Våre viktigste produkter: aminosilikon, blokkeringssilikon, hydrofil silikon, all deres silikonemulsjon, fukting gnidning av fasthet, vannavvisende (fluorfri, karbon 6, karbon 8), deminvask kjemikalier (abs, enzym, spandex beskyttelse, mangan -remover), mer detaljkontakt: Mandy +8.
De 9 hovedforholdene mellom overflateaktive midler og fargeleggingsfabrikker
01 Overflatespenning
Kraften som virker for å få overflaten til en væske per lengde enhet kalles overflatespenning, målt i n · m⁻.
02 Overflateaktivitet og overflateaktive midler
Egenskapen som reduserer overflatespenningen til et løsningsmiddel kalles overflateaktivitet, og stoffer som besitter denne egenskapen blir referert til som overflateaktive stoffer. Surfaktanter er overflateaktive stoffer som kan danne aggregater i vandige oppløsninger, for eksempel miceller, og utvise høy overflateaktivitet sammen med funksjoner som fukting, emulgering, skumming og vasking.
03 Molekylstrukturegenskaper av overflateaktive midler
Surfaktanter er organiske forbindelser med spesielle strukturer og egenskaper; De kan endre grensesnittets spenning betydelig mellom to faser eller overflatespenningen til væsker (vanligvis vann), og viser egenskaper som fukting, skumming, emulgering og vask. Strukturelt deler overflateaktive midler et felles kjennetegn ved å inneholde to forskjellige typer grupper i molekylene sine: den ene enden har en langkjedet ikke-polar gruppe som er oppløselig i olje, men uoppløselig i vann, kjent som den hydrofobe gruppen. Denne hydrofobe gruppen er typisk en langkjedet hydrokarbon, selv om den noen ganger kan bestå av organiske fluorider, organiske silikoner, organiske fosfiner eller organotinkjeder. Den andre enden har en vannløselig gruppe, kjent som den hydrofile gruppen. Den hydrofile gruppen må ha tilstrekkelig hydrofilitet for å sikre at hele overflateaktivt middel kan oppløses i vann og ha nødvendig løselighet. Fordi overflateaktive midler inneholder både hydrofile og hydrofobe grupper, kan de oppløses i minst en fase av det flytende mediet. Denne dobbel affinitetskarpen til overflateaktive midler blir referert til som amfifilisitet.
04 typer overflateaktive stoffer
Surfaktanter er amfifile molekyler med både hydrofobe og hydrofile grupper. Den hydrofobe gruppen er vanligvis sammensatt av langkjedede hydrokarboner, så som rettkjede alkaner (C8-C20), forgrenede alkaner (C8-C20) eller alkylbenzener (alkylkarbonatom nummer 8–16). Forskjellene i hydrofobe grupper oppstår hovedsakelig fra strukturelle variasjoner i karbonkjedene. Imidlertid er mangfoldet av hydrofile grupper mye større, og derfor er egenskapene til overflateaktive midler ikke bare koblet til størrelsen og formen til den hydrofobe gruppen, men i stor grad til den hydrofile gruppen. Surfaktanter kan klassifiseres basert på strukturen til den hydrofile gruppen, først og fremst i henhold til om den er ionisk, og deler dem inn i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre spesielle typer overflateaktive midler.
05 Egenskaper for overflateaktive løsninger
①Adsorpsjon ved grensesnittet
Surfaktantmolekyler inneholder både hydrofile og hydrofobe grupper. Vann, som er en sterk polarvæske, når overflateaktive midler oppløses i den, følger prinsippet om "lignende polaritet tiltrekker hverandre; forskjellige polariteter frastøter hverandre." Den hydrofile gruppen samhandler med vann, noe som gjør den løselig, mens den hydrofobe gruppen frastøtes fra vann og går ut av vannfasen, noe som resulterer i overflateaktive molekyler (eller ioner) adsorberende ved grensesnittlaget, og reduserer dermed grensesnekken mellom de to fasene. Jo mer overflateaktive molekyler (eller ioner) som adsorberer ved grensesnittet, jo større er reduksjonen i grensesnittspenning.
