Die krimpkrag van enige lengte-eenheid op die oppervlak van die vloeistof word die oppervlakspanning genoem, en die eenheid is N.·m-1.
Die eienskap om die oppervlakspanning van die oplosmiddel te verminder, word oppervlakaktiwiteit genoem, en 'n stof met hierdie eienskap word 'n oppervlakaktiewe stof genoem.
Die oppervlak-aktiewe stof wat molekules in waterige oplossing kan bind en miselle en ander assosiasies kan vorm, en hoë oppervlakaktiwiteit het, terwyl dit ook die effek het van benatting, emulgeer, skuim, was, ens., word oppervlakaktiewe middel genoem.
Oppervlakaktiewe middel is organiese verbindings met spesiale struktuur en eienskappe, wat die grensvlakspanning tussen twee fases of die oppervlakspanning van vloeistowwe (gewoonlik water) aansienlik kan verander met benatting, skuim, emulgering, was en ander eienskappe.
Wat struktuur betref, het oppervlakaktiewe middels 'n gemeenskaplike kenmerk deurdat hulle twee groepe van verskillende aard in hul molekules bevat. Aan die een kant is 'n lang ketting van nie-polêre groepe, oplosbaar in olie en onoplosbaar in water, ook bekend as hidrofobiese groep of waterafstotende groep. So 'n waterafstotende groep is oor die algemeen lang kettings van koolwaterstowwe, soms ook vir organiese fluoor, silikon, organofosfaat, organotin ketting, ens. Aan die ander kant is wateroplosbare groep, 'n hidrofiliese groep of olie-afstotende groep. Die hidrofiele groep moet voldoende hidrofiel wees om te verseker dat hele oppervlakaktiewe middels oplosbaar is in water en die nodige oplosbaarheid het. Aangesien oppervlakaktiewe stowwe hidrofiele en hidrofobiese groepe bevat, kan hulle oplosbaar wees in ten minste een van die vloeistoffases. Hierdie hidrofiele en lipofiele eienskap van oppervlakaktiewe middel word amfifilisiteit genoem.
Oppervlakaktiewe middel is 'n soort amfifiliese molekules met beide hidrofobiese en hidrofiele groepe. Hidrofobe groepe oppervlakaktiewe stowwe bestaan gewoonlik uit langketting koolwaterstowwe, soos reguit-ketting alkiel C8~C20, vertakte ketting alkiel C8~C20, alkielfeniel (alkielkoolstof tomgetal is 8~16) en dies meer. Die verskil wat klein is tussen hidrofobiese groepe is hoofsaaklik in die strukturele veranderinge van koolwaterstofkettings. En die tipes hidrofiele groepe is meer, so die eienskappe van oppervlakaktiewe stowwe is hoofsaaklik verwant aan hidrofiele groepe, benewens die grootte en vorm van hidrofobiese groepe. Die strukturele veranderinge van hidrofiele groepe is groter as dié van hidrofobiese groepe, dus is die klassifikasie van oppervlakaktiewe middels gewoonlik gebaseer op die struktuur van hidrofiele groepe. Hierdie klassifikasie is gebaseer op of die hidrofiliese groep ionies is of nie, en dit word verdeel in anioniese, kationiese, nie-ioniese, zwitterioniese en ander spesiale tipes oppervlakaktiewe stowwe.
① Adsorpsie van oppervlakaktiewe middels by die koppelvlak
Oppervlakaktiewe molekules is amfifiele molekules wat beide lipofiele en hidrofiliese groepe het. Wanneer die oppervlakaktiewe middel in water opgelos word, word die hidrofiele groep daarvan aangetrokke tot water en los dit op in water, terwyl sy lipofiele groep deur water afgestoot word en water laat, wat lei tot die adsorpsie van oppervlakaktiewe stofmolekules (of -ione) op die raakvlak van die twee fases , wat die grensvlakspanning tussen die twee fases verminder. Hoe meer oppervlakaktiewe molekules (of ione) by die raakvlak geadsorbeer word, hoe groter is die vermindering in grensvlakspanning.
② Sommige eienskappe van adsorpsie membraan
Oppervlakdruk van adsorpsie membraan: Oppervlakaktiewe adsorpsie by die gas-vloeistof koppelvlak om 'n adsorpsie membraan te vorm, soos plaas 'n wrywinglose verwyderbare drywende vel op die koppelvlak, die drywende vel stoot die adsorberende membraan langs die oplossing oppervlak, en die membraan genereer 'n druk op die drywende vel, wat oppervlakdruk genoem word.
Oppervlakviskositeit: Soos oppervlakdruk, is oppervlakviskositeit 'n eienskap wat deur onoplosbare molekulêre membraan vertoon word. Opgehang deur 'n fyn metaal draad platinum ring, sodat sy vlak kontak met die water oppervlak van die tenk, draai die platinum ring, die platinum ring deur die viskositeit van die water hindernis, die amplitude geleidelik verval, waarvolgens die oppervlak viskositeit kan word gemeet. Die metode is: eerstens word die eksperiment op die suiwer wateroppervlak uitgevoer om die amplitudeverval te meet, en dan word die verval na die vorming van die oppervlakmembraan gemeet, en die viskositeit van die oppervlakmembraan word afgelei van die verskil tussen die twee .
Die oppervlakviskositeit is nou verwant aan die soliditeit van die oppervlakmembraan, en aangesien die adsorpsiemembraan oppervlakdruk en viskositeit het, moet dit elastisiteit hê. Hoe hoër die oppervlakdruk en hoe hoër die viskositeit van die geadsorbeerde membraan, hoe hoër is sy elastiese modulus. Die elastiese modulus van die oppervlak adsorpsie membraan is belangrik in die proses van borrel stabilisering.
