трета компонента - емулгатор за да се намали интерфејсната енергија на системот. Емулгаторот припаѓа на сурфактант, неговата главна функција е да ја игра улогата на емулзија. Фазата на емулзијата што постои како капки се нарекува дисперзирана фаза (или внатрешна фаза, дисконтинуирана фаза), а другата фаза што е поврзана се нарекува дисперзиона средина (или надворешна фаза, континуирана фаза).
① Емулгатори и емулзии
Вообичаени емулзии, едната фаза е вода или воден раствор, другата фаза се органски материи кои не се мешаат со вода, како што се маснотии, восок итн. Емулзијата формирана од вода и масло може да се подели на два вида според нивната дисперзија: масло дисперзирана во вода за да формира емулзија од типот масло во вода, изразена како O/W (масло/вода): вода дисперзирана во масло за да формира емулзија од типот масло во вода, изразена како W/O (вода/масло). Може да се формираат и сложени мулти-емулзии од типот вода-во-масло-во-вода W/O/W и масло-во-вода-во-масло O/W/O.
Емулгаторите се користат за стабилизирање на емулзиите со намалување на напнатоста на површината и формирање на едномолекула меѓуфајсна мембрана.
При емулгирање на барањата за емулгатор:
а: Емулгаторот мора да биде способен да го адсорбира или збогати интерфејсот помеѓу двете фази, така што меѓуфазалната напнатост е намалена;
б: Емулгаторот мора да ги даде честичките на полнежот, така што електростатското одбивање помеѓу честичките или да формира стабилна, високо вискозна заштитна мембрана околу честичките.
Затоа, супстанцијата што се користи како емулгатор мора да има амфифилни групи за да може да се емулгира, а сурфактантите можат да го исполнат ова барање.
② Методи на подготовка на емулзии и фактори кои влијаат на стабилноста на емулзиите
Постојат два начина за подготовка на емулзии: едниот е да се користи механичкиот метод за растурање на течноста во ситни честички во друга течност, која најмногу се користи во индустријата за подготовка на емулзии; другото е да се раствори течноста во молекуларна состојба во друга течност, а потоа да се собере правилно за да се формираат емулзии.
Стабилноста на емулзијата е способност за агрегација против честички што доведува до раздвојување на фази. Емулзиите се термодинамички нестабилни системи со голема слободна енергија. Според тоа, таканаречената стабилност на емулзијата е всушност времето потребно за системот да постигне рамнотежа, т.е. времето потребно за да се случи одвојување на една од течностите во системот.
Кога интерфејс мембрана со масни алкохоли, масни киселини и масни амини и други поларни органски молекули, мембрана сила значително повисока. Тоа е затоа што, во меѓусебната адсорпција слој на емулгатор молекули и алкохоли, киселини и амини и други поларни молекули за да се формира "комплекс", така што јачината на меѓусебната мембрана се зголеми.
Емулгаторите што се состојат од повеќе од два сурфактанти се нарекуваат мешани емулгатори. Мешан емулгатор адсорбиран на интерфејсот вода/масло; интермолекуларното дејство може да формира комплекси. Поради силното меѓумолекуларно дејство, меѓуфациската напнатост е значително намалена, количината на адсорбиран емулгатор на интерфејсот е значително зголемена, се зголемува формирањето на густината на меѓуфајалната мембрана, се зголемува јачината.
Полнењето на течните зрна има значително влијание врз стабилноста на емулзијата. Стабилни емулзии, чии течни зрнца се генерално наполнети. Кога се користи јонски емулгатор, јонот на емулгаторот адсорбиран на интерфејсот ја има неговата липофилна група вметната во маслената фаза, а хидрофилната група е во водена фаза, со што течните зрна се наполнети. Како зрнца на емулзија со исто полнење, тие се одбиваат едни со други, не е лесно да се агломерираат, така што стабилноста е зголемена. Може да се види дека колку повеќе јони на емулгатор се адсорбираат на зрната, толку е поголем полнежот, толку е поголема способноста да се спречи агломерација на зрната, толку е постабилен системот за емулзија.
