1. površinska napetost
Sila krčenja na enoto dolžine na površini tekočine se imenuje površinska napetost, izmerjena v n • M-1.
2. Površinska aktivnost in površinsko aktivno sredstvo
Lastnost, ki lahko zmanjša površinsko napetost topil, se imenuje površinska aktivnost, snovi s površinsko aktivnostjo pa se imenujejo površinsko aktivne snovi.
Surfactact se nanašajo na površinske aktivne snovi, ki lahko tvorijo micele in druge agregate v vodnih raztopinah, imajo visoko površinsko aktivnost in imajo tudi vlaženje, emulgiranje, penjenje, pranje in druge funkcije.
3. Molekularne strukturne značilnosti površinsko aktivne snovi
Surfactact so organske spojine s posebnimi strukturami in lastnostmi, ki lahko znatno spremenijo medfazno napetost med dvema fazama ali površinsko napetost tekočin (običajno voda) in imajo lastnosti, kot so vlaženje, penjenje, emulgiranje in pranje.
Strukturno gledano imajo površinsko aktivne snovi skupno značilnost, da vsebujejo dve različni funkcionalni skupini v svojih molekulah. En konec je dolgo verižna nepolarna skupina, ki je topna v olju, vendar netopna v vodi, znana kot hidrofobna skupina ali hidrofobna skupina. Te hidrofobne skupine so na splošno ogljikovodike z dolgimi verigami, včasih tudi organski fluor, organosilikon, organofosfor, organotinsko verige itd. Drugi konec je vodno topna funkcionalna skupina, in sicer hidrofilna skupina ali hidrofilna skupina. Hidrofilna skupina mora imeti dovolj hidrofilnosti, da se zagotovi, da je celotna površinsko aktivna snovi topna v vodi in ima potrebno topnost. Zaradi prisotnosti hidrofilnih in hidrofobnih skupin v površinsko aktivnih snovi se lahko raztopijo v vsaj eni fazi tekoče faze. Hidrofilne in oleofilne lastnosti površinsko aktivnih snovi se imenujejo amfifiličnost.
4.Tipi površinsko aktivnih snovi
Površinsko aktivne snovi so amfifilne molekule, ki imajo tako hidrofobne kot hidrofilne skupine. Hidrofobne skupine površinsko aktivnih snovi so na splošno sestavljene iz dolgih verižnih ogljikovodikov, kot so ravna veriga alkil C8-C20, razvejana veriga alkil C8-C20, alkilfenil (z 8-16 alkil ogljikovo atomo skupine. 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 predvsem na tem, ali so hidrofilne skupine ionske in jih delijo na anionske, kationske, neionske, zwitterionske in druge posebne vrste površinsko aktivnih snovi.

5. Značilnosti vodne raztopine površinsko aktivne snovi
① Adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesnikih
Molekule površinsko aktivnih snovi imajo lipofilne in hidrofilne skupine, zaradi česar so amfifilne molekule. Voda je močno polarna tekočina. Kadar se površinsko aktivne snovi raztopijo v vodi, glede na načelo podobnosti polarnosti in odbojnosti razlike polarnosti, njihove hidrofilne skupine privlačijo vodno fazo in se raztopijo v vodi, medtem ko njihove lipofilne skupine odbijajo vodo in zapustijo vodo. Kot rezultat, molekule površinsko aktivne snovi (ali ioni) adsorbirajo na vmesniku med obema fazama, kar zmanjšuje medfazno napetost med obema fazama. 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: površinsko aktivne snovi adsorbirajo na vmesniku plina-tekočina, da tvorijo adsorpcijsko membrano. Če je na vmesnik nameščena premična plavajoča plošča in plavajoča plošča potisne adsorpcijsko membrano vzdolž površine raztopine, membrana povzroči tlak na plavajoči plošči, ki se imenuje površinski tlak.
Površinska viskoznost: Tako kot površinski tlak je površinska viskoznost lastnost, ki jo kažejo netopni molekularni filmi. Susite platinasti obroč s tanko kovinsko žico, vzpostavite svojo ravnino, ki se obrnite na vodno površino umivalnika, zasukajte platinast obroč, platinast obroč ovira viskoznost vode, amplituda pa se postopoma zmanjša, glede na to, katero lahko merite površinsko viskoznost. Metoda je: najprej izvedite poskuse na čisti vodni površini, izmerite slabljenje amplitude, nato pa izmerite slabljenje po tvorbi površinske obrazne maske in izračunajte viskoznost površinske obrazne maske iz razlike med obema.
Površinska viskoznost je tesno povezana s čvrstostjo površinske obrazne maske. Ker ima adsorpcijski film površinski tlak in viskoznost, mora biti elastičen. Višji kot je površinski tlak in viskoznost adsorpcijske membrane, večji je njen elastični modul. Elastični modul površinskega adsorpcijskega filma je zelo pomemben v procesu stabilizacije pene.
