Η δύναμη συρρίκνωσης οποιασδήποτε μονάδας μήκους στην επιφάνεια του υγρού ονομάζεται επιφανειακή τάση και η μονάδα είναι N.·m-1.
Η ιδιότητα της μείωσης της επιφανειακής τάσης του διαλύτη ονομάζεται επιφανειακή δραστηριότητα και μια ουσία με αυτή την ιδιότητα ονομάζεται επιφανειοδραστική ουσία.
Η επιφανειοδραστική ουσία που μπορεί να δεσμεύσει μόρια σε υδατικό διάλυμα και να σχηματίσει μικκύλια και άλλες ενώσεις και να έχει υψηλή επιφανειακή δραστηριότητα, ενώ έχει επίσης το αποτέλεσμα διαβροχής, γαλακτωματοποίησης, αφρισμού, πλύσης κ.λπ. ονομάζεται επιφανειοδραστικό.
Το επιφανειοδραστικό είναι οργανικές ενώσεις με ειδική δομή και ιδιότητα, οι οποίες μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τη διεπιφανειακή τάση μεταξύ δύο φάσεων ή την επιφανειακή τάση υγρών (γενικά του νερού), με ιδιότητες διαβροχής, αφρισμού, γαλακτωματοποίησης, πλύσης και άλλες.
Όσον αφορά τη δομή, τα επιφανειοδραστικά έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό ότι περιέχουν δύο ομάδες διαφορετικής φύσης στα μόριά τους. Στο ένα άκρο υπάρχει μια μακριά αλυσίδα μη πολικής ομάδας, διαλυτή στο λάδι και αδιάλυτη στο νερό, γνωστή και ως υδρόφοβη ομάδα ή υδατοαπωθητική ομάδα. Μια τέτοια υδατοαπωθητική ομάδα είναι γενικά μακριές αλυσίδες υδρογονανθράκων, μερικές φορές επίσης για οργανικό φθόριο, πυρίτιο, οργανοφωσφορικά, οργανοκασσιτερική αλυσίδα κ.λπ. Στο άλλο άκρο είναι υδατοδιαλυτή ομάδα, μια υδρόφιλη ομάδα ή ελαιοαπωθητική ομάδα. Η υδρόφιλη ομάδα πρέπει να είναι επαρκώς υδρόφιλη ώστε να διασφαλίζεται ότι ολόκληρα τα επιφανειοδραστικά είναι διαλυτά στο νερό και έχουν την απαραίτητη διαλυτότητα. Δεδομένου ότι τα επιφανειοδραστικά περιέχουν υδρόφιλες και υδρόφοβες ομάδες, μπορούν να είναι διαλυτά σε τουλάχιστον μία από τις υγρές φάσεις. Αυτή η υδρόφιλη και λιπόφιλη ιδιότητα της επιφανειοδραστικής ουσίας ονομάζεται αμφιφιλικότητα.
Το επιφανειοδραστικό είναι ένα είδος αμφίφιλων μορίων με υδρόφοβες και υδρόφιλες ομάδες. Οι υδρόφοβες ομάδες επιφανειοδραστικών ουσιών αποτελούνται γενικά από υδρογονάνθρακες μακράς αλύσου, όπως αλκύλιο ευθείας αλυσίδας C8~C20, αλκύλιο διακλαδισμένης αλυσίδας C8~C20, αλκυλοφαινύλιο (ο αριθμός αλκυλικού άνθρακα είναι 8~16) και τα παρόμοια. Η διαφορά που είναι μικρή μεταξύ των υδρόφοβων ομάδων είναι κυρίως στις δομικές αλλαγές των αλυσίδων υδρογονάνθρακα. Και οι τύποι των υδρόφιλων ομάδων είναι περισσότεροι, επομένως οι ιδιότητες των επιφανειοδραστικών ουσιών σχετίζονται κυρίως με υδρόφιλες ομάδες εκτός από το μέγεθος και το σχήμα των υδρόφοβων ομάδων. Οι δομικές αλλαγές των υδρόφιλων ομάδων είναι μεγαλύτερες από αυτές των υδρόφοβων ομάδων, επομένως η ταξινόμηση των επιφανειοδραστικών ουσιών βασίζεται γενικά στη δομή των υδρόφιλων ομάδων. Αυτή η ταξινόμηση βασίζεται στο εάν η υδρόφιλη ομάδα είναι ιοντική ή όχι και διακρίνεται σε ανιονικές, κατιονικές, μη ιονικές, αμφιτεριονικές και άλλους ειδικούς τύπους επιφανειοδραστικών.
① Προσρόφηση επιφανειοδραστικών ουσιών στη διεπαφή
Τα μόρια επιφανειοδραστικών είναι αμφίφιλα μόρια που έχουν και λιπόφιλες και υδρόφιλες ομάδες. Όταν η επιφανειοδραστική ουσία διαλύεται στο νερό, η υδρόφιλη ομάδα της έλκεται από το νερό και διαλύεται στο νερό, ενώ η λιπόφιλη ομάδα της απωθείται από το νερό και αφήνει νερό, με αποτέλεσμα την προσρόφηση μορίων (ή ιόντων) επιφανειοδραστικής ουσίας στη διεπιφάνεια των δύο φάσεων , το οποίο μειώνει τη διεπιφανειακή τάση μεταξύ των δύο φάσεων. Όσο περισσότερα μόρια επιφανειοδραστικής ουσίας (ή ιόντα) απορροφώνται στη διεπιφάνεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η μείωση της διεπιφανειακής τάσης.
② Μερικές ιδιότητες της μεμβράνης προσρόφησης
Επιφανειακή πίεση της μεμβράνης προσρόφησης: Προσρόφηση επιφανειοδραστικής ουσίας στη διεπιφάνεια αερίου-υγρού για να σχηματιστεί μια μεμβράνη προσρόφησης, όπως τοποθετήστε ένα αφαιρούμενο αιωρούμενο φύλλο χωρίς τριβές στη διεπιφάνεια, το επιπλέον φύλλο ωθεί τη μεμβράνη προσρόφησης κατά μήκος της επιφάνειας του διαλύματος και η μεμβράνη δημιουργεί πίεση στο αιωρούμενο φύλλο, το οποίο ονομάζεται επιφανειακή πίεση.
Επιφανειακό ιξώδες: Όπως η επιφανειακή πίεση, το επιφανειακό ιξώδες είναι μια ιδιότητα που παρουσιάζεται από την αδιάλυτη μοριακή μεμβράνη. Αναρτάται από έναν δακτύλιο πλατίνας από λεπτό μεταλλικό σύρμα, έτσι ώστε το επίπεδό του να έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια του νερού της δεξαμενής, να περιστρέφεται ο δακτύλιος πλατίνας, ο δακτύλιος πλατίνας από το ιξώδες της παρεμπόδισης του νερού, το πλάτος σταδιακά διασπάται, σύμφωνα με το οποίο το επιφανειακό ιξώδες μπορεί να είναι μετρημένος. Η μέθοδος είναι: πρώτα, το πείραμα διεξάγεται στην επιφάνεια καθαρού νερού για να μετρηθεί η διάσπαση του πλάτους, και στη συνέχεια μετράται η διάσπαση μετά το σχηματισμό της επιφανειακής μεμβράνης και το ιξώδες της επιφανειακής μεμβράνης προκύπτει από τη διαφορά μεταξύ των δύο .
Το επιφανειακό ιξώδες σχετίζεται στενά με τη στερεότητα της επιφανειακής μεμβράνης και δεδομένου ότι η μεμβράνη προσρόφησης έχει επιφανειακή πίεση και ιξώδες, πρέπει να έχει ελαστικότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφανειακή πίεση και όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες της προσροφημένης μεμβράνης, τόσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής ελαστικότητας της. Το μέτρο ελαστικότητας της επιφανειακής μεμβράνης προσρόφησης είναι σημαντικό στη διαδικασία σταθεροποίησης των φυσαλίδων.
