Krympekraften til en hvilken som helst enhetslengde på overflaten av væsken kalles overflatespenningen, og enheten er N. · m-1.
Egenskapen til å redusere overflatespenningen til løsningsmidlet kalles overflateaktivitet, og et stoff med denne egenskapen kalles et overflateaktivt stoff.
Det overflateaktive stoffet som kan binde molekyler i vandig oppløsning og danne miceller og andre assosiasjoner, og ha høy overflateaktivitet, samtidig som den har effekten av fukting, emulgerende, skumming, vasking, etc. kalles overflateaktivt middel.
Surfaktant er organiske forbindelser med spesiell struktur og egenskap, noe som kan endre grensesnittets spenning mellom to faser eller overflatespenningen til væsker (generelt vann), med fukting, skumming, emulgering, vasking og andre egenskaper.
Når det gjelder struktur, har overflateaktive midler et fellestrekk ved at de inneholder to grupper av forskjellig karakter i molekylene. I den ene enden er en lang kjede av ikke-polar gruppe, oppløselig i olje og uoppløselig i vann, også kjent som hydrofob gruppe eller vannavvisende gruppe. En slik vannavvisende gruppe er generelt lange kjeder av hydrokarboner, noen ganger også for organisk fluor, silisium, organofosfat, organotinkjede, etc. I den andre enden er vannløselig gruppe, en hydrofil gruppe eller oljeavvisende gruppe. Den hydrofile gruppen må være tilstrekkelig hydrofil til å sikre at hele overflateaktive midler er oppløselige i vann og har den nødvendige løseligheten. Siden overflateaktive midler inneholder hydrofile og hydrofobe grupper, kan de være oppløselige i minst en av væskefasene. Denne hydrofile og lipofile egenskapen til overflateaktivt middel kalles amfifilisitet.
Surfaktant er en slags amfifile molekyler med både hydrofobe og hydrofile grupper. Hydrofobe grupper av overflateaktive midler er vanligvis sammensatt av langkjedede hydrokarboner, så som rettkjedet alkyl C8 ~ C20, forgrenet alkyl C8 ~ C20 ， alkylfenyl (alkylkarbon tom-nummer er 8 ~ 16) og lignende. Forskjellen som er liten mellom hydrofobe grupper er hovedsakelig i de strukturelle endringene av hydrokarbonkjeder. Og typene hydrofile grupper er mer, så egenskapene til overflateaktive midler er hovedsakelig relatert til hydrofile grupper i tillegg til størrelsen og formen til hydrofobe grupper. De strukturelle endringene av hydrofile grupper er større enn ved hydrofobe grupper, så klassifiseringen av overflateaktive midler er generelt basert på strukturen til hydrofile grupper. Denne klassifiseringen er basert på om den hydrofile gruppen er ionisk eller ikke, og den er delt inn i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre spesielle typer overflateaktive midler.
① Adsorpsjon av overflateaktive midler ved grensesnittet
Surfaktantmolekyler er amfifile molekyler som har både lipofile og hydrofile grupper. Når overflateaktivt middel blir oppløst i vann, blir den hydrofile gruppen tiltrukket av vann og løses opp i vann, mens dens lipofile gruppe blir frastøtt av vann og etterlater vann, noe , noe som reduserer grensesnittspenningen mellom de to fasene. Jo mer overflateaktive molekyler (eller ioner) adsorberes ved grensesnittet, jo større er reduksjonen i grensesnittspenning.
② Noen egenskaper ved adsorpsjonsmembranen
Overflatetrykk av adsorpsjonsmembran: Surfaktant Adsorpsjon ved gass-væske-grensesnitt på det flytende arket, som kalles overflatetrykk.
Overflateviskositet: I likhet med overflatetrykk er overflateviskositet en egenskap som er utstilt ved uoppløselig molekylær membran. Suspendert av en fin metalltråd platina -ring, slik at planet kontakter vannoverflaten på tanken, roterer platina -ringen, platina -ringen ved viskositeten til vannhindring målt. Metoden er: For det første utføres eksperimentet på den rene vannoverflaten for å måle amplitudeforfallet, og deretter blir forfallet etter dannelsen av overflatemembranen målt, og viskositeten til overflatemembranen er avledet fra forskjellen mellom de to .
Overflateviskositeten er nært relatert til soliditeten til overflatemembranen, og siden adsorpsjonsmembranen har overflatetrykk og viskositet, må den ha elastisitet. Jo høyere overflatetrykk og jo høyere viskositeten til den adsorberte membranen, desto høyere er dens elastiske modul. Den elastiske modulen til overflateadsorpsjonsmembranen er viktig i prosessen med boble stabilisering.
③ Dannelse av miceller
Fortynnede løsninger av overflateaktive midler overholder lovene etterfulgt av ideelle løsninger. Mengden overflateaktivt middel adsorbert på overflaten av løsningen øker med konsentrasjonen av løsningen, og når konsentrasjonen når eller overstiger en vis måte eller på en vanlig måte. Både praksis og teori viser at de danner assosiasjoner i løsning, og disse assosiasjonene kalles miceller.
