1. Overflatespenning
Kontraksjonskraften per lengde enhet på overflaten av en væske kalles overflatespenning, målt i N • m-1.
2. Overflateaktivitet og overflateaktivt middel
Egenskapen som kan redusere overflatespenningen til løsningsmidler kalles overflateaktivitet, og stoffer med overflateaktivitet kalles overflateaktive stoffer.
Surfaktant refererer til overflateaktive stoffer som kan danne miceller og andre aggregater i vandige oppløsninger, har høy overflateaktivitet og også har fukting, emulgering, skumming, vasking og andre funksjoner.
3. Molekylære strukturelle egenskaper ved overflateaktivt middel
Surfaktant er organiske forbindelser med spesielle strukturer og egenskaper som betydelig kan endre grensesnittspenningen mellom to faser eller overflatespenningen på væsker (vanligvis vann), og har egenskaper som fukting, skumming, emulgering og vasking.
Strukturelt sett deler overflateaktive midler et felles kjennetegn ved å inneholde to forskjellige funksjonelle grupper i molekylene sine. Den ene enden er en langkjedede ikke-polare gruppe som er oppløselig i olje, men uoppløselig i vann, kjent som en hydrofob gruppe eller hydrofob gruppe. Disse hydrofobe gruppene er generelt langkjedede hydrokarboner, noen ganger også organisk fluor, organosilisium, organofosfor, organotinkjeder, etc. Den andre enden er en vannløselig funksjonell gruppe, nemlig en hydrofil gruppe eller hydrofil gruppe. Den hydrofile gruppen må ha tilstrekkelig hydrofilitet for å sikre at hele overflateaktivt middel er løselig i vann og har den nødvendige løseligheten. På grunn av tilstedeværelsen av hydrofile og hydrofobe grupper i overflateaktive midler, kan de oppløses i minst en fase av væskefasen. De hydrofile og oleofile egenskapene til overflateaktive midler kalles amfifilisitet.
4. Typer av overflateaktive midler
Surfaktanter er amfifile molekyler som har både hydrofobe og hydrofile grupper. De hydrofobe gruppene av overflateaktive midler er vanligvis sammensatt av langkjedede hydrokarboner, så som rett kjedealkyl C8-C20, forgrenet kjedealkyl C8-C20, alkylfenyl (med 8-16 alkylkarbonatomer), hydrogen i hydroffen, hydroffer, hydrogen. grupper. Derfor er egenskapene til overflateaktive midler 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 hovedsakelig basert på om de hydrofile gruppene er ioniske, og deler dem inn i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre spesielle typer overflateaktive midler.
5. Kjennetegn på vandig oppløsning av overflateaktivt middel
① Adsorpsjon av overflateaktive midler ved grensesnitt
Surfaktantmolekyler har lipofile og hydrofile grupper, noe som gjør dem til amfifile molekyler. Vann er en sterkt polar væske. Når overflateaktive midler oppløses i vann, i henhold til prinsippet om polaritetslikhet og polaritetsforskjellfremstilling, blir deres hydrofile grupper tiltrukket av vannfasen og oppløses i vann, mens deres lipofile grupper avviser vann og etterlater vannet. Som et resultat adsorberer overflateaktive molekyler (eller ioner) ved grensesnittet mellom de to fasene, noe som reduserer grensesnittspenningen mellom de to fasene. Jo mer overflateaktive molekyler (eller ioner) adsorberes på grensesnittet, jo større er reduksjonen i grensesnittspenning.
② Noen egenskaper ved adsorpsjonsmembranen
Overflatetrykk av adsorpsjonsmembran: Surfaktanter adsorberer ved gass-væske-grensesnittet for å danne en adsorpsjonsmembran. Hvis en friksjonsfri bevegelig flytende plate plasseres på grensesnittet og den flytende platen skyver adsorpsjonsmembranen langs løsningsoverflaten, utøver membranen et trykk på den flytende platen, som kalles overflatetrykk.
Overflateviskositet: I likhet med overflatetrykk er overflateviskositet en egenskap som er utvis av uoppløselige molekylære filmer. Suspender en platina -ring med en tynn metalltråd, få planet til å kontakte vannoverflaten på vasken, rotere platinaringen, platinaringen hindres av vannets viskositet, og amplituden demper gradvis, ifølge hvilken overflateviskositet kan måles. Metoden er: Først oppføringseksperimenter på den rene vannoverflaten, måler amplitudedempingen, måler deretter dempningen etter dannelsen av overflatens ansiktsmaske, og beregne viskositeten til overflatemasken fra forskjellen mellom de to.
Overflateviskositeten er nært beslektet med fastheten i overflaten ansiktsmaske. Siden adsorpsjonsfilmen har overflatetrykk og viskositet, må den være elastisk. Jo høyere overflatetrykk og viskositet til adsorpsjonsmembranen, desto større er dens elastiske modul. Den elastiske modulen til overflateadsorpsjonsfilm er av stor betydning i prosessen med skumstabilisering.