③ Σχηματισμός μικκυλίων
Τα αραιωμένα διαλύματα επιφανειοδραστικών ουσιών υπακούουν στους νόμους που ακολουθούνται από ιδανικά διαλύματα. Η ποσότητα της επιφανειοδραστικής ουσίας που προσροφάται στην επιφάνεια του διαλύματος αυξάνεται με τη συγκέντρωση του διαλύματος, και όταν η συγκέντρωση φτάσει ή υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή, η ποσότητα της προσρόφησης δεν αυξάνεται πλέον και αυτά τα περίσσεια μόρια τασιενεργού βρίσκονται στο διάλυμα κατά λάθος τρόπο ή με κάποιο κανονικό τρόπο. Τόσο η πρακτική όσο και η θεωρία δείχνουν ότι σχηματίζουν ενώσεις σε διάλυμα, και αυτές οι συσχετίσεις ονομάζονται μικκύλια.
Κρίσιμη συγκέντρωση μικκυλίου (CMC): Η ελάχιστη συγκέντρωση στην οποία τα επιφανειοδραστικά σχηματίζουν μικκύλια σε διάλυμα ονομάζεται κρίσιμη συγκέντρωση μικκυλίου.
④ Τιμές CMC κοινών επιφανειοδραστικών.
Το HLB είναι η συντομογραφία του υδρόφιλου λιπόφιλου ισοζυγίου, που υποδηλώνει την υδρόφιλη και λιπόφιλη ισορροπία των υδρόφιλων και λιπόφιλων ομάδων του επιφανειοδραστικού, δηλαδή την τιμή HLB του επιφανειοδραστικού. Μια μεγάλη τιμή HLB υποδηλώνει ένα μόριο με ισχυρή υδροφιλικότητα και ασθενή λιποφιλικότητα. Αντίθετα, ισχυρή λιποφιλικότητα και ασθενής υδροφιλία.
① Προβλέψεις αξίας HLB
Η τιμή HLB είναι μια σχετική τιμή, επομένως όταν αναπτύσσεται η τιμή HLB, ως πρότυπο, η τιμή HLB του κεριού παραφίνης, που δεν έχει υδρόφιλες ιδιότητες, καθορίζεται να είναι 0, ενώ η τιμή HLB του δωδεκυλοθειικού νατρίου, που είναι πιο υδατοδιαλυτό, είναι 40. Επομένως, η τιμή HLB των επιφανειοδραστικών ουσιών είναι γενικά στην περιοχή από 1 έως 40. Γενικά, οι γαλακτωματοποιητές με τιμές HLB μικρότερες από 10 είναι λιπόφιλοι, ενώ εκείνοι μεγαλύτεροι από 10 είναι υδρόφιλοι. Έτσι, το σημείο καμπής από λιπόφιλο σε υδρόφιλο είναι περίπου το 10.
Με βάση τις τιμές HLB των επιφανειοδραστικών ουσιών, μπορεί να ληφθεί μια γενική ιδέα για τις πιθανές χρήσεις τους, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1-3.
Δύο αμοιβαία αδιάλυτα υγρά, το ένα διασκορπισμένο στο άλλο ως σωματίδια (σταγονίδια ή υγροί κρύσταλλοι) σχηματίζουν ένα σύστημα που ονομάζεται γαλάκτωμα. Αυτό το σύστημα είναι θερμοδυναμικά ασταθές λόγω της αύξησης της οριακής περιοχής των δύο υγρών όταν σχηματίζεται το γαλάκτωμα. Για να γίνει το γαλάκτωμα σταθερό, είναι απαραίτητο να προστεθεί ένα τρίτο συστατικό - γαλακτωματοποιητής για τη μείωση της διεπιφανειακής ενέργειας του συστήματος. Ο γαλακτωματοποιητής ανήκει στο επιφανειοδραστικό, η κύρια λειτουργία του είναι να παίζει το ρόλο του γαλακτώματος. Η φάση του γαλακτώματος που υπάρχει ως σταγονίδια ονομάζεται διασκορπισμένη φάση (ή εσωτερική φάση, ασυνεχής φάση) και η άλλη φάση που είναι συνδεδεμένη μεταξύ τους ονομάζεται μέσο διασποράς (ή εξωτερική φάση, συνεχής φάση).
① Γαλακτωματοποιητές και γαλακτώματα
Κοινά γαλακτώματα, η μία φάση είναι νερό ή υδατικό διάλυμα, η άλλη φάση είναι οργανικές ουσίες που δεν αναμιγνύονται με νερό, όπως γράσο, κερί κ.λπ. Το γαλάκτωμα που σχηματίζεται από νερό και λάδι μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους ανάλογα με την κατάσταση διασποράς τους: λάδι διασκορπισμένο σε νερό για να σχηματίσει γαλάκτωμα τύπου λάδι σε νερό, εκφρασμένο ως O/W (έλαιο/νερό): νερό διεσπαρμένο σε λάδι για να σχηματίσει γαλάκτωμα τύπου λάδι σε νερό, εκφρασμένο ως W/O (νερό/έλαιο). Μπορούν επίσης να σχηματιστούν σύνθετα πολυγαλακτώματα τύπου νερό σε λάδι σε νερό W/O/W και λάδι σε νερό σε λάδι O/W/O.
Οι γαλακτωματοποιητές χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση των γαλακτωμάτων μειώνοντας τη διεπιφανειακή τάση και σχηματίζοντας μεμβράνη διεπιφανείας ενός μορίου.
Στη γαλακτωματοποίηση του γαλακτωματοποιητή απαιτήσεις:
α: Ο γαλακτωματοποιητής πρέπει να μπορεί να προσροφήσει ή να εμπλουτίσει τη διεπαφή μεταξύ των δύο φάσεων, έτσι ώστε να μειώνεται η διεπιφανειακή τάση.
β: Ο γαλακτωματοποιητής πρέπει να δίνει τα σωματίδια στο φορτίο, έτσι ώστε η ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ των σωματιδίων ή να σχηματίζει μια σταθερή, πολύ παχύρρευστη προστατευτική μεμβράνη γύρω από τα σωματίδια.
Επομένως, η ουσία που χρησιμοποιείται ως γαλακτωματοποιητής πρέπει να έχει αμφίφιλες ομάδες για να γαλακτωματοποιείται και τα επιφανειοδραστικά μπορούν να ικανοποιήσουν αυτήν την απαίτηση.
② Μέθοδοι παρασκευής γαλακτωμάτων και παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα των γαλακτωμάτων
Υπάρχουν δύο τρόποι παρασκευής γαλακτωμάτων: ο ένας είναι η χρήση της μηχανικής μεθόδου για τη διασπορά του υγρού σε μικροσκοπικά σωματίδια σε ένα άλλο υγρό, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία για την παρασκευή γαλακτωμάτων. το άλλο είναι να διαλύσουμε το υγρό σε μοριακή κατάσταση σε άλλο υγρό και μετά να το κάνουμε να μαζευτεί σωστά για να σχηματιστούν γαλακτώματα.
Η σταθερότητα ενός γαλακτώματος είναι η ικανότητα συσσωμάτωσης κατά των σωματιδίων που οδηγεί σε διαχωρισμό φάσεων. Τα γαλακτώματα είναι θερμοδυναμικά ασταθή συστήματα με μεγάλη ελεύθερη ενέργεια. Επομένως, η λεγόμενη σταθερότητα ενός γαλακτώματος είναι στην πραγματικότητα ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει το σύστημα σε ισορροπία, δηλαδή ο χρόνος που απαιτείται για να συμβεί ο διαχωρισμός ενός από τα υγρά του συστήματος.
Όταν η διεπιφανειακή μεμβράνη με λιπαρές αλκοόλες, λιπαρά οξέα και λιπαρές αμίνες και άλλα πολικά οργανικά μόρια, η αντοχή της μεμβράνης είναι σημαντικά υψηλότερη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, στη διεπιφανειακή στιβάδα προσρόφησης των μορίων γαλακτωματοποιητή και των αλκοολών, των οξέων και των αμινών και άλλων πολικών μορίων για να σχηματίσουν ένα «σύμπλεγμα», έτσι ώστε η διεπιφανειακή αντοχή της μεμβράνης αυξήθηκε.
Οι γαλακτωματοποιητές που αποτελούνται από περισσότερα από δύο επιφανειοδραστικά ονομάζονται μικτοί γαλακτωματοποιητές. Μικτός γαλακτωματοποιητής προσροφημένος στη διεπιφάνεια νερού/ελαίου. η διαμοριακή δράση μπορεί να σχηματίσει σύμπλοκα. Λόγω της ισχυρής διαμοριακής δράσης, η διεπιφανειακή τάση μειώνεται σημαντικά, η ποσότητα του γαλακτωματοποιητή που προσροφάται στη διεπιφάνεια αυξάνεται σημαντικά, ο σχηματισμός της πυκνότητας της διεπιφανειακής μεμβράνης αυξάνεται, η αντοχή αυξάνεται.
