Наши главни производи: амино силикон, блок силикон, хидрофилен силикон, сите нивни силиконски емулзии, подобрувач на постојаноста на влажнење и триење, водоотпорен (без флуор, јаглерод 6, јаглерод 8), хемикалии за деминско перење (ABS, ензим, заштитник од спандекс, средство за отстранување манган), за повеќе детали контактирајте: Менди +86 19856618619 (Whatsapp).
9-те главни врски помеѓу сурфактантите и фабриките за боење
01 Површински напон
Силата што дејствува за да ја контрахира површината на течноста по единица должина се нарекува површински напон, мерен во N·m⁻¹.
02 Површинска активност и сурфактанти
Својството што го намалува површинскиот напон на растворувачот се нарекува површинска активност, а супстанциите што го поседуваат ова својство се нарекуваат површински активни супстанции. Сурфактантите се површински активни супстанции кои можат да формираат агрегати во водени раствори, како што се мицелите, и покажуваат висока површинска активност заедно со функции како навлажнување, емулгирање, пенење и миење.
03 Карактеристики на молекуларната структура на сурфактантите
Сурфактантите се органски соединенија со посебни структури и својства; тие можат значително да ја променат меѓуфазната напнатост помеѓу две фази или површинскиот напон на течностите (обично водата), покажувајќи својства како што се навлажнување, пенење, емулгирање и перење. Структурно, сурфактантите имаат заедничка карактеристика да содржат два различни типа групи во нивните молекули: едниот крај има долговерижна неполарна група која е растворлива во масло, но нерастворлива во вода, позната како хидрофобна група. Оваа хидрофобна група е обично долговерижен јаглеводород, иако понекогаш може да се состои од органски флуориди, органски силициуми, органски фосфини или органотински ланци. Другиот крај има група растворлива во вода, позната како хидрофилна група. Хидрофилната група мора да има доволна хидрофилност за да се осигури дека целиот сурфактант може да се раствори во вода и да поседува потребна растворливост. Бидејќи сурфактантите содржат и хидрофилни и хидрофобни групи, тие можат да се растворат во барем една фаза од течната средина. Оваа двојна афинитетска природа на сурфактантите се нарекува амфифилност.
04 Видови сурфактанти
Сурфактантите се амфифилни молекули со хидрофобни и хидрофилни групи. Хидрофобната група генерално е составена од јаглеводороди со долг синџир, како што се алкани со праволиниски синџир (C8–C20), разгранети алкани (C8–C20) или алкилбензени (алкил јаглероден атомски број 8–16). Разликите во хидрофобните групи главно произлегуваат од структурните варијации во јаглеродните синџири. Сепак, разновидноста на хидрофилните групи е многу поголема, па оттука својствата на сурфактантите се поврзани не само со големината и обликот на хидрофобната група, туку и во голема мера со хидрофилната група. Сурфактантите може да се класифицираат врз основа на структурата на хидрофилната група, првенствено според тоа дали е јонска, делејќи ги на анјонски, катјонски, нејонски, цвитерјонски и други посебни видови сурфактанти.
05 Својства на раствори на сурфактанти
① Адсорпција на интерфејсот
Молекулите на сурфактанти содржат и хидрофилни и хидрофобни групи. Водата, како силна поларна течност, кога сурфактантите се раствораат во неа, го следи принципот „сличен поларитет се привлекува едни со други; различните поларитети се одбиваат едни со други“. Нејзината хидрофилна група реагира со водата, правејќи ја растворлива, додека нејзината хидрофобна група се одбива од водата и излегува од водената фаза, што резултира со адсорпција на молекулите (или јоните) на сурфактантот на меѓуслојот, со што се намалува меѓуслојната напнатост помеѓу двете фази. Колку повеќе молекули (или јони) на сурфактантот се адсорбираат на меѓуслојот, толку е поголемо намалувањето на меѓуслојната напнатост.
② Својства на адсорбирани филмови
Површински притисок на адсорбираната фолија: Сурфактантите формираат адсорбирани филмови на границата гас-течност. На пример, поставувањето на лизгачки пловак без триење на границата на течност ќе создаде притисок врз пловакот кога филмот се турка по површината на течноста. Овој притисок се нарекува површински притисок.
