1. Повърхностно напрежение
Силата на свиване на единица дължина върху повърхността на течност се нарича повърхностно напрежение, измерена в N • m-1.
2. Повърхностна активност и повърхностно активно вещество
Свойството, което може да намали повърхностното напрежение на разтворителите, се нарича повърхностна активност, а вещества с повърхностна активност се наричат повърхностно активни вещества.
Повърхностното активно вещество се позовава на повърхностни активни вещества, които могат да образуват мицели и други агрегати във водни разтвори, имат висока повърхностна активност, а също така имат намокряне, емулгиране, пенене, измиване и други функции.
3. Молекулярни структурни характеристики на повърхностно активното вещество
ПАВ е органични съединения със специални структури и свойства, които могат значително да променят междуфазното напрежение между две фази или повърхностното напрежение на течностите (обикновено вода) и имат свойства като намокряне, пенене, емулгиране и измиване.
Структурно казано, повърхностноактивните вещества споделят обща характеристика за съдържането на две различни функционални групи в техните молекули. Единият край е неполярна група с дълга верига, която е разтворима в масло, но неразтворима във вода, известна като хидрофобна група или хидрофобна група. Тези хидрофобни групи обикновено са въглеводороди с дълга верига, понякога също органичен флуор, органозиликон, органофосфор, органотинови вериги и др. Другият край е водоразтворима функционална група, а именно хидрофилна група или хидрофилна група. Хидрофилната група трябва да има достатъчна хидрофилност, за да гарантира, че целият ПАВ е разтворим във вода и има необходимата разтворимост. Поради наличието на хидрофилни и хидрофобни групи при повърхностноактивни вещества, те могат да се разтворят в поне една фаза от течната фаза. Хидрофилните и олеофилните свойства на повърхностноактивните вещества се наричат амфифиличност.
4.Типове повърхностноактивни вещества
Повърхностноактивните вещества са амфифилни молекули, които имат както хидрофобни, така и хидрофилни групи. Хидрофобните групи повърхностноактивни вещества обикновено са съставени от въглеводороди с дълга верига, като алкил C8-C20 с права верига, разклонена верига алкил С8-C20, алкилфенил (с 8-16 алкилови въглеродни атоми) и др. Разликата в хидрофобните групи се намира главно в структурните промени на въглеродните водородни групи. Следователно свойствата на повърхностноактивните вещества са свързани главно с хидрофилни групи в допълнение към размера и формата на хидрофобните групи. Структурните промени на хидрофилните групи са по -големи от тези на хидрофобните групи, така че класификацията на повърхностноактивните вещества обикновено се основава на структурата на хидрофилните групи. Тази класификация се основава главно на това дали хидрофилните групи са йонни, разделяйки ги на анионни, катионни, неионни, zwitterionic и други специални видове повърхностноактивни вещества.
5. Характеристики на водния разтвор на повърхностно активното вещество
① Адсорбция на повърхностноактивни вещества на интерфейси
Молекулите на ПАВ имат липофилни и хидрофилни групи, което ги прави амфифилни молекули. Водата е силно полярна течност. Когато повърхностноактивните вещества се разтварят във вода, според принципа на сходството на полярността и отблъскването на разликата в полярността, техните хидрофилни групи са привлечени от водната фаза и се разтварят във вода, докато липофилните им групи отблъскват водата и напускат водата. В резултат на това молекулите на ПАВ (или йони) се адсорбират на интерфейса между двете фази, намалявайки междуфазното напрежение между двете фази. Колкото повече молекули (или йони) се адсорбират на интерфейса, толкова по -голямо е намаляването на междуфазното напрежение.
② Някои свойства на адсорбционната мембрана
Повърхностно налягане на адсорбционната мембрана: повърхностноактивните вещества се адсорбират в интерфейса на газо-течност, за да образуват адсорбционна мембрана. Ако на интерфейса се постави подвижна плаваща плаваща плоча и плаващия плоча избутва адсорбционната мембрана по повърхността на разтвора, мембраната упражнява налягане върху плаващите плочи, което се нарича повърхностно налягане.
Повърхностно вискозитет: Подобно на повърхностното налягане, повърхностният вискозитет е свойство, изложено от неразтворими молекулярни филми. Задайте платинен пръстен с тънка метална тел, накарайте равнината му да се свърже с водната повърхност на мивката, завъртете платинения пръстен, платиненият пръстен се възпрепятства от вискозитета на водата и амплитудата постепенно намалява, според която може да се измери повърхностния вискозитет. Методът е: първо провеждане на експерименти върху чистата водна повърхност, измерете затихването на амплитудата, след това измерете затихването след образуването на маската на лицето на повърхността и изчислете вискозитета на повърхностната маска за лице от разликата между двете.
