Sila krčenja katere koli dolžine enote na površini tekočine se imenuje površinska napetost, enota pa je N. · M-1.
Lastnost zmanjšanja površinske napetosti topila se imenuje površinska aktivnost, snov s to lastnostjo pa se imenuje površinsko aktivna snov.
Površinsko aktivna snov, ki lahko veže molekule v vodni raztopini in tvori micele in druge povezave ter ima visoko površinsko aktivnost, hkrati pa ima učinek vlaženja, emulgiranja, penjenja, pranja itd.
Površinsko aktivne snovi so organske spojine s posebno strukturo in lastnostjo, kar lahko znatno spremeni medfazno napetost med dvema fazama ali površinsko napetostjo tekočin (na splošno voda), z vlaženjem, penjenjem, emulgiranjem, pranjem in drugimi lastnostmi.
Glede na strukturo imajo površinsko aktivne snovi skupno značilnost, saj v svojih molekulah vsebujejo dve skupini različne narave. Na enem koncu je dolga veriga nepolarne skupine, topna v olju in netopni v vodi, znani tudi kot hidrofobna skupina ali vodno repelentno skupino. Takšna vodno-odmevna skupina so na splošno dolge verige ogljikovodikov, včasih tudi za organski fluor, silicij, organofosfat, organotinsko verigo itd. Na drugem koncu je vodno topna skupina, hidrofilna skupina ali oljna skupina. Hidrofilna skupina mora biti dovolj hidrofilna, da se zagotovi, da so celotne površinsko aktivne snovi topne v vodi in ima potrebno topnost. Ker površinsko aktivne snovi vsebujejo hidrofilne in hidrofobne skupine, so lahko topne v vsaj eni od tekočih faz. Ta hidrofilna in lipofilna lastnost površinsko aktivne snovi se imenuje amfifiličnost.
Surfactact je neke vrste amfifilne molekule s hidrofobnimi in hidrofilnimi skupinami. Hidrofobne skupine površinsko aktivnih snovi so na splošno sestavljene iz dolgoverižnih ogljikovodikov, kot so alkil C8 ~ C20 z ravno verigo, alkil C8 ~ C20 ， alkilfenil (alkil ogljik Tom je 8 ~ 16) in podobno. Razlika, ki je majhna med hidrofobnimi skupinami, je predvsem v strukturnih spremembah ogljikovodikovih verig. Vrste hidrofilnih skupin so več, zato so lastnosti površinsko aktivnih snovi povezane predvsem s hidrofilnimi skupinami poleg velikosti in oblike hidrofobnih skupin. Strukturne spremembe hidrofilnih skupin so večje od sprememb hidrofobnih skupin, zato klasifikacija površinsko aktivnih snovi na splošno temelji na strukturi hidrofilnih skupin. Ta klasifikacija temelji na tem, ali je hidrofilna skupina ionska ali ne, in je razdeljena na anionske, kationske, neionske, zwitterionske in druge posebne vrste površinsko aktivnih snovi.
① Adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesniku
Molekule površinsko aktivnih snovi so amfifilne molekule, ki imajo lipofilne in hidrofilne skupine. Ko se površinsko aktivna snov raztopi v vodi, se njegova hidrofilna skupina privlači v vodo in se raztopi v vodi, medtem ko se njegova lipofilna skupina odbija z vodo in pušča vodo, kar ima za posledico adsorpcijo površinsko aktivnih molekul (ali ionov) na vmesniku obeh faz. Več molekul površinsko aktivnih snovi (ali ionov) so adsorbirane na vmesniku, večje je zmanjšanje medfazne napetosti.
② Nekatere lastnosti adsorpcijske membrane
Površinski tlak adsorpcijske membrane: adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesniku plina-tekočina, da tvori adsorpcijsko membrano, kot je na vmesnik, plavajoča pločevinka vzdolž površine raztopine potisne adsorbentno membrano in membrana povzroči pritisk na plavajoči list.
Površinska viskoznost: Tako kot površinski tlak je površinska viskoznost lastnost, ki jo ima netopna molekularna membrana. Suspendiran s plodnim kovinskim žičnim platinastim obročem, tako da njena ravnina stika z vodno površino rezervoarja, zavrti platinasto obroč, platinasti obroč z viskoznostjo vodne ovire, amplituda se postopoma razpada, po kateri je mogoče izmeriti površinsko viskoznost. Metoda je: Najprej se eksperiment izvede na čisti vodni površini za merjenje razpada amplitude, nato pa se izmeri razpad po tvorbi površinske membrane in viskoznost površinske membrane izhaja iz razlike med obema.
Površinska viskoznost je tesno povezana s trdnostjo površinske membrane, in ker ima adsorpcijska membrana površinski tlak in viskoznost, mora imeti elastičnost. Višji kot je površinski tlak in višja je viskoznost adsorbirane membrane, višji je njen elastični modul. Elastični modul površinske adsorpcijske membrane je pomemben v procesu stabilizacije mehurčkov.
③ tvorba micelov
Razredčene raztopine površinsko aktivnih snovi upoštevajo zakone, ki jim sledijo idealne rešitve. Količina površinsko aktivne snovi, adsorbirane na površini raztopine, se poveča s koncentracijo raztopine, in ko koncentracija doseže ali presega določeno vrednost, se količina adsorpcije ne poveča in te presežne površinsko aktivne molekule so v raztopini na naključen način ali na nek reden način. Tako praksa kot teorija kažeta, da tvorita povezave v rešitvi, te povezave pa se imenujejo micele.