Површинска вискозност: Како и површинскиот притисок, површинската вискозност е својство што го покажуваат нерастворливите молекуларни филмови. Со суспендирање на платински прстен на фина метална жица така што ќе ја допре површината на водата во резервоар, ротирањето на платинскиот прстен покажува отпор поради вискозноста на водата. Набљудуваното распаѓање на амплитудата може да ја измери површинската вискозност; разликата во стапките на распаѓање помеѓу чистата вода и онаа што ја содржи површинската фолија ја дава вискозноста на површинската фолија. Површинската вискозност е тесно поврзана со цврстината на филмот; бидејќи адсорбираните филмови поседуваат површински притисок и вискозитет, тие нужно содржат еластичност. Колку е поголем површинскиот притисок и вискозитетот на адсорбираната фолија, толку е поголем нејзиниот модул на еластичност.
③ Формирање на мицели
Однесувањето на сурфактантите во разредени раствори се придржува до идеалните норми на растворот. Количината на сурфактант адсорбирана на површината на растворот се зголемува со зголемувањето на концентрацијата на растворот сè додека не се достигне одредена концентрација, по што адсорпцијата не се зголемува понатаму. Вишокот молекули на сурфактант во оваа точка се случајно дисперзирани или постојат на шаблонизиран начин. И практичните и теоретските докази укажуваат дека тие формираат агрегати во растворот, наречени мицели. Минималната концентрација при која сурфактантите почнуваат да формираат мицели се нарекува критична концентрација на мицели (КМК).
06 Хидрофилно-липофилна рамнотежа (HLB)
HLB, скратено од Hydrophile-Lipophile Balance (Хидрофилно-липофилна рамнотежа), го означува балансот помеѓу хидрофилните и липофилните групи кај сурфактантите. Повисока вредност на HLB укажува на силна хидрофилност и слаба липофилност, додека спротивното важи за ниски вредности на HLB.
① Спецификација на HLB вредностите**:Вредноста на HLB е релативна; затоа, за утврдување на вредностите на HLB, стандардот за нехидрофилна супстанција, како што е парафинот, е поставен на HLB = 0, додека натриум додецил сулфат со силна растворливост во вода е доделен HLB = 40. Оттука, вредностите на HLB за сурфактантите генерално се движат помеѓу 1 и 40. Сурфактантите со вредност на HLB помала од 10 се липофилни, а оние поголеми од 10 се хидрофилни. Затоа, точката на пресврт помеѓу липофилноста и хидрофилноста е околу 10. Потенцијалните употреби на сурфактантите може грубо да се заклучат од нивните вредности на HLB.
| ХЛБ | Апликации | ХЛБ | Апликации |
| 1,5~3 | Средства за отстранување на пена од типот без отстранлив тип | 8~18 | Емулгатори од типот O/W |
| 3,5~6 | Емулгатори без тип на оцет | 13~15 | Детергенти |
| 7~9 | Влажни средства | 15~18 | Растворувачи |
Според табелата, сурфактантите погодни за употреба како емулгатори масло-во-вода имаат HLB вредност од 3,5 до 6, додека оние за емулгатори вода-во-масло се движат помеѓу 8 и 18.
② Одредување на вредностите на HLB (изоставено).
07 Емулгификација и растворање
Емулзија е систем формиран кога една немешлива течност е дисперзирана во друга во форма на фини честички (капки или течни кристали). Емулгаторот, кој е еден вид сурфактант, е неопходен за стабилизирање на овој термодинамички нестабилен систем со намалување на меѓуфазната енергија. Фазата што постои во форма на капки во емулзијата се нарекува дисперзирана фаза (или внатрешна фаза), додека фазата што формира континуиран слој се нарекува дисперзивен медиум (или надворешна фаза).
① Емулгатори и емулзии
Вообичаените емулзии често се состојат од една фаза како вода или воден раствор, а другата како органска супстанца, како што се масла или восоци. Во зависност од нивната дисперзија, емулзиите може да се класифицираат како вода-во-масло (W/O) каде што маслото е дисперзирано во вода или масло-во-вода (O/W) каде што водата е дисперзирана во масло. Покрај тоа, може да постојат и сложени емулзии како W/O/W или O/W/O. Емулгаторите ги стабилизираат емулзиите со намалување на меѓуфазната напнатост и формирање мономолекуларни мембрани. Емулгаторот мора да адсорбира или акумулира на меѓуфазната напнатост за да го намали меѓуфазниот напнатост и да им пренесе полнежи на капките, генерирајќи електростатско одбивање или формирајќи заштитен филм со висок вискозитет околу честичките. Следствено, супстанциите што се користат како емулгатори мора да поседуваат амфифилни групи, кои сурфактантите можат да ги обезбедат.
