Krympekraften for enhver enhedslængde på overfladen af væsken kaldes overfladespænding, og enheden er N. · M-1.
Egenskaben til at reducere overfladespændingen i opløsningsmidlet kaldes overfladeaktivitet, og et stof med denne egenskab kaldes et overfladeaktivt stof.
Det overfladeaktive stof, der kan binde molekyler i vandig opløsning og danne miceller og andre forbindelser, og har høj overfladeaktivitet, mens den også har effekten af befugtning, emulgering, skum, vask osv. Kaldes overfladeaktivt middel.
Overfladeaktivt middel er organiske forbindelser med speciel struktur og egenskab, som kan ændre grænsefladespændingen mellem to faser eller overfladespænding af væsker (generelt vand) med befugtning, skum, emulgering, vask og andre egenskaber.
Med hensyn til struktur har overfladeaktive stoffer en fælles funktion, idet de indeholder to grupper af forskellig karakter i deres molekyler. I den ene ende er en lang kæde af ikke-polær gruppe, opløselig i olie og uopløselig i vand, også kendt som hydrofob gruppe eller vandafvisende gruppe. En sådan vandafvisende gruppe er generelt lange kæder af kulbrinter, nogle gange også til organisk fluor, silicium, organofosfat, organotinkæde osv. I den anden ende er vandopløselig gruppe, en hydrofil gruppe eller olieafvisende gruppe. Den hydrofile gruppe skal være tilstrækkelig hydrofil til at sikre, at hele overfladeaktive stoffer er opløselige i vand og har den nødvendige opløselighed. Da overfladeaktive stoffer indeholder hydrofile og hydrofobe grupper, kan de være opløselige i mindst en af de flydende faser. Denne hydrofile og lipofile egenskab af overfladeaktivt middel kaldes amfifilicitet.
Overfladeaktivt middel er en slags amfifile molekyler med både hydrofobe og hydrofile grupper. Hydrofobe grupper af overfladeaktive stoffer er generelt sammensat af langkædede kulbrinter, såsom lige kæde alkyl C8 ~ C20, forgrenet alkyl C8 ~ C20 ， alkylphenyl (alkyl carbon tom-nummer er 8 ~ 16) og lignende. Forskellen, der er lille mellem hydrofobe grupper, er hovedsageligt i de strukturelle ændringer af carbonhydridkæder. Og de typer af hydrofile grupper er mere, så egenskaberne ved overfladeaktive stoffer er hovedsageligt relateret til hydrofile grupper ud over størrelsen og formen af hydrofobe grupper. De strukturelle ændringer af hydrofile grupper er større end for hydrofobe grupper, så klassificeringen af overfladeaktive stoffer er generelt baseret på strukturen af hydrofile grupper. Denne klassificering er baseret på, om den hydrofile gruppe er ionisk eller ej, og den er opdelt i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre specielle typer overfladeaktive stoffer.
① Adsorption af overfladeaktive stoffer ved grænsefladen
Overfladeaktive molekyler er amfifile molekyler med både lipofile og hydrofile grupper. Når det overfladeaktive middel opløses i vand, tiltrækkes dets hydrofile gruppe af vand og opløses i vand, mens dens lipofile gruppe afvises af vand og efterlader vand, hvilket resulterer i adsorption af overfladeaktive molekyler (eller ioner) på grænsefladen i de to faser, hvilket reducerer grænsefladespændingen mellem de to faser. Jo flere overfladeaktive molekyler (eller ioner) adsorberes ved grænsefladen, jo større er reduktionen i grænsefladespænding.
② Nogle egenskaber ved adsorptionsmembran
Overfladetryk af adsorptionsmembran: overfladeaktivt middeladsorption ved grænsefladen gas-væske til dannelse af en adsorptionsmembran, såsom placering af et friktionsfrit aftageligt flydende ark på grænsefladen, det flydende ark skubber adsorbentmembranen langs opløsningsoverfladen, og membranen genererer et tryk på det svævende ark, der kaldes overfladetryk.
Overfladeviskositet: Ligesom overfladetryk er overfladeviskositet en egenskab udstillet af uopløselig molekylær membran. Suspenderet med en fin metaltrådplatinring, så dens plan kontakter vandoverfladen på tanken, roterer platinringen, platinringen ved viskositeten af vandhindringen, amplituden er gradvist forfald, ifølge hvilken overfladeviskositet kan måles. Metoden er: For det første udføres eksperimentet på den rene vandoverflade for at måle amplitude -forfaldet, og derefter måles forfaldet efter dannelsen af overflademembranen, og viskositeten af overflademembranen er afledt af forskellen mellem de to.
Overfladeviskositeten er tæt knyttet til soliditeten af overflademembranen, og da adsorptionsmembranen har overfladetryk og viskositet, skal den have elasticitet. Jo højere overfladetryk, og jo højere viskositet af den adsorberede membran er, jo højere er dens elastiske modul. Den elastiske modul af overfladesorptionsmembranen er vigtig i processen med boblestabilisering.
