ştiri

1. Tensiunea de suprafață

Forța de contracție pe unitatea de lungime pe suprafața unui lichid se numește tensiune de suprafață, măsurată în N • M-1.

2. Activitate de suprafață și agent tensioactiv

Proprietatea care poate reduce tensiunea de suprafață a solvenților se numește activitate de suprafață, iar substanțele cu activitate de suprafață se numesc substanțe active de suprafață.
Surfactantul se referă la substanțe active de suprafață care pot forma micelele și alte agregate în soluții apoase, au o activitate de suprafață ridicată și au, de asemenea, umezi, emulsionare, spumare, spălare și alte funcții.

3. Caracteristicile structurale moleculare ale agentului tensioactiv

Surfactantul sunt compuși organici cu structuri și proprietăți speciale care pot modifica semnificativ tensiunea interfațială între două faze sau tensiunea de suprafață a lichidelor (de obicei apă) și au proprietăți precum umezirea, spumarea, emulsionarea și spălarea.

Structural vorbind, surfactanții împărtășesc o caracteristică comună pentru a conține două grupuri funcționale diferite în moleculele lor. Un capăt este o grupă non-polară cu lanț lung, care este solubilă în ulei, dar insolubilă în apă, cunoscută sub numele de grup hidrofob sau grup hidrofob. Aceste grupe hidrofobe sunt, în general, hidrocarburi cu lanț lung, alteori și fluor organic, organosilicon, organofosfor, lanțuri de organotină, etc. Celălalt capăt este o grupare funcțională solubilă în apă, și anume o grupare hidrofilă sau o grupă hidrofilă. Grupul hidrofil trebuie să aibă suficientă hidrofilicitate pentru a se asigura că întregul agent tensioactiv este solubil în apă și are solubilitatea necesară. Datorită prezenței grupurilor hidrofile și hidrofobe la surfactanții, acestea se pot dizolva în cel puțin o fază a fazei lichide. Proprietățile hidrofile și oleofile ale tensioactivilor se numesc amfifilicitate.

4. Tipuri de agent tensioactivi

Surfactanții sunt molecule amfifile care au grupuri hidrofobe și hidrofile. Grupurile hidrofobe ale surfactanților sunt, în general, compuse din hidrocarburi cu lanț lung, cum ar fi alchil cu lanț drept C8-C20, alchil C8-C20 cu lanț ramificat, alchilfenil (cu 8-16 atomi de carbon alchil), etc. Diferența de grupuri hidrofobe se află în principal în modificările structurale ale lanțurilor de hidrofilic. Prin urmare, proprietățile surfactanților sunt legate în principal de grupuri hidrofile, pe lângă dimensiunea și forma grupurilor hidrofobe. Modificările structurale ale grupelor hidrofile sunt mai mari decât cele ale grupelor hidrofobe, astfel încât clasificarea surfactanților se bazează în general pe structura grupărilor hidrofile. Această clasificare se bazează în principal pe faptul că grupurile hidrofile sunt ionice, împărțindu -le în tipuri anionice, cationice, neionice, zwitterionice și alte tipuri speciale de agent tensioactivi.

Imaginea 1

5. Caracteristicile soluției apoase a tensioactive

① Adsorbția surfactanților la interfețe

Moleculele tensioactive au grupe lipofile și hidrofile, ceea ce le face molecule amfifile. Apa este un lichid puternic polar. Atunci când surfactanții se dizolvă în apă, în funcție de principiul asemănării polarității și a repulsiei diferenței de polaritate, grupurile lor hidrofile sunt atrase de faza de apă și se dizolvă în apă, în timp ce grupurile lor lipofile resping apa și părăsesc apa. Drept urmare, moleculele de agent tensioactiv (sau ioni) adsorb la interfața dintre cele două faze, reducând tensiunea interfațială dintre cele două faze. Cu cât sunt adsorbite mai multe molecule de agent tensioactiv (sau ioni) pe interfață, cu atât este mai mare scăderea tensiunii interfațiale.

② Unele proprietăți ale membranei de adsorbție

Presiunea de suprafață a membranei de adsorbție: surfactanții adsorb la interfața gaz-lichid pentru a forma o membrană de adsorbție. Dacă pe interfață este plasată o placă plutitoare mobilă fără frecare, iar placa plutitoare împinge membrana de adsorbție de -a lungul suprafeței soluției, membrana exercită o presiune asupra plăcii plutitoare, care se numește presiune de suprafață.

Vâscozitatea suprafeței: la fel ca presiunea de suprafață, vâscozitatea suprafeței este o proprietate prezentată de pelicule moleculare insolubile. Suspendați un inel de platină cu un fir de metal subțire, faceți ca planul său să contacteze suprafața de apă a chiuvetei, rotiți inelul de platină, inelul de platină este împiedicat de vâscozitatea apei, iar amplitudinea atenuează treptat, în funcție de care poate fi măsurată vâscozitatea suprafeței. Metoda este: mai întâi efectuați experimente pe suprafața apei pure, măsurați atenuarea amplitudinii, apoi măsurați atenuarea după formarea măștii faciale de suprafață și calculați vâscozitatea măștii faciale de suprafață din diferența dintre cele două.