② Методи за подготовка на емулзија и фактори што влијаат на стабилноста
Постојат два главни методи за подготовка на емулзии: механичките методи ги дисперзираат течностите во ситни честички во друга течност, додека вториот метод вклучува растворање на течности во молекуларна форма во друга и предизвикување нивно соодветно агрегирање. Стабилноста на емулзијата се однесува на нејзината способност да се спротивстави на агрегацијата на честичките што води до фазно раздвојување. Емулзиите се термодинамички нестабилни системи со поголема слободна енергија, па затоа нивната стабилност го одразува времето потребно за постигнување рамнотежа, т.е. времето потребно течноста да се одвои од емулзијата. Кога масни алкохоли, масни киселини и масни амини се присутни во меѓуфазниот филм, јачината на мембраната значително се зголемува бидејќи поларните органски молекули формираат комплекси во адсорбираниот слој, зајакнувајќи ја меѓуфазната мембрана.
Емулгаторите составени од два или повеќе сурфактанти се нарекуваат мешани емулгатори. Мешаните емулгатори се адсорбираат на интерфејсот вода-масло, а молекуларните интеракции можат да формираат комплекси кои значително го намалуваат меѓуфазниот напон, зголемувајќи ја количината на адсорбат и формирајќи погусти, посилни меѓуфазни мембрани.
Електрично наелектризираните капки значително влијаат на стабилноста на емулзиите. Во стабилните емулзии, капките обично носат електричен полнеж. Кога се користат јонски емулгатори, хидрофобниот крај на јонските сурфактанти се инкорпорира во маслената фаза, додека хидрофилниот крај останува во водената фаза, давајќи им полнеж на капките. Сличните полнежи помеѓу капките предизвикуваат одбивање и спречуваат спојување, што ја подобрува стабилноста. Така, колку е поголема концентрацијата на јони на емулгатор адсорбирани на капките, толку е поголем нивниот полнеж и толку е поголема стабилноста на емулзијата.
Вискозитетот на дисперзионата средина, исто така, влијае на стабилноста на емулзијата. Општо земено, медиумите со повисок вискозитет ја подобруваат стабилноста бидејќи тие посилно го попречуваат Брауновото движење на капките, забавувајќи ја веројатноста за судири. Супстанциите со висока молекуларна тежина што се раствораат во емулзијата можат да ја зголемат вискозноста и стабилноста на медиумот. Дополнително, супстанциите со висока молекуларна тежина можат да формираат робусни меѓуслојни мембрани, дополнително стабилизирајќи ја емулзијата. Во некои случаи, додавањето цврсти прашоци може слично да ги стабилизира емулзиите. Ако цврстите честички се целосно навлажнети со вода и можат да се навлажнат со масло, тие ќе бидат задржани на меѓуслојот вода-масло. Цврстите прашоци ја стабилизираат емулзијата со подобрување на филмот додека се групираат на меѓуслојот, слично како адсорбираните сурфактанти.
Сурфактантите можат значително да ја зголемат растворливоста на органските соединенија кои се нерастворливи или малку растворливи во вода откако ќе се формираат мицели во растворот. Во овој момент, растворот изгледа бистар, а оваа способност се нарекува растворање. Сурфактантите кои можат да ја поттикнат растворањето се нарекуваат растворувачи, додека органските соединенија што се раствораат се нарекуваат растворувачи.
08 Пена
Пената игра клучна улога во процесите на перење. Пената се однесува на дисперзивен систем на гас дисперзиран во течност или цврста материја, при што гасот е дисперзирана фаза и течноста или цврстата материја е дисперзивен медиум, познат како течна пена или цврста пена, како што се пенеста пластика, пенесто стакло и пенесто бетон.