② Egenskaper til adsorberte filmer
Overflatetrykk av adsorbert film: overflateaktive midler danner adsorberte filmer ved gass-væske-grensesnittet. For eksempel vil det å plassere en friksjonsfri glidende flottør ved grensesnittet til en væske skape trykk mot flottøren når filmen skyves langs den flytende overflaten. Dette trykket kalles overflatetrykk.
Overflateviskositet: I likhet med overflatetrykk er overflateviskositet en egenskap som er utvis av uoppløselige molekylære filmer. Ved å suspendere en platina -ring på en fin metalltråd slik at den berører vannets overflate i en tank, viser roterende platinarring motstand på grunn av vannets viskositet. Forfallet i observert amplitude kan måle overflateviskositet; Forskjellen i forfallshastigheter mellom rent vann og den som inneholder overflatefilm gir viskositeten til overflatefilmen. Overflateviskositet er nært beslektet med filmfasthet; Siden de adsorberte filmene har overflatetrykk og viskositet, inneholder de nødvendigvis elastisitet. Jo større overflatetrykk og viskositet til den adsorberte filmen, desto større er dens elastiske modul.
③ Micelleformasjon
Oppførselen til overflateaktive midler i fortynnede løsninger adlyder de ideelle løsningsnormene. Mengden overflateaktivt middel adsorbert ved løsningsoverflaten øker når løsningskonsentrasjonen stiger til en viss konsentrasjon er nådd, hvoretter adsorpsjonen ikke øker ytterligere. Overskytende overflateaktive molekyler på dette tidspunktet er tilfeldig spredt eller eksisterer på en mønstret måte. Både praktiske og teoretiske bevis tyder på at de danner aggregater i løsningen, kalt miceller. Minimumskonsentrasjonen som overflateaktive midler begynner å danne miceller, kalles den kritiske micellekonsentrasjonen (CMC).
06 Hydrofil-lipofil balanseverdi (HLB)
HLB, forkortelse for hydrofil-lipofil balanse, indikerer balansen mellom hydrofile og lipofile grupper i overflateaktive midler. En høyere HLB -verdi antyder sterk hydrofilisitet og svak lipofilisitet, mens det motsatte er tilfelle for lave HLB -verdier.
① Spesifikasjon av HLB -verdier **:HLB -verdien er relativ; For å etablere HLB-verdier, settes standarden for et ikke-hydrofilt stoff, som parafin, ved HLB = 0, mens natriumdodecylsulfat med sterk vannløselighet er tildelt HLB = 40. Derfor er bøyningspunktet mellom lipofilisitet og hydrofilisitet rundt 10. Den potensielle bruken av overflateaktive midler kan grovt utledes fra HLB -verdiene.
Hlb | Applikasjoner | Hlb | Applikasjoner |
1,5 ~ 3 | W/o Type defoaming -agenter | 8 ~ 18 | O/W -type emulgatorer |
3,5 ~ 6 | W/o type emulgatorer | 13 ~ 15 | Vaskemidler |
7 ~ 9 | Fuktingsmidler | 15 ~ 18 | Solubilisatorer |
I følge bordet har overflateaktive midler som er egnet for bruk som olje-i-vann-emulgatorer en HLB-verdi på 3,5 til 6, mens de for vann-i-olje-emulgatorer faller mellom 8 til 18.
② Bestemmelse av HLB -verdier (utelatt).
07 Emulgering og solubilisering
En emulsjon er et system som er dannet når en uønskelig væske er spredt i en annen i form av fine partikler (dråper eller flytende krystaller). Emulgatoren, som er en type overflateaktivt middel, er avgjørende for å stabilisere dette termodynamisk ustabile systemet ved å redusere grensesnittenergien. Fase som eksisterer i dråpeform i emulsjonen kalles den spredte fasen (eller indre fase), mens fasen som danner et kontinuerlig lag kalles spredningsmediet (eller ekstern fase).
① emulgatorer og emulsjoner
Vanlige emulsjoner består ofte av en fase som vann eller vandig løsning, og den andre som et organisk stoff, for eksempel oljer eller voks. Avhengig av spredningen deres, kan emulsjoner klassifiseres som vann-i-olje (W/O) der olje er spredt i vann, eller olje-i-vann (O/W) der vann er spredt i olje. Dessuten kan komplekse emulsjoner som W/O/W eller O/W/O eksistere. Emulgatorer stabiliserer emulsjoner ved å senke grensesnittspenningen og danne monomolekylære membraner. En emulgator må adsorbere eller samle seg ved grensesnittet for å senke grensesnittspenningen og formidle ladninger til dråper, generere elektrostatisk frastøtning, eller danne en beskyttende film med høy viskositet rundt partikler. Følgelig må stoffer brukt som emulgatorer ha amfifile grupper, som overflateaktive midler kan gi.