Kritisk micellekonsentrasjon (CMC): Minimumskonsentrasjonen som overflateaktive midler danner miceller i løsning kalles den kritiske micellkonsentrasjonen.
④ CMC -verdier av vanlige overflateaktive stoffer.
HLB er forkortelsen av hydrofil lipofilbalanse, som indikerer den hydrofile og lipofile balansen i de hydrofile og lipofile gruppene i det overflateaktive, dvs. HLB -verdien til overflateaktivt middel. En stor HLB -verdi indikerer et molekyl med sterk hydrofilisitet og svak lipofilisitet; Motsatt, sterk lipofilisitet og svak hydrofilisitet.
① Bestemmelser om HLB -verdi
HLB -verdien er en relativ verdi, så når HLB -verdien er utviklet, som en standard, er HLB -verdien av parafinvoks, som ikke har noen hydrofile egenskaper, spesifisert til å være 0, mens HLB -verdien til natriumdodecylsulfat, som er mer vannløselig, er 40. Derfor er HLB-verdien av overflateaktive stoffer generelt innenfor området 1 til 40. Generelt sett, emulgatorer med HLB -verdier mindre enn 10 er lipofile, mens de større enn 10 er hydrofile. Dermed er vendepunktet fra lipofil til hydrofil omtrent 10.
Basert på HLB-verdiene for overflateaktive midler, kan en generell ide om deres mulige bruksområder oppnås, som vist i tabell 1-3.
To gjensidig uoppløselige væsker, den ene spredte seg i den andre som partikler (dråper eller flytende krystaller) danner et system som kalles en emulsjon. Dette systemet er termodynamisk ustabilt på grunn av økningen i grenseområdet til de to væskene når emulsjonen dannes. For å gjøre emulsjonen stabil, er det nødvendig å legge til en tredje komponent - emulgator for å redusere grensesnittenergien til systemet. Emulgator tilhører overflateaktivt middel, dens viktigste funksjon er å spille emulsjonsrollen. Fasen av emulsjonen som eksisterer som dråper kalles den spredte fasen (eller indre fase, diskontinuerlig fase), og den andre fasen som er koblet sammen kalles spredningsmediet (eller ytre fase, kontinuerlig fase).
① emulgatorer og emulsjoner
Vanlige emulsjoner, den ene fasen er vann eller vandig løsning, den andre fasen er organiske stoffer som ikke spredt i vann for å danne olje-i-vann-emulsjon, uttrykt som O/W (olje/vann): Vann spredt i olje for å danne olje-i-vann-emulsjon, uttrykt som w/o (Vann/olje). Kompleks vann-i-olje-i-vann w/o/w type og olje-i-vann-i-olje o/w/o type multi-emulsjoner kan også dannes.
Emulgatorer brukes til å stabilisere emulsjoner ved å redusere grensesnittspenning og danne enkeltmolekylgrensesnittmembran.
I emulgeringen av emulgeringskravene:
A: Emulgatoren må kunne adsorbere eller berike grensesnittet mellom de to fasene, slik at grensesnittspenningen reduseres;
B: Emulgatoren må gi partiklene til ladningen, slik at elektrostatisk frastøtning mellom partiklene, eller danner en stabil, svært viskøs beskyttende membran rundt partiklene.
Derfor må stoffet som brukes som emulgator ha amfifile grupper for å emullere, og overflateaktive midler kan oppfylle dette kravet.
② Forberedelsesmetoder for emulsjoner og faktorer som påvirker stabiliteten til emulsjoner
Det er to måter å fremstille emulsjoner på: Den ene er å bruke den mekaniske metoden for å spre væsken i bittesmå partikler i en annen væske, som for det meste brukes i industrien for å fremstille emulsjoner; Den andre er å oppløse væsken i molekylær tilstand i en annen væske, og deretter få den til å samle ordentlig for å danne emulsjoner.
Stabiliteten til en emulsjon er evnen til antipartikkelaggregering som fører til faseseparasjon. Emulsjoner er termodynamisk ustabile systemer med stor fri energi. Derfor er den såkalte stabiliteten til en emulsjon faktisk tiden som kreves for at systemet skal nå likevekten, dvs. tiden som kreves for atskillelse av en av væskene i systemet skal oppstå.
Når grensesnittmembranen med fete alkoholer, fettsyrer og fete aminer og andre polare organiske molekyler, er membranstyrken betydelig høyere. Dette er fordi, i grensesnittadsorpsjonslaget med emulgatormolekyler og alkoholer, syrer og aminer og andre polare molekyler for å danne et "kompleks", slik at grensesnittmembranstyrken økte.
Emulgatorer bestående av mer enn to overflateaktive midler kalles blandede emulgatorer. Blandet emulgator adsorbert ved vann/oljegrensesnitt; Intermolekylær handling kan danne komplekser. På grunn av den sterke intermolekylære virkningen reduseres grensesnittspenningen betydelig, mengden av emulgator adsorbert ved grensesnittet økes betydelig, dannelsen av grensesnittmembrantetthet øker, styrken øker.