(1) Формирање на пена
Терминот пена се однесува на збир на воздушни меурчиња одделени со течни филмови. Поради значителната разлика во густината помеѓу гасот (дисперзирана фаза) и течноста (дисперзиона средина) и нискиот вискозитет на течноста, гасните меурчиња брзо се креваат на површината. Формирањето на пена вклучува вградување на голема количина гас во течноста; меурчињата потоа брзо се враќаат на површината, создавајќи агрегат од воздушни меурчиња одделени со минимален течен филм. Пената има две посебни морфолошки карактеристики: прво, гасните меурчиња често добиваат полиедарска форма бидејќи тенкиот течен филм на пресекот на меурчињата има тенденција да стане потенок, што на крајот доведува до пукање на меурчињата. Второ, чистите течности не можат да формираат стабилна пена; мора да бидат присутни најмалку две компоненти за да се создаде пена. Раствор на сурфактант е типичен систем за формирање пена чиј капацитет за пенење е поврзан со неговите други својства. Сурфактантите со добра способност за пенење се нарекуваат средства за пенење. Иако средствата за пенење покажуваат добри способности за пенење, пената што ја создаваат може да не трае долго, што значи дека нивната стабилност не е загарантирана. За да се подобри стабилноста на пената, може да се додадат супстанции што ја подобруваат стабилноста; овие се нарекуваат стабилизатори, а вообичаени стабилизатори вклучуваат лаурил диетаноламин и оксиди на додецил диметил амин.
(2) Стабилност на пената
Пената е термодинамички нестабилен систем; нејзината природна прогресија води до пукање, со што се намалува вкупната површина на течноста и се намалува слободната енергија. Процесот на отстранување на пената вклучува постепено истенчување на течниот филм што го одвојува гасот сè додека не дојде до пукање. Степенот на стабилност на пената првенствено е под влијание на брзината на одводнување на течноста и јачината на течниот филм. Влијателни фактори вклучуваат:
① Површински напон: Од енергетска перспектива, понискиот површински напон го фаворизира формирањето на пена, но не гарантира стабилност на пената. Нискиот површински напон укажува на помала разлика во притисокот, што доведува до побавно одводнување на течноста и згуснување на течниот филм, што и двете работи го фаворизираат стабилноста.
② Површински вискозитет: Клучниот фактор за стабилноста на пената е јачината на течниот филм, првенствено одредена од робусноста на површинскиот адсорпциски филм, мерена со површинскиот вискозитет. Експерименталните резултати покажуваат дека растворите со висок површински вискозитет произведуваат подолготрајна пена поради подобрените молекуларни интеракции во адсорбираниот филм што значително ја зголемуваат јачината на мембраната.
③ Вискозитет на растворот: Повисокиот вискозитет во самата течност го забавува одводнувањето на течноста од мембраната, со што се продолжува животниот век на течниот филм пред да се случи пукање, подобрувајќи ја стабилноста на пената.
④ Дејство на „поправка“ на површинскиот напон: Сурфактантите адсорбирани на мембраната можат да го неутрализираат ширењето или контракцијата на површината на филмот; ова се нарекува дејство на поправка. Кога сурфактантите се адсорбираат на течниот филм и ја прошируваат неговата површина, ова ја намалува концентрацијата на сурфактант на површината и го зголемува површинскиот напон; обратно, контракцијата води до зголемена концентрација на сурфактант на површината и последователно го намалува површинскиот напон.
⑤ Дифузија на гас низ течен филм: Поради капиларниот притисок, помалите меурчиња имаат тенденција да имаат поголем внатрешен притисок во споредба со поголемите меурчиња, што доведува до дифузија на гас од малите меурчиња во поголемите, предизвикувајќи малите меурчиња да се собираат, а поголемите да растат, што на крајот резултира со колапс на пената. Доследната примена на сурфактанти создава униформни, фино распределени меурчиња и го спречува отстранувањето на пената. Со цврсто спакувани сурфактанти во течниот филм, дифузијата на гас е попречена, со што се подобрува стабилноста на пената.
⑥ Ефект на површинскиот полнеж: Ако течниот филм од пена носи ист полнеж, двете површини ќе се одбиваат една од друга, спречувајќи го филмот да се истенчи или да се скрши. Јонските сурфактанти можат да го обезбедат овој стабилизирачки ефект. Накратко, јачината на течниот филм е клучен фактор што ја одредува стабилноста на пената. Сурфактантите што дејствуваат како агенси за пенење и стабилизатори мора да создадат тесно спакувани површински апсорбирани молекули, бидејќи ова значително влијае на меѓуфазната молекуларна интеракција, зголемувајќи ја јачината на самиот површински филм и со тоа спречувајќи течноста да тече подалеку од соседниот филм, правејќи ја стабилноста на пената поодржлива.