Vâscozitatea suprafeței este strâns legată de fermitatea măștii faciale de suprafață. Deoarece filmul de adsorbție are presiune de suprafață și vâscozitate, trebuie să fie elastic. Cu cât presiunea de suprafață este mai mare și vâscozitatea membranei de adsorbție, cu atât modulul său elastic este mai mare. Modulul elastic al filmului de adsorbție de suprafață are o importanță deosebită în procesul de stabilizare a spumei.

③ Formarea micelelor

Soluția diluată a agenților tensioactivi respectă legile soluțiilor ideale. Cantitatea de adsorbție a agenților tensioactivi pe suprafața unei soluții crește odată cu concentrația soluției. Când concentrația atinge sau depășește o anumită valoare, cantitatea de adsorbție nu mai crește. Aceste molecule excesive de agent tensioactiv din soluție sunt dezordonate sau există într -o manieră regulată. Atât practica, cât și teoria au arătat că formează agregate în soluție, care se numesc micelele.

Concentrația critică de micelă: concentrația minimă la care tensioactivii formează micelele într -o soluție se numește concentrația critică de micelle.

④ Valoarea CMC a agentului tensioactiv comun.

Imaginea 2

6. Valoarea echilibrului hidrofil și oleofilic

HLB reprezintă un echilibru lipofil hidrofil, care reprezintă valorile de echilibru hidrofile și lipofile ale grupelor hidrofile și lipofile ale unui agent tensioactiv, adică valoarea HLB a tensioactivului. O valoare HLB ridicată indică o hidrofilicitate puternică și o lipofilicitate slabă a moleculei; Dimpotrivă, are o lipofilicitate puternică și hidrofilicitate slabă.

① Reglementări privind valoarea HLB

Valoarea HLB este o valoare relativă, deci atunci când formulați valoarea HLB, ca standard, valoarea HLB a parafinei fără proprietăți hidrofile este setată la 0, în timp ce valoarea HLB a sulfatului de dodecil de sodiu cu o solubilitate puternică în apă este setată la 40. Prin urmare, valoarea HLB a surfactanților este, în general, în intervalul 1-40. În general, emulgatori cu valori HLB mai mici de 10 sunt lipofili, în timp ce emulgatorii cu valori HLB mai mari de 10 sunt hidrofile. Prin urmare, punctul de cotitură de la lipofilicitate la hidrofilicitate este de aproximativ 10.

7. Efecte de emulsionare și solubilizare

Două lichide imiscibile, unul format prin dispersarea particulelor (picături sau cristale lichide) în celălalt, se numesc emulsii. Când formați o emulsie, zona interfațială dintre cele două lichide crește, ceea ce face ca sistemul să fie termodinamic instabil. Pentru a stabiliza emulsia, trebuie adăugată o a treia componentă - emulgator - pentru a reduce energia interfațială a sistemului. Emulsionarii aparțin tensioactivilor, iar funcția lor principală este să acționeze ca emulgatori. Faza în care există picături într -o emulsie se numește faza dispersată (sau faza internă, faza discontinuă), iar cealaltă fază conectată se numește mediu dispersat (sau faza externă, faza continuă).

① Emulsiști ​​și emulsiuni

Emulsiile obișnuite constau dintr -o fază de apă sau soluție apoasă, iar cealaltă fază a compușilor organici care sunt imiscibili cu apă, cum ar fi uleiuri, ceară, etc. Emulsia formată din apă și uleiul poate fi împărțită în două tipuri pe baza dispersiei lor: uleiul dispersat în apă formează o apă în emulsie de ulei, reprezentată de O/W (petrol/apă); Apa dispersată în ulei formează o apă în emulsie de ulei, reprezentată de W/O (apă/ulei). În plus, se poate forma apa complexă în ulei în apă cu o/w și ulei în apă în emulsii O/O/O/O.

Emulsionatorul stabilizează emulsia prin reducerea tensiunii interfațiale și formând o mască facială monostrat.

Cerințe pentru emulsificatori în emulsionare: A: Emulsificatori trebuie să fie capabili să adsorb sau să îmbogățească la interfața dintre cele două faze, reducând tensiunea interfațială; B: Emulsifierii trebuie să ofere particulelor o sarcină electrică, provocând repulsie electrostatică între particule sau formând o peliculă de protecție stabilă, extrem de vâscoasă în jurul particulelor. Deci, substanțele utilizate ca emulgatori trebuie să aibă grupuri amfifilice pentru a avea efecte emulsificatoare, iar surfactanții pot îndeplini această cerință.
② Metode de pregătire a emulsiilor și a factorilor care afectează stabilitatea emulsiei

Există două metode pentru prepararea emulsiilor: una este utilizarea metodelor mecanice pentru a dispersa lichidul în particule mici într -un alt lichid, care este frecvent utilizat în industrie pentru a pregăti emulsii; O altă metodă este de a dizolva un lichid într -o stare moleculară într -un alt lichid și apoi de a -l permite să se agregă corespunzător să formeze o emulsie.

Stabilitatea emulsiilor se referă la capacitatea lor de a rezista agregării particulelor și de a provoca separarea fazelor. Emulsiile sunt sisteme instabile termodinamic cu energie liberă semnificativă. Prin urmare, stabilitatea unei emulsii se referă de fapt la timpul necesar pentru ca sistemul să ajungă la echilibru, adică timpul necesar pentru ca un lichid din sistem să se separe.