Вискозитетът на повърхността е тясно свързан с твърдостта на маската на лицето на повърхността. Тъй като адсорбционният филм има повърхностно налягане и вискозитет, той трябва да е еластичен. Колкото по -високо е повърхностното налягане и вискозитета на адсорбционната мембрана, толкова по -голям е еластичният му модул. Еластичният модул на повърхностния адсорбционен филм е от голямо значение в процеса на стабилизиране на пяната.
③ Формиране на мицели
Разреденият разтвор на повърхностноактивни вещества следва законите на идеалните разтвори. Количеството на адсорбцията на повърхностноактивните вещества върху повърхността на разтвор се увеличава с концентрацията на разтвора. Когато концентрацията достигне или надвишава определена стойност, сумата на адсорбцията вече не се увеличава. Тези прекомерни молекули на ПАВ в разтвора са нарушени или съществуват редовно. Както практиката, така и теорията показват, че образуват агрегати в разтвор, които се наричат мицели.
Критична концентрация на мицела: Минималната концентрация, при която повърхностноактивните вещества образуват мицели в разтвор, се нарича критична концентрация на мицела.
④ Стойността на CMC на обикновеното повърхностно активно вещество.
6. Хидрофилна и олеофилна равновесна стойност
HLB означава хидрофилен липофилен баланс, който представлява стойностите на хидрофилни и липофилни равновеси на хидрофилните и липофилните групи на повърхностно активното вещество, т.е. стойността на HLB на повърхностно активното вещество. Високата стойност на HLB показва силна хидрофилност и слаба липофилност на молекулата; Напротив, тя има силна липофилност и слаба хидрофилност.
① Наредби относно стойността на HLB
Стойността на HLB е относителна стойност, така че при формулиране на стойността на HLB, като стандарт, стойността на парафина на HLB без хидрофилни свойства е зададена на 0, докато стойността на HLB на натриев додецил сулфат със силна разтворимост на водата е определена на 40. Следователно стойността на HLB на сърфактанти е в рамките на обхвата от 1-40. Най -общо казано, емулгаторите със стойности на HLB по -малко от 10 са липофилни, докато емулгаторите със стойности на HLB, по -големи от 10, са хидрофилни. Следователно, повратният момент от липофилността към хидрофилността е приблизително 10.
7. Ефекти за емулгиране и разтваряне
Две несметни течности, единият, образуван от диспергиране на частици (капчици или течни кристали) в другия, се наричат емулсии. При формирането на емулсия междуфазната площ между двете течности се увеличава, което прави системата термодинамично нестабилна. За да се стабилизира емулсията, трябва да се добави трети компонент - емулгатор - за намаляване на междуфазната енергия на системата. Емулгаторите принадлежат на ПАВ и тяхната основна функция е да действат като емулгатори. Фазата, в която съществуват капчици в емулсия, се нарича дисперсирана фаза (или вътрешна фаза, прекъсната фаза), а другата фаза, свързана заедно, се нарича дисперсирана среда (или външна фаза, непрекъсната фаза).
① Емулгатори и емулсии
Общите емулсии се състоят от една фаза на вода или воден разтвор, а другата фаза на органични съединения, които са несметни с вода, като масла, восъци и др. Емулсията, образувана от вода и масло, може да бъде разделена на два вида въз основа на тяхната дисперсия: маслото, разпръснато във вода, образува вода в маслена емулсия, представена от O/W (масло/вода); Водата, разпръсната в масло, образува вода в маслена емулсия, представена от w/o (вода/масло). В допълнение, може да се образуват и сложна вода във масло във вода w/o/w и масло във вода в масло o/w/w/w/w/w/w.
Емулгаторът стабилизира емулсията, като намалява междуфазното напрежение и образува монослойна маска за лице.
Изисквания за емулгаторите в емулгирането: A: Емулгаторите трябва да могат да се адсорбират или обогатяват в интерфейса между двете фази, намалявайки междуфазното напрежение; Б: Емулгаторите трябва да дадат на частиците електрически заряд, причинявайки електростатично отблъскване между частици или образуване на стабилен, силно вискозен защитен филм около частиците. Така че веществата, използвани като емулгатори, трябва да имат амфифилни групи, за да имат емулгиращи ефекти, а повърхностноактивните вещества могат да отговорят на това изискване.
② Методи за подготовка на емулсии и фактори, влияещи върху стабилността на емулсията
Има два метода за приготвяне на емулсии: единият е да се използват механични методи за разпръскване на течността в малки частици в друга течност, която обикновено се използва в индустрията за приготвяне на емулсии; Друг метод е да се разтвори течност в молекулно състояние в друга течност и след това да се остави да се агрегира по подходящ начин, за да образува емулсия.