③ Dannelse av miceller
Den fortynnede løsningen av overflateaktive midler følger lovene om ideelle løsninger. Adsorpsjonsmengden av overflateaktive midler på overflaten av en løsning øker med konsentrasjonen av løsningen. Når konsentrasjonen når eller overstiger en viss verdi, øker ikke adsorpsjonsmengden lenger. Disse overdreven overflateaktive molekylene i løsningen er forstyrret eller eksisterer på en vanlig måte. Både praksis og teori har vist at de danner aggregater i løsning, som kalles miceller.
Kritisk micellekonsentrasjon: Minimumskonsentrasjonen som overflateaktive midler danner miceller i en løsning kalles den kritiske micellekonsentrasjonen.
④ CMC -verdien av vanlig overflateaktivt middel.
6. Hydrofil og oleofil likevektsverdi
HLB står for hydrofil lipofil balanse, som representerer de hydrofile og lipofile likevektsverdiene til de hydrofile og lipofile gruppene til et overflateaktivt middel, dvs. HLB -verdien til overflateaktivt middel. En høy HLB -verdi indikerer sterk hydrofilisitet og svak lipofilisitet av molekylet; Tvert imot har den sterk lipofilisitet og svak hydrofilisitet.
① Forskrifter om HLB -verdi
HLB-verdien er en relativ verdi, så når du formulerer HLB-verdien, som en standard, er HLB-verdien av parafin uten hydrofile egenskaper satt til 0, mens HLB-verdien av natriumdodecylsulfat med sterk vannløselighet er satt til 40. Generelt sett er emulgatorer med HLB -verdier mindre enn 10 lipofile, mens emulgatorer med HLB -verdier større enn 10 er hydrofile. Derfor er vendepunktet fra lipofilisitet til hydrofilisitet omtrent 10.
7. Emulgerings- og solubiliseringseffekter
To ikke -uønskelige væsker, den ene dannet av spredning av partikler (dråper eller flytende krystaller) i den andre, kalles emulsjoner. Når du danner en emulsjon øker grensesnittområdet mellom de to væskene, noe som gjør systemet termodynamisk ustabilt. For å stabilisere emulsjonen, må en tredje komponent - emulgator - tilsettes for å redusere grensesnittenergien til systemet. Emulgatorer tilhører overflateaktive midler, og deres viktigste funksjon er å fungere som emulgatorer. Fasen der dråper eksisterer i en emulsjon kalles den spredte fasen (eller indre fase, diskontinuerlig fase), og den andre fasen koblet sammen kalles det spredte mediet (eller ytre fase, kontinuerlig fase).
① emulgatorer og emulsjoner
Vanlige emulsjoner består av den ene fasen av vann eller vandig oppløsning, og den andre fasen av organiske forbindelser som er ikke blandbare med vann, for eksempel oljer, voks, etc. Emulsjonen dannet av vann og olje kan deles inn i to typer basert på deres spredning: olje spredt i vannform et vann i oljeemulsjon, representert av o/w (olje/vann); Vann spredt i olje danner et vann i oljeemulsjon, representert med W/O (vann/olje). I tillegg kan kompleks vann i olje i vann w/o/w og olje i vann i olje O/W/O -emulsjoner også danne seg.
Emulgatoren stabiliserer emulsjonen ved å redusere grensesnittspenningen og danne en monolags ansiktsmaske.
Krav til emulgatorer i emulgering: A: Emulgatorer må kunne adsorbere eller berike ved grensesnittet mellom de to fasene, og redusere grensesnittspenningen; B: Emulgatorer må gi partikler en elektrisk ladning, forårsake elektrostatisk frastøtning mellom partikler eller danne en stabil, svært tyktflytende beskyttende film rundt partiklene. Så stoffer som brukes som emulgatorer må ha amfifile grupper for å ha emulgerende effekter, og overflateaktive midler kan oppfylle dette kravet.
② Forberedelsesmetoder for emulsjoner og faktorer som påvirker emulsjonsstabiliteten
Det er to metoder for å fremstille emulsjoner: Den ene er å bruke mekaniske metoder for å spre væsken i små partikler i en annen væske, som ofte brukes i industrien for å fremstille emulsjoner; En annen metode er å oppløse en væske i molekylær tilstand i en annen væske og deretter la den samles på riktig måte for å danne en emulsjon.
Stabiliteten til emulsjoner refererer til deres evne til å motstå partikkelaggregering og forårsake faseseparasjon. Emulsjoner er termodynamisk ustabile systemer med betydelig fri energi. Derfor refererer stabiliteten til en emulsjon faktisk til tiden som kreves for at systemet skal nå likevekten, det vil si tiden som kreves for at en væske i systemet skal skille seg.