Kritična koncentracija micele (CMC): najmanjša koncentracija, pri kateri površinsko aktivne snovi tvorijo micele v raztopini, se imenuje kritična micela.
④ CMC vrednosti skupnih površinsko aktivnih snovi.
HLB je okrajšava hidrofilnega lipofilnega ravnovesja, kar kaže na hidrofilno in lipofilno ravnovesje hidrofilnih in lipofilnih skupin površinsko aktivne snovi, tj. HLB vrednost površinsko aktivne snovi. Velika vrednost HLB kaže na molekulo z močno hidrofilnostjo in šibko lipofilnostjo; Nasprotno, močna lipofilnost in šibka hidrofilnost.
① določbe vrednosti HLB
Vrednost HLB je relativna vrednost, zato je, ko je vrednost HLB razvita, kot standard, vrednost HLB parafinskega voska, ki nima hidrofilnih lastnosti, določena kot 0, medtem ko je vrednost HLB natrijevega dodecil sulfata, ki je na splošno bolj v vodi, ki je na splošno v 40., zato je HLB vrednost HLB, ki je na splošno, HLB vrednost HLB, ki je na splošno, HLB vrednost, ki je na splošno, HLB vrednost, ki je na splošno, HLB, ki je na splošno, HLB vrednost HLB, ki je na splošno, HLB, ki je na splošno, HLB, ki je na splošno, HLB, ki je na splošno, HLB je vrednost HLB, ki je na splošno, HLB vrednost HLB, ki je na splošno, HLB vrednost HLB, ki je na splošno, HLB je vrednost HLB, ki je na splošno, 4 40., zato je HLB vrednost HLB, ki je na splošno, 4 40. Vrednosti HLB, manjše od 10, so lipofilne, medtem ko so tiste, večje od 10, hidrofilne. Tako je prelomnica od lipofilne do hidrofilne približno 10.
Na podlagi vrednosti HLB površinsko aktivnih snovi lahko dobimo splošno idejo o njihovi možni uporabi, kot je prikazano v tabeli 1-3.
Dve medsebojno netopni tekočini, ena razpršena v drugo, kot delci (kapljice ali tekoči kristali) tvorita sistem, imenovan emulzija. Ta sistem je termodinamično nestabilen zaradi povečanja mejne površine obeh tekočin, ko nastane emulzija. Da bi emulzija postala stabilna, je treba dodati tretjo komponento - emulgator za zmanjšanje medfazne energije sistema. Emulgator spada v površinsko aktivno sredstvo, njegova glavna funkcija je igranje vloge emulzije. Faza emulzije, ki obstaja kot kapljice, se imenuje razpršena faza (ali notranja faza, diskontinuirana faza), druga faza, ki je povezana skupaj, pa se imenuje disperzijski medij (ali zunanja faza, neprekinjena faza).
① emulgatorji in emulzije
Common emulsions, one phase is water or aqueous solution, the other phase is organic substances not miscible with water, such as grease, wax, etc. The emulsion formed by water and oil can be divided into two types according to their dispersion situation: oil dispersed in water to form oil-in-water type emulsion, expressed as O/W (oil/water): water dispersed in oil to form oil-in-water type emulsion, expressed as W/O (voda/olje). Lahko se oblikujejo tudi zapletena voda v voda v vodi W/O/W in olje v vodah-voda v vodnem olju O/W/O.
Emulgatorji se uporabljajo za stabilizacijo emulzij z zmanjšanjem medfazne napetosti in oblikovanjem eno molekulske medfazne membrane.
Pri emulgiranju zahtev emulgatorja:
O: Emulgator mora biti sposoben adsorbirati ali obogatiti vmesnik med obema fazama, tako da se medfazna napetost zmanjša;
B: Emulgator mora delce dati naboj, tako da elektrostatična odbojnost med delci ali tvori stabilno, visoko viskozno zaščitno membrano okoli delcev.
Zato mora snov, ki se uporablja kot emulgator, imeti amfifilne skupine, da se lahko emulgira, in površinsko aktivne snovi pa lahko izpolnjujejo to zahtevo.
② Pripravljalne metode emulzij in dejavnikov, ki vplivajo na stabilnost emulzij
Obstajata dva načina za pripravo emulzij: eden je uporaba mehanske metode za razpršitev tekočine v drobnih delcev v drugi tekočini, ki se večinoma uporablja v industriji za pripravo emulzij; Drugi je, da tekočino raztopimo v molekularnem stanju v drugi tekočini in nato pravilno naberemo, da tvori emulzije.
Stabilnost emulzije je sposobnost združevanja proti delci, ki vodi do ločitve faze. Emulzije so termodinamično nestabilni sistemi z veliko proste energije. Zato je tako imenovana stabilnost emulzije pravzaprav čas, ki je potreben, da sistem doseže ravnotežje, tj. Čas, potreben za ločitev ene od tekočin v sistemu.
Ko medfazna membrana z maščobnimi alkoholi, maščobnimi kislinami in maščobnimi amini ter drugimi polarnimi organskimi molekulami, membranska moč bistveno večja. To je zato, ker se je v medfazni adsorpcijski plasti molekul emulgaterjev in alkoholov, kislin in aminov ter drugih polarnih molekul tvorila "kompleks", tako da se je medfazna membrana povečala.