Стабилността на емулсиите се отнася до способността им да се противопоставят на агрегацията на частиците и да причинят разделяне на фазата. Емулсиите са термодинамично нестабилни системи със значителна свободна енергия. Следователно, стабилността на емулсията всъщност се отнася до времето, необходимо за да достигне равновесието на системата, тоест времето, необходимо за дадена течност в системата да се раздели.
Когато има полярни органични молекули като мастен алкохол, мастна киселина и мастен амин в маската на лицето, силата на мембраната се увеличава значително. Това е така, защото молекулите на емулгатора в адсорбционния слой на интерфейса взаимодействат с полярни молекули като алкохол, киселина и амин, за да образуват "комплекс", което увеличава силата на маската на лицето на интерфейса.
Емулгаторите, съставени от две или повече повърхностноактивни вещества, се наричат смесени емулгатори. Смесените емулгатори адсорбират върху интерфейса на водата/маслото, а междумолекулните взаимодействия могат да образуват комплекси. Поради силното междумолекулно взаимодействие, междуфазното напрежение е значително намалено, количеството на емулгатора, адсорбиран върху интерфейса, е значително увеличено и плътността и силата на образуваната междуфазна маска на лицето се увеличават.
Зарядът на капчиците оказва значително влияние върху стабилността на емулсиите. Стабилните емулсии обикновено имат капчици с електрически заряди. Когато използват йонни емулгатори, йоните на емулгатора се адсорбират върху интерфейса вмъкват липофилните си групи в маслената фаза, докато хидрофилните групи са във водната фаза, като по този начин капчиците се зареждат. Поради факта, че капчиците на емулсията носят един и същ заряд, те се отблъскват взаимно и не се аграмират лесно, което води до повишена стабилност. Вижда се, че колкото повече йони на емулгатора се адсорбират върху капчиците, толкова по -голям е техният заряд и толкова по -голяма е способността им да предотвратяват коалесценцията на капчиците, което прави емулсионната система по -стабилна.
Вискозитетът на емулсионната дисперсионна среда оказва определено влияние върху стабилността на емулсията. Като цяло, колкото по -голям е вискозитетът на диспергиращата среда, толкова по -голяма е стабилността на емулсията. Това е така, защото вискозитетът на диспергиращата среда е висок, което силно пречи на браунийското движение на течните капчици, забавя сблъсъка между капчиците и поддържа системата стабилна. Полимерните вещества, които обикновено са разтворими в емулсиите, могат да увеличат вискозитета на системата и да засилят стабилността на емулсията. В допълнение, полимерът може също да образува маска за лицева маска на солидна интерфейс, което прави емулсионната система по -стабилна.
В някои случаи добавянето на твърд прах също може да стабилизира емулсията. Твърдият прах не е във вода, масло или в интерфейса, в зависимост от способността на овлажняване на маслото и водата върху твърдия прах. Ако твърдият прах не е напълно намокнат от вода и може да бъде намокнат от масло, той ще остане на интерфейса на водното масло.
Причината, поради която твърдият прах не стабилизира емулсията, е, че прахът, събран на интерфейса, не засилва маската на лицето на интерфейса, която е подобна на молекулите на емулгатора на интерфейс. Следователно, колкото по -близо са частиците на твърдия прах, са подредени на интерфейса, толкова по -стабилна ще бъде емулсията.
Повърхностноактивните вещества имат способността да увеличават значително разтворимостта на органични съединения, които са неразтворими или леко разтворими във вода след образуване на мицели във воден разтвор и разтворът е прозрачен в този момент. Този ефект на мицелите се нарича разтваряне. Повърхностноактивните вещества, които могат да произвеждат разтворителни ефекти, се наричат разтворители, а органичните съединения, които се разтварят, се наричат разтворени съединения.
8. пяна
Пяната играе важна роля в процеса на измиване. Пяната се отнася до дисперсионната система, в която газът се диспергира в течност или твърд. Газът е фазата на дисперсия, а течността или твърдото вещество е дисперсионната среда. Първият се нарича течна пяна, докато втората се нарича твърда пяна, като пластмаса от пяна, стъкло от пяна, цимент от пяна и др.
(1) образуване на пяна
Тук пяната се отнася до агрегирането на мехурчета, разделени от течен филм. Поради голямата разлика в плътността между дисперсираната фаза (газ) и дисперсираната среда (течност) и ниският вискозитет на течността, пяната винаги може да се издигне до нивото на течността бързо.
Процесът на образуване на пяна е да се внесе голямо количество газ в течността, а мехурчетата в течността се връщат бързо към течната повърхност, образувайки агрегат на мехурче, разделен от малко количество течност и газ
Пяната има две забележителни характеристики в морфологията: едната е, че мехурчетата като дисперсирана фаза често са полиедрични, тъй като на пресечната точка на мехурчетата има тенденция течността да стане по -тънък, превръщайки мехурчетата полиекрал. Когато течният филм стане по -тънък до известна степен, мехурчетата ще се счупят; Второ, чистата течност не може да образува стабилна пяна, но течността, която може да образува пяна, е поне два или повече компонента. Водният разтвор на ПАВ е типична система, лесна за генериране на пяна, а способността му да генерира пяна също е свързана с други свойства.