③ tvorba micelov
Razredčena raztopina površinsko aktivnih snovi sledi zakonom idealnih rešitev. Adsorpcijska količina površinsko aktivne snovi na površini raztopine se s koncentracijo raztopine poveča. Ko koncentracija doseže ali presega določeno vrednost, se adsorpcijska količina ne poveča več. Te prekomerne molekule površinsko aktivnih snovi v raztopini so neurejene ali obstajajo redno. Tako praksa kot teorija sta pokazala, da tvorijo agregate v raztopini, ki se imenujejo micele.
Kritična koncentracija micele: najmanjša koncentracija, pri kateri površinsko aktivne snovi tvorijo micele v raztopini, se imenuje kritična micela.
④ vrednost CMC skupnega površinsko aktivnega snovi.

6. Hidrofilna in oleofilna ravnotežna vrednost
HLB pomeni hidrofilno lipofilno ravnovesje, ki predstavlja hidrofilne in lipofilne ravnotežne vrednosti hidrofilnih in lipofilnih skupin površinsko aktivne snovi, tj. HLB vrednost površinsko aktivne snovi. Visoka vrednost HLB kaže na močno hidrofilnost in šibko lipofilnost molekule; Nasprotno, ima močno lipofilnost in šibko hidrofilnost.
① Predpisi o vrednosti HLB
Vrednost HLB je relativna vrednost, tako da je pri oblikovanju vrednosti HLB kot standarda vrednost HLB parafina brez hidrofilnih lastnosti nastavljena na 0, medtem ko je HLB vrednost natrijevega dodecil sulfata z močno topnostjo vode nastavljena na 40. Zato je vrednost HLB površinsko aktivne snovi na splošno v območju 1-40. Na splošno so emulgatorji z vrednostmi HLB, manjše od 10, lipofilni, medtem ko emulgatorji z vrednostmi HLB, večje od 10, hidrofilni. Zato je prelomnica od lipofilnosti do hidrofilnosti približno 10.
7. učinki emuldifikacije in solubilizacije
Dve nemoteni tekočini, ki jih tvorita z dispergirajočimi delci (kapljice ali tekoči kristali) v drugem, se imenujeta emulzije. Pri oblikovanju emulzije se medfazno območje med obema tekočinama poveča, zaradi česar je sistem termodinamično nestabilen. Za stabilizacijo emulzije je treba dodati tretjo komponento - emulgator - za zmanjšanje medfazne energije sistema. Emulgatorji spadajo v površinsko aktivne snovi, njihova glavna funkcija pa je, da delujejo kot emulgatorji. Faza, v kateri kapljice obstajajo v emulziji, se imenuje razpršena faza (ali notranja faza, diskontinuirana faza), druga faza, povezana skupaj, pa se imenuje razpršeni medij (ali zunanja faza, neprekinjena faza).
① emulgatorji in emulzije
Običajne emulzije so sestavljene iz ene faze vode ali vodne raztopine, druge faze organskih spojin, ki so neizmerne z vodo, kot so olja, voska itd. Emulzijo, ki jo tvorijo voda in olje, lahko razdelimo na dve vrsti na podlagi njihove disperzije: olje, razpršeno v vodi, oblikuje vodo v oljni emulziji, ki jo predstavlja O/W (olje/voda); Voda, razpršena v olju, tvori vodo v oljni emulziji, ki jo predstavlja w/o (voda/olje). Poleg tega se lahko tvori tudi zapletena voda v olju v vodi w/o/w in olje v vodi v olju o/w/o emulziji.
Emulgator stabilizira emulzijo z zmanjšanjem medfazne napetosti in oblikovanjem monoplastne maske za obraz.
Zahteve za emulgatorje pri emulgaciji: A: Emulgatorji morajo biti sposobni adsorbirati ali obogatiti na vmesniku med obema fazama, kar zmanjšuje medfazno napetost; B: Emulgatorji morajo delcem dati električni naboj, kar povzroča elektrostatično odbojnost med delci ali tvori stabilen, zelo viskozen zaščitni film okoli delcev. Torej, snovi, ki se uporabljajo kot emulgatorji, morajo imeti amfifilne skupine, da imajo emulgirajoče učinke, površinsko aktivne snovi pa lahko izpolnjujejo to zahtevo.
② Pripravljalne metode emulzij in dejavnikov, ki vplivajo na stabilnost emulzije
Obstajata dve metodi za pripravo emulzij: ena je uporaba mehanskih metod za razpršitev tekočine na majhne delce v drugi tekočini, ki se v industriji običajno uporablja za pripravo emulzij; Druga metoda je, da se tekočino raztopi v molekularnem stanju v drugi tekočini in nato omogoči, da se ustrezno združi tako, da tvori emulzijo.
Stabilnost emulzij se nanaša na njihovo sposobnost, da se upirajo združevanju delcev in povzročijo ločevanje faze. Emulzije so termodinamično nestabilni sistemi s pomembno prostim energijo. Zato se stabilnost emulzije dejansko nanaša na čas, ki je potreben, da sistem doseže ravnotežje, to je čas, potreben za ločitev tekočine v sistemu.