Emulgatorji, sestavljeni iz več kot dveh površinsko aktivnih snovi, se imenujejo mešani emulgatorji. Mešani emulgator, adsorbiran na vmesniku za vodo/olje; Intermolekularno delovanje lahko tvori komplekse. Zaradi močnega medmolekularnega delovanja se medfazna napetost znatno zmanjša, količina emulgatorja, adsorbiranega na vmesniku, se znatno poveča, tvorba medfazne membranske gostote se poveča, poveča se trdnost.
Naboj tekočih kroglic pomembno vpliva na stabilnost emulzije. Stabilne emulzije, katerih tekoče kroglice so na splošno nabije. Kadar se uporablja ionski emulgator, ima emulgatorski ion, adsorbiran na vmesniku, svojo lipofilno skupino vstavljeno v oljno fazo, hidrofilna skupina pa je v vodni fazi, s čimer se tekoče kroglice napolnijo. Kot emulzijske kroglice z istim nabojem se med seboj odbijajo, ni enostavno aglomerat, tako da se stabilnost poveča. Vidimo, da bolj ko se emulgatorji ioni adsorbirajo na kroglicah, večji kot je naboj, večja je sposobnost preprečevanja aglomeracije kroglic, bolj stabilen sistem emulzije.
Viskoznost disperzijskega medija emulzije določen vpliva na stabilnost emulzije. Na splošno je večja viskoznost disperzijskega medija, večja je stabilnost emulzije. To je zato, ker je viskoznost disperzijskega medija velika, kar močno vpliva na Brownovo gibanje tekočih kroglic in upočasni trk med tekočimi kroglicami, tako da sistem ostane stabilen. Običajno lahko polimerne snovi, ki jih lahko raztopimo v emulzijah, povečajo viskoznost sistema in povečajo stabilnost emulzij. Poleg tega lahko polimeri tvorijo tudi močno medfazno membrano, zaradi česar je emulzijski sistem bolj stabilen.
V nekaterih primerih lahko dodajanje trdnega prahu tudi emulzija se stabilizira. Trden prah je v vodi, olju ali vmesniku, odvisno od olja, vode na zmogljivosti trdne prahu, če trden prah ni popolnoma moker z vodo, ampak tudi moker z oljem, bo ostal na vodni in oljni vmesniku.
Trden prah ne naredi emulzije stabilen, ker prah, zbrani na vmesniku, poveča medfazno membrano, ki je podobna medfazni adsorpciji molekul emulgatorja, zato je bolj trden material prahu razporejen na vmesniku, bolj stabilna je emulzija.
Površinsko aktivne snovi lahko znatno povečajo topnost netopnih ali rahlo vodotopnih organskih snovi po tvorbi micelov v vodni raztopini, raztopina pa je v tem času prozorna. Ta učinek micele se imenuje solubilizacija. Površinsko aktivno sredstvo, ki lahko povzroči solubilizacijo, se imenuje solubilizator, organska snov, ki je solubilizirana, pa se imenuje solubilizirana snov.
Pena igra pomembno vlogo pri pranju. Pena je disperzijski sistem, v katerem se plin razprši v tekočino ali trdno snov, s plinom kot dispergirano fazo, tekočino ali trdno pa kot disperzijski medij, prvi pa se imenuje tekoča pena, slednja pa se imenuje trdna pena, kot so penaste plastike, penaste steklo, penasti cement itd.
(1) Tvoracija pene
Po peni mislimo tukaj z agregatom zračnih mehurčkov, ločenih s tekočo membrano. Ta vrsta mehurčkov se vedno hitro dvigne na površino tekočine zaradi velike razlike v gostoti med razpršeno fazo (plina) in disperzijsko medijem (tekočini) v kombinaciji z nizko viskoznostjo tekočine.
Postopek tvorjenja mehurčka je, da v tekočino vnašamo veliko količino plina, mehurčki v tekočini pa se hitro vrnejo na površino in tvorijo agregat mehurčkov, ločenih z majhno količino tekočega plina.
Pena ima dve pomembni značilnosti v smislu morfologije: ena je, da so mehurčki kot razpršena faza pogosto poliedrska oblika, ker je na presečišču mehurčkov nagnjenost k temu, da se tekočinski film tanjša, tako da mehurčki postanejo poliedra, ko tekoči film do neke mere tagneta; Drugo je, da čiste tekočine ne morejo tvoriti stabilne pene, tekočina, ki lahko tvori peno, je vsaj dve ali več komponent. Vodne raztopine površinsko aktivnih snovi so značilne za sisteme, ki so nagnjeni k ustvarjanju pene, njihova sposobnost ustvarjanja pene pa je povezana tudi z drugimi lastnostmi.
Površinsko aktivne snovi z dobro penjeno močjo se imenujejo pening sredstva. Čeprav ima penasti agent dobro peno sposobnost, vendar se oblikovana pena morda ne bo mogla ohraniti dolgo, to pomeni, da njegova stabilnost ni nujno dobra. Da bi ohranili stabilnost pene, pogosto v penastičnem sredstvu, da dodate snovi, ki lahko povečajo stabilnost pene, se snov imenuje penasta stabilizator, običajno uporabljen stabilizator je lauril dietanolamin in dodecil dimetilaminski oksid.