Ladningen av flytende perler har en betydelig effekt på emulsjonens stabilitet. Stabile emulsjoner, hvis flytende perler generelt er ladet. Når en ionisk emulgator brukes, har emulgatorionet adsorbert ved grensesnittet sin lipofile gruppe satt inn i oljefasen og den hydrofile gruppen er i vannfasen, og gjør dermed de flytende perlene ladet. Som emulsjonsperler med samme ladning, frastøter de hverandre, ikke lett å agglomerere, slik at stabiliteten økes. Det kan sees at jo mer emulgatorioner adsorberes på perlene, jo større er ladningen, jo større er evnen til å forhindre at perlene agglomererer, desto mer stabilt er emulsjonssystemet.
Viskositeten til emulsjonsspredningsmediet har en viss innflytelse på emulsjonens stabilitet. Generelt, jo høyere viskositet av spredningsmediet, jo høyere er stabiliteten til emulsjonen. Dette er fordi viskositeten til spredningsmediet er stor, noe som har en sterk effekt på den bruniske bevegelsen til de flytende perlene og bremser ned kollisjonen mellom flytende perler, slik at systemet forblir stabilt. Vanligvis kan polymerstoffene som kan oppløses i emulsjoner øke viskositeten til systemet og gjøre stabiliteten til emulsjoner høyere. I tillegg kan polymerer også danne en sterk grensesnittmembran, noe som gjør emulsjonssystemet mer stabilt.
I noen tilfeller kan tilsetning av fast pulver også gjøre at emulsjonen har en tendens til å stabilisere seg. Fast pulver er i vannet, oljen eller grensesnittet, avhengig av olje, vann på fuktighetskapasiteten til det faste pulveret, hvis det faste pulveret ikke er helt vått med vann, men også vått av olje, vil forbli på vannet og olje grensesnitt.
Det faste pulveret gjør ikke emulsjonen stabil fordi pulveret samlet ved grensesnittet forbedrer grensesnittmembranen, som ligner grensesnittadsorpsjonen av emulgatormolekyler, så jo nærmere det faste pulvermaterialet er ordnet ved grensesnittet, jo mer stabilt er det faste pulvermaterialet ordnet ved grensesnittet emulsjon er.
Surfaktanter har evnen til å øke løseligheten av uoppløselige eller svakt vannløselige organiske stoffer etter å ha dannet miceller i vandig oppløsning, og løsningen er gjennomsiktig på dette tidspunktet. Denne effekten av micellen kalles solubilisering. Det overflateaktivt middel som kan produsere solubilisering kalles solubilisatoren, og det organiske stoffet som er solubilisert kalles solubilisert materie.
Skum spiller en viktig rolle i vaskeprosessen. Skum er et spredningssystem der en gass er spredt i en væske eller fast stoff, med gassen som den spredte fasen og væsken eller fast stoff som spredningsmedium, og førstnevnte kalles flytende skum, mens sistnevnte kalles fast skum, slik som skummet plast, skummet glass, skummet sement osv.
(1) Skumdannelse
Med skum mener vi her et aggregat av luftbobler atskilt med en flytende membran. Denne typen boble stiger alltid raskt til den flytende overflaten på grunn av den store forskjellen i tetthet mellom den spredte fasen (GAS) og spredningsmediet (væske), kombinert med væskens lave viskositet.
Prosessen med å danne en boble er å bringe en stor mengde gass inn i væsken, og boblene i væsken går raskt tilbake til overflaten, og danner et aggregat av bobler atskilt med en liten mengde flytende gass.
Skum har to viktige egenskaper når det Polyhedral, når væskefilmen til en viss grad tynner, fører den til boblebrudd; Det andre er at rene væsker ikke kan danne stabilt skum, væsken som kan danne skum er minst to eller flere komponenter. Vandige oppløsninger av overflateaktive midler er typiske for systemer som er utsatt for skumgenerering, og deres evne til å generere skum er også relatert til andre egenskaper.
Surfaktanter med god skummende kraft kalles skummende midler. Selv om skummidleren har god skumsevne, men skummet som dannes kanskje ikke er i stand til å opprettholde lang tid, det vil si at stabiliteten ikke nødvendigvis er god. For å opprettholde stabiliteten til skummet, ofte i skummidleren for å tilsette stoffer som kan øke stabiliseringen av skummet, kalles stoffet, ofte skumstabilisator, ofte brukt stabilisator er lauryl dietanolamin og dodecyldimetylaminoksid.
(2) Stabiliteten til skummet
Skum er et termodynamisk ustabilt system, og den endelige trenden er at det totale overflatearealet til væsken i systemet avtar etter at boblen er ødelagt og den frie energien avtar. Defoaming -prosessen er prosessen der væskemembranen som skiller gassen blir tykkere og tynnere til den går i stykker. Derfor bestemmes hovedsakelig stabilitet av skummet hovedsakelig av hastigheten på væskeutladning og styrken til den flytende filmen. Følgende faktorer påvirker også dette.