③ Vorming van miselle
Verdunde oplossings van oppervlakaktiewe middels gehoorsaam die wette gevolg deur ideale oplossings. Die hoeveelheid oppervlakaktiewe middel wat op die oppervlak van die oplossing geadsorbeer word, neem toe met die konsentrasie van die oplossing, en wanneer die konsentrasie 'n sekere waarde bereik of oorskry, neem die hoeveelheid adsorpsie nie meer toe nie, en hierdie oortollige oppervlakaktiewe molekules is lukraak in die oplossing manier of op 'n gereelde manier. Beide praktyk en teorie toon dat hulle assosiasies in oplossing vorm, en hierdie assosiasies word micelle genoem.
Kritiese miselkonsentrasie (CMC): Die minimum konsentrasie waarby benattingsmiddels micelle in oplossing vorm, word die kritieke miselkonsentrasie genoem.
④ CMC-waardes van algemene oppervlakaktiewe stowwe.
HLB is die afkorting van hidrofiel lipofiel balans, wat die hidrofiele en lipofiele balans van die hidrofiele en lipofiele groepe van die benatter aandui, dit wil sê die HLB-waarde van die benatter. 'n Groot HLB-waarde dui op 'n molekule met sterk hidrofilisiteit en swak lipofilisiteit; omgekeerd, sterk lipofilisiteit en swak hidrofilisiteit.
① Bepalings van HLB-waarde
Die HLB-waarde is 'n relatiewe waarde, dus wanneer die HLB-waarde ontwikkel word, as 'n standaard, word die HLB-waarde van paraffienwas, wat geen hidrofiele eienskappe het nie, gespesifiseer as 0, terwyl die HLB-waarde van natriumdodesielsulfaat, wat is meer wateroplosbaar, is 40. Daarom is die HLB-waarde van oppervlakaktiewe middels oor die algemeen binne die reeks van 1 tot 40. Oor die algemeen is emulgatoren met HLB-waardes minder as 10 lipofiel, terwyl dié groter as 10 hidrofilies is. Die draaipunt van lipofiel na hidrofiel is dus ongeveer 10.
Gebaseer op die HLB-waardes van oppervlakaktiewe middels, kan 'n algemene idee van hul moontlike gebruike verkry word, soos getoon in Tabel 1-3.
Twee onderling onoplosbare vloeistowwe, een versprei in die ander as deeltjies (druppels of vloeibare kristalle) vorm 'n stelsel wat 'n emulsie genoem word. Hierdie stelsel is termodinamies onstabiel as gevolg van die toename in die grensgebied van die twee vloeistowwe wanneer die emulsie gevorm word. Om die emulsie stabiel te maak, is dit nodig om 'n derde komponent by te voeg - emulgator om die koppelvlak-energie van die stelsel te verminder. Emulgator behoort aan oppervlakaktiewe middel, sy hooffunksie is om die rol van emulsie te speel. Die fase van die emulsie wat as druppels bestaan, word die gedispergeerde fase (of binnefase, diskontinue fase) genoem, en die ander fase wat aan mekaar gekoppel is, word die dispersiemedium (of buitenste fase, kontinue fase) genoem.
① Emulgatoren en emulsies
Algemene emulsies, een fase is water of waterige oplossing, die ander fase is organiese stowwe wat nie met water mengbaar is nie, soos vet, was, ens. Die emulsie wat deur water en olie gevorm word, kan in twee tipes verdeel word volgens hul verspreidingsituasie: olie versprei in water om olie-in-water tipe emulsie te vorm, uitgedruk as O/W (olie/water): water versprei in olie om olie-in-water tipe emulsie te vorm, uitgedruk as W/O (water/olie). Komplekse water-in-olie-in-water W/O/W tipe en olie-in-water-in-olie O/W/O tipe multi-emulsies kan ook gevorm word.
Emulgatoren word gebruik om emulsies te stabiliseer deur grensvlakspanning te verminder en enkelmolekule-grensvlakmembraan te vorm.
In die emulgasie van die emulgatorvereistes:
a: Die emulgator moet die koppelvlak tussen die twee fases kan adsorbeer of verryk, sodat die grensvlakspanning verminder word;
b: Die emulgator moet die deeltjies aan die lading gee, sodat elektrostatiese afstoting tussen die deeltjies, of 'n stabiele, hoogs viskose beskermende membraan om die deeltjies vorm.
Daarom moet die stof wat as 'n emulgator gebruik word, amfifiele groepe hê om te emulgeer, en oppervlakaktiewe middels kan aan hierdie vereiste voldoen.
② Voorbereidingsmetodes van emulsies en faktore wat die stabiliteit van emulsies beïnvloed
Daar is twee maniere om emulsies voor te berei: een is om die meganiese metode te gebruik om die vloeistof in klein deeltjies in 'n ander vloeistof te versprei, wat meestal in die industrie gebruik word om emulsies voor te berei; die ander is om die vloeistof in molekulêre toestand in 'n ander vloeistof op te los en dit dan behoorlik te laat versamel om emulsies te vorm.
Die stabiliteit van 'n emulsie is die vermoë om teendeeltjie-aggregasie wat lei tot faseskeiding. Emulsies is termodinamies onstabiele stelsels met groot vrye energie. Daarom is die sogenaamde stabiliteit van 'n emulsie eintlik die tyd wat nodig is vir die sisteem om ewewig te bereik, dit wil sê die tyd wat nodig is vir skeiding van een van die vloeistowwe in die sisteem om te plaasvind.
Wanneer die grensvlak membraan met vetterige alkohole, vetsure en vetterige amiene en ander polêre organiese molekules, membraan sterkte aansienlik hoër. Dit is omdat, in die grensvlak adsorpsie laag van emulgator molekules en alkohole, sure en amiene en ander polêre molekules 'n "kompleks" te vorm, sodat die grensvlak membraan sterkte toegeneem.
