1. Поверхневий натяг
Сила скорочення на одиницю довжини на поверхні рідини називається поверхневим натягом, вимірюється в N • M-1.
2. Поверхнева активність та ПАР
Властивість, яка може зменшити поверхневий натяг розчинників, називається поверхневою активністю, а речовини з поверхневою активністю називають поверхневими діючими речовинами.
Поверхнево -активні речовини стосуються поверхневих речовин, які можуть утворювати міцели та інші агрегати у водних розчинах, мають високу поверхневу активність, а також мають змочування, емульгування, піноутворення, промивання та інші функції.
3. Молекулярні структурні характеристики ПАР
ПАР - це органічні сполуки зі спеціальними структурами та властивостями, які можуть суттєво змінити міжфазний натяг між двома фазами або поверхневим натягом рідин (як правило, вода) і мають властивості, такі як змочування, піноутворення, емульгування та промивання.
Структурно кажучи, поверхнево -активні речовини мають загальну характеристику, що містить дві різні функціональні групи у своїх молекулах. Один кінець-це неполярна група, яка розчинна в нафті, але нерозчинна у воді, відома як гідрофобна група або гідрофобна група. Ці гідрофобні групи, як правило, є довголанцюговими вуглеводами, іноді також органічним фтором, органосиліконом, органофосфором, органотиновими ланцюгами тощо. Гідрофільна група повинна мати достатню гідрофільність, щоб забезпечити, щоб весь поверхнево -активна речовина розчинна у воді та мала необхідну розчинність. Через наявність гідрофільних та гідрофобних груп у ПАР вони можуть розчинятися щонайменше в одній фазі рідкої фази. Гідрофільні та олеофільні властивості ПАР називають амфіфільністю.
4. Типи ПАР
ПАР - це амфіфільні молекули, які мають як гідрофобні, так і гідрофільні групи. Гідрофобні групи поверхнево-активних речовин, як правило, складаються з довголанцюгових вуглеводнів, таких як прямий ланцюг алкіл C8-C20, гіллястий ланцюг алкил C8-C20, алкілфеніл (з 8-16 атомами алкільного вуглецю) і т. Д. Різниця у гідрофобних групах в основному лежить у структурних змінах вуглецевих водневих ланцюгів із відносно невеликими різницями, в той час як є більшої кількості гідрофільних груп. Тому властивості ПАР в основному пов'язані з гідрофільними групами на додаток до розміру та форми гідрофобних груп. Структурні зміни гідрофільних груп більші, ніж у гідрофобних груп, тому класифікація ПАР, як правило, базується на структурі гідрофільних груп. Ця класифікація в основному ґрунтується на тому, чи гідрофільні групи є іонними, ділячи їх на аніонні, катіонні, неіонні, Zwitterionic та інші спеціальні типи ПАР.
5. Характеристика водного розчину ПАР
① Адсорбція ПАР у інтерфейсах
Молекули поверхнево -активної речовини мають ліпофільні та гідрофільні групи, що робить їх амфіфільними молекулами. Вода - сильно полярна рідина. Коли поверхнево -активні речовини розчиняються у воді, згідно з принципом подібності полярності та різниці полярності, їх гідрофільні групи притягуються до водної фази і розчиняються у воді, тоді як їх ліпофільні групи відбивають воду та залишають воду. Як результат, молекули поверхнево -активної речовини (або іони) адсорбують на інтерфейсі між двома фазами, зменшуючи міжфазний натяг між двома фазами. Чим більше молекул поверхнево -активної речовини (або іонів) адсорбуються на інтерфейсі, тим більше зменшення міжфазної напруги.
② Деякі властивості мембрани адсорбції
Поверхневий тиск адсорбційної мембрани: поверхнево-активні речовини адсорбують на інтерфейсі газо-рідини, утворюючи адсорбційну мембрану. Якщо на інтерфейсі розміщується плаваюча пластина без тертя, а плаваюча пластина штовхає адсорбційну мембрану вздовж поверхні розчину, мембрана чинить тиск на плаваючу пластину, яка називається поверхневим тиском.
Поверхнева в'язкість: Як і поверхневий тиск, поверхнева в'язкість - це властивість, що демонструється нерозчинними молекулярними плівками. Підвішіть платинове кільце тонким металевим дротом, зробіть його площину контактом з поверхнею води в раковині, обертайте платиновим кільцем, платинове кільце перешкоджає в'язкості води, а амплітуда поступово послаблює, згідно з якою можна виміряти поверхневу в'язкість. Метод: спочатку проводити експерименти на чисту водну поверхню, виміряти амплітудну ослаблення, потім виміряти ослаблення після утворення поверхневої маски для обличчя та обчисліть в'язкість поверхневої маски для обличчя від різниці між ними.
