Naši glavni proizvodi: amino silikon, blok silikon, hidrofilni silikon, vsa njihova silikonska emulzija, močna drgnjenja zaprta, vodoodbojna (brez fluora, ogljik 6, ogljik 8), demin pralni kemikalije (ABS, encim, Spandex Protector, podrobneje kontakt: Mandy +8666666619).
9 glavnih odnosov med površinsko aktivnimi snovmi in tovarnami barvanja
01 Površinska napetost
Sila, ki deluje na spopadanje s površino tekočine na enoto dolžine, se imenuje površinska napetost, izmerjena v n · m⁻¹.
02 Površinska aktivnost in površinsko aktivne snovi
Lastnost, ki zmanjšuje površinsko napetost topila, se imenuje površinska aktivnost, snovi, ki imajo to lastnost, pa se imenujejo površinsko aktivne snovi. Površinsko aktivne snovi so površinsko aktivne snovi, ki lahko tvorijo agregate v vodnih raztopinah, kot so micele, in imajo visoko površinsko aktivnost, skupaj s funkcijami, kot so vlaženje, emulgiranje, penjenje in pranje.
03 Značilnosti molekulske strukture površinsko aktivnih snovi
Površinsko aktivne snovi so organske spojine s posebnimi strukturami in lastnostmi; Lahko bistveno spremenijo medfazno napetost med dvema fazama ali površinsko napetostjo tekočin (običajno voda), ki imajo lastnosti, kot so vlaženje, penjenje, emulgiranja in pranje. Strukturno imajo površinsko aktivne snovi skupno značilnost, da vsebujejo dve različni vrsti skupin znotraj svojih molekul: en konec ima dolgo verižno nepolarno skupino, ki je topna v olju, vendar netopna v vodi, znana kot hidrofobna skupina. Ta hidrofobna skupina je ponavadi ogljikovodik z dolgo verigo, čeprav je včasih lahko sestavljena iz organskih fluoridov, organskih silikonov, organskih fosfinov ali organotinskih verig. Drugi konec ima vodotopno skupino, znano kot hidrofilna skupina. Hidrofilna skupina mora imeti dovolj hidrofilnosti, da se lahko celotna površinsko aktivna snov raztopi v vodi in ima potrebno topnost. Ker površinsko aktivne snovi vsebujejo hidrofilne in hidrofobne skupine, se lahko raztopijo v vsaj eni fazi tekočega medija. Ta dvojna afinitetna narava površinsko aktivnih snovi se imenuje amfifiličnost.
04 Vrste površinsko aktivnih snovi
Površinsko aktivne snovi so amfifilne molekule s hidrofobnimi in hidrofilnimi skupinami. Hidrofobna skupina je na splošno sestavljena iz dolgih verižnih ogljikovodikov, kot so alkani z ravno verigo (C8-C20), razvejani alkani (C8-C20) ali alkilbenzeni (alkil ogljik atom 8–16). Razlike v hidrofobnih skupinah izhajajo predvsem iz strukturnih variacij v ogljikovih verigah. Vendar je raznolikost hidrofilnih skupin veliko večja, zato so lastnosti površinsko aktivnih snovi povezane ne le z velikostjo in obliko hidrofobne skupine, ampak tudi v veliki meri s hidrofilno skupino. Površinsko aktivne snovi lahko razvrstimo na podlagi strukture hidrofilne skupine, predvsem glede na to, ali je ionska, ki jih deli na anionske, kationske, neionske, zwitterionske in druge posebne vrste površinsko aktivnih snovi.
05 Lastnosti raztopin površinsko aktivnih snovi
①Adsorpcija na vmesniku
Molekule površinsko aktivnih snovi vsebujejo hidrofilne in hidrofobne skupine. Voda, ki je močna polarna tekočina, ko se v njej raztopijo površinsko aktivne snovi, sledi načelu "podobne polarnosti se med seboj privlači; različne polarnosti se medsebojno odbijajo." Njegova hidrofilna skupina sodeluje z vodo, zaradi česar je topna, medtem ko njegova hidrofobna skupina odbija iz vode in izstopi iz vodne faze, kar ima za posledico molekule površinsko aktivne snovi (ali ione), ki se adsorbirajo na medfazni plasti in s tem zmanjša medfazno napetost med obema fazama. Več molekul površinsko aktivnih snovi (ali ionov), ki se pojavljajo na vmesniku, večja je zmanjšanje medfazne napetosti.