Το φορτίο των υγρών σφαιριδίων έχει σημαντική επίδραση στη σταθερότητα του γαλακτώματος. Σταθερά γαλακτώματα, των οποίων τα υγρά σφαιρίδια είναι γενικά φορτισμένα. Όταν χρησιμοποιείται ένας ιονικός γαλακτωματοποιητής, το ιόν του γαλακτωματοποιητή που προσροφάται στη διεπιφάνεια έχει τη λιπόφιλη ομάδα του να εισάγεται στην ελαιώδη φάση και η υδρόφιλη ομάδα βρίσκεται στην υδατική φάση, καθιστώντας έτσι τα υγρά σφαιρίδια φορτισμένα. Καθώς τα σφαιρίδια γαλακτώματος με το ίδιο φορτίο, απωθούν το ένα το άλλο, δεν είναι εύκολο να συσσωματωθούν, έτσι ώστε η σταθερότητα να αυξάνεται. Μπορεί να φανεί ότι όσο περισσότερα ιόντα γαλακτωματοποιητή απορροφώνται στα σφαιρίδια, τόσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα αποτροπής της συσσωμάτωσης των σφαιριδίων, τόσο πιο σταθερό είναι το σύστημα γαλακτώματος.
Το ιξώδες του μέσου διασποράς του γαλακτώματος έχει κάποια επίδραση στη σταθερότητα του γαλακτώματος. Γενικά, όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του μέσου διασποράς, τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα του γαλακτώματος. Αυτό συμβαίνει επειδή το ιξώδες του μέσου διασποράς είναι μεγάλο, το οποίο έχει ισχυρή επίδραση στην κίνηση Brown των υγρών σφαιριδίων και επιβραδύνει τη σύγκρουση μεταξύ των υγρών σφαιριδίων, έτσι ώστε το σύστημα να παραμένει σταθερό. Συνήθως, οι πολυμερείς ουσίες που μπορούν να διαλυθούν σε γαλακτώματα μπορούν να αυξήσουν το ιξώδες του συστήματος και να κάνουν τη σταθερότητα των γαλακτωμάτων υψηλότερη. Επιπλέον, τα πολυμερή μπορούν επίσης να σχηματίσουν μια ισχυρή διεπιφανειακή μεμβράνη, καθιστώντας το σύστημα γαλακτώματος πιο σταθερό.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η προσθήκη στερεάς σκόνης μπορεί επίσης να κάνει το γαλάκτωμα να τείνει να σταθεροποιείται. Η στερεά σκόνη βρίσκεται στο νερό, το λάδι ή τη διεπαφή, ανάλογα με το λάδι, το νερό στην ικανότητα διαβροχής της στερεάς σκόνης, εάν η στερεή σκόνη δεν είναι εντελώς υγρή με νερό, αλλά και υγρή από λάδι, θα παραμείνει στο νερό και το λάδι διεπαφή.
Η στερεά σκόνη δεν καθιστά το γαλάκτωμα σταθερό, επειδή η σκόνη που συγκεντρώνεται στη διεπιφάνεια ενισχύει τη διεπιφανειακή μεμβράνη, η οποία είναι παρόμοια με τη διεπιφανειακή προσρόφηση των μορίων του γαλακτωματοποιητή, επομένως όσο πιο κοντά είναι διατεταγμένο το υλικό στερεάς σκόνης στη διεπιφάνεια, τόσο πιο σταθερό είναι γαλάκτωμα είναι.
Τα επιφανειοδραστικά έχουν την ικανότητα να αυξάνουν σημαντικά τη διαλυτότητα των αδιάλυτων ή ελαφρώς υδατοδιαλυτών οργανικών ουσιών μετά το σχηματισμό μικκυλίων σε υδατικό διάλυμα και το διάλυμα είναι διαφανές αυτή τη στιγμή. Αυτή η επίδραση του μικκυλίου ονομάζεται διαλυτοποίηση. Η επιφανειοδραστική ουσία που μπορεί να προκαλέσει διαλυτοποίηση ονομάζεται διαλυτοποιητής και η οργανική ύλη που διαλυτοποιείται ονομάζεται διαλυτοποιημένη ύλη.
Ο αφρός παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία πλύσης. Ο αφρός είναι ένα σύστημα διασποράς στο οποίο ένα αέριο διασπείρεται σε ένα υγρό ή στερεό, με το αέριο ως διασπαρμένη φάση και το υγρό ή στερεό ως μέσο διασποράς, το πρώτο ονομάζεται υγρός αφρός, ενώ το δεύτερο ονομάζεται στερεός αφρός, π.χ. όπως αφρώδες πλαστικό, αφρώδες γυαλί, αφρώδες τσιμέντο κ.λπ.
(1) Σχηματισμός αφρού
Με τον όρο αφρός εννοούμε εδώ ένα σύνολο φυσαλίδων αέρα που χωρίζονται από μια υγρή μεμβράνη. Αυτός ο τύπος φυσαλίδων ανεβαίνει πάντα γρήγορα στην επιφάνεια του υγρού λόγω της μεγάλης διαφοράς πυκνότητας μεταξύ της διεσπαρμένης φάσης (αέριο) και του μέσου διασποράς (υγρό), σε συνδυασμό με το χαμηλό ιξώδες του υγρού.
Η διαδικασία σχηματισμού μιας φυσαλίδας είναι να φέρει μια μεγάλη ποσότητα αερίου στο υγρό και οι φυσαλίδες στο υγρό επιστρέφουν γρήγορα στην επιφάνεια, σχηματίζοντας ένα σύνολο φυσαλίδων που χωρίζονται από μια μικρή ποσότητα υγρού αερίου.
Ο αφρός έχει δύο σημαντικά χαρακτηριστικά όσον αφορά τη μορφολογία: το ένα είναι ότι οι φυσαλίδες ως διασκορπισμένη φάση έχουν συχνά πολυεδρικό σχήμα, αυτό συμβαίνει επειδή στη διασταύρωση των φυσαλίδων, υπάρχει η τάση να λεπτύνει το υγρό φιλμ, έτσι ώστε οι φυσαλίδες να γίνουν πολυεδρικό, όταν το υγρό φιλμ αραιώνει σε κάποιο βαθμό, οδηγεί σε ρήξη φυσαλίδων. το δεύτερο είναι ότι τα καθαρά υγρά δεν μπορούν να σχηματίσουν σταθερό αφρό, το υγρό που μπορεί να σχηματίσει αφρό είναι τουλάχιστον δύο ή περισσότερα συστατικά. Τα υδατικά διαλύματα τασιενεργών είναι τυπικά για συστήματα που είναι επιρρεπή στη δημιουργία αφρού και η ικανότητά τους να δημιουργούν αφρό σχετίζεται επίσης με άλλες ιδιότητες.
Τα επιφανειοδραστικά με καλή αφριστική ισχύ ονομάζονται αφριστικοί παράγοντες. Αν και ο παράγοντας αφρισμού έχει καλή ικανότητα αφρού, αλλά ο αφρός που σχηματίζεται μπορεί να μην μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, δηλαδή, η σταθερότητά του δεν είναι απαραίτητα καλή. Προκειμένου να διατηρηθεί η σταθερότητα του αφρού, συχνά στον αφριστικό παράγοντα για την προσθήκη ουσιών που μπορούν να αυξήσουν τη σταθερότητα του αφρού, η ουσία ονομάζεται σταθεροποιητής αφρού, ο συνήθως χρησιμοποιούμενος σταθεροποιητής είναι η λαυρυλοδιαιθανολαμίνη και το δωδεκυλοδιμεθυλαμινοξείδιο.
(2) Σταθερότητα του αφρού
Ο αφρός είναι ένα θερμοδυναμικά ασταθές σύστημα και η τελική τάση είναι ότι η συνολική επιφάνεια του υγρού μέσα στο σύστημα μειώνεται αφού σπάσει η φυσαλίδα και μειώνεται η ελεύθερη ενέργεια. Η διαδικασία αφρού είναι η διαδικασία κατά την οποία η υγρή μεμβράνη που διαχωρίζει το αέριο γίνεται παχύτερη και πιο λεπτή μέχρι να σπάσει. Επομένως, ο βαθμός σταθερότητας του αφρού καθορίζεται κυρίως από την ταχύτητα εκκένωσης του υγρού και την αντοχή του υγρού φιλμ. Οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν επίσης αυτό.