Поверхнева в'язкість тісно пов'язана з твердістю поверхневої маски для обличчя. Оскільки адсорбційна плівка має поверхневий тиск і в'язкість, вона повинна бути еластичною. Чим вище поверхневий тиск і в'язкість адсорбційної мембрани, тим більший її пружній модуль. Еластичний модуль поверхневої адсорбційної плівки має велике значення в процесі стабілізації піни.
③ Формування міцел
Розведений розчин поверхнево -активних речовин дотримується законів ідеальних рішень. Кількість адсорбції ПАР на поверхні розчину збільшується при концентрації розчину. Коли концентрація досягає або перевищує певне значення, кількість адсорбції більше не збільшується. Ці надмірні молекули ПАР у розчині невпорядковані або існують регулярно. І практика, і теорія показали, що вони утворюють агрегати в розчині, які називаються міцелами.
Критична концентрація міцел: Мінімальна концентрація, при якій поверхнево -активні речовини утворюють міцели в розчині, називається критичною концентрацією міцел.
④ Значення CMC загальної ПАР.
6. Гідрофільне та олеофільне рівноважне значення
HLB означає гідрофільний ліпофільний баланс, який представляє гідрофільні та ліпофільні рівноважні значення гідрофільних та ліпофільних груп ПАР, тобто значення HLB поверхнево -активної речовини. Високе значення HLB вказує на сильну гідрофільність та слабку ліпофільність молекули; Навпаки, він має сильну ліпофільність і слабку гідрофільність.
① Положення про значення HLB
Значення HLB є відносним значенням, тому, формулюючи значення HLB, як стандарт, значення HLB парафіну без гідрофільних властивостей встановлюється на 0, тоді як значення HLB додецилсульфату натрію з сильною розчинністю води встановлюється на 40. Взагалі кажучи, емульгатори зі значеннями HLB менше 10 є ліпофільними, тоді як емульгатори зі значеннями HLB, що перевищують 10, є гідрофільними. Тому поворотна точка від ліпофільності до гідрофільності становить приблизно 10.
7. Емпугування та солюбілізаційні ефекти
Дві не зізнаються рідини, одна, що утворюються за допомогою диспергування частинок (крапельки або рідких кристалів) в іншій, називаються емульсіями. При формуванні емульсії міжфазна область між двома рідинами збільшується, що робить систему термодинамічно нестабільною. Для стабілізації емульсії потрібно додати третій компонент - емульгатор - для зменшення міжфазної енергії системи. Емульгатори належать до ПАР, і їх основна функція - діяти як емульгатори. Фаза, в якій крапельки існують в емульсії, називається дисперсною фазою (або внутрішньою фазою, переривчастою фазою), а інша фаза, з'єднана між собою, називається дисперсованою середовищем (або зовнішньою фазою, безперервною фазою).
① емульгатори та емульсії
Поширені емульсії складаються з однієї фази води або водного розчину, а інша фаза органічних сполук, не змальованих водою, такі як олії, воски тощо. Емульсія, утворена водою та олією, може бути розділена на два типи на основі їх дисперсії: олія, дисперсована у воді, утворює воду в масляній емульсії, представлену O/W (маслом/вода); Вода, що диспергувала в нафті, утворює воду в нафтової емульсії, представлену W/O (вода/олія). Крім того, також може утворюватися складна вода в олії у воді з/о/м і маслом у воді у масляних емульсіях.
Емульгатор стабілізує емульсію за рахунок зменшення міжфазної напруги та утворення моношарної маски для обличчя.
Вимоги до емульгаторів в емульгуванні: A: емульгатори повинні мати можливість адсорбувати або збагачуватися в інтерфейсі між двома фазами, зменшуючи міжфазну напругу; B: Емульгатори повинні надати частинкам електричний заряд, викликаючи електростатичне відштовхування між частинками або утворюючи стабільну, високо в'язку захисну плівку навколо частинок. Отже, речовини, що використовуються як емульгатори, повинні мати амфіфільні групи, щоб мати емульгуючі ефекти, і поверхнево -активні речовини можуть відповідати цій вимозі.
② Методи підготовки емульсій та факторів, що впливають на стабільність емульсії
Існує два методи підготовки емульсій: один - використовувати механічні методи для розповсюдження рідини в дрібні частинки в іншій рідині, яка зазвичай використовується в промисловості для приготування емульсій; Іншим методом є розчинення рідини в молекулярному стані в іншій рідині, а потім дозволити їй належним чином агрегати, утворюючи емульсію.
