1. overfladespænding
Sammentrækningskraften pr. Enhedslængde på overfladen af en væske kaldes overfladespænding, målt i N • M-1.
2. overfladeaktivitet og overfladeaktivt middel
Egenskaben, der kan reducere overfladespændingen af opløsningsmidler, kaldes overfladeaktivitet, og stoffer med overfladeaktivitet kaldes overfladeaktive stoffer.
Overfladeaktivt middel henviser til overfladeaktive stoffer, der kan danne miceller og andre aggregater i vandige opløsninger, har høj overfladeaktivitet og har også befugtning, emulgering, skumning, vask og andre funktioner.
3. molekylære strukturelle egenskaber ved overfladeaktivt middel
Overfladeaktivt middel er organiske forbindelser med specielle strukturer og egenskaber, der kan ændre grænsefladespændingen mellem to faser eller overfladespænding af væsker (normalt vand) og har egenskaber såsom befugtning, skum, emulgering og vask.
Strukturelt set deler overfladeaktive stoffer et fælles kendetegn ved at indeholde to forskellige funktionelle grupper i deres molekyler. Den ene ende er en langkædet ikke-polær gruppe, der er opløselig i olie, men uopløselig i vand, kendt som en hydrofob gruppe eller hydrofob gruppe. Disse hydrofobe grupper er generelt langkædede kulbrinter, undertiden også organisk fluor, organosilicon, organophosphor, organotinkæder osv. Den anden ende er en vandopløselig funktionel gruppe, nemlig en hydrofil gruppe eller hydrofil gruppe. Den hydrofile gruppe skal have tilstrækkelig hydrofilicitet til at sikre, at hele det overfladeaktive middel er opløseligt i vand og har den nødvendige opløselighed. På grund af tilstedeværelsen af hydrofile og hydrofobe grupper i overfladeaktive stoffer kan de opløses i mindst en fase af den flydende fase. De hydrofile og oleofile egenskaber ved overfladeaktive stoffer kaldes amfifilicitet.
4. Typer af overfladeaktive stoffer
Overfladeaktive stoffer er amfifile molekyler, der har både hydrofobe og hydrofile grupper. De hydrofobe grupper af overfladeaktive stoffer er generelt sammensat af langkædede kulbrinter, såsom lige kæde alkyl C8-C20, forgrenet kæde alkyl C8-C20, alkylphenyl (med 8-16 alkylcarbonatomer) osv. Under hydrofobe grupper hovedsageligt ligger i de strukturelle ændringer af carbonhydrogenkædere med relativt små forskellige Hydrofile grupper. Derfor er egenskaberne ved overfladeaktive stoffer 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 hovedsageligt baseret på, om de hydrofile grupper er ioniske, og deler dem i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre specielle typer overfladeaktive stoffer.
5. Egenskaber ved vandig opløsning af overfladeaktivt middel
① Adsorption af overfladeaktive stoffer ved grænseflader
Overfladeaktive molekyler har lipofile og hydrofile grupper, hvilket gør dem til amfifile molekyler. Vand er en stærkt polær væske. Når overfladeaktive stoffer opløses i vand, tiltrækkes deres hydrofile grupper i henhold til princippet om polaritets lighed og polaritetsforskel frastødning, mens deres lipofile grupper afviser vand og forlader vandet. Som et resultat adsorberer overfladeaktive molekyler (eller ioner) ved grænsefladen mellem de to faser, hvilket reducerer grænsefladespændingen mellem de to faser. Jo flere overfladeaktive molekyler (eller ioner) adsorberes på grænsefladen, jo større er faldet i grænsefladespænding.
② Nogle egenskaber ved adsorptionsmembran
Overfladetryk af adsorptionsmembran: overfladeaktive stoffer adsorberer ved gas-væske-grænsefladen for at danne en adsorptionsmembran. Hvis en friktionsfri bevægelig flydende plade placeres på grænsefladen, og den flydende plade skubber adsorptionsmembranen langs opløsningsoverfladen, udøver membranen et tryk på den flydende plade, der kaldes overfladetryk.
Overfladeviskositet: Ligesom overfladetryk er overfladeviskositet en egenskab udstillet af uopløselige molekylære film. Suspendere en platinring med en tynd metaltråd, få dens plan kontakt med vandoverfladen på vasken, drej platinringen, platinringen hindres af viskositeten af vandet, og amplituden dæmper gradvist, ifølge overfladeviskositeten kan måles. Metoden er: Første adfærdseksperimenter på den rene vandoverflade, måle amplitude -dæmpningen, måle derefter dæmpningen efter dannelsen af overflademasken og beregne viskositeten af overflademasken fra forskellen mellem de to.
Overfladeviskositeten er tæt knyttet til fasthed i overflademasken. Da adsorptionsfilmen har overfladetryk og viskositet, skal den være elastisk. Jo højere overfladetryk og viskositet af adsorptionsmembranen er, jo større er dens elastiske modul. Den elastiske modul af overfladeadsorptionsfilm er af stor betydning i processen med skumstabilisering.