Emulgatoren wat uit meer as twee oppervlakaktiewe stowwe bestaan, word gemengde emulgatoren genoem. Gemengde emulgator geadsorbeer by die water/olie-koppelvlak; intermolekulêre aksie kan komplekse vorm. As gevolg van die sterk intermolekulêre aksie, word die grensvlakspanning aansienlik verminder, die hoeveelheid emulgator wat by die koppelvlak geadsorbeer word, word aansienlik verhoog, die vorming van die grensvlakmembraandigtheid neem toe, die sterkte neem toe.
Die lading van die vloeibare krale het 'n beduidende effek op die stabiliteit van die emulsie. Stabiele emulsies, waarvan die vloeibare krale oor die algemeen gelaai is. Wanneer 'n ioniese emulgator gebruik word, word die lipofiele groep van die emulgatorioon wat by die koppelvlak geadsorbeer word in die oliefase ingevoeg en die hidrofiele groep is in die waterfase, wat dus die vloeibare krale laat laai. Aangesien die emulsie krale met dieselfde lading, stoot hulle mekaar af, nie maklik om te agglomereer nie, sodat die stabiliteit verhoog word. Dit kan gesien word dat hoe meer emulgatorione op die krale geadsorbeer word, hoe groter is die lading, hoe groter is die vermoë om te verhoed dat die krale agglomereer, hoe meer stabiel is die emulsiestelsel.
Die viskositeit van die emulsiedispersiemedium het 'n sekere invloed op die stabiliteit van die emulsie. Oor die algemeen, hoe hoër die viskositeit van die dispersiemedium, hoe hoër is die stabiliteit van die emulsie. Dit is omdat die viskositeit van die dispersiemedium groot is, wat 'n sterk effek op die Brownse beweging van die vloeistofkrale het en die botsing tussen die vloeistofkrale vertraag, sodat die sisteem stabiel bly. Gewoonlik kan die polimeerstowwe wat in emulsies opgelos kan word, die viskositeit van die sisteem verhoog en die stabiliteit van emulsies hoër maak. Daarbenewens kan polimere ook 'n sterk grensvlakmembraan vorm, wat die emulsiestelsel meer stabiel maak.
In sommige gevalle kan die byvoeging van soliede poeier ook veroorsaak dat die emulsie geneig is om te stabiliseer. Vaste poeier is in die water, olie of koppelvlak, afhangende van die olie, water op die benattingsvermoë van die vaste poeier, as die vaste poeier nie heeltemal nat is met water nie, maar ook nat deur olie, sal op die water en olie bly koppelvlak.
Die soliede poeier maak nie die emulsie stabiel nie, want die poeier wat by die koppelvlak versamel word, verbeter die koppelvlakmembraan, wat soortgelyk is aan die koppelvlakadsorpsie van emulgatormolekules, dus hoe nouer die soliede poeiermateriaal by die koppelvlak gerangskik is, hoe meer stabiel is die emulsie is.
Oppervlakaktiewe middels het die vermoë om die oplosbaarheid van onoplosbare of effens wateroplosbare organiese stowwe aansienlik te verhoog nadat micelle in waterige oplossing gevorm is, en die oplossing is op hierdie tydstip deursigtig. Hierdie effek van die misel word solubilisering genoem. Die oppervlakaktiewe middel wat oplosbaar maak, word oplosbaarder genoem, en die organiese materiaal wat opgelos word, word oplosbare materiaal genoem.
Skuim speel 'n belangrike rol in die wasproses. Skuim is 'n dispersiestelsel waarin 'n gas in 'n vloeistof of vaste stof versprei word, met die gas as die gedispergeerde fase en die vloeistof of vaste stof as die dispergeermedium, eersgenoemde word vloeibare skuim genoem, terwyl laasgenoemde vaste skuim genoem word, bv. soos skuimplastiek, skuimglas, skuimsement ens.
(1) Skuimvorming
Met skuim bedoel ons hier 'n aggregaat lugborrels wat deur 'n vloeistofmembraan geskei word. Hierdie tipe borrel styg altyd vinnig na die vloeistofoppervlak as gevolg van die groot verskil in digtheid tussen die gedispergeerde fase (gas) en die dispersiemedium (vloeistof), gekombineer met die lae viskositeit van die vloeistof.
Die proses om 'n borrel te vorm is om 'n groot hoeveelheid gas in die vloeistof te bring, en die borrels in die vloeistof keer vinnig terug na die oppervlak, wat 'n aggregaat borrels vorm wat deur 'n klein hoeveelheid vloeibare gas geskei word.
Skuim het twee beduidende kenmerke in terme van morfologie: een is dat die borrels as 'n verspreide fase dikwels veelvlakkige vorm is, dit is omdat daar by die kruising van die borrels 'n neiging is dat die vloeistoffilm dunner word sodat die borrels word veelvlakkige, wanneer die vloeistoffilm tot 'n sekere mate verdun, lei dit tot borrelbreuk; die tweede is dat suiwer vloeistowwe nie stabiele skuim kan vorm nie, die vloeistof wat skuim kan vorm is ten minste twee of meer komponente. Waterige oplossings van oppervlakaktiewe middels is tipies van stelsels wat geneig is tot skuimvorming, en hul vermoë om skuim te genereer hou ook verband met ander eienskappe.
Oppervlakaktiewe middels met goeie skuimkrag word skuimmiddels genoem. Alhoewel die skuimmiddel goeie skuimvermoë het, maar die skuim wat gevorm word, kan nie 'n lang tyd handhaaf nie, dit wil sê, sy stabiliteit is nie noodwendig goed nie. Ten einde die stabiliteit van die skuim te handhaaf, dikwels in die skuimmiddel om stowwe by te voeg wat die stabiliteit van die skuim kan verhoog, word die stof skuimstabilisator genoem, algemeen gebruikte stabilisator is lauryldiethanolamine en dodecyl dimethylamine oxide.