Стабільність емульсій відноситься до їх здатності протистояти агрегації частинок і викликати поділ фаз. Емульсії - це термодинамічно нестабільні системи зі значною вільною енергією. Тому стабільність емульсії фактично стосується часу, необхідного для того, щоб система досягла рівноваги, тобто час, необхідний для відокремлення рідини в системі.
Коли в масці обличчя є полярні органічні молекули, такі як жирний спирт, жирна кислота та жирне амін, міцність мембрани значно зростає. Це пояснюється тим, що молекули емульгатора в адсорбційному шарі інтерфейсу взаємодіють з полярними молекулами, такими як алкоголь, кислота та амін, утворюючи "комплекс", що збільшує міцність інтерфейсу маски для обличчя.
Емульгатори, що складаються з двох або більше поверхневих речовин, називаються змішаними емульгаторами. Змішані емульгатори адсорбують на інтерфейсі води/нафти, а міжмолекулярні взаємодії можуть утворювати комплекси. Через сильну міжмолекулярну взаємодію міжфазне напруження значно зменшується, кількість емульгатора, адсорбованого на інтерфейсі, значно збільшується, а щільність та міцність утвореної міжфазної маски для обличчя збільшуються.
Заряд крапель має значний вплив на стабільність емульсій. Стабільні емульсії, як правило, мають краплі з електричними зарядами. Використовуючи іонні емульгатори, іони емульгаторів, адсорбовані на інтерфейсі, вставляють свої ліпофільні групи в нафтову фазу, тоді як гідрофільні групи знаходяться у водній фазі, тим самим роблячи краплі заряджені. Через те, що крапельки емульсії несуть однаковий заряд, вони відбивають один одного і не легко агломеруються, що призводить до підвищення стабільності. Видно, що чим більше іонів емульгату, адсорбованих на крапельках, тим більшим їх зарядом і тим більша їх здатність запобігти злиття крапельки, роблячи емульсійну систему більш стабільною.
В'язкість дисперсійного середовища емульсії має певний вплив на стабільність емульсії. Як правило, чим вище в'язкість диспергінгового середовища, тим вище стабільність емульсії. Це пояснюється тим, що в'язкість розсіювального середовища висока, що сильно перешкоджає броунівському руху крапель рідини, уповільнює зіткнення між краплями і підтримує стабільну систему. Полімерні речовини, які зазвичай розчиняються в емульсіях, можуть підвищити в'язкість системи та підвищити стабільність емульсії. Крім того, полімер також може утворювати тверду інтерфейсну маску для обличчя, що робить емульсійну систему більш стійкою.
У деяких випадках додавання суцільного порошку також може стабілізувати емульсію. Твердий порошок не знаходиться у воді, олії або в інтерфейсі, залежно від здатності до змочування олії та води на твердому порошку. Якщо твердий порошок не повністю змочує водою і його можна змочити олією, він залишатиметься на інтерфейсі водяного масла.
Причина, чому твердий порошок не стабілізує емульсію, полягає в тому, що порошок, зібраний на інтерфейсі, не зміцнює маску для обличчя інтерфейсу, яка схожа на молекули адсорбції інтерфейсу. Отже, чим ближче тверді частинки порошку розташовані на інтерфейсі, тим більш стійкою буде емульсія.
Поверхнево -активні речовини мають здатність значно підвищити розчинність органічних сполук, які є нерозчинними або злегка розчинними у воді після утворення міцел у водному розчині, і розчин прозорий на даний момент. Цей ефект міцел називається солюбілізацією. Поверхнево -активні речовини, які можуть виробляти солюбілізуючі ефекти, називаються солюбілізаторами, а органічні сполуки, які солюбілізовані, називаються солюбілізованими сполуками.
8. Піна
Піна відіграє важливу роль у процесі прання. Піна відноситься до дисперсійної системи, в якій газ розпорошується в рідині або твердих. Газ - фаза дисперсії, а рідкий або твердий - дисперсійне середовище. Перший називається рідкою піною, тоді як другий називається твердою піною, наприклад, пінопластом, пінопласт, пінопласт тощо.
(1) Формування піни
Піна тут стосується агрегації бульбашок, розділених рідкою плівкою. Через велику різницю щільності між дисперсною фазою (газом) та дисперсним середовищем (рідиною) та низькою в'язкістю рідини піна завжди може швидко піднятися до рівня рідини.