(3) Уништување на пена
Фундаменталниот принцип на уништување на пената вклучува менување на условите што произведуваат пена или елиминирање на стабилизирачките фактори на пената, што доведува до физички и хемиски методи за отстранување на пена. Физичкото отстранување на пена го одржува хемискиот состав на пенестиот раствор, додека ги менува условите како што се надворешни нарушувања, промени во температурата или притисокот, како и ултразвучен третман, сите ефикасни методи за отстранување на пената. Хемиското отстранување на пена се однесува на додавање на одредени супстанции кои реагираат со средствата за пенење за да се намали јачината на течниот филм во пената, намалувајќи ја стабилноста на пената и постигнувајќи отстранување на пена. Ваквите супстанции се нарекуваат противпеначи, од кои повеќето се сурфактанти. Антипеначините обично поседуваат забележителна способност да го намалат површинскиот напон и можат лесно да се адсорбираат на површините, со послаба интеракција меѓу составните молекули, со што се создава лабаво распоредена молекуларна структура. Видовите противпеначи се разновидни, но тие генерално се нејонски сурфактанти, со разгранети алкохоли, масни киселини, естри на масни киселини, полиамиди, фосфати и силиконски масла кои најчесто се користат како одлични противпеначи.
(4) Пена и чистење
Количината на пена не е директно поврзана со ефикасноста на чистењето; повеќе пена не значи подобро чистење. На пример, нејонските сурфактанти може да произведат помалку пена од сапунот, но може да имаат подобри способности за чистење. Сепак, во одредени услови, пената може да помогне во отстранувањето на нечистотијата; на пример, пената од миењето садови помага во отстранувањето на маснотиите, додека чистењето теписи ѝ овозможува на пената да ги отстрани нечистотијата и цврстите загадувачи. Покрај тоа, пената може да сигнализира ефикасност на детергентот; прекумерните масни масти често го спречуваат формирањето меурчиња, предизвикувајќи или недостаток на пена или намалување на постојната пена, што укажува на ниска ефикасност на детергентот. Дополнително, пената може да послужи како индикатор за чистотата на плакнењето, бидејќи нивоата на пена во водата за плакнење често се намалуваат со пониски концентрации на детергент.
09 Процес на перење
Општо земено, миењето е процес на отстранување на несакани компоненти од предметот што се чисти за да се постигне одредена цел. Вообичаено, миењето се однесува на отстранување на нечистотијата од површината на носачот. За време на миењето, одредени хемиски супстанции (како детергенти) дејствуваат така што ја ослабуваат или елиминираат интеракцијата помеѓу нечистотијата и носачот, трансформирајќи ја врската помеѓу нечистотијата и носачот во врска помеѓу нечистотијата и детергентот, овозможувајќи нивно одвојување. Со оглед на тоа што предметите што треба да се чистат и нечистотијата што треба да се отстрани можат многу да варираат, миењето е комплициран процес, кој може да се поедностави на следниов однос:
Носач • Нечистотија + Детергент = Носач + Нечистотија • Детергент. Процесот на перење генерално може да се подели во две фази:
1. Нечистотијата се одвојува од носачот под дејство на детергентот;
2. Одвоената нечистотија се дисперзира и суспендира во медиумот. Процесот на перење е реверзибилен, што значи дека дисперзираната или суспендираната нечистотија потенцијално може повторно да се наталожи на исчистениот предмет. Затоа, ефикасните детергенти не само што треба да ја одвојат нечистотијата од носачот, туку и да ја дисперзираат и суспендираат нечистотијата, спречувајќи ја повторно да се насобере.