③ Dannelse af miceller
Fortyndede opløsninger af overfladeaktive stoffer overholder de love, der er efterfulgt af ideelle løsninger. Mængden af overfladeaktivt middel, der adsorberes på overfladen af opløsningen, øges med koncentrationen af opløsningen, og når koncentrationen når eller overstiger en bestemt værdi, øges mængden af adsorption ikke længere, og disse overskydende overfladeaktive molekyler er i opløsningen på en tilfældig måde eller på en regelmæssig måde. Både praksis og teori viser, at de danner foreninger i løsning, og disse foreninger kaldes miceller.
Kritisk micellekoncentration (CMC): Den minimale koncentration, hvorpå overfladeaktive stoffer danner miceller i opløsning, kaldes den kritiske micellekoncentration.
④ CMC -værdier af almindelige overfladeaktive stoffer.
HLB er forkortelsen af hydrofile lipofile balance, hvilket indikerer den hydrofile og lipofile balance i de hydrofile og lipofile grupper af det overfladeaktive middel, dvs. HLB -værdien af det overfladeaktive middel. En stor HLB -værdi indikerer et molekyle med stærk hydrofilicitet og svag lipofilicitet; Omvendt stærkt lipofilicitet og svag hydrofilicitet.
① Bestemmelser om HLB -værdi
HLB-værdien er en relativ værdi, så når HLB-værdien udvikles, som en standard, er HLB-værdien af paraffinvoks, som ikke har nogen hydrofile egenskaber, specificeret til at være 0, mens HLB-værdien af natriumdodecylsulfat, der generelt er mere vandsoli, er 40. Derfor er HLB-værdien af overfladen generelt inden for området 1 til 40. HLB -værdier mindre end 10 er lipofile, mens de større end 10 er hydrofile. Således er vendepunktet fra lipofil til hydrofil omkring 10.
Baseret på HLB-værdierne for overfladeaktive stoffer kan der opnås en generel idé om deres mulige anvendelser, som vist i tabel 1-3.
To gensidigt uopløselige væsker, den ene spredt i den anden som partikler (dråber eller flydende krystaller) danner et system kaldet en emulsion. Dette system er termodynamisk ustabilt på grund af stigningen i grænseområdet for de to væsker, når emulsionen dannes. For at gøre emulsionen stabil er det nødvendigt at tilføje en tredje komponent - emulgator for at reducere systemets grænsefladeenergi. Emulgator hører til overfladeaktivt middel, dets vigtigste funktion er at spille rollen som emulsion. Fasen af den emulsion, der findes som dråber, kaldes den spredte fase (eller den indre fase, diskontinuerlig fase), og den anden fase, der er forbundet sammen, kaldes spredningsmediet (eller ydre fase, kontinuerlig fase).
① Emulgatorer og emulsioner
Almindelige emulsioner, den ene fase er vand eller vandig opløsning, den anden fase er organiske stoffer, der ikke er blandbare med vand, såsom fedt, voks osv. Emulsionen dannet af vand og olie kan opdeles i to typer i henhold til deres dispersionssituation: olie spredt i vand til dannelse af olie-i-vand-type emulsion, udtrykt som o/w (olie/vand): vand spredt i olie til form olie-i-vand-vand-vand-vand, udtrykt, udtrykt W/W/vand o/vand til vand, der er spredt i olie til form Olie-i-vand-vandtypemulsion, udtrykt, udtrykt o/vand (vand/olie). Kompleks vand-i-olie-i-vand uden o/W-type og olie-i-vand-i-olie O/W/O-type multi-emulsioner kan også dannes.
Emulgatorer bruges til at stabilisere emulsioner ved at reducere grænsefladespænding og danne en-molekyle-grænseflademembran.
I emulgering af emulgatorkrav:
A: Emulgatoren skal være i stand til at adsorbere eller berige grænsefladen mellem de to faser, så grænsefladespændingen reduceres;
B: Emulgatoren skal give partiklerne til ladningen, så elektrostatisk frastødning mellem partiklerne eller danner en stabil, meget viskøs beskyttende membran omkring partiklerne.
Derfor skal det stof, der bruges som en emulgator, have amfifile grupper for at emulgeres, og overfladeaktive stoffer kan opfylde dette krav.
② Forberedelsesmetoder til emulsioner og faktorer, der påvirker stabiliteten af emulsioner
Der er to måder at forberede emulsioner på: den ene er at bruge den mekaniske metode til at sprede væsken i små partikler i en anden væske, som for det meste bruges i industrien til at fremstille emulsioner; Den anden er at opløse væsken i molekylær tilstand i en anden væske og derefter få den til at samle ordentligt for at danne emulsioner.
Stabiliteten af en emulsion er evnen til anti-partikelaggregering, der fører til faseseparation. Emulsioner er termodynamisk ustabile systemer med stor fri energi. Derfor er den såkaldte stabilitet af en emulsion faktisk den tid, der kræves for, at systemet kan nå ligevægt, dvs. den tid, der kræves til adskillelse af et af væskerne i systemet, der kan forekomme.
Når grænseflademembranen med fedtede alkoholer, fedtsyrer og fedtaminer og andre polære organiske molekyler, er membranstyrke markant højere. Dette skyldes, at i det grænsefladeadsorptionslag af emulgatormolekyler og alkoholer, syrer og aminer og andre polære molekyler til dannelse af en "kompleks", så grænseflademembranstyrken steg.