③ Dannelse af miceller
Den fortyndede løsning af overfladeaktive stoffer følger lovene om ideelle løsninger. Adsorptionsmængden af overfladeaktive stoffer på overfladen af en opløsning øges med koncentrationen af opløsningen. Når koncentrationen når eller overstiger en bestemt værdi, øges adsorptionsbeløbet ikke længere. Disse overdrevne overfladeaktive molekyler i opløsningen er forstyrrede eller findes regelmæssigt. Både praksis og teori har vist, at de danner aggregater i opløsning, der kaldes miceller.
Kritisk micellekoncentration: Den minimale koncentration, hvorpå overfladeaktive stoffer danner miceller i en opløsning, kaldes den kritiske micellekoncentration.
④ CMC -værdien af almindeligt overfladeaktivt middel.
6. Hydrofile og oleofile ligevægtsværdi
HLB står for hydrofile lipofile balance, der repræsenterer de hydrofile og lipofile ligevægtsværdier for de hydrofile og lipofile grupper af et overfladeaktivt middel, dvs. HLB -værdien af overfladen. En høj HLB -værdi indikerer stærk hydrofilicitet og svag lipofilicitet af molekylet; Tværtimod har det stærk lipofilicitet og svag hydrofilicitet.
① Forordninger om HLB -værdi
HLB-værdien er en relativ værdi, så ved formulering af HLB-værdien, som en standard, indstilles HLB-værdien af paraffin uden hydrofile egenskaber til 0, mens HLB-værdien af natriumdodecylsulfat med stærk vandopløselighed er indstillet til 40. Derfor er HLB-værdien af overfladeaktanter generelt inden for området 1-40. Generelt er emulgatorer med HLB -værdier mindre end 10 lipofile, mens emulgatorer med HLB -værdier større end 10 er hydrofile. Derfor er vendepunktet fra lipofilicitet til hydrofilicitet ca. 10.
7. Emulsificering og solubiliseringseffekter
To ikke -blandbare væsker, den ene dannet af spredning af partikler (dråber eller flydende krystaller) i den anden, kaldes emulsioner. Når man danner en emulsion, øges grænsefladsområdet mellem de to væsker, hvilket gør systemet termodynamisk ustabilt. For at stabilisere emulsionen skal en tredje komponent - emulgator - tilføjes for at reducere systemets grænsefladeenergi. Emulgatorer hører til overfladeaktive stoffer, og deres hovedfunktion er at fungere som emulgatorer. Den fase, hvor dråber findes i en emulsion, kaldes den spredte fase (eller intern fase, diskontinuerlig fase), og den anden fase, der er forbundet sammen, kaldes det spredte medium (eller ekstern fase, kontinuerlig fase).
① Emulgatorer og emulsioner
Almindelige emulsioner består af en fase af vand eller vandig opløsning, og den anden fase af organiske forbindelser, der er ikke -blandbare med vand, såsom olier, voks osv. Emulsionen dannet af vand og olie kan opdeles i to typer baseret på deres spredning: olie spredt i vand danner et vand i olieemulsion, repræsenteret af O/W (olie/vand); Vand spredt i olie danner et vand i olieemulsion, repræsenteret af W/O (vand/olie). Derudover kan komplekst vand i olie i vand W/O/W og olie i vand i olie O/W/O -emulsioner også dannes.
Emulgatoren stabiliserer emulsionen ved at reducere grænsefladespændingen og danne en monolags ansigtsmaske.
Krav til emulgatorer i emulgering: A: emulgatorer skal være i stand til at adsorbere eller berige ved grænsefladen mellem de to faser, hvilket reducerer grænsefladespænding; B: Emulgatorer skal give partikler en elektrisk ladning, hvilket forårsager elektrostatisk frastødelse mellem partikler eller danner en stabil, meget viskøs beskyttelsesfilm omkring partiklerne. Så stoffer, der bruges som emulgatorer, skal have amfifile grupper for at have emulgerende effekter, og overfladeaktive stoffer kan opfylde dette krav.
② Forberedelsesmetoder til emulsioner og faktorer, der påvirker emulsionsstabilitet
Der er to metoder til fremstilling af emulsioner: den ene er at bruge mekaniske metoder til at sprede væsken til små partikler i en anden væske, som ofte bruges i industrien til at fremstille emulsioner; En anden metode er at opløse en væske i en molekylær tilstand i en anden væske og derefter lade den samles passende for at danne en emulsion.
Stabiliteten af emulsioner henviser til deres evne til at modstå partikelaggregering og forårsage faseseparation. Emulsioner er termodynamisk ustabile systemer med betydelig fri energi. Derfor henviser stabiliteten af en emulsion faktisk til den tid, der kræves for, at systemet når ligevægt, det vil sige den tid, der kræves for en væske i systemet til at adskille.