(1) Видови нечистотија
Дури и еден единствен предмет може да акумулира различни видови, состави и количини на нечистотија во зависност од контекстот на неговата употреба. Масната нечистотија се состои главно од разни животински и растителни масла и минерални масла (како сурова нафта, мазут, катран од јаглен итн.); цврстата нечистотија вклучува честички како што се саѓи, прашина, 'рѓа и јаглеродна црна боја. Што се однесува до нечистотијата од облеката, таа може да потекнува од човечки секрети како пот, себум и крв; дамки поврзани со храна како дамки од овошје или масло и зачини; остатоци од козметика како кармин и лак за нокти; атмосферски загадувачи како чад, прашина и почва; и дополнителни дамки како мастило, чај и боја. Оваа разновидност на нечистотија генерално може да се категоризира на цврсти, течни и посебни типови.
① Цврста нечистотија: Вообичаени примери се честичките од саѓи, кал и прашина, од кои повеќето имаат тенденција да имаат полнежи - честопати негативно наелектризирани - кои лесно се лепат на влакнестите материјали. Цврстата нечистотија е генерално помалку растворлива во вода, но може да се дисперзира и суспендира во детергенти. Честичките помали од 0,1 μm може да бидат особено тешки за отстранување.
② Течна нечистотија: Тука спаѓаат маслени супстанции растворливи во масло, вклучувајќи животински масла, масни киселини, масни алкохоли, минерални масла и нивни оксиди. Додека животинските и растителните масла и масните киселини можат да реагираат со алкалии за да формираат сапуни, масните алкохоли и минералните масла не подлежат на сапонификација, но можат да се растворат во алкохоли, етри и органски јаглеводороди и можат да се емулгираат и дисперзираат со раствори на детергенти. Течната маслена нечистотија обично е цврсто залепена за влакнести материјали поради силни интеракции.
③ Специјална нечистотија: Оваа категорија се состои од протеини, скроб, крв и човечки секрети како пот и урина, како и сокови од овошје и чај. Овие материјали често цврсто се врзуваат за влакната преку хемиски интеракции, што ги отежнува измивањето. Различни видови нечистотија ретко постојат независно, туку тие се мешаат заедно и се лепат заедно за површините. Често, под надворешни влијанија, нечистотијата може да оксидира, да се распаѓа или да се распаѓа, создавајќи нови форми на нечистотија.
(2) Адхезија на нечистотија
Нечистотијата се лепи за материјали како облека и кожа поради одредени интеракции помеѓу предметот и нечистотијата. Адхезивната сила помеѓу нечистотијата и предметот може да биде резултат на физичко или хемиско адхезија.
① Физичка адхезија: Адхезијата на нечистотија како саѓи, прашина и кал во голема мера вклучува слаби физички интеракции. Општо земено, овие видови нечистотија можат да се отстранат релативно лесно поради нивната послаба адхезија, која главно произлегува од механички или електростатски сили.
A: Механичко лепење**: Ова обично се однесува на цврста нечистотија како прашина или песок што се лепат преку механички средства, што е релативно лесно за отстранување, иако помалите честички под 0,1 μm се доста тешки за чистење.
Б: Електростатска адхезија**: Ова вклучува наелектризирани честички од нечистотија кои реагираат со спротивно наелектризирани материјали; најчесто, влакнестите материјали носат негативни полнежи, што им овозможува да привлекуваат позитивно наелектризирани адхезии како одредени соли. Некои негативно наелектризирани честички сè уште можат да се акумулираат на овие влакна преку јонски мостови формирани од позитивни јони во растворот.
② Хемиска адхезија: Ова се однесува на нечистотија што се лепи за предмет преку хемиски врски. На пример, поларната цврста нечистотија или материјали како 'рѓа имаат тенденција цврсто да се лепат поради хемиските врски формирани со функционални групи како што се карбоксилни, хидроксилни или амински групи присутни во влакнестите материјали. Овие врски создаваат посилни интеракции, што го отежнува отстранувањето на таквата нечистотија; може да бидат потребни посебни третмани за ефикасно чистење. Степенот на адхезија на нечистотијата зависи и од својствата на самата нечистотија и од својствата на површината на која се лепи.
(3) Механизми за отстранување на нечистотија
Целта на перењето е да се отстрани нечистотијата. Ова вклучува користење на различните физички и хемиски дејства на детергентите за да се ослабне или елиминира адхезијата помеѓу нечистотијата и испраните предмети, потпомогнато од механички сили (како рачно триење, тресење на машината за перење или удар на вода), што на крајот доведува до одвојување на нечистотијата.