Повърхностноактивните вещества с добра способност за пенообразуване се наричат пенични агенти. Въпреки че пенообразният агент има добра способност за пяна, образуваната пяна може да не е в състояние да поддържа дълго време, тоест стабилността му може да не е добра. За да се поддържа стабилността на пяната, вещество, което може да увеличи стабилността на пяната, често се добавя към развъдния агент, който се нарича стабилизатор на пяна. Често използваните стабилизатори на пяна са лауроил диетаноламин и додецил диметил амин оксид.
(2) Стабилност на пяната
Пяната е термодинамично нестабилна система, а крайната тенденция е, че общата повърхност на течността в системата намалява и свободната енергия намалява след счупване на мехурчета. Процесът на деформация е процесът, при който течният филм, разделящ газа, променя дебелината, докато се разкъса. Следователно стабилността на пяната се определя главно от скоростта на изпускане на течност и силата на течния филм. Има няколко други влияещи фактори.
① повърхностно напрежение
От гледна точка на енергията ниското повърхностно напрежение е по -благоприятно за образуването на пяна, но не може да гарантира стабилността на пяната. Ниското повърхностно напрежение, разликата с ниско налягане, бавната скорост на изпускане на течността и бавното изтъняване на течния филм са благоприятни за стабилността на пяната.
② Вискозитет на повърхността
Ключовият фактор, определящ стабилността на пяната, е силата на течния филм, която се определя главно от твърдостта на повърхностния адсорбционен филм, измерена с повърхностния вискозитет. Експериментите показват, че пяната, произведена от разтвора с по -висок вискозитет на повърхността, има по -дълъг живот. Това е така, защото взаимодействието между адсорбираните молекули върху повърхността води до увеличаване на силата на мембраната, като по този начин подобрява живота на пяната.
③ Вискозитет на разтвора
Когато вискозитетът на самата течност се увеличи, течността в течния филм не е лесна за изхвърляне, а скоростта на дебелината на течния филм изтънява бавна, което забавя времето на разкъсване на течния филм и увеличава стабилността на пяната.
④ Ефектът от „ремонт“ на повърхностното напрежение
Повърхностноактивните вещества, адсорбирани върху повърхността на течния филм, имат способността да устоят на разширяването или свиването на повърхността на течния филм, което ние наричаме ефект на ремонт. Това е така, защото има течен филм от повърхностноактивни вещества, адсорбирани на повърхността, а разширяването на повърхността му ще намали концентрацията на повърхностни адсорбирани молекули и ще увеличи повърхностното напрежение. По -нататъшното разширяване на повърхността ще изисква по -големи усилия. Обратно, свиването на повърхността ще увеличи концентрацията на адсорбирани молекули на повърхността, намалявайки повърхностното напрежение и пречи на по -нататъшното свиване.
⑤ Дифузия на газ чрез течен филм
Поради наличието на капилярно налягане, налягането на малките мехурчета в пяната е по-високо от това на големите мехурчета, което ще доведе до дифундиране на газта в малките мехурчета в големите мехурчета с ниско налягане през течния филм, което води до явлението, че малките мехурчета стават по-малки, големите мехурчета стават по-големи и накрая се прекъсват пяната. Ако се добави повърхностно активно вещество, пяната ще бъде еднаква и плътна при разпенване и не е лесно да се деактивира. Тъй като повърхностно активното вещество е тясно подредено върху течния филм, е трудно да се проветри, което прави пяната по -стабилна.
⑥ Влиянието на повърхностния заряд
Ако течният филм от пяна се зарежда със същия символ, двете повърхности на течния филм ще се отблъснат взаимно, предотвратявайки изтъняването на течния филм или дори унищожаване. Йонните повърхностноактивни вещества могат да осигурят този стабилизиращ ефект.
В заключение, силата на течния филм е ключов фактор за определяне на стабилността на пяната. Като повърхностно активно вещество за разпенващи агенти и стабилизатори на пяна, стегнатостта и твърдостта на повърхностните адсорбирани молекули са най -важните фактори. Взаимодействието между адсорбираните молекули на повърхността е силно, адсорбираните молекули са тясно подредени, което не само прави самата повърхностна маска на лицето да има висока якост, но и прави решението в съседство с повърхностната маска за лице трудно да се потопи поради високата повърхностна вискозитета, така че е сравнително трудна за изтичането на течния филм, а дебелината на течния филм е лесно да се поддържа. В допълнение, тясно подредените повърхностни молекули също могат да намалят пропускливостта на газовите молекули и по този начин да увеличат стабилността на пяната.