Kadar obstajajo polarne organske molekule, kot so maščobni alkohol, maščobna kislina in maščobni amin v obrazni maski, se moč membrane znatno poveča. To je zato, ker molekule emulgatorja v adsorpcijski plasti vmesnika medsebojno vplivajo na polarne molekule, kot so alkohol, kislina in amin, da tvorijo "kompleks", kar poveča moč vmesnika obrazne maske.
Emulgatorji, sestavljeni iz dveh ali več površinsko aktivnih snovi, se imenujejo mešani emulgatorji. Mešani emulgatorji adsorbirajo na vmesniku za vodo/olje, medmolekularne interakcije pa lahko tvorijo komplekse. Zaradi močne medmolekularne interakcije se medfazna napetost znatno zmanjša, količina emulgatorja, adsorbiranega na vmesniku, se znatno poveča, povečana gostota in trdnost oblikovane medfazne obrazne maske.
Obtožba kapljic pomembno vpliva na stabilnost emulzij. Stabilne emulzije imajo običajno kapljice z električnimi naboji. Pri uporabi ionskih emulgatorjev emulgatorski ioni, adsorbirani na vmesniku, vstavijo svoje lipofilne skupine v oljno fazo, medtem ko so hidrofilne skupine v vodni fazi, s čimer se kapljice napolnijo. Zaradi dejstva, da kapljice emulzije nosijo enak naboj, se med seboj odbijajo in jih ni enostavno aglomerirati, kar ima za posledico povečano stabilnost. Vidimo, da bolj ko so emulgatorski ioni adsorbirani na kapljicah, večji je njihov naboj in večja je njihova sposobnost preprečevanja koalescence kapljic, zaradi česar je emulzijski sistem bolj stabilen.
Viskoznost disperzijskega medija emulzije ima določen vpliv na stabilnost emulzije. Na splošno je večja viskoznost razpršenega medija, večja je stabilnost emulzije. To je zato, ker je viskoznost razpršenega medija visoka, kar močno ovira Brownovo gibanje tekočih kapljic, upočasni trk med kapljicami in sistem ohranja stabilen. Polimerne snovi, ki so običajno topne v emulzijah, lahko povečajo viskoznost sistema in povečajo stabilnost emulzije. Poleg tega lahko polimer tvori tudi trdno vmesno obrazno masko, zaradi česar je emulzijski sistem bolj stabilen.
V nekaterih primerih lahko dodajanje trdnega praška tudi stabilizira emulzijo. Trden prah ni v vodi, olju ali na vmesniku, odvisno od zmožnosti vlaženja olja in vode na trdnem prahu. Če trdnega prahu ne navlaži v celoti in ga lahko navlaži olje, bo ostal na vmesniku vodnega olja.
Razlog, zakaj trden prah ne stabilizira emulzije, je v tem, da prah, zbran na vmesniku, ne okrepi vmesnika obrazne maske, ki je podobna molekulam emulmulacije adsorpcije vmesnika. Zato so bližje delci trdnega prahu na vmesniku razporejeni, bolj stabilna bo emulzija.
Površinsko aktivne snovi lahko znatno povečajo topnost organskih spojin, ki so netopne ali rahlo topne v vodi, potem ko tvorijo micele v vodni raztopini, raztopina pa je v tem času prozorna. Ta učinek micel se imenuje solubilizacija. Površinsko aktivne snovi, ki lahko povzročijo solubilizirajoče učinke, se imenujejo solubilizatorji, organske spojine, ki so solubilizirane, pa se imenujejo solubilizirane spojine.

8. pena
Pena igra pomembno vlogo pri pranju. Pena se nanaša na disperzijski sistem, v katerem se plin razprši v tekoči ali trdni. Plin je disperzijska faza, tekoča ali trdna pa disperzijska medija. Prva se imenuje tekoča pena, slednja pa se imenuje trdna pena, kot so penasta plastika, penasto steklo, penasti cement itd.
(1) Oblikovanje pene
Tu se pena nanaša na združevanje mehurčkov, ločenih s tekočim filmom. Zaradi velike razlike v gostoti med razpršeno fazo (plina) in razpršenim medijem (tekočini) ter nizko viskoznostjo tekočine se lahko pena vedno hitro dvigne na raven tekočine.
Postopek oblikovanja pene je, da v tekočino vnese veliko količino plina, mehurčki v tekočini
Pena ima dve izjemni značilnosti v morfologiji: ena je, da so mehurčki kot razpršena faza pogosto poliedrska, saj na presečišču mehurčkov obstaja težnja, da se tekoči film tanjša, zaradi česar je mehurček poliedral. Ko tekoči film do neke mere postane tanjši, se bodo mehurčki zlomili; Drugič, čista tekočina ne more tvoriti stabilne pene, vendar je tekočina, ki lahko tvori peno, vsaj dve ali več komponent. Vodna raztopina površinsko aktivne snovi je tipičen sistem, ki ga je enostavno ustvariti peno, njegova sposobnost ustvarjanja pene pa je povezana tudi z drugimi lastnostmi.