(2) stabilnost pene
Pena je termodinamično nestabilen sistem, končni trend pa je, da se skupna površina tekočine znotraj sistema zmanjša, ko se mehurček pokvari in se prosta energija zmanjša. Postopek odpravljanja je postopek, s katerim tekoča membrana, ki ločuje plin, postane debelejša in tanjša, dokler se ne zlomi. Zato je stopnja stabilnosti pene določena predvsem s hitrostjo praznjenja tekočine in trdnost tekočega filma. Na to vplivajo tudi naslednji dejavniki.
(3) Uničenje pene
Osnovno načelo uničenja pene je spremeniti pogoje, ki proizvajajo peno ali odpravijo stabilizacijske faktorje pene, zato obstajajo tako fizikalne kot kemijske metode debeliranja.
Fizično odpravljanje pomeni spreminjanje pogojev proizvodnje pene, hkrati pa ohranja kemično sestavo raztopine pene, kot so zunanje motnje, spremembe temperature ali tlaka in ultrazvočno zdravljenje so vse učinkovite fizikalne metode za odpravo pene.
Kemična metoda debeliranja je dodajanje nekaterih snovi za interakcijo s penastim sredstvom, da se zmanjša trdnost tekočega filma v peni in tako zmanjša stabilnost pene, da se doseže namen debeliranja, se takšne snovi imenujejo defoameri. Večina defoamerjev je površinsko aktivnih snovi. Zato bi moral Defoamer v skladu z mehanizmom debeliranja močno zmanjšati površinsko napetost, enostavno adsorbirati na površini, interakcija med površinsko adsorpcijsko molekulami pa je šibka, adsorpcijske molekule, razporejene v bolj ohlapne strukture.
Obstajajo različne vrste defoamerja, v bistvu pa so vse neionske površinsko aktivne snovi. Ne-ionske površinsko aktivne snovi imajo lastnosti proti peni blizu ali nad svojo oblačno točko in se pogosto uporabljajo kot defoameri. Alkoholi, zlasti alkoholi z razvejano strukturo, maščobnimi kislinami in estri maščobnih kislin, poliamidi, fosfatnimi estri, silikonskimi olji itd., Se običajno uporabljajo tudi kot odlični defoameri.
(4) Pena in pranje
Ni neposredne povezave med peno in učinkovitostjo pranja, količina pene pa ne kaže na učinkovitost pranja. Na primer, neionske površinsko aktivne snovi imajo veliko manj lastnosti penjenja kot mila, vendar je njihova dekontaminacija veliko boljša od mil.
V nekaterih primerih je pena lahko v pomoč pri odstranjevanju umazanije in umazanije. Na primer, pri pranju posode v domu pena detergenta pobere oljne kapljice in pri čiščenju preprog pena pomaga pobrati prah, prašek in drugo trdno umazanijo. Poleg tega se lahko pena včasih uporabi kot pokazatelj učinkovitosti detergenta. Ker imajo maščobna olja zavirajoč učinek na peno detergenta, ko je preveč olja in premalo detergenta, ne bo nastala pena ali originalna pena izginila. Pena se lahko včasih uporablja tudi kot indikator čistoče izpiranja, saj se količina pene v raztopini za izpiranje ponavadi zmanjšuje z zmanjšanjem detergenta, zato je mogoče količino pene uporabiti za oceno stopnje izpiranje.
V širšem smislu je pranje postopek odstranjevanja neželenih komponent iz predmeta, ki ga je treba oprati in doseči določen namen. Pranje v običajnem smislu se nanaša na postopek odstranjevanja umazanije s površine nosilca. Pri pranju se interakcija med umazanijo in nosilnikom oslabi ali odpravi z delovanjem nekaterih kemičnih snovi (npr. Detergent itd.), Tako da se kombinacija umazanije in nosilca spremeni v kombinacijo umazanije in detergenta, na koncu pa se umazanija loči od nosilca. Ker so predmeti, ki jih je treba oprati in odstraniti umazanijo, raznolike, je pranje zelo zapleten postopek in osnovni postopek pranja je mogoče izraziti v naslednjih preprostih odnosih.
Carrie ·· umazanija + detergent = nosilec + umazanija · detergent
Postopek pranja lahko običajno razdelimo na dve stopnji: prvič, pod delovanjem detergenta, je umazanija ločena od njegovega nosilca; Drugič, samostojna umazanija je razpršena in suspendirana v mediju. Postopek pranja je reverzibilen postopek, umazanija, razpršena in suspendirana v mediju, pa se lahko tudi ponovno prereza iz medija v objekt, ki se opere. Zato bi moral dober detergent imeti možnost, da se razprši in začasno ustavi umazanijo in prepreči ponovno odstranjevanje umazanije, poleg sposobnosti, da odstrani umazanijo iz nosilca.
(1) Vrste umazanije
Tudi za isti element se lahko vrsta, sestava in količina umazanije razlikujejo glede na okolje, v katerem se uporablja. Umazana na oljnem telesu je predvsem nekaj živalskih in rastlinskih olj in mineralnih olj (kot so surovo olje, kurilno olje, premogov katran itd.), Trdna umazanija je predvsem saja, pepel, rja, ogljik črni itd. Glede na umazanijo oblačil je umazanija iz človeškega telesa, kot so znoj, sebum, kri itd.; umazanija iz hrane, kot so madeži sadja, madeži za kuhanje olj, madeži začimb, škrob itd.; umazanija iz kozmetike, kot so šminka, lak za nohte itd.; umazanija iz ozračja, kot so saja, prah, blato itd.; drugi, kot so črnilo, čaj, prevleka itd. Na voljo je v različnih vrstah.