Når der er polære organiske molekyler, såsom fedtalkohol, fedtsyre og fedtamin i ansigtsmasken, øges membranens styrke markant. Dette skyldes, at emulgatormolekylerne i grænsefladeadsorptionslaget interagerer med polære molekyler, såsom alkohol, syre og amin for at danne et "komplekst", hvilket øger styrken af interface -ansigtsmasken.
Emulgatorer sammensat af to eller flere overfladeaktive stoffer kaldes blandede emulgatorer. Blandede emulgatorer adsorberer på vand/olie -grænsefladen, og intermolekylære interaktioner kan danne komplekser. På grund af stærk intermolekylær interaktion reduceres grænsefladespændingen markant, mængden af emulgator adsorberet på grænsefladen øges markant, og densiteten og styrken af den dannede interfaciale ansigtsmaske øges.
Gebyret for dråber har en betydelig indflydelse på stabiliteten af emulsioner. Stabile emulsioner har typisk dråber med elektriske ladninger. Når man bruger ioniske emulgatorer, indsættes emulgatorionerne, der adsorberes på grænsefladen, deres lipofile grupper i oliefasen, mens de hydrofile grupper er i vandfasen, hvilket gør dråberne opladet. På grund af det faktum, at dråberne af emulsionen bærer den samme ladning, afviser de hinanden og ikke let agglomereres, hvilket resulterer i øget stabilitet. Det kan ses, at jo mere emulgatorioner ioner adsorberes på dråberne, jo større er deres ladning, og jo større er deres evne til at forhindre dråbe -koalescens, hvilket gør emulsionssystemet mere stabilt.
Viskositeten af emulsionsdispersionsmedium har en vis indflydelse på emulsionens stabilitet. Generelt, jo højere viskositeten af det spredende medium, jo højere er emulsionens stabilitet. Dette skyldes, at viskositeten af spredningsmediet er høj, hvilket stærkt hindrer den browniske bevægelse af væskedråberne, bremser kollisionen mellem dråberne og holder systemet stabilt. Polymerstoffer, der normalt er opløselige i emulsioner, kan øge viskositeten af systemet og øge emulsionens stabilitet. Derudover kan polymeren også danne en solid interface -ansigtsmaske, hvilket gør emulsionssystemet mere stabilt.
I nogle tilfælde kan tilsætning af fast pulver også stabilisere emulsionen. Det faste pulver er ikke i vand, olie eller ved grænsefladen, afhængigt af befugtningsevnen for olie og vand på det faste pulver. Hvis det faste pulver ikke er fuldstændigt fyldt af vand og kan befugtes af olie, forbliver det ved vandolie -grænsefladen.
Årsagen til, at det faste pulver ikke stabiliserer emulsionen, er, at pulveret, der er samlet ved grænsefladen, ikke styrker grænseflademasken, der ligner grænsefladeadsorptionsemulgatormolekylerne. Derfor er de tættere de faste pulverpartikler arrangeret ved grænsefladen, jo mere stabil vil emulsionen være.
Overfladeaktive stoffer har evnen til markant at øge opløseligheden af organiske forbindelser, der er uopløselige eller let opløselige i vand efter at have dannet miceller i vandig opløsning, og opløsningen er gennemsigtig på dette tidspunkt. Denne effekt af miceller kaldes solubilisering. Overfladeaktive stoffer, der kan producere solubiliserende effekter, kaldes solubilisatorer, og organiske forbindelser, der er solubiliseret, kaldes solubiliserede forbindelser.
8. Skum
Skum spiller en vigtig rolle i vaskeprocessen. Skum henviser til det spredningssystem, hvor gas spredes i flydende eller fast stof. Gas er spredningsfasen, og flydende eller fast stof er spredningsmediet. Førstnævnte kaldes flydende skum, mens sidstnævnte kaldes massivt skum, såsom skumplastik, skumglas, skumcement osv.
(1) Dannelse af skum
Skummet her henviser til aggregeringen af bobler adskilt af flydende film. På grund af den store forskel i densitet mellem den spredte fase (gas) og det spredte medium (væske) og væskens lave viskositet kan skummet altid stige til væskeniveauet hurtigt.
Processen med at danne skum er at bringe en stor mængde gas ind i væsken, og boblerne i væsken vender hurtigt tilbage til den flydende overflade, hvilket danner et bobleaggregat adskilt af en lille mængde væske og gas
Skum har to bemærkelsesværdige egenskaber i morfologi: den ene er, at bobler som spredt fase ofte er polyhedral, fordi der ved skæringspunktet mellem bobler er en tendens til, at den flydende film bliver tyndere, hvilket gør boblerne polyhedral. Når den flydende film bliver tyndere i en vis grad, vil boblerne bryde; For det andet kan den rene væske ikke danne stabilt skum, men væsken, der kan danne skum, er mindst to eller flere komponenter. Den vandige opløsning af overfladeaktivt middel er et typisk system, der er let at generere skum, og dets evne til at generere skum er også relateret til andre egenskaber.