Når det er polare organiske molekyler som fet alkohol, fettsyre og fett amin i ansiktsmasken, øker membranens styrke betydelig. Dette er fordi emulgatormolekyler i grensesnittadsorpsjonslaget samhandler med polare molekyler som alkohol, syre og amin for å danne et "kompleks", noe som øker styrken til grensesnittets ansiktsmaske.
Emulgatorer sammensatt av to eller flere overflateaktive midler kalles blandede emulgatorer. Blandede emulgatorer adsorberer på vann-/oljegrensesnittet, og intermolekylære interaksjoner kan danne komplekser. På grunn av sterk intermolekylær interaksjon, reduseres grensesnittspenningen betydelig, mengden av emulgator adsorbert på grensesnittet økes betydelig, og tettheten og styrken til den dannede grensesnittets ansiktsmaske økes.
Ladningen av dråper har en betydelig innvirkning på stabiliteten til emulsjoner. Stabile emulsjoner har vanligvis dråper med elektriske ladninger. Når du bruker ioniske emulgatorer, setter emulgatorionene adsorbert på grensesnittet inn sine lipofile grupper i oljefasen, mens de hydrofile gruppene er i vannfasen, og gjør dermed dråpene ladet. På grunn av det faktum at dråpene til emulsjonen bærer den samme ladningen, frastøter de hverandre og ikke lett er agglomerert, noe som resulterer i økt stabilitet. Det kan sees at jo mer emulgatorioner adsorberes på dråpene, desto større er deres ladning, og desto større er deres evne til å forhindre dråpe koalescens, noe som gjør emulsjonssystemet mer stabilt.
Viskositeten til emulsjonsspredningsmedium har en viss innvirkning på stabiliteten i emulsjonen. Generelt, jo høyere viskositeten til spredningsmediet, jo høyere er stabiliteten til emulsjonen. Dette er fordi viskositeten til spredningsmediet er høy, noe som sterkt hindrer den bruniske bevegelsen til de flytende dråpene, bremser ned kollisjonen mellom dråpene og holder systemet stabilt. Polymerstoffer som vanligvis er oppløselige i emulsjoner, kan øke viskositeten til systemet og forbedre stabiliteten til emulsjonen. I tillegg kan polymeren også danne en fast grensesnitt ansiktsmaske, noe som gjør emulsjonssystemet mer stabilt.
I noen tilfeller kan tilsetning av fast pulver også stabilisere emulsjonen. Det faste pulveret er ikke i vann, olje eller ved grensesnittet, avhengig av fuktingsevne til olje og vann på det faste pulveret. Hvis det faste pulveret ikke er helt fuktet av vann og kan fuktes av olje, vil det forbli ved vannoljegrensesnittet.
Årsaken til at det faste pulveret ikke stabiliserer emulsjonen, er at pulveret samlet seg ved grensesnittet ikke styrker grensesnittets ansiktsmaske, noe som ligner på grensesnittadsorpsjonsemulgatormolekyler. Derfor, jo nærmere faste pulverpartikler er anordnet ved grensesnittet, jo mer stabil vil emulsjonen være.
Surfaktanter har evnen til å øke løseligheten av organiske forbindelser betydelig som er uoppløselige eller litt oppløselige i vann etter å ha dannet miceller i vandig løsning, og løsningen er gjennomsiktig på dette tidspunktet. Denne effekten av miceller kalles solubilisering. Surfaktanter som kan gi solubiliserende effekter kalles solubilisatorer, og organiske forbindelser som er solubiliserte kalles solubiliserte forbindelser.
8. Skum
Skum spiller en viktig rolle i vaskeprosessen. Skum refererer til spredningssystemet der gass er spredt i væske eller fast stoff. Gass er spredningsfasen, og væske eller fast stoff er spredningsmediet. Førstnevnte kalles flytende skum, mens sistnevnte kalles fast skum, for eksempel skumplast, skumglass, skumsement, etc.
(1) Dannelse av skum
Skummet her refererer til aggregeringen av bobler atskilt med flytende film. På grunn av den store forskjellen i tetthet mellom den spredte fasen (gassen) og det spredte mediet (væske), og væskens lave viskositet, kan skummet alltid stige til væskenivået raskt.
Prosessen med å danne skum er å bringe en stor mengde gass inn i væsken, og boblene i væsken går raskt tilbake til væskeoverflaten, og danner et bobleaggregat atskilt med en liten mengde væske og gass
Skum har to bemerkelsesverdige egenskaper i morfologi: den ene er at bobler som spredt fase ofte er polyhedrale, fordi det i skjæringspunktet mellom bobler er en tendens for at den flytende filmen blir tynnere, noe som gjør boblene polyhedrale. Når den flytende filmen blir tynnere til en viss grad, vil boblene bryte; For det andre kan ikke den rene væsken danne stabilt skum, men væsken som kan danne skum er minst to eller flere komponenter. Den vandige løsningen av overflateaktivt middel er et typisk system som er lett å generere skum, og dens evne til å generere skum er også relatert til andre egenskaper.