Процес утворення піни полягає в тому, щоб принести в рідину велику кількість газу, а бульбашки в рідині швидко повертаються до поверхні рідини, утворюючи бульбашковий агрегат, розділений невеликою кількістю рідини та газу
Піна має дві чудові характеристики морфології: одна полягає в тому, що бульбашки як дисперсна фаза часто є багатогранними, оскільки на перетині бульбашок є тенденція до того, щоб рідка плівка стала тоншою, що робить бульбашки полігедричними. Коли рідка плівка певною мірою стає тоншою, бульбашки зламаються; По -друге, чиста рідина не може утворювати стабільну піну, але рідина, яка може утворювати піну, - це щонайменше два або більше компонентів. Водне рішення ПАР - це типова система, проста для генерування піни, а її здатність генерувати піну також пов'язана з іншими властивостями.
Поверхнево -активні речовини з хорошою піноутворенням називаються піноутворюючими агентами. Незважаючи на те, що піноутворення має хорошу здатність до піни, сформована піна може не мати можливості тривалий час підтримувати, тобто її стабільність може бути не хорошою. Для підтримки стабільності піни речовину, яка може підвищити стабільність піни, часто додається до піноутворення, який називається стабілізатором піни. Загально застосовувані стабілізатори піни є лауроїл діетаноламін та додецил -диметил амін оксид.
(2) Стабільність піни
Піна - це термодинамічно нестабільна система, і остаточна тенденція полягає в тому, що загальна площа поверхні рідини в системі зменшується, а вільна енергія зменшується після розриву міхурів. Процес дефомування - це процес, в якому рідка плівка, що розділяє газ, змінює товщину, поки вона не розривається. Тому стабільність піни в основному визначається швидкістю розряду рідини та міцністю рідкої плівки. Існує кілька інших впливів.
① поверхневий натяг
З енергетичної точки зору, низький поверхневий натяг є більш сприятливим для утворення піни, але воно не може гарантувати стабільність піни. Низький поверхневий натяг, різниця з низьким тиском, повільна швидкість розряду рідини та повільне витончення рідини сприяють стабільності піни.
② Поверхнева в'язкість
Ключовим фактором, що визначає стабільність піни, є міцність рідкої плівки, яка в основному визначається твердістю поверхневої адсорбційної плівки, вимірюється поверхневою в'язкістю. Експерименти показують, що піна, що виробляється розчином з більш високою в'язкістю поверхні, має довше життя. Це пояснюється тим, що взаємодія між адсорбованими молекулами на поверхні призводить до збільшення міцності мембрани, тим самим покращуючи термін піни.
③ Рішення В'язкість
Коли в'язкість самої рідини збільшується, рідину в рідкій плівці нелегко розрядити, а швидкість витончення товщини рідкої плівки повільна, що затримує час розриву рідкої плівки і підвищує стабільність піни.
④ Ефект "відновлення" поверхневого натягу
Поверхнево -активні речовини, адсорбовані на поверхні рідкої плівки, здатні протистояти розширенню або скороченню поверхні рідкої плівки, яку ми називаємо ефектом відновлення. Це пояснюється тим, що на поверхні є рідка плівка поверхневих речовин, а розширення площі її поверхні зменшить концентрацію поверхневих адсорбованих молекул та збільшить поверхневий натяг. Подальше розширення поверхні потребує більших зусиль. І навпаки, усадка поверхні збільшить концентрацію адсорбованих молекул на поверхні, зменшуючи поверхневий натяг і перешкоджає подальшій усадці.
⑤ Дифузія газу через рідку плівку
Завдяки існуванню капілярного тиску тиск невеликих бульбашок у піні вищий, ніж у великих бульбашок, що спричинить газ у невеликих бульбашках, що дифундують у великі бульбашки низького тиску через рідку плівку, що призводить до того, що явища, що невеликі бульбашки стають меншими, великі бульбашки стають більшими, а нарешті піноплавця. Якщо додавання ПАР, піна буде рівномірною і щільною при пінні, і її непросто. Оскільки ПАР уважно розташована на рідкій плівці, важко провітратися, що робить піну більш стійкою.
⑥ Вплив поверхневого заряду
Якщо пінопластова плівка заряджається тим самим символом, дві поверхні рідкої плівки відштовхуватимуть один одного, запобігаючи рідкій плівці проріджування або навіть руйнування. Іонні поверхнево -активні речовини можуть забезпечити цей стабілізуючий ефект.
На закінчення, сила рідкої плівки є ключовим фактором для визначення стабільності піни. Як поверхнево -активна речовина для піноутворювальних агентів та стабілізаторів піни, герметичність та твердість поверхневих адсорбованих молекул є найважливішими факторами. Коли взаємодія між адсорбованими молекулами на поверхні сильна, адсорбовані молекули тісно розташовані, що не тільки робить саму поверхневу маску для обличчя високою міцністю, але й робить розчин, прилеглим до поверхневої маски для обличчя, важко протікати через високу в'язкість поверхні, а рідкісна плівка є відносно складною для стікання рідкої плівки. Крім того, тісно розташовані поверхневі молекули також можуть знизити проникність молекул газу і, таким чином, підвищити стабільність піни.