Različne vrste umazanije lahko običajno razdelimo v tri glavne kategorije: trdna umazanija, tekoča umazanija in posebna umazanija.
① Trdna umazanija
Navadna trdna umazanija vključuje delce pepela, blata, zemlje, rje in ogljikove črne barve. Večina teh delcev ima na svoji površini električni naboj, večina jih je negativno nabiti in jih je mogoče enostavno adsorbirati na vlakninah. Trdno umazanijo je na splošno težko raztopiti v vodi, vendar jo lahko razpršijo in suspendirajo z detergentnimi rešitvami. Trdna umazanija z manjšo masno točko je težje odstraniti.
② tekoča umazanija
Tekoča umazanija je večinoma oljno topna, vključno z rastlinskimi in živalskimi olji, maščobnimi kislinami, maščobnimi alkoholi, mineralnimi olji in njihovimi oksidi. Med njimi se lahko pojavijo rastlinska in živalska olja, maščobne kisline in saponifikacija alkalij, medtem ko maščobni alkoholi, mineralna olja alkalij ne saponizirajo, ampak so lahko topna v alkoholih, ethers in ogljikovodikovo organskim topilom ter emulziranje in razprševanje raztopine vodne raztopine. Oljna topna tekoča umazanija ima na splošno močno silo z vlakninami in je bolj trdno adsorbirana na vlaknih.
③ posebna umazanija
Posebna umazanija vključuje beljakovine, škrob, kri, človeške izločke, kot so znoj, sebum, urin in sadni sok ter čajni sok. Večina te vrste umazanije je lahko kemično in močno adsorbirana na predmeti vlaken. Zato je težko oprati.
Različne vrste umazanije se redko najdejo sami, vendar se pogosto mešajo in adsorbirajo na predmet. Umazanje lahko včasih oksidiramo, razgradimo ali razpademo pod zunanjimi vplivi in tako ustvarite novo umazanijo.
（2） Adhezija umazanije
Oblačila, roke itd. Je mogoče obarvati, ker obstaja nekakšna interakcija med predmetom in umazanijo. Umazanija se na različne načine drži predmetov, vendar ni več kot fizikalne in kemične adhezije.
① Adhezija saje, prahu, blata, peska in oglja do oblačil je fizična oprijem. Na splošno je s to oprijemljivo umazanijo in vloga med obarvanim predmetom razmeroma šibka, odstranitev umazanije je tudi razmeroma enostavna. Po različnih silah lahko fizično oprijem umazanije razdelimo na mehansko oprijem in elektrostatično oprijem.
O: Mehanska oprijem
Ta vrsta adhezije se nanaša predvsem na oprijem neke trdne umazanije (npr. Prah, blato in pesek). Mehanska adhezija je ena od šibkejših oblik adhezije umazanije in jo je mogoče odstraniti skoraj s čisto mehanskimi sredstvi, ko pa je umazanija majhna (<0,1um), jo je težje odstraniti.
B: Elektrostatična adhezija
Elektrostatična adhezija se kaže predvsem v delovanju nabitih delcev umazanije na nasprotno nabitih predmetih. Večina vlaknastih predmetov je negativno napolnjena v vodi in jih je mogoče enostavno držati z določenimi pozitivno nabitimi umazanijami, kot so vrste apna. Nekatera umazanija, čeprav negativno nabita, na primer ogljikove črne delce v vodnih raztopinah, se lahko držijo vlaken prek ionskih mostov (ionov med več nasprotno nabitimi predmeti, ki delujejo skupaj z njimi na mostu podoben), ki jih tvorijo pozitivni ioni v vodi (npr. Ca2+ ， Mg2+ itd.).
Elektrostatično delovanje je močnejše od preprostega mehanskega delovanja, zaradi česar je odstranjevanje umazanije razmeroma težko.
② Kemična adhezija
Kemična adhezija se nanaša na pojav umazanije, ki deluje na predmet s kemičnimi ali vodikovimi vezmi. Na primer, polarna trdna umazanija, beljakovine, rje in drugo adhezijo na predmeti vlaken, vlakna vsebujejo karboksil, hidroksil, amid in druge skupine, te skupine in mastne umazanije maščobne kisline, maščobne alkohole so enostavno oblikovati vodikove vezi. Kemične sile so na splošno močne in umazanija je zato bolj trdno vezana na predmet. To vrsto umazanije je težko odstraniti po običajnih metodah in potrebuje posebne metode, da se z njo spopade.
Stopnja oprijema umazanije je povezana z naravo same umazanije in naravo predmeta, na katerega se drži. Na splošno se delci zlahka držijo vlaknastih predmetov. Manjša je tekstura trdne umazanije, močnejša je oprijem. Polarna umazanija na hidrofilnih predmetih, kot sta bombaž in steklo, oprimejo močneje kot nepolarna umazanija. Nepolarna umazanija se oprime močneje kot polarna umazanija, kot so polarne maščobe, prah in glina, in jo je manj enostavno odstraniti in očistiti.
(3) Mehanizem odstranjevanja umazanije
Namen pranja je odstraniti umazanijo. V mediju določene temperature (predvsem vode). Uporaba različnih fizikalnih in kemičnih učinkov detergenta za oslabitev ali odpravo učinka umazanije in opranih predmetov pod delovanjem nekaterih mehanskih sil (kot so drgnjenje rok, vznemirjenje pralnih strojev, udarci vode), tako da umazanija in oprani predmeti iz namena dekontaminacije.
