Vores vigtigste produkter: aminosilikone, blokering af silikone, hydrofil silikone, al deres silikone -emulsion, befugtning af gnidning af fasthedsimprog, vandafvisende (fluorfri, kulstof 6, kulstof 8), deminvaskning af kemikalier (ABS, enzym, spandex -beskytter, mangan -genindførelse), mere detaljer
De 9 store forhold mellem overfladeaktive stoffer og farvningsfabrikker
01 Overfladespænding
Kraften, der virker for at samle overfladen af en væske pr. Enhedslængde, kaldes overfladespænding, målt i N · m⁻¹.
02 Overfladeaktivitet og overfladeaktive stoffer
Egenskaben, der reducerer overfladespændingen i et opløsningsmiddel, kaldes overfladeaktivitet, og stoffer, der har denne egenskab, kaldes overfladeaktive stoffer. Overfladeaktive stoffer er overfladeaktive stoffer, der kan danne aggregater i vandige opløsninger, såsom miceller, og udviser høj overfladeaktivitet sammen med funktioner som befugtning, emulgering, skumning og vask.
03 Molekylære strukturkarakteristika for overfladeaktive stoffer
Overfladeaktive stoffer er organiske forbindelser med specielle strukturer og egenskaber; De kan markant ændre grænsefladespændingen mellem to faser eller overfladespænding af væsker (normalt vand), der udviser egenskaber såsom befugtning, skum, emulgering og vask. Strukturelt deler overfladeaktive stoffer et fælles kendetegn ved at indeholde to forskellige typer grupper inden for deres molekyler: den ene ende har en langkædet ikke-polær gruppe, der er opløselig i olie, men uopløselig i vand, kendt som den hydrofobe gruppe. Denne hydrofobe gruppe er typisk et langkædede carbonhydrid, skønt den undertiden kan bestå af organiske fluorider, organiske siliconer, organiske phosphines eller organotinkæder. Den anden ende har en vandopløselig gruppe, kendt som den hydrofile gruppe. Den hydrofile gruppe skal have tilstrækkelig hydrofilicitet til at sikre, at hele overfladeaktivt middel kan opløses i vand og have den nødvendige opløselighed. Da overfladeaktive stoffer indeholder både hydrofile og hydrofobe grupper, kan de opløses i mindst en fase af det flydende medium. Denne dobbelte affinitet af overfladeaktive stoffer omtales som amfifilicitet.
04 typer overfladeaktive stoffer
Overfladeaktive stoffer er amfifile molekyler med både hydrofobe og hydrofile grupper. Den hydrofobe gruppe er generelt sammensat af langkædede kulbrinter, såsom lige-kæde-alkaner (C8-C20), forgrenede alkaner (C8-C20) eller alkylbenzener (alkylcarbonatomnummer 8–16). Forskellene i hydrofobe grupper stammer hovedsageligt fra strukturelle variationer i kulstofkæderne. Imidlertid er mangfoldigheden af hydrofile grupper meget større, og derfor er egenskaberne ved overfladeaktive stoffer ikke kun knyttet til størrelsen og formen på den hydrofobe gruppe, men også stort set til den hydrofile gruppe. Overfladeaktive stoffer kan klassificeres baseret på strukturen af den hydrofile gruppe, primært afhængigt af, om det er ionisk, og opdeler dem i anioniske, kationiske, ikke -ioniske, zwitterioniske og andre specielle typer overfladeaktive stoffer.
05 Egenskaber ved overfladeaktive løsninger
①adsorption ved grænsefladen
Overfladeaktive molekyler indeholder både hydrofile og hydrofobe grupper. Vand, der er en stærk polær væske, når overfladeaktive stoffer opløses i det, følger princippet om "lignende polaritet tiltrækker hinanden; forskellige polariteter afviser hinanden." Dens hydrofile gruppe interagerer med vand, hvilket gør den opløselig, mens dens hydrofobe gruppe afviser fra vand og forlader vandfasen, hvilket resulterer i overfladeaktive molekyler (eller ioner) adsorberende ved grænsefladelaget og derved reducerer grænsefladespændingen mellem de to faser. Jo flere overfladeaktive molekyler (eller ioner), der adsorberer ved grænsefladen, jo større er reduktionen i grænsefladespænding.