Вискозноста на медиумот за дисперзија на емулзијата има одредено влијание врз стабилноста на емулзијата. Општо земено, колку е поголема вискозноста на медиумот за дисперзија, толку е поголема стабилноста на емулзијата. Тоа е затоа што вискозноста на медиумот за дисперзија е голем, што има силно влијание врз брауновото движење на течните зрна и го забавува судирот помеѓу течните зрнца, така што системот останува стабилен. Вообичаено, полимерните супстанции кои можат да се растворат во емулзии можат да ја зголемат вискозноста на системот и да ја направат стабилноста на емулзиите поголема. Покрај тоа, полимерите исто така можат да формираат силна мембрана меѓу површината, што го прави системот на емулзија постабилен.
Во некои случаи, додавањето на цврст прав, исто така, може да направи емулзијата да има тенденција да се стабилизира. Цврстиот прав се наоѓа во водата, маслото или интерфејсот, во зависност од маслото, водата на капацитетот за мокрење на цврстиот прав, ако цврстиот прав не е целосно влажен со вода, но исто така влажен од маслото, ќе остане на водата и маслото интерфејс.
Цврстиот прав не ја прави емулзијата стабилна затоа што прашокот собран на интерфејсот ја подобрува мембраната на меѓусебната мембрана, која е слична на интерфацијалната адсорпција на молекулите на емулгаторот, така што колку поблиску е распореден цврстиот прашок материјал на интерфејсот, толку е постабилен емулзија е.
Сурфактантите имаат способност значително да ја зголемат растворливоста на нерастворливите или малку растворливи во вода органски материи по формирањето на мицели во воден раствор, а растворот во овој момент е транспарентен. Овој ефект на мицелата се нарекува растворливост. Сурфактантот што може да предизвика растворливост се нарекува растворувач, а органската материја што се раствора се нарекува растворлива материја.
Пената игра важна улога во процесот на перење. Пената е дисперзивен систем во кој гасот е дисперзиран во течна или цврста состојба, со гас како дисперзирана фаза и течност или цврста како медиум за дисперзија, првата се нарекува течна пена, додека втората се нарекува цврста пена, т.е. како пена пластика, пенено стакло, пениран цемент итн.
(1) Формирање пена
Под пена овде подразбираме агрегат од воздушни меури одделени со течна мембрана. Овој тип на меури секогаш брзо се крева на површината на течноста поради големата разлика во густината помеѓу дисперзираната фаза (гас) и медиумот за дисперзија (течност), во комбинација со нискиот вискозитет на течноста.
Процесот на формирање на меур е да се внесе големо количество гас во течноста, а меурчињата во течноста брзо се враќаат на површината, формирајќи агрегат од меурчиња одвоени со мала количина течен гас.
Пената има две значајни карактеристики во однос на морфологијата: едната е дека меурите како дисперзирана фаза често имаат полиедарска форма, тоа е затоа што на пресекот на меурите, постои тенденција течниот филм да се разредува, така што меурите стануваат полиедарски, кога течниот филм се разредува до одреден степен, тоа доведува до кинење на меурот; втората е дека чистите течности не можат да формираат стабилна пена, течноста што може да формира пена е најмалку две или повеќе компоненти. Водните раствори на сурфактанти се типични за системи кои се склони кон создавање пена, а нивната способност да создаваат пена е исто така поврзана со други својства.
Сурфактантите со добра моќ на пенење се нарекуваат средства за пенење. Иако средството за пенење има добра способност за пена, но формираната пена можеби нема да може да се одржи долго време, односно нејзината стабилност не е нужно добра. Со цел да се одржи стабилноста на пена, често во пенење агент за да се додаде супстанции кои можат да ја зголемат стабилноста на пената, супстанцијата се нарекува пена стабилизатор, најчесто користен стабилизатор е лаурил диетаноламин и додецил диметиламин оксид.
(2) Стабилност на пената
Пената е термодинамички нестабилен систем и последниот тренд е дека вкупната површина на течноста во системот се намалува откако меурот ќе се скрши и слободната енергија се намалува. Процесот на депенење е процес со кој течната мембрана што го одвојува гасот станува погуста и потенка додека не се скрши. Затоа, степенот на стабилност на пената главно се определува со брзината на течното празнење и јачината на течниот филм. Следниве фактори исто така влијаат на ова.