(3) знищення піни
Основний принцип знищення піни - це змінити умови для виробництва піни або усунення факторів стабільності піни, тому існують два методи дефомування, фізичні та хімічні речовини.
Фізичне дефомування полягає в тому, щоб змінити умови, за яких піна генерується, зберігаючи хімічний склад пінопластового розчину незмінним. Наприклад, порушення зовнішньої сили, зміна температури або тиску та ультразвукове лікування - це всі ефективні фізичні методи для усунення піни.
Метод хімічного дефування полягає в тому, щоб додати деякі речовини для взаємодії з піноутворенням, зменшити міцність рідкої плівки в піні, а потім знизити стабільність піни для досягнення мети розбещення. Такі речовини називаються дефоамерами. Більшість дефоамерів - поверхнево -активні речовини. Тому, згідно з механізмом дефоамінгу, дефоамери повинні мати сильну здатність зменшувати поверхневий натяг, легко адсорбуватись на поверхні та мати слабкі взаємодії між поверхневими адсорбованими молекулами, що призводить до відносно вільної структури розташування адсорбованих молекул.
Існують різні типи дефоамерів, але вони в основному неіонні поверхнево-активні речовини. Неойнічні поверхнево -активні речовини мають властивості проти піноутворення поблизу або вище їх хмарної точки і зазвичай використовуються як дефоамери. Спирти, особливо ті, що мають розгалужені структури, жирні кислоти та ефіри, поліаміди, фосфати, силіконові олії тощо, також зазвичай використовуються як відмінні дефоамери.
(4) піна і миття
Не існує прямого зв’язку між піною та ефектом промивання, а кількість піни не означає, що ефект промивання хороший чи поганий. Наприклад, піноутворення неіонних поверхнево-активних речовин набагато поступається милу, але їх потужність очищення набагато краща, ніж мило.
У деяких випадках піна корисна для видалення бруду. Наприклад, під час миття посуду в домашніх умовах піна миючого засобу може забрати краплі масла, змиті; Під час очищення килима піна допомагає забрати тверду бруд, наприклад, пил і порошок. Крім того, піну іноді можна використовувати як ознаку того, чи є миючий засіб ефективним, оскільки плями жирної олії можуть гальмувати піну миючого засобу. Коли занадто багато плям нафти і занадто мало миючого засобу, піни не буде, або оригінальна піна зникне. Іноді піну також можна використовувати як індикатор того, чи чистим промиванням. Оскільки кількість піни в розчині промивання має тенденцію до зменшення вмісту миючого засобу, ступінь промивання може бути оцінена за кількістю піни.
9. Процес миття
У широкому розумінні миття - це процес видалення небажаних компонентів з об'єкта, що промивається, і досягнення певної мети. Миття у звичайному сенсі відноситься до процесу видалення бруду з поверхні носія. Під час промивання взаємодія між брудом і носієм ослаблена або усувається шляхом дії деяких хімічних речовин (таких як миючі засоби), перетворюючи комбінацію бруду та носія в поєднання бруду та миючого засобу, в кінцевому рахунку спричиняючи бруд і носій. Оскільки об'єкти, які слід промивати, і бруд, який слід видалити, різноманітні, миття - це дуже складний процес, а основний процес промивання може бути представлений наступними простими стосунками
Носій • бруд+миючий засіб = носій+бруд • миючий засіб
Процес промивання зазвичай можна розділити на два етапи: один - це розділення бруду та його носія під дією миючого засобу; Друга полягає в тому, що відокремлений бруд розповсюджується і призупиняється в середовищі. Процес промивання - це оборотний процес, а бруд, який диспергується або суспендується в середовищі, також може осаджувати з середовища на прання. Тому відмінний миючий засіб повинен мати не лише здатність відірвати бруд від носія, але й мати хорошу здатність розійтати та призупиняти бруд, і запобігти знову бруду.
(1) Типи бруду
Навіть для одного і того ж елемента тип, композиція та кількість бруду будуть змінюватися залежно від середовища використання. Бруд тіла нафти в основному включає тваринні та рослинні олії, а також мінеральні олії (наприклад, сирої олії, мазуа, вугільного дьогтя тощо), тоді як твердий бруд в основному включає дим, пил, іржу, вуглець і т. Д. З точки зору одягу бруду, є бруд з людського тіла, наприклад, піт, серо, кров тощо; Бруд з їжі, такі як плями з фруктами, їстівні плями олії, приправа плями, крохмаль тощо; Бруд, принесений косметикою, такою як помада та лак для нігтів; Бруд з атмосфери, наприклад, дим, пил, грунт тощо; Інші матеріали, такі як чорнило, чай, фарба тощо. Можна сказати, що існують різні та різноманітні типи.