Površinsko aktivne snovi z dobro penjenjem se imenujejo penastični sredstva. Čeprav ima penasti agent dobro peno sposobnost, oblikovana pena morda ne bo mogla dolgo vzdrževati, to pomeni, da njegova stabilnost morda ni dobra. Da bi ohranili stabilnost pene, se snovi, ki lahko poveča stabilnost pene, pogosto dodamo v penasto sredstvo, ki se imenuje penasta stabilizator. Pogosto uporabljeni stabilizatorji iz pene so lauroil dietanolamin in dodecil dimetil aminski oksid.
(2) stabilnost pene
Pena je termodinamično nestabilen sistem, končni trend pa je, da se skupna površina tekočine v sistemu zmanjša in prosta energija se po prekinitvi mehurčkov zmanjša. Postopek odpravljanja je postopek, v katerem tekoči film, ki ločuje plin, spremeni debelino, dokler se ne poruši. Zato je stabilnost pene določena predvsem s hitrostjo praznjenja tekočine in trdnostjo tekočega filma. Obstaja več drugih vplivnih dejavnikov.
① Površinska napetost
Z energijskega vidika je nizka površinska napetost ugodnejša za nastajanje pene, vendar ne more zagotoviti stabilnosti pene. Nizka površinska napetost, razlika z nizkim tlakom, počasna hitrost praznjenja tekočine in počasno redčenje tekočine so pripomore k stabilnosti pene.
② Površinska viskoznost
Ključni dejavnik, ki določa stabilnost pene, je moč tekočega filma, ki ga določa predvsem trdnost površinskega adsorpcijskega filma, merjena s površinsko viskoznostjo. Poskusi kažejo, da ima pena, ki jo proizvaja raztopina z večjo površinsko viskoznostjo, daljšo življenjsko dobo. To je zato, ker interakcija med adsorbiranimi molekulami na površini vodi do povečanja moči membrane in tako izboljša življenjsko dobo pene.
③ Viskoznost raztopine
Ko se viskoznost same tekočine poveča, tekočine v tekočem filmu ni enostavno odpustiti, hitrost redčenja debeline tekočine pa je počasna, kar zamuja čas rupture tekočega filma in poveča stabilnost pene.
④ „popravljanje“ učinek površinske napetosti
Površinsko aktivne snovi, adsorbirane na površini tekočega filma, se lahko upirajo širitvi ali krčenju površine tekočega filma, ki ga imenujemo učinek popravila. To je zato, ker je na površini adsorbiran tekoči film površinsko aktivnih snovi, širitev njegove površine pa bo zmanjšala koncentracijo površinskih adsorbiranih molekul in povečala površinsko napetost. Nadaljnje širitev površine bo zahteval večji napor. Nasprotno pa bo krčenje površin povečalo koncentracijo adsorbiranih molekul na površini, kar bo zmanjšalo površinsko napetost in oviralo nadaljnje krčenje.
⑤ Difuzija plina skozi tekoči film
Zaradi obstoja kapilarnega tlaka je tlak majhnih mehurčkov v peni višji kot pri velikih mehurčkih, kar bo povzročilo, da se plin v majhnih mehurčkih razprši v velike mehurčke z nizkim tlakom skozi tekoči film, kar ima za posledico pojav, da majhni mehurčki postanejo manjši, in na koncu se zlomijo. Če dodamo površinsko aktivno sredstvo, bo pena enotna in gosta pri peni, in ni enostavno odpraviti. Ker je površinsko aktivno sredstvo tesno razporejeno na tekočem filmu, je težko prezračiti, zaradi česar je pena bolj stabilna.
⑥ Vpliv površinskega naboja
Če je penasti tekoči film napolnjen z enakim simbolom, se bosta dve površini tekočega filma med seboj odbijala, kar prepreči, da bi se tekočini film redčil ali celo uničil. Ionske površinsko aktivne snovi lahko zagotovijo ta stabilizacijski učinek.
Za zaključek je moč tekočega filma ključni dejavnik za določitev stabilnosti pene. Kot površinsko aktivno sredstvo za penanje in stabilizatorje pene sta najpomembnejša dejavnika tesnosti in trdnost površinskih adsorbiranih molekul. Ko je interakcija med adsorbiranimi molekulami na površini močna, so adsorbirane molekule tesno razporejene, zaradi česar ima površinska maska samo visoko trdnost, temveč tudi raztopina, ki meji na površinsko obrazno masko, težko teče zaradi visoke površinske viskoznosti, tako da je lahkoten, da se tekočini lahko odvajajo. Poleg tega lahko tesno razporejene površinske molekule tudi zmanjšajo prepustnost molekul plina in tako povečajo stabilnost pene.

(3) Uničenje pene
Osnovno načelo uničenja pene je spremeniti pogoje za proizvodnjo pene ali odpraviti faktorje stabilnosti pene, zato obstajata dve metodi debelega, fizikalne in kemične.