(3) Уништување на пена
Основниот принцип на уништување на пената е да се променат условите што ја создаваат пената или да се елиминираат стабилизирачките фактори на пената, така што постојат и физички и хемиски методи на депенење.
Физичкото депенење значи менување на условите за производство на пена додека се одржува хемискиот состав на растворот од пена, како што се надворешни нарушувања, промени во температурата или притисокот и ултразвучниот третман се сите ефективни физички методи за елиминирање на пената.
Методот на хемиско депенење е да се додадат одредени супстанции за да комуницираат со средството за пенење за да се намали јачината на течниот филм во пената и на тој начин да се намали стабилноста на пената за да се постигне целта за депенење, таквите супстанции се нарекуваат депени. Повеќето од депенестаторите се сурфактанти. Затоа, според механизмот на депенење, депенот треба да има силна способност да го намали површинскиот напон, лесно да се адсорбира на површината, а интеракцијата помеѓу молекулите за адсорпција на површината е слаба, адсорпционите молекули наредени во поолабавена структура.
Постојат различни видови на депенест, но во основа, сите тие се нејонски сурфактанти. Нејонските сурфактанти имаат својства против пенење близу или над нивната точка на облачност и често се користат како средства за депенење. Алкохоли, особено алкохоли со разгранета структура, масни киселини и естри на масни киселини, полиамиди, фосфатни естери, силиконски масла итн., исто така, најчесто се користат како одлични средства за депенење.
(4) Пена и перење
Не постои директна врска помеѓу пената и ефикасноста на перењето и количината на пена не укажува на ефективноста на перењето. На пример, нејонските сурфактанти имаат многу помалку својства на пенење од сапуните, но нивната деконтаминација е многу подобра од сапуните.
Во некои случаи, пената може да биде корисна за отстранување на нечистотијата и нечистотијата. На пример, при миење садови во домот, пената од детергентот ги собира капките масло, а при чистењето на теписите, пената помага да се собере прашина, прав и друга цврста нечистотија. Покрај тоа, пената понекогаш може да се користи како показател за ефикасноста на детергентот. Бидејќи масните масла имаат инхибитивен ефект врз пената на детергентот, кога има премногу масло и премалку детергент, нема да се создаде пена или оригиналната пена ќе исчезне. Пената понекогаш може да се користи и како показател за чистотата на средството за плакнење, бидејќи количината на пена во растворот за плакнење има тенденција да се намалува со намалувањето на детергентот, така што количината на пена може да се користи за да се оцени степенот на плакнење.
Во широка смисла, перењето е процес на отстранување на несаканите компоненти од предметот што треба да се измие и постигнување на одредена цел. Перењето во вообичаена смисла се однесува на процесот на отстранување на нечистотијата од површината на носачот. При перењето, интеракцијата помеѓу нечистотијата и носачот е ослабена или елиминирана со дејство на некои хемиски супстанци (на пример, детергент, итн.), така што комбинацијата на нечистотија и носач се менува во комбинација на нечистотија и детергент, и конечно нечистотијата се одвојува од носачот. Бидејќи предметите што треба да се мијат и нечистотијата што треба да се отстрани се разновидни, перењето е многу сложен процес и основниот процес на перење може да се изрази во следните едноставни односи.
Carrie··Нечистотија + Детергент= Носач + Нечистотија· Детергент
Процесот на перење обично може да се подели во две фази: прво, под дејство на детергентот, нечистотијата се одвојува од нејзиниот носач; второ, одвоената нечистотија се дисперзира и суспендира во медиумот. Процесот на перење е реверзибилен процес, а нечистотијата што е дисперзирана и суспендирана во медиумот, исто така, може повторно да се преципитира од медиумот до предметот што се мие. Затоа, добар детергент треба да има способност да ја растера и суспендира нечистотијата и да спречи повторно таложење на нечистотијата, покрај способноста да ја отстранува нечистотијата од носачот.