② Lastnosti adsorbiranih filmov
Površinski tlak adsorbiranega filma: površinsko aktivne snovi tvorijo adsorbirane filme na vmesniku za plin-tekočino. Na primer, postavljanje drsnega plovca brez trenja na vmesnik tekočine bo ustvarilo pritisk proti plovcu, ko film potisnemo po površini tekočine. Ta tlak se imenuje površinski tlak.
Površinska viskoznost: Tako kot površinski tlak je površinska viskoznost lastnost, ki jo kažejo netopni molekularni filmi. Z obešanjem platinastega obroča na fini kovinski žici, tako da se dotakne površine vode v rezervoarju, vrtenje platinastega obroča kaže odpornost zaradi viskoznosti vode. Razpad v opaženi amplitudi lahko meri površinsko viskoznost; Razlika v stopnji razpada med čisto vodo in tistim, ki vsebuje površinski film, zagotavlja viskoznost površinskega filma. Površinska viskoznost je tesno povezana s filmsko čvrstostjo; Ker imajo adsorbirani filmi površinski tlak in viskoznost, nujno vsebujejo elastičnost. Večji kot je površinski tlak in viskoznost adsorbiranega filma, večji je njen elastični modul.
③ Nastanek micele
Obnašanje površinsko aktivnih snovi v razredčenih raztopinah upošteva idealne norme raztopine. Količina površinsko aktivne snovi, adsorbirane na površini raztopine, se poveča, ko se koncentracija raztopine dvigne, dokler se ne doseže določena koncentracija, po kateri se adsorpcija ne poveča naprej. Prekomerne molekule površinsko aktivne snovi na tej točki so naključno razpršene ali obstajajo na vzorce. Tako praktični kot teoretični dokazi kažejo, da v raztopini tvorijo agregate, imenovane micele. Najmanjša koncentracija, pri kateri površinsko aktivne snovi začnejo tvoriti micele, se imenuje kritična koncentracija micele (CMC).
06 Vrednost hidrofilne-lipofilne bilance (HLB)
HLB, kratek za hidrofilno-lipofilno ravnovesje, kaže na ravnovesje med hidrofilnimi in lipofilnimi skupinami v površinsko aktivnih snovi. Višja vrednost HLB kaže na močno hidrofilnost in šibko lipofilnost, medtem ko je nasprotno za nizke vrednosti HLB.
① Specifikacija vrednosti HLB **:Vrednost HLB je relativna; Zato je za vzpostavitev vrednosti HLB standard za nehidrofilno snov, podobno kot parafin, nastavljen na HLB = 0, medtem ko se natrijev dodecil sulfat z močno topnostjo vode dodeli HLB = 40. Zato vrednosti HLB za površinsko aktivne snovi na splošno padejo med 1 in 40. Poravnava, manjša od 10 so hidrofične. Zato je pregibna točka med lipofilnostjo in hidrofilnostjo približno 10. Potencialne uporabe površinsko aktivnih snovi lahko grobo sklepamo iz njihovih vrednosti HLB.
Hlb | Prijave | Hlb | Prijave |
1,5 ~ 3 | W/o tipa sredstva za odmikanje | 8 ~ 18 | O/w emulgatorji tipa |
3,5 ~ 6 | Brez emulgatorjev tipa | 13 ~ 15 | Detergenti |
7 ~ 9 | Vlažna sredstva | 15 ~ 18 | Solubilizatorji |
Glede na tabelo imajo površinsko aktivne snovi, primerne za uporabo kot emulgatorji olja v vodi, vrednost HLB od 3,5 do 6, medtem ko tisti za emulgatorje z vodo v olju padejo med 8 in 18.
② Določitev vrednosti HLB (izpuščena).
07 Emulgiranje in solubilizacija
Emulzija je sistem, ki nastane, ko se v drugi razprši ena neizmestna tekočina v obliki drobnih delcev (kapljice ali tekoči kristali). Emulgator, ki je vrsta površinsko aktivne snovi, je bistvenega pomena za stabilizacijo tega termodinamično nestabilnega sistema z zmanjšanjem medfazne energije. Faza, ki obstaja v obliki kapljice v emulziji, se imenuje razpršena faza (ali notranja faza), medtem ko faza, ki tvori neprekinjeno plast, imenujemo disperzijski medij (ali zunanja faza).