Emulgatorer bestående af mere end to overfladeaktive stoffer kaldes blandede emulgatorer. Blandet emulgator adsorberet ved vand/olie -grænsefladen; Intermolekylær virkning kan danne komplekser. På grund af den stærke intermolekylære virkning reduceres grænsefladespændingen markant, mængden af emulgator adsorberes ved grænsefladen øges markant, dannelsen af grænseflademembrandensitet øges, styrken øges.
Opladningen af de flydende perler har en betydelig effekt på emulsionens stabilitet. Stabile emulsioner, hvis flydende perler generelt er ladet. Når der anvendes en ionisk emulgator, har emulgatori -ion, der adsorberes ved grænsefladen, sin lipofile gruppe indsat i oliefasen, og den hydrofile gruppe er i vandfasen, hvilket gør de flydende perler opladet. Når emulsionen perler med samme ladning, afviser de hinanden, ikke let at agglomerere, så stabiliteten øges. Det kan ses, at jo mere emulgatorioner ioner adsorberes på perlerne, jo større er ladningen, jo større er evnen til at forhindre perlerne i at agglomeration, jo mere stabil er emulsionssystemet.
Viskositeten af emulsionsdispersionsmediet har en vis indflydelse på emulsionens stabilitet. Generelt, jo højere viskositet af spredningsmediet, jo højere er emulsionens stabilitet. Dette skyldes, at viskositeten af spredningsmediet er stor, som har en stærk effekt på de browniske bevægelse af de flydende perler og bremser kollisionen mellem de flydende perler, så systemet forbliver stabilt. Normalt kan de polymerstoffer, der kan opløses i emulsioner, øge viskositeten af systemet og gøre stabiliteten af emulsioner højere. Derudover kan polymerer også danne en stærk grænseflademembran, hvilket gør emulsionssystemet mere stabilt.
I nogle tilfælde kan tilsætning af fast pulver også få emulsionen til at stabilisere sig. Fast pulver er i vandet, olie eller interface, afhængigt af olien, vand på befugtningskapaciteten i det faste pulver, hvis det faste pulver ikke er helt vådt med vand, men også vådt af olie, forbliver på vand- og olie -grænsefladen.
Det faste pulver gør ikke emulsionen stabil, fordi pulveret samlet ved grænsefladen forbedrer grænseflademembranen, der ligner grænsefladeadsorptionen af emulgatormolekyler, så jo nærmere er det faste pulvermateriale arrangeret ved grænsefladen, jo mere stabil er emulsionen.
Overfladeaktive stoffer har evnen til at øge opløseligheden af uopløselige eller let vandopløselige organiske stoffer markant efter dannelse af miceller i vandig opløsning, og opløsningen er gennemsigtig på dette tidspunkt. Denne effekt af micellen kaldes solubilisering. Det overfladeaktive middel, der kan producere solubilisering, kaldes solubilizer, og det organiske stof, der er solubiliseret, kaldes solubiliseret stof.
Skum spiller en vigtig rolle i vaskeprocessen. Skum er et spredningssystem, hvor en gas spredes i en væske eller fast stof, med gassen som den spredte fase og væsken eller fast stof som det dispergerende medium, hvor førstnævnte kaldes flydende skum, mens sidstnævnte kaldes fast skum, såsom skum, skum, skumglas, skovcement osv.
(1) Skumdannelse
Med skum mener vi her et samlet luftbobler adskilt af en flydende membran. Denne type boble stiger altid hurtigt til den flydende overflade på grund af den store forskel i densitet mellem den spredte fase (gas) og spredningsmediet (væske) kombineret med den lave viskositet af væsken.
Processen med at danne en boble er at bringe en stor mængde gas ind i væsken, og boblerne i væsken vender hurtigt tilbage til overfladen og danner et samlet bobler adskilt af en lille mængde flydende gas.
Skum har to signifikante egenskaber med hensyn til morfologi: den ene er, at boblerne som en spredt fase ofte er polyhedral i form, dette skyldes, at der ved skæringspunktet mellem boblerne er en tendens til, at den flydende film skal tynde, så boblerne bliver polyhedrale, når de flydende film tynde til en vis grad, det fører til, at bobleblomstningen; Det andet er, at rene væsker ikke kan danne stabilt skum, den væske, der kan danne skum, er mindst to eller flere komponenter. Vandige opløsninger af overfladeaktive stoffer er typiske for systemer, der er tilbøjelige til skumgenerering, og deres evne til at generere skum er også relateret til andre egenskaber.
Overfladeaktive stoffer med god skumkraft kaldes skummagenter. Selvom skummagenten har god skumsevne, men skummet, der dannes, er muligvis ikke i stand til at opretholde lang tid, det vil sige, at dens stabilitet ikke nødvendigvis er god. For at opretholde skummets stabilitet, ofte i skummiddel for at tilføje stoffer, der kan øge stabiliteten af skummet, kaldes stoffet skumstabilisator, ofte anvendt stabilisator er lauryldiethanolamin og dodecyl dimethylaminoxid.