② Egenskaber ved adsorberede film
Overfladetryk af adsorberet film: overfladeaktive stoffer danner adsorberede film ved gas-væske-grænsefladen. For eksempel vil placere en friktionsfri glidende float ved grænsefladen af en væske skabe pres mod float, når filmen skubbes langs den flydende overflade. Dette tryk kaldes overfladetryk.
Overfladeviskositet: Ligesom overfladetryk er overfladeviskositet en egenskab udstillet af uopløselige molekylære film. Ved at suspendere en platinring på en fin metaltråd, så den berører vandoverfladen i en tank, demonstrerer roterende platinring modstand på grund af vandets viskositet. Forfaldet i den observerede amplitude kan måle overfladeviskositet; Forskellen i forfaldshastigheder mellem rent vand og den indeholdende overfladefilm giver viskositeten af overfladefilmen. Overfladeviskositet er tæt knyttet til filmfasthed; Da de adsorberede film har overfladetryk og viskositet, indeholder de nødvendigvis elasticitet. Jo større overfladetryk og viskositet af den adsorberede film, jo større er dens elastiske modul.
③ Micelledannelse
Opførelsen af overfladeaktive stoffer i fortyndede løsninger adlyder de ideelle løsningsnormer. Mængden af overfladeaktivt middel adsorberet ved opløsningsoverfladen øges, når opløsningskoncentrationen stiger, indtil en vis koncentration er nået, hvorefter adsorptionen ikke øges yderligere. De overskydende overfladeaktive molekyler på dette tidspunkt spredes eller findes tilfældigt på en mønstret måde. Både praktiske og teoretiske beviser tyder på, at de danner aggregater i opløsningen, kaldet miceller. Den minimale koncentration, hvorpå overfladeaktive stoffer begynder at danne miceller, kaldes den kritiske micellekoncentration (CMC).
06 Hydrofil-lipofil balanceværdi (HLB)
HLB, kort for hydrofil-lipofil balance, indikerer balancen mellem hydrofile og lipofile grupper i overfladeaktive stoffer. En højere HLB -værdi antyder stærk hydrofilicitet og svag lipofilicitet, mens det modsatte er tilfældet for lave HLB -værdier.
① Specifikation af HLB -værdier **:HLB -værdien er relativ; For at etablere HLB-værdier er standarden for et ikke-hydrofilt stof, som paraffin, derfor indstillet til HLB = 0, hvorimod natriumdodecylsulfat med stærk vandopløselighed tildeles HLB = 40. Derfor falder HLB-værdier for overfladeaktivere generelt mellem 1 og 40. Overfladeaktive stoffer med en HLB-værdi mindre end 10 er lipophiliske, og de større end 10 er hydroph. Derfor er bøjningspunktet mellem lipofilicitet og hydrofilicitet omkring 10. Den potentielle anvendelse af overfladeaktive stoffer kan groft udledes af deres HLB -værdier.
HLB | Applikationer | HLB | Applikationer |
1,5 ~ 3 | W/o Type Defoaming Agents | 8 ~ 18 | O/W Type emulgatorer |
3,5 ~ 6 | W/o Type emulgatorer | 13 ~ 15 | Vaskemidler |
7 ~ 9 | Befugtningsagenter | 15 ~ 18 | Solubilizers |
I henhold til tabellen har overfladeaktive stoffer, der er egnede til anvendelse som olie-i-vand-emulgatorer, en HLB-værdi på 3,5 til 6, mens de til vand-i-olie-emulgatorer falder mellem 8 til 18.
② Bestemmelse af HLB -værdier (udeladt).
07 emulgering og solubilisering
En emulsion er et system dannet, når en ikke -blandbar væske spredes i en anden i form af fine partikler (dråber eller flydende krystaller). Emulgatoren, som er en type overfladeaktivt middel, er vigtig for at stabilisere dette termodynamisk ustabilt system ved at reducere grænsefladeenergien. Den fase, der findes i dråbeform i emulsionen, kaldes den spredte fase (eller den interne fase), mens den fase, der danner et kontinuerligt lag, kaldes spredningsmediet (eller ekstern fase).
