1. Povrchové napětí
Kontrakční síla na délku jednotky na povrchu kapaliny se nazývá povrchové napětí, měřeno v n • M-1.
2. povrchová aktivita a povrchově aktivní látka
Vlastnost, která může snížit povrchové napětí rozpouštědel, se nazývá povrchová aktivita a látky s povrchovou aktivitou se nazývají povrchové látky.
Surfaktantka odkazuje na povrchové účinné látky, které mohou tvořit micely a jiné agregáty ve vodných roztocích, mají vysokou povrchovou aktivitu a také mají smáčení, emulgaci, pěni, mytí a další funkce.
3. molekulární strukturální charakteristiky povrchově aktivní látky
Povrchově aktivní látky jsou organické sloučeniny se speciálními strukturami a vlastnostmi, které mohou významně změnit napětí mezi dvěma fázemi nebo povrchovým napětím kapalin (obvykle vody) a mají vlastnosti, jako je smáčení, pěni, emulfikace a mytí.
Strukturálně řečeno, povrchově aktivní látky sdílejí společnou charakteristiku obsahující dvě různé funkční skupiny ve svých molekulách. Jedním z konce je nepolární skupina s dlouhým řetězcem, která je rozpustná v oleji, ale nerozpustná ve vodě, známá jako hydrofobní skupina nebo hydrofobní skupina. Tyto hydrofobní skupiny jsou obecně uhlovodíky s dlouhým řetězcem, někdy také organický fluor, organosilikon, organofosfor, organotinové řetězce atd. Druhým koncem je funkční skupina rozpustná ve vodě, jmenovitě hydrofilní skupina nebo hydrofilní skupina. Hydrofilní skupina musí mít dostatečnou hydrofilitu, aby se zajistilo, že celá povrchově aktivní látka je rozpustná ve vodě a má nezbytnou rozpustnost. V důsledku přítomnosti hydrofilních a hydrofobních skupin v povrchově aktivních látkách se mohou rozpustit v alespoň jedné fázi kapalné fáze. Hydrofilní a oleofilní vlastnosti povrchově aktivních látek se nazývají amfifilicita.
4. Typy povrchově aktivních látek
Povrchově aktivní látky jsou amfifilní molekuly, které mají jak hydrofobní, tak hydrofilní skupiny. Hydrofobní skupiny povrchově aktivních látek jsou obecně složeny z uhlovodíků s dlouhým řetězcem, jako je přímý řetězový alkyl C8-C20, rozvětvené řetězové alkyl C8-C20, alkylfenyl (s 8-16 alkylovými uhlíkovými atomy) atd. Rozdíl v hydrofobních skupinách spočívá hlavně ve strukturálních změnách uhlíkových vodíkových řetězců, zatímco jsou více typů hydrofilských skupin. Proto vlastnosti povrchově aktivních látek souvisejí hlavně s hydrofilními skupinami kromě velikosti a tvaru hydrofobních skupin. Strukturální změny hydrofilních skupin jsou větší než změny hydrofobních skupin, takže klasifikace povrchově aktivních látek je obecně založena na struktuře hydrofilních skupin. Tato klasifikace je hlavně založena na tom, zda jsou hydrofilní skupiny iontové a dělí je na aniontové, kationtové, neiontové, zwitterionické a jiné speciální typy povrchově aktivních látek.
5. Charakteristiky vodného roztoku povrchově aktivní látky
① Adsorpce povrchově aktivních látek na rozhraních
Molekuly povrchově aktivních látek mají lipofilní a hydrofilní skupiny, což z nich činí amfifilní molekuly. Voda je silně polární kapalina. Když se povrchově aktivní látky rozpustí ve vodě, podle principu podobnosti polarity a odpuzování rozdílu polarity, jejich hydrofilní skupiny jsou přitahovány do vodní fáze a rozpustily se ve vodě, zatímco jejich lipofilní skupiny odpuzují vodu a opouštějí vodu. Výsledkem je, že molekuly povrchově aktivní látky (nebo ionty) adsorbují na rozhraní mezi oběma fázemi, což snižuje mezifázové napětí mezi oběma fázemi. Čím více molekul povrchově aktivní látky (nebo ionty) jsou adsorbovány na rozhraní, tím větší je snížení mezifázového napětí.
② Některé vlastnosti adsorpční membrány
Povrchový tlak adsorpční membrány: povrchově aktivní látky adsorbují na rozhraní plynu-kapaliny za vzniku adsorpční membrány. Pokud je na rozhraní umístěna pohyblivá plovoucí deska bez tření a plovoucí deska tlačí adsorpční membránu podél povrchu roztoku, membrána vyvíjí tlak na plovoucí desku, která se nazývá povrchový tlak.
Povrchová viskozita: Stejně jako povrchový tlak je viskozita povrchu vlastnost vykazovaná nerozpustnými molekulárními filmy. Zavěste platinový kroužek s tenkým kovovým drátem, nechte jeho rovinu kontaktovat vodní hladinu dřezu, otočit platinový kroužek, platinový kroužek je bráněn viskozitou vody a amplituda postupně utlumí, podle kterého lze měřit povrchovou viskozitu. Metoda je: První experimenty s provedením na čisté vodní hladině, měří útlum amplitudy, poté změřte útlum po tvorbě povrchové masky obličeje a vypočítejte viskozitu povrchové obličejové masky z rozdílu mezi nimi.