① Механизам за отстранување на течна нечистотија
A: Влажност: Поголемиот дел од течната нечистотија е мрсна и има тенденција да ги навлажнува разните влакнести предмети, формирајќи мрсен филм врз нивните површини. Првиот чекор во миењето е дејството на детергентот што предизвикува навлажнување на површината.
Б: Механизам на ролување за отстранување на масло: Вториот чекор од отстранувањето на течна нечистотија се случува преку процес на ролување. Течната нечистотија што се шири како филм на површината прогресивно се тркала во капки поради преференцијалното навлажнување на влакнестата површина од страна на течноста за перење, на крајот заменувајќи се со течноста за перење.
② Механизам за отстранување на цврста нечистотија
За разлика од течната нечистотија, отстранувањето на цврстата нечистотија се потпира на способноста на течноста за перење да ги навлажни и честичките нечистотија и површината на носачот. Адсорпцијата на површински активни супстанции на површините на цврстата нечистотија и носачот ги намалува нивните сили на интеракција, со што се намалува јачината на адхезија на честичките нечистотија, што го олеснува нивното отстранување. Понатаму, површински активните супстанции, особено јонските површински активни супстанции, можат да го зголемат електричниот потенцијал на цврстата нечистотија и површинскиот материјал, олеснувајќи го понатамошното отстранување.
Нејонските сурфактанти имаат тенденција да се адсорбираат на генерално наелектризирани цврсти површини и можат да формираат значително адсорбиран слој, што доведува до намалено повторно насобирање на нечистотијата. Катјонските сурфактанти, сепак, можат да го намалат електричниот потенцијал на нечистотијата и површината на носачот, што доведува до намалена одбивање и го отежнува отстранувањето на нечистотијата.
③ Отстранување на посебна нечистотија
Типичните детергенти може да се борат со тврдокорните дамки од протеини, скроб, крв и телесни секрети. Ензимите како протеазата можат ефикасно да ги отстранат протеинските дамки со разградување на протеините во растворливи аминокиселини или пептиди. Слично на тоа, скробот може да се разгради на шеќери со амилаза. Липазите можат да помогнат во разградувањето на триацилглицеролните нечистотии кои често е тешко да се отстранат со конвенционални средства. Дамките од овошни сокови, чај или мастило понекогаш бараат оксидирачки агенси или редуктанси, кои реагираат со групите што создаваат боја за да ги разградат во фрагменти растворливи во вода.
(4) Механизам на хемиско чистење
Горенаведените точки се однесуваат првенствено на перењето со вода. Сепак, поради разновидноста на ткаенините, некои материјали може да не реагираат добро на перењето со вода, што доведува до деформација, бледнеење на бојата итн. Многу природни влакна се шират кога се влажни и лесно се собираат, што доведува до несакани структурни промени. Затоа, хемиското чистење, кое обично користи органски растворувачи, често се претпочита за овие текстили.
Хемиското чистење е поблаго во споредба со влажното перење, бидејќи го минимизира механичкото дејство што би можело да ја оштети облеката. За ефикасно отстранување на нечистотијата при хемиско чистење, нечистотијата се категоризира во три главни типа:
① Нечистотија растворлива во масло: Ова вклучува масла и масти, кои лесно се раствораат во растворувачи за хемиско чистење.
② Нечистотија растворлива во вода: Овој тип може да се раствори во вода, но не и во растворувачи за хемиско чистење, а содржи неоргански соли, скроб и протеини, кои може да кристализираат откако водата ќе испари.
③ Нечистотија што не е растворлива ниту во масло ниту во вода: Ова вклучува супстанции како што се саѓи и метални силикати кои не се раствораат во ниту еден медиум.
Секој вид нечистотија бара различни стратегии за ефикасно отстранување за време на хемиското чистење. Нечистотијата растворлива во масло методолошки се отстранува со употреба на органски растворувачи поради нивната одлична растворливост во неполарни растворувачи. За дамки растворливи во вода, во средството за хемиско чистење мора да има доволно вода бидејќи водата е клучна за ефикасно отстранување на нечистотијата. За жал, бидејќи водата има минимална растворливост во средствата за хемиско чистење, често се додаваат сурфактанти за да се помогне во интегрирањето на водата.