Surfaktanter med god skummingsevne kalles skummende midler. Selv om skummidleren har god skumsevne, kan det dannede skummet kanskje ikke være i stand til å opprettholde på lang tid, det vil si at dets stabilitet ikke er god. For å opprettholde stabiliteten til skum, blir et stoff som kan øke stabiliteten til skum ofte tilsatt til skummidleren, som kalles skumstabilisator. De ofte brukte skumstabilisatorene er Lauroyl -dietanolamin og dodecyldimetylaminoksyd.
(2) Stabilitet av skum
Skum er et termodynamisk ustabilt system, og den endelige trenden er at det totale overflatearealet til væsken i systemet avtar og den frie energien avtar etter boblebrudd. Defoaming -prosessen er prosessen der den flytende filmen som skiller gassen endrer tykkelse til den brister. Derfor bestemmes stabiliteten til skum hovedsakelig av hastigheten på væskeutladning og styrken til flytende film. Det er flere andre påvirkende faktorer.
① Overflatespenning
Fra energisynspunktet er lav overflatespenning gunstigere for dannelsen av skum, men det kan ikke garantere stabiliteten til skum. Lav overflatespenning, lavt trykkforskjell, langsom væskeutladningshastighet og langsom flytende film tynning er bidrar til skumstabiliteten.
② Overflateviskositet
Nøkkelfaktoren som bestemmer stabiliteten til skum er styrken til den flytende filmen, som hovedsakelig bestemmes av fastheten i overflateadsorpsjonsfilmen, målt ved overflateviskositeten. Eksperimenter viser at skummet produsert av løsningen med høyere overflateviskositet har et lengre levetid. Dette er fordi interaksjonen mellom adsorberte molekyler på overflaten fører til økningen av membranstyrken, og dermed forbedrer skumets levetid.
③ Løsningsviskositet
Når viskositeten til selve væsken øker, er væsken i væskefilmen ikke lett å slippes ut, og hastigheten på væskefilmtykkelsen er langsom, noe som forsinker tiden for væskefilmbruddet og øker stabiliteten til skummet.
④ Den 'reparasjon' effekten av overflatespenning
Surfaktanter adsorbert på overflaten av den flytende filmen har evnen til å motstå utvidelsen eller sammentrekningen av den flytende filmoverflaten, som vi omtaler som reparasjonseffekt. Dette er fordi det er en flytende film av overflateaktive midler adsorbert på overflaten, og å utvide overflatearealet vil redusere konsentrasjonen av overflateadsorberte molekyler og øke overflatespenningen. Ytterligere å utvide overflaten vil kreve større innsats. Motsatt vil overflaten krymping øke konsentrasjonen av adsorberte molekyler på overflaten, redusere overflatespenningen og hindre ytterligere krymping.
⑤ Diffusjon av gass gjennom en flytende film
På grunn av eksistensen av kapillærtrykk, er trykket fra små bobler i skum høyere enn for store bobler, noe som vil føre til at gassen i de små boblene diffunderer seg inn i det lave trykk store boblene gjennom den flytende filmen, noe som resulterer i fenomenet at de små boblene blir mindre og de store bobblene blir større, endelig de små boblene. Hvis overflateaktivt middel tilsettes, vil skummet være ensartet og tett når det skummende, og det er ikke lett å defoere. Siden overflateaktivt middel er tett anordnet på væskefilmen, er det vanskelig å ventilere, noe som gjør skummet mer stabilt.
⑥ Påvirkningen av overflateladning
Hvis skumvæskefilmen er ladet med det samme symbolet, vil de to overflatene til den flytende filmen avvise hverandre, og forhindre at den flytende filmen tynner eller til og med ødeleggelse. Ioniske overflateaktive midler kan gi denne stabiliserende effekten.
Avslutningsvis er styrken til flytende film nøkkelfaktoren for å bestemme stabiliteten til skum. Som et overflateaktivt middel for skummidler og skumstabilisatorer, er tettheten og fastheten til overflateadsorberte molekyler de viktigste faktorene. Når interaksjonen mellom de adsorberte molekylene på overflaten er sterk, er de adsorberte molekylene tett anordnet, noe som ikke bare gjør at overflaten ansiktsmaske i seg selv har høy styrke, men også gjør at løsningen er tilknytning til overflaten til å renne på den høye overflaten, så det er relativt vanskelig for væskefilmen til å tømme, og tykkelsen på væsken, så det er relativt vanskelig for væskefilmen til å tømme, og tykkelsen på væsken er relativt vanskelig for væskefilmen til å tømme, og tykkelsen på væsken er relativt vanskelig for å tømme filmen, så det er relativt vanskelig for å tømme filmen, så det er relativt vanskelig for å tømme, så den er relativt vanskelig for å tømme, så det er relativt vanskelig for å renne på den høye overflaten. I tillegg kan nært anordnede overflatemolekyler også redusere permeabiliteten til gassmolekyler og dermed øke stabiliteten til skum.