Fizično odstranjevanje je spremeniti pogoje, pod katerimi se ustvarja pena, hkrati pa ohranja kemično sestavo pene raztopine nespremenjeno. Na primer, motnje zunanje sile, sprememba temperature ali tlaka in ultrazvočno obdelavo so vse učinkovite fizične metode za odpravo pene.
Kemična metoda debeliranja je dodati nekaj snovi za interakcijo s penastim sredstvom, zmanjšati moč tekočega filma v peni in nato zmanjšati stabilnost pene, da se doseže namen debelega. Takšne snovi se imenujejo defoameri. Večina defoamerjev je površinsko aktivnih snovi. Zato bi morali defoamerji glede na mehanizem debeliranja močno zmanjšati površinsko napetost, jih je enostavno adsorbirati na površini in imeti šibke interakcije med površinskimi adsorbiranimi molekulami, kar ima za posledico razmeroma ohlapno strukturo adsorbiranih molekul.
Obstajajo različne vrste defoamerjev, vendar so večinoma neionske površinsko aktivne snovi. Neionske površinsko aktivne snovi imajo proti ali nad svojo oblačno točko proti penastim lastnosti in se običajno uporabljajo kot defoameri. Alkoholi, zlasti tisti z razvejanimi strukturami, maščobnimi kislinami in estri, poliamidi, fosfati, silikonskimi olji itd., Se običajno uporabljajo tudi kot odlični defoameri.
(4) Pena in pranje
Med peno in pralnim učinkom ni neposrednega razmerja, količina pene pa ne pomeni, da je pralni učinek dober ali slab. Na primer, zmogljivost penjenja neionskih površinsko aktivnih snovi je veliko slabša od mila, vendar je njihova čistilna moč veliko boljša od mila.
V nekaterih primerih je pena koristna pri odstranjevanju umazanije. Na primer, pri pralnici namizne posode doma lahko pena detergenta odvzame kapljice olja; Pri čiščenju preproge pena pomaga odvzeti trdno umazanijo, kot sta prah in prah. Poleg tega lahko peno včasih uporabimo kot znak, ali je detergent učinkovit, saj lahko maščobne maščobne olje zavirajo peno detergenta. Ko je preveč oljnih madežev in premalo detergenta, ne bo pene ali originalna pena izginila. Včasih lahko peno uporabimo tudi kot pokazatelj, ali je izpiranje čisto. Ker se količina pene v raztopini za izpiranje ponavadi zmanjšuje z zmanjšanjem vsebnosti detergenta, lahko stopnjo izpiranja ocenimo s količino pene.
9. postopek pranja
V širšem smislu je pranje postopek odstranjevanja neželenih komponent iz opranega predmeta in doseganja določenega namena. Pranje v običajnem smislu se nanaša na postopek odstranjevanja umazanije s površine nosilca. Med pranjem se interakcija med umazanijo in nosilcem oslabi ali izloči z delovanjem nekaterih kemičnih snovi (kot so detergenti), s čimer se kombinacija umazanije in nosilca spremeni v kombinacijo umazanije in detergenta, kar povzroči, da se umazanija in nosilec odlepi. Ker so predmeti, ki jih je treba oprati in odstraniti umazanijo, raznolike, je pranje zelo zapleten postopek, osnovni postopek pranja
Nosilec • umazanija+detergent = nosilec+umazanija • detergent
Postopek pranja lahko običajno razdelimo na dve stopnji: ena je ločitev umazanije in njegovega nosilca pod delovanjem detergenta; Drugo je, da je samostojna umazanija razpršena in suspendirana v mediju. Postopek pranja je reverzibilen postopek in umazanija, ki se razprši ali suspendira v mediju, lahko tudi iz medija obori na pralnici. Zato odličen detergent ne bi smel imeti le možnosti, da se umakne umazanijo od nosilca, ampak tudi dobro sposobnost razprševanja in začasno ustavljanja umazanije ter preprečiti, da bi se umazanija spet odložila.

(1) Vrste umazanije
Tudi za isti element se vrsta, sestava in količina umazanije razlikuje glede na okolje uporabe. Umazana oljna telesa vključuje v glavnem živalska in rastlinska olja, pa tudi mineralna olja (kot so surovo olje, kurilno olje, premogov katran itd.), Medtem ko trdna umazanija v glavnem vključuje dim, prah, rja, ogljik črni itd. V smislu umazanije oblačil je umazanija iz človeškega telesa, kot so znoj, sebum, kri itd.; Umazanija iz hrane, kot so madeži sadja, užitni oljni madeži, začimba madeži, škrob itd.; Umazanija, ki jo prinaša kozmetika, kot sta šminka in lak za nohte; Umazanija iz ozračja, kot so dim, prah, tla itd.; Drugi materiali, kot so črnilo, čaj, barva itd., Lahko rečemo, da obstajajo različne in raznolike vrste.