(3) Skum ødeleggelse
Det grunnleggende prinsippet for skumødeleggelse er å endre forholdene som produserer skummet eller å eliminere de stabiliserende faktorene i skummet, og det er derfor både fysiske og kjemiske metoder for å tømme.
Fysisk defoaming betyr å endre forholdene for skumproduksjon mens den kjemiske sammensetningen av skumløsningen, for eksempel ytre forstyrrelser, endringer i temperatur eller trykk og ultralydbehandling er alle effektive fysiske metoder for å eliminere skum.
Den kjemiske defoaming -metoden er å legge til visse stoffer for å samhandle med skummidleren for å redusere styrken til væskefilmen i skummet og dermed redusere skumstabiliteten for å oppnå formålet med å tømme, slike stoffer kalles defoamers. De fleste av defoammeren er overflateaktive midler. I henhold til mekanismen for defoaming bør defoamer ha en sterk evne til å redusere overflatespenningen, lett å adsorbere på overflaten, og interaksjonen mellom overflateadsorpsjonsmolekyler er svak, adsorpsjonsmolekyler anordnet i en mer løsstruktur.
Det er forskjellige typer defoamer, men i utgangspunktet er de alle ikke-ioniske overflateaktive midler. Ikke-ioniske overflateaktive midler har anti-skummende egenskaper nær eller over skypunktet deres og brukes ofte som defoamers. Alkoholer, spesielt alkoholer med forgreningsstruktur, fettsyrer og fettsyreestere, polyamider, fosfatestere, silikonoljer, etc. brukes ofte som utmerkede defoamers.
(4) Skum og vasking
Det er ingen direkte kobling mellom skum og vaskeffektivitet og mengden skum indikerer ikke vaskenes effektivitet. For eksempel har ikke -ioniske overflateaktive midler langt færre skummende egenskaper enn såper, men dekontaminasjonen deres er mye bedre enn såper.
I noen tilfeller kan skum være nyttig i å fjerne skitt og skitt. For eksempel, når du vasker oppvasken i hjemmet, plukker skummet på vaskemiddelet opp oljedråpene, og når du skrubberte tepper, hjelper skummet med å plukke opp støv, pulver og annen solid smuss. I tillegg kan skum noen ganger brukes som en indikasjon på effektiviteten til et vaskemiddel. Fordi fettoljer har en hemmende effekt på skummet på vaskemiddelet, når det er for mye olje og for lite vaskemiddel, vil ikke noe skum bli generert eller det originale skummet vil forsvinne. Skum kan også noen ganger brukes som en indikator på renslighet av en skylling, ettersom mengden skum i skyllingsoppløsningen har en tendens til å avta med reduksjon av vaskemiddel, slik at mengden skum kan brukes til å evaluere skyllingsgraden.
I bred forstand er vasking prosessen med å fjerne uønskede komponenter fra objektet som skal vaskes og oppnå et eller annet formål. Vasking i vanlig forstand refererer til prosessen med å fjerne skitt fra bærerens overflate. Ved vasking blir interaksjonen mellom skitten og bæreren svekket eller eliminert av virkningen av noen kjemiske stoffer (f.eks Endelig skilles skitten fra transportøren. Ettersom gjenstandene som skal vaskes og skitten som skal fjernes er forskjellige, er vasking en veldig kompleks prosess og den grunnleggende vaskprosessen kan uttrykkes i følgende enkle forhold.
Carrie ·· Dirt + Detergent = Carrier + Dirt · Detergent
Vaskeprosessen kan vanligvis deles inn i to trinn: For det første, under handling av vaskemiddelet, skilles skittet fra dens bærer; For det andre blir den løsrevne smuss spredt og suspendert i mediet. Vaskeprosessen er en reversibel prosess, og skitten spredt og suspendert i mediet kan også utfelles fra mediet til objektet som blir vasket. Derfor bør et godt vaskemiddel ha evnen til å spre og suspendere skitt og forhindre omdisponering av skitt, i tillegg til evnen til å fjerne skitt fra bæreren.
(1) typer skitt
Selv for det samme elementet kan typen, sammensetningen og mengden skitt variere avhengig av miljøet den brukes i. Oljekroppsskitt er hovedsakelig noen dyre- og vegetabilske oljer og mineraloljer (for eksempel råolje, drivstoffolje, kulltjære, etc.), er fast skitt hovedsakelig sot, aske, rust, karbon svart, etc. Når det gjelder klesskitt, Det er skitt fra menneskekroppen, som svette, talg, blod osv.; skitt fra mat, for eksempel fruktflekker, kokeoljeflekker, krydderflekker, stivelse osv.; skitt fra kosmetikk, for eksempel leppestift, neglelakk osv.; skitt fra atmosfæren, som sot, støv, gjørme osv.; Andre, for eksempel blekk, te, belegg osv. Det kommer i forskjellige typer.
De forskjellige typer skitt kan vanligvis deles inn i tre hovedkategorier: fast skitt, flytende skitt og spesiell skitt.