(2) Skummets stabilitet
Skum er et termodynamisk ustabilt system, og den endelige tendens er, at det samlede overfladeareal af væsken i systemet falder, efter at boblen er brudt, og den frie energi falder. Defoaming -processen er den proces, hvorved den flydende membran, der adskiller gassen, bliver tykkere og tyndere, indtil den går i stykker. Derfor bestemmes skummets grad af stabilitet hovedsageligt af hastigheden af flydende udladning og styrken af den flydende film. Følgende faktorer påvirker også dette.
(3) Skumødelæggelse
Det grundlæggende princip for skumødelæggelse er at ændre forholdene, der producerer skummet eller at eliminere de stabiliserende faktorer i skummet, således er der både fysiske og kemiske metoder til defoaming.
Fysisk defoaming betyder at ændre forholdene for skumproduktion, mens den kemiske sammensætning af skumopløsningen, såsom eksterne forstyrrelser, ændringer i temperatur eller tryk og ultralydsbehandling er alle effektive fysiske metoder til at eliminere skum.
Den kemiske defoaming -metode er at tilføje visse stoffer til at interagere med skummiddelen for at reducere styrken af den flydende film i skummet og således reducere skumets stabilitet for at opnå formålet med at defoaming kaldes sådanne stoffer defoamere. De fleste af defoamere er overfladeaktive stoffer. Derfor skal Defoamer i henhold til defoaming -mekanismen have en stærk evne til at reducere overfladespænding, let at adsorbere på overfladen, og interaktionen mellem overfladeadsorptionsmolekyler er svag, adsorptionsmolekyler arrangeret i en mere løsnet struktur.
Der er forskellige typer defoamer, men dybest set er de alle ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer har anti-skummende egenskaber nær eller over deres skypunkt og bruges ofte som defoamere. Alkoholer, især alkoholer med en forgreningsstruktur, fedtsyrer og fedtsyreestere, polyamider, phosphatestere, silikoneolier osv., Bruges også ofte som fremragende defoamers.
(4) skum og vask
Der er ingen direkte forbindelse mellem skum og vaskereffektivitet, og mængden af skum indikerer ikke vaskerens effektivitet. For eksempel har ikke -ioniske overfladeaktive stoffer langt færre skumningsegenskaber end sæber, men deres dekontaminering er meget bedre end sæber.
I nogle tilfælde kan skum være nyttigt til at fjerne snavs og snavs. For eksempel, når vaskemidlets skum, skummet til det rengøringsmiddel, skummer i hjemmet, skummet, og når skummet hjælper med at samle støv, pulver og anden fast snavs. Derudover kan skum undertiden bruges som en indikation af effektiviteten af et vaskemiddel. Fordi fedtolier har en hæmmende virkning på skummet til vaskemidlet, når der er for meget olie og for lidt vaskemiddel, genereres intet skum, eller det originale skum forsvinder. Skum kan også undertiden bruges som en indikator for renheden af en skylning, da mængden af skum i skylleopløsningen har en tendens til at falde med reduktion af vaskemiddel, så mængden af skum kan bruges til at evaluere graden af skylning.
I en bred forstand er vask processen med at fjerne uønskede komponenter fra det objekt, der skal vaskes og opnår et eller andet formål. Vask i den sædvanlige forstand henviser til processen med at fjerne snavs fra bærerens overflade. Ved vask er samspillet mellem snavs og bærer svækket eller elimineret af virkningen af nogle kemiske stoffer (f.eks. Detergent osv.), Så kombinationen af snavs og bærer ændres til kombinationen af snavs og vaskemiddel, og til sidst adskilles snavs fra bæreren. Da de genstande, der skal vaskes, og den snavs, der skal fjernes, er forskellige, er vask en meget kompleks proces, og den grundlæggende vaskeproces kan udtrykkes i følgende enkle forhold.
Carrie ·· Dirt + Detergent = Carrier + Dirt · Detergent
Vaskeprocessen kan normalt opdeles i to trin: For det første, under vaskemidlets virkning, adskilles snavs fra dens bærer; For det andet spredes den løsrevne snavs og suspenderes i mediet. Vaskeprocessen er en reversibel proces, og snavs spredt og suspenderet i mediet kan også genudnyttes fra mediet til det objekt, der vaskes. Derfor bør et godt vaskemiddel have evnen til at sprede og suspendere snavs og forhindre omdisponering af snavs, ud over evnen til at fjerne snavs fra transportøren.
(1) Typer af snavs
Selv for den samme vare kan typen, sammensætningen og mængden af snavs variere afhængigt af det miljø, hvori den bruges. Dirt med olie krop er hovedsageligt nogle dyre- og vegetabilske olier og mineralolier (såsom råolie, fyringsolie, kulstjære osv.), Fast snavs er hovedsageligt sod, aske, rust, kulstof sort osv. Med hensyn til tøj snavs, er der snavs fra den menneskelige krop, såsom sved, sebum, blod osv.; Dirt fra mad, såsom frugtpletter, madlavningsoliepletter, krydderier, stivelse osv.; snavs fra kosmetik, såsom læbestift, neglelak osv.; snavs fra atmosfæren, såsom sod, støv, mudder osv.; Andre, såsom blæk, te, belægning osv. Det kommer i forskellige typer.
De forskellige typer snavs kan normalt opdeles i tre hovedkategorier: fast snavs, flydende snavs og speciel snavs.