Overfladeaktive stoffer med god skumningsevne kaldes skummagenter. Selvom skummiddelen har god skumsevne, er det formede skum muligvis ikke i stand til at opretholde i lang tid, det vil sige, at dens stabilitet muligvis ikke er god. For at opretholde skumets stabilitet tilsættes et stof, der kan øge stabiliteten af skum, ofte til skummiddel, der kaldes skumstabilisator. De almindeligt anvendte skumstabilisatorer er Lauroyl -diethanolamin og dodecyl dimethylaminoxid.
(2) Stabilitet af skum
Skum er et termodynamisk ustabilt system, og den endelige tendens er, at det samlede overfladeareal af væsken i systemet falder, og den frie energi falder efter boblebrud. Defoaming -processen er den proces, hvor den flydende film, der adskiller gas, skifter tykkelse, indtil den sprænger. Derfor bestemmes stabiliteten af skum hovedsageligt af hastigheden af flydende udladning og styrken af flydende film. Der er flere andre påvirkningsfaktorer.
① Overfladespænding
Fra energisynspunktet er lav overfladespænding mere gunstig for dannelsen af skum, men det kan ikke garantere skumets stabilitet. Lav overfladespænding, forskel med lavt tryk, langsom flydende udladningshastighed og langsom flydende filmudtynding er befordrende for skumets stabilitet.
② Overfladeviskositet
Den nøglefaktor, der bestemmer skumets stabilitet, er styrken af den flydende film, der hovedsageligt bestemmes af fastheden i overfladeadsorptionsfilmen, målt ved overfladeviskositeten. Eksperimenter viser, at skummet produceret af opløsningen med højere overfladeviskositet har en længere levetid. Dette skyldes, at samspillet mellem adsorberede molekyler på overfladen fører til stigningen i membranstyrke og dermed forbedrer skumets levetid.
③ Løsning Viskositet
Når væskens viskositet øges, er væsken i den flydende film ikke let at blive udskrevet, og hastigheden af den flydende filmtykkelse er langsom, hvilket forsinker tiden for flydende filmbrud og øger skummets stabilitet.
④ Effekten af 'reparation' af overfladespænding
Overfladeaktive stoffer, der er adsorberet på overfladen af den flydende film, har evnen til at modstå ekspansion eller sammentrækning af den flydende filmoverflade, som vi omtaler som reparationseffekt. Dette skyldes, at der er en flydende film af overfladeaktive stoffer, der adsorberes på overfladen, og at udvide dens overfladeareal vil reducere koncentrationen af overfladeadsorberede molekyler og øge overfladespændingen. Yderligere udvidelse af overfladen kræver større indsats. Omvendt vil krympningen af overfladearealet øge koncentrationen af adsorberede molekyler på overfladen, reducere overfladespændingen og hindre yderligere krympning.
⑤ Diffusion af gas gennem en flydende film
På grund af eksistensen af kapillærtryk er trykket af små bobler i skum højere end for store bobler, hvilket vil få gassen i de små bobler til at diffundere til de lavpressede store bobler gennem væskefilmen, hvilket resulterer i fænomenet, at de små bobler bliver mindre, de store bobler bliver store, og til sidst bryder foam. Hvis der tilsættes overfladeaktivt middel, vil skummet være ensartet og tæt, når det skummes, og det er ikke let at defoamer. Da det overfladeaktive middel er tæt arrangeret på den flydende film, er det vanskeligt at ventilere, hvilket gør skummet mere stabilt.
⑥ Påvirkningen af overfladeafgift
Hvis skum flydende film er tiltalt for det samme symbol, vil de to overflader af den flydende film afvise hinanden og forhindre, at den flydende film tyndere eller endda ødelæggelse. Ioniske overfladeaktive stoffer kan give denne stabiliserende virkning.
Afslutningsvis er styrken af flydende film nøglefaktoren til at bestemme stabiliteten af skum. Som et overfladeaktivt middel til skummede midler og skumstabilisatorer er tætheden og fastheden af overfladesorberede molekyler de vigtigste faktorer. Når interaktionen mellem de adsorberede molekyler på overfladen er stærk, er de adsorberede molekyler tæt arrangeret, hvilket ikke kun gør overflademasken i sig selv har høj styrke, men også gør opløsningen ved siden af overflademasken, der er vanskelig at flyde på grund af den høje overfladeviskositet, så det er relativt vanskeligt for væsken til at dreje, og tykken af væsken er let at opretholde. Derudover kan tæt arrangerede overflademolekyler også reducere permeabiliteten af gasmolekyler og således øge stabiliteten af skum.