① Solid skitt
Vanlig fast skitt inkluderer partikler av aske, gjørme, jord, rust og karbon svart. De fleste av disse partiklene har en elektrisk ladning på overflaten, de fleste av dem er negativt ladet og kan lett adsorberes på fiberelementer. Fast skitt er generelt vanskelig å oppløse i vann, men kan spres og suspenderes av vaskemiddeloppløsninger. Fast skitt med mindre massepunkt er vanskeligere å fjerne.
② Flytende skitt
Flytende skitt er for det meste oljeløs, inkludert plante- og dyreoljer, fettsyrer, fete alkoholer, mineraloljer og deres oksider. Blant dem kan plante- og dyreoljer, fettsyrer og alkali -forsynelse oppstå, mens fettalkoholer, mineraloljer ikke blir saponifisert av alkali, men kan være oppløselige i alkoholer, etere og hydrokarbon organiske løsningsmidler, og detergent vannoppløsning emulgering og spredning. Oljelløselig flytende skitt har generelt en sterk kraft med fiberartikler, og adsorberes mer godt på fibre.
③ Spesiell skitt
Spesiell skitt inkluderer proteiner, stivelse, blod, menneskelige sekresjoner som svette, talg, urin og fruktjuice og tesaft. Det meste av denne typen skitt kan være kjemisk og sterkt adsorberes på fiberartikler. Derfor er det vanskelig å vaske.
De forskjellige typer skitt blir sjelden funnet alene, men blir ofte blandet sammen og adsorbert på objektet. Skitt kan noen ganger oksyderes, dekomponeres eller forfalles under ytre påvirkninger, og dermed skape nytt skitt.
（2） vedheft av skitt
Klær, hender etc. kan farges fordi det er en slags samhandling mellom objektet og skitten. Skitt fester seg til gjenstander på en rekke måter, men det er ikke mer enn fysiske og kjemiske vedheft.
Om vedheft av sot, støv, gjørme, sand og trekull til klær er en fysisk vedheft. Generelt sett, gjennom denne vedheftet av skitt, og rollen mellom det fargede objektet er relativt svak, er fjerningen av skitt også relativt enkel. I henhold til de forskjellige kreftene kan den fysiske vedheftet av skitt deles inn i mekanisk vedheft og elektrostatisk vedheft.
A: Mekanisk vedheft
Denne typen vedheft refererer hovedsakelig til vedheft av noe fast skitt (f.eks. Støv, gjørme og sand). Mekanisk vedheft er en av de svakere former for vedheft av skitt og kan fjernes nesten med rent mekaniske midler, men når skitten er liten (<0,1um), er det vanskeligere å fjerne.
B ： Elektrostatisk vedheft
Elektrostatisk adhesjon manifesteres hovedsakelig i virkningen av ladede skittpartikler på motsatt ladede gjenstander. De fleste fibrøse objekter er negativt ladet i vann og kan lett følges med visse positivt ladede skitt, for eksempel kalktyper. Selv om det er negativt ladet, for eksempel karbon-sorte partikler i vandige oppløsninger, kan du feste , Ca2+ ， Mg2+ etc.).
Elektrostatisk virkning er sterkere enn enkel mekanisk handling, noe som gjør smussfjerning relativt vanskelig.
② Kjemisk vedheft
Kjemisk vedheft refererer til fenomenet skitt som virker på et objekt gjennom kjemiske eller hydrogenbindinger. For eksempel inneholder polar fast skitt, protein, rust og annen vedheft på fiberelementer, fibre karboksyl, hydroksyl, amid og andre grupper, disse gruppene og fete skittfettsyrer, fete alkoholer er enkle å danne hydrogenbindinger. De kjemiske kreftene er generelt sterke, og skitten er derfor mer fast bundet til objektet. Denne typen skitt er vanskelig å fjerne med de vanlige metodene og krever spesielle metoder for å håndtere den.
Graden av vedheft av skitt er relatert til selve skitten og arten av gjenstanden den blir fulgt til. Generelt fester partikler seg lett til fibrøse gjenstander. Jo mindre tekstur av den faste skittet, jo sterkere vedheftet. Polær skitt på hydrofile gjenstander som bomull og glass fester seg sterkere enn ikke-polar skitt. Ikke-polar skitt fester seg sterkere enn polart skitt, for eksempel polare fett, støv og leire, og er mindre lett å fjerne og rengjøre.
(3) Mekanisme for fjerning av skitt
Hensikten med vasking er å fjerne skitt. I et medium med en viss temperatur (hovedsakelig vann). Ved å bruke de forskjellige fysiske og kjemiske effektene av vaskemiddelet for å svekke eller eliminere effekten av skitt og vasket gjenstander, under virkning av visse mekaniske krefter (for eksempel håndgni, vaskering av maskinens agitasjon, vannpåvirkning), slik at skitt og vasket gjenstander Fra formålet med dekontaminering.
① Mekanisme for fjerning av flytende skitt
A ： Fukting
Væskemilsmontering er stort sett oljebasert. Oljeflekker våter de fleste fibrøse gjenstander og sprer seg mer eller mindre som en oljefilm på overflaten av det fibrøse materialet. Det første trinnet i vaskevirkningen er fukting av overflaten ved vaskevæsken. For illustrasjons skyld kan overflaten til en fiber tenkes å være en jevn fast overflate.