(1) Видови нечистотија
Дури и за истиот предмет, видот, составот и количината на нечистотија може да варираат во зависност од околината во која се користи. Нечистотијата на телото на маслото е главно некои животински и растителни масла и минерални масла (како сурова нафта, мазут, катран од јаглен итн.), цврстата нечистотија е главно саѓи, пепел, 'рѓа, саѓи, итн. Во однос на нечистотијата од облеката, има нечистотија од човечкото тело, како што се пот, себум, крв итн.; нечистотија од храна, како што се дамки од овошје, дамки од масло за јадење, дамки од зачини, скроб итн.; нечистотија од козметика, како што се кармин, лак за нокти итн.; нечистотија од атмосферата, како што се саѓи, прашина, кал итн.; други, како мастило, чај, облога, итн. Доаѓа во различни видови.
Различните видови нечистотија обично може да се поделат во три главни категории: цврста нечистотија, течна нечистотија и посебна нечистотија.
① Цврста нечистотија
Вообичаената цврста нечистотија вклучува честички од пепел, кал, земја, 'рѓа и саѓи. Повеќето од овие честички имаат електричен полнеж на нивната површина, повеќето од нив се негативно наелектризирани и лесно може да се адсорбираат на влакна. Цврстата нечистотија генерално тешко се раствора во вода, но може да се распрсне и суспендира со раствори за детергент. Цврстата нечистотија со помала точка на маса е потешко да се отстрани.
② Течна нечистотија
Течната нечистотија е претежно растворлива во масло, вклучувајќи растителни и животински масла, масни киселини, масни алкохоли, минерални масла и нивните оксиди. Меѓу нив, растителни и животински масла, масни киселини и алкално сапонификација може да се случи, додека масните алкохоли, минералните масла не се сапонифицираат со алкали, но можат да бидат растворливи во алкохоли, етери и јаглеводородни органски растворувачи и емулзификација и дисперзија на воден раствор на детергент. Течната нечистотија растворлива во масло генерално има силна сила со влакната и поцврсто се апсорбира на влакната.
③ Специјална нечистотија
Специјалната нечистотија вклучува протеини, скроб, крв, човечки секрети како што се пот, себум, урина и овошен сок и сок од чај. Поголемиот дел од овој тип на нечистотија може хемиски и силно да се апсорбира на влакна. Затоа, тешко е да се мие.
Различните видови нечистотија ретко се наоѓаат сами, но често се мешаат заедно и се апсорбираат на предметот. Нечистотијата понекогаш може да се оксидира, да се распадне или да се распадне под надворешни влијанија, со што се создава нова нечистотија.
(2) Адхезија на нечистотија
Облеката, рацете и сл. може да се извалкаат бидејќи постои некаква интеракција помеѓу предметот и нечистотијата. Нечистотијата се прилепува до предметите на различни начини, но нема повеќе од физички и хемиски адхезии.
① Адхезијата на саѓи, прашина, кал, песок и јаглен на облеката е физичка адхезија. Општо земено, преку оваа адхезија на нечистотија, а улогата помеѓу обоениот предмет е релативно слаба, отстранувањето на нечистотијата е исто така релативно лесно. Според различните сили, физичката адхезија на нечистотијата може да се подели на механичка адхезија и електростатска адхезија.
О: Механичка адхезија
Овој тип на адхезија главно се однесува на адхезија на некоја цврста нечистотија (на пример, прашина, кал и песок). Механичката адхезија е една од послабите форми на адхезија на нечистотијата и може да се отстрани речиси со чисто механички средства, но кога нечистотијата е мала (<0,1um), таа е потешко да се отстрани.
Б: Електростатска адхезија
Електростатската адхезија главно се манифестира во дејството на наелектризираните честички од нечистотија врз спротивно наелектризираните предмети. Повеќето влакнести предмети се негативно наелектризирани во вода и лесно може да се залепат со одредени позитивно наелектризирани нечистотии, како што се видовите вар. Некои нечистотии, иако негативно наелектризирани, како што се саѓи честичките во водените раствори, може да се залепат на влакната преку јонски мостови (јони помеѓу повеќе спротивно наелектризирани објекти, кои дејствуваат заедно со нив на начин сличен на мост) формирани од позитивни јони во водата (на пр. , Ca2+, Mg2+ итн.).
Електростатското дејство е посилно од едноставното механичко дејство, што го прави отстранувањето на нечистотијата релативно тешко.