Сурфактантите го зголемуваат капацитетот на средството за чистење за вода и помагаат во обезбедувањето растворливост на нечистотиите растворливи во вода во мицелите. Дополнително, сурфактантите можат да го спречат формирањето нови наслаги од нечистотија по перењето, зголемувајќи ја ефикасноста на чистењето. Мало додавање вода е од суштинско значење за отстранување на овие нечистотии, но прекумерните количини можат да доведат до деформација на ткаенината, со што се наметнува потребата од балансирана содржина на вода во растворите за хемиско чистење.
(5) Фактори што влијаат на дејството на перење
Адсорпцијата на површински активни супстанции на површините и резултирачкото намалување на меѓуслојната напнатост е клучно за отстранување на течна или цврста нечистотија. Сепак, перењето е по природа комплексно, под влијание на бројни фактори дури и кај слични видови детергенти. Овие фактори вклучуваат концентрација на детергент, температура, својства на нечистотија, видови влакна и структура на ткаенината.
① Концентрација на сурфактанти: Мицелите формирани од сурфактанти играат клучна улога во перењето. Ефикасноста на перењето драматично се зголемува откако концентрацијата ќе ја надмине критичната концентрација на мицели (CMC), па оттука детергентите треба да се користат во концентрации повисоки од CMC за ефикасно перење. Сепак, концентрациите на детергент над CMC даваат намалени приноси, што ја прави прекумерната концентрација непотребна.
② Влијание на температурата: Температурата има големо влијание врз ефикасноста на чистењето. Општо земено, повисоките температури го олеснуваат отстранувањето на нечистотијата; сепак, прекумерната топлина може да има негативни ефекти. Зголемувањето на температурата има тенденција да го потпомага распрснувањето на нечистотијата, а може да предизвика и полесно емулгирање на масната нечистотија. Сепак, кај цврсто ткаените ткаенини, зголемената температура што предизвикува отекување на влакната може ненамерно да ја намали ефикасноста на отстранувањето.
Флуктуациите на температурата, исто така, влијаат на растворливоста на сурфактантот, CMC и бројот на мицели, со што влијаат на ефикасноста на чистењето. За многу сурфактанти со долг синџир, пониските температури ја намалуваат растворливоста, понекогаш под нивниот сопствен CMC; затоа, соодветно затоплување може да биде потребно за оптимална функција. Влијанието на температурата врз CMC и мицелите се разликува кај јонските наспроти нејонските сурфактанти: зголемувањето на температурата обично го зголемува CMC на јонските сурфактанти, со што се потребни прилагодувања на концентрацијата.
③ Пена: Постои честа заблуда што ја поврзува способноста за пенење со ефикасноста на перењето - повеќе пена не значи подобро перење. Емпириските докази сугерираат дека детергентите со ниска пена можат да бидат подеднакво ефикасни. Сепак, пената може да помогне во отстранувањето на нечистотијата во одредени намени, како што е миењето садови, каде што пената помага да се истисне маснотијата или при чистењето теписи, каде што ја крева нечистотијата. Покрај тоа, присуството на пена може да укаже дали детергентите функционираат; вишокот маснотии може да го спречи формирањето на пена, додека намалувањето на пената означува намалена концентрација на детергент.
④ Вид на влакна и текстилни својства: Освен хемиската структура, изгледот и организацијата на влакната влијаат на тешкотијата на адхезија и отстранување на нечистотијата. Влакната со груба или рамна структура, како волната или памукот, имаат тенденција полесно да ја заробат нечистотијата од мазните влакна. Тесно ткаените ткаенини првично може да се спротивстават на акумулацијата на нечистотија, но можат да го попречат ефикасното перење поради ограничен пристап до заробената нечистотија.
⑤ Тврдост на водата: Концентрациите на Ca²⁺, Mg²⁺ и други метални јони значително влијаат врз резултатите од перењето, особено за анјонските сурфактанти, кои можат да формираат нерастворливи соли што ја намалуваат ефикасноста на чистењето. Во тврда вода, дури и со соодветна концентрација на сурфактант, ефикасноста на чистењето е помала во споредба со дестилираната вода. За оптимални перформанси на сурфактантот, концентрацијата на Ca²⁺ мора да се минимизира под 1×10⁻6 mol/L (CaCO₃ под 0,1 mg/L), што често бара вклучување на средства за омекнување на водата во формулациите на детергентите.
Време на објавување: 05.09.2024