B: Oljeavløsning - krøllingsmekanisme
Det andre trinnet i vaskevirkningen er fjerning av olje og fett, fjerning av flytende skitt oppnås ved en slags kveiling. Den flytende skittet eksisterte opprinnelig på overflaten i form av en spredt oljefilm, og under den foretrukne fuktingseffekten av vaskevæsken på den faste overflaten (dvs. fiberoverflaten), krøllet den seg opp i oljene trinn for trinn, som som ble erstattet av vaskevæsken og forlot til slutt overflaten under visse ytre krefter.
② Mekanisme for fjerning av fast skitt
Fjerning av flytende skitt er hovedsakelig gjennom den foretrukne fuktingen av skittbæreren ved vaskeløsningen, mens fjerningsmekanismen for fast skitt er forskjellig, der vaskeprosessen hovedsakelig handler om fukting av skittmassen og dens bæreroverflate ved vaskingen løsning. På grunn av adsorpsjonen av overflateaktive midler på den faste smusset og dens bæreroverflate, reduseres interaksjonen mellom skitten og overflaten og vedheftstyrken til skittmassen på overflaten reduseres, og dermed blir skittmassen lett fjernet fra overflaten av overflaten transportøren.
I tillegg har adsorpsjonen av overflateaktive midler, spesielt ioniske overflateaktive midler, på overflaten av den faste skittet og dens bærer potensial til å øke overflatepotensialet på overflaten av den faste smuss og dens bærer, noe som er mer bidrar til fjerning av den skitt. Faste eller generelt fibrøse overflater er vanligvis negativt ladet i vandige medier og kan derfor danne diffuse doble elektroniske lag på skittmasser eller faste overflater. På grunn av frastøtningen av homogene ladninger, svekkes vedheftet av skittpartikler i vannet til den faste overflaten. Når et anionisk overflateaktivt middel tilsettes, fordi det samtidig kan øke det negative overflatepotensialet til skittpartikkelen og den faste overflaten, er frastøtningen mellom dem mer forbedret, vedheftingsstyrken til partikkelen er mer redusert, og skitten er lettere å fjerne .
Ikke-ioniske overflateaktive midler adsorberes på generelt ladede faste overflater, og selv om de ikke endrer grensesnittpotensialet betydelig, har det adsorberte ikke-ioniske overflateaktive midler en viss tykkelse av adsorbert lag på overflaten som bidrar til å forhindre omdisponering av skitt.
Når det gjelder kationiske overflateaktive midler, reduserer eller eliminerer deres adsorpsjon det negative overflatepotensialet til skittmassen og dens bæreroverflate, noe som reduserer frastøtningen mellom skitt og overflate og derfor ikke bidrar til skittfjerning; Etter adsorpsjon på den faste overflaten, har kationiske overflateaktive stoffer en tendens til å vri den faste overflaten hydrofobe og bidrar derfor ikke til overflatedetting og derfor vasking.
③ Fjerning av spesielle jordarter
Protein, stivelse, menneskelig sekresjon, fruktjuice, tesaft og annen slik skitt er vanskelig å fjerne med normale overflateaktive midler og krever spesiell behandling.
Proteinflekker som krem, egg, blod, melk og hudutskillelse har en tendens til å koagulere på fibrene og degenerasjonen og få sterkere vedheft. Proteinilsmaking kan fjernes ved bruk av proteaser. Enzymproteasen bryter ned proteinene i skitten til vannløselige aminosyrer eller oligopeptider.
Stivelsesflekker kommer hovedsakelig fra matvarer, andre som saus, lim osv. Amylase har en katalytisk effekt på hydrolysen av stivelsesflekker, noe som får stivelse til å bryte ned i sukker.
Lipase katalyserer nedbrytningen av triglyserider, som er vanskelige å fjerne ved normale metoder, for eksempel talg og spiselige oljer, og bryter dem ned i oppløselige glyserol og fettsyrer.
Noen fargede flekker fra fruktjuicer, tesaft, blekk, leppestift osv. Er ofte vanskelig å rengjøre grundig selv etter gjentatt vask. Disse flekkene kan fjernes ved en redoksreaksjon med et oksiderende eller reduserende middel som blekemiddel, som ødelegger strukturen til fargegenererende eller fargelukkede grupper og nedbryter dem til mindre vannoppløselige komponenter.
（4） Flekkfjerningsmekanisme for renseri
Ovennevnte er faktisk for vann som vaskemedium. På grunn av de forskjellige typene klær og struktur er faktisk noen klær som bruker vannvask ikke praktisk eller ikke lett å vaske rent, noen klær etter vasking og til og med deformasjon, falming osv., For eksempel: de fleste naturlige fibre absorberer vann og Lett å svelle, og tørr og lett å krympe, så etter at vasking blir deformert; Ved å vaske ullprodukter vises også ofte krympingsfenomen, noen ullprodukter med vannvask er også lett å pille, fargeendring; Noen silks håndfølelse blir verre etter vasking og mister glansen. For disse klærne bruker ofte tørrrensemetoden for å dekontaminere. Den såkalte renseri refererer generelt til vaskemetoden i organiske løsningsmidler, spesielt i ikke-polare løsningsmidler.