Різні типи бруду зазвичай можна розділити на три категорії: твердий бруд, рідкий бруд та спеціальний бруд.
① Поширений твердий бруд включає такі частинки, як попеля, грязь, ґрунт, іржа та вуглець. Більшість цих частинок мають поверхневий заряд, переважно негативний, і легко адсорбуються на фіброзах. Як правило, твердий бруд важко розчинити у воді, але його можна розсіювати та суспендувати за допомогою миючих розчинів. Твердий бруд з дрібними частинками важко видалити.
② Рідка бруд - здебільшого розчинна нафта, включаючи тваринні та рослинні олії, жирні кислоти, жирні спирти, мінеральні олії та їх оксиди. Серед них тваринні та рослинні олії та жирні кислоти можуть зазнавати омивання лужним, тоді як жирні спирти та мінеральні олії не оминуть лугом, але можуть розчинятися в спиртах, ефірах та вуглеводневих органічних розчинниках, а також бути емульгованими та розповсюдженими водними розчинами миючих засобів. Розчинна масляна рідина бруд, як правило, має сильну силу взаємодії з волокнистими предметами і міцно адсорбується на волокнах.
③ Спеціальний бруд включає білок, крохмаль, кров, людські виділення, такі як піт, шкірне сало, сеча, а також фруктовий сік, чайний сік тощо. Більшість цих типів бруду можуть сильно адсорбуватися на волокнисті об'єкти через хімічні реакції. Тому мити це досить складно.
Різні типи бруду рідко існують поодинці, часто змішані разом і адсорбуються разом на предметах. Бруд може іноді окислювати, розкладатися або розпадатися під зовнішніми впливами, що призводить до утворення нового бруду.
(2) ефект адгезії бруду
Причина, чому одяг, руки тощо можуть забруднитися, полягає в тому, що існує якась взаємодія між предметами та брудом. Існують різні адгезійні ефекти бруду на предмети, але вони в основному є фізичною адгезією та хімічною адгезією.
① Фізична адгезія сигаретної золи, пилу, осаду, вуглецевого чорного кольору та інших речовин до одягу. Взагалі кажучи, взаємодія між прилипаним брудом і забрудненим об'єктом є відносно слабкою, а видалення бруду також відносно просте. Згідно з різними силами, фізична адгезія бруду можна розділити на механічну адгезію та електростатичну адгезію.
A: Механічна адгезія в основному відноситься до адгезії твердого бруду, такого як пил і осад. Механічна адгезія - це слабкий метод адгезії для бруду, який майже можна видалити простими механічними методами. Однак, коли розмір частинок бруду невеликий (<0,1um), його складніше видалити.
Б: Електростатична адгезія в основному проявляється дією заряджених частинок бруду на об'єкти з протилежними зарядами. Більшість волокнистих предметів несуть негативний заряд у воді і легко дотримуються позитивно зарядженої бруду, наприклад, вапно. Деякі бруд, хоча негативно заряджені, такі як частинки вуглецю у водних розчинах, можуть дотримуватися волокон через іонні мости, утворені позитивними іонами (наприклад, Ca2+, Mg2+тощо) у воді (іони діють між множинними протилежними зарядами, що діють як мости).
Статична електроенергія сильніша, ніж проста механічна дія, що ускладнює усунення бруду.
③ Видалення спеціального бруду
Білок, крохмаль, людські виділення, фруктовий сік, чайний сік та інші види бруду важко видалити із загальними поверхнево -активними речовинами та потребують спеціальних методів лікування.
Білкові плями, такі як вершки, яйця, кров, молоко та шкірна екскрета, схильні до згортання та денатурації на волокнах і дотримуються більш міцно. Для забруднення білка протеазу можна використовувати для її видалення. Протеаза може розщеплювати білки в бруді на водорозчинні амінокислоти або олігопептиди.
Плями крохмалю в основному надходять з їжі, а інші, такі як м'ясні соки, паста тощо. Крохматні ферменти мають каталітичний вплив на гідроліз крохмальних плям, розбиваючи крохмаль на цукри.
Ліпаза може каталізувати розкладання деяких тригліцеридів, які важко видалити звичайними методами, такими як сало, що виділяються людським тілом, їстівними маслами тощо, щоб розбити тригліцериди на розчинний гліцерин та жирні кислоти.