(3) Ødeleggelse av skum
Det grunnleggende prinsippet om å ødelegge skum er å endre forholdene for å produsere skum eller eliminere stabilitetsfaktorene til skum, så det er to tappemetoder, fysiske og kjemiske.
Fysisk defoaming er å endre forholdene under hvilke skum genereres samtidig som den kjemiske sammensetningen av skumløsning uendret. For eksempel er ekstern kraftforstyrrelse, temperatur- eller trykkendring og ultralydbehandling alle effektive fysiske metoder for å eliminere skum.
Den kjemiske defoaming -metoden er å legge til noen stoffer for å samhandle med skummidleren, redusere styrken til væskefilmen i skummet og deretter redusere skumstabiliteten for å oppnå formålet med å tømme. Slike stoffer kalles defoamers. De fleste defoamerer er overflateaktive midler. I henhold til mekanismen for defoaming, bør defoamere ha en sterk evne til å redusere overflatespenningen, lett adsorberes på overflaten og ha svake interaksjoner mellom overflateadsorberte molekyler, noe som resulterer i en relativt løst arrangementstruktur av adsorberte molekyler.
Det er forskjellige typer defosmer, men de er stort sett ikke-ioniske overflateaktive midler. Ikke -ioniske overflateaktive midler har anti -skummende egenskaper nær eller over skypunktet deres og brukes ofte som defoamers. Alkoholer, spesielt de med forgreningsstrukturer, fettsyrer og estere, polyamider, fosfater, silikonoljer, etc., brukes også ofte som utmerkede defosmer.
(4) Skum og vasking
Det er ingen direkte sammenheng mellom skum og vaskeeffekt, og mengden skum betyr ikke at vaskeeffekten er god eller dårlig. For eksempel er den skummende ytelsen til ikke-ioniske overflateaktive midler langt dårligere enn såpe, men rengjøringskraften deres er mye bedre enn såpe.
I noen tilfeller er skum nyttig med å fjerne skitt. For eksempel, når du vasker servise hjemme, kan skummet på vaskemiddelet fjerne oljedråpene som er skylt ned; Når du skrubberte tepper, hjelper skum med å fjerne solid skitt som støv og pulver. I tillegg kan skum noen ganger brukes som et tegn på om vaskemiddelet er effektivt, fordi fettoljeflekker kan hemme skummet til vaskemiddelet. Når det er for mye oljeflekker og for lite vaskemiddel, vil det ikke være noe skum, eller det originale skummet vil forsvinne. Noen ganger kan skum også brukes som en indikator på om skyllingen er ren. Fordi mengden skum i skyllingsløsningen har en tendens til å avta med reduksjon av vaskemiddelinnhold, kan skyllingsgraden evalueres med mengden skum.
9. Vaskeprosess
I bred forstand er vasking prosessen med å fjerne uønskede komponenter fra objektet som blir vasket og oppnå et bestemt formål. Vasking i vanlig forstand refererer til prosessen med å fjerne skitt fra overflaten til en bærer. Under vasking blir interaksjonen mellom skitt og bæreren svekket eller eliminert gjennom virkningen av noen kjemiske stoffer (for eksempel vaskemidler), og transformerer kombinasjonen av skitt og bærer til kombinasjonen av skitt og vaskemiddel, og til slutt får skitt og bærer til å løsne. Ettersom gjenstandene som skal vaskes og skitten som skal fjernes er forskjellige, er vasking en veldig kompleks prosess, og den grunnleggende vaskingsprosessen kan representeres ved følgende enkle forhold
Bærer • skitt+vaskemiddel = bærer+skitt • Detergent
Vaskeprosessen kan vanligvis deles inn i to trinn: Den ene er separasjonen av skitt og dens bærer under handling av vaskemiddel; Det andre er at det frittliggende skittet er spredt og suspendert i mediet. Vaskeprosessen er en reversibel prosess, og skitt som er spredt eller suspendert i mediet kan også presipitere fra mediet på tøyet. Derfor bør et utmerket vaskemiddel ikke bare ha evnen til å løsne skitt fra bæreren, men også ha god evne til å spre og suspendere skitt, og forhindre at skitt avsetter igjen.
(1) typer skitt
Selv for det samme elementet vil typen, sammensetningen og mengden av skitt variere avhengig av bruksmiljøet. Oljekroppsskitt inkluderer hovedsakelig dyre- og vegetabilske oljer, samt mineraloljer (som råolje, drivstoffolje, kulltjære, etc.), mens fast skitt hovedsakelig inkluderer røyk, støv, rust, karbon svart osv. Når det gjelder klær, er det skitt fra menneskekroppen, som svette, sebum, blod osv.; Skitt fra mat, for eksempel fruktflekker, spiselige oljeflekker, krydderflekker, stivelse osv .; Skitt brakt av kosmetikk, som leppestift og neglelakk; Skitt fra atmosfæren, som røyk, støv, jord osv .; Andre materialer som blekk, te, maling osv. Det kan sies at det er forskjellige og forskjellige typer.