(3) унищожаване на пяна
Основният принцип за унищожаване на пяна е да се променят условията за производство на пяна или да се елиминират факторите за стабилност на пяната, така че има два метода за деформация, физически и химически.
Физическото деформация е да се променят условията, при които се генерира пяна, като същевременно се поддържа химическият състав на разтвора на пяна непроменено. Например, нарушаване на външната сила, промяна на температурата или налягането и ултразвуковата обработка са ефективни физически методи за елиминиране на пяната.
Методът на химическо деформация е да се добавят някои вещества, които да взаимодействат с разпенващия агент, да се намали силата на течния филм в пяната и след това да се намали стабилността на пяната, за да постигне целта на деформацията. Такива вещества се наричат дефоамери. Повечето дефоари са повърхностноактивни вещества. Следователно, според механизма на деформация, дефоамерите трябва да имат силна способност да намаляват повърхностното напрежение, лесно да бъдат адсорбирани на повърхността и да имат слаби взаимодействия между повърхностните адсорбирани молекули, което води до сравнително разхлабена структура на подредба на адсорбирани молекули.
Има различни видове дефоари, но те са предимно неионни повърхностноактивни вещества. Неионните повърхностноактивни вещества имат свойства за пенообразуване в близост до или над облачната си точка и обикновено се използват като дефоари. Алкохолите, особено тези със разклоняващи се структури, мастни киселини и естери, полиамиди, фосфати, силиконови масла и др., Също често се използват като отлични дефоамери.
(4) пяна и измиване
Няма пряка връзка между ефекта на пяната и промиването и количеството пяна не означава, че ефектът на измиване е добър или лош. Например, пенообразуващата ефективност на неионните повърхностно активни вещества е далеч по-ниска от сапуна, но тяхната почистваща сила е много по-добра от сапуна.
В някои случаи пяната е полезна за премахването на мръсотията. Например, когато измийте прибори за хранене у дома, пяната на почистващия препарат може да отнеме измитите маслени капки; Когато почиствате килима, пяната помага да се отнеме плътна мръсотия като прах и прах. В допълнение, пяната понякога може да се използва като знак за това дали препарът е ефективен, тъй като мастните петна от масло могат да инхибират пяната на почистващия препарат. Когато има твърде много петна от масло и твърде малко препарат, няма да има пяна или оригиналната пяна ще изчезне. Понякога пяната може да се използва и като индикатор за това дали изплакването е чисто. Тъй като количеството пяна в разтвора за изплакване има тенденция да намалява с намаляването на съдържанието на почистващи препарати, степента на изплакване може да бъде оценена с количеството пяна.
9. Процес на миене
В широк смисъл измиването е процесът на отстраняване на нежелани компоненти от измиването на обекта и постигане на определена цел. Измиването в обичайния смисъл се отнася до процеса на премахване на мръсотия от повърхността на носител. По време на измиването взаимодействието между мръсотията и носача се отслабва или елиминира чрез действието на някои химически вещества (като почистващи препарати), превръщайки комбинацията от мръсотия и носител в комбинацията от мръсотия и препарат, в крайна сметка причинявайки мръсотията и носача да се отделят. Тъй
Превозвач • мръсотия+препарат = носач+мръсотия • Препарат
Процесът на измиване обикновено може да бъде разделен на два етапа: единият е разделянето на мръсотията и неговия носител под действието на почистващия препарат; Второто е, че обособената мръсотия се разпръсква и окачва в средата. Процесът на измиване е обратим процес, а мръсотията, която се разпръсква или окачва в средата, също може да се утаи от средата върху прането. Следователно, отличният препарат не само трябва да има способността да отделя мръсотия от носача, но и да има добра способност да се разпръсне и да спира мръсотията и да предотврати отлагането на мръсотията отново.
(1) Видове мръсотия
Дори и за един и същ елемент, типът, съставът и количеството на мръсотията ще варират в зависимост от средата за използване. Мърморенето на маслото на тялото включва главно животни и растителни масла, както и минерални масла (като суров нефт, мазут, катран с въглища и т.н.), докато твърдата мръсотия главно включва дим, прах, ръжда, въглеродно черно и др. По отношение на мръсотията на облеклото има мръсотия от човешкото тяло, като пот, себум, кръв и т.н.; Мръсотия от храна, като петна от плодове, петна от ядливо масло, петна от подправка, нишесте и др.; Мръсотия, донесена от козметика, като червило и лак за нокти; Мръсотия от атмосферата, като дим, прах, почва и др.; Други материали като мастило, чай, боя и др. Може да се каже, че има различни и разнообразни видове.