Деякі кольорові плями з фруктового соку, чайного соку, чорнила, помади тощо часто важко ретельно очистити навіть після повторного промивання. Цей тип плям можна видалити реакціями відновлення окислення за допомогою окислювачів або відновлювальних засобів, таких як відбілювач, які розбивають структуру хромофорних або хромофорних груп і деградують їх на менші водорозчинні компоненти.
З точки зору сухого очищення, є приблизно три типи бруду.
① Розчинна олія Розчинна бруд включає різні олії та жири, які є рідкими або жирними та розчинними у розчинниках сухого очищення.
② Водна розчинна бруд розчинна у водному розчині, але нерозчинний у сухих очисних агентах. Осаджується він, а після випаровування води, зернисті тверді речовини, такі як неорганічні солі, крохмаль, білки тощо.
③ Нерозчинна брудна вода нерозчинна як у розчинниках води, так і у сухих очисних розчинниках, таких як вуглецевий чорний, різні металеві силікати та оксиди.
Через різні властивості різних типів бруду існують різні способи видалення бруду в процесі сухого очищення. Розчинна олія розчинна бруд, такі як тваринні та рослинні олії, мінеральні олії та жири, легко розчинні в органічних розчинниках і їх можна легко видалити під час сухого очищення. Відмінна розчинність розчинників для сухого очищення для масла та жиру по суті пов'язана з силами Ван -дер Ваальса між молекулами.
Для видалення водорозчинної бруду, таких як неорганічні солі, цукри, білки, піт тощо, необхідно також додати відповідну кількість води до сухого очисного засобу, інакше водяний бруд важко видалити з одягу. Але воду важко розчиняти в засобах сухого очищення, тому для збільшення кількості води потрібно додати поверхнево -активні речовини. Вода, присутня в засобах сухого очищення, може зволожувати бруд та поверхню одягу, що дозволяє легко взаємодіяти з полярними групами ПАР, що сприятливо для адсорбції ПАР на поверхні. Крім того, коли поверхнево-активні речовини утворюють міцели, водорозчинний бруд та вода можуть бути солюбілізовані в міцели. Поверхнево -активні речовини можуть не тільки збільшити вміст води в розчинниках сухого очищення, але й запобігти повторному осадженню бруду для посилення ефекту очищення.
Наявність невеликої кількості води необхідна для видалення водорозчинної бруду, але надмірна вода може спричинити деформацію, зморшку тощо, тому вміст води в сухому мигуванні повинен бути помірним.
Тверді частинки, такі як зола, грязь, ґрунт та вуглець, які не є ні водорозчинними, ні розчинними нафтою, як правило, прилягають до одягу електростатичною адсорбцією або поєднанням з плямами нафти. У сухому чистці поточний та вплив розчинників можуть спричинити відпадання бруду електростатичними силами, в той час як засоби для очищення сухого очищення можуть розчиняти плями з маслом, викликаючи тверді частинки, які поєднуються з плямами нафти і прилипають до одягу, що впаде з сухого очисного засобу. Невелика кількість води та поверхнево -активних речовин у сухому очисному засобі може стабільно призупинити і розповсюджувати тверді частинки бруду, які падають, не дозволяючи їм знову осідати на одяг.
(5) Фактори, що впливають на ефект прання
Адсорбція поверхнево -активної речовини на інтерфейсі та зменшення поверхневого (міжфазного) натягу є основними факторами для видалення рідкого або твердого забруднення. Але процес промивання є відносно складним, і навіть на ефект миття одного типу миючого засобу впливає багато інших факторів. Ці фактори включають концентрацію миючого засобу, температури, природу бруду, тип волокна та структури тканини.
① Концентрація ПАР
Міцела ПАР у рішенні відіграють важливу роль у процесі прання. Коли концентрація досягає критичної концентрації міцел (CMC), ефект промивання різко збільшується. Тому концентрація миючого засобу в розчиннику повинна бути вище, ніж значення CMC, щоб досягти хорошого ефекту промивання. Однак, коли концентрація ПАР перевищує значення CMC, ефект збільшення промивання стає менш значущим, а надмірне збільшення концентрації ПАР є непотрібним.
При використанні солюбілізації для видалення плям від масла, навіть якщо концентрація вище значення CMC, ефект солюбілізації все ще збільшується зі збільшенням концентрації ПАР. У цей час доцільно використовувати миючий засіб на місцевому рівні, наприклад, на манжетах та комірах одягу, де багато бруду. При промиваннях спочатку можна застосувати шар миючого засобу для поліпшення ефекту солюбілізації ПАР на плями нафти.