① Emulgatorer og emulsioner
Almindelige emulsioner består ofte af den ene fase som vand eller vandig opløsning, og den anden som et organisk stof, såsom olier eller voks. Afhængig af deres spredning kan emulsioner klassificeres som vand-i-olie (uden Derudover kan komplekse emulsioner som w/o/w eller o/w/o eksistere. Emulgatorer stabiliserer emulsioner ved at sænke grænsefladespænding og danne monomolekylære membraner. En emulgator skal adsorbere eller akkumulere ved grænsefladen for at sænke grænsefladespændingen og give afgifter til dråber, generering af elektrostatisk frastødning eller danner en beskyttende film med høj viskositet omkring partikler. Derfor skal stoffer, der bruges som emulgatorer, have amfifile grupper, som overfladeaktive stoffer kan tilvejebringe.
② Metoder til emulsionsforberedelse og faktorer, der påvirker stabilitet
Der er to hovedmetoder til fremstilling af emulsioner: mekaniske metoder spreder væsker til små partikler i en anden væske, mens den anden metode involverer at opløse væsker i molekylær form i en anden og få dem til at samle passende. Stabiliteten af en emulsion henviser til dens evne til at modstå partikelaggregering, der fører til faseseparation. Emulsioner er termodynamisk ustabile systemer med højere fri energi, og derfor afspejler deres stabilitet den tid, der er nødvendig for at nå ligevægt, dvs. den tid, det tager for en væske at adskille sig fra emulsionen. Når fedtalkoholer, fedtsyrer og fedtaminer er til stede i grænsefladefilmen, øges membranens styrke markant, fordi polære organiske molekyler danner komplekser i det adsorberede lag, hvilket styrker grænseflademembranen.
Emulgatorer sammensat af to eller flere overfladeaktive stoffer kaldes blandede emulgatorer. Blandede emulgatorer adsorberer ved vand-olie-grænsefladen, og molekylære interaktioner kan danne komplekser, der markant lavere grænsefladespænding, hvilket øger mængden af adsorbat og danner tættere, stærkere grænseflademembraner.
Elektrisk ladede dråber påvirker især stabiliteten af emulsioner. I stabile emulsioner bærer dråber typisk en elektrisk ladning. Når der anvendes ioniske emulgatorer, inkorporeres den hydrofobe ende af de ioniske overfladeaktive stoffer i oliefasen, mens den hydrofile ende forbliver i vandfasen, hvilket overfører afladning til dråber. Ligesom ladninger mellem dråber forårsager frastødning og forhindrer koalescens, hvilket forbedrer stabiliteten. Jo større koncentration af emulgatorioner, der er adsorberet på dråber, jo større er deres ladning og jo højere er emulsionens stabilitet.
Viskositeten af spredningsmediet påvirker også emulsionsstabilitet. Generelt forbedrer højere viskositetsmedier stabiliteten, fordi de stærkere hindrer brunsk bevægelse af dråber, hvilket bremser sandsynligheden for kollisioner. Stoffer med høj molekylvægt, der opløses i emulsionen, kan øge medium viskositet og stabilitet. Derudover kan stoffer med høj molekylvægt danne robuste grænseflademembraner og yderligere stabilisere emulsionen. I nogle tilfælde kan tilføjelse af faste pulvere på lignende måde stabilisere emulsioner. Hvis faste partikler er fuldt fyldt af vand og kan befugtes af olie, bevares de ved vand-olie-grænsefladen. Faste pulvere stabiliserer emulsionen ved at forbedre filmen, når de klynger sig ved grænsefladen, ligesom adsorberede overfladeaktive stoffer.
Overfladeaktive stoffer kan markant forbedre opløseligheden af organiske forbindelser, der er uopløselige eller let opløselige i vand, efter at miceller er dannet i opløsningen. På dette tidspunkt forekommer løsningen klar, og denne kapacitet kaldes solubilisering. Overfladeaktive stoffer, der kan fremme solubilisering, kaldes solubilisatorer, mens de organiske forbindelser, der bliver solubiliseret, kaldes solubilater.
08 Skum
Skum spiller en afgørende rolle i vask af processer. Skum henviser til et spredende system med gas, der er spredt i flydende eller fast stof, med gas som den spredte fase og væske eller faste som spredningsmedium, kendt som flydende skum eller fast skum, såsom skumplast, skumglas og skumbeton.