Различните видове мръсотия обикновено могат да бъдат разделени на три категории: плътна мръсотия, течна мръсотия и специална мръсотия.
① Общата твърда мръсотия включва частици като пепел, кал, почва, ръжда и въглеродни черни. Повечето от тези частици имат повърхностен заряд, предимно отрицателен и лесно се адсорбират върху влакнести предмети. Като цяло твърдата мръсотия е трудна за разтваряне във вода, но може да бъде разпръсната и окачена от разтвори за почистващи препарати. Трудната мръсотия с малки частици е трудно да се отстрани.
② Течната мръсотия е най -вече разтворима в масло, включително животински и растителни масла, мастни киселини, мастни алкохоли, минерални масла и техните оксиди. Сред тях животинските и растителните масла и мастните киселини могат да се подложат на осапуняване с алкали, докато мастните алкохоли и минерални масла не се опецинират от алкали, но могат да се разтварят в алкохоли, етери и въглеводородни органични разтвори. Маслената разтворима течна мръсотия обикновено има силна сила на взаимодействие с влакнести предмети и се адсорбира здраво върху влакната.
③ Специалната мръсотия включва протеини, нишесте, кръв, човешки секрети като пот, себум, урина, както и плодов сок, чай сок и др. Повечето от тези видове мръсотия могат силно да се адсорбират върху влакнести предмети чрез химични реакции. Следователно измиването е доста трудно.
Различни видове мръсотия рядко съществуват сами, често смесени заедно и се адсорбират заедно върху обекти. Мръсотията понякога може да окислява, разлага или се разпада при външни влияния, което води до образуването на нова мръсотия.
(2) Ефектът на адхезията на мръсотията
Причината, поради която дрехите, ръцете и т.н. могат да се изцапат, е, че има някакво взаимодействие между предмети и мръсотия. Има различни ефекти на адхезия на мръсотията върху обектите, но те са главно физическа адхезия и химическа адхезия.
① Физическата адхезия на цигарената пепел, прах, утайка, въглеродно черно и други вещества за облеклото. Най -общо казано, взаимодействието между залепената мръсотия и замърсения обект е сравнително слабо, а отстраняването на мръсотията също е сравнително лесно. Според различни сили физическата адхезия на мръсотията може да бъде разделена на механична адхезия и електростатична адхезия.
О: Механичната адхезия се отнася главно до адхезията на твърда мръсотия, като прах и утайка. Механичната адхезия е слаб метод на адхезия за мръсотия, който почти може да бъде отстранен чрез прости механични методи. Въпреки това, когато размерът на частиците на мръсотията е малък (<0.1um), е по -трудно да се отстрани.
Б: Електростатичната адхезия се проявява главно от действието на заредените частици от мръсотия върху обекти с противоположни заряди. Повечето влакнести предмети носят отрицателен заряд във вода и лесно се придържат от положително заредена мръсотия, като вар. Някои мръсотия, въпреки че са отрицателно заредени, като въглеродни черни частици във водни разтвори, могат да се придържат към влакна през йонни мостове, образувани от положителни йони (като Ca2+, Mg2+и т.н.) във вода (йони действат заедно между множество противоположни заряди, действащи като мостове).
Статичното електричество е по -силно от простото механично действие, което прави сравнително трудно премахването на мръсотията.
③ Отстраняване на специална мръсотия
Протеин, нишесте, човешки секрети, плодов сок, чай сок и други видове мръсотия са трудни за отстраняване с общи повърхностноактивни вещества и изискват специални методи на лечение.
Протеиновите петна като крем, яйца, кръв, мляко и екскременти на кожата са склонни към коагулация и денатурация на влакна и се прилепват по -здраво. За замърсяване на протеини протеазата може да се използва за отстраняването му. Протеазата може да разгради протеините в мръсотия във водоразтворими аминокиселини или олигопептиди.
Петна от нишесте идват главно от храната, докато други като месни сокове, паста и др. Ензимите на нишестето имат каталитичен ефект върху хидролизата на петна от нишесте, разграждане на нишестето на захари.
Липазата може да катализира разлагането на някои триглицериди, които са трудни за отстраняване чрез конвенционални методи, като себум, секретирани от човешкото тяло, ядливи масла и др., За да се разграждат триглицериди в разтворим глицерол и мастни киселини.
Някои цветни петна от плодов сок, чай сок, мастило, червило и др. Често са трудни за почистване дори след многократно измиване. Този тип петна могат да бъдат отстранени чрез реакции на намаляване на окисляването, използвайки окислители или редуциращи агенти като белина, които разграждат структурата на хромофорните или хромофорните групи и ги разграждат в по-малки водоразтворими компоненти.
От гледна точка на химическото почистване има приблизително три вида мръсотия.
① Маслената разтворима мръсотия включва различни масла и мазнини, които са течни или мазни и разтворими в разтворители за химическо чистене.