① emulgatorji in emulzije
Pogoste emulzije so pogosto sestavljene iz ene faze kot voda ali vodne raztopine, druga pa kot organska snov, kot so olja ali voska. Glede na njihovo disperzijo lahko emulzije razvrstimo kot voda v olju (w/o), kjer se olje razprši v vodi, ali olje v vodi (O/W), kjer se voda razprši v olju. Poleg tega lahko obstajajo zapletene emulzije, kot je w/o/w ali o/w/o. Emulgatorji stabilizirajo emulzije z zniževanjem medfazne napetosti in tvorbo monomolekularnih membran. Emulgator mora na vmesniku adsorbirati ali se kopičiti, da zniža medfazno napetost in daje naboje za kapljice, ustvarja elektrostatično odbojnost ali tvori zaščitni film z visoko viskoznostjo okoli delcev. Posledično morajo snovi, ki se uporabljajo kot emulgatorji, imeti amfifilne skupine, ki jih lahko zagotavljajo površinsko aktivne snovi.
② Metode priprave emulzije in dejavnikov, ki vplivajo na stabilnost
Obstajata dve glavni metodi za pripravo emulzij: Mehanske metode razpršijo tekočine v drobne delce v drugi tekočini, druga metoda pa vključuje raztapljanje tekočin v molekularni obliki v drugi in povzroči, da se ustrezno združijo. Stabilnost emulzije se nanaša na njegovo sposobnost, da se upira združevanju delcev, ki vodi do ločitve faze. Emulzije so termodinamično nestabilni sistemi z večjo prosto energijo, zato njihova stabilnost odraža čas, potreben za dosego ravnotežja, tj. Čas, ki traja, da se tekočina loči od emulzije. Kadar so v medfaznem filmu prisotni maščobni alkoholi, maščobne kisline in maščobne amine, se moč membrane znatno poveča, ker polarne organske molekule tvorijo komplekse v adsorbirani plasti in ojačajo medfazno membrano.
Emulgatorji, sestavljeni iz dveh ali več površinsko aktivnih snovi, se imenujejo mešani emulgatorji. Mešani emulgatorji adsorbirajo na vmesniku vodnega olja, molekularne interakcije pa lahko tvorijo komplekse, ki bistveno nižje medfazne napetosti, kar poveča količino adsorbata in tvorijo gostejše, močnejše medfazne membrane.
Električno napolnjene kapljice vplivajo na stabilnost emulzij. V stabilnih emulzijah kapljice običajno nosijo električni naboj. Kadar se uporabljajo ionski emulgatorji, se hidrofobni konec ionskih površinsko aktivnih snovi vgradi v oljno fazo, medtem ko hidrofilni konec ostane v vodni fazi, ki daje naboj na kapljice. Tako kot naboji med kapljicami povzročajo odbojnost in preprečujejo koalescenco, kar povečuje stabilnost. Tako večja kot je koncentracija emulgatorskih ionov, adsorbiranih na kapljicah, večji je njihov naboj in višji stabilnost emulzije.
Viskoznost disperzijskega medija vpliva tudi na stabilnost emulzije. Na splošno mediji z višjo viskoznostjo izboljšujejo stabilnost, ker močneje ovirajo Brownovo gibanje kapljic in upočasnijo verjetnost trkov. Snovi z visoko molekulsko maso, ki se raztopijo v emulziji, lahko povečajo srednjo viskoznost in stabilnost. Poleg tega lahko snovi z visoko molekulsko maso tvorijo robustne medfazne membrane, kar še stabilizira emulzijo. V nekaterih primerih lahko dodajanje trdnih praškov podobno stabilizira emulzije. Če trdne delce v celoti navlaži voda in jih lahko navlaži olje, jih bodo zadržali na vmesniku vodne olje. Trdni praški stabilizirajo emulzijo z izboljšanjem filma, ko se združujejo na vmesniku, podobno kot adsorbirane površinsko aktivne snovi.
Površinsko aktivne snovi lahko znatno povečajo topnost organskih spojin, ki so v vodi netopni ali rahlo topni, potem ko so v raztopini nastale micele. V tem času se rešitev zdi jasna in ta sposobnost imenujemo solubilizacija. Površinsko aktivne snovi, ki lahko spodbujajo solubilizacijo, se imenujejo solubilizatorji, medtem ko organske spojine, ki se solubilizirajo, imenujejo solubilati.
08 Pena
Pena igra ključno vlogo pri pranju procesov. Pena se nanaša na disperzivni sistem plina, razpršenega v tekoči ali trdni, s plinom kot dispergirani fazi in tekočini ali trdnim medijem kot disperzijski medij, znan kot tekoča pena ali trdna pena, kot so penasta plastika, penasta stekla in penast beton.