(1) Skumdannelse
Udtrykket skum henviser til en samling af luftbobler adskilt af flydende film. På grund af den betydelige tæthedsforskel mellem gas (spredt fase) og væsken (spredningsmedium) og væskens lave viskositet stiger gasboblerne hurtigt til overfladen. Skumdannelse involverer at inkorporere en stor mængde gas i væsken; Boblerne vender derefter hurtigt tilbage til overfladen og skaber et samlet luftbobler adskilt af en minimal flydende film. Skum har to karakteristiske morfologiske egenskaber: For det første antager gasboblerne ofte en polyhedral form, fordi den tynde flydende film i krydset mellem bobler har en tendens til at blive tyndere, hvilket i sidste ende fører til boblebrud. For det andet kan rene væsker ikke danne stabilt skum; Mindst to komponenter skal være til stede for at skabe et skum. En overfladeaktivt løsning er et typisk skumdannende system, hvis skumkapacitet er knyttet til dets andre egenskaber. Overfladeaktive stoffer med god skumningsevne kaldes skummagenter. Selvom skummidler udviser gode skumfunktioner, kan det skum, de genererer, måske ikke vare længe, hvilket betyder, at deres stabilitet ikke er garanteret. For at forbedre skumstabiliteten kan stoffer, der forbedrer stabiliteten, tilsættes; Disse kaldes stabilisatorer med almindelige stabilisatorer inklusive lauryl -diethanolamin og oxider af dodecyl dimethylamin.
(2) Skumstabilitet
Skum er et termodynamisk ustabilt system; Dens naturlige progression fører til brud, hvilket reducerer det samlede flydende overfladeareal og falder fri energi. Defoaming -processen involverer den gradvise udtynding af den flydende film, der adskiller gassen, indtil brud forekommer. Graden af skumstabilitet påvirkes primært af hastigheden for flydende dræning og styrken af den flydende film. Indflydelsesrige faktorer inkluderer:
① Overfladespænding: Fra et energisk perspektiv favoriserer lavere overfladespændingsskumskum, men garanterer ikke skumstabilitet. Lav overfladespænding indikerer en mindre trykforskel, hvilket fører til langsommere flydende dræning og fortykning af den flydende film, som begge favoriserer stabilitet.
② Overfladeviskositet: Nøglefaktoren i skumstabilitet er styrken af den flydende film, primært bestemt af robustheden af overfladeadsorptionsfilmen, målt ved overfladeviskositeten. Eksperimentelle resultater indikerer, at opløsninger med høj overfladeviskositet producerer længerevarende skum på grund af forbedrede molekylære interaktioner i den adsorberede film, der markant øger membranstyrken.
③ Løsning Viskositet: Højere viskositet i selve væsken bremser dræning af væske fra membranen og forlænger derved flydende films levetid, før brud forekommer, hvilket forbedrer skumstabiliteten.
④ Overfladespænding “Reparation” Handling: Overfladeaktive stoffer, der adsorberes til membranen, kan modvirke ekspansion eller sammentrækning af filmoverfladen; Dette kaldes reparationshandlingen. Når overfladeaktive stoffer adsorberer til den flydende film og udvider dens overfladeareal, reducerer dette koncentration af overfladeaktivt middel ved overfladen og øger overfladespændingen; Omvendt fører sammentrækning til en forøget koncentration af overfladeaktivt middel ved overfladen og reducerer derefter overfladespænding.
⑤ Gasdiffusion gennem flydende film: På grund af kapillærtryk har mindre bobler en tendens til at have et højere internt tryk sammenlignet med større bobler, hvilket fører til diffusion af gas fra små bobler til større, hvilket får små bobler til at krympe og større til at vokse, hvilket i sidste ende resulterer i skumkollaps. Den konsistente anvendelse af overfladeaktive stoffer skaber ensartede, fint distribuerede bobler og hæmmer defoaming. Med overfladeaktive stoffer, der er tæt pakket på den flydende film, hindres gasdiffusion, hvilket forbedrer skumstabiliteten.
⑥ Effekt af overfladeladning: Hvis skum flydende film bærer den samme ladning, vil de to overflader afvise hinanden og forhindre, at filmen tyndes eller bliver brudt. Ioniske overfladeaktive stoffer kan give denne stabiliserende virkning. Sammenfattende er styrken af den flydende film den afgørende faktor, der bestemmer skumstabilitet. Overfladeaktive stoffer, der fungerer som skummede midler og stabilisatorer, skal gøre tæt pakket overflade absorberede molekyler, da dette væsentligt påvirker grænseflademolekylær interaktion, hvilket forbedrer styrken af selve overfladefilmen og således forhindrer væske i at flyde væk fra den nabolandefilm, hvilket gør skum stabilitet mere opnåelig.