② Metoder for emulsjonspreparat og faktorer som påvirker stabiliteten
Det er to hovedmetoder for å fremstille emulsjoner: mekaniske metoder sprer væsker i bittesmå partikler i en annen væske, mens den andre metoden innebærer å løse opp væsker i molekylær form i en annen og føre til at de samles på riktig måte. Stabiliteten til en emulsjon refererer til dens evne til å motstå partikkelaggregering som fører til faseseparasjon. Emulsjoner er termodynamisk ustabile systemer med høyere fri energi, og dermed reflekterer deres stabilitet tiden som trengs for å nå likevekt, dvs. tiden det tar for en væske å skille seg fra emulsjonen. Når fete alkoholer, fettsyrer og fete aminer er til stede i grensesnittfilmen, øker membranens styrke betydelig fordi polare organiske molekyler danner komplekser i det adsorberte laget, og forsterker grensesnittmembranen.
Emulgatorer sammensatt av to eller flere overflateaktive midler kalles blandede emulgatorer. Blandede emulgatorer adsorberer ved vann-olje-grensesnittet, og molekylære interaksjoner kan danne komplekser som betydelig senker grensesnittspenningen, og øker mengden adsorbat og dannende tettere, sterkere grensesnittmembraner.
Elektrisk ladede dråper påvirker spesielt stabiliteten til emulsjoner. I stabile emulsjoner har dråper vanligvis en elektrisk ladning. Når ioniske emulgatorer brukes, blir den hydrofobe enden av de ioniske overflateaktive midler innlemmet i oljefasen, mens den hydrofile enden forblir i vannfasen, og gir dråpene ladning. Som ladninger mellom dråper forårsaker frastøtning og forhindrer koalescens, noe som forbedrer stabiliteten. Jo større konsentrasjon av emulgatorioner adsorberes på dråper, desto større blir ladningen og desto høyere stabilitet av emulsjonen.
Viskositeten til spredningsmediet påvirker også emulsjonsstabilitet. Generelt forbedrer høyere viskositetsmedier stabiliteten fordi de sterkere hindrer brownsk bevegelse av dråper, og bremser sannsynligheten for kollisjoner. Stoffer med høy molekylvekt som oppløses i emulsjonen kan øke middels viskositet og stabilitet. I tillegg kan stoffer med høy molekylvekt danne robuste grensesnittmembraner, noe som ytterligere stabiliserer emulsjonen. I noen tilfeller kan tilsetning av faste pulver på lignende måte stabilisere emulsjoner. Hvis faste partikler er fullt fuktet av vann og kan fuktes av olje, vil de bli beholdt ved vannolje-grensesnittet. Solide pulver stabiliserer emulsjonen ved å forbedre filmen når de klynger seg på grensesnittet, omtrent som adsorberte overflateaktive midler.
Surfaktanter kan forbedre løseligheten av organiske forbindelser som er uoppløselige eller svakt oppløselige i vann etter at miceller har dannet seg i løsningen. På dette tidspunktet virker løsningen klar, og denne muligheten kalles solubilisering. Surfaktanter som kan fremme solubilisering kalles solubilisatorer, mens de organiske forbindelsene blir solubilisert blir referert til som solubilater.
08 skum
Skum spiller en avgjørende rolle i å vaske prosesser. Skum refererer til et spredende system med gass spredt i væske eller fast stoff, med gass som den spredte fasen og væsken eller fast stoff som spredningsmediet, kjent som flytende skum eller fast skum, for eksempel skumplast, skumglass og skumbetong.