① Fast snavs
Almindelig massiv snavs inkluderer partikler af aske, mudder, jord, rust og kulstof sort. De fleste af disse partikler har en elektrisk ladning på deres overflade, de fleste af dem er negativt ladet og kan let adsorberes på fibergenstande. Fast snavs er generelt vanskeligt at opløses i vand, men kan spredes og suspenderes med vaskemiddelopløsninger. Fast snavs med mindre massepunkt er vanskeligere at fjerne.
② flydende snavs
Flydende snavs er for det meste olieopløselige, herunder plante- og dyreolier, fedtsyrer, fedtalkoholer, mineralolier og deres oxider. Blandt dem kan plante- og animalskolier, fedtsyrer og alkali -saponifikation forekomme, mens fedtede alkoholer, mineralolier ikke saponificeres af alkali, men kan være opløselige i alkoholer, ethere og carbonhydrid organiske opløsningsmidler og detergent vandopløsningsmulighed og dispersion. Olieopløselig flydende snavs har generelt en stærk kraft med fibergenstande og er mere fast adsorberet på fibre.
③ Særlig snavs
Speciel snavs inkluderer proteiner, stivelse, blod, menneskelige sekretioner såsom sved, talg, urin og frugtsaft og te juice. Det meste af denne type snavs kan kemisk og stærkt adsorberet på fibergenstande. Derfor er det vanskeligt at vaske.
De forskellige typer snavs findes sjældent alene, men blandes ofte sammen og adsorberes på objektet. Dirt kan undertiden oxideres, nedbrydes eller henfaldes under eksterne påvirkninger og skaber således ny snavs.
（2） Adhæsion af snavs
Tøj, hænder osv. Kan farves, fordi der er en slags interaktion mellem objektet og snavs. Dirt klæber til genstande på forskellige måder, men der er ikke mere end fysiske og kemiske vedhæftninger.
① Adhæsionen af sod, støv, mudder, sand og trækul til tøj er en fysisk vedhæftning. Generelt set gennem denne vedhæftning af snavs og rollen mellem det farvede objekt er relativt svag, er fjernelse af snavs også relativt let. I henhold til de forskellige kræfter kan den fysiske vedhæftning af snavs opdeles i mekanisk vedhæftning og elektrostatisk vedhæftning.
A: Mekanisk vedhæftning
Denne type vedhæftning henviser hovedsageligt til vedhæftning af en vis fast snavs (f.eks. Støv, mudder og sand). Mekanisk vedhæftning er en af de svagere former for vedhæftning af snavs og kan fjernes næsten med rent mekaniske midler, men når snavs er lille (<0,1um), er det vanskeligere at fjerne.
B ： Elektrostatisk vedhæftning
Elektrostatisk vedhæftning manifesteres hovedsageligt i virkningen af ladede snavspartikler på modsat ladede genstande. De fleste fibrøse genstande er negativt ladet i vand og kan let overholdes af visse positivt ladede snavs, såsom kalktyper. Nogle snavs, selv om de er negativt ladede, såsom kulstofsorte partikler i vandige opløsninger, kan klæbe til fibre gennem ioniske broer (ioner mellem flere modsatte ladede genstande, der virker sammen med dem på en brolignende måde) dannet af positive ioner i vand (f.eks. Ca2+ ， Mg2+ osv.).
Elektrostatisk handling er stærkere end enkel mekanisk handling, hvilket gør fjernelse af snavs relativt vanskelig.
② Kemisk vedhæftning
Kemisk vedhæftning henviser til fænomenet snavs, der virker på et objekt gennem kemiske eller brintbindinger. F.eks. Indeholder polært fast snavs, protein, rust og anden vedhæftning af fibergenstande, fibre, carboxyl, hydroxyl, amid og andre grupper, disse grupper og olieagtige snavs -fedtsyrer, fedtalkoholer er lette at danne hydrogenbindinger. De kemiske kræfter er generelt stærke, og snavs er derfor mere fast bundet til objektet. Denne type snavs er vanskelig at fjerne ved de sædvanlige metoder og kræver specielle metoder til at håndtere det.
Graden af vedhæftning af snavs er relateret til arten af selve snavs og arten af det objekt, som den er vedhæftet til. Generelt klæber partikler let til fibrøse genstande. Jo mindre tekstur af den faste snavs er, jo stærkere er vedhæftningen. Polar snavs på hydrofile genstande såsom bomuld og glas klæber stærkere end ikke-polær snavs. Ikke-polær snavs klæber stærkere end polær snavs, såsom polært fedtstoffer, støv og ler, og er mindre let at fjerne og rengøre.
(3) Mekanisme til fjernelse af snavs
Formålet med vask er at fjerne snavs. I et medium med en bestemt temperatur (hovedsageligt vand). Ved hjælp af de forskellige fysiske og kemiske virkninger af vaskemidlet til at svække eller eliminere effekten af snavs og vaskede genstande under virkning af visse mekaniske kræfter (såsom håndgubbing, vaskemaskineforstærkning, vandpåvirkning), så snavs og vaskede genstande fra formålet med dekontaminering.