(3) Καταστροφή αφρού
Η βασική αρχή της καταστροφής του αφρού είναι η αλλαγή των συνθηκών που παράγουν τον αφρό ή η εξάλειψη των σταθεροποιητικών παραγόντων του αφρού, επομένως υπάρχουν τόσο φυσικές όσο και χημικές μέθοδοι αφρού.
Φυσική αφαίρεση σημαίνει αλλαγή των συνθηκών παραγωγής αφρού με ταυτόχρονη διατήρηση της χημικής σύνθεσης του διαλύματος αφρού, όπως εξωτερικές διαταραχές, αλλαγές στη θερμοκρασία ή την πίεση και η επεξεργασία με υπερήχους είναι όλες αποτελεσματικές φυσικές μέθοδοι για την εξάλειψη του αφρού.
Η μέθοδος χημικής αφαίρεσης είναι η προσθήκη ορισμένων ουσιών για να αλληλεπιδράσουν με τον παράγοντα αφρισμού για να μειωθεί η αντοχή του υγρού φιλμ στον αφρό και έτσι να μειωθεί η σταθερότητα του αφρού για να επιτευχθεί ο σκοπός του αφρού, τέτοιες ουσίες ονομάζονται αντιαφριστικά. Τα περισσότερα από τα αντιαφριστικά είναι τασιενεργά. Επομένως, σύμφωνα με τον μηχανισμό της αφαίρεσης του αφρού, το αντιαφριστικό θα πρέπει να έχει ισχυρή ικανότητα να μειώνει την επιφανειακή τάση, να απορροφάται εύκολα στην επιφάνεια και η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων προσρόφησης επιφάνειας είναι αδύναμη, τα μόρια προσρόφησης διατάσσονται σε μια πιο χαλαρή δομή.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι αντιαφριστικών, αλλά βασικά, είναι όλα μη ιονικά τασιενεργά. Τα μη ιονικά τασιενεργά έχουν αντιαφριστικές ιδιότητες κοντά ή πάνω από το σημείο νέφωσης τους και συχνά χρησιμοποιούνται ως αντιαφριστικά. Οι αλκοόλες, ιδιαίτερα οι αλκοόλες με δομή διακλάδωσης, λιπαρά οξέα και εστέρες λιπαρών οξέων, πολυαμίδια, φωσφορικοί εστέρες, έλαια σιλικόνης κ.λπ. χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως ως εξαιρετικά αντιαφριστικά.
(4) Αφρός και πλύσιμο
Δεν υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ του αφρού και της αποτελεσματικότητας πλύσης και η ποσότητα του αφρού δεν υποδεικνύει την αποτελεσματικότητα του πλυσίματος. Για παράδειγμα, τα μη ιονικά τασιενεργά έχουν πολύ λιγότερες αφριστικές ιδιότητες από τα σαπούνια, αλλά η απολύμανσή τους είναι πολύ καλύτερη από τα σαπούνια.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο αφρός μπορεί να είναι χρήσιμος για την αφαίρεση βρωμιάς και βρωμιάς. Για παράδειγμα, όταν πλένετε πιάτα στο σπίτι, ο αφρός του απορρυπαντικού μαζεύει τις σταγόνες λαδιού και όταν τρίβετε τα χαλιά, ο αφρός βοηθά να μαζέψει σκόνη, σκόνη και άλλες στερεές βρωμιές. Επιπλέον, ο αφρός μπορεί μερικές φορές να χρησιμοποιηθεί ως ένδειξη της αποτελεσματικότητας ενός απορρυπαντικού. Επειδή τα λιπαρά λάδια έχουν ανασταλτική δράση στον αφρό του απορρυπαντικού, όταν υπάρχει πολύ λάδι και πολύ λίγο απορρυπαντικό, δεν θα δημιουργηθεί αφρός ή ο αρχικός αφρός θα εξαφανιστεί. Ο αφρός μπορεί επίσης μερικές φορές να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης της καθαρότητας ενός ξεβγάλματος, καθώς η ποσότητα του αφρού στο διάλυμα έκπλυσης τείνει να μειώνεται με τη μείωση του απορρυπαντικού, επομένως η ποσότητα του αφρού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση του βαθμού ξεβγάλματος.
Με μια ευρεία έννοια, το πλύσιμο είναι η διαδικασία αφαίρεσης ανεπιθύμητων εξαρτημάτων από το αντικείμενο που πρόκειται να πλυθεί και η επίτευξη κάποιου σκοπού. Το πλύσιμο με τη συνήθη έννοια αναφέρεται στη διαδικασία αφαίρεσης βρωμιάς από την επιφάνεια του φορέα. Στο πλύσιμο, η αλληλεπίδραση μεταξύ της βρωμιάς και του φορέα εξασθενεί ή εξαλείφεται από τη δράση ορισμένων χημικών ουσιών (π.χ. απορρυπαντικό κ.λπ.), έτσι ώστε ο συνδυασμός βρωμιάς και φορέας να μετατρέπεται σε συνδυασμό βρωμιάς και απορρυπαντικού, και τελικά η βρωμιά διαχωρίζεται από τον φορέα. Καθώς τα αντικείμενα που πρέπει να πλυθούν και οι ακαθαρσίες που πρέπει να αφαιρεθούν είναι ποικίλα, το πλύσιμο είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία και η βασική διαδικασία του πλυσίματος μπορεί να εκφραστεί με τις ακόλουθες απλές σχέσεις.
Carrie··Dirt + Detergent= Carrier + Dirt·Detergent
Η διαδικασία πλύσης μπορεί συνήθως να χωριστεί σε δύο στάδια: πρώτον, υπό τη δράση του απορρυπαντικού, η βρωμιά διαχωρίζεται από τον φορέα της. Δεύτερον, η αποκολλημένη βρωμιά διασκορπίζεται και αιωρείται στο μέσο. Η διαδικασία πλύσης είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία και η βρωμιά που διασπείρεται και αιωρείται στο μέσο μπορεί επίσης να κατακρημνιστεί εκ νέου από το μέσο στο αντικείμενο που πλένεται. Επομένως, ένα καλό απορρυπαντικό θα πρέπει να έχει την ικανότητα να διασκορπίζει και να αιωρεί τη βρωμιά και να αποτρέπει την επανααπόθεση βρωμιάς, επιπλέον της ικανότητας να αφαιρεί τη βρωμιά από το φορέα.
(1) Τύποι βρωμιάς
Ακόμη και για το ίδιο αντικείμενο, ο τύπος, η σύνθεση και η ποσότητα της βρωμιάς μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο χρησιμοποιείται. Η βρωμιά σώματος λαδιού είναι κυρίως κάποια ζωικά και φυτικά έλαια και ορυκτέλαια (όπως αργό πετρέλαιο, μαζούτ, λιθανθρακόπισσα κ.λπ.), στερεά βρωμιά είναι κυρίως αιθάλη, στάχτη, σκουριά, αιθάλη κ.λπ. υπάρχει βρωμιά από το ανθρώπινο σώμα, όπως ιδρώτας, σμήγμα, αίμα κ.λπ. βρωμιά από τρόφιμα, όπως λεκέδες φρούτων, λεκέδες μαγειρικού λαδιού, λεκέδες από καρυκεύματα, άμυλο κ.λπ. βρωμιά από καλλυντικά, όπως κραγιόν, βερνίκι νυχιών κ.λπ. βρωμιά από την ατμόσφαιρα, όπως αιθάλη, σκόνη, λάσπη κ.λπ. άλλα, όπως μελάνι, τσάι, επικάλυψη κλπ. Βγαίνει σε διάφορους τύπους.
Τα διάφορα είδη βρωμιάς μπορούν συνήθως να χωριστούν σε τρεις κύριες κατηγορίες: στερεά βρωμιά, υγρή βρωμιά και ειδική βρωμιά.