(2) Stabiliteit van die skuim
Skuim is 'n termodinamies onstabiele stelsel en die finale neiging is dat die totale oppervlak van die vloeistof binne die stelsel afneem nadat die borrel gebreek is en die vrye energie afneem. Die ontskuimingsproses is die proses waardeur die vloeistofmembraan wat die gas skei dikker en dunner word totdat dit breek. Daarom word die mate van stabiliteit van die skuim hoofsaaklik bepaal deur die spoed van vloeistofontlading en die sterkte van die vloeistoffilm. Die volgende faktore beïnvloed dit ook.
(3) Skuimvernietiging
Die basiese beginsel van skuimvernietiging is om die toestande wat die skuim produseer te verander of om die stabiliserende faktore van die skuim uit te skakel, dus is daar beide fisiese en chemiese metodes van ontskuiming.
Fisiese ontskuiming beteken om die toestande van skuimproduksie te verander terwyl die chemiese samestelling van die skuimoplossing gehandhaaf word, soos eksterne versteurings, veranderinge in temperatuur of druk en ultrasoniese behandeling is almal effektiewe fisiese metodes om skuim uit te skakel.
Die chemiese ontskuimingsmetode is om sekere stowwe by te voeg om met die skuimmiddel te reageer om die sterkte van die vloeibare film in die skuim te verminder en sodoende die stabiliteit van die skuim te verminder om die doel van ontskuiming te bereik, sulke stowwe word ontskuimers genoem. Die meeste van die ontskuimers is oppervlakaktiewe stowwe. Daarom, volgens die meganisme van ontskuiming, moet ontskuimer 'n sterk vermoë hê om oppervlakspanning te verminder, maklik om op die oppervlak te adsorbeer, en die interaksie tussen die oppervlak adsorpsie molekules is swak, adsorpsie molekules gerangskik in 'n meer los struktuur.
Daar is verskillende soorte ontskuimer, maar basies is hulle almal nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe. Nie-ioniese oppervlakaktiewe middels het anti-skuim eienskappe naby of bo hul troebelpunt en word dikwels as ontskuimers gebruik. Alkohole, veral alkohole met 'n vertakkingstruktuur, vetsure en vetsuuresters, poliamiede, fosfaatesters, silikoonolies, ens. word ook algemeen gebruik as uitstekende skuimremmers.
(4) Skuim en wasgoed
Daar is geen direkte verband tussen skuim en wasdoeltreffendheid nie en die hoeveelheid skuim dui nie op die doeltreffendheid van die was nie. Byvoorbeeld, nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe het baie minder skuim-eienskappe as seep, maar hul ontsmetting is baie beter as seep.
In sommige gevalle kan skuim nuttig wees om vuil en vuil te verwyder. Byvoorbeeld, wanneer skottelgoed in die huis gewas word, tel die skuim van die skoonmaakmiddel die oliedruppels op en wanneer matte geskrop word, help die skuim om stof, poeier en ander vaste vuilheid op te tel. Boonop kan skuim soms gebruik word as 'n aanduiding van die doeltreffendheid van 'n skoonmaakmiddel. Omdat vetterige olies 'n inhiberende effek op die skuim van die skoonmaakmiddel het, wanneer daar te veel olie en te min skoonmaakmiddel is, sal geen skuim gegenereer word nie of die oorspronklike skuim verdwyn. Skuim kan ook soms gebruik word as 'n aanduiding van die netheid van 'n spoelmiddel, aangesien die hoeveelheid skuim in die spoeloplossing geneig is om af te neem met die vermindering van skoonmaakmiddel, dus kan die hoeveelheid skuim gebruik word om die graad van spoelmiddel te evalueer.
In 'n breë sin is was die proses om ongewenste komponente van die voorwerp wat gewas moet word te verwyder en 'n doel te bereik. Was in die gewone sin verwys na die proses om vuilheid van die oppervlak van die draer te verwyder. In wasgoed word die interaksie tussen die vuilheid en die draer verswak of uitgeskakel deur die werking van sommige chemiese stowwe (bv. skoonmaakmiddel, ens.), sodat die kombinasie van vuil en draer verander word in die kombinasie van vuil en skoonmaakmiddel, en uiteindelik word die vuilheid van die draer geskei. Aangesien die voorwerpe wat gewas moet word en die vuilheid wat verwyder moet word uiteenlopend is, is was 'n baie komplekse proses en die basiese proses van was kan uitgedruk word in die volgende eenvoudige verhoudings.
Carrie··Vuil + Skoonmaakmiddel= Draer + Vuil·Opwasmiddel
Die wasproses kan gewoonlik in twee fases verdeel word: eerstens, onder die werking van die skoonmaakmiddel, word die vuilheid van sy draer geskei; tweedens word die losgemaakte vuilheid versprei en in die medium opgeskort. Die wasproses is 'n omkeerbare proses en die vuiligheid wat in die medium versprei en gesuspendeer word, kan ook van die medium na die voorwerp wat gewas word, herpresipiteer word. Daarom moet 'n goeie skoonmaakmiddel die vermoë hê om vuil te versprei en op te skort en herafsetting van vuil te voorkom, benewens die vermoë om vuilheid van die draer te verwyder.
(1) Tipes vuil
Selfs vir dieselfde item kan die tipe, samestelling en hoeveelheid vuilheid wissel na gelang van die omgewing waarin dit gebruik word. Olieliggaamvuil is hoofsaaklik sommige dierlike en plantaardige olies en minerale olies (soos ru-olie, brandstofolie, steenkoolteer, ens.), soliede vuiligheid is hoofsaaklik roet, as, roes, koolstofswart, ens. In terme van klerevuil, daar is vuilheid van die menslike liggaam, soos sweet, sebum, bloed, ens.; vuilheid van kos, soos vrugtevlekke, kookolievlekke, speseryvlekke, stysel, ens.; vuilheid van skoonheidsmiddels, soos lipstiffie, naellak, ens.; vuilheid van die atmosfeer, soos roet, stof, modder, ens.; ander, soos ink, tee, deklaag, ens. Dit kom in verskeie tipes.