(1) Skumdannelse
Begrepet skum refererer til en samling av luftbobler atskilt med flytende filmer. På grunn av den betydelige tetthetsforskjellen mellom gassen (spredt fase) og væske (spredningsmedium), og den lave viskositeten til væsken, stiger gassboblene raskt til overflaten. Skumdannelse innebærer å innlemme en stor mengde gass i væsken; Boblene går deretter raskt tilbake til overflaten, og skaper et aggregat av luftbobler atskilt med en minimal flytende film. Skum har to særegne morfologiske egenskaper: For det første antar gassboblene ofte en polyhedral form fordi den tynne flytende filmen i krysset mellom bobler har en tendens til å bli tynnere, og til slutt fører til boblebrudd. For det andre kan ikke rene væsker danne stabilt skum; Minst to komponenter må være til stede for å lage et skum. En overflateaktivt middel er et typisk skumdannende system hvis skumkapasitet er knyttet til de andre egenskapene. Surfaktanter med god skummingsevne kalles skummende midler. Selv om skummingmidler viser gode skummingsevner, kan skummet de genererer ikke vare lenge, noe som betyr at stabiliteten deres ikke er garantert. For å forbedre skumstabiliteten kan stoffer som forbedrer stabiliteten tilsettes; Disse kalles stabilisatorer, med vanlige stabilisatorer inkludert lauryl -dietanolamin og oksider av dodecyldimetylamin.
(2) Skumstabilitet
Skum er et termodynamisk ustabilt system; Den naturlige progresjonen fører til brudd, og reduserer dermed det totale flytende overflatearealet og reduserer fri energi. Defoaming -prosessen innebærer gradvis tynning av den flytende filmen som skiller gassen til brudd oppstår. Graden av skumstabilitet påvirkes først og fremst av frekvensen av flytende drenering og styrken til den flytende filmen. Innflytelsesrike faktorer inkluderer:
① Overflatespenning: Fra et energisk perspektiv favoriserer lavere overflatespenning skumdannelse, men garanterer ikke skumstabilitet. Lav overflatespenning indikerer en mindre trykkdifferensial, noe som fører til langsommere væskeavløp og fortykning av væskefilmen, som begge favoriserer stabilitet.
② Overflateviskositet: Nøkkelfaktoren i skumstabilitet er styrken til den flytende filmen, først og fremst bestemt av robustheten til overflateadsorpsjonsfilmen, målt ved overflateviskositeten. Eksperimentelle resultater indikerer at løsninger med høy overflateviskositet gir lengre varig skum på grunn av forbedrede molekylære interaksjoner i den adsorberte filmen som øker membranstyrken betydelig.
③ Løsning Viskositet: Høyere viskositet i selve væsken bremser drenering av væske fra membranen, og forlenger dermed væskefilmens levetid før brudd oppstår, noe som forbedrer skumstabiliteten.
④ Overflatespenning “Reparasjon” Handling: Surfaktanter adsorbert til membranen kan motvirke utvidelsen eller sammentrekningen av filmoverflaten; Dette kalles reparasjonsaksjonen. Når overflateaktive midler adsorberer til den flytende filmen og utvider overflaten, reduserer dette overflateaktivt middelkonsentrasjon ved overflaten og øker overflatespenningen; Motsatt fører sammentrekning til en økt konsentrasjon av overflateaktivt middel ved overflaten og reduserer deretter overflatespenningen.
⑤ Gassdiffusjon gjennom flytende film: På grunn av kapillærtrykk har mindre bobler en tendens til å ha høyere innvendig trykk sammenlignet med større bobler, noe som fører til diffusjon av gass fra små bobler til større, noe som får små bobler til å krympe og større til å vokse, og til slutt resulterte i skumkollaps. Den konsistente anvendelsen av overflateaktive midler skaper ensartede, fint distribuerte bobler og hemmer defoaming. Med overflateaktive midler tett pakket ved væskefilmen, hindres gassdiffusjon, og forbedrer dermed skumstabilitet.
⑥ Effekt av overflateladning: Hvis skumvæskefilmen bærer den samme ladningen, vil de to overflatene frastøte hverandre og forhindre at filmen tynner eller blir ødelagt. Ioniske overflateaktive midler kan gi denne stabiliserende effekten. Oppsummert er styrken til den flytende filmen den avgjørende faktoren som bestemmer skumstabilitet. Surfaktanter som fungerer som skummende midler og stabilisatorer må gjøre tettpakket overflateabsorberte molekyler, da dette påvirker grensesnittmolekylær interaksjon betydelig, forbedrer styrken til overflatefilmen og dermed forhindrer at væske strømmer bort fra den nærliggende filmen, noe som gjør skumstabiliteten mer oppnåelig.