① Mekanisme til fjernelse af flydende snavs
A ： befugtning
Flydende tilsmudsning er for det meste oliebaseret. Oliepletter våde mest fibrøse genstande og spreder sig mere eller mindre som en oliefilm på overfladen af det fibrøse materiale. Det første trin i vaskehandlingen er befugtning af overfladen ved vaskevæsken. Af hensyn til illustration kan overfladen af en fiber betragtes som en glat fast overflade.
B: Olieafvikling - Curlingmekanisme
Det andet trin i vaskeaktionen er fjernelse af olie og fedt, fjernelse af flydende snavs opnås ved en slags spiral. Den flydende snavs eksisterede oprindeligt på overfladen i form af en spredt oliefilm, og under den præferentielle befugtningseffekt af vaskevæsken på den faste overflade (dvs. fiberoverfladen) krøllede den sig op i olieperler trin for trin, som blev erstattet af vaskevæsken og til sidst efterlod overfladen under visse ydre kræfter.
② Mekanisme til fjernelse af fast snavs
Fjernelse af flydende snavs er hovedsageligt gennem den præferentielle befugtning af snavsbæreren ved vaskeopløsningen, mens fjernelsesmekanismen for fast snavs er anderledes, hvor vaskeprocessen hovedsageligt handler om befugtning af snavsemassen og dens bæreroverflade ved vaskeløsningen. På grund af adsorptionen af overfladeaktive stoffer på den faste snavs og dens bæreroverflade reduceres interaktionen mellem snavs og overfladen, og vedhæftningsstyrken af snavsemassen på overfladen reduceres, således fjernes snavsemassen let fra bærerens overflade.
Derudover har adsorptionen af overfladeaktive stoffer, især ioniske overfladeaktive stoffer, på overfladen af den faste snavs og dens bærer potentialet til at øge overfladepotentialet på overfladen af den faste snavs og dens bærer, hvilket er mere befordrende for fjernelse af snavs. Solid eller generelt fibrøse overflader oplades normalt negativt i vandige medier og kan derfor danne diffuse dobbelt elektroniske lag på snavsemasser eller faste overflader. På grund af frastødning af homogene ladninger er vedhæftningen af snavspartikler i vandet til den faste overflade svækket. Når der tilsættes et anionisk overfladeaktivt middel, fordi det samtidig kan øge det negative overfladepotentiale for snavspartiklen og den faste overflade, er frastødningen mellem dem mere forbedret, partikelens vedhæftningsstyrke er mere reduceret, og snavs er lettere at fjerne.
Ikke-ioniske overfladeaktive stoffer adsorberes på generelt ladede faste overflader, og selvom de ikke signifikant ændrer det grænsefladepotentiale, har de adsorberede ikke-ioniske overfladeaktive stoffer en tendens til at danne en vis tykkelse af adsorberet lag på overfladen, hvilket hjælper med at forhindre omlægning af snavs.
I tilfælde af kationiske overfladeaktive stoffer reducerer eller eliminerer deres adsorption det negative overfladepotentiale for snavsemassen og dens bæreroverflade, hvilket reducerer frastødningen mellem snavs og overflade og er derfor ikke befordrende for fjernelse af snavs; Efter adsorption på den faste overflade har kationiske overfladeaktive stoffer endvidere en tendens til at dreje den faste overfladehydrofobe og er derfor ikke befordrende for overfladet befugtning og derfor vask.
③ Fjernelse af speciel jord
Protein, stivelse, menneskelige sekretioner, frugtsaft, tejuice og anden sådan snavs er vanskelige at fjerne med normale overfladeaktive stoffer og kræver særlig behandling.
Proteinpletter som fløde, æg, blod, mælk og hududskillelse har en tendens til at koagulere på fibrene og degenerationen og få stærkere vedhæftning. Protein -tilsmudsning kan fjernes ved anvendelse af proteaser. Enzymprotease nedbryder proteinerne i snavs i vandopløselige aminosyrer eller oligopeptider.
Stivelsespletter kommer hovedsageligt fra fødevarer, andre såsom sauce, lim osv. Amylase har en katalytisk effekt på hydrolyse af stivelsespletter, hvilket får stivelse til at bryde ned i sukker.
Lipase katalyserer nedbrydningen af triglycerider, som er vanskelige at fjerne ved normale metoder, såsom talg og spiselige olier, og bryder dem ned i opløselig glycerol og fedtsyrer.
Nogle farvede pletter fra frugtsaft, te juice, blæk, læbestift osv. Er ofte vanskelige at rengøre grundigt, selv efter gentagen vask. Disse pletter kan fjernes ved en redox-reaktion med et oxidation eller reduktionsmiddel, såsom blegemiddel, som ødelægger strukturen af farvegenererende eller farvevæske-grupper og forringer dem til mindre vandopløselige komponenter.
（4） Putfjernelsesmekanisme for renseri
Ovenstående er faktisk til vand som vaskemediet. På grund af de forskellige typer tøj og struktur er nogle tøj, der bruger vandvask, faktisk ikke praktisk eller ikke let at vaske rent, noget tøj efter vask og endda deformation, falmning osv. For eksempel: de fleste naturlige fibre absorberer vand og let at opsvulmes og tørre og let at krympe, så efter vask vil blive deformeret; Ved at vaske uldprodukter forekommer også ofte krympningsfænomen, nogle uldprodukter med vandvask er også let at pille, farveændring; Nogle silke håndfølelser bliver værre efter vask og mister deres glans. Til disse tøj bruger ofte tørrensningsmetoden til at dekontaminere. Den såkaldte renseri henviser generelt til vaskemetoden i organiske opløsningsmidler, især i ikke-polære opløsningsmidler.