② Температура суттєво впливає на ефект очищення. Загалом, підвищення температури є корисним для видалення бруду, але іноді надмірна температура також може спричинити несприятливі фактори.
Підвищення температури сприятливе для дифузії бруду. Плями твердого масла легко емульгують, коли температура перевищує температуру плавлення, а волокна також збільшують ступінь розширення за рахунок підвищення температури. Усі ці фактори корисні для видалення бруду. Однак для тісних тканин мікромії між волокнами зменшуються після розширення волокна, що не сприяє видаленню бруду.
Зміни температури також впливають на розчинність, значення CMC та розмір міцели поверхнево -активних речовин, тим самим впливаючи на ефект промивання. Поверхнево -активні речовини з довгим вуглецевим ланцюгом мають меншу розчинність при низьких температурах, а іноді навіть нижчу розчинність, ніж значення CMC. У цьому випадку температура промивання повинна бути належним чином підвищена. Вплив температури на значення CMC та розмір міцели відрізняється для іонних та неіонних поверхнево-активних речовин. Для іонних поверхнево -активних речовин збільшення температури, як правило, призводить до збільшення значення CMC та зменшення розміру міцел. Це означає, що концентрацію ПАР повинні бути збільшені в розчині промивання. Для неіонних поверхнево-активних речовин підвищення температури призводить до зниження їх значення CMC та значного збільшення розміру міцел. Видно, що належне підвищення температури може допомогти неіонним ПАР здійснювати їх поверхневу активність. Але температура не повинна перевищувати її хмарної точки.
Коротше кажучи, найбільш підходяща температура промивання пов'язана з формулою миючого засобу та об'єктом промивання. Деякі миючі засоби мають хороші ефекти для очищення при кімнатній температурі, тоді як деякі миючі засоби мають значно різні ефекти очищення для холодного та гарячого промивання.
③ Піна
Люди часто плутають здатність до піноутворення з ефектом миття, вважаючи, що миючі засоби з сильною здатністю до піноутворення мають кращі ефекти миття. Результати показують, що ефект прання безпосередньо не пов'язаний з кількістю піни. Наприклад, використання низького піноутворення для промивання не має гіршого ефекту промивання, ніж миючий засіб з високим вмістом піни.
Хоча піна не пов'язана безпосередньо з миттям, піна все ще корисна для видалення бруду в деяких ситуаціях. Наприклад, піна миття рідини може виносити краплі олії під час промивання посуду вручну. Під час очищення килима піна також може забрати тверді частинки бруду, такі як пил. Пил пояснює велику частку килимового бруду, тому очищувач килимів повинен мати певну здатність до піни.
Сила піни також важлива для шампуню. Тонка піна, вироблена рідиною під час миття волосся або купання, змушує людей відчувати себе комфортно.
④ Типи волокон та фізичні властивості текстилю
Окрім хімічної структури волокон, що впливають на адгезію та видалення бруду, поява волокон та організаційна структура ниток та тканин також впливають на складність видалення бруду.
Ваги вовняних волокон і плоска смуга, як структура бавовняних волокон, більш схильні на накопичення бруду, ніж гладкі волокна. Наприклад, Carbon Black прилипається до целюлозної плівки (клейкої плівки) легко усунути, тоді як вуглець чорний до бавовняної тканини важко вимити. Наприклад, поліефірні тканини коротких волокон більш схильні до накопичення плям нафти, ніж тканини з довгими волокнами, а плями з маслом на тканинах коротких волокон також складніше видалити, ніж на тканинах довгих волокон.
Щільно скручені нитки та тісні тканини, завдяки невеликим мікроміям між волокнами, можуть протистояти інвазії бруду, але також запобігти вилученню очисного розчину внутрішнього бруду. Тому тісні тканини мають хорошу стійкість до бруду на початку, але його також важко очистити, коли забруднені.
⑤ Твердість води
Концентрація іонів металів, таких як Ca2+та Mg2+у воді, має значний вплив на ефект промивання, особливо коли аніонні поверхнево -активні речовини стикаються з іонами Са2+та Mg2+, щоб утворити солі кальцію та магнію з поганою розчинністю, що може знизити їх здатність до чищення. Навіть якщо концентрація поверхнево -активних речовин має велику воду, їх ефект очищення все ще набагато гірший, ніж у дистиляції. Для досягнення найкращого ефекту промивання ПАР, концентрацію іонів Са2+у воді слід зменшити до нижче 1 × 10-6mol/л (Caco3 слід зменшити до 0,1 мг/л). Це вимагає додавання різних пом'якшувачів до миючого засобу.
Час посади: 16-2024 серпня