① Mehanizem odstranjevanja tekočine
A: vlaženje
Tekoča umazanija je večinoma na osnovi olja. Olje madeže zmotijo večino vlaknastih predmetov in se bolj ali manj razširijo kot oljni film na površini vlaknastega materiala. Prvi korak v pralnem delovanju je vlaženje površine s pralno tekočino. Zaradi ponazoritve lahko površino vlakna mislimo kot gladko trdno površino.
B: Odvajanje olja - mehanizem za curling
Drugi korak v pralnem delovanju je odstranitev olja in maščobe, odstranitev tekoče umazanije dosežemo z nekakšnim namazom. Tekoča umazanija je prvotno obstajala na površini v obliki razpršenega oljnega filma in pod preferencialnim učinkom pralne tekočine na trdni površini (tj. Površino vlaken) se je zvijala v oljne kroglice korak za korakom, ki so jih zamenjali s pranjem tekočine in sčasoma pustili površino pod določenimi zunanjimi silami.
② Mehanizem trdne odstranitve umazanije
Odstranjevanje tekoče umazanije je predvsem s prednostnim vlaženjem nosilca umazanije z raztopino za pranje, medtem ko je mehanizem odstranjevanja trdne umazanije drugačen, kjer je postopek pranja predvsem na vlažnem masu umazanije in njene površine nosilca s pralno raztopino. Zaradi adsorpcije površinsko aktivnih snovi na trdni umazaniji in njegovi nosilni površini se interakcija med umazanijo in površino zmanjša in adhezijska trdnost mase umazanije na površini zmanjša, zato se masa umazanije zlahka odstrani s površine nosilca.
Poleg tega lahko adsorpcija površinsko aktivnih snovi, zlasti ionskih površinsko aktivnih snovi, na površini trdne umazanije in njegovega nosilca, lahko poveča površinski potencial na površini trdne umazanije in njegovega nosilca, kar bolj ugodno odstrani umazanijo. Trdne ali na splošno vlaknaste površine se običajno negativno nabijejo v vodnih medijih, zato lahko tvorijo razpršene dvojne elektronske plasti na masah umazanije ali trdnih površinah. Zaradi odbojnosti homogenih nabojev je oslabljena adhezija delcev umazanije v vodi do trdne površine. Ko dodamo anionsko površinsko aktivno sredstvo, ker lahko hkrati poveča negativni površinski potencial delca umazanije in trdno površino, je odbojnost med njimi izboljšana, adhezijska trdnost delca se bolj zmanjša in umazanijo lažje odstranimo.
Ne-ionske površinsko aktivne snovi se adsorbirajo na splošno nabiti trdni površini in čeprav ne spreminjajo bistveno medfaznega potenciala, adsorbirane neionske površinsko aktivne snovi običajno tvorijo določeno debelino adsorbirane plasti na površini, kar pomaga preprečiti ponovno upodobitev umazanije.
V primeru kationskih površinsko aktivnih snovi njihova adsorpcija zmanjša ali odpravi negativni površinski potencial mase umazanije in njene nosilne površine, kar zmanjšuje odbojnost med umazanijo in površino in zato ne pomeni odstranjevanja umazanije; Poleg tega se po adsorpciji na trdni površini kationske površinsko aktivne snovi ponavadi vrtijo hidrofobne površine in zato ne spodbujajo na površinsko vlaženje in zato pranje.
③ Odstranjevanje posebnih tal
Beljakovine, škrob, človeški izločki, sadni sok, čajni sok in drugo takšno umazanijo je težko odstraniti z običajnimi površinsko aktivnimi snovmi in je potrebno posebno zdravljenje.
Madeži beljakovin, kot so smetana, jajca, kri, mleko in kožna izločanja, ponavadi koagulirajo na vlaknih in degeneracijo in dobijo močnejšo adhezijo. Beljakovinsko umazanijo lahko odstranite z uporabo proteaz. Encimska proteaza razgradi beljakovine v umazaniji na vodotopne aminokisline ali oligopeptide.
Škrobni madeži izvirajo predvsem iz živil, drugih, kot so omaka, lepilo itd. Amilaza ima katalitični učinek na hidrolizo škrobnih madežev, zaradi česar se škrob razgradi na sladkor.
Lipaza katalizira razgradnjo trigliceridov, ki jih je težko odstraniti z običajnimi metodami, kot so sebum in jedilna olja, in jih razbije na topni glicerol in maščobne kisline.
Nekatere barvne madeže iz sadnih sokov, čajnih sokov, črnila, šminke itd. Je pogosto težko temeljito očistiti tudi po večkratnem pranju. Te madeže je mogoče odstraniti z redoksno reakcijo z oksidacijskim ali reducirajočim sredstvom, kot je belilo, ki uničuje strukturo ustvarjanja barv ali barvnih auasionskih skupin in jih razgradi v manjše vodotopne komponente.
（4） Mehanizem odstranjevanja madežev za suho čiščenje
Zgoraj je pravzaprav za vodo kot medij pranja. Dejansko zaradi različnih vrst oblačil in strukture nekaj oblačil, ki uporabljajo pranje vode, niso priročno ali ni enostavno oprati čiščenja, nekaj oblačil po pranju in celo deformaciji, zbledeli itd., Na primer: večina naravnih vlaken absorbira vodo in jih je enostavno nabrekniti in jih je enostavno skrčiti, zato se bo po pranju definiralo; Tudi s pranjem volnenih izdelkov se pogosto pojavljajo pojav krčenja, nekateri volneni izdelki z vodenjem vode so tudi enostavni za menjavo barv; Nekaj svilenih rok se po pranju in izgubi sijaja poslabša. Za ta oblačila pogosto uporabljajo metodo za čiščenje za dekontaminiranje. Tako imenovano suho čiščenje se na splošno nanaša na metodo pranja v organskih topilih, zlasti v nepolarnih topilih.