Când există molecule organice polare, cum ar fi alcoolul gras, acidul gras și amina grasă în masca facială, rezistența membranei crește semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că moleculele emulsificatorului din stratul de adsorbție de interfață interacționează cu moleculele polare, cum ar fi alcoolul, acidul și amina, pentru a forma un „complex”, ceea ce crește rezistența mască facială a interfeței.

Emulsificatori compuși din doi sau mai mulți surfactanți sunt numiți emulgatori mixți. Emulsificatori mixți adsorb pe interfața de apă/ulei, iar interacțiunile intermoleculare pot forma complexe. Datorită interacțiunii intermoleculare puternice, tensiunea interfațială este redusă semnificativ, cantitatea de emulsionator adsorbită pe interfață este semnificativ crescută, iar densitatea și rezistența masca facială interfațială formată sunt crescute.

Sarcina picăturilor are un impact semnificativ asupra stabilității emulsiilor. Emulsiile stabile au de obicei picături cu sarcini electrice. Atunci când se utilizează emulgatori ionici, ionii emulgatori adsorbiți pe interfață introduc grupele lipofile în faza de ulei, în timp ce grupurile hidrofile sunt în faza de apă, făcând astfel picăturile încărcate. Datorită faptului că picăturile emulsiei poartă aceeași încărcare, se resping reciproc și nu sunt ușor aglomerate, ceea ce duce la o stabilitate crescută. Se poate observa că cu cât ionii mai emulsiști ​​adsorbați pe picături, cu atât mai mare este încărcarea lor și cu atât este mai mare capacitatea lor de a preveni coalescența picăturilor, ceea ce face ca sistemul de emulsie să fie mai stabil.

Vâscozitatea mediului de dispersie a emulsiei are un anumit impact asupra stabilității emulsiei. În general, cu cât este mai mare vâscozitatea mediului de dispersie, cu atât este mai mare stabilitatea emulsiei. Acest lucru se datorează faptului că vâscozitatea mediului de dispersie este ridicată, ceea ce împiedică puternic mișcarea browniană a picăturilor lichide, încetinește coliziunea dintre picături și menține sistemul stabil. Substanțele polimerice care sunt de obicei solubile în emulsii pot crește vâscozitatea sistemului și pot spori stabilitatea emulsiei. În plus, polimerul poate forma, de asemenea, o mască facială cu interfață solidă, ceea ce face ca sistemul de emulsie să fie mai stabil.

În unele cazuri, adăugarea de pulbere solidă poate stabiliza, de asemenea, emulsia. Pulberea solidă nu este în apă, ulei sau la interfață, în funcție de capacitatea de umectare a uleiului și a apei pe pulberea solidă. Dacă pulberea solidă nu este complet umezită de apă și poate fi umezită de ulei, aceasta va rămâne la interfața de ulei de apă.

Motivul pentru care pulberea solidă nu stabilizează emulsia este că pulberea adunată la interfață nu întărește masca facială a interfeței, care este similară cu moleculele emulsifierii de adsorbție de interfață. Prin urmare, cu cât particulele de pulbere solide sunt mai apropiate la interfață, cu atât emulsia va fi mai stabilă.

Surfactanții au capacitatea de a crește semnificativ solubilitatea compușilor organici care sunt insolubili sau ușor solubili în apă după formarea micelelor în soluție apoasă, iar soluția este transparentă în acest moment. Acest efect al micelelor se numește solubilizare. Surfactanții care pot produce efecte de solubilizare sunt numiți solubilizatori, iar compușii organici care sunt solubilizați se numesc compuși solubilizați.

Imaginea 3

8. Spumă

Spuma joacă un rol important în procesul de spălare. Spuma se referă la sistemul de dispersie în care gazul este dispersat în lichid sau solid. Gazul este faza de dispersie, iar lichidul sau solidul este mediul de dispersie. Prima se numește spumă lichidă, în timp ce cea de -a doua se numește spumă solidă, cum ar fi plastic de spumă, sticlă de spumă, ciment din spumă etc.

(1) Formarea spumei

Spuma de aici se referă la agregarea bulelor separate prin film lichid. Datorită diferenței mari de densitate între faza dispersată (gaz) și mediul dispersat (lichid) și vâscozitatea scăzută a lichidului, spuma poate crește întotdeauna rapid la nivelul lichidului.

Procesul de formare a spumei este de a aduce o cantitate mare de gaz în lichid, iar bulele din lichid se întorc rapid pe suprafața lichidului, formând un agregat cu bule separate de o cantitate mică de lichid și gaz

Foamul are două caracteristici remarcabile în morfologie: una este că bulele ca fază dispersată sunt adesea poliedrice, deoarece la intersecția bulelor, există o tendință ca filmul lichid să devină mai subțire, făcând bule poliedrice. Când filmul lichid devine mai subțire într -o anumită măsură, bulele se vor rupe; În al doilea rând, lichidul pur nu poate forma spumă stabilă, dar lichidul care poate forma spumă este de cel puțin două sau mai multe componente. Soluția apoasă a surfactantului este un sistem tipic ușor de generat spumă, iar capacitatea sa de a genera spumă este, de asemenea, legată de alte proprietăți.