① Στερεή βρωμιά
Η κοινή στερεή βρωμιά περιλαμβάνει σωματίδια τέφρας, λάσπης, χώματος, σκουριάς και αιθάλης. Τα περισσότερα από αυτά τα σωματίδια έχουν ηλεκτρικό φορτίο στην επιφάνειά τους, τα περισσότερα από αυτά είναι αρνητικά φορτισμένα και μπορούν εύκολα να προσροφηθούν σε είδη ινών. Η στερεή βρωμιά είναι γενικά δύσκολο να διαλυθεί στο νερό, αλλά μπορεί να διασκορπιστεί και να αιωρηθεί με διαλύματα απορρυπαντικών. Η στερεή βρωμιά με μικρότερο σημείο μάζας είναι πιο δύσκολο να αφαιρεθεί.
② Υγρή βρωμιά
Η υγρή βρωμιά είναι ως επί το πλείστον ελαιοδιαλυτή, συμπεριλαμβανομένων των φυτικών και ζωικών ελαίων, των λιπαρών οξέων, των λιπαρών αλκοολών, των ορυκτελαίων και των οξειδίων τους. Μεταξύ αυτών, μπορεί να συμβεί σαπωνοποίηση φυτικών και ζωικών ελαίων, λιπαρών οξέων και αλκαλίων, ενώ οι λιπαρές αλκοόλες, τα ορυκτέλαια δεν σαπωνοποιούνται από αλκάλια, αλλά μπορούν να είναι διαλυτά σε αλκοόλες, αιθέρες και οργανικούς διαλύτες υδρογονάνθρακα και γαλακτωματοποίηση και διασπορά διαλύματος απορρυπαντικού. Οι ελαιοδιαλυτές υγρές ακαθαρσίες έχουν γενικά ισχυρή δύναμη με τα είδη από ίνες και προσροφούνται πιο σταθερά στις ίνες.
③ Ειδική βρωμιά
Η ειδική βρωμιά περιλαμβάνει πρωτεΐνες, άμυλο, αίμα, ανθρώπινες εκκρίσεις όπως ιδρώτας, σμήγμα, ούρα και χυμό φρούτων και χυμό τσαγιού. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του τύπου βρωμιάς μπορεί να απορροφηθεί χημικά και έντονα σε είδη ινών. Ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να πλυθεί.
Οι διάφοροι τύποι βρωμιάς σπάνια βρίσκονται μόνοι τους, αλλά συχνά αναμιγνύονται μεταξύ τους και προσροφούνται στο αντικείμενο. Η βρωμιά μερικές φορές μπορεί να οξειδωθεί, να αποσυντεθεί ή να αποσυντεθεί υπό εξωτερικές επιρροές, δημιουργώντας έτσι νέα βρωμιά.
(2) Προσκόλληση βρωμιάς
Ρούχα, χέρια κ.λπ. μπορεί να λερωθούν επειδή υπάρχει κάποιο είδος αλληλεπίδρασης μεταξύ του αντικειμένου και της βρωμιάς. Η βρωμιά προσκολλάται στα αντικείμενα με διάφορους τρόπους, αλλά δεν υπάρχει τίποτα περισσότερο από φυσικές και χημικές προσκολλήσεις.
① Η προσκόλληση αιθάλης, σκόνης, λάσπης, άμμου και κάρβουνου στα ρούχα είναι μια φυσική πρόσφυση. Σε γενικές γραμμές, μέσω αυτής της πρόσφυσης της βρωμιάς, και ο ρόλος μεταξύ του λεκιασμένου αντικειμένου είναι σχετικά αδύναμος, η αφαίρεση της βρωμιάς είναι επίσης σχετικά εύκολη. Σύμφωνα με τις διαφορετικές δυνάμεις, η φυσική πρόσφυση της βρωμιάς μπορεί να χωριστεί σε μηχανική πρόσφυση και ηλεκτροστατική πρόσφυση.
Α: Μηχανική πρόσφυση
Αυτός ο τύπος πρόσφυσης αναφέρεται κυρίως στην πρόσφυση ορισμένων στερεών ρύπων (π.χ. σκόνης, λάσπης και άμμου). Η μηχανική πρόσφυση είναι μια από τις πιο αδύναμες μορφές πρόσφυσης της βρωμιάς και μπορεί να αφαιρεθεί σχεδόν με καθαρά μηχανικά μέσα, αλλά όταν η βρωμιά είναι μικρή (<0,1um), είναι πιο δύσκολο να αφαιρεθεί.
Β: Ηλεκτροστατική πρόσφυση
Η ηλεκτροστατική πρόσφυση εκδηλώνεται κυρίως στη δράση των φορτισμένων σωματιδίων βρωμιάς σε αντίθετα φορτισμένα αντικείμενα. Τα περισσότερα ινώδη αντικείμενα είναι αρνητικά φορτισμένα στο νερό και μπορούν εύκολα να προσκολληθούν από ορισμένες θετικά φορτισμένες βρωμιές, όπως οι τύποι ασβέστη. Κάποια βρωμιά, αν και αρνητικά φορτισμένα, όπως τα σωματίδια αιθάλης σε υδατικά διαλύματα, μπορούν να προσκολληθούν στις ίνες μέσω ιοντικών γεφυρών (ιόντα μεταξύ πολλαπλών αντίθετα φορτισμένων αντικειμένων, που δρουν μαζί με αυτά κατά τρόπο γέφυρα) που σχηματίζονται από θετικά ιόντα στο νερό (π.χ. , Ca2+, Mg2+ κ.λπ.).
Η ηλεκτροστατική δράση είναι ισχυρότερη από την απλή μηχανική δράση, καθιστώντας την αφαίρεση ρύπων σχετικά δύσκολη.
② Χημική πρόσφυση
Η χημική πρόσφυση αναφέρεται στο φαινόμενο της βρωμιάς που επιδρά σε ένα αντικείμενο μέσω χημικών ή δεσμών υδρογόνου. Για παράδειγμα, πολικές στερεές βρωμιές, πρωτεΐνες, σκουριά και άλλη πρόσφυση σε είδη ινών, οι ίνες περιέχουν καρβοξυλ, υδροξύλιο, αμίδιο και άλλες ομάδες, αυτές οι ομάδες και λιπαρά οξέα λιπαρών ακαθαρσιών, οι λιπαρές αλκοόλες είναι εύκολο να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Οι χημικές δυνάμεις είναι γενικά ισχυρές και η βρωμιά είναι επομένως πιο σταθερά συνδεδεμένη με το αντικείμενο. Αυτός ο τύπος βρωμιάς είναι δύσκολο να αφαιρεθεί με τις συνήθεις μεθόδους και απαιτεί ειδικές μεθόδους για την αντιμετώπισή του.
Ο βαθμός πρόσφυσης της βρωμιάς σχετίζεται με τη φύση της ίδιας της βρωμιάς και τη φύση του αντικειμένου στο οποίο έχει προσκολληθεί. Γενικά, τα σωματίδια προσκολλώνται εύκολα σε ινώδη αντικείμενα. Όσο μικρότερη είναι η υφή της στερεής βρωμιάς, τόσο ισχυρότερη είναι η πρόσφυση. Η πολική βρωμιά σε υδρόφιλα αντικείμενα όπως το βαμβάκι και το γυαλί προσκολλάται πιο έντονα από τη μη πολική βρωμιά. Η μη πολική βρωμιά προσκολλάται πιο έντονα από την πολική βρωμιά, όπως τα πολικά λίπη, η σκόνη και ο πηλός, και είναι λιγότερο εύκολο να αφαιρεθεί και να καθαριστεί.
(3) Μηχανισμός αφαίρεσης βρωμιάς
Ο σκοπός του πλυσίματος είναι να απομακρύνει τη βρωμιά. Σε ένα μέσο ορισμένης θερμοκρασίας (κυρίως νερό). Χρησιμοποιώντας τις διάφορες φυσικές και χημικές επιδράσεις του απορρυπαντικού για την αποδυνάμωση ή την εξάλειψη της επίδρασης της βρωμιάς και των πλυμένων αντικειμένων, υπό την επίδραση ορισμένων μηχανικών δυνάμεων (όπως τρίψιμο χεριών, ανάδευση του πλυντηρίου, πρόσκρουση νερού), έτσι ώστε η βρωμιά και τα πλυμένα αντικείμενα από το σκοπό της απορρύπανσης.