(3) Ødeleggelse av skum
Det grunnleggende prinsippet om skumødeleggelse innebærer å endre forholdene som gir skum eller eliminerer de stabiliserende faktorene i skummet, noe som fører til fysiske og kjemiske defoaming -metoder. Fysisk defoaming opprettholder den kjemiske sammensetningen av skumløsningen mens du endrer forhold som ytre forstyrrelser, temperatur eller trykkendringer, samt ultralydbehandling, alle effektive metoder for å eliminere skum. Kjemisk defoaming refererer til tilsetning av visse stoffer som samhandler med skummidlene for å redusere styrken til væskefilmen i skummet, redusere skumstabiliteten og oppnå defoaming. Slike stoffer kalles defoamers, hvorav de fleste er overflateaktive midler. Defoamerer har typisk en betydelig evne til å redusere overflatespenningen og kan lett adsorbere til overflatene, med en svakere interaksjon mellom bestanddelmolekylene, og skaper dermed en løst anordnet molekylstruktur. Defoamer -typer er varierte, men de er generelt ikke -ioniske overflateaktive midler, med forgrenede alkoholer, fettsyrer, fettsyreestere, polyamider, fosfater og silikonoljer som ofte brukes som utmerkede defoamers.
(4) Skum og rengjøring
Mengden skum korrelerer ikke direkte med effektiviteten av rengjøring; Mer skum betyr ikke bedre rengjøring. For eksempel kan ikke -ioniske overflateaktive midler produsere mindre skum enn såpe, men de kan ha overlegne rengjøringsmuligheter. Under visse forhold kan imidlertid skum hjelpe til med å fjerne skitt; For eksempel hjelper skum fra å vaske oppvasken med å bære bort fett, mens rengjøring av tepper gjør at skum kan fjerne skitt og faste forurensninger. Dessuten kan skum signalisere effektiviteten til vaskemiddelet; Overdreven fettfett hemmer ofte bobledannelse, noe som forårsaker enten mangel på skum eller reduserer eksisterende skum, noe som indikerer lavt vaskemiddeleffektivitet. I tillegg kan skum tjene som en indikator for skylling av renslighet, da skumnivåer i skyllinger ofte avtar med lavere vaskemiddelkonsentrasjoner.
09 Vaskprosess
Stort sett er vasking prosessen med å fjerne uønskede komponenter fra objektet som blir rengjort for å oppnå et bestemt formål. Til vanlig refererer vasking til fjerning av skitt fra bærerens overflate. Under vasking virker visse kjemiske stoffer (som vaskemidler) for å svekke eller eliminere samspillet mellom skitten og bæreren, og transformerer bindingen mellom skitt og bæreren til en binding mellom skitt og vaskemiddel, noe som gir deres separasjon. Gitt at objektene som skal rengjøres og skitten som må fjerne kan variere veldig, er vasking en komplisert prosess, som kan forenkles til følgende forhold:
Bærer • skitt + vaskemiddel = bærer + skitt • vaskemiddel. Vaskeprosessen kan generelt deles inn i to trinn:
1. Skittet er atskilt fra bæreren under vaskemiddelets handling;
2. Den separate skittet er spredt og suspendert i mediet. Vaskeprosessen er reversibel, noe som betyr at den spredte eller suspenderte skittet potensielt kan bosette seg på den rensede varen. Dermed trenger effektive vaskemidler ikke bare en evne til å løsne skitt fra bæreren, men også for å spre og suspendere skitten, og forhindre at den er bosetting.
(1) typer skitt
Selv et enkelt element kan akkumulere forskjellige typer, komposisjoner og mengder skitt avhengig av brukskontekst. Fet skitt består hovedsakelig av forskjellige dyre- og planteoljer og mineraloljer (som råolje, drivstoffolje, kulltjære, etc.); Fast skitt inkluderer svevestøv som sot, støv, rust og karbon svart. Når det gjelder klesskitt, kan det stamme fra menneskelige sekresjoner som svette, talg og blod; matrelaterte flekker som frukt- eller oljeflekker og krydder; Rester fra kosmetikk som leppestift og neglelakk; Atmosfæriske miljøgifter liker røyk, støv og jord; og ytterligere flekker som blekk, te og maling. Denne variasjonen av skitt kan generelt kategoriseres i faste, flytende og spesielle typer.