Die verskillende soorte vuil kan gewoonlik in drie hoofkategorieë verdeel word: vaste vuil, vloeibare vuil en spesiale vuil.
① Vaste vuil
Algemene soliede vuiligheid sluit in deeltjies as, modder, aarde, roes en koolstofswart. Die meeste van hierdie deeltjies het 'n elektriese lading op hul oppervlak, die meeste van hulle is negatief gelaai en kan maklik op veselitems geadsorbeer word. Vaste vuil is oor die algemeen moeilik om in water op te los, maar kan deur skoonmaakmiddeloplossings versprei en opgeskort word. Vaste vuil met 'n kleiner massapunt is moeiliker om te verwyder.
② Vloeibare vuilheid
Vloeibare vuilgoed is meestal olie-oplosbaar, insluitend plant- en dierlike olies, vetsure, vetalkohole, minerale olies en hul oksiede. Onder hulle kan plant- en dier-olies, vetsure en alkali-verseping voorkom, terwyl vetterige alkohole, minerale olies nie deur alkali verseep word nie, maar oplosbaar kan wees in alkohole, eters en koolwaterstof-organiese oplosmiddels, en skoonmaakmiddel-wateroplossing-emulsifikasie en -dispersie. Olieoplosbare vloeibare vuilheid het oor die algemeen 'n sterk krag met veselitems, en word stewiger op vesels geadsorbeer.
③ Spesiale vuilheid
Spesiale vuiligheid sluit proteïene, stysel, bloed, menslike afskeidings soos sweet, sebum, urine en vrugtesap en teesap in. Die meeste van hierdie tipe vuiligheid kan chemies en sterk op veselitems geadsorbeer word. Daarom is dit moeilik om te was.
Die verskillende soorte vuil word selde alleen aangetref, maar word dikwels saam gemeng en op die voorwerp geadsorbeer. Vuil kan soms onder eksterne invloede geoksideer, ontbind of verval word en sodoende nuwe vuiligheid skep.
（2） Adhesie van vuil
Klere, hande ens. kan gevlek word omdat daar 'n soort interaksie tussen die voorwerp en die vuilheid is. Vuil kleef op 'n verskeidenheid maniere aan voorwerpe, maar daar is nie meer as fisiese en chemiese adhesies nie.
①Die hegting van roet, stof, modder, sand en houtskool aan klere is 'n fisiese hegting. Oor die algemeen, deur hierdie adhesie van vuil, en die rol tussen die gekleurde voorwerp is relatief swak, die verwydering van vuil is ook relatief maklik. Volgens die verskillende kragte kan die fisiese adhesie van vuil in meganiese adhesie en elektrostatiese adhesie verdeel word.
A: Meganiese adhesie
Hierdie tipe adhesie verwys hoofsaaklik na die adhesie van 'n mate van vaste vuil (bv. stof, modder en sand). Meganiese adhesie is een van die swakker vorms van adhesie van vuilheid en kan amper deur suiwer meganiese middele verwyder word, maar wanneer die vuilheid klein is (<0.1um), is dit moeiliker om te verwyder.
B: Elektrostatiese adhesie
Elektrostatiese adhesie word hoofsaaklik gemanifesteer in die werking van gelaaide vuildeeltjies op teenoorgestelde gelaaide voorwerpe. Die meeste veselagtige voorwerpe is negatief gelaai in water en kan maklik deur sekere positief gelaaide vuilheid, soos kalktipes, vasgeheg word. Sommige vuilgoed, alhoewel negatief gelaai, soos koolstofswartdeeltjies in waterige oplossings, kan deur ioniese brûe (ione tussen veelvuldige teenoorgestelde gelaaide voorwerpe wat saam met hulle optree op 'n brugagtige wyse) aan vesels kleef wat deur positiewe ione in water gevorm word (bv. , Ca2+， Mg2+ ens.).
Elektrostatiese aksie is sterker as eenvoudige meganiese aksie, wat die verwydering van vuil relatief moeilik maak.
② Chemiese adhesie
Chemiese adhesie verwys na die verskynsel van vuil wat op 'n voorwerp inwerk deur chemiese of waterstofbindings. Byvoorbeeld, polêre vaste vuil, proteïen, roes en ander adhesie op vesel items, vesels bevat karboksiel, hidroksiel, amied en ander groepe, hierdie groepe en olierige vuil vetsure, vetterige alkohole is maklik om waterstofbindings te vorm. Die chemiese kragte is oor die algemeen sterk en die vuilheid is dus stewiger aan die voorwerp gebind. Hierdie tipe vuil is moeilik om met die gewone metodes te verwyder en vereis spesiale metodes om dit te hanteer.
Die mate van adhesie van vuil hou verband met die aard van die vuilheid self en die aard van die voorwerp waaraan dit vasgeheg word. Oor die algemeen kleef deeltjies maklik aan veselagtige items. Hoe kleiner die tekstuur van die vaste stof, hoe sterker is die adhesie. Polêre vuilheid op hidrofiele voorwerpe soos katoen en glas kleef sterker as nie-polêre vuilheid. Nie-polêre vuilgoed kleef sterker as poolvuil, soos poolvette, stof en klei, en is minder maklik om te verwyder en skoon te maak.
(3) Vuilverwyderingsmeganisme
Die doel van was is om vuilheid te verwyder. In 'n medium van 'n sekere temperatuur (hoofsaaklik water). Die gebruik van die verskillende fisiese en chemiese effekte van die skoonmaakmiddel om die effek van vuil en gewaste voorwerpe te verswak of uit te skakel, onder die werking van sekere meganiese kragte (soos handvryf, wasmasjienroering, water impak), sodat die vuil en gewas voorwerpe van die doel van dekontaminasie.