Suho čiščenje je nežnejša oblika pranja kot pranje vode. Ker suho čiščenje ne zahteva veliko mehanskih delovanja, ne povzroča poškodb, gube in deformacije oblačil, medtem ko suha čistilna sredstva, za razliko od vode, redko povzročijo širitev in krčenje. Dokler tehnologija pravilno ravna, je mogoče oblačila očistiti brez izkrivljanja, barvno zbledelo in podaljšano življenjsko dobo.
Glede na suho čiščenje obstajajo tri široke vrste umazanije.
① Topno umazano olje, topna umazanija, vključuje vse vrste olja in maščob, ki je tekoče ali mastno in se lahko raztopi v suhih čistilnih topilih.
② Vodo topna umazanija, topna umazanija je topna v vodnih raztopinah, vendar ne v suhih čistilnih sredstvih, je adsorbirana na oblačilih v vodnem stanju, voda pa izhlapi po padavini zrnatih trdnih snovi, kot so anorganske soli, škrob, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine, beljakovine itd.
③Oil in voda netopna umazanija in vodna netopna umazanija ni topna v vodi niti topna v suhi čistilni topili, kot so ogljikova črna, silikati različnih kovin in oksidov itd.
Zaradi različne narave različnih vrst umazanije obstajajo različni načini odstranjevanja umazanije v postopku suhega čiščenja. Oljna topna tla, kot so živalska in rastlinska olja, mineralna olja in maščobe, so v organskih topilih zlahka topna in jih je mogoče lažje odstraniti pri suhem čiščenju. Odlična topnost suhega čiščenja topil za olja in maščobe v bistvu izvira iz sil Van der Walls med molekulami.
Za odstranjevanje vode topne umazanije, kot so anorganske soli, sladkorji, beljakovine in znoj, je treba v suho čistilno sredstvo dodati tudi pravo količino vode, sicer je umazanijo v vodotopni topni težko odstraniti iz oblačil. Vendar je vodo težko raztopiti v suhi čistilnem sredstvu, zato za povečanje količine vode morate dodati tudi površinsko aktivne snovi. Prisotnost vode v suhi čistilnem sredstvu lahko površino umazanije in oblačil hidrira, tako da je enostavno interakcijo s polarnimi skupinami površinsko aktivnih snovi, ki vodi do adsorpcije površinsko aktivnih snovi na površini. Poleg tega, ko površinsko aktivne snovi tvorijo micele, lahko vodotopno umazanijo in vodo soluliziramo v micele. Poleg povečanja vsebnosti vode v topilu za suho čiščenje lahko površinsko aktivne snovi igrajo tudi vlogo pri preprečevanju ponovne postavitve umazanije za izboljšanje učinka dekontaminacije.
Prisotnost majhne količine vode je potrebna za odstranjevanje vodotopne umazanije, vendar lahko preveč vode v nekaterih oblačilih povzroči popačenje in gubanje, zato mora biti količina vode v suhi čistilnem sredstvu zmerna.
Umazana, ki ni topna v vodi, netopna oljno, trdni delci, kot so pepel, blato, zemlja in ogljikova črna, je na splošno pritrjena na oblačilo z elektrostatičnimi silami ali v kombinaciji z oljem. Pri suhem čiščenju lahko tok topila, udarci naredijo adsorpcijo elektrostatične sile, in suho čistilno sredstvo lahko raztopi olje, tako da kombinacija olja in umazanije ter pritrjena na oblačila trdnih delcev v suhem čiščenju, suhim čistilnim sredstvom v majhni količini voda in površin, tako da lahko tisti, ki so v majhni količini voda in površine, s tem lahko preprečijo, da so tisti delci, ki so v majhni količini voda in površin, tako, da se tisti delci, ki so v majhni količini voda in površin, izklopijo, tako da se lahko s trdnimi depozicijami, ki so v majhni količina oblačila.
（5） Dejavniki, ki vplivajo na pranje
Smerna adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesniku in zmanjšanje površinske (medfazne) napetosti sta glavni dejavniki pri odstranjevanju tekočine ali trdne umazanije. Vendar je postopek pranja zapleten, na učinek pranja pa tudi z istim tipom detergenta vplivajo številni drugi dejavniki. Ti dejavniki vključujejo koncentracijo detergenta, temperaturo, naravo umazanije, vrsto vlaknin in strukturo tkanine.
① Koncentracija površinsko aktivnih snovi
Miceli površinsko aktivnih snovi v raztopini igrajo pomembno vlogo pri postopku pranja. Ko koncentracija doseže kritično koncentracijo micele (CMC), se učinek pranja močno poveča. Zato mora biti koncentracija detergenta v topilu višja od vrednosti CMC, da bi imela dober učinek pranja. Kadar pa je koncentracija površinsko aktivne snovi višja od vrednosti CMC, povečanje povečanja pralnega učinka ni očitno in ni treba preveč povečati koncentracije površinsko aktivne snovi.