Surfactanții cu o bună abilitate de spumare se numesc agenți de spumare. Deși agentul de spumare are o capacitate bună de spumă, este posibil ca spuma formată să nu poată menține mult timp, adică stabilitatea sa poate să nu fie bună. Pentru a menține stabilitatea spumei, o substanță care poate crește stabilitatea spumei este adesea adăugată la agentul de spumare, care se numește stabilizator de spumă. Stabilizatoarele de spumă utilizate frecvent sunt oxidul de dietanolamină lauroil și dodecil dimetil amină.

(2) Stabilitatea spumei

Spuma este un sistem instabil termodinamic, iar tendința finală este ca suprafața totală a lichidului din sistem să scadă și energia liberă scade după ruperea bulei. Procesul de defoaming este procesul în care filmul lichid care separă grosimea gazelor schimbă până când se rup. Prin urmare, stabilitatea spumei este determinată în principal de viteza de descărcare a lichidului și de rezistența filmului lichid. Există mai mulți alți factori de influență.

① Tensiunea de suprafață

Din punct de vedere energetic, tensiunea de suprafață scăzută este mai favorabilă pentru formarea de spumă, dar nu poate garanta stabilitatea spumei. Tensiunea de suprafață scăzută, diferența de presiune scăzută, viteza de descărcare lentă a lichidului și subțierea lentă a filmelor lichide sunt propice stabilității spumei.

Vâscozitate de suprafață

Factorul cheie care determină stabilitatea spumei este rezistența filmului lichid, care este determinată în principal de fermitatea filmului de adsorbție de suprafață, măsurată de vâscozitatea suprafeței. Experimentele arată că spuma produsă de soluția cu vâscozitate mai mare a suprafeței are o viață mai lungă. Acest lucru se datorează faptului că interacțiunea dintre moleculele adsorbite pe suprafață duce la creșterea rezistenței membranei, îmbunătățind astfel viața de spumă.

Viscozitatea soluției

Când vâscozitatea lichidului în sine crește, lichidul din pelicula lichidă nu este ușor de evacuat, iar viteza de subțiere a grosimii filmului lichid este lentă, ceea ce întârzie timpul rupturii filmului lichid și crește stabilitatea spumei.

④ Efectul „Repararea” tensiunii superficiale

Surfactanții adsorbiți pe suprafața filmului lichid au capacitatea de a rezista expansiunii sau contracției suprafeței filmului lichid, pe care o ne referim ca efect de reparație. Acest lucru se datorează faptului că există o peliculă lichidă de surfactanți adsorbați la suprafață, iar extinderea suprafeței sale va reduce concentrația de molecule adsorbite de suprafață și va crește tensiunea de suprafață. Extinderea ulterioară a suprafeței va necesita un efort mai mare. În schimb, contracția suprafeței va crește concentrația de molecule adsorbite la suprafață, reducând tensiunea superficială și împiedicând contracția suplimentară.

⑤ Difuzarea gazului printr -o peliculă lichidă

Datorită existenței presiunii capilare, presiunea bulelor mici în spumă este mai mare decât cea a bulelor mari, ceea ce va face ca gazul din bule mici să se difuzeze în bulele mari de presiune joasă prin intermediul filmului lichid, rezultând în fenomenul pe care bulele mici devin mai mici, bulele mari devin mai mari și, în sfârșit, foamul se rupe. Dacă se adaugă agentul tensioactiv, spuma va fi uniformă și densă atunci când se spumă și nu este ușor de defectat. Deoarece agentul tensioactiv este strâns aranjat pe filmul lichid, este dificil de ventilat, ceea ce face ca spuma să fie mai stabilă.

⑥ Influența încărcării de suprafață

Dacă filmul lichid de spumă este încărcat cu același simbol, cele două suprafețe ale filmului lichid se vor respinge reciproc, împiedicând filmul lichid să se subțiaze sau chiar distrugerea. Surfactanții ionici pot oferi acest efect de stabilizare.

În concluzie, puterea filmului lichid este factorul cheie pentru a determina stabilitatea spumei. Ca agent tensioactiv pentru agenți de spumare și stabilizatori de spumă, etanșeitatea și fermitatea moleculelor adsorbite de suprafață sunt factorii cei mai importanți. Atunci când interacțiunea dintre moleculele adsorbite de pe suprafață este puternică, moleculele adsorbite sunt strâns aranjate, ceea ce nu numai că face ca masca facială de suprafață să aibă o rezistență ridicată, dar face și soluția adiacentă mască facială de suprafață dificilă să curgă datorită vâscozității de suprafață ridicate, astfel încât este relativ dificil de scurgere pentru filmul lichid să se scurgă, iar grosimea filmului lichid este ușor de întreținut. În plus, moleculele de suprafață strânse pot reduce, de asemenea, permeabilitatea moleculelor de gaz și, astfel, să crească stabilitatea spumei.

Imaginea 4

(3) Distrugerea spumei

Principiul de bază al distrugerii spumei este de a schimba condițiile pentru producerea de spumă sau de a elimina factorii de stabilitate ai spumei, astfel încât există două metode de defoing, fizice și chimice.