(3) Ødelæggelse af skum
Det grundlæggende princip om at ødelægge skum er at ændre forholdene til produktion af skum eller eliminere stabilitetsfaktorerne i skum, så der er to defoamingmetoder, fysiske og kemiske.
Fysisk defoaming er at ændre forholdene, under hvilke skum genereres, mens den kemiske sammensætning af skumopløsning er uændret. For eksempel er ekstern kraftforstyrrelse, temperatur eller trykændring og ultralydsbehandling alle effektive fysiske metoder til at eliminere skum.
Den kemiske defoaming -metode er at tilføje nogle stoffer til at interagere med skummiddelen, reducere styrken af den flydende film i skummet og derefter reducere skumets stabilitet for at opnå formålet med defoaming. Sådanne stoffer kaldes defoamere. De fleste defoamere er overfladeaktive stoffer. I henhold til mekanismen til defoaming skal defoamere derfor have en stærk evne til at reducere overfladespænding, let adsorberes på overfladen og har svage interaktioner mellem overfladeadsorberede molekyler, hvilket resulterer i en relativt løs arrangementstruktur af adsorbede molekyler.
Der er forskellige typer defoamere, men de er for det meste ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. Ikke -ioniske overfladeaktive stoffer har anti -skumningsegenskaber nær eller over deres skypunkt og bruges ofte som defoamere. Alkoholer, især dem med forgreningsstrukturer, fedtsyrer og estere, polyamider, fosfater, silikoneolier osv., Bruges også ofte som fremragende defoamere.
(4) skum og vask
Der er ingen direkte sammenhæng mellem skum og vaskeeffekt, og mængden af skum betyder ikke, at vaskeeffekten er god eller dårlig. For eksempel er den skummende ydeevne for ikke-ioniske overfladeaktive stoffer langt underordnet sæbe, men deres rengøringseffekt er meget bedre end sæbe.
I nogle tilfælde er skum nyttigt til at fjerne snavs. For eksempel, når vask af bordservice derhjemme, kan skummet til vaskemidlet fjerne oliedråberne, der er skyllet ned; Når du skrubber tæppe, hjælper skum med at fjerne fast snavs som støv og pulver. Derudover kan skum undertiden bruges som et tegn på, om vaskemidlet er effektivt, fordi fedtoliepletter kan hæmme skummet til vaskemidlet. Når der er for meget oliepletter og for lidt vaskemiddel, vil der ikke være noget skum, eller det originale skum forsvinder. Nogle gange kan skum også bruges som en indikator for, om skylningen er ren. Da mængden af skum i skylningsløsningen har en tendens til at falde med faldet i vaskemiddelindhold, kan graden af skylning evalueres med mængden af skum.
9. Vaskproces
I en bred forstand er vask processen med at fjerne uønskede komponenter fra det objekt, der vaskes og opnår et bestemt formål. Vask i den sædvanlige forstand henviser til processen med at fjerne snavs fra overfladen af en bærer. Under vask er samspillet mellem snavs og bæreren svækket eller elimineret gennem virkningen af nogle kemiske stoffer (såsom vaskemidler), hvilket omdanner kombinationen af snavs og bærer til kombinationen af snavs og vaskemiddel, hvilket i sidste ende får snavs og bærer til at løsrive sig. Da de genstande,
Bærer • Dirt+Detergent = Carrier+Dirt • Detergent
Vaskprocessen kan normalt opdeles i to trin: den ene er adskillelse af snavs og dens bærer under handling af vaskemiddel; Det andet er, at den løsrevne snavs er spredt og ophængt i mediet. Vaskprocessen er en reversibel proces, og snavs, der er spredt eller suspenderet i mediet, kan også udfælde fra mediet på vaskeriet. Derfor bør et fremragende vaskemiddel ikke kun have evnen til at løsne snavs fra transportøren, men også have god evne til at sprede og suspendere snavs og forhindre snavs i at deponere igen.
(1) Typer af snavs
Selv for den samme vare vil typen, sammensætningen og mængden af snavs variere afhængigt af brugsmiljøet. Dirt til olie krop inkluderer hovedsageligt dyre- og vegetabilske olier såvel som mineralolier (såsom råolie, brændselsolie, kulstjære osv.), Mens fast snavs hovedsageligt inkluderer røg, støv, 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, spiselige oliepletter, krydderier, pletter, stivelse osv.; Dirt bragt af kosmetik, såsom læbestift og neglelak; Snavs fra atmosfæren, såsom røg, støv, jord osv.; Andre materialer såsom blæk, te, maling osv. Det kan siges, at der er forskellige og forskellige typer.
Forskellige typer snavs kan normalt opdeles i tre kategorier: fast snavs, flydende snavs og speciel snavs.