(3) Ødelæggelse af skum
Det grundlæggende princip for skumødelæggelse involverer ændring af forholdene, der producerer skum eller eliminerer de stabiliserende faktorer i skummet, hvilket fører til fysiske og kemiske defoamingmetoder. Fysisk defoaming opretholder den kemiske sammensætning af den skummende opløsning, mens de ændrer forhold som eksterne forstyrrelser, temperatur eller trykændringer samt ultralydsbehandling, alle effektive metoder til eliminering af skum. Kemisk defoaming henviser til tilsætning af visse stoffer, der interagerer med skummidlerne for at reducere styrken af den flydende film i skummet, reducere skumstabilitet og opnå defoaming. Sådanne stoffer kaldes defoamere, hvoraf de fleste er overfladeaktive stoffer. Defoamers besidder typisk bemærkelsesværdig evne til at reducere overfladespænding og kan let adsorbere til overfladerne med en svagere interaktion mellem de bestanddelte molekyler, hvilket skaber en løst arrangeret molekylstruktur. Defoamer -typer er forskellige, men de er generelt ikke -ioniske overfladeaktive stoffer med forgrenede alkoholer, fedtsyrer, fedtsyreestere, polyamider, fosfater og silikoneolier, der ofte bruges som fremragende defoamere.
(4) Skum og rengøring
Mængden af skum korrelerer ikke direkte med effektiviteten af rengøring; Mere skum betyder ikke bedre rengøring. For eksempel kan ikke -ioniske overfladeaktive stoffer producere mindre skum end sæbe, men de kan have overlegne rengøringsfunktioner. Under visse betingelser kan skum imidlertid hjælpe med at fjerne snavs; F.eks. Hjælper skum fra vask af retter med at udføre fedt, mens rengøring af tæpper giver skum mulighed for at fjerne snavs og faste forurenende stoffer. Desuden kan skum signalere effektiviteten af vaskemidlet; Overdreven fedtfedt inhiberer ofte bobledannelse, hvilket forårsager enten mangel på skum eller formindskede eksisterende skum, hvilket indikerer lav vaskemiddel effektivitet. Derudover kan skum tjene som en indikator for rengøring af skylning, da skumniveauer i skylningsvand ofte falder med lavere vaskemiddelkoncentrationer.
09 Vaskproces
Stort set er vask processen med at fjerne uønskede komponenter fra det objekt, der rengøres for at opnå et bestemt formål. I almindelige termer henviser vask til fjernelse af snavs fra bærerens overflade. Under vask fungerer visse kemiske stoffer (som vaskemidler) for at svække eller eliminere samspillet mellem snavs og bærer, hvilket omdanner bindingen mellem snavs og bæreren til en binding mellem snavs og vaskemiddel, hvilket muliggør deres adskillelse. I betragtning af at de genstande, der skal rengøres og den snavs, der skal fjernes, kan variere meget, er vask en kompliceret proces, der kan forenkles til følgende forhold:
Bærer • snavs + detergent = bærer + snavs • vaskemiddel. Vaskprocessen kan generelt opdeles i to faser:
1. snavs er adskilt fra bæreren under vaskemiddelens handling;
2. den adskilte snavs er spredt og suspenderet i mediet. Vaskeprocessen er reversibel, hvilket betyder, at den spredte eller suspenderede snavs potentielt kan føre igen på det rensede emne. Således har effektive vaskemidler ikke kun brug for en evne til at løsne snavs fra transportøren, men også til at sprede og suspendere snavs og forhindre, at det genbosætter.
(1) Typer af snavs
Selv en enkelt vare kan akkumulere forskellige typer, sammensætninger og mængder af snavs afhængigt af dens brugskontekst. Fedtet snavs består hovedsageligt af forskellige dyre- og planteolier og mineralolier (som råolie, fyringsolie, kulstjære osv.); Fast snavs inkluderer partikler, såsom sod, støv, rust og carbon sort. Med hensyn til tøj snavs kan det stamme fra menneskelige sekretioner som sved, talg og blod; madrelaterede pletter som frugt eller oliepletter og krydderier; rester fra kosmetik som læbestift og neglelak; atmosfæriske forurenende stoffer som røg, støv og jord; og yderligere pletter som blæk, te og maling. Denne række snavs kan generelt kategoriseres i faste, flydende og specielle typer.