Defoamingul fizic este de a schimba condițiile în care este generată spuma, menținând în același timp compoziția chimică a soluției de spumă neschimbată. De exemplu, perturbarea forței externe, modificarea temperaturii sau a presiunii și tratamentul cu ultrasunete sunt toate metodele fizice eficiente pentru a elimina spuma.

Metoda de defoaming chimic este de a adăuga unele substanțe pentru a interacționa cu agentul de spumare, a reduce rezistența filmului lichid în spumă și apoi pentru a reduce stabilitatea spumei pentru a atinge scopul de a se deforagea. Astfel de substanțe sunt numite defoamers. Majoritatea defoamerelor sunt surfactanți. Prin urmare, în funcție de mecanismul de defoaming, defoamerii ar trebui să aibă o capacitate puternică de a reduce tensiunea de suprafață, să fie ușor adsorbite la suprafață și să aibă interacțiuni slabe între moleculele adsorbite de suprafață, rezultând o structură de aranjare relativ liberă a moleculelor adsorbite.

Există diferite tipuri de defoamere, dar sunt în mare parte surfactanți non-ionici. Surfactanții non -ionici au proprietăți anti -spumă aproape sau deasupra punctului lor de nor și sunt utilizați în mod obișnuit ca defoameri. Alcoolii, în special cei cu structuri de ramificare, acizi grași și esteri, poliamide, fosfați, uleiuri de silicon etc., sunt de asemenea folosiți în mod obișnuit ca defecțiuni excelente.

(4) spumă și spălare

Nu există nicio relație directă între spumă și efect de spălare, iar cantitatea de spumă nu înseamnă că efectul de spălare este bun sau rău. De exemplu, performanța spumantă a surfactanților non-ionici este mult inferioară săpunului, dar puterea lor de curățare este mult mai bună decât săpunul.

În unele cazuri, spuma este utilă în îndepărtarea murdăriei. De exemplu, atunci când spălați tacâmuri acasă, spuma detergentului poate scoate picăturile de ulei spălate; Când spălați covorul, spuma ajută la eliminarea murdăriei solide, cum ar fi praful și pulberea. În plus, spuma poate fi uneori folosită ca semn dacă detergentul este eficient, deoarece petele de ulei gras pot inhiba spuma detergentului. Când există prea multe pete de ulei și prea puțin detergent, nu va dispărea spumă sau spuma originală va dispărea. Uneori, spuma poate fi folosită și ca indicator dacă clătirea este curată. Deoarece cantitatea de spumă din soluția de clătire tinde să scadă odată cu scăderea conținutului de detergent, gradul de clătire poate fi evaluat prin cantitatea de spumă.

9. Procesul de spălare

Într -un sens larg, spălarea este procesul de eliminare a componentelor nedorite din obiectul care este spălat și atingerea unui anumit scop. Spălarea în sensul obișnuit se referă la procesul de îndepărtare a murdăriei de pe suprafața unui transportator. În timpul spălării, interacțiunea dintre murdărie și transportator este slăbită sau eliminată prin acțiunea unor substanțe chimice (cum ar fi detergenții), transformând combinația de murdărie și purtător în combinația de murdărie și detergent, provocând în cele din urmă murdăria și transportatorul de detașare. Deoarece obiectele care trebuie spălate și murdăria care trebuie eliminată sunt diverse, spălarea este un proces foarte complex, iar procesul de bază de spălare poate fi reprezentat de următoarea relație simplă

Transportator • murdărie+detergent = transportator+murdărie • detergent

Procesul de spălare poate fi de obicei împărțit în două etape: una este separarea murdăriei și a transportatorului său sub acțiunea detergentului; Al doilea este că murdăria detașată este dispersată și suspendată în mediu. Procesul de spălare este un proces reversibil, iar murdăria care este dispersată sau suspendată în mediu poate, de asemenea, să se precipită de la mediu pe rufe. Prin urmare, un detergent excelent nu ar trebui să aibă doar capacitatea de a detașa murdăria de transportator, dar, de asemenea, să aibă o capacitate bună de a dispersa și de a suspenda murdăria și de a împiedica murdăria să se depună din nou.

Imaginea 5

(1) Tipuri de murdărie

Chiar și pentru același articol, tipul, compoziția și cantitatea de murdărie vor varia în funcție de mediul de utilizare. Mizeria corpului de ulei include în principal uleiuri de animale și vegetale, precum și uleiuri minerale (cum ar fi ulei brut, ulei de combustibil, gudron de cărbune etc.), în timp ce murdăria solidă include în principal fum, praf, rugină, negru de carbon, etc. În ceea ce privește murdăria îmbrăcămintei, există murdărie din corpul uman, cum ar fi transpirația, sebum, sânge, etc. Murdărie din mâncare, cum ar fi petele de fructe, petele de ulei comestibile, petele de condiment, amidonul, etc; Murdărie adusă de produse cosmetice, cum ar fi ruj și lac de unghii; Murdărie din atmosferă, cum ar fi fum, praf, sol, etc; Alte materiale, cum ar fi cerneală, ceai, vopsea, etc. Se poate spune că există diferite și diverse tipuri.