① Almindelig fast snavs inkluderer partikler som aske, mudder, jord, rust og kulstofsort. De fleste af disse partikler har en overfladeladning, for det meste negative og let adsorberes på fibrøse genstande. Generelt er fast snavs vanskelig at opløses i vand, men kan spredes og suspenderes med vaskemiddelopløsninger. Fast snavs med små partikler er vanskeligt at fjerne.
② Flydende snavs er for det meste olieopløselig, herunder dyre- og vegetabilske olier, fedtsyrer, fedtede alkoholer, mineralolier og deres oxider. Blandt dem kan dyre- og vegetabilske olier og fedtsyrer gennemgå saponifikation med alkali, mens fedtalkoholer og mineralolier ikke er saponificeret af alkali, men kan opløses i alkoholer, ethere og carbonhydrid organiske opløsningsmidler og blive emulgeret og spredt af detergent aqueous opløsninger. Olieopløselig flydende snavs har generelt en stærk interaktionskraft med fibrøse genstande og adsorberer fast på fibre.
③ Speciel snavs inkluderer protein, stivelse, blod, menneskelige sekretioner som sved, talg, urin såvel som frugtsaft, tejuice osv. De fleste af disse typer snavs kan stærkt adsorbere på fibrøse genstande gennem kemiske reaktioner. Derfor er det ganske vanskeligt at vaske det.
Forskellige typer snavs findes sjældent alene, ofte blandet sammen og adsorberes sammen på genstande. Dirt kan undertiden oxidere, nedbrydes eller forfald under eksterne påvirkninger, hvilket resulterer i dannelse af ny snavs.
(2) Adhæsionseffekten af snavs
Årsagen til, at tøj, hænder osv. Kan blive snavset, er fordi der er en slags interaktion mellem genstande og snavs. Der er forskellige vedhæftningseffekter af snavs på genstande, men de er hovedsageligt fysisk vedhæftning og kemisk vedhæftning.
① Den fysiske vedhæftning af cigaretaske, støv, sediment, kulstofsort og andre stoffer til tøj. Generelt er samspillet mellem den klæbede snavs og det forurenede objekt relativt svag, og fjernelse af snavs er også relativt let. I henhold til forskellige kræfter kan den fysiske vedhæftning af snavs opdeles i mekanisk vedhæftning og elektrostatisk vedhæftning.
A: Mekanisk vedhæftning henviser hovedsageligt til vedhæftning af fast snavs, såsom støv og sediment. Mekanisk vedhæftning er en svag vedhæftningsmetode til snavs, som næsten kan fjernes ved enkle mekaniske metoder. Men når partikelstørrelsen af snavs er lille (<0,1um), er det vanskeligere at fjerne.
B: Elektrostatisk vedhæftning manifesteres hovedsageligt ved virkningen af ladede snavspartikler på genstande med modsatte afgifter. De fleste fibrøse genstande har en negativ ladning i vand og overholdes let af positivt ladet snavs, såsom kalk. Nogle snavs, selvom de er negativt ladede, såsom kulstofsorte partikler i vandige opløsninger, kan klæbe til fibre gennem ionbroer dannet af positive ioner (såsom Ca2+, Mg2+osv.) I vand (ioner fungerer sammen mellem flere modsatte ladninger, der fungerer som broer).
Statisk elektricitet er stærkere end simpel mekanisk handling, hvilket gør det relativt vanskeligt at fjerne snavs.
③ Fjernelse af særlig snavs
Protein, stivelse, menneskelige sekretioner, frugtsaft, tejuice og andre typer snavs er vanskelige at fjerne med generelle overfladeaktive stoffer og kræver særlige behandlingsmetoder.
Proteinpletter som fløde, æg, blod, mælk og hududskillelse er tilbøjelige til koagulation og denaturering på fibre og klæber mere fast. Til proteinforurening kan protease bruges til at fjerne det. Protease kan nedbryde proteiner i snavs i vandopløselige aminosyrer eller oligopeptider.
Stivelsespletter kommer hovedsageligt fra mad, mens andre såsom kødjuicer, pasta osv. Stivelsesenzymer har en katalytisk effekt på hydrolyse af stivelsespletter, der opdeler stivelse i sukker.
Lipase kan katalysere nedbrydningen af nogle triglycerider, der er vanskelige at fjerne ved konventionelle metoder, såsom talg, der udskilles af den menneskelige krop, spiselige olier osv. For at nedbryde triglycerider i opløselig glycerol og fedtsyrer.
Nogle farvede pletter fra frugtsaft, tejuice, blæk, læbestift osv. Er ofte vanskelige at rengøre, selv efter gentagen vask. Denne type plet kan fjernes ved oxidationsreduktionsreaktioner ved anvendelse af oxidanter eller reduktionsmidler, såsom blegemiddel, der nedbryder strukturen af kromofor eller kromophore-grupper og nedbryder dem til mindre vandopløselige komponenter.
Set fra tørrensning er der omtrent tre typer snavs.