② Хемиска адхезија
Хемиската адхезија се однесува на феноменот на нечистотија што делува на предмет преку хемиски или водородни врски. На пример, поларна цврста нечистотија, протеини, 'рѓа и други адхезија на влакна предмети, влакна содржат карбоксил, хидроксил, амид и други групи, овие групи и мрсна нечистотија масни киселини, масни алкохоли се лесно да се формираат водородни врски. Хемиските сили се генерално силни и затоа нечистотијата е поцврсто врзана за предметот. Овој тип на нечистотија е тешко да се отстрани со вообичаени методи и бара посебни методи за справување со неа.
Степенот на адхезија на нечистотијата е поврзан со природата на самата нечистотија и природата на предметот на кој е залепена. Општо земено, честичките лесно се прилепуваат на влакнести предмети. Колку е помала текстурата на цврстата нечистотија, толку е посилна адхезијата. Поларната нечистотија на хидрофилните предмети како што се памукот и стаклото се лепи посилно од неполарната нечистотија. Неполарната нечистотија посилно се лепи од поларната нечистотија, како што се поларните масти, прашината и глината, и помалку лесно се отстранува и чисти.
(3) Механизам за отстранување нечистотија
Целта на миењето е да се отстрани нечистотијата. Во медиум со одредена температура (главно вода). Користење на различни физички и хемиски ефекти на детергентот за ослабување или елиминирање на дејството на нечистотијата и измиените предмети, под дејство на одредени механички сили (како што се триење на рацете, мешање на машината за перење, удар на вода), така што нечистотијата и измиените предмети од целта на деконтаминација.
① Механизам за отстранување на течна нечистотија
О: Мокрење
Течното валкање е главно на база на масло. Дамките од масло ги навлажнуваат повеќето влакнести предмети и се шират повеќе или помалку како маслена фолија на површината на фиброзниот материјал. Првиот чекор во дејството на миењето е навлажнување на површината со течноста за перење. Заради илустрација, површината на влакното може да се смета како мазна цврста површина.
Б: Одвојување масло - механизам за виткање
Вториот чекор во дејството на миењето е отстранување на маслото и маснотиите, отстранувањето на течната нечистотија се постигнува со еден вид намотување. Течната нечистотија првично постоела на површината во форма на намачкана маслена фолија, а под преференцијалниот ефект на влажнење на течноста за перење на цврстата површина (т.е. површината на влакната), таа се виткала во зрнца од масло чекор по чекор, што беа заменети со течноста за перење и на крајот ја оставија површината под одредени надворешни сили.
② Механизам за отстранување на цврста нечистотија
Отстранувањето на течната нечистотија е главно преку преференцијално навлажнување на носачот на нечистотија со растворот за перење, додека механизмот за отстранување на цврстата нечистотија е различен, каде што процесот на миење главно се однесува на навлажнување на масата на нечистотија и нејзината носечка површина со перењето. решение. Поради адсорпција на сурфактанти на цврстата нечистотија и нејзината површина носител, интеракцијата помеѓу нечистотијата и површината се намалува и јачината на адхезија на масата на нечистотијата на површината се намалува, со што масата на нечистотија лесно се отстранува од површината на превозникот.
Дополнително, адсорпцијата на сурфактанти, особено јонски сурфактанти, на површината на цврстата нечистотија и нејзиниот носител има потенцијал да го зголеми површинскиот потенцијал на површината на цврстата нечистотија и нејзиниот носач, што е попогодно за отстранување на нечистотија. Цврстите или генерално влакнестите површини обично се негативно наелектризирани во воден медиум и затоа можат да формираат дифузни двојни електронски слоеви на нечистотии или цврсти површини. Поради одбивањето на хомогени полнења, адхезијата на честичките нечистотија во водата на цврстата површина е ослабена. Кога се додава анјонски сурфактант, бидејќи може истовремено да го зголеми негативниот површински потенцијал на честичката нечистотија и цврстата површина, одбивноста меѓу нив е позасилена, јачината на адхезија на честичката е помала и нечистотијата полесно се отстранува .
Нејонските сурфактанти се адсорбираат на генерално наелектризираните цврсти површини и иако тие не го менуваат значително меѓуфакцискиот потенцијал, адсорбираните нејонски сурфактанти имаат тенденција да формираат одредена дебелина на адсорбиран слој на површината што помага да се спречи повторно таложење на нечистотија.