Diverse tipuri de murdărie pot fi de obicei împărțite în trei categorii: murdărie solidă, murdărie lichidă și murdărie specială.

① Dirty solid comun include particule precum cenușă, noroi, sol, rugină și negru de carbon. Majoritatea acestor particule au o sarcină de suprafață, în mare parte negativă, și sunt ușor adsorbite pe obiecte fibroase. În general, murdăria solidă este dificil de dizolvat în apă, dar poate fi dispersată și suspendată prin soluții de detergent. Murdura solidă cu particule mici este dificil de îndepărtat.

② Dirt Liquid este în mare parte solubil în ulei, inclusiv uleiuri de animale și vegetale, acizi grași, alcooli grași, uleiuri minerale și oxizi. Printre ele, uleiurile animale și vegetale și acizii grași pot suferi saponificați cu alcali, în timp ce alcoolii grași și uleiurile minerale nu sunt saponificate de alcali, ci se pot dizolva în alcool, eteri și solvenți organici de hidrocarburi și să fie emulsivate și dispersate de soluții apoase deprețioase. Dirt lichid solubil în ulei are, în general, o forță de interacțiune puternică, cu obiecte fibroase și adsorbe ferm pe fibre.

③ Dirt Special include proteine, amidon, sânge, secreții umane, cum ar fi transpirație, sebum, urină, precum și suc de fructe, suc de ceai, etc. Majoritatea acestor tipuri de murdărie pot adsorbi puternic obiecte fibroase prin reacții chimice. Prin urmare, spălarea este destul de dificilă.

Diverse tipuri de murdărie există rareori singure, adesea amestecate împreună și adsorbite împreună pe obiecte. Dirt -ul poate oxida, descompune sau se descompune sub influențe externe, ceea ce duce la formarea de noi murdărie.

(2) efectul de adeziune al murdăriei

Motivul pentru care hainele, mâinile etc. se pot murdări este pentru că există un fel de interacțiune între obiecte și murdărie. Există diverse efecte de aderență ale murdăriei asupra obiectelor, dar sunt în principal adeziune fizică și aderență chimică.

① Adeziunea fizică a cenușii de țigară, praf, sedimente, negru de carbon și alte substanțe la îmbrăcăminte. În general, interacțiunea dintre murdăria aderentă și obiectul contaminat este relativ slabă, iar îndepărtarea murdăriei este, de asemenea, relativ ușoară. Conform diferitelor forțe, aderența fizică a murdăriei poate fi împărțită în aderență mecanică și aderență electrostatică.

R: Adeziunea mecanică se referă în principal la adeziunea murdăriei solide, cum ar fi praful și sedimentul. Adeziunea mecanică este o metodă de adeziune slabă pentru murdărie, care poate fi aproape îndepărtată prin metode mecanice simple. Cu toate acestea, atunci când dimensiunea particulelor murdăriei este mică (<0,1um), este mai dificil de îndepărtat.

B: Adeziunea electrostatică se manifestă în principal prin acțiunea particulelor de murdărie încărcate pe obiecte cu sarcini opuse. Majoritatea obiectelor fibroase poartă o încărcare negativă în apă și sunt ușor respectate prin murdărie încărcată pozitiv, cum ar fi var. O anumită murdărie, deși încărcate negativ, cum ar fi particulele negre de carbon în soluții apoase, pot adera la fibre prin poduri ionice formate din ioni pozitivi (cum ar fi Ca2+, Mg2+, etc.) în apă (ioni acționează împreună între multiple sarcini opuse, acționând ca podurile).

Electricitatea statică este mai puternică decât acțiunea mecanică simplă, ceea ce face relativ dificilă eliminarea murdăriei.

③ Îndepărtarea murdăriei speciale

Proteinele, amidonul, secrețiile umane, sucul de fructe, sucul de ceai și alte tipuri de murdărie sunt dificil de îndepărtat cu tensioactivi generali și necesită metode speciale de tratament.

Petele de proteine, cum ar fi crema, ouăle, sângele, laptele și excreta pielii sunt predispuse la coagulare și denaturare pe fibre și aderă mai ferm. Pentru murdărirea proteinelor, proteaza poate fi utilizată pentru a -l îndepărta. Proteza poate descompune proteinele în murdărie în aminoacizi solubili în apă sau oligopeptide.

Petele de amidon provin în principal din alimente, în timp ce altele, cum ar fi sucurile de carne, pasta, etc. Enzimele de amidon au un efect catalitic asupra hidrolizei petelor de amidon, descompunând amidonul în zaharuri.

Lipaza poate cataliza descompunerea unor trigliceride dificil de îndepărtat prin metode convenționale, cum ar fi Sebum secretat de corpul uman, uleiuri comestibile etc., pentru a descompune trigliceridele în glicerol și acizi grași solubili.

Unele pete colorate din sucul de fructe, sucul de ceai, cerneala, rujul etc. sunt adesea dificil de curățat bine chiar și după spălarea repetată. Acest tip de pată poate fi îndepărtat prin reacții de reducere a oxidării folosind oxidanți sau agenți de reducere, cum ar fi înălbitorul, care descompun structura grupelor cromofor sau cromofor și le degradează în componente mai mici solubile în apă.