① Olieopløselig snavs inkluderer forskellige olier og fedt, som er flydende eller fedtede og opløselige i renseriopløsningsmidler.
② Vandopløselig snavs er opløselig i vandig opløsning, men uopløselig i renseri. Det adsorberer på tøj i form af en vandig opløsning, og efter vandfordamperen udfældes granulære faste stoffer, såsom uorganiske salte, stivelse, proteiner osv..
③ Olievand Uopløselig snavs er uopløseligt i både vand- og renseriopløsningsmidler, såsom kulstofsort, forskellige metalsilicater og oxider.
På grund af de forskellige egenskaber ved forskellige typer snavs er der forskellige måder at fjerne snavs under renseriens proces. Olieopløselig snavs, såsom dyre- og vegetabilske olier, mineralolier og fedt, er let opløselige i organiske opløsningsmidler og kan let fjernes under renseri. Den fremragende opløselighed af tørrensningsopløsningsmidler til olie og fedt skyldes i det væsentlige van der Waals -kræfter mellem molekyler.
Til fjernelse af vandopløselig snavs, såsom uorganiske salte, sukker, proteiner, sved osv., Er det også nødvendigt at tilføje en passende mængde vand til renseriemidlet, ellers er vandopløselig snavs vanskelig at fjerne fra tøj. Men vand er vanskeligt at opløses hos renseriemidler, så for at øge mængden af vand skal overfladeaktive stoffer tilsættes. Vandet, der er til stede i renseriemidler, kan hydratere snavs og overfladen af tøj, hvilket gør det let at interagere med de polære grupper af overfladeaktive stoffer, hvilket er gavnligt for adsorption af overfladeaktive stoffer på overfladen. Når overfladeaktive stoffer danner miceller, kan vandopløselig snavs og vand desuden solubiliseres i micellerne. Overfladeaktive stoffer kan ikke kun øge vandindholdet i renseriopløsningsmidler, men også forhindre, at RE -deponering af snavs for at forbedre rengøringseffekten.
Tilstedeværelsen af en lille mængde vand er nødvendig for at fjerne vandopløseligt snavs, men overdreven vand kan få noget tøj til at deformere, rynke osv., Så vandindholdet i det tørre vaskemiddel skal være moderat.
Faste partikler såsom aske, mudder, jord og carbon sort, som hverken er vandopløselige eller olieopløselige, klæber generelt til tøj ved elektrostatisk adsorption eller ved at kombinere med oliepletter. I renseri kan strømmen og påvirkningen af opløsningsmidler forårsage snavs, der adsorberes af elektrostatiske kræfter, til at falde af, mens renseriemidler kan opløse oliepletter, hvilket forårsager faste partikler, der kombineres med oliepletterne og klæber til tøjet for at falde fra renseriemidlet. Den lille mængde vand og overfladeaktive stoffer i tørrensningsmidlet kan stabilt suspendere og sprede de faste snavspartikler, der falder af, hvilket forhindrer dem i at deponere på tøjet igen.
(5) Faktorer, der påvirker vaskeeffekten
Retningsadsorptionen af overfladeaktive stoffer ved grænsefladen og reduktion af overflade (interfacial) spænding er de vigtigste faktorer for fjernelse af væske eller fast begroing. Men vaskeprocessen er relativt kompleks, og endda vaskE -effekten af den samme type vaskemiddel påvirkes af mange andre faktorer. Disse faktorer inkluderer koncentrationen af vaskemiddel, temperatur, snavs, type fiber og stofstruktur.
① Koncentration af overfladeaktive stoffer
Micellerne af overfladeaktive stoffer i løsningen spiller en vigtig rolle i vaskeprocessen. Når koncentrationen når den kritiske micellekoncentration (CMC), øges vaskseffekten kraftigt. Derfor bør koncentrationen af vaskemiddel i opløsningsmidlet være højere end CMC -værdien for at opnå god vaskefirc. Når koncentrationen af overfladeaktive stoffer overstiger CMC -værdien, bliver den stigende vaskeeffekt imidlertid mindre signifikant, og den overdrevne stigning i overfladeaktivt koncentration er unødvendig.
Når man bruger solubilisering til at fjerne oliepletter, selvom koncentrationen er over CMC -værdien, øges solubiliseringseffekten stadig med stigningen i overfladeaktivt koncentration. På dette tidspunkt tilrådes det at bruge vaskemiddel lokalt, såsom på manchetter og kraver af tøj, hvor der er meget snavs. Når der vaskes, kan et lag af vaskemiddel først påføres for at forbedre solubiliseringseffekten af overfladeaktive stoffer på oliepletter.
② Temperatur har en betydelig indflydelse på rengøringseffekten. Generelt er det at øge temperaturen fordelagtigt for at fjerne snavs, men nogle gange kan overdreven temperatur også forårsage ugunstige faktorer.