① Meganisme van vloeibare vuilverwydering
A: Natmaak
Vloeibare besoedeling is meestal olie-gebaseerde. Olievlekke maak die meeste veselagtige items nat en versprei min of meer as 'n oliefilm op die oppervlak van die veselagtige materiaal. Die eerste stap in die wasaksie is die benatting van die oppervlak deur die wasvloeistof. Ter wille van illustrasie kan die oppervlak van 'n vesel beskou word as 'n gladde soliede oppervlak.
B: Olie losmaak - krulmeganisme
Die tweede stap in die wasaksie is die verwydering van olie en ghries, die verwydering van vloeibare vuiligheid word bereik deur 'n soort oprol. Die vloeibare vuilheid het oorspronklik op die oppervlak bestaan in die vorm van 'n verspreide oliefilm, en onder die voorkeurbenattingseffek van die wasvloeistof op die soliede oppervlak (dws die veseloppervlak), het dit stap vir stap opgekrul in oliekrale, wat is deur die wasvloeistof vervang en het uiteindelik die oppervlak onder sekere eksterne kragte gelaat.
② Meganisme van soliede vuilverwydering
Die verwydering van vloeibare vuil is hoofsaaklik deur die voorkeurbenatting van die vuildraer deur die wasoplossing, terwyl die verwyderingsmeganisme vir soliede vuilheid anders is, waar die wasproses hoofsaaklik gaan oor die benatting van die vuilmassa en sy draeroppervlak deur die was oplossing. As gevolg van die adsorpsie van oppervlakaktiewe middels op die vaste stof en sy dra-oppervlak, word die interaksie tussen die vuil en die oppervlak verminder en word die adhesiesterkte van die vuilmassa op die oppervlak verminder, dus word die vuilmassa maklik verwyder van die oppervlak van die draer.
Daarbenewens het die adsorpsie van oppervlakaktiewe middels, veral ioniese oppervlakaktiewe middels, op die oppervlak van die vaste stof en sy draer die potensiaal om die oppervlakpotensiaal op die oppervlak van die vaste stof en sy draer te verhoog, wat meer bevorderlik is vir die verwydering van die vuilheid. Soliede of algemeen veselagtige oppervlaktes is gewoonlik negatief gelaai in waterige media en kan dus diffuse dubbele elektroniese lae op vuilmassas of soliede oppervlaktes vorm. As gevolg van die afstoting van homogene ladings, word die adhesie van vuildeeltjies in die water aan die vaste oppervlak verswak. Wanneer 'n anioniese oppervlakaktiewe middel bygevoeg word, omdat dit gelyktydig die negatiewe oppervlakpotensiaal van die vuildeeltjie en die vaste oppervlak kan verhoog, word die afstoting tussen hulle meer versterk, die adhesiesterkte van die deeltjie word meer verminder, en die vuilheid is makliker om te verwyder .
Nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe word geadsorbeer op algemeen gelaaide soliede oppervlaktes en alhoewel hulle nie die grensvlakpotensiaal aansienlik verander nie, is die geadsorbeerde nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe geneig om 'n sekere dikte van geadsorbeerde laag op die oppervlak te vorm wat help om herafsetting van vuil te voorkom.
In die geval van kationiese oppervlakaktiewe middels verminder of elimineer hul adsorpsie die negatiewe oppervlakpotensiaal van die vuilmassa en sy draeroppervlak, wat die afstoting tussen die vuilheid en die oppervlak verminder en dus nie bevorderlik is vir vuilverwydering nie; verder, na adsorpsie op die vaste oppervlak, is kationiese oppervlakaktiewe stowwe geneig om die vaste oppervlak hidrofobies te maak en is dus nie bevorderlik vir oppervlakbenatting en dus was nie.
③ Verwydering van spesiale grond
Proteïen, stysel, menslike afskeidings, vrugtesap, teesap en ander sulke vuilgoed is moeilik om met normale oppervlakaktiewe middels te verwyder en vereis spesiale behandeling.
Proteïenvlekke soos room, eiers, bloed, melk en veluitskeidings is geneig om op die vesels en degenerasie te koaguleer en sterker adhesie te kry. Proteïenvuil kan verwyder word deur proteases te gebruik. Die ensiemprotease breek die proteïene in die vuilheid af in wateroplosbare aminosure of oligopeptiede.
Styselvlekke kom hoofsaaklik van voedsel, ander soos sous, gom, ens. Amilase het 'n katalitiese effek op die hidrolise van styselvlekke, wat veroorsaak dat stysel in suikers afbreek.
Lipase kataliseer die ontbinding van trigliseriede, wat moeilik is om te verwyder deur normale metodes, soos sebum en eetbare olies, en breek dit af in oplosbare gliserol en vetsure.
Sommige gekleurde vlekke van vrugtesappe, teesappe, ink, lipstiffie, ens. is dikwels moeilik om deeglik skoon te maak selfs na herhaalde was. Hierdie vlekke kan verwyder word deur 'n redoksreaksie met 'n oksideer- of reduseermiddel soos bleikmiddel, wat die struktuur van die kleurgenererende of kleur-hulpgroepe vernietig en dit in kleiner wateroplosbare komponente afbreek.
（4） Vlekverwyderingsmeganisme van droogskoonmaak
Bogenoemde is eintlik vir water as die medium van was. Trouens, as gevolg van die verskillende soorte klere en struktuur, is sommige klere wat waterwas gebruik nie gerieflik of nie maklik om skoon te was nie, sommige klere na was en selfs vervorming, vervaag, ens., byvoorbeeld: meeste natuurlike vesels absorbeer water en maklik om te swel, en droog en maklik om te krimp, so na was sal vervorm word; deur te was wol produkte ook dikwels verskyn krimp verskynsel, sommige wol produkte met water was is ook maklik om te pil, kleur verander; Sommige sy-handgevoel word erger nadat hulle gewas is en verloor hul glans. Vir hierdie klere gebruik dikwels die droogskoonmaakmetode om te dekontamineer. Die sogenaamde droogskoonmaak verwys oor die algemeen na die wasmetode in organiese oplosmiddels, veral in nie-polêre oplosmiddels.