② Водно разтворимата мръсотия е разтворима във воден разтвор, но неразтворима в средствата за химическо чистене. Той адсорбира върху облеклото под формата на воден разтвор и след изпаряване на водата, гранулирани твърди вещества като неорганични соли, нишесте, протеини и др. Се утаяват.
③ Невесната вода Неразтворима мръсотия е неразтворима както във вода, така и във химическо чистене, като въглеродни черни, различни метални силикати и оксиди.
Поради различните свойства на различните видове мръсотия, има различни начини за премахване на мръсотия по време на процеса на химическо чистене. Маслените разтворими мръсотия, като животински и растителни масла, минерални масла и мазнини, са лесно разтворими в органични разтворители и могат лесно да бъдат отстранени по време на химическо чистене. Отличната разтворимост на разтворителите за химическо чистене за масло и мазнини по същество се дължи на силите на ван дер Ваал между молекулите.
За отстраняването на водоразтворима мръсотия като неорганични соли, захари, протеини, пот и т.н., също е необходимо да се добави подходящо количество вода към агента за химическо чистене, в противен случай водоразтворимата мръсотия е трудно да се отстрани от дрехите. Но водата е трудна за разтваряне в средствата за химическо чистене, така че за да се увеличи количеството вода, трябва да се добавят повърхностноактивни вещества. Водата, присъстваща в средствата за химическо чистене, може да хидратира мръсотията и повърхността на облеклото, което улеснява взаимодействието с полярните групи повърхностноактивни вещества, което е полезно за адсорбцията на повърхностноактивните вещества на повърхността. В допълнение, когато повърхностноактивните вещества образуват мицели, водоразтворимата мръсотия и вода могат да бъдат разтворени в мицелите. Повърхностноактивните вещества могат не само да увеличат съдържанието на вода в разтворителите за химическо чистене, но и да предотвратят повторното отлагане на мръсотия, за да се подобри ефектът на почистване.
Наличието на малко количество вода е необходимо за отстраняване на водоразтворима мръсотия, но прекомерната вода може да доведе до деформация, бръчки и т.н., така че съдържанието на вода в сухия препарат трябва да бъде умерено.
Твърди частици като пепел, кал, почва и въглеродни черни, които не са нито водоразтворими, нито разтворими в масло, обикновено се придържат към облеклото чрез електростатична адсорбция или чрез комбиниране с петна от масло. При химическо чистене потокът и въздействието на разтворителите могат да причинят замърсяване, адсорбирани от електростатични сили, докато суровите почистващи средства могат да разтворят петна от масло, причинявайки твърди частици, които се комбинират с петна от масло и се придържат към дрехите, за да паднат от химическото почистващо средство. Малкото количество вода и повърхностноактивни вещества в агента за химическо чистене може стабилно да се окаже и разпръсне плътните частици от мръсотия, които падат, като им пречи да се депозират върху дрехите отново.
(5) Фактори, влияещи върху ефекта на измиване
Посочената адсорбция на повърхностноактивните вещества в интерфейса и намаляване на повърхностното (междуфазно) напрежение са основните фактори за отстраняване на течност или твърдо замърсяване. Но процесът на измиване е сравнително сложен и дори ефектът на измиване на един и същ тип почистващ препарат се влияе от много други фактори. Тези фактори включват концентрацията на почистващия препарат, температурата, природата на мръсотията, вида на влакната и структурата на тъканите.
① Концентрация на повърхностноактивни вещества
Мицелите на повърхностноактивните вещества в разтвора играят важна роля в процеса на измиване. Когато концентрацията достигне критичната концентрация на мицела (CMC), ефектът на измиване рязко се увеличава. Следователно концентрацията на почистващ препарат в разтворителя трябва да бъде по -висока от стойността на CMC, за да се постигне добър ефект на промиване. Въпреки това, когато концентрацията на повърхностноактивни вещества надвишава стойността на CMC, увеличаващият се ефект на промиване става по -малко значим и прекомерното увеличаване на концентрацията на повърхностно активното вещество е ненужно.
При използване на разтваряне за отстраняване на петна от масло, дори ако концентрацията е над стойността на CMC, ефектът на разтваряне все още се увеличава с увеличаването на концентрацията на ПАВ. Понастоящем е препоръчително да използвате почистващ препарат на местно ниво, като например на маншетите и яките на дрехите, където има много мръсотия. При измиване първо може да се приложи слой от почистващ препарат, за да се подобри ефектът на разтваряне на повърхностноактивните вещества върху маслените петна.
② Температурата оказва значително влияние върху почистващия ефект. Като цяло повишаването на температурата е полезно за отстраняване на мръсотия, но понякога прекомерната температура също може да причини неблагоприятни фактори.