En stigning i temperaturen er fordelagtig for diffusion af snavs. Fastoliepletter emulgeres let, når temperaturen er over deres smeltepunkt, og fibre øger også deres ekspansionsgrad på grund af stigningen i temperaturen. Disse faktorer er alle fordelagtige for fjernelse af snavs. For stramme stoffer reduceres mikrohullerne mellem fibre imidlertid efter fiberudvidelse, hvilket ikke er befordrende for fjernelse af snavs.
Temperaturændringer påvirker også opløseligheden, CMC -værdien og micellestørrelsen af overfladeaktive stoffer og påvirker derved vaskeeffekten. Lange carbonkæde overfladeaktive stoffer har lavere opløselighed ved lave temperaturer, og nogle gange endnu lavere opløselighed end CMC -værdien. I dette tilfælde skal vasketemperaturen øges passende. Effekten af temperatur på CMC-værdien og micellestørrelsen er forskellig for ioniske og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. For ioniske overfladeaktive stoffer fører en stigning i temperatur generelt til en stigning i CMC -værdi og et fald i micellestørrelse. Dette betyder, at koncentrationen af overfladeaktive stoffer skal øges i vaskeopløsningen. For ikke-ioniske overfladeaktive stoffer fører stigende temperatur til et fald i deres CMC-værdi og en signifikant stigning i deres micellestørrelse. Det kan ses, at passende stigende temperatur kan hjælpe ikke-ioniske overfladeaktive stoffer med deres overfladeaktivitet. Men temperaturen må ikke overstige dens skypunkt.
Kort sagt er den mest passende vasketemperatur relateret til formlen for vaskemidlet og objektet, der vaskes. Nogle vaskemidler har gode rengøringseffekter ved stuetemperatur, mens nogle vaskemidler har markant forskellige rengøringseffekter for kold og varm vask.
③ skum
Folk forvirrer ofte skumsevne med vaskEeffekt og tror, at vaskemidler med stærk skumningsevne har bedre vask af effekter. Resultaterne viser, at vaskeeffekten ikke er direkte relateret til mængden af skum. For eksempel har brug af lavt skummende vaskemiddel til vask ikke en værre vaskseffekt end højt skummende vaskemiddel.
Selvom skum ikke er direkte relateret til vask, er skum stadig nyttigt til at fjerne snavs i nogle situationer. For eksempel kan skummet på vaskevæsken transportere oliedråberne væk, når de vasker opvask for hånd. Når du skrubber tæppet, kan skum også fjerne faste snavspartikler såsom støv. Støv tegner sig for en stor andel af tæpper snavs, så tæpperenser skal have en vis skumsevne.
Skumningskraft er også vigtig for shampoo. Det fine skum produceret af væsken, når man vask af hår eller badning, får folk til at føle sig godt tilpas.
④ Typer af fibre og fysiske egenskaber ved tekstiler
Ud over den kemiske struktur af fibre, der påvirker vedhæftningen og fjernelse af snavs, har udseendet af fibre og organisationsstrukturen af garn og stoffer også indflydelse på vanskeligheden ved fjernelse af snavs.
Vægten af uldfibre og den flade strimmellignende struktur af bomuldsfibre er mere tilbøjelige til at akkumulere snavs end glatte fibre. For eksempel er carbon sort klæbet til cellulosefilm (klæbende film) let at fjerne, mens carbon sort klæber til bomuldsstof er vanskeligt at vaske af. F.eks. Er polyester korte fiberstoffer mere tilbøjelige til at akkumulere oliepletter end lange fiberstoffer, og oliepletterne på korte fiberstoffer er også vanskeligere at fjerne end dem på lange fiberstoffer.
Tæt snoede garn og stramme stoffer, på grund af de små mikrokalpere mellem fibre, kan modstå invasionen af snavs, men også forhindre, at rengøringsopløsningen fjerner intern snavs. Derfor har stramme stoffer god modstand mod snavs i begyndelsen, men det er også vanskeligt at rengøre, når de er forurenet.
⑤ vandets hårdhed
Koncentrationen af metalioner, såsom Ca2+og Mg2+i vand, har en betydelig indflydelse på vaskeeffekten, især når anioniske overfladeaktive stoffer støder på Ca2+og Mg2+-ioner til dannelse af calcium- og magnesiumsalte med dårlig opløselighed, hvilket kan reducere deres rengøringsevne. Selv hvis koncentrationen af overfladeaktive stoffer er høj i hårdt vand, er deres rengøringseffekt stadig meget værre end i destillation. For at opnå den bedste vaskEeffekt af overfladeaktive stoffer, skal koncentrationen af Ca2+-ioner i vand reduceres til under 1 × 10-6 mol/L (CACO3 skal reduceres til 0,1 mg/L). Dette kræver tilsætning af forskellige blødgøringsmidler til vaskemidlet.
Posttid: Aug-16-2024