Droogskoonmaak is 'n sagter vorm van was as waterwas. Omdat droogskoonmaak nie veel meganiese aksie vereis nie, veroorsaak dit nie skade, rimpeling en vervorming aan klere nie, terwyl droogskoonmaakmiddels, anders as water, selde uitsetting en sametrekking veroorsaak. Solank die tegnologie behoorlik hanteer word, kan die klere droogskoongemaak word sonder vervorming, kleur vervaag en verlengde lewensduur.
Wat droogskoonmaak betref, is daar drie breë soorte vuil.
①Olieoplosbare vuilheid Olieoplosbare vuiligheid sluit alle soorte olie en ghries in, wat vloeibaar of vetterig is en in droogskoonmaakoplosmiddels opgelos kan word.
②Wateroplosbare vuilheid Wateroplosbare vuilheid is oplosbaar in waterige oplossings, maar nie in droogskoonmaakmiddels nie, word in 'n waterige toestand op klere geadsorbeer, water verdamp na die neerslag van korrelvaste stowwe, soos anorganiese soute, stysel, proteïene, ens.
③ Olie- en wateronoplosbare vuilheid Olie- en wateronoplosbare vuilheid is nie oplosbaar in water of oplosbaar in droogskoonmaakmiddels, soos koolstofswart, silikate van verskeie metale en oksiede, ens.
As gevolg van die verskillende aard van verskillende soorte vuil, is daar verskillende maniere om vuil in die droogskoonmaakproses te verwyder. Olieoplosbare grond, soos dierlike en plantaardige olies, minerale olies en vette, is maklik oplosbaar in organiese oplosmiddels en kan makliker in droogskoonmaak verwyder word. Die uitstekende oplosbaarheid van droogskoonmaak-oplosmiddels vir olies en ghries kom hoofsaaklik van die van der Walls-kragte tussen molekules.
Vir die verwydering van wateroplosbare vuilgoed soos anorganiese soute, suikers, proteïene en sweet moet die regte hoeveelheid water ook by die droogskoonmaakmiddel gevoeg word, anders is wateroplosbare vuilheid moeilik om uit die klere te verwyder. Water is egter moeilik om in die droogskoonmaakmiddel op te los, dus om die hoeveelheid water te verhoog, moet jy ook oppervlakaktiewe middels byvoeg. Die teenwoordigheid van water in die droogskoonmaakmiddel kan die oppervlak van die vuilheid en klere gehidreer maak, sodat dit maklik is om met die polêre groepe oppervlakaktiewe stowwe te kommunikeer, wat bevorderlik is vir die adsorpsie van oppervlakaktiewe stowwe op die oppervlak. Daarbenewens, wanneer oppervlakaktiewe stowwe micelle vorm, kan wateroplosbare vuilheid en water in die miselle opgelos word. Benewens die verhoging van die waterinhoud van die droogskoonmaak-oplosmiddel, kan oppervlakaktiewe stowwe ook 'n rol speel om die herafsetting van vuil te voorkom om die dekontaminasie-effek te versterk.
Die teenwoordigheid van 'n klein hoeveelheid water is nodig om wateroplosbare vuilheid te verwyder, maar te veel water kan verwringing en kreukels in sommige klere veroorsaak, so die hoeveelheid water in die droogskoonmaakmiddel moet matig wees.
Vuil wat nie wateroplosbaar of olieoplosbaar is nie, vaste deeltjies soos as, modder, aarde en koolstofswart, word gewoonlik deur elektrostatiese kragte of in kombinasie met olie aan die kledingstuk geheg. In droogskoonmaak, kan die vloei van oplosmiddel, impak maak die elektrostatiese krag adsorpsie van vuil af, en droogskoonmaakmiddel kan die olie oplos, sodat die kombinasie van olie en vuil en geheg aan die klere van vaste deeltjies af in die droë -skoonmaakmiddel, droogskoonmaakmiddel in 'n klein hoeveelheid water en benattingsmiddels, sodat dié van die vaste vuildeeltjies stabiele suspensie, dispersie kan wees om te verhoed dat dit weer op die klere neerslaan.
（5） Faktore wat wasaksie beïnvloed
Die rigtinggewende adsorpsie van oppervlakaktiewe middels by die raakvlak en die vermindering van oppervlakspanning (grensvlak) is die hooffaktore in die verwydering van vloeibare of vaste vuilheid. Die wasproses is egter kompleks en die waseffek, selfs met dieselfde wasmiddeltipe, word deur baie ander faktore beïnvloed. Hierdie faktore sluit in die konsentrasie van die skoonmaakmiddel, die temperatuur, die aard van die vuil, die tipe vesel en die struktuur van die stof.
① Oppervlakaktiewe konsentrasie
Die micelle van oppervlakaktiewe middels in oplossing speel 'n belangrike rol in die wasproses. Wanneer die konsentrasie die kritieke miselkonsentrasie (CMC) bereik, neem die waseffek skerp toe. Daarom moet die konsentrasie skoonmaakmiddel in die oplosmiddel hoër as die CMC-waarde wees om 'n goeie was-effek te hê. Wanneer die konsentrasie oppervlakaktiewe middel egter hoër is as die CMC-waarde, is die inkrementele toename in waseffek nie duidelik nie en is dit nie nodig om die konsentrasie van oppervlakaktiewe middel te veel te verhoog nie.