Pri odstranjevanju olja s solubilizacijo se učinek solubilizacije poveča s povečanjem koncentracije površinsko aktivnih snovi, tudi kadar je koncentracija nad CMC. Trenutno je priporočljivo, da detergent uporabljate lokalno centraliziran način. Na primer, če je na manšetah in ovratniku oblačila veliko umazanije, lahko med pranjem nanesemo plast detergenta, da se poveča učinek solubilizacije površinsko aktivne snovi na olje.
②temperatura ima zelo pomemben vpliv na dekontaminacijsko dejanje. Na splošno povečanje temperature olajša odstranitev umazanije, včasih pa previsoka temperatura lahko povzroči tudi slabosti.
Povišanje temperature olajša difuzijo umazanije, trdna maščoba se zlahka emulgira pri temperaturah nad njeno tališče, vlakna pa se zaradi zvišanja temperature povečajo, kar olajša odstranitev umazanije. Vendar pa se za kompaktne tkanine mikrokaps med vlaknami zmanjšajo, ko se vlakna širijo, kar škoduje odstranitvi umazanije.
Temperaturne spremembe vplivajo tudi na topnost, vrednost CMC in velikost micele površinsko aktivnih snovi, kar vpliva na pralni učinek. Topnost površinsko aktivnih snovi z dolgimi ogljikovimi verigami je nizka pri nizkih temperaturah, včasih pa je topnost celo nižja od vrednosti CMC, zato je treba temperaturo pranja ustrezno zvišati. Vpliv temperature na vrednost CMC in velikost micele je za ionske in neionske površinsko aktivne snovi drugačen. Za ionske površinsko aktivne snovi zvišanje temperature na splošno poveča vrednost CMC in zmanjša velikost micele, kar pomeni, da je treba povečati koncentracijo površinsko aktivne snovi v pralni raztopini. Za neionske površinsko aktivne snovi zvišanje temperature vodi do zmanjšanja vrednosti CMC in znatnega povečanja volumna micele, zato je jasno, da bo ustrezno zvišanje temperature pomagalo neionske površinsko aktivne snovi, da bo vplival na svoj površinski aktivni učinek. Vendar temperatura ne sme presegati svoje oblačne točke.
Skratka, optimalna temperatura pranja je odvisna od formulacije detergenta in objekta, ki se spra. Nekateri detergenti imajo dober učinek detergenta pri sobni temperaturi, drugi pa precej drugačno detergenco med hladnim in vročim pranjem.
③ pena
Običajno je, da pening moči zmedete s pralnim učinkom, saj verjame, da imajo detergenti z visoko penasto močjo dober učinek pranja. Raziskave so pokazale, da med učinkom pranja in količino pene ni neposrednega razmerja. Na primer, pranje z detergenti za nizko penjenje ni nič manj učinkovito kot pranje z visoko penjenimi detergenti.
Čeprav pena ni neposredno povezana s pranjem, obstajajo priložnosti, ko pomaga odstraniti umazanijo, na primer pri ročnem pranju posode. Pri čiščenju preprog lahko pena odvzame tudi prah in druge trdne delce umazanije, preproga pa je umazanija velik delež prahu, zato bi morala biti preproga čistilna sredstva določena sposobnost pene.
Moč pene je pomembna tudi za šampone, kjer fina pena, ki jo proizvaja tekočina med šamponiranjem ali kopanjem, puščajo lase, ki so mazani in udobni.
④ Sorte vlaken in fizične lastnosti tekstila
Poleg kemijske strukture vlaken, ki vpliva na adhezijo in odstranjevanje umazanije, videz vlaken in organizacija preje in tkanine vplivata na enostavnost odstranjevanja umazanije.
Lestvice volnenih vlaken in ukrivljenih ravnih trakov bombažnih vlaken bolj verjetno naberejo umazanijo kot gladka vlakna. Na primer, ogljikovo črno obarvano na celuloznih filmih (viskozni filmi) je enostavno odstraniti, medtem ko je ogljikovo črno obarvano na bombažnih tkaninah težko izprati. Drug primer je, da so tkanine s kratkimi vlakninami iz poliestra bolj nagnjene k kopičenju oljnih madežev kot tkanine z dolgimi vlakninami, oljne madeže na tkaninah s kratkimi vlakninami pa je tudi težje odstraniti kot oljne madeže na tkaninah z dolgimi vlakninami.
Tesno zasukane preje in tesne tkanine se lahko zaradi majhne vrzeli med vlakni upirajo invaziji na umazanijo, vendar lahko tudi prepreči pravno tekočino, da izključi notranjo umazanijo, zato se tesne tkanine začnejo upirati dobro umazanijo, a ko je obarvano pranje, je tudi težje.
⑤ Trdota vode
Koncentracija Ca2+, Mg2+ in drugih kovinskih ionov v vodi močno vpliva na pralni učinek, še posebej, ko se anionske površinsko aktivne snovi naletijo na ione Ca2+ in Mg2+, ki tvorijo kalcijeve in magnezijeve soli, ki so manj topne in bodo zmanjšale njegovo detergencijo. V trdi vodi, tudi če je koncentracija površinsko aktivne snovi visoka, je detergencija še vedno veliko slabša kot pri destilaciji. Da ima površinsko aktivno sredstvo najboljši učinek pranja, je treba koncentracijo Ca2+ ionov v vodi zmanjšati na 1 x 10-6 mol/L (Caco3 na 0,1 mg/L) ali manj. To zahteva dodajanje različnih mehčalcev v detergent.
Čas po objavi: februar 25-2022