① Μηχανισμός αφαίρεσης υγρών ρύπων
Α: Διαβροχή
Η ρύπανση σε υγρή μορφή είναι ως επί το πλείστον με βάση το λάδι. Οι λεκέδες λαδιού βρέχουν τα περισσότερα ινώδη αντικείμενα και απλώνονται περισσότερο ή λιγότερο ως φιλμ λαδιού στην επιφάνεια του ινώδους υλικού. Το πρώτο βήμα στη δράση πλύσης είναι η διαβροχή της επιφάνειας από το υγρό πλυσίματος. Για λόγους απεικόνισης, η επιφάνεια μιας ίνας μπορεί να θεωρηθεί ως μια λεία στερεή επιφάνεια.
Β: Μηχανισμός αποκόλλησης λαδιού - μπούκλας
Το δεύτερο βήμα στη δράση πλύσης είναι η αφαίρεση λαδιού και λίπους, η απομάκρυνση της υγρής βρωμιάς επιτυγχάνεται με ένα είδος κουλούρας. Η υγρή βρωμιά υπήρχε αρχικά στην επιφάνεια με τη μορφή μιας μεμβράνης απλωμένου λαδιού και κάτω από το προτιμώμενο αποτέλεσμα διαβροχής του υγρού πλυσίματος στη στερεά επιφάνεια (δηλαδή στην επιφάνεια των ινών), κουλουριάστηκε σε σφαιρίδια λαδιού βήμα προς βήμα, τα οποία αντικαταστάθηκαν από το υγρό πλυσίματος και τελικά άφησαν την επιφάνεια υπό ορισμένες εξωτερικές δυνάμεις.
② Μηχανισμός απομάκρυνσης στερεών ρύπων
Η απομάκρυνση της υγρής βρωμιάς γίνεται κυρίως μέσω της προτιμησιακής διαβροχής του φορέα ακαθαρσιών από το διάλυμα πλύσης, ενώ ο μηχανισμός απομάκρυνσης των στερεών ακαθαρσιών είναι διαφορετικός, όπου η διαδικασία πλύσης αφορά κυρίως τη διαβροχή της μάζας της βρωμιάς και της επιφάνειας φορέα της από το πλύσιμο. διάλυμα. Λόγω της προσρόφησης επιφανειοδραστικών ουσιών στη στερεή βρωμιά και στην επιφάνεια φορέα της, η αλληλεπίδραση μεταξύ της βρωμιάς και της επιφάνειας μειώνεται και η αντοχή πρόσφυσης της μάζας βρωμιάς στην επιφάνεια μειώνεται, επομένως η μάζα ρύπων απομακρύνεται εύκολα από την επιφάνεια του ο μεταφορέας.
Επιπλέον, η προσρόφηση επιφανειοδραστικών ουσιών, ιδιαίτερα ιοντικών επιφανειοδραστικών, στην επιφάνεια της στερεάς βρωμιάς και του φορέα της έχει τη δυνατότητα να αυξήσει το δυναμικό επιφάνειας στην επιφάνεια της στερεάς βρωμιάς και του φορέα της, γεγονός που ευνοεί περισσότερο την απομάκρυνση της βρωμιά. Οι συμπαγείς ή γενικά ινώδεις επιφάνειες είναι συνήθως αρνητικά φορτισμένες σε υδατικά μέσα και επομένως μπορούν να σχηματίσουν διάχυτα διπλά ηλεκτρονικά στρώματα σε μάζες ακαθαρσιών ή σε στερεές επιφάνειες. Λόγω της απώθησης ομοιογενών φορτίων, η πρόσφυση των σωματιδίων βρωμιάς στο νερό στη στερεά επιφάνεια εξασθενεί. Όταν προστίθεται ένα ανιονικό επιφανειοδραστικό, επειδή μπορεί ταυτόχρονα να αυξήσει το αρνητικό επιφανειακό δυναμικό του σωματιδίου βρωμιάς και της στερεάς επιφάνειας, η απώθηση μεταξύ τους ενισχύεται, η δύναμη πρόσφυσης του σωματιδίου μειώνεται και η βρωμιά αφαιρείται ευκολότερα .
Τα μη ιονικά επιφανειοδραστικά απορροφώνται σε γενικά φορτισμένες στερεές επιφάνειες και παρόλο που δεν αλλάζουν σημαντικά το δυναμικό διεπιφάνειας, τα προσροφημένα μη ιονικά επιφανειοδραστικά τείνουν να σχηματίζουν ένα ορισμένο πάχος προσροφημένης στρώσης στην επιφάνεια που βοηθά στην αποφυγή επανααπόθεσης ρύπων.
Στην περίπτωση των κατιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών, η προσρόφησή τους μειώνει ή εξαλείφει το αρνητικό επιφανειακό δυναμικό της μάζας βρωμιάς και της επιφάνειας φορέα της, γεγονός που μειώνει την απώθηση μεταξύ της βρωμιάς και της επιφάνειας και επομένως δεν ευνοεί την αφαίρεση ρύπων. Επιπλέον, μετά την προσρόφηση στη στερεά επιφάνεια, τα κατιονικά επιφανειοδραστικά τείνουν να μετατρέπουν τη στερεά επιφάνεια υδρόφοβη και επομένως δεν ευνοούν την επιφανειακή διαβροχή και επομένως το πλύσιμο.
③ Απομάκρυνση ειδικών εδαφών
Πρωτεΐνες, άμυλο, ανθρώπινες εκκρίσεις, χυμός φρούτων, χυμός τσαγιού και άλλες τέτοιες βρωμιές είναι δύσκολο να αφαιρεθούν με κανονικές επιφανειοδραστικές ουσίες και απαιτούν ειδική επεξεργασία.
Οι πρωτεϊνικοί λεκέδες όπως η κρέμα, τα αυγά, το αίμα, το γάλα και τα περιττώματα του δέρματος τείνουν να πήζουν στις ίνες και να εκφυλίζονται και να αποκτούν ισχυρότερη πρόσφυση. Η ρύπανση των πρωτεϊνών μπορεί να αφαιρεθεί με τη χρήση πρωτεασών. Το ένζυμο πρωτεάση διασπά τις πρωτεΐνες στη βρωμιά σε υδατοδιαλυτά αμινοξέα ή ολιγοπεπτίδια.
Οι λεκέδες από άμυλο προέρχονται κυρίως από τρόφιμα, άλλα όπως σάλτσα, κόλλα κ.λπ. Η αμυλάση έχει καταλυτική επίδραση στην υδρόλυση των λεκέδων αμύλου, προκαλώντας τη διάσπαση του αμύλου σε σάκχαρα.
Η λιπάση καταλύει την αποσύνθεση των τριγλυκεριδίων, τα οποία είναι δύσκολο να αφαιρεθούν με κανονικές μεθόδους, όπως το σμήγμα και τα βρώσιμα έλαια, και τα διασπά σε διαλυτή γλυκερίνη και λιπαρά οξέα.
Ορισμένοι χρωματιστοί λεκέδες από χυμούς φρούτων, χυμούς τσαγιού, μελάνια, κραγιόν κ.λπ. είναι συχνά δύσκολο να καθαριστούν σχολαστικά ακόμα και μετά από επαναλαμβανόμενο πλύσιμο. Αυτοί οι λεκέδες μπορούν να αφαιρεθούν με μια αντίδραση οξειδοαναγωγής με έναν οξειδωτικό ή αναγωγικό παράγοντα, όπως το λευκαντικό, το οποίο καταστρέφει τη δομή των ομάδων που δημιουργούν χρώμα ή τις βοηθητικές ομάδες και τις αποικοδομεί σε μικρότερα υδατοδιαλυτά συστατικά.
(4) Μηχανισμός αφαίρεσης λεκέδων στεγνού καθαρισμού
Τα παραπάνω αφορούν στην πραγματικότητα το νερό ως μέσο πλύσης. Στην πραγματικότητα, λόγω των διαφορετικών τύπων ρούχων και της δομής, ορισμένα ρούχα που χρησιμοποιούν πλύσιμο με νερό δεν είναι βολικά ή δεν καθαρίζονται εύκολα, μερικά ρούχα μετά το πλύσιμο ή ακόμη και παραμόρφωση, ξεθώριασμα κ.λπ., για παράδειγμα: οι περισσότερες φυσικές ίνες απορροφούν νερό και εύκολο να φουσκώσει, και να στεγνώσει και να συρρικνωθεί εύκολα, έτσι μετά το πλύσιμο θα παραμορφωθεί. Με το πλύσιμο των προϊόντων από μαλλί, επίσης, συχνά εμφανίζεται φαινόμενο συρρίκνωσης, ορισμένα μάλλινα προϊόντα με το πλύσιμο του νερού είναι επίσης εύκολο να πασσαλώνετε, αλλαγή χρώματος? Η αίσθηση ορισμένων χεριών μεταξωτών γίνεται χειρότερη μετά το πλύσιμο και χάνουν τη λάμψη τους. Για αυτά τα ρούχα χρησιμοποιήστε συχνά τη μέθοδο στεγνού καθαρισμού για την απολύμανση. Το λεγόμενο στεγνό καθάρισμα γενικά αναφέρεται στη μέθοδο πλύσης σε οργανικούς διαλύτες, ειδικά σε μη πολικούς διαλύτες.