Različne vrste umazanije lahko običajno razdelimo v tri kategorije: trdna umazanija, tekoča umazanija in posebna umazanija.
① Običajna trdna umazanija vključuje delce, kot so pepel, blato, tla, rje in ogljikova črna. Večina teh delcev ima površinski naboj, večinoma negativen in jih je enostavno adsorbirati na vlaknaste predmete. Na splošno je trdno umazanijo težko raztopiti v vodi, vendar jo lahko razpršijo in suspendirajo z detergentnimi rešitvami. Trdna umazanija z majhnimi delci je težko odstraniti.
② Tekoča umazanija je večinoma oljna topna, vključno z živalskimi in rastlinskimi olji, maščobnimi kislinami, maščobnimi alkoholi, mineralnimi olji in njihovimi oksidi. Med njimi lahko živalska in rastlinska olja in maščobne kisline podvržejo saponifikaciji z alkalijsko, medtem ko maščobni alkoholi in mineralna olja ne saponificirajo z alkalijsko, ampak se lahko raztopijo v alkoholih, etherjih in ogljikovodikovih organskih topilih ter se emulgirajo in razpršijo z detergentnimi vodnimi rešitvami. Olje topna tekoča umazanija ima na splošno močno interakcijsko silo s vlaknastimi predmeti in trdno adsorbs na vlaknih.
③ Posebna umazanija vključuje beljakovine, škrob, krvi, človeške izločke, kot so znoj, sebum, urin, pa tudi sadni sok, čajni sok itd. Večina teh vrst umazanije lahko skozi kemične reakcije močno adsorbira na vlaknaste predmete. Zato je pranje precej težko.
Različne vrste umazanije redko obstajajo same, pogosto mešane skupaj in adsorbirane skupaj na predmetih. Umazanija lahko včasih oksidira, razgradi ali razpade pod zunanjimi vplivi, kar ima za posledico nastanek nove umazanije.
(2) Adhezijski učinek umazanije
Razlog, zakaj se oblačila, roke itd. Lahko umažejo, je, ker obstaja kakšna interakcija med predmeti in umazanijo. Obstajajo različni adhezijski učinki umazanije na predmete, vendar so predvsem fizična oprijem in kemična adhezija.
① Fizična oprijem cigaretnega pepela, prahu, usedlin, ogljikove črne in drugih snovi do oblačil. Na splošno je interakcija med oprijeto umazanijo in onesnaženim predmetom razmeroma šibka, odstranitev umazanije pa je tudi razmeroma enostavna. Po različnih silah lahko fizično oprijem umazanije razdelimo na mehansko oprijem in elektrostatično oprijem.
O: Mehanska adhezija se predvsem nanaša na oprijem trdne umazanije, kot sta prah in usedlina. Mehanska adhezija je šibka metoda adhezije za umazanijo, ki jo lahko skoraj odstranite s preprostimi mehanskimi metodami. Ko pa je velikost delca umazanije majhna (<0,1um), je težje odstraniti.
B: Elektrostatična adhezija se kaže predvsem z delovanjem nabitih delcev umazanije na predmetih z nasprotnimi naboji. Večina vlaknastih predmetov nosi negativni naboj v vodi in jih zlahka držijo s pozitivno nabito umazanijo, kot je apna. Nekatera umazanija, čeprav negativno nabita, na primer ogljikove črne delce v vodnih raztopinah, se lahko v vodi oprimejo vlaken, ki jih tvorijo pozitivni ioni (na primer Ca2+, Mg2+itd.) V vodi (ioni delujejo med več nasprotnimi naboji, ki delujejo kot mostovi).
Statična elektrika je močnejša od preprostega mehanskega delovanja, zaradi česar je razmeroma težko odstraniti umazanijo.
③ Odstranjevanje posebne umazanije
Beljakovine, škrob, človeški izločki, sadni sok, čajni sok in druge vrste umazanije je težko odstraniti s splošnimi površinsko aktivnimi snovmi in zahtevajo posebne metode zdravljenja.
Madeži beljakovin, kot so smetana, jajca, kri, mleko in kožne izločitve, so nagnjeni k koagulaciji in denaturaciji na vlaknih in se trdno držijo. Za beljakovinsko beljakovino lahko proteazo uporabite za odstranjevanje. Proteza lahko razgradi beljakovine v umazaniji na vodotopne aminokisline ali oligopeptide.
Škrobne madeže v glavnem izvirajo iz hrane, drugi, kot so mesni sokovi, paste itd. Encimi škroba imajo katalitični učinek na hidrolizo škrobnih madežev, ki razbijejo škrob v sladkor.
Lipaza lahko katalizira razgradnjo nekaterih trigliceridov, ki jih je težko odstraniti s konvencionalnimi metodami, kot so sebum, ki ga izloča človeško telo, jedilna olja itd., Da razbije trigliceride v topne glicerol in maščobne kisline.