① Solid skitt: Vanlige eksempler inkluderer sot, gjørme og støvpartikler, hvorav de fleste har en tendens til å ha ladninger - ofte negativt ladet - som lett holder seg til fibrøse materialer. Fast skitt er generelt mindre oppløselig i vann, men kan spres og suspenderes i vaskemidler. Partikler mindre enn 0,1μm kan være spesielt utfordrende å fjerne.
② Flytende skitt: Disse inkluderer fete stoffer som er oljesoluble, og består av dyreoljer, fettsyrer, fete alkoholer, mineraloljer og oksider. Mens dyre- og vegetabilske oljer og fettsyrer kan reagere med alkalier for å danne såper, gjennomgår ikke fete alkoholer og mineraloljer forsoning, men kan løses av alkoholer, etere og organiske hydrokarboner, og kan emulgeres og dispergeres av detergente løsninger. Flytende fet skitt blir vanligvis godt festet til fibrøse materialer på grunn av sterke interaksjoner.
③ Spesiell skitt: Denne kategorien består av proteiner, stivelse, blod og menneskelige sekresjoner som svette og urin, samt frukt- og tesaft. Disse materialene binder seg ofte fast til fibre gjennom kjemiske interaksjoner, noe som gjør dem vanskeligere å vaske ut. Ulike typer skitt eksisterer sjelden uavhengig, snarere blander de seg sammen og fester seg samlet til overflater. Ofte, under ytre påvirkninger, kan skitt oksidere, dekomponere eller forfalle, produsere nye former for skitt.
(2) Vedheft av skitt
Skitt klamrer seg til materialer som klær og hud på grunn av visse interaksjoner mellom objekt og skitt. Limkraften mellom skitt og objektet kan være et resultat av enten fysisk eller kjemisk vedheft.
① Fysisk vedheft: vedheft av skitt som sot, støv og gjørme innebærer i stor grad svake fysiske interaksjoner. Generelt kan disse typer skitt fjernes relativt enkelt på grunn av deres svakere vedheft, som hovedsakelig oppstår fra mekaniske eller elektrostatiske krefter.
A: Mekanisk vedheft **: Dette refererer vanligvis til fast skitt som støv eller sand som fester seg gjennom mekaniske midler, noe som er relativt enkelt å fjerne, selv om mindre partikler under 0,1μm er ganske vanskelig å rengjøre.
B: Elektrostatisk vedheft **: Dette innebærer ladede skittpartikler som interagerer med motsatt ladede materialer; Vanligvis har fibrøse materialer negative ladninger, slik at de kan tiltrekke seg positivt ladede tilhengere som visse salter. Noen negativt ladede partikler kan fremdeles samle seg på disse fibrene via ioniske broer dannet av positive ioner i løsningen.
② Kjemisk vedheft: Dette refererer til skitt som fester seg til et objekt gjennom kjemiske bindinger. For eksempel har polar fast skitt eller materialer som rust en tendens til å feste seg godt på grunn av de kjemiske bindingene som er dannet med funksjonelle grupper som karboksyl, hydroksyl eller aminkrupper som er til stede i fibrøse materialer. Disse obligasjonene skaper sterkere interaksjoner, noe som gjør det vanskeligere å fjerne slik skitt; Spesielle behandlinger kan være nødvendige for å rengjøre effektivt. Graden av skittadhesjon avhenger av både egenskapene til selve skitt og overflaten den fester seg til.
(3) Mekanismer for fjerning av skitt
Målet med vasking er å eliminere skitt. Dette innebærer å bruke de mangfoldige fysiske og kjemiske handlingene til vaskemidler for å svekke eller eliminere vedheftet mellom skitt og de vasket gjenstandene, hjulpet av mekaniske krefter (som manuell skrubbing, vaskering av maskinens agitasjon eller vannpåvirkning), noe som til slutt fører til skill av skitt.