Во случај на катјонски сурфактанти, нивната адсорпција го намалува или елиминира негативниот површински потенцијал на масата на нечистотија и нејзината носачка површина, што ја намалува одбивноста помеѓу нечистотијата и површината и затоа не е погодна за отстранување на нечистотијата; Понатаму, по адсорпцијата на цврстата површина, катјонските сурфактанти имаат тенденција да ја претвораат цврстата површина хидрофобна и затоа не се погодни за површинско навлажнување и затоа миење.
③ Отстранување на специјални почви
Протеинот, скробот, човечките секрети, овошниот сок, чајниот сок и други такви нечистотии тешко се отстрануваат со нормални сурфактанти и бараат посебен третман.
Протеинските дамки како крем, јајца, крв, млеко и кожни екскрети имаат тенденција да се коагулираат на влакната и да се дегенерираат и да добијат посилна адхезија. Протеинската нечистотија може да се отстрани со употреба на протеази. Ензимот протеаза ги разградува протеините во нечистотијата во аминокиселини растворливи во вода или олигопептиди.
Дамките од скроб главно доаѓаат од прехранбени производи, други како сос, лепило итн. Амилазата има каталитички ефект врз хидролизата на дамките од скроб, предизвикувајќи скробот да се распаѓа на шеќери.
Липазата го катализира распаѓањето на триглицеридите, кои тешко се отстрануваат со нормални методи, како што се себум и масла за јадење, и ги разложува на растворлив глицерол и масни киселини.
Некои обоени дамки од овошни сокови, чајни сокови, мастила, кармин итн. честопати тешко се чистат темелно дури и по повеќекратно миење. Овие дамки може да се отстранат со реакција на редокс со оксидирачки или редуцирачки агенс, како што е белилото, што ја уништува структурата на групите што генерираат боја или помошните групи и ги разградува во помали компоненти растворливи во вода.
(4) Механизам за отстранување дамки при хемиско чистење
Горенаведеното е всушност за вода како средство за перење. Всушност, поради различните видови облека и структура, некои алишта кои користат перење со вода не се удобни или не се лесни за перење, некои алишта после миење, па дури и деформација, избледување, итн., на пример: повеќето природни влакна апсорбираат вода и лесно се отекува, и се суши и лесно се собира, па после миењето ќе се деформира; со перење волна производи, исто така, често се појавуваат намалување феномен, некои волнени производи со вода за перење е исто така лесно да се натрупува, промена на бојата; Чувството на некои свилени раце се влошува по миењето и го губат својот сјај. За овие алишта често се користи методот на хемиско чистење за деконтаминација. Таканареченото хемиско чистење генерално се однесува на методот на перење во органски растворувачи, особено во неполарни растворувачи.
Хемиското чистење е понежна форма на миење отколку миењето со вода. Бидејќи хемиското чистење не бара многу механичко дејство, не предизвикува оштетување, туткање и деформација на облеката, додека средствата за хемиско чистење, за разлика од водата, ретко предизвикуваат експанзија и контракција. Сè додека правилно се ракува со технологијата, облеката може да се исчисти хемиско без искривување, избледување на бојата и продолжен век на употреба.
Во однос на хемиското чистење, постојат три широки типови на нечистотија.
①Нечистотија растворлива во масло Нечистотијата растворлива во масло ги вклучува сите видови масло и маснотии, кои се течни или мрсни и може да се растворат во растворувачи за хемиско чистење.
②Нечистотија растворлива во вода Нечистотијата растворлива во вода е растворлива во водени раствори, но не и во средства за хемиско чистење, се адсорбира на облеката во водена состојба, водата испарува по таложење на зрнести цврсти материи, како што се неоргански соли, скроб, протеини итн.
③ Нерастворливи нечистотии во масло и вода Нерастворливите нечистотии со масло и вода не се растворливи во вода ниту растворливи во растворувачи за хемиско чистење, како што се саѓи, силикати од различни метали и оксиди, итн.
Поради различната природа на различните видови нечистотија, постојат различни начини за отстранување на нечистотијата во процесот на хемиско чистење. Почвите растворливи во масло, како што се животинските и растителните масла, минералните масла и мастите, се лесно растворливи во органски растворувачи и полесно се отстрануваат при хемиско чистење. Одличната растворливост на растворувачите за хемиско чистење за масла и маснотии во суштина доаѓа од силите на van der Walls помеѓу молекулите.