① Fast snavs: Almindelige eksempler inkluderer sod, mudder og støvpartikler, hvoraf de fleste har tendens til at have ladninger - ofte negativt ladet - der let holder sig til fibrøse materialer. Fast snavs er generelt mindre opløselig i vand, men kan spredes og suspenderes i vaskemidler. Partikler, der er mindre end 0,1μm, kan være særligt udfordrende at fjerne.
② Flydende snavs: Disse inkluderer olieagtige stoffer, der er olieopløselige, omfattende dyreolier, fedtsyrer, fedtholdige alkoholer, mineralolier og deres oxider. Mens dyre- og vegetabilske olier og fedtsyrer kan reagere med alkalier til dannelse af sæber, fedtholdige alkoholer og mineralolier ikke gennemgår saponificering, men kan opløses af alkoholer, ethere og organiske kulbrinter og kan emulgeres og spredes af vaskemiddelopløsninger. Flydende olieagtig snavs overholdes normalt fast til fibrøse materialer på grund af stærke interaktioner.
③ Speciel snavs: Denne kategori består af proteiner, stivelse, blod og menneskelige sekretioner som sved og urin samt frugt- og te -juice. Disse materialer binder ofte fast til fibre gennem kemiske interaktioner, hvilket gør dem sværere at vaske ud. Forskellige typer snavs eksisterer sjældent uafhængigt, snarere blander de og klæber sammen til overflader. Under eksterne påvirkninger kan snavs ofte oxidere, nedbrydes eller forfald, hvilket producerer nye former for snavs.
(2) vedhæftning af snavs
Dirt klæber til materialer som tøj og hud på grund af visse interaktioner mellem objektet og snavs. Den klæbende kraft mellem snavs og objektet kan være resultatet af enten fysisk eller kemisk vedhæftning.
① Fysisk vedhæftning: vedhæftning af snavs som sod, støv og mudder involverer stort set svage fysiske interaktioner. Generelt kan disse typer snavs fjernes relativt let på grund af deres svagere vedhæftning, der hovedsageligt opstår fra mekaniske eller elektrostatiske kræfter.
A: Mekanisk vedhæftning **: Dette refererer typisk til fast snavs som støv eller sand, der klæber gennem mekaniske midler, hvilket er relativt let at fjerne, selvom mindre partikler under 0,1 um er ret vanskelige at rengøre.
B: Elektrostatisk vedhæftning **: Dette involverer ladede snavspartikler, der interagerer med modsat ladede materialer; Almindeligvis bærer fibrøse materialer negative ladninger, så de kan tiltrække positivt ladede tilhængere som visse salte. Nogle negativt ladede partikler kan stadig akkumuleres på disse fibre via ioniske broer dannet af positive ioner i opløsningen.
② Kemisk vedhæftning: Dette henviser til snavs, der klæber til et objekt gennem kemiske bindinger. For eksempel har polært fast snavs eller materialer som rust en tendens til at klæbe fast på grund af de kemiske bindinger dannet med funktionelle grupper, såsom carboxyl-, hydroxyl- eller amingrupper, der er til stede i fibrøse materialer. Disse bindinger skaber stærkere interaktioner, hvilket gør det vanskeligere at fjerne sådanne snavs; Særlige behandlinger kan være nødvendige for at rengøre effektivt. Graden af snavsadhæsion afhænger af både egenskaberne ved selve snavs og de på den overflade, den klæber til.
(3) Mekanismer til fjernelse af snavs
Formålet med vask er at eliminere snavs. Dette involverer anvendelse af de forskellige fysiske og kemiske handlinger af vaskemidler til at svække eller eliminere vedhæftningen mellem snavs og de vaskede genstande, hjulpet af mekaniske kræfter (som manuel skrubning, vaskemaskineforstærkning eller vandpåvirkning), hvilket i sidste ende fører til adskillelse af snavs.