(1) Tvoracija pene
Izraz pena se nanaša na zbirko zračnih mehurčkov, ločenih s tekočimi filmi. Zaradi velike razlike v gostoti med plinom (razpršena faza) in tekočino (disperzijski medij) ter nizko viskoznostjo tekočine se plinski mehurčki hitro dvignejo na površino. Nastajanje pene vključuje vključitev velike količine plina v tekočino; Mehurčki se nato hitro vrnejo na površino in ustvarijo agregat zračnih mehurčkov, ločenih z minimalnim tekočim filmom. Pena ima dve značilni morfološki značilnosti: prvič, plinski mehurčki pogosto prevzamejo poliedrsko obliko, ker tanek tekoči film na presečišču mehurčkov postane tanjši, kar na koncu vodi do rupture mehurčkov. Drugič, čiste tekočine ne morejo tvoriti stabilne pene; Za ustvarjanje pene morata biti prisotna vsaj dve komponenti. Raztopina površinsko aktivnih snovi je tipičen sistem za oblikovanje pene, katerega zmogljivost pene je povezana z drugimi lastnostmi. Površinsko aktivne snovi z dobro penjenjem se imenujejo penastični sredstva. Čeprav so pening sredstva dobre zmogljivosti za penjenje, pena, ki jo ustvarjajo, morda ne bo trajala dolgo, kar pomeni, da njihova stabilnost ni zagotovljena. Za izboljšanje stabilnosti pene se lahko dodajo snovi, ki povečujejo stabilnost; Tem imenujemo stabilizatorji, s skupnimi stabilizatorji, vključno z lavril dietanolaminom in oksidi dodecil dimetil amina.
(2) Stabilnost pene
Pena je termodinamično nestabilen sistem; Njeno naravno napredovanje vodi do rupture, kar zmanjšuje celotno površino tekočine in zmanjšuje proste energije. Postopek odpravljanja vključuje postopno redčenje tekočega filma, ki ločuje plin, dokler ne pride do rupture. Na stopnjo stabilnosti pene vplivata predvsem hitrost odtoka tekočine in moč tekočega filma. Vplivni dejavniki vključujejo:
① Površinska napetost: z energijske perspektive nižja površinska napetost daje prednost tvorbi pene, vendar ne zagotavlja stabilnosti pene. Nizka površinska napetost kaže na manjši tlačni diferencial, kar vodi do počasnejšega tekočega drenaže in zgoščevanja tekočega filma, ki je naklonjen stabilnosti.
② Površinska viskoznost: Ključni dejavnik pri stabilnosti pene je trdnost tekočega filma, ki jo določa predvsem robustnost površinskega adsorpcijskega filma, merjeno s površinsko viskoznostjo. Eksperimentalni rezultati kažejo, da raztopine z visoko površinsko viskoznostjo povzročajo dolgotrajno peno zaradi izboljšanih molekulskih interakcij v adsorbiranem filmu, ki znatno povečajo membransko moč.
③ Viskoznost raztopine: Večja viskoznost v sami tekočini upočasni drenažo tekočine iz membrane in s tem podaljša življenjsko dobo tekočega filma, preden pride do rupture, kar poveča stabilnost pene.
④ Površinska napetost "Popravila": površinsko aktivne snovi, adsorbirane na membrano, lahko preprečijo širitev ali krčenje površine filma; Temu pravimo popravilo. Kadar površinsko aktivne snovi adsorbirajo v tekočini in razširijo njegovo površino, to zmanjša koncentracijo površinsko aktivnih snovi na površini in poveča površinsko napetost; Nasprotno pa kontrakcija vodi do povečane koncentracije površinsko aktivne snovi na površini in nato zmanjša površinsko napetost.
⑤ Difuzija plina skozi tekoči film: Zaradi kapilarnega tlaka imajo manjši mehurčki večji notranji tlak v primerjavi z večjimi mehurčki, kar vodi do difuzije plina iz majhnih mehurčkov v večje, kar povzroči, da se majhni mehurčki zmanjšajo in večji rastejo, kar na koncu povzroči propad pene. Dosledna uporaba površinsko aktivnih snovi ustvarja enotne, fino razporejene mehurčke in zavira debeliranje. S površinsko aktivnimi snovmi, ki so tesno zapakirane v tekočem filmu, ovira difuzija plina in tako poveča stabilnost pene.
⑥ Vpliv površinskega naboja: Če penasti tekoči film nosi enak naboj, se obe površini med seboj odbijata in preprečita, da bi se film redčil ali pokvaril. Ionske površinsko aktivne snovi lahko zagotovijo ta stabilizacijski učinek. Če povzamemo, je moč tekočega filma ključni dejavnik, ki določa stabilnost pene. Površinsko aktivne snovi, ki delujejo kot sredstva za peko in stabilizatorji, morajo narediti tesno pakirane površinske absorbirane molekule, saj to znatno vpliva na medfazno molekularno interakcijo, kar povečuje moč samega površinskega filma in s tem prepreči, da bi tekočina tekala od sosednjega filma, zaradi česar je bolj dosegljiva stabilnost pena.