За отстранување на нечистотии растворливи во вода, како што се неоргански соли, шеќери, протеини и пот, треба да се додаде вистинска количина на вода во средството за хемиско чистење, инаку нечистотијата растворлива во вода тешко се отстранува од облеката. Сепак, водата тешко се раствора во средството за хемиско чистење, па за да се зголеми количината на вода, треба да додадете и сурфактанти. Присуството на вода во средството за хемиско чистење може да ја направи површината на нечистотијата и облеката хидрирани, така што е лесно да се комуницира со поларните групи на сурфактанти, што е погодно за адсорпција на сурфактанти на површината. Покрај тоа, кога сурфактантите формираат мицели, нечистотијата и водата растворливи во вода може да се растворат во мицелите. Покрај зголемувањето на содржината на вода во растворувачот за хемиско чистење, сурфактантите исто така можат да играат улога во спречувањето на повторно таложење на нечистотија за да се подобри ефектот на деконтаминација.
Присуството на мала количина на вода е неопходно за да се отстрани нечистотијата растворлива во вода, но премногу вода може да предизвика искривување и збрчкање на некои алишта, така што количината на вода во средството за хемиско чистење мора да биде умерена.
Нечистотијата која не е растворлива во вода, ниту растворлива во масло, цврсти честички како пепел, кал, земја и саѓи, обично се прикачуваат на облеката со електростатички сили или во комбинација со масло. При хемиско чистење, протокот на растворувач, ударот може да ја исклучи електростатската сила адсорпција на нечистотијата, а средството за хемиско чистење може да го раствори маслото, така што комбинацијата на масло и нечистотија и прицврстена за облеката од цврсти честички исклучува на суво -средство за чистење, средство за хемиско чистење во мала количина на вода и сурфактанти, така што оние од цврстите нечистотии честички може да бидат стабилни суспензија, дисперзија, за да се спречи нејзиното повторно таложење на облеката.
(5) Фактори кои влијаат на дејството на миењето
Насочената адсорпција на сурфактантите на интерфејсот и намалувањето на површинската (интерфацијална) напнатост се главните фактори за отстранување на течната или цврстата нечистотија. Сепак, процесот на перење е сложен и ефектот на миење, дури и со истиот тип на детергент, е под влијание на многу други фактори. Овие фактори ја вклучуваат концентрацијата на детергентот, температурата, природата на извалканоста, видот на влакната и структурата на ткаенината.
① Концентрација на сурфактант
Мицелите на сурфактанти во растворот играат важна улога во процесот на миење. Кога концентрацијата ќе ја достигне критичната мицелна концентрација (CMC), ефектот на миење нагло се зголемува. Затоа, концентрацијата на детергентот во растворувачот треба да биде повисока од вредноста на CMC за да има добар ефект на миење. Меѓутоа, кога концентрацијата на сурфактант е повисока од вредноста на CMC, постепеното зголемување на ефектот на миење не е очигледно и не е неопходно премногу да се зголемува концентрацијата на сурфактантот.
Кога се отстранува маслото со растворање, ефектот на растворливост се зголемува со зголемување на концентрацијата на сурфактант, дури и кога концентрацијата е над CMC. Во овој момент, препорачливо е да се користи детергент на локално централизирано. На пример, ако има многу нечистотија на манжетните и јаката на облеката, може да се нанесе слој детергент за време на перењето за да се зголеми растворливиот ефект на сурфактантот врз маслото.
②Температурата има многу важно влијание врз дејството на деконтаминација. Генерално, зголемувањето на температурата го олеснува отстранувањето на нечистотијата, но понекогаш превисоката температура може да предизвика и недостатоци.
Зголемувањето на температурата ја олеснува дифузијата на нечистотијата, цврстата маст лесно се емулгира на температури над нејзината точка на топење, а влакната се зголемуваат во оток поради зголемувањето на температурата, а сето тоа го олеснува отстранувањето на нечистотијата. Меѓутоа, за компактните ткаенини, микропроцепите меѓу влакната се намалуваат како што влакната се шират, што е штетно за отстранување на нечистотијата.