Renseri er en mildere form for vask enn vannvask. Fordi renseri ikke krever mye mekanisk handling, forårsaker det ikke skader, rynker og deformasjon mot klær, mens renseri, i motsetning til vann, sjelden produserer ekspansjon og sammentrekning. Så lenge teknologien håndteres riktig, kan klærne rengjøres uten forvrengning, fargefading og forlenget levetid.
Når det gjelder renseri, er det tre brede typer skitt.
①Oil-oppløselig skittoljeoppløselig skitt inkluderer all slags olje og fett, som er flytende eller fettete og kan oppløses i renseri.
② Vannløselig skitt Vannoppløselig skitt er oppløselig i vandige oppløsninger, men ikke i renseri, adsorberes på klær i vandig tilstand, vann fordamper etter nedbøren av granulære faste stoffer, for eksempel uorganiske salter, stivelse, protein, etc.
③Oil og vannoppløselig skittolje og vannoppløselig skitt er verken løselig i vann eller oppløselig i renserioppløsningsmidler, for eksempel karbonsvart, silikater av forskjellige metaller og oksider, etc.
På grunn av den forskjellige naturen til forskjellige typer skitt, er det forskjellige måter å fjerne skitt i rensingsprosessen. Oljelløselig jordsmonn, som dyre- og vegetabilske oljer, mineraloljer og fett, er lett oppløselige i organiske løsningsmidler og kan lettere fjernes i renseri. Den utmerkede løseligheten av rensende løsningsmidler for oljer og fett kommer i hovedsak fra van der Walls-kreftene mellom molekyler.
For fjerning av vannoppløselig skitt som uorganiske salter, sukker, proteiner og svette, må riktig mengde vann også tilsettes tørtingsmiddelet, ellers er vannløselig smuss vanskelig å fjerne fra klærne. Imidlertid er vann vanskelig å oppløses i rensemiddelet, så for å øke mengden vann, må du også legge til overflateaktive midler. Tilstedeværelsen av vann i rensemiddelet kan gjøre overflaten på skitten og klærne hydrert, slik at det er enkelt å samhandle med polare gruppene av overflateaktive midler, noe som bidrar til adsorpsjonen av overflateaktive midler på overflaten. I tillegg, når overflateaktive midler danner miceller, kan vannløselig smuss og vann solubiliseres i micellene. I tillegg til å øke vanninnholdet i det rensende løsningsmidlet, kan overflateaktive midler også spille en rolle i å forhindre omdeponering av skitt for å forbedre dekontamineringseffekten.
Tilstedeværelsen av en liten mengde vann er nødvendig for å fjerne vannoppløselig skitt, men for mye vann kan forårsake forvrengning og rynke i noen klær, så mengden vann i tørketrengemiddelet må være moderat.
Skitt som verken er vannløselig eller oljeløs, faste partikler som aske, gjørme, jord og karbon svart, er generelt festet til plagget av elektrostatiske krefter eller i kombinasjon med olje. Ved renseri kan strømmen av løsningsmiddel, påvirke den elektrostatiske kraften adsorpsjon av skitt av, og rensingsmiddel kan løse opp oljen, slik at kombinasjonen av olje og skitt og festet til klærne til faste partikler av i tørr -Celaneringsmiddel, renseri i en liten mengde vann og overflateaktive midler, slik at de av de faste skittpartiklene kan være stabil suspensjon, spredning, for å forhindre at den er omdating til klærne.
（5） Faktorer som påvirker vaskevirkningen
Retningsadsorpsjonen av overflateaktive midler ved grensesnittet og reduksjon av overflate (grensesnitt) spenning er hovedfaktorene i fjerning av væske eller fast skitt. Vaskeprosessen er imidlertid kompleks, og vaskeeffekten, selv med samme vaskemiddel, påvirkes av mange andre faktorer. Disse faktorene inkluderer konsentrasjonen av vaskemiddelet, temperaturen, tilsmussingens natur, typen fiber og strukturen til stoffet.
① Surfaktantkonsentrasjon
Micellene av overflateaktive midler i løsning spiller en viktig rolle i vaskeprosessen. Når konsentrasjonen når den kritiske micellkonsentrasjonen (CMC), øker vaskeeffekten kraftig. Derfor bør konsentrasjonen av vaskemiddel i løsningsmidlet være høyere enn CMC -verdien for å ha en god vaskeeffekt. Når konsentrasjonen av overflateaktivt middel er høyere enn CMC -verdien, er imidlertid den trinnvise økningen i vaskeeffekten ikke åpenbar, og det er ikke nødvendig å øke konsentrasjonen av overflateaktivt middel for mye.