(3) Uničenje pene
Temeljno načelo uničenja pene vključuje spreminjanje pogojev, ki proizvajajo peno ali izločanje stabilizacijskih faktorjev pene, kar vodi do fizikalnih in kemičnih metod defona. Fizično odpravljanje ohranja kemično sestavo raztopine pene, medtem ko spreminja pogoje, kot so zunanje motnje, temperature ali spremembe tlaka, pa tudi ultrazvočno zdravljenje, vse učinkovite metode za odpravo pene. Kemično debeliranje se nanaša na dodajanje nekaterih snovi, ki medsebojno vplivajo na penanje, da zmanjšajo moč tekočega filma znotraj pene, zmanjšajo stabilnost pene in dosežejo debeliranje. Takšne snovi se imenujejo defoameri, od katerih so večina površinsko aktivnih snovi. Defoamerji imajo običajno opazno sposobnost zmanjšanja površinske napetosti in se lahko zlahka pojavijo na površinah, s šibkejšo interakcijo med sestavnimi molekulami, s čimer ustvarijo ohlapno razporejeno molekularno strukturo. Tipi defoamerjev so raznoliki, vendar so na splošno neionske površinsko aktivne snovi, z razvejanimi alkoholi, maščobnimi kislinami, estri maščobnih kislin, poliamidi, fosfati in silikonskimi olji, ki se običajno uporabljajo kot odlični defonaamers.
(4) Pena in čiščenje
Količina pene ni neposredno povezana z učinkovitostjo čiščenja; Več pene ne pomeni boljšega čiščenja. Na primer, neionske površinsko aktivne snovi lahko proizvajajo manj pene kot milo, vendar imajo lahko vrhunske čistilne zmogljivosti. Vendar pa lahko v določenih pogojih pena pomaga odstraniti umazanijo; Na primer, pena iz pranja posode pomaga pri odvajanju maščob, medtem ko čiščenje preprog omogoča, da pena odstrani umazanijo in trdne onesnaževalce. Poleg tega lahko pena signalizira učinkovitost detergenta; Prekomerna maščobna maščoba pogosto zavira tvorbo mehurčkov, kar povzroči pomanjkanje pene ali zmanjšuje obstoječo peno, kar kaže na nizko učinkovitost detergenta. Poleg tega lahko pena služi kot indikator za čistočo izpiranja, saj se raven pene v vodi izpiranja pogosto zmanjšuje z nižjimi koncentracijami detergenta.
09 Postopek pranja
Na splošno velja, da je pranje postopek odstranjevanja neželenih komponent iz čiščenja predmeta, da bi dosegli določen namen. Skupno se pranje nanaša na odstranitev umazanije s površine nosilca. Med pranjem nekatere kemične snovi (kot detergenti) delujejo, da oslabijo ali odpravijo interakcijo med umazanijo in nosilcem, pri čemer pretvorijo vez med umazanijo in nosilcem v vez med umazanijo in detergentom, kar omogoča njihovo ločitev. Glede na to, da se lahko predmeti očistijo in umazanija, ki jo je treba odstraniti, se lahko močno razlikujeta, je pranje zapleten postopek, ki ga je mogoče poenostaviti v naslednje razmerje:
Nosilec • Umazana + detergent = nosilec + umazanija • detergent. Postopek pranja lahko na splošno razdelimo na dve stopnji:
1. Umazana je ločena od nosilca pod dejanjem detergenta;
2. Ločena umazanija je razpršena in suspendirana v mediju. Postopek pranja je reverzibilen, kar pomeni, da se razpršena ali suspendirana umazanija lahko potencialno ponovno preusmeri na očiščeni izdelek. Tako učinkoviti detergenti ne potrebujejo le zmožnosti odvajanja umazanije od nosilca, ampak tudi, da se razpršijo in ustavijo umazanijo, kar preprečuje, da bi se preselila.
(1) Vrste umazanije
Celo en izdelek lahko nabere različne vrste, sestave in količine umazanije, odvisno od njegovega konteksta uporabe. Mastna umazanija sestavljajo predvsem različna živalska in rastlinska olja ter mineralna olja (kot so surova nafta, kurilno olje, premogov katran itd.); Trdna umazanija vključuje delce, kot so saja, prah, rje in ogljik črni. Kar zadeva umazanijo oblačil, lahko izvira iz človeških izločkov, kot so znoj, sebum in kri; Madeži, povezani s hrano, kot so sadje ali oljne madeže in začimbe; ostanki iz kozmetike, kot so šminka in lak za nohte; Atmosferska onesnaževala, kot so dim, prah in tla; in dodatne madeže, kot so črnilo, čaj in barva. To raznolikost umazanije lahko na splošno razvrstimo v trdne, tekoče in posebne vrste.