Ulike typer skitt kan vanligvis deles inn i tre kategorier: fast skitt, flytende skitt og spesiell skitt.
① Vanlig fast skitt inkluderer partikler som aske, gjørme, jord, rust og karbon svart. De fleste av disse partiklene har en overflateladning, for det meste negative, og adsorberes lett på fibrøse gjenstander. Generelt er fast skitt vanskelig å oppløses i vann, men kan spres og suspenderes av vaskemiddeloppløsninger. Fast skitt med små partikler er vanskelig å fjerne.
② Flytende skitt er for det meste oljesoppløselig, inkludert dyre- og vegetabilske oljer, fettsyrer, fete alkoholer, mineraloljer og oksider. Blant dem kan dyre- og vegetabilske oljer og fettsyrer gjennomgå saponifisering med alkali, mens fete alkoholer og mineraloljer ikke blir saponifisert av alkali, men kan oppløses i alkoholer, etere og hydrokarbon -organiske løsningsmidler, og bli emulgert og disperges av detergent aquyous løsninger. Oljelig flytende skitt har generelt en sterk interaksjonskraft med fibrøse gjenstander og adsorberer godt på fibre.
③ Spesiell skitt inkluderer protein, stivelse, blod, menneskelige sekresjoner som svette, talg, urin, samt fruktjuice, tesaft, etc. De fleste av disse typer skitt kan sterkt adsorbere på fibrøse gjenstander gjennom kjemiske reaksjoner. Derfor er det ganske vanskelig å vaske det.
Ulike typer skitt eksisterer sjelden alene, ofte blandet sammen og adsorbert sammen på objekter. Skitt kan noen ganger oksidere, splitte eller forfalle under ytre påvirkninger, noe som resulterer i dannelsen av ny skitt.
(2) Vedheftingseffekten av skitt
Årsaken til at klær, hender osv. Kan bli skitten er fordi det er en slags samhandling mellom objekter og skitt. Det er forskjellige vedheftseffekter av skitt på objekter, men de er hovedsakelig fysisk vedheft og kjemisk vedheft.
① Den fysiske vedheftet av sigarettaske, støv, sediment, karbon svart og andre stoffer til klær. Generelt sett er samspillet mellom det tilføydede skittet og det forurensede objektet relativt svakt, og fjerning av skitt er også relativt enkelt. I følge forskjellige krefter kan den fysiske vedheftet av skitt deles inn i mekanisk vedheft og elektrostatisk vedheft.
A: Mekanisk vedheft refererer hovedsakelig til vedheft av fast skitt som støv og sediment. Mekanisk vedheft er en svak vedheftingsmetode for skitt, som nesten kan fjernes ved enkle mekaniske metoder. Imidlertid, når partikkelstørrelsen på skitten er liten (<0,1um), er det vanskeligere å fjerne.
B: Elektrostatisk vedheft manifesteres hovedsakelig ved virkningen av ladede skittpartikler på objekter med motsatte ladninger. De fleste fibrøse gjenstander har en negativ ladning i vann og blir lett å fulgte med positivt ladet skitt som kalk. Noe skitt, selv om de er negativt ladet, for eksempel karbon -sorte partikler i vandige oppløsninger, kan feste seg til fibre gjennom ionebroer dannet av positive ioner (slik som Ca2+, Mg2+, etc.) i vann (ioner virker sammen mellom flere motsatte ladninger, og fungerer som broer).
Statisk elektrisitet er sterkere enn enkel mekanisk handling, noe som gjør det relativt vanskelig å fjerne skitt.
③ Fjerning av spesiell skitt
Protein, stivelse, menneskelig sekresjon, fruktjuice, tesaft og andre typer skitt er vanskelig å fjerne med generelle overflateaktive midler og krever spesielle behandlingsmetoder.
Proteinflekker som krem, egg, blod, melk og hudutskillelse er utsatt for koagulering og denaturering på fibre, og fester seg mer. For proteinforurensning kan protease brukes til å fjerne den. Proteasen kan bryte ned proteiner i skitt i vannløselige aminosyrer eller oligopeptider.
Stivelsesflekker kommer hovedsakelig fra mat, mens andre som kjøttsaft, pasta, etc. Stivelse enzymer har en katalytisk effekt på hydrolysen av stivelsesflekker, og bryter ned stivelse i sukker.
Lipase kan katalysere nedbrytningen av noen triglyserider som er vanskelige å fjerne ved konvensjonelle metoder, for eksempel talg som skilles ut av menneskekroppen, spiselige oljer, etc., for å bryte ned triglyserider i oppløselige glyserol og fettsyrer.