Når du fjerner olje ved solubilisering, øker solubiliseringseffekten med økende konsentrasjon av overflateaktivt middel, selv når konsentrasjonen er over CMC. På dette tidspunktet anbefales det å bruke vaskemiddel på en lokal sentralisert måte. For eksempel, hvis det er mye skitt på mansjettene og kragen på et plagg, kan et lag med vaskemiddel påføres under vasking for å øke den solubiliserende effekten av overflateaktivt middel på oljen.
②Temperatur har en veldig viktig innflytelse på dekontamineringsaksjonen. Generelt kan det å øke temperaturen lette fjerning av skitt, men noen ganger kan for høy temperatur også forårsake ulemper.
Økningen i temperaturen letter diffusjonen av skitt, fast fett blir lett emulgert ved temperaturer over smeltepunktet og fibrene øker i hevelse på grunn av temperaturøkningen, som alle letter fjerning av skitt. For kompakte stoffer reduseres imidlertid mikrogapene mellom fibrene når fibrene utvides, noe som er skadelig for fjerning av skitt.
Temperaturendringer påvirker også løseligheten, CMC -verdien og micellestørrelsen på overflateaktive midler, og påvirker dermed vaskeeffekten. Løseligheten av overflateaktive midler med lange karbonkjeder er lave ved lave temperaturer, og noen ganger er løseligheten enda lavere enn CMC -verdien, så vasketemperaturen bør heves på riktig måte. Effekten av temperatur på CMC-verdien og micellestørrelsen er forskjellig for ioniske og ikke-ioniske overflateaktive midler. For ioniske overflateaktive midler øker en temperaturøkning generelt CMC -verdien og reduserer micellestørrelsen, noe som betyr at konsentrasjonen av overflateaktivt middel i vaskeløsningen skal økes. For ikke-ioniske overflateaktive midler fører en økning i temperatur til en reduksjon i CMC-verdien og en betydelig økning i micellevolum, så det er tydelig at en passende økning i temperaturen vil hjelpe det ikke-ioniske overflateaktivt middel til å utøve sin overflateaktiv effekt . Temperaturen skal imidlertid ikke overstige skypunktet.
Kort sagt, den optimale vaskemperaturen avhenger av vaskemiddelformuleringen og objektet blir vasket. Noen vaskemidler har en god vaskemiddeleffekt ved romtemperatur, mens andre har en mye annen vaskesvask mellom kald og varm vasking.
③ Skum
Det er vanlig å forveksle skummende kraft med vaskeeffekt, og tro at vaskemidler med høy skummende kraft har en god vaskeeffekt. Forskning har vist at det ikke er noen direkte sammenheng mellom vaskeeffekten og mengden skum. For eksempel er det ikke mindre effektivt å vaske med lav skummende vaskemidler enn å vaske med høye skummende vaskemidler.
Selv om skum ikke er direkte relatert til vasking, er det anledninger når det hjelper til med å fjerne skitt, for eksempel når du vasker oppvasken for hånd. Når du skrubberte tepper, kan skum også ta bort støv og andre faste skittpartikler, utgjør teppe skitt for en stor andel av støv, så tepperens rengjøringsmidler skal ha en viss skummende evne.
Skummingkraft er også viktig for sjampo, der det fine skummet produsert av væsken under sjamponering eller bading etterlater håret smurt og behagelig.
④ varianter av fibre og fysiske egenskaper til tekstiler
I tillegg til den kjemiske strukturen til fibrene, som påvirker vedheftet og fjerning av skitt, har utseendet til fibrene og organiseringen av garnet og stoffet innflytelse på den enkle smussfjerningen.
Skalaene til ullfibre og de buede flate båndene av bomullsfibre er mer sannsynlig å akkumulere skitt enn glatte fibre. For eksempel er karbon svart farget på cellulosefilmer (viskosefilmer) lett å fjerne, mens karbon svart farget på bomullsstoffer er vanskelig å vaske av. Et annet eksempel er at kortfiberstoffer laget av polyester er mer utsatt for å akkumulere oljeflekker enn langfiberstoffer, og oljeflekker på kortfiberstoffer er også vanskeligere å fjerne enn oljeflekker på langfiberstoffer.
Tett vridde garn og trange stoffer, på grunn av det lille gapet mellom fibrene, kan motstå invasjonen av skitt, men det samme kan også forhindre at vaskevæsken utelukker den indre smusset, så stramme stoffer begynner å motstå skitt, men når du en gang er farget Vask er også vanskeligere.
⑤ Hardhet av vann
Konsentrasjonen av Ca2+, Mg2+ og andre metallioner i vannet har stor innflytelse på vaskeeffekten, spesielt når de anioniske overflateaktive midlene møter Ca2+ og Mg2+ -ioner som danner kalsium- og magnesiumsalter som er mindre oppløselige og vil redusere detergens. I hardt vann, selv om konsentrasjonen av overflateaktivt middel er høy, er vaskesvetteren fortsatt mye verre enn i destillasjon. For at overflateaktivt middel skal ha den beste vaskeeffekten, bør konsentrasjonen av Ca2+ -ioner i vannet reduseres til 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 til 0,1 mg/l) eller mindre. Dette krever tilsetning av forskjellige mykner til vaskemiddelet.
Post Time: Feb-25-2022