Tørrensning er en blødere form for vask end vandvask. Da renseri ikke kræver meget mekanisk handling, forårsager det ikke skader, rynke og deformation til tøj, mens renseriemidler, i modsætning til vand, sjældent producerer ekspansion og sammentrækning. Så længe teknologien håndteres korrekt, kan tøjet rengøres uden forvrængning, farve falmning og forlænget levetid.
Med hensyn til renseri er der tre brede typer snavs.
①olieopløselig snavsolieopløselig snavs inkluderer alle slags olie og fedt, som er flydende eller fedtet og kan opløses i renseriopløsningsmidler.
② Vandsopløseligt snavs Vandopløseligt snavs er opløseligt i vandige opløsninger, men ikke i renseriemidler, adsorberes på tøj i en vandig tilstand, vand fordamper efter nedbør af granulære faste stoffer, såsom uorganiske salte, stivelse, protein osv.
③OIL og vand Uopløselig snavsolie og vand Uopløselig snavs er hverken opløselig i vand eller opløselig i renseriopløsningsmidler, såsom kulstofsort, silikater af forskellige metaller og oxider osv.
På grund af den forskellige karakter af forskellige typer snavs er der forskellige måder at fjerne snavs i tørrensningsprocessen. Olieopløselige jordarter, såsom dyre- og vegetabilske olier, mineralolier og fedt, er let opløselige i organiske opløsningsmidler og kan fjernes lettere i renseri. Den fremragende opløselighed af tørrensende opløsningsmidler til olier og fedt kommer i det væsentlige fra van der Walls-kræfter mellem molekyler.
Til fjernelse af vandopløselig snavs, såsom uorganiske salte, sukker, proteiner og sved, skal den rigtige mængde vand også tilsættes til tørrensende middel, ellers er vandopløselig snavs vanskelig at fjerne fra tøjet. Imidlertid er vand vanskeligt at opløses i tørrensende middel, så for at øge mængden af vand skal du også tilføje overfladeaktive stoffer. Tilstedeværelsen af vand i tørrensningsmidlet kan gøre overfladen af snavs og tøj hydreret, så det er let at interagere med de polære grupper af overfladeaktive stoffer, hvilket er befordrende for adsorption af overfladeaktive stoffer på overfladen. Når overfladeaktive stoffer danner miceller, kan vandopløselig snavs og vand desuden solubiliseres i micellerne. Ud over at øge vandindholdet i det tørrensende opløsningsmiddel, kan overfladeaktive stoffer også spille en rolle i at forhindre omplacering af snavs for at forbedre dekontamineringseffekten.
Tilstedeværelsen af en lille mængde vand er nødvendig for at fjerne vandopløseligt snavs, men for meget vand kan forårsage forvrængning og rynke i noget tøj, så mængden af vand i tørrensningsmidlet skal være moderat.
Dirt, der hverken er vandopløselig eller olieopløselige, faste partikler som aske, mudder, jord og kulstof sort, er generelt fastgjort til tøjet af elektrostatiske kræfter eller i kombination med olie. Ved renseri kan strømmen af opløsningsmiddel, påvirkning gøre den elektrostatiske kraftadsorption af snavs, og tørrensningsmiddel kan opløse olien, så kombinationen af olie og snavs og fastgjort til tøjet af faste partikler i det tørre rensemiddel, tørrensningsmiddel i en lille mængde vand og overfladeaktivt stoffer, så de af de faste snavspartikler kan være stabile suspension, for at forhindre, at det forebygger at forebygge det.
（5） Faktorer, der påvirker vaskaktion
Retningsadsorptionen af overfladeaktive stoffer ved grænsefladen og reduktion af overflade (grænseflade) spænding er de vigtigste faktorer i fjernelse af væske eller fast snavs. Vaskeprocessen er imidlertid kompleks, og vaskeeffekten, selv med den samme vaskemiddeltype, påvirkes af mange andre faktorer. Disse faktorer inkluderer koncentrationen af vaskemidlet, temperaturen, arten af tilsmudsning, fibertypen og strukturen af stoffet.
① Koncentration af overfladeaktivt middel
Micellerne af overfladeaktive stoffer i opløsning spiller en vigtig rolle i vaskeprocessen. Når koncentrationen når den kritiske micellekoncentration (CMC), øges vaskseffekten kraftigt. Derfor skal koncentrationen af vaskemiddel i opløsningsmidlet være højere end CMC -værdien for at have en god vaskEeffekt. Når koncentrationen af overfladeaktivt middel er højere end CMC -værdien, er den trinvise stigning i vaskEeffekt imidlertid ikke indlysende, og det er ikke nødvendigt at øge koncentrationen af overfladeaktivt middel for meget.