Увеличаването на температурата е полезно за дифузията на мръсотията. Петната от твърдо масло се емулгират лесно, когато температурата е над точката на топене, а влакната също увеличават степента на разширяване поради повишаването на температурата. Всички тези фактори са полезни за отстраняването на мръсотията. Въпреки това, за тесни тъкани, микропасите между влакната се намаляват след разширяване на влакната, което не е благоприятно за отстраняването на мръсотията.
Температурните промени също влияят на разтворимостта, стойността на CMC и размера на мицелите на повърхностноактивните вещества, като по този начин влияят върху ефекта на измиване. Дългите повърхностноактивни вещества от въглеродна верига имат по -ниска разтворимост при ниски температури, а понякога дори по -ниска разтворимост от стойността на CMC. В този случай температурата на миенето трябва да бъде повишена по подходящ начин. Ефектът на температурата върху стойността на CMC и размера на мицела е различен за йонните и неионните повърхностноактивни вещества. За йонните повърхностноактивни вещества увеличаването на температурата обикновено води до увеличаване на стойността на CMC и намаляване на размера на мицела. Това означава, че концентрацията на повърхностноактивни вещества трябва да се увеличи в разтвора за измиване. За неионните повърхностноактивни вещества, повишаването на температурата води до намаляване на стойността им на CMC и значително увеличение на размера на мицела им. Вижда се, че подходящо повишаването на температурата може да помогне на неионните повърхностно активни вещества да упражняват повърхностната си активност. Но температурата не трябва да надвишава облачната му точка.
Накратко, най -подходящата температура на миене е свързана с формулата на почистващия препарат и обекта, който се измива. Някои почистващи препарати имат добри почистващи ефекти при стайна температура, докато някои почистващи препарати имат значително различни почистващи ефекти за студено и горещо измиване.
③ пяна
Хората често объркват способността за пенообразуване с ефекта на измиване, вярвайки, че почистващите препарати със силна способност за пенообразуване имат по -добри ефекти на измиване. Резултатите показват, че ефектът на измиване не е пряко свързан с количеството пяна. Например, използването на препарат за ниско пенообразуване за промиване няма по -лош ефект на промиване от препаращия за пенообразуване.
Въпреки че пяната не е пряко свързана с измиването, пяната все още е полезна за отстраняване на мръсотия в някои ситуации. Например, пяната на измиващата течност може да пренася капките на маслото, когато мие чинии на ръка. Когато почиствате килима, пяната също може да отнеме твърди частици от мръсотия, като прах. Прахът представлява голяма част от мръсотията на килимите, така че почистващият килим трябва да има определена способност за пенообразуване.
Пенообразната сила е важна и за шампоана. Фината пяна, произведена от течността при измиване на коса или къпане, кара хората да се чувстват комфортно.
④ Видове влакна и физични свойства на текстила
В допълнение към химическата структура на влакната, засягащи адхезията и отстраняването на мръсотията, появата на влакна и организационната структура на преждата и тъканите също оказват влияние върху трудността на отстраняването на мръсотията.
Везните от вълнени влакна и плоската лента като структура на памучните влакна са по -предразположени към натрупване на мръсотия, отколкото гладки влакна. Например, Carbon Black, прилепен към целулозен филм (адхезивен филм), е лесен за отстраняване, докато Carbon Black, прилепен към памучна тъкан, е трудно да се измие. Например, тъканите с къси влакна от полиестер са по -предразположени към натрупване на маслени петна, отколкото дълги тъкани от влакна, а петна от масло върху тъкани с къси влакна също са по -трудни за отстраняване от тези на дългите тъкани от влакна.
Плътно усуканите прежди и стегнатите тъкани, поради малките микро пролуки между влакната, могат да устоят на нахлуването на мръсотията, но също така да предотвратят почистващия разтвор да премахнат вътрешната мръсотия. Следователно, тесните тъкани имат добра устойчивост на мръсотия в началото, но също така е трудно да се почисти веднъж замърсено.
⑤ Твърдостта на водата
Концентрацията на метални йони като Ca2+и Mg2+във вода има значително влияние върху ефекта на промиване, особено когато анионните повърхностно активни вещества срещат Ca2+и Mg2+йони, за да образуват калциеви и магнезиеви соли с лоша разтворимост, което може да намали тяхната почистваща способност. Дори ако концентрацията на повърхностноактивни вещества е с висока твърда вода, техният почистващ ефект все още е много по -лош, отколкото при дестилацията. За да се постигне най-добрият ефект на промиване на повърхностноактивните вещества, концентрацията на Ca2+йони във вода трябва да бъде намалена до под 1 × 10-6mol/L (CACO3 трябва да бъде намалена до 0,1 mg/L). Това изисква добавяне на различни омекотители към почистващия препарат.
Време за публикация: август-16-2024