① Mekanisme for fjerning av flytende skitt
A: Fuktighet: Mest flytende skitt er fet og har en tendens til å våte forskjellige fibrøse gjenstander, og danner en fet film over overflatene. Det første trinnet i vasking er vaskemiddelets virkning som forårsaker fukting av overflaten.
B: Opprullingsmekanisme for fjerning av olje: Det andre trinnet med fjerning av flytende skitt skjer gjennom en opprullingsprosess. Den flytende skittet som sprer seg som en film på overflaten ruller gradvis inn i dråper på grunn av vaskevæskens foretrukne fukting av den fibrøse overflaten, og til slutt erstattes av vaskevæsken.
② Mekanisme for fjerning av fast skitt
I motsetning til flytende skitt, er fjerning av fast skitt avhengig av vaskevæskens evne til å våte både skittpartiklene og overflaten til bærermaterialet. Adsorpsjonen av overflateaktive midler på overflatene av fast skitt og bæreren reduserer interaksjonskreftene deres, og senker dermed vedheftingsstyrken til skittpartiklene, noe som gjør dem lettere å fjerne. Videre kan overflateaktive midler, spesielt ioniske overflateaktive midler, øke det elektriske potensialet for fast skitt og overflatematerialet, noe som letter ytterligere fjerning.
Ikke -ioniske overflateaktive midler har en tendens til å adsorbere på generelt ladede faste overflater og kan danne et betydelig adsorbert lag, noe som fører til redusert bosetting av skitt. Kationiske overflateaktive stoffer kan imidlertid redusere det elektriske potensialet til skitt og bæreroverflaten, noe som fører til redusert frastøtning og hemmer smussfjerning.
③ Fjerning av spesiell skitt
Typiske vaskemidler kan slite med gjenstridige flekker fra proteiner, stivelse, blod og kroppslige sekresjoner. Enzymer som protease kan effektivt fjerne proteinflekker ved å bryte ned proteiner i oppløselige aminosyrer eller peptider. Tilsvarende kan stivelse kan dekomponeres til sukker med amylase. Lipaser kan bidra til å dekomponere triacylglycerol -urenheter som ofte er vanskelig å fjerne på konvensjonelle midler. Flekker fra fruktjuicer, te eller blekk krever noen ganger oksidasjonsmidler eller reduktanter, som reagerer med fargegenererende grupper for å nedbryte dem til mer vannløselige fragmenter.
(4) Mekanisme for renseri
De nevnte punktene gjelder først og fremst å vaske med vann. På grunn av mangfoldet av stoffer, kan det hende at noen materialer ikke reagerer godt på vannvask, noe som fører til deformasjon, fargefading, etc. Mange naturlige fibre utvides når de er våte og enkelt krymper, noe som fører til uønskede strukturelle endringer. Dermed foretrekkes ofte renseri, typisk ved bruk av organiske løsningsmidler for disse tekstilene.
Renseri er mildere sammenlignet med våtvask, da det minimerer mekanisk handling som kan skade klær. For effektiv skittfjerning i renseri, kategoriseres skitt i tre hovedtyper:
① Oljelløselig skitt: Dette inkluderer oljer og fett, som løses lett opp i renseri.
② Vannløselig skitt: Denne typen kan oppløses i vann, men ikke i rensing av rensing, omfattende uorganiske salter, stivelse og proteiner, som kan krystallisere når vannet fordamper.
③ Skitt som verken er olje- eller vannløselig: Dette inkluderer stoffer som karbonsvart og metalliske silikater som ikke oppløses i noen av medium.
Hver skitttype krever forskjellige strategier for effektiv fjerning under renseri. Oljelløselig skitt fjernes metodologisk ved bruk av organiske løsningsmidler på grunn av deres utmerkede løselighet i ikke-polare løsningsmidler. For vannoppløselige flekker må tilstrekkelig vann være til stede i renseriet siden vann er avgjørende for effektiv skittfjerning. Dessverre, siden vann har minimal løselighet i renseri, blir overflateaktive midler ofte tilsatt for å integrere vann.
Surfaktanter forbedrer rengjøringsmidlets kapasitet for vann og hjelp til å sikre oppløsning av vannløselige urenheter i miceller. I tillegg kan overflateaktive midler hemme skitt fra å danne nye avsetninger etter vasking, noe som forbedrer rengjøringseffektiviteten. En liten tilsetning av vann er avgjørende for å fjerne disse urenheter, men overdreven mengder kan føre til stoffforvrengning, og dermed nødvendiggjøre et balansert vanninnhold i renseri.