Nekateri barvni madeži iz sadnega soka, čajnega soka, črnila, šminke itd. Je pogosto težko temeljito očistiti tudi po večkratnem pranju. To vrsto madežev lahko odstranimo z oksidacijskimi reakcijami z uporabo oksidantov ali reducirajočih sredstev, kot je belilo, ki razgradijo strukturo skupin kromofora ali kromofore in jih razgradijo v manjše vodotopne komponente.
Z vidika suhega čiščenja so približno tri vrste umazanije.
① Oljna topna umazanija vključuje različna olja in maščobe, ki so tekoča ali mastna in topna v suhih čistilnih topilih.
② Voda topna umazanija je topna v vodni raztopini, vendar netopna pri suhih čistilnih sredstvih. Adsorbira na oblačila v obliki vodne raztopine in po vodni izhlapeva, zrnate trdne snovi, kot so anorganske soli, škrob, beljakovine itd., Se obori.
③ Oljna voda v netopni umazaniji je netopna tako v topilih za vodo kot v suhi čistilni topili, kot so ogljikova črna, različni kovinski silikati in oksidi.
Zaradi različnih lastnosti različnih vrst umazanije obstajajo različni načini odstranjevanja umazanije med postopkom suhega čiščenja. Oljna topna umazanija, kot so živalska in rastlinska olja, mineralna olja in maščobe, je v organskih topilih zlahka topna in jo je mogoče enostavno odstraniti med suhim čiščenjem. Odlična topnost suhega čiščenja topila za olje in maščobe je v bistvu posledica sil van der Waals med molekulami.
Za odstranjevanje vode topne umazanije, kot so anorganske soli, sladkorji, beljakovine, znoj itd., Je treba v suho čistilno sredstvo dodati tudi ustrezno količino vode, sicer je v vodni topni umazaniji težko odstraniti iz oblačil. Toda vodo je težko raztopiti v suhih čistilnih sredstvih, zato je treba za povečanje količine vode dodati površinsko aktivne snovi. Voda, ki je prisotna v suhih čistilnih sredstvih, lahko hidrira umazanijo in površino oblačil, kar olajša interakcijo s polarnimi skupinami površinsko aktivnih snovi, kar je koristno za adsorpcijo površinsko aktivnih snovi na površini. Poleg tega, ko površinsko aktivne snovi tvorijo micele, lahko vodotopno umazanijo in vodo soluliziramo v micele. Površinsko aktivne snovi ne morejo samo povečati vsebnosti vode v topilih za suho čiščenje, ampak tudi preprečijo odlaganje umazanije za izboljšanje učinka čiščenja.
Prisotnost majhne količine vode je potrebna za odstranjevanje vodotopne umazanije, vendar lahko prekomerna voda povzroči, da se nekatera oblačila deformirajo, gube itd., Zato mora biti vsebnost vode v suhem detergentu zmerna.
Trdni delci, kot so pepel, blato, tla in ogljikova črna, ki niso topni niti topni, topni olj, na splošno se držijo oblačil z elektrostatično adsorpcijo ali s kombiniranjem z oljnimi madeži. Pri suhem čiščenju lahko pretok in udarci topil povzroči, da umazanija, ki jo adsorbirajo elektrostatične sile, odpade, medtem ko lahko suha čistilna sredstva raztopijo oljne madeže, kar povzroči trdne delce, ki se združijo z oljnimi madeži in se oprimejo oblačil, da padejo iz suhega čiščenja. Majhna količina vode in površinsko aktivnih snovi v suhem čistilnem sredstvu lahko stabilno suspendira in razprši trdne delce umazanije, ki odpadejo, kar prepreči, da bi se spet odložile na oblačila.
(5) Dejavniki, ki vplivajo na pralni učinek
Smerna adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesniku in zmanjšanje površinske (medfazne) napetosti sta glavni dejavniki za odstranjevanje tekočine ali trdne republike. Toda postopek pranja je relativno zapleten, na številni drugi dejavniki pa vplivajo tudi pralni učinek iste vrste detergenta. Ti dejavniki vključujejo koncentracijo detergenta, temperature, naravo umazanije, vrsto vlaknin in strukturo tkanin.
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 dosegli dober učinek pranja. Ko pa koncentracija površinsko aktivne snovi presega vrednost CMC, postane naraščajoči učinek pranja manj pomemben, prekomerno povečanje koncentracije površinsko aktivnih snovi pa je nepotrebno.
Pri uporabi solubilizacije za odstranjevanje oljnih madežev, tudi če je koncentracija nad vrednostjo CMC, se učinek solubilizacije še vedno poveča s povečanjem koncentracije površinsko aktivnih snovi. V tem času je priporočljivo, da lokalno uporabljate detergent, na primer na manšetah in ovratnikih oblačil, kjer je veliko umazanije. Pri pranju lahko najprej uporabimo plast detergenta za izboljšanje učinka solubilizacije površinsko aktivnih snovi na oljne madeže.
② Temperatura pomembno vpliva na čistilni učinek. Na splošno je povečanje temperature koristno za odstranjevanje umazanije, včasih pa lahko prekomerna temperatura povzroči tudi škodljive dejavnike.