① Trdna umazanija: Pogosti primeri vključujejo delce saje, blata in prahu, od katerih večina ponavadi naboje - pogosto negativno nabije -, ki se zlahka držijo vlaknastih materialov. Trdna umazanija je na splošno manj topna v vodi, vendar jo je mogoče razpršiti in suspendirati v detergentih. Delci, manjši od 0,1 μm, so lahko še posebej zahtevni za odstranjevanje.
② Tekoča umazanija: Sem spadajo mastne snovi, ki so topne olja, ki obsegajo živalska olja, maščobne kisline, maščobne alkohole, mineralna olja in njihovi oksidi. Medtem ko lahko živalska in rastlinska olja in maščobne kisline reagirajo z alkalijami, da tvorijo mila, da tvorijo mila, maščobni alkoholi in mineralna olja ne podvržejo saponifikaciji, ampak jih lahko raztopijo z alkoholi, etri in organskimi ogljikovodiki ter jih lahko emulgirajo in razpršijo z raztopinami detergent. Tekoča mastna umazanija se zaradi močnih interakcij običajno trdno oprimejo na vlaknaste materiale.
③ Posebna umazanija: Ta kategorija je sestavljena iz beljakovin, škroba, krvi in človeških izločkov, kot sta znoj in urin, pa tudi sadni in čajni sokovi. Ti materiali se s kemičnimi interakcijami pogosto trdno vežejo na vlakna, zaradi česar jih je težje izpeljati. Različne vrste umazanije le redko obstajajo neodvisno, raje se mešajo skupaj in se skupno držijo površin. Pogosto lahko pod zunanjimi vplivi umazanija oksidira, razgradi ali razpade, kar ustvari nove oblike umazanije.
(2) Adhezija umazanije
Umazana se drži materiale, kot so oblačila in koža zaradi določenih interakcij med predmetom in umazanijo. Lepilna sila med umazanijo in predmetom je lahko posledica fizikalne ali kemične oprijema.
① Fizična oprijem: Adhezija umazanije, kot so saje, prah in blato, v veliki meri vključuje šibke fizične interakcije. Na splošno lahko te vrste umazanije odstranimo razmeroma enostavno zaradi njihove šibkejše adhezije, ki izhaja predvsem iz mehanskih ali elektrostatičnih sil.
O: Mehanska oprijem **: To se običajno nanaša na trdno umazanijo, kot je prah ali pesek, ki se oprime z mehanskimi sredstvi, ki jih je razmeroma enostavno odstraniti, čeprav je manjše delce pod 0,1 μm precej težko očistiti.
B: Elektrostatična adhezija **: To vključuje nabiti delci umazanije, ki delujejo z nasprotno nabitimi materiali; Običajno vlaknasti materiali nosijo negativne naboje, kar jim omogoča, da privabijo pozitivno nabije privržence, kot so določene soli. Nekateri negativno nabiti delci se lahko na teh vlaknih še vedno kopičijo prek ionskih mostov, ki jih v raztopini tvorijo pozitivni ioni.
② Kemična adhezija: To se nanaša na oprijem umazanije na predmet s kemičnimi vezmi. Na primer, polarna trdna umazanija ali materiali, kot je rje, se trdno drži zaradi kemičnih vezi, ki nastanejo s funkcionalnimi skupinami, kot so karboksilne, hidroksilne ali aminske skupine, ki so prisotne v vlaknastih materialih. Te vezi ustvarjajo močnejše interakcije, zaradi česar je težje odstraniti takšno umazanijo; Za učinkovito čiščenje bodo morda potrebne posebne obdelave. Stopnja adhezije umazanije je odvisna tako od lastnosti same umazanije kot tudi na površini, na katero se drži.
(3) Mehanizmi odstranitve umazanije
Cilj pranja je odpraviti umazanijo. To vključuje uporabo raznolikih fizikalnih in kemičnih dejanj detergentov za oslabitev ali odpravo adhezije med umazanijo in opranimi predmeti, ki jim pomagajo mehanske sile (kot so ročno čiščenje, vznemirjenje pralnega stroja ali udarci vode), kar na koncu vodi do ločitve Dirt.