(5) Faktorer som påvirker vaskevirkningen
Adsorpsjonen av overflateaktive midler på grensesnitt og den resulterende reduksjonen av grensesnittspenningen er avgjørende for å fjerne væske eller fast skitt. Imidlertid er vasking iboende kompleks, påvirket av en rekke faktorer på tvers av til og med lignende vaskemiddeltyper. Disse faktorene inkluderer vaskemiddelkonsentrasjon, temperatur, skittegenskaper, fibertyper og stoffstruktur.
① Konsentrasjon av overflateaktive midler: Miceller dannet av overflateaktive midler spiller en sentral rolle i vasking. Vaskeeffektiviteten øker dramatisk når konsentrasjonen overgår den kritiske micellekonsentrasjonen (CMC), og derfor bør vaskemidler brukes ved konsentrasjoner høyere enn CMC for effektiv vask. Imidlertid gir vaskemiddelkonsentrasjoner over CMC avtagende avkastning, noe som gjør overflødig konsentrasjon unødvendig.
② Effekt av temperatur: Temperaturen har en dyp innflytelse på rengjøringseffektiviteten. Generelt letter høyere temperaturer å fjerne smuss; Imidlertid kan overdreven varme ha bivirkninger. Å heve temperaturen har en tendens til å hjelpe skittdispersjon og kan også føre til at fet skitt emulgerer lettere. Likevel, i tett vevde stoffer, kan økt temperatur som gjør at fibre svulmer utilsiktet redusere fjerningseffektiviteten.
Temperatursvingninger påvirker også overflateaktivt middelløselighet, CMC og micelle -tellinger, og påvirker dermed rengjøringseffektiviteten. For mange langkjedede overflateaktive midler reduserer lavere temperaturer løselighet, noen ganger under deres egen CMC; Dermed kan passende oppvarming være nødvendig for optimal funksjon. Temperaturpåvirkning på CMC og miceller er forskjellige for ioniske kontra ikke -ioniske overflateaktive midler: å øke temperaturen løfter typisk CMC for ioniske overflateaktive midler, og krever dermed konsentrasjonsjusteringer.
③ Skum: Det er en vanlig misoppfatning som knytter skummingsevne med vaskeffektivitet - mer skum tilsvarer ikke overlegen vask. Empiriske bevis tyder på at vaskemidler med lite skummende kan være like effektive. Imidlertid kan skum hjelpe deg med å fjerne skitt i visse applikasjoner, for eksempel i oppvask, der skum hjelper til med å fortrenge fett eller i teppetur, der det løfter skitt. Dessuten kan tilstedeværelse av skum indikere om vaskemidler fungerer; Overskytende fett kan hemme skumdannelse, mens redusert skum betegner redusert vaskemiddelkonsentrasjon.
④ Fibertype og tekstilegenskaper: Utover kjemisk struktur påvirker utseendet og organiseringen av fibre skittadhesjon og fjerningsvansker. Fibre med røffe eller flate strukturer, som ull eller bomull, har en tendens til å felle skitt lettere enn glatte fibre. Nøye vevde stoffer kan i utgangspunktet motstå skittakkumulering, men kan hindre effektiv vask på grunn av begrenset tilgang til fanget skitt.
⑤ Hardhet av vann: Konsentrasjonene av Ca²⁺, Mg²⁺ og andre metalliske ioner påvirker vaskeutfallene betydelig, spesielt for anioniske overflateaktive midler, noe som kan danne uoppløselige salter som reduserer rengjøringseffekten. I hardt vann selv med tilstrekkelig konsentrasjon av overflateaktivt middel, kommer rengjøringseffektiviteten til kort sammenlignet med destillert vann. For optimal overflateaktivt middelytelse må konsentrasjonen av Ca²⁺ minimeres til under 1 × 10⁻⁶ mol/L (Caco₃ under 0,1 mg/L), ofte nødvendiggjør inkludering av vannmykningsmidler i vaskemiddelformuleringer.
Post Time: SEP-05-2024