Το στεγνό καθάρισμα είναι μια πιο ήπια μορφή πλυσίματος από το πλύσιμο με νερό. Επειδή το στεγνό καθάρισμα δεν απαιτεί μεγάλη μηχανική δράση, δεν προκαλεί φθορά, ζάρες και παραμόρφωση στα ρούχα, ενώ τα στεγνά καθαριστικά, σε αντίθεση με το νερό, σπάνια προκαλούν διαστολή και συστολή. Εφόσον η τεχνολογία χρησιμοποιείται σωστά, τα ρούχα μπορούν να καθαριστούν με στεγνό καθάρισμα χωρίς παραμόρφωση, ξεθώριασμα χρώματος και παρατεταμένη διάρκεια ζωής.
Όσον αφορά το στεγνό καθάρισμα, υπάρχουν τρεις μεγάλοι τύποι βρωμιάς.
①Ελαιοδιαλυτή βρωμιά Η λαδοδιαλυτή βρωμιά περιλαμβάνει όλα τα είδη λαδιού και γράσου, τα οποία είναι υγρά ή λιπαρά και μπορούν να διαλυθούν σε διαλύτες στεγνού καθαρισμού.
②Υδατοδιαλυτή βρωμιά Η υδατοδιαλυτή βρωμιά είναι διαλυτή σε υδατικά διαλύματα, αλλά όχι σε μέσα στεγνού καθαρισμού, απορροφάται στα ρούχα σε υδατική κατάσταση, το νερό εξατμίζεται μετά την καθίζηση κοκκωδών στερεών, όπως ανόργανα άλατα, άμυλο, πρωτεΐνες κ.λπ.
③ Αδιάλυτη βρωμιά σε λάδι και νερό Η αδιάλυτη βρωμιά σε λάδι και νερό δεν είναι ούτε διαλυτή στο νερό ούτε διαλυτή σε διαλύτες στεγνού καθαρισμού, όπως αιθάλη, πυριτικά από διάφορα μέταλλα και οξείδια κ.λπ.
Λόγω της διαφορετικής φύσης των διαφόρων τύπων βρωμιάς, υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι αφαίρεσης βρωμιάς στη διαδικασία στεγνού καθαρισμού. Τα ελαιοδιαλυτά εδάφη, όπως τα ζωικά και φυτικά έλαια, τα ορυκτέλαια και τα λίπη, είναι εύκολα διαλυτά σε οργανικούς διαλύτες και μπορούν να αφαιρεθούν ευκολότερα στο στεγνό καθάρισμα. Η εξαιρετική διαλυτότητα των διαλυτών στεγνού καθαρισμού για λάδια και γράσα προέρχεται ουσιαστικά από τις δυνάμεις van der Walls μεταξύ των μορίων.
Για την απομάκρυνση υδατοδιαλυτών ρύπων όπως ανόργανα άλατα, σάκχαρα, πρωτεΐνες και ιδρώτας, πρέπει επίσης να προστεθεί η σωστή ποσότητα νερού στο στεγνό καθάρισμα, διαφορετικά η υδατοδιαλυτή βρωμιά είναι δύσκολο να αφαιρεθεί από τα ρούχα. Ωστόσο, το νερό είναι δύσκολο να διαλυθεί στο μέσο στεγνού καθαρισμού, επομένως για να αυξήσετε την ποσότητα του νερού, πρέπει επίσης να προσθέσετε επιφανειοδραστικές ουσίες. Η παρουσία νερού στο μέσο στεγνού καθαρισμού μπορεί να κάνει την επιφάνεια της βρωμιάς και των ρούχων ενυδατωμένη, έτσι ώστε να είναι εύκολη η αλληλεπίδραση με τις πολικές ομάδες επιφανειοδραστικών, γεγονός που ευνοεί την προσρόφηση επιφανειοδραστικών ουσιών στην επιφάνεια. Επιπλέον, όταν τα επιφανειοδραστικά σχηματίζουν μικκύλια, η υδατοδιαλυτή βρωμιά και το νερό μπορούν να διαλυτοποιηθούν στα μικκύλια. Εκτός από την αύξηση της περιεκτικότητας σε νερό του διαλύτη στεγνού καθαρισμού, οι επιφανειοδραστικές ουσίες μπορούν επίσης να διαδραματίσουν ρόλο στην πρόληψη της επανααπόθεσης ρύπων για να ενισχύσουν το αποτέλεσμα απολύμανσης.
Η παρουσία μικρής ποσότητας νερού είναι απαραίτητη για την απομάκρυνση των υδατοδιαλυτών ρύπων, αλλά το πολύ νερό μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση και ζάρες σε ορισμένα ρούχα, επομένως η ποσότητα νερού στο στεγνό καθάρισμα πρέπει να είναι μέτρια.
Η βρωμιά που δεν είναι ούτε υδατοδιαλυτή ούτε ελαιοδιαλυτή, στερεά σωματίδια όπως τέφρα, λάσπη, γη και αιθάλη, προσκολλάται γενικά στο ρούχο με ηλεκτροστατικές δυνάμεις ή σε συνδυασμό με λάδι. Στο στεγνό καθάρισμα, η ροή του διαλύτη, η κρούση μπορεί να κάνει την ηλεκτροστατική δύναμη απορρόφησης της βρωμιάς και το στεγνό καθάρισμα μπορεί να διαλύσει το λάδι, έτσι ώστε ο συνδυασμός λαδιού και βρωμιάς να προσκολληθεί στα ρούχα των στερεών σωματιδίων στο στεγνό -Καθαριστικό, παράγοντας στεγνού καθαρισμού σε μικρή ποσότητα νερού και επιφανειοδραστικών, έτσι ώστε εκείνα από τα στερεά σωματίδια βρωμιάς να μπορούν να είναι σταθερά εναιώρημα, διασπορά, για να αποφευχθεί η εκ νέου εναπόθεσή του στα ρούχα.
(5) Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση του πλυσίματος
Η κατευθυντική προσρόφηση επιφανειοδραστικών στη διεπιφάνεια και η μείωση της επιφανειακής (διεπιφανειακής) τάσης είναι οι κύριοι παράγοντες για την απομάκρυνση υγρών ή στερεών ρύπων. Ωστόσο, η διαδικασία πλύσης είναι πολύπλοκη και το αποτέλεσμα πλύσης, ακόμη και με τον ίδιο τύπο απορρυπαντικού, επηρεάζεται από πολλούς άλλους παράγοντες. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τη συγκέντρωση του απορρυπαντικού, τη θερμοκρασία, τη φύση του λερώματος, τον τύπο της ίνας και τη δομή του υφάσματος.
① Συγκέντρωση τασιενεργού
Τα μικκύλια των επιφανειοδραστικών ουσιών στο διάλυμα παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία πλύσης. Όταν η συγκέντρωση φτάσει στην κρίσιμη συγκέντρωση μικκυλίου (CMC), το αποτέλεσμα πλύσης αυξάνεται απότομα. Επομένως, η συγκέντρωση του απορρυπαντικού στο διαλύτη θα πρέπει να είναι υψηλότερη από την τιμή CMC για να έχει καλό αποτέλεσμα πλύσης. Ωστόσο, όταν η συγκέντρωση της επιφανειοδραστικής ουσίας είναι υψηλότερη από την τιμή CMC, η σταδιακή αύξηση στο αποτέλεσμα πλύσης δεν είναι εμφανής και δεν είναι απαραίτητο να αυξηθεί υπερβολικά η συγκέντρωση της επιφανειοδραστικής ουσίας.