① Mehanizem odstranjevanja tekočine
O: Mokrota: Večina tekočine je mastna in nagiba k navlaževanju različnih vlaknastih predmetov, ki tvori masten film nad njihovimi površinami. Prvi korak pri pranju je delovanje detergenta, ki povzroča vlaženje površine.
B: Mehanizem zbiranja za odstranjevanje olja: Drugi korak odstranjevanja tekočine umazanije se zgodi s postopkom zbiranja. Tekoča umazanija, ki se širi kot film na površini, se postopoma valja v kapljice zaradi prednostnih vlažnih površin pralne tekočine, na koncu pa jo nadomesti pralna tekočina.
② Mehanizem trdne odstranitve umazanije
Za razliko od tekoče umazanije se odstranitev trdne umazanije opira na sposobnost pralne tekočine, da navlaži tako delce umazanije kot na površino nosilnega materiala. Adsorpcija površinsko aktivnih snovi na površinah trdne umazanije in nosilca zmanjšuje njihove interakcijske sile in s tem zniža adhezijsko trdnost delcev umazanije, kar jih lažje odstrani. Poleg tega lahko površinsko aktivne snovi, zlasti ionske površinsko aktivne snovi, povečajo električni potencial trdne umazanije in površinskega materiala, kar olajša nadaljnje odstranjevanje.
Neionske površinsko aktivne snovi ponavadi adsorbirajo na splošno nabiti trdni površini in lahko tvorijo pomembno adsorbirano plast, kar vodi do zmanjšanja ponovne naselitve umazanije. Kationske površinsko aktivne snovi pa lahko zmanjšajo električni potencial umazanije in nosilne površine, kar vodi do zmanjšanja odbojnosti in ovira odstranjevanje umazanije.
③ Odstranjevanje posebne umazanije
Tipični detergenti se lahko borijo s trdovratnimi madeži iz beljakovin, škrobov, krvi in telesnih izločkov. Encimi, kot je proteaza, lahko učinkovito odstranijo beljakovinske madeže z razgradnjo beljakovin na topne aminokisline ali peptide. Podobno lahko škrob z amilazo razgradi na sladkor. Lipaze lahko pomagajo razgraditi nečistoče triacilglicerola, ki jih je pogosto težko odstraniti z običajnimi sredstvi. Madeži iz sadnih sokov, čaja ali črnila včasih potrebujejo oksidacijska sredstva ali reduktorje, ki reagirajo s skupinami, ki ustvarjajo barvo, da jih razgradijo v bolj topne fragmente.
(4) Mehanizem suhega čiščenja
Zgoraj omenjene točke se nanašajo predvsem na pranje z vodo. Vendar pa se zaradi raznolikosti tkanin nekateri materiali morda ne odzovejo dobro na pranje vode, kar vodi do deformacije, bledi barvo itd. Številna naravna vlakna se širijo, ko se mokra in zlahka krči, kar vodi do neželenih strukturnih sprememb. Tako je za te tekstil pogosto prednost suhega čiščenja, ki običajno uporablja organska topila.
Suho čiščenje je v primerjavi z mokrim pranjem blažje, saj zmanjša mehansko delovanje, ki bi lahko poškodovalo oblačila. Za učinkovito odstranjevanje umazanije pri suhem čiščenju se umazanija razvrsti v tri glavne vrste:
① Oljno topna umazanija: To vključuje olja in maščobe, ki se zlahka raztopijo v topilih za suho čiščenje.
② Vodo topna umazanija: Ta vrsta se lahko raztopi v vodi, ne pa v suhi čistilni topili, ki obsega anorganske soli, škrob in beljakovine, ki lahko kristalizirajo, ko voda izhlapi.
③ Umazana, ki ni oljno niti topna v vodi: to vključuje snovi, kot so ogljikova črna in kovinski silikati, ki se ne raztopijo v nobenem mediju.
Vsaka vrsta umazanije zahteva različne strategije za učinkovito odstranjevanje med suho čiščenjem. Oljna topna umazanija je metodološko odstranjena z organskimi topili zaradi odlične topnosti v nepolarnih topilih. Za topne madeže v vodi mora biti v suhem čistilnem sredstvom prisotna ustrezna voda, saj je voda ključna za učinkovito odstranjevanje umazanije. Na žalost, ker ima voda minimalno topnost pri suhih čistilnih sredstvih, se pogosto dodajo površinsko aktivne snovi, ki pomagajo vključevati vodo.