Din perspectiva curățării uscate, există aproximativ trei tipuri de murdărie.

① Dirty Soluble Soluble include diverse uleiuri și grăsimi, care sunt lichide sau grase și solubile în solvenții de curățare uscată.

② Murdura solubilă în apă este solubilă într -o soluție apoasă, dar insolubilă în agenții de curățare uscată. Se adsorbe pe îmbrăcăminte sub formă de soluție apoasă, iar după evaporarea apei, sunt precipitate solide granulare, cum ar fi sărurile anorganice, amidonul, proteinele etc.

③ Dirtia insolubilă cu ulei de ulei este insolubilă atât în ​​apă, cât și în solvenții de curățare uscată, cum ar fi negru de carbon, diverse silicați metalici și oxizi.

Datorită diferitelor proprietăți ale diferitelor tipuri de murdărie, există diferite modalități de îndepărtare a murdăriei în timpul procesului de curățare uscată. Dirturile solubile în ulei, cum ar fi uleiurile animale și vegetale, uleiurile minerale și grăsimile, sunt ușor solubile în solvenți organici și pot fi îndepărtate cu ușurință în timpul curățării uscate. Solubilitatea excelentă a solvenților de curățare uscată pentru ulei și grăsime se datorează în esență forțelor van der Waals dintre molecule.

Pentru îndepărtarea murdăriei solubile în apă, cum ar fi săruri anorganice, zaharuri, proteine, transpirație etc., este necesar să se adauge și o cantitate adecvată de apă la agentul de curățare uscată, altfel murdăria solubilă în apă este dificil de îndepărtat din îmbrăcăminte. Dar apa este dificil de dizolvat la agenții de curățare a uscării, astfel încât pentru a crește cantitatea de apă, trebuie adăugați tensioactivi. Apa prezentă în agenții de curățare uscată poate hidrata murdăria și suprafața îmbrăcămintei, ceea ce face ușor interacționarea cu grupurile polare de surfactanți, ceea ce este benefic pentru adsorbția surfactanților la suprafață. În plus, atunci când surfactanții formează micelele, murdăria solubilă în apă și apa pot fi solubilizate în micelele. Surfactanții nu numai că pot crește conținutul de apă în solvenții de curățare uscată, dar, de asemenea, împiedică depunerea de murdărie pentru a îmbunătăți efectul de curățare.

Prezența unei cantități mici de apă este necesară pentru îndepărtarea murdăriei solubile în apă, dar apa excesivă poate determina deformarea unor haine, rid etc., astfel încât conținutul de apă din detergentul uscat trebuie să fie moderat.

Particule solide, cum ar fi cenușă, noroi, sol și negru de carbon, care nu sunt nici solubile în apă, nici solubile în ulei, respectă în general îmbrăcăminte prin adsorbție electrostatică sau prin combinarea cu petele de ulei. În curățarea uscată, fluxul și impactul solvenților pot determina căderea murdăriei adsorbite de forțele electrostatice, în timp ce agenții de curățare la uscat pot dizolva petele de ulei, provocând particule solide care se combină cu petele de ulei și să respecte hainele să cadă de la agentul de curățare uscată. Cantitatea mică de apă și surfactanți din agentul de curățare uscată poate suspenda și dispersa în mod stabil și particulele solide de murdărie care cad, împiedicându -le să depună din nou pe haine.
(5) Factori care afectează efectul de spălare

Adsorbția direcțională a surfactanților la interfață și reducerea tensiunii suprafeței (interfațiale) sunt factorii principali pentru îndepărtarea de murdărire lichidă sau solidă. Dar procesul de spălare este relativ complex și chiar efectul de spălare a aceluiași tip de detergent este afectat de mulți alți factori. Acești factori includ concentrația de detergent, temperatură, natura murdăriei, tipul de fibre și structura țesăturii.

① Concentrația de agentul tensioactivi

Micelele surfactanților din soluție joacă un rol important în procesul de spălare. Când concentrația atinge concentrația critică de micelle (CMC), efectul de spălare crește brusc. Prin urmare, concentrația de detergent în solvent ar trebui să fie mai mare decât valoarea CMC pentru a obține un efect de spălare bun. Cu toate acestea, atunci când concentrația de agent tensioactivi depășește valoarea CMC, efectul din ce în ce mai mare de spălare devine mai puțin semnificativ, iar creșterea excesivă a concentrației de agent tensioactiv nu este necesară.
Când utilizați solubilizarea pentru a elimina petele de ulei, chiar dacă concentrația este peste valoarea CMC, efectul de solubilizare crește în continuare odată cu creșterea concentrației de agent tensioactiv. În acest moment, este recomandabil să folosiți detergent la nivel local, cum ar fi pe manșetele și gulerele de haine unde există multă murdărie. La spălare, un strat de detergent poate fi aplicat mai întâi pentru a îmbunătăți efectul de solubilizare a agenților tensioactivi pe petele de ulei.

Temperatura Temperatura are un impact semnificativ asupra efectului de curățare. În general, creșterea temperaturii este benefică pentru îndepărtarea murdăriei, dar uneori temperatura excesivă poate provoca și factori adverși.