Κατά την αφαίρεση λαδιού με διαλυτοποίηση, το αποτέλεσμα διαλυτοποίησης αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης επιφανειοδραστικού, ακόμη και όταν η συγκέντρωση είναι πάνω από το CMC. Αυτή τη στιγμή, συνιστάται η χρήση απορρυπαντικού με τοπικό κεντρικό τρόπο. Για παράδειγμα, εάν υπάρχει πολλή βρωμιά στις μανσέτες και τον γιακά ενός ρούχου, μπορεί να εφαρμοστεί ένα στρώμα απορρυπαντικού κατά το πλύσιμο για να αυξηθεί η διαλυτοποιητική δράση του επιφανειοδραστικού στο λάδι.
②Η θερμοκρασία έχει πολύ σημαντική επίδραση στη δράση απολύμανσης. Γενικά, η αύξηση της θερμοκρασίας διευκολύνει την απομάκρυνση της βρωμιάς, αλλά μερικές φορές μια πολύ υψηλή θερμοκρασία μπορεί επίσης να προκαλέσει μειονεκτήματα.
Η αύξηση της θερμοκρασίας διευκολύνει τη διάχυση της βρωμιάς, το στερεό γράσο γαλακτωματοποιείται εύκολα σε θερμοκρασίες πάνω από το σημείο τήξης του και οι ίνες αυξάνουν το πρήξιμο λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας, τα οποία διευκολύνουν την απομάκρυνση της βρωμιάς. Ωστόσο, για τα συμπαγή υφάσματα, τα μικροδιάκενα μεταξύ των ινών μειώνονται καθώς οι ίνες διαστέλλονται, κάτι που είναι επιζήμιο για την απομάκρυνση της βρωμιάς.
Οι αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζουν επίσης τη διαλυτότητα, την τιμή CMC και το μέγεθος των μικκυλίων των επιφανειοδραστικών, επηρεάζοντας έτσι το αποτέλεσμα πλύσης. Η διαλυτότητα των επιφανειοδραστικών με μακριές αλυσίδες άνθρακα είναι χαμηλή σε χαμηλές θερμοκρασίες και μερικές φορές η διαλυτότητα είναι ακόμη χαμηλότερη από την τιμή CMC, επομένως η θερμοκρασία πλύσης θα πρέπει να αυξηθεί κατάλληλα. Η επίδραση της θερμοκρασίας στην τιμή CMC και στο μέγεθος των μικκυλίων είναι διαφορετική για ιοντικές και μη ιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες. Για τα ιοντικά τασιενεργά, μια αύξηση της θερμοκρασίας γενικά αυξάνει την τιμή CMC και μειώνει το μέγεθος των μικκυλίων, πράγμα που σημαίνει ότι η συγκέντρωση της επιφανειοδραστικής ουσίας στο διάλυμα πλύσης πρέπει να αυξηθεί. Για τα μη ιονικά τασιενεργά, μια αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε μείωση της τιμής CMC και σημαντική αύξηση του όγκου των μικκυλίων, επομένως είναι σαφές ότι μια κατάλληλη αύξηση της θερμοκρασίας θα βοηθήσει το μη ιονικό επιφανειοδραστικό να ασκήσει την επιφανειοδραστική του δράση . Ωστόσο, η θερμοκρασία δεν πρέπει να υπερβαίνει το σημείο νέφους της.
Εν ολίγοις, η βέλτιστη θερμοκρασία πλύσης εξαρτάται από τη σύνθεση του απορρυπαντικού και το αντικείμενο που πλένεται. Ορισμένα απορρυπαντικά έχουν καλή απορρυπαντική δράση σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ άλλα έχουν πολύ διαφορετική απορρυπαντική δράση μεταξύ κρύου και ζεστού πλυσίματος.
③ Αφρός
Είναι σύνηθες να συγχέουμε την ισχύ αφρισμού με το αποτέλεσμα πλύσης, πιστεύοντας ότι τα απορρυπαντικά με υψηλή ισχύ αφρισμού έχουν καλό αποτέλεσμα πλύσης. Έρευνες έχουν δείξει ότι δεν υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ του αποτελέσματος πλύσης και της ποσότητας του αφρού. Για παράδειγμα, το πλύσιμο με απορρυπαντικά χαμηλού αφρού δεν είναι λιγότερο αποτελεσματικό από το πλύσιμο με απορρυπαντικά με υψηλό αφρισμό.
Αν και ο αφρός δεν σχετίζεται άμεσα με το πλύσιμο, υπάρχουν περιπτώσεις που βοηθά στην απομάκρυνση της βρωμιάς, για παράδειγμα, όταν πλένετε τα πιάτα στο χέρι. Κατά το τρίψιμο των χαλιών, ο αφρός μπορεί επίσης να αφαιρέσει τη σκόνη και άλλα στερεά σωματίδια βρωμιάς, η βρωμιά χαλιών αντιπροσωπεύει μεγάλο ποσοστό σκόνης, επομένως τα καθαριστικά χαλιών θα πρέπει να έχουν μια ορισμένη ικανότητα αφρισμού.
Η ισχύς αφρισμού είναι επίσης σημαντική για τα σαμπουάν, όπου ο λεπτός αφρός που παράγεται από το υγρό κατά το λούσιμο ή το μπάνιο αφήνει τα μαλλιά να λιπαίνονται και να αισθάνονται άνετα.
④ Ποικιλίες ινών και φυσικές ιδιότητες των υφασμάτων
Εκτός από τη χημική δομή των ινών, η οποία επηρεάζει την πρόσφυση και την απομάκρυνση της βρωμιάς, η εμφάνιση των ινών και η οργάνωση του νήματος και του υφάσματος επηρεάζουν την ευκολία απομάκρυνσης της βρωμιάς.
Τα λέπια των ινών μαλλιού και οι καμπύλες επίπεδες κορδέλες από βαμβακερές ίνες είναι πιο πιθανό να συσσωρεύουν βρωμιά από τις λείες ίνες. Για παράδειγμα, η αιθάλη που λερώνεται σε μεμβράνες κυτταρίνης (μεμβράνες βισκόζης) αφαιρείται εύκολα, ενώ η αιθάλη που λερώνεται σε βαμβακερά υφάσματα είναι δύσκολο να ξεπλυθεί. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ότι τα υφάσματα με κοντές ίνες από πολυεστέρα είναι πιο επιρρεπή να συσσωρεύουν λεκέδες λαδιού από τα υφάσματα με μακριές ίνες και οι λεκέδες από λάδι σε υφάσματα με κοντές ίνες είναι επίσης πιο δύσκολο να αφαιρεθούν από τους λεκέδες λαδιού σε υφάσματα με μακριές ίνες.
Τα σφιχτά στριμμένα νήματα και τα σφιχτά υφάσματα, λόγω του μικρού κενού μεταξύ των ινών, μπορούν να αντισταθούν στην εισβολή της βρωμιάς, αλλά το ίδιο μπορεί επίσης να εμποδίσει το υγρό πλυσίματος να αποκλείσει την εσωτερική βρωμιά, έτσι τα σφιχτά υφάσματα αρχίζουν να αντιστέκονται καλά στη βρωμιά, αλλά μόλις λερωθούν το πλύσιμο είναι επίσης πιο δύσκολο.
⑤ Σκληρότητα νερού
Η συγκέντρωση ιόντων Ca2+, Mg2+ και άλλων μεταλλικών ιόντων στο νερό έχει μεγάλη επίδραση στο αποτέλεσμα πλύσης, ειδικά όταν τα ανιονικά τασιενεργά συναντούν ιόντα Ca2+ και Mg2+ που σχηματίζουν άλατα ασβεστίου και μαγνησίου που είναι λιγότερο διαλυτά και μειώνουν την απορρυπαντικότητά τους. Στο σκληρό νερό, ακόμα κι αν η συγκέντρωση του επιφανειοδραστικού είναι υψηλή, η απορρυπαντικότητα είναι ακόμα πολύ χειρότερη από ό,τι στην απόσταξη. Για να έχει η επιφανειοδραστική ουσία το καλύτερο αποτέλεσμα πλύσης, η συγκέντρωση των ιόντων Ca2+ στο νερό θα πρέπει να μειωθεί σε 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 σε 0,1 mg/L) ή λιγότερο. Αυτό απαιτεί την προσθήκη διαφόρων μαλακτικών στο απορρυπαντικό.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-25-2022