Površinsko aktivne snovi povečajo zmogljivost čistilnega sredstva za vodo in pomagajo pri zagotavljanju solubilizacije vodotopnih nečistoč v micelih. Poleg tega lahko površinsko aktivne snovi zavirajo umazanijo, da tvorijo nove nahajališča po pranju, kar poveča učinkovitost čiščenja. Rahlo dodajanje vode je bistvenega pomena za odstranjevanje teh nečistoč, vendar lahko prekomerne količine privedejo do izkrivljanja tkanine, kar zahteva uravnoteženo vsebnost vode v raztopinah za suho čiščenje.
(5) Dejavniki, ki vplivajo na pranje
Adsorpcija površinsko aktivnih snovi na vmesnikih in posledično zmanjšanje medfazne napetosti sta ključnega pomena za odstranjevanje tekočine ali trdne umazanije. Vendar je pranje sam po sebi zapleteno, na katere vplivajo številni dejavniki v celo podobnih tipih detergentov. Ti dejavniki vključujejo koncentracijo detergenta, temperaturo, lastnosti umazanije, vrste vlaken in strukturo tkanin.
① Koncentracija površinsko aktivnih snovi: micele, ki jih tvorijo površinsko aktivne snovi, imajo ključno vlogo pri pranju. Učinkovitost pranja se močno poveča, ko koncentracija preseže kritično koncentracijo micele (CMC), zato je treba za učinkovito pranje uporabljati detergente pri koncentracijah, višjih od CMC. Vendar koncentracije detergenta nad CMC pri izkoristku CMC zmanjšujejo donose, zaradi česar je presežna koncentracija nepotrebna.
② Vpliv temperature: Temperatura močno vpliva na učinkovitost čiščenja. Na splošno višje temperature olajšajo odstranjevanje umazanije; Vendar ima lahko prekomerna toplota škodljive učinke. Dvig temperature ponavadi pomaga disperziji umazanije in lahko tudi lažje emulgira mastna umazanija. Kljub temu pa lahko pri tesno tkanih tkaninah povečana temperatura vlakna nabrekne nehote zmanjša učinkovitost odstranjevanja.
Temperaturna nihanja vplivajo tudi na topnost površinsko aktivne snovi, CMC in micele, kar vpliva na učinkovitost čiščenja. Za številne dolge verižne površinsko aktivne snovi nižje temperature zmanjšujejo topnost, včasih pod lastnim CMC; Tako je za optimalno funkcijo morda potrebno ustrezno segrevanje. Temperaturni vplivi na CMC in micele se razlikujejo za ionske in neionske površinsko aktivne snovi: povečanje temperature običajno poviša CMC ionskih površinsko aktivnih snovi, zato je potrebna prilagoditev koncentracije.
③ Pena: Obstaja skupna napačna predstava, ki povezuje sposobnost penenja z učinkovitostjo pranja - več pene ne enaka vrhunskemu pranju. Empirični dokazi kažejo, da so lahko detergenti z nizkimi peni lahko enako učinkoviti. Vendar pa lahko pena pomaga odstraniti umazanijo pri določenih aplikacijah, na primer v pomivalni posodi, kjer pena pomaga pri odstranjevanju maščob ali čiščenju preprog, kjer dvigne umazanijo. Poleg tega lahko prisotnost pene nakaže, ali detergenti delujejo; Odvečna mast lahko zavira tvorbo pene, medtem ko zmanjšanje pene pomeni zmanjšano koncentracijo detergenta.
④ LIBER VRSTA IN PREDSTAVITEV PREDSTAVITVE: Izgled in organizacija vlaken poleg kemijske strukture vplivata na oprijem in težave z odstranjevanjem umazanije. Vlakna z grobimi ali ravnimi konstrukcijami, kot sta volna ali bombaž, ponavadi ujamejo umazanijo lažje kot gladka vlakna. Tesno tkane tkanine se lahko sprva upirajo kopičenju umazanije, vendar lahko ovirajo učinkovito pranje zaradi omejenega dostopa do ujete umazanije.
⑤ Trdota vode: Koncentracije CA²⁺, Mg²⁺ in drugih kovinskih ionov znatno vplivajo na rezultate pranja, zlasti za anionske površinsko aktivne snovi, ki lahko tvorijo netopne soli, ki zmanjšujejo učinkovitost čiščenja. V trdi vodi, tudi z ustrezno koncentracijo površinsko aktivnih snovi, učinkovitost čiščenja manjka v primerjavi z destilirano vodo. Za optimalno delovanje površinsko aktivnih snovi je treba koncentracijo CA²⁺ zmanjšati na pod 1 × 10⁻⁶ mol/L (Caco₃ pod 0,1 mg/L), kar pogosto zahteva vključitev sredstev za mehčanje vode znotraj detergentnih formulacij.
Čas objave: SEP-05-2024