O creștere a temperaturii este benefică pentru difuzarea murdăriei. Petele de ulei solid sunt emulsionate cu ușurință atunci când temperatura este peste punctul lor de topire, iar fibrele își cresc, de asemenea, gradul de expansiune din cauza creșterii temperaturii. Acești factori sunt benefici pentru îndepărtarea murdăriei. Cu toate acestea, pentru țesăturile strânse, micro -golurile dintre fibre sunt reduse după expansiunea fibrelor, ceea ce nu este favorabil îndepărtării murdăriei.

Modificările de temperatură afectează, de asemenea, solubilitatea, valoarea CMC și dimensiunea micelelor a tensioactivilor, afectând astfel efectul de spălare. Surfactanții cu lanț lung de carbon au o solubilitate mai mică la temperaturi scăzute și, uneori, o solubilitate chiar mai mică decât valoarea CMC. În acest caz, temperatura de spălare ar trebui să fie crescută în mod corespunzător. Efectul temperaturii asupra valorii CMC și a dimensiunii micelelor este diferit pentru surfactanții ionici și neionici. Pentru surfactanții ionici, o creștere a temperaturii duce, în general, la o creștere a valorii CMC și la o scădere a mărimii micelelor. Aceasta înseamnă că concentrația de agentul de tensioactivi ar trebui să fie crescută în soluția de spălare. Pentru surfactanții non-ionici, creșterea temperaturii duce la o scădere a valorii lor CMC și la o creștere semnificativă a dimensiunii micelelor lor. Se poate observa că creșterea în mod corespunzător a temperaturii poate ajuta tensioactivii neionici să-și exercite activitatea de suprafață. Dar temperatura nu trebuie să -și depășească punctul de nor.

Pe scurt, cea mai potrivită temperatură de spălare este legată de formula detergentului și de obiectul spălat. Unii detergenți au efecte de curățare bune la temperatura camerei, în timp ce unii detergenți au efecte de curățare semnificativ diferite pentru spălarea la rece și la cald.

③ spumă

Oamenii confundă adesea capacitatea de spumare cu efectul de spălare, crezând că detergenții cu o capacitate puternică de spumare au efecte de spălare mai bune. Rezultatele arată că efectul de spălare nu este direct legat de cantitatea de spumă. De exemplu, utilizarea detergentului cu spum scăzut pentru spălare nu are un efect de spălare mai rău decât detergentul cu spum ridicat.

Deși spuma nu este direct legată de spălare, spuma este încă utilă pentru a elimina murdăria în unele situații. De exemplu, spuma lichidului de spălare poate transporta picăturile de ulei atunci când spălați vasele de mână. Când spălați covorul, spuma poate scoate, de asemenea, particule solide de murdărie, cum ar fi praful. Praful reprezintă o proporție mare de murdărie, astfel încât curățătorul de covoare ar trebui să aibă anumite abilități de spumare.

Puterea de spumare este importantă și pentru șampon. Spuma fină produsă de lichid atunci când spălați părul sau scăldarea îi face pe oameni să se simtă confortabil.

④ Tipuri de fibre și proprietăți fizice ale textilelor

În plus față de structura chimică a fibrelor care afectează adeziunea și îndepărtarea murdăriei, apariția fibrelor și structura organizațională a firelor și țesăturilor au, de asemenea, un impact asupra dificultății îndepărtării murdăriei.

Cantarul fibrelor de lână și fâșia plană precum structura fibrelor de bumbac sunt mai predispuse la acumularea murdăriei decât fibrele netede. De exemplu, negrul de carbon a aderat la filmul de celuloză (film adeziv) este ușor de îndepărtat, în timp ce neagrul de carbon aderat la țesătura de bumbac este dificil de spălat. De exemplu, țesăturile cu fibre scurte din poliester sunt mai predispuse la acumularea petelor de ulei decât țesăturile cu fibre lungi, iar petele de ulei de pe țesăturile cu fibre scurte sunt, de asemenea, mai dificil de îndepărtat decât cele de pe țesăturile cu fibre lungi.

Fire strânse răsucite și țesături strânse, datorită micro -golurilor micro dintre fibre, pot rezista invaziei murdăriei, dar, de asemenea, împiedică soluția de curățare să îndepărteze murdăria internă. Prin urmare, țesăturile strânse au o rezistență bună la murdărie la început, dar este, de asemenea, dificil de curățat odată contaminat.

⑤ Duritatea apei

Concentrația de ioni metalici, cum ar fi Ca2+și Mg2+în apă, are un impact semnificativ asupra efectului de spălare, mai ales atunci când surfactanții anionici se întâlnesc cu ioni Ca2+și Mg2+pentru a forma săruri de calciu și magneziu cu o solubilitate slabă, ceea ce poate reduce capacitatea lor de curățare. Chiar dacă concentrația de surfactanți este bogată în apă tare, efectul lor de curățare este încă mult mai rău decât în ​​distilare. Pentru a obține cel mai bun efect de spălare a surfactanților, concentrația de ioni de Ca2+în apă ar trebui redusă la 1 × 10-6mol/L (CaCO3 trebuie redusă la 0,1mg/L). Acest lucru necesită adăugarea de diverse de detergent la detergent.


Timpul post: 16-2020 august