① Mekanisme til fjernelse af flydende snavs
A: Vådhed: Mest flydende snavs er fedtet og har en tendens til at våde forskellige fibrøse genstande og danne en olieagtig film over deres overflader. Det første trin i vask er detergentens handling, der forårsager befugtning af overfladen.
B: Rollup -mekanisme til fjernelse af olie: Det andet trin med fjernelse af flydende snavs sker gennem en sammenlægningsproces. Den flydende snavs, der spreder sig som en film på overfladen, ruller gradvist ind i dråber på grund af vaskevæskens præferentielle befugtning af den fibrøse overflade, og i sidste ende erstattes af vaskevæsken.
② Mekanisme til fjernelse af fast snavs
I modsætning til flydende snavs er fjernelse af fast snavs afhængig af vaskevæskens evne til at våde både snavspartikler og overfladen af bærematerialet. Adsorptionen af overfladeaktive stoffer på overfladerne af fast snavs og bæreren reducerer deres interaktionskræfter og derved sænker klæbestyrken på snavspartiklerne, hvilket gør dem lettere at fjerne. Endvidere kan overfladeaktive stoffer, især ioniske overfladeaktive stoffer, øge det elektriske potentiale ved fast snavs og overfladematerialet, hvilket letter yderligere fjernelse.
Ikke -ioniske overfladeaktive stoffer har en tendens til at adsorbere på generelt ladede faste overflader og kan danne et betydeligt adsorberet lag, hvilket fører til reduceret genbosættelse af snavs. Kationiske overfladeaktive stoffer kan imidlertid reducere det elektriske potentiale for snavs og bæreroverfladen, hvilket fører til formindsket frastødelse og hæmmer fjernelse af snavs.
③ Fjernelse af særlig snavs
Typiske vaskemidler kan kæmpe med stædige pletter fra proteiner, stivelse, blod og kropslige sekretioner. Enzymer som protease kan effektivt fjerne proteinpletter ved at nedbryde proteiner i opløselige aminosyrer eller peptider. Tilsvarende kan stivelse nedbrydes til sukker af amylase. Lipaser kan hjælpe med at nedbryde triacylglycerol -urenheder, som ofte er svære at fjerne på konventionelle midler. Pletter fra frugtsaft, te eller blæk kræver undertiden oxidationsmidler eller reduktionsmidler, der reagerer med farvegenererende grupper for at nedbryde dem til mere vandopløselige fragmenter.
(4) Mekanisme til tørrensning
De førnævnte punkter vedrører primært vask med vand. På grund af mangfoldigheden af stoffer reagerer nogle materialer muligvis ikke godt på vandvask, hvilket fører til deformation, farve falmning osv. Mange naturlige fibre ekspanderer, når våde og let krymper, hvilket fører til uønskede strukturelle ændringer. Tørrensning, typisk ved hjælp af organiske opløsningsmidler, foretrækkes ofte til disse tekstiler.
Tørrensning er mildere sammenlignet med våd vask, da det minimerer mekanisk handling, der kan skade tøj. For effektiv fjernelse af snavs i renseri er snavs kategoriseret i tre hovedtyper:
① Olieopløselig snavs: Dette inkluderer olier og fedt, der opløses let i renseriopløsningsmidler.
② Vandopløselig snavs: Denne type kan opløses i vand, men ikke i renseriopløsningsmidler, der omfatter uorganiske salte, stivelse og proteiner, som kan krystallisere, når vand fordamper.
③ snavs, der hverken er olie- eller vandopløselig: dette inkluderer stoffer som kulstofsort og metalliske silikater, der ikke opløses i hverken medium.
Hver snavs type kræver forskellige strategier til effektiv fjernelse under renseri. Olieopløselig snavs fjernes metodisk ved anvendelse af organiske opløsningsmidler på grund af deres fremragende opløselighed i ikke-polære opløsningsmidler. For vandopløselige pletter skal tilstrækkeligt vand være til stede i renseri, da vand er afgørende for effektiv fjernelse af snavs. Desværre, da vand har minimal opløselighed i renseri, tilsættes overfladeaktive stoffer ofte for at hjælpe med at integrere vand.