Wanneer olie deur solubilisering verwyder word, neem die solubiliseringseffek toe met toenemende oppervlakaktiewe konsentrasie, selfs wanneer die konsentrasie bo CMC is. Op hierdie tydstip is dit raadsaam om skoonmaakmiddel op 'n plaaslike gesentraliseerde wyse te gebruik. Byvoorbeeld, as daar baie vuilheid op die boorde en kraag van 'n kledingstuk is, kan 'n laag skoonmaakmiddel tydens was aangewend word om die oplosbare effek van die oppervlakaktiewe middel op die olie te verhoog.
②Tempertuur het 'n baie belangrike invloed op die ontsmettingsaksie. Oor die algemeen vergemaklik die verhoging van die temperatuur die verwydering van vuil, maar soms kan 'n te hoë temperatuur ook nadele veroorsaak.
Die toename in temperatuur vergemaklik die verspreiding van vuil, soliede ghries word maklik geëmulgeer by temperature bo sy smeltpunt en die vesels neem toe in swelling as gevolg van die toename in temperatuur, wat alles die verwydering van vuiligheid vergemaklik. Vir kompakte stowwe word die mikrogapings tussen die vesels egter verminder soos die vesels uitsit, wat nadelig is vir die verwydering van vuil.
Temperatuurveranderinge beïnvloed ook die oplosbaarheid, CMC-waarde en miselgrootte van oppervlakaktiewe middels, wat dus die was-effek beïnvloed. Die oplosbaarheid van oppervlakaktiewe middels met lang koolstofkettings is laag by lae temperature en soms is die oplosbaarheid selfs laer as die CMC-waarde, dus moet die wastemperatuur gepas verhoog word. Die effek van temperatuur op die CMC-waarde en miselgrootte verskil vir ioniese en nie-ioniese oppervlakaktiewe middels. Vir ioniese benattingsmiddels verhoog 'n toename in temperatuur gewoonlik die CMC-waarde en verminder die miselgrootte, wat beteken dat die konsentrasie van benattingsmiddel in die wasoplossing verhoog moet word. Vir nie-ioniese oppervlakaktiewe middels lei 'n toename in temperatuur tot 'n afname in die CMC-waarde en 'n beduidende toename in miselvolume, dus is dit duidelik dat 'n gepaste toename in temperatuur die nie-ioniese oppervlakaktiewe middel sal help om sy oppervlakaktiewe effek uit te oefen . Die temperatuur moet egter nie sy wolkpunt oorskry nie.
Kortom, die optimale wastemperatuur hang af van die skoonmaakmiddelformulering en die voorwerp wat gewas word. Sommige skoonmaakmiddels het 'n goeie skoonmaakmiddel-effek by kamertemperatuur, terwyl ander 'n baie verskillende skoonmaakmiddel het tussen koue en warm was.
③ Skuim
Dit is gebruiklik om skuimkrag met waseffek te verwar, en glo dat skoonmaakmiddels met hoë skuimkrag 'n goeie waseffek het. Navorsing het getoon dat daar geen direkte verband tussen die was-effek en die hoeveelheid skuim is nie. Byvoorbeeld, was met lae skuimende skoonmaakmiddels is nie minder effektief as om met hoë skuimende skoonmaakmiddels te was nie.
Alhoewel skuim nie direk verband hou met wasgoed nie, is daar geleenthede wanneer dit help om vuil te verwyder, byvoorbeeld wanneer skottelgoed met die hand gewas word. Wanneer matte geskrop word, kan skuim ook stof en ander soliede vuildeeltjies wegneem, matvuil is verantwoordelik vir 'n groot deel van die stof, so matskoonmaakmiddels moet 'n sekere skuimvermoë hê.
Skuimkrag is ook belangrik vir sjampoe, waar die fyn skuim wat deur die vloeistof geproduseer word tydens sjampoe of bad die hare gesmeer en gemaklik laat voel.
④ Variëteite van vesel en fisiese eienskappe van tekstiele
Benewens die chemiese struktuur van die vesels, wat die adhesie en verwydering van vuil beïnvloed, het die voorkoms van die vesels en die organisasie van die garing en stof 'n invloed op die gemak van vuilverwydering.
Die skubbe van wolvesels en die geboë plat linte van katoenvesels is meer geneig om vuil te versamel as gladde vesels. Byvoorbeeld, koolstofswart gevlek op sellulose films (viscose films) is maklik om te verwyder, terwyl koolstof swart gevlek op katoenstowwe moeilik is om af te was. Nog 'n voorbeeld is dat kortveselstowwe van poliëster meer geneig is om olievlekke op te bou as langveselstowwe, en olievlekke op kortveselstowwe is ook moeiliker om te verwyder as olievlekke op langveselstowwe.
Styf gedraaide garings en stywe stowwe, as gevolg van die klein gaping tussen die vesels, kan die indringing van vuil weerstaan, maar dieselfde kan ook verhoed dat die wasvloeistof die interne vuil uitsluit, sodat stywe stowwe vuil goed begin weerstaan, maar sodra dit gevlek is wasgoed is ook moeiliker.
⑤ Hardheid van water
Die konsentrasie van Ca2+, Mg2+ en ander metaalione in die water het 'n groot invloed op die waseffek, veral wanneer die anioniese oppervlakaktiewe middels Ca2+ en Mg2+ ione teëkom wat kalsium- en magnesiumsoute vorm wat minder oplosbaar is en die skoonmaakvermoë daarvan sal verminder. In harde water, selfs al is die konsentrasie van oppervlakaktiewe middel hoog, is die skoonmaakvermoë steeds baie slegter as in distillasie. Vir die oppervlakaktiewe middel om die beste was-effek te hê, moet die konsentrasie van Ca2+-ione in die water verminder word tot 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 tot 0,1 mg/L) of minder. Dit vereis die byvoeging van verskeie versagmiddels by die skoonmaakmiddel.
Postyd: 25 Februarie 2022