Noen fargede flekker fra fruktjuice, tesaft, blekk, leppestift osv. Er ofte vanskelig å rengjøre grundig selv etter gjentatt vask. Denne typen flekker kan fjernes ved oksidasjonsreduksjonsreaksjoner ved bruk av oksidanter eller reduserende midler som blekemiddel, som deler ned strukturen til kromoforen eller kromoforgruppene og nedbryter dem til mindre vannløselige komponenter.
Fra renseriets perspektiv er det omtrent tre typer skitt.
① Oljelig skitt inkluderer forskjellige oljer og fett, som er flytende eller fettete og oppløselige i renseri.
② Vannløselig skitt er løselig i vandig oppløsning, men uoppløselig i renseri. Den adsorberer seg på klær i form av en vandig oppløsning, og etter vannet fordamper, er kornete faste stoffer som uorganiske salter, stivelse, proteiner osv. Utfelt.
③ Oljevann Uoppløselig skitt er uoppløselig i både vann- og renseri -løsningsmidler, for eksempel karbonsvart, forskjellige metallsilikater og oksider.
På grunn av de forskjellige egenskapene til forskjellige typer skitt, er det forskjellige måter å fjerne skitt under renseriets prosess. Oljerløs skitt, som dyre- og vegetabilske oljer, mineraloljer og fett, er lett oppløselige i organiske løsningsmidler og kan enkelt fjernes under renseri. Den utmerkede løseligheten av renseri av renseri for olje og fett skyldes i hovedsak van der Waals -krefter mellom molekyler.
For fjerning av vannløselig skitt som uorganiske salter, sukker, proteiner, svette, etc., er det også nødvendig å tilsette en passende mengde vann til renseriet, ellers er vannløselig skitt vanskelig å fjerne fra klær. Men vann er vanskelig å oppløses i renseri, så for å øke mengden vann, må overflateaktive midler tilsettes. Vannet som er til stede i renseri kan hydrere skitt og overflaten på klær, noe som gjør det enkelt å samhandle med polare gruppene av overflateaktive midler, noe som er gunstig for adsorpsjonen av overflateaktive midler på overflaten. I tillegg, når overflateaktive midler danner miceller, kan vannløselig smuss og vann solubiliseres i micellene. Surfaktanter kan ikke bare øke vanninnholdet i renseri -løsningsmidler, men også forhindre at RE -avsetning av skitt for å forbedre rengjøringseffekten.
Tilstedeværelsen av en liten mengde vann er nødvendig for å fjerne vannløselig skitt, men overdreven vann kan føre til at noen klær deformeres, rynke, etc., så vanninnholdet i det tørre vaskemiddelet må være moderat.
Solide partikler som aske, gjørme, jord og karbon-svart, som verken er vannløselig eller oljesoppløselig, fester seg generelt til klær ved elektrostatisk adsorpsjon eller ved å kombinere med oljeflekker. Ved renseri kan strømmen og effekten av løsningsmidler føre til at skittadsorbert av elektrostatiske krefter faller av, mens renseri kan løse opp oljflekker, noe som får faste partikler som kombineres med oljeflekkene og fester seg til klærne til å falle av rensemiddelet. Den lille mengden vann og overflateaktive midler i renserismiddelet kan stabilt suspendere og spre de faste skittpartiklene som faller av, og forhindre at de setter seg inn på klærne igjen.
(5) Faktorer som påvirker vaskeeffekten
Retningsadsorpsjonen av overflateaktive midler ved grensesnittet og reduksjon av overflate (grensesnitt) spenning er hovedfaktorene for fjerning av væske eller fast begroing. Men vaskeprosessen er relativt kompleks, og til og med vaskeeffekten av samme type vaskemiddel påvirkes av mange andre faktorer. Disse faktorene inkluderer konsentrasjon av vaskemiddel, temperatur, skitt, type fiber og stoffstruktur.
① Konsentrasjon av overflateaktive stoffer
Micellene av overflateaktive midler i løsningen 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 oppnå god vaskeeffekt. Imidlertid, når konsentrasjonen av overflateaktive midler overstiger CMC -verdien, blir den økende vaskeeffekten mindre betydelig, og overdreven økning i konsentrasjonen av overflateaktivt middel er unødvendig.
Når du bruker solubilisering for å fjerne oljeflekker, selv om konsentrasjonen er over CMC -verdien, øker solubiliseringseffekten fortsatt med økningen av konsentrasjonen av overflateaktivt middel. På dette tidspunktet anbefales det å bruke vaskemiddel lokalt, for eksempel på mansjettene og kragene med klær der det er mye skitt. Når du vasker, kan et lag med vaskemiddel først brukes for å forbedre solubiliseringseffekten av overflateaktive midler på oljeflekker.
② Temperatur har en betydelig innvirkning på rengjøreffekten. Totalt sett er det å øke temperaturen gunstig for å fjerne skitt, men noen ganger kan overdreven temperatur også forårsake bivirkninger.