Overfladeaktive stoffer forbedrer rengøringsmidlets kapacitet til vand og hjælper med at sikre solubilisering af vandopløselige urenheder inden for miceller. Derudover kan overfladeaktive stoffer hæmme snavs fra at danne nye aflejringer efter vask, hvilket forbedrer rengøringseffektiviteten. En lille tilsætning af vand er vigtig for at fjerne disse urenheder, men overdreven mængder kan føre til stofforvrængning, hvilket kræver et afbalanceret vandrensningsindhold i renseri.
(5) Faktorer, der påvirker vaskehandlingen
Adsorptionen af overfladeaktive stoffer på grænseflader og den resulterende reduktion af grænsefladespænding er afgørende for at fjerne væske eller fast snavs. Vask er imidlertid iboende kompleks, påvirket af adskillige faktorer på tværs af endda lignende vaskemiddeltyper. Disse faktorer inkluderer vaskemiddelkoncentration, temperatur, snavsegenskaber, fibertyper og stofstruktur.
① Koncentration af overfladeaktive stoffer: Miceller dannet af overfladeaktive stoffer spiller en central rolle i vask. Vaskneffektiviteten øges dramatisk, når koncentrationen overgår den kritiske micellekoncentration (CMC), og derfor bør vaskemidler anvendes i koncentrationer, der er højere end CMC til effektiv vask. Detergentkoncentrationer over CMC giver imidlertid afkastet afkast, hvilket gør overskydende koncentration unødvendigt.
② Effekt af temperatur: Temperaturen har en dyb indflydelse på rengøringseffektiviteten. Generelt letter højere temperaturer fjernelse af snavs; Imidlertid kan overdreven varme have bivirkninger. At hæve temperaturen har en tendens til at hjælpe med snavs spredning og kan også forårsage, at fedtet snavs emulgeres lettere. Alligevel, i tæt vævede stoffer, kan øgede temperatur, hvilket gør fibre svulmet utilsigtet reduceret fjernelseseffektiviteten.
Temperatursvingninger påvirker også overfladeaktivt middelopløselighed, CMC og micelletællinger, hvilket påvirker rengøringseffektiviteten. For mange langkædede overfladeaktive stoffer reducerer lavere temperaturer opløselighed, undertiden under deres egen CMC; Således kan passende opvarmning være nødvendig for optimal funktion. Temperaturpåvirkninger på CMC og miceller er forskellige for ioniske kontra ikke -ioniske overfladeaktive stoffer: Forøgelse af temperaturen hæver typisk CMC for ioniske overfladeaktive stoffer, hvilket kræver koncentrationsjusteringer.
③ Skum: Der er en almindelig misforståelse, der forbinder skumsevne med vaskerevne - mere skum svarer ikke til overlegen vask. Empiriske beviser tyder på, at lave skummende vaskemidler kan være lige så effektive. Imidlertid kan skum hjælpe med at fjerne snavs i visse applikationer, såsom i opvask, hvor skum hjælper med at fortrænge fedt eller i tæpperensning, hvor det løfter snavs. Desuden kan skumtilstedeværelse indikere, om vaskemidler fungerer; Overskydende fedt kan hæmme dannelse af skum, mens formindsket skum betyder reduceret vaskemiddelkoncentration.
④ Fibertype og tekstilegenskaber: Ud over kemisk struktur påvirker udseendet og organiseringen af fibre snavsadhæsion og fjernelsesproblemer. Fibre med ru eller flade strukturer, som uld eller bomuld, har en tendens til at fange snavs lettere end glatte fibre. Tæt vævede stoffer kan oprindeligt modstå snavsakkumulering, men kan hindre effektiv vask på grund af begrænset adgang til fanget snavs.
⑤ Hårdhed af vand: Koncentrationerne af Ca²⁺, Mg²⁺ og andre metalliske ioner påvirker væsentligt vaskesultater, især for anioniske overfladeaktive stoffer, som kan danne uopløselige salte, der mindsker rengøringseffektiviteten. I hårdt vand, selv med tilstrækkelig koncentration af overfladeaktivt middel, falder rengøringseffektiviteten kort sammenlignet med destilleret vand. For optimal overfladeaktivt middelpræstation skal koncentrationen af Ca²⁺ minimeres til under 1 × 10⁻⁶ mol/L (Caco₃ under 0,1 mg/L), hvilket ofte kræver inkludering af vandbløddingsmidler inden for detergentformuleringer.
Posttid: SEP-05-2024