Povišanje temperature je koristno za difuzijo umazanije. Madeži trdnih olj se zlahka emulgirajo, ko je temperatura nad njihovo tališče, vlakna pa tudi povečajo stopnjo širitve zaradi zvišanja temperature. Vsi ti dejavniki so koristni za odstranitev umazanije. Vendar pa se za tesne tkanine mikro vrzeli med vlakni zmanjšajo po širitvi vlaken, kar ne pripomore k odstranitvi umazanije.
Temperaturne spremembe vplivajo tudi na topnost, vrednost CMC in velikost micele površinsko aktivnih snovi, kar vpliva na pralni učinek. Dolge površinsko aktivne snovi v ogljikovi verigi imajo nižjo topnost pri nizkih temperaturah in včasih celo nižje topnosti kot vrednost CMC. V tem primeru je treba ustrezno povišati temperaturo pranja. 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 vodi do povečanja vrednosti CMC in zmanjšanja velikosti micele. To pomeni, da je treba v pralni raztopini povečati koncentracijo površinsko aktivnih snovi. Za neionske površinsko aktivne snovi povečanje temperature vodi do zmanjšanja njihove vrednosti CMC in znatnega povečanja velikosti micele. Vidimo, da lahko ustrezno zvišanje temperature pomaga neionske površinsko aktivne snovi, ki izvajajo njihovo površinsko aktivnost. Toda temperatura ne sme presegati svoje oblačne točke.
Skratka, najprimernejša temperatura pranja je povezana s formulo detergenta in objektom, ki se spra. Nekateri detergenti imajo dobre čistilne učinke pri sobni temperaturi, nekateri detergenti pa imajo bistveno različne učinke čiščenja za hladno in vroče pranje.
③ pena
Ljudje pogosto zamenjujejo sposobnost penjenja s pralnim učinkom, saj verjamejo, da imajo detergenti z močno peniranjem boljše učinke pranja. Rezultati kažejo, da učinek pranja ni neposredno povezan s količino pene. Na primer, uporaba detergenta za pranje z nizkim penjenjem nima slabšega pralnega učinka kot detergent za visoko penjenje.
Čeprav pena ni neposredno povezana s pranjem, je pena v nekaterih situacijah še vedno koristna za odstranitev umazanije. Na primer, pena pralne tekočine lahko pri pranju posode ročno odnese kapljice olja. Pri čiščenju preproge lahko pena odvzame tudi trdne delce umazanije, kot je prah. Prah predstavlja velik delež preproge umazanije, zato mora čistilec preprog imeti določene sposobnosti penjenja.
Moč penanja je pomembna tudi za šampon. Fina pena, ki jo proizvaja tekočina pri umivanju las ali kopanja, se ljudje počutijo udobno.
④ Vrste vlaken in fizične lastnosti tekstila
Poleg kemijske strukture vlaken, ki vplivajo na adhezijo in odstranjevanje umazanije, videz vlaken in organizacijska struktura preje in tkanin vplivajo tudi na težave pri odstranjevanju umazanije.
Lestvice volnenih vlaken in ploščati trak, kot je struktura bombažnih vlaken, so bolj nagnjene k nabiranju umazanije kot gladkih vlaken. Na primer, ogljikovo črno, ki se je oprijel celuloznega filma (lepilni film), je enostavno odstraniti, medtem ko je ogljikovo črno pritrjeno na bombažno tkanino težko izprati. Na primer, tkanine iz poliestrskih kratkih vlaken so bolj nagnjene k kopičenju oljnih madežev kot dolgih tkanin, oljne madeže na tkaninah kratkih vlaken pa je tudi težje odstraniti kot tiste na dolgih tkaninah.
Tesno zasukane preje in tesne tkanine zaradi majhnih mikro vrzeli med vlakni se lahko upirajo invaziji na umazanijo, hkrati pa preprečijo, da bi čistilna raztopina odstranila notranjo umazanijo. Zato imajo tesne tkanine na začetku dobro odpornost proti umazaniji, vendar jih je težko očistiti tudi enkrat onesnaženo.
⑤ Trdota vode
Koncentracija kovinskih ionov, kot sta Ca2+in Mg2+v vodi, ima pomemben vpliv na pralni učinek, zlasti kadar anionske površinsko aktivne snovi naletijo na ione Ca2+in Mg2+, da tvorijo kalcijeve in magnezijeve soli s slabo topnostjo, kar lahko zmanjša njihovo čistilno sposobnost. Tudi če je koncentracija površinsko aktivnih snovi visoka v trdi vodi, je njihov čistilni učinek še vedno veliko slabši kot pri destilaciji. Za doseganje najboljšega pralnega učinka površinsko aktivne snovi je treba koncentracijo Ca2+ionov v vodi zmanjšati na pod 1 × 10-6mol/L (CACO3 je treba zmanjšati na 0,1 mg/L). To zahteva dodajanje različnih mehčalcev v detergent.
Čas objave: avgust-16-2024