En økning i temperaturen er gunstig for diffusjon av skitt. Fast oljeflekker emulgeres lett når temperaturen er over smeltepunktet, og fibre øker også utvidelsesgraden på grunn av temperaturøkningen. Disse faktorene er alle gunstige for fjerning av skitt. For stramme stoffer reduseres imidlertid mikrohullene mellom fibrene etter fiberutvidelse, noe som ikke bidrar til fjerning av skitt.
Temperaturendringer påvirker også løseligheten, CMC -verdien og micelle størrelsen på overflateaktive midler, og påvirker dermed vaskeeffekten. Lange karbonkjedeoverflateaktive midler har lavere løselighet ved lave temperaturer, og noen ganger til og med lavere løselighet enn CMC -verdien. I dette tilfellet bør vaskemperaturen økes på riktig måte. Effekten av temperatur på CMC-verdien og micellestørrelsen er forskjellig for ioniske og ikke-ioniske overflateaktive midler. For ioniske overflateaktive midler fører en økning i temperaturen generelt til en økning i CMC -verdien og en reduksjon i micellestørrelse. Dette betyr at konsentrasjonen av overflateaktive midler skal økes i vaskeløsningen. For ikke-ioniske overflateaktive midler fører økende temperatur til en reduksjon i CMC-verdien og en betydelig økning i micellestørrelsen. Det kan sees at det å øke temperaturen på riktig måte kan hjelpe ikke-ioniske overflateaktive midler til å utøve overflateaktiviteten. Men temperaturen skal ikke overstige skypunktet.
Kort sagt, den mest egnede vasketemperaturen er relatert til formelen til vaskemiddelet og objektet som blir vasket. Noen vaskemidler har gode rengjøringseffekter ved romtemperatur, mens noen vaskemidler har betydelig forskjellige rengjøringseffekter for kald og varm vask.
③ Skum
Mennesker forveksler ofte skummingsevne med vaskeeffekt, og tror at vaskemidler med sterk skummingsevne har bedre vaskeeffekter. Resultatene viser at vaskeeffekten ikke er direkte relatert til mengden skum. For eksempel å bruke lavt skummende vaskemiddel for vasking har ikke en dårligere vaskeeffekt enn høy skummende vaskemiddel.
Selv om skum ikke er direkte relatert til vasking, er skum fremdeles nyttig for å fjerne skitt i noen situasjoner. For eksempel kan skummet på vaskevæsken bære bort oljedråpene når du vasker oppvasken for hånd. Når du skrubberte teppet, kan skum også ta bort faste skittpartikler som støv. Støv står for en stor andel teppeskitt, så tepperenser skal ha visse skummingsevne.
Skummingkraft er også viktig for sjampo. Det fine skummet produsert av væsken når du vasker hår eller bading får folk til å føle seg komfortable.
④ typer fibre og fysiske egenskaper til tekstiler
I tillegg til den kjemiske strukturen til fibre som påvirker vedheft og fjerning av skitt, har utseendet til fibre og organisasjonsstrukturen til garn og stoffer også innvirkning på vanskeligheten med å fjerne smuss.
Skalaene til ullfibre og den flate stripen som struktur av bomullsfibre er mer utsatt for å akkumulere skitt enn glatte fibre. For eksempel er karbon svart som fester seg til cellulosefilm (limfilm) lett å fjerne, mens karbon svart festet bomullsstoff er vanskelig å vaske av. For eksempel er korte fiberstoffer med polyester mer utsatt for å akkumulere oljeflekker enn lange fiberstoffer, og oljeflekkene på korte fiberstoffer er også vanskeligere å fjerne enn de på lange fiberstoffer.
Tett vridde garn og tette stoffer, på grunn av de små mikrohullene mellom fibrene, kan motstå invasjonen av skitt, men også forhindre at rengjøringsløsningen fjerner indre skitt. Derfor har stramme stoffer god motstand mot skitt i begynnelsen, men det er også vanskelig å rengjøre når de er forurenset.
⑤ Hardheten i vannet
Konsentrasjonen av metallioner som Ca2+og Mg2+i vann har en betydelig innvirkning på vaskeeffekten, spesielt når anioniske overflateaktive midler møter Ca2+og Mg2+-ioner for å danne kalsium- og magnesiumsalter med dårlig løselighet, noe som kan redusere rengjøringsevnen. Selv om konsentrasjonen av overflateaktive midler er høy i hardt vann, er rengjøringseffekten deres fortsatt mye verre enn i destillasjon. For å oppnå den beste vaskeeffekten av overflateaktive midler, bør konsentrasjonen av Ca2+-ioner i vann reduseres til under 1 × 10-6Mol/L (CaCO3 bør reduseres til 0,1 mg/L). Dette krever å legge til forskjellige mykner til vaskemiddelet.
Post Time:-16-2024 august