Температурните промени, исто така, влијаат на растворливоста, вредноста на CMC и големината на мицелите на сурфактантите, што влијае на ефектот на миење. Растворливоста на сурфактантите со долги јаглеродни ланци е ниска при ниски температури, а понекогаш растворливоста е дури и помала од вредноста на CMC, така што температурата на перење треба соодветно да се подигне. Ефектот на температурата врз вредноста на CMC и големината на мицелата е различен за јонските и нејонските сурфактанти. За јонските сурфактанти, зголемувањето на температурата генерално ја зголемува вредноста на CMC и ја намалува големината на мицелата, што значи дека концентрацијата на сурфактантот во растворот за перење треба да се зголеми. За нејонските сурфактанти, зголемувањето на температурата доведува до намалување на вредноста на CMC и значително зголемување на волуменот на мицелата, така што е јасно дека соодветно зголемување на температурата ќе му помогне на нејонскиот сурфактант да го изврши својот површинско-активен ефект. . Сепак, температурата не треба да ја надмине нејзината точка на облачност.
Накратко, оптималната температура за перење зависи од формулацијата на детергентот и предметот што се мие. Некои детергенти имаат добар ефект на детергент на собна температура, додека други имаат многу различна детергентност помеѓу ладно и топло перење.
③ Пена
Вообичаено е да се меша моќта на пенење со ефектот на перење, верувајќи дека детергентите со голема моќ на пенење имаат добар ефект на перење. Истражувањата покажаа дека не постои директна врска помеѓу ефектот на миење и количината на пена. На пример, миењето со детергенти со ниска пена не е помалку ефикасно од перењето со детергенти со висока пена.
Иако пената не е директно поврзана со миењето, има прилики кога помага да се отстрани нечистотијата, на пример, при рачно миење садови. При чистењето на теписите, пената може да ја одземе и прашината и другите цврсти честички од нечистотија, нечистотијата од тепихот претставува голем дел од прашината, така што средствата за чистење теписи треба да имаат одредена способност за пенење.
Моќта на пенење е исто така важна за шампоните, каде што фината пена произведена од течноста за време на миењето со шампон или капењето ја остава косата да се чувствува подмачкана и удобно.
④ Сорти на влакна и физички својства на текстилот
Покрај хемиската структура на влакната, која влијае на адхезијата и отстранувањето на нечистотијата, врз лесното отстранување на нечистотијата влијае и изгледот на влакната и организацијата на предивото и ткаенината.
Вагите од волнените влакна и заоблените рамни ленти од памучни влакна имаат поголема веројатност да акумулираат нечистотија отколку мазните влакна. На пример, саѓи обоена на целулозни фолии (вискозни филмови) лесно се отстранува, додека саѓи обоена на памучни ткаенини тешко се измива. Друг пример е дека ткаенините со кратки влакна направени од полиестер се повеќе склони да акумулираат дамки од масло отколку ткаенините со долги влакна, а дамките од масло на ткаенините со кратки влакна исто така потешко се отстрануваат од дамките од маслото на ткаенините со долги влакна.
Цврсто извртените предива и тесните ткаенини, поради малиот јаз меѓу влакната, можат да се спротивстават на инвазијата на нечистотија, но истото може да ја спречи течноста за перење да ја исклучи внатрешната нечистотија, така што тесните ткаенини почнуваат добро да се спротивставуваат на нечистотијата, но откако ќе се извалкаат миењето е исто така потешко.
⑤ Цврстина на водата
Концентрацијата на Ca2+, Mg2+ и други метални јони во водата има големо влијание врз ефектот на миење, особено кога анјонските сурфактанти наидуваат на јони Ca2+ и Mg2+ кои формираат соли на калциум и магнезиум кои се помалку растворливи и ќе ја намалат неговата детергентност. Во тврда вода, дури и ако концентрацијата на сурфактант е висока, детергентноста е сепак многу полоша отколку при дестилација. За сурфактантот да има најдобар ефект на миење, концентрацијата на јоните на Ca2+ во водата треба да се намали на 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 до 0,1 mg/L) или помалку. Ова бара додавање на различни омекнувачи во детергентот.
Време на објавување: 25 февруари 2022 година