Ved fjernelse af olie ved solubilisering øges solubiliseringseffekten med stigende koncentration af overfladeaktivt middel, selv når koncentrationen er over CMC. På dette tidspunkt tilrådes det at bruge vaskemiddel på en lokal centraliseret måde. For eksempel, hvis der er en masse snavs på manchetterne og kraven i et tøj, kan et lag af vaskemiddel påføres under vask for at øge den solubiliserende virkning af det overfladeaktive middel på olien.
②Memperatur har en meget vigtig indflydelse på dekontamineringshandlingen. Generelt letter øget temperaturen fjernelse af snavs, men nogle gange kan for høj temperatur også forårsage ulemper.
Stigningen i temperatur letter diffusionen af snavs, fast fedt emulgeres let ved temperaturer over dens smeltepunkt, og fibrene stiger i hævelse på grund af stigningen i temperatur, som alle letter fjernelse af snavs. For kompakte stoffer reduceres mikrogaps mellem fibrene imidlertid, når fibrene udvides, hvilket er skadeligt for fjernelse af snavs.
Temperaturændringer påvirker også opløseligheden, CMC -værdien og micellestørrelsen af overfladeaktive stoffer, hvilket påvirker vaskeeffekten. Opløseligheden af overfladeaktive stoffer med lange kulstofkæder er lav ved lave temperaturer, og undertiden er opløseligheden endnu lavere end CMC -værdien, så vasketemperaturen skal hæves korrekt. Effekten af temperatur på CMC-værdien og micellestørrelsen er forskellig for ioniske og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. For ioniske overfladeaktive stoffer øger en stigning i temperatur generelt CMC -værdien og reducerer micellestørrelsen, hvilket betyder, at koncentrationen af overfladeaktivt middel i vaskopløsningen skal øges. For ikke-ioniske overfladeaktive stoffer fører en stigning i temperatur til et fald i CMC-værdien og en signifikant stigning i micellevolumen, så det er klart, at en passende stigning i temperaturen vil hjælpe det ikke-ioniske overfladeaktive middel til at udøve dens overfladeaktive virkning. Temperaturen må dog ikke overstige dens skypunkt.
Kort sagt afhænger den optimale vasketemperatur af vaskemiddelformuleringen og objektet, der vaskes. Nogle vaskemidler har en god vaskemiddelvirkning ved stuetemperatur, mens andre har en meget anden vaskemiddel mellem kold og varm vask.
③ skum
Det er sædvanligt at forvirre skummekraften med vaskeeffekt, idet han tror, at vaskemidler med høj skummekraft har en god vaskeeffekt. Forskning har vist, at der ikke er nogen direkte sammenhæng mellem vaskeeffekten og mængden af skum. For eksempel er vask med lave skummende vaskemidler ikke mindre effektiv end vask med høje skummende vaskemidler.
Selvom skum ikke er direkte relateret til vask, er der lejligheder, hvor det hjælper med at fjerne snavs, for eksempel når vask af retter for hånd. Når skrubber tæpper, skum kan også fjerne støv og andre faste snavspartikler, tegner tæpper snavs for en stor del af støv, så tæpperensningsmidler skal have en bestemt skumningsevne.
Skumningseffekt er også vigtig for shampoo, hvor det fine skum produceret af væsken under shampoo eller badning efterlader håret smurt og behageligt.
④ Sorter af fibre og fysiske egenskaber ved tekstiler
Ud over den kemiske struktur af fibrene, der påvirker vedhæftningen og fjernelse af snavs, har fibrens og organiseringens og stoffets udseendet udseende en indflydelse på let fjernelse af snavs.
Vægten af uldfibre og de buede flade bånd af bomuldsfibre er mere tilbøjelige til at akkumulere snavs end glatte fibre. For eksempel er carbon sort farvet på cellulosefilm (viskosefilm) let at fjerne, mens carbon sort farvet på bomuldsstoffer er vanskeligt at vaske af. Et andet eksempel er, at kortfiberstoffer lavet af polyester er mere tilbøjelige til at akkumulere oliepletter end langfiberstoffer, og oliepletter på kortfiberstoffer er også vanskeligere at fjerne end oliepletter på langfiberstoffer.
Tæt snoede garn og stramme stoffer, på grund af det lille kløft mellem fibrene, kan modstå invasionen af snavs, men det samme kan også forhindre vaskevæsken til at udelukke den indre snavs, så stramme stoffer begynder at modstå snavs god, men når først farvet vask er også vanskeligere.
⑤ Hårdhed af vand
Koncentrationen af Ca2+, Mg2+ og andre metalioner i vandet har en stor indflydelse på vaskeeffekten, især når de anioniske overfladeaktive møder Ca2+ og Mg2+ -ioner, der danner calcium- og magnesiumsalte, som er mindre opløselige og vil reducere dens detergency. I hårdt vand, selvom koncentrationen af overfladeaktivt middel er høj, er detergency stadig meget værre end i destillation. For at det overfladeaktive middel skal have den bedste vaskeeffekt, skal koncentrationen af Ca2+ -ioner i vandet reduceres til 1 x 10-6 mol/L (CACO3 til 0,1 mg/L) eller mindre. Dette kræver tilsætning af forskellige blødgøringsmidler til vaskemidlet.
Posttid: Feb-25-2022