Viskozita povrchu úzce souvisí s pevností povrchové masky. Protože adsorpční film má povrchový tlak a viskozitu, musí být elastický. Čím vyšší je povrchový tlak a viskozita adsorpční membrány, tím větší je jeho elastický modul. Elastický modul povrchového adsorpčního filmu má velký význam v procesu stabilizace pěny.
③ Formace micel
Zředěný roztok povrchově aktivních látek se řídí zákony ideálních řešení. Adsorpční množství povrchově aktivních látek na povrchu roztoku se zvyšuje s koncentrací roztoku. Když koncentrace dosáhne nebo překročí určitou hodnotu, částka adsorpce již nezvyšuje. Tyto nadměrné molekuly povrchově aktivní látky v roztoku jsou narušeny nebo existují pravidelně. Jak praxe, tak teorie ukázaly, že tvoří agregáty v roztoku, které se nazývají micely.
Kritická koncentrace micely: Minimální koncentrace, při které povrchově aktivní látky vytvářejí micely v roztoku, se nazývá kritická koncentrace micel.
④ Hodnota CMC společné povrchově aktivní látky.
6. Hydrofilní a oleofilní rovnovážná hodnota
HLB znamená hydrofilní lipofilní rovnováhu, která představuje hydrofilní a lipofilní rovnovážné hodnoty hydrofilních a lipofilních skupin povrchově aktivní látky, tj. HLB hodnota povrchově aktivní látky. Vysoká hodnota HLB naznačuje silnou hydrofilitu a slabou lipofilicitu molekuly; Naopak má silnou lipofilicitu a slabou hydrofilitu.
① Předpisy o hodnotě HLB
Hodnota HLB je relativní hodnota, takže při formulaci hodnoty HLB, jako standardu, je hodnota HLB parafinu bez hydrofilních vlastností nastavena na 0, zatímco HLB hodnota dodecylsulfátu sodíku se silnou rozpustností vody je proto stanovena na 40. HLB je obecně v rozmezí 1-40. Obecně řečeno, emulgátory s hodnotami HLB menšími než 10 jsou lipofilní, zatímco emulgátory s hodnotami HLB většími než 10 jsou hydrofilní. Proto je bod zlomu z lipofility k hydrofilicitě přibližně 10.
7. Účinky emulgace a solubilizace
Dvě nemísitelné kapaliny, jedna tvořená dispergujícími částicemi (kapičky nebo kapalné krystaly) v druhé, se nazývají emulze. Při vytváření emulze se zvětšuje mezifázová oblast mezi dvěma kapalinami, což činí systém termodynamicky nestabilní. Pro stabilizaci emulze je třeba přidat třetí složku - emulgátor -, aby se snížila mezifázová energie systému. Emulgátory patří k povrchově aktivním látkám a jejich hlavní funkcí je působit jako emulgátory. Fáze, ve které kapičky existují v emulzi, se nazývá dispergovaná fáze (nebo vnitřní fáze, diskontinuální fáze) a druhá fáze spojená dohromady se nazývá dispergované médium (nebo vnější fáze, kontinuální fáze).
① Emulgátory a emulze
Běžné emulze se skládají z jedné fáze vody nebo vodného roztoku a z druhé fáze organických sloučenin, které jsou nemísitelné vodou, jako jsou oleje, vosky atd. Emulze vytvořená vodou a olejem lze rozdělit do dvou typů založených na jejich disperzi: olej rozptýlený ve vodě tvoří vodu v olejové emulzi, reprezentovaný o/w (voda); Voda rozptýlená v oleji tvoří vodu v olejové emulzi, reprezentovanou w/O (voda/olej). Kromě toho se může tvořit také složitá voda ve vodě bez oleje a oleje ve vodě v oleji o/w/o emulze.
Emulgátor stabilizuje emulzi snížením napětí mezifázu a vytvořením monovrstvé masky obličeje.
Požadavky na emulgátory v emulgaci: A: Emulgátory musí být schopny adsorbovat nebo obohatit na rozhraní mezi oběma fázemi, což snižuje mezifázové napětí; B: Emulgátory musí dávat částic elektrickým nábojem, což způsobuje elektrostatické odpuzování mezi částicemi nebo vytvoření stabilního, vysoce viskózního ochranného filmu kolem částic. Látky používané jako emulgátory tedy musí mít amfifilní skupiny, aby měly emulgační účinky, a povrchově aktivní látky mohou splnit tento požadavek.
② Metody přípravy emulzí a faktorů ovlivňujících stabilitu emulze
Existují dvě metody pro přípravu emulzí: jedním je použití mechanických metod k rozptýlení kapaliny do malých částic v jiné kapalině, která se běžně používá v průmyslu k přípravě emulzí; Další metodou je rozpustit kapalinu v molekulárním stavu v jiné kapalině a poté ji umožnit přiměřeně agregovat a vytvořit emulzi.
Stabilita emulzí se týká jejich schopnosti odolat agregaci částic a způsobit separaci fáze. Emulze jsou termodynamicky nestabilní systémy s významnou volnou energií. Stabilita emulze se proto ve skutečnosti týká času potřebného k tomu, aby systém dosáhl rovnováhy, tj. Čas potřebný pro oddělení kapaliny v systému.
Když jsou v masce obličeje polární organické molekuly, jako je mastný alkohol, mastná kyselina a mastný amin, síla membrány se výrazně zvyšuje. Je to proto, že molekuly emulgátoru v adsorpční vrstvě rozhraní interagují s polárními molekulami, jako je alkohol, kyselina a amin, za vzniku „komplexu“, což zvyšuje sílu masky obličeje rozhraní.
Emulgátory složené ze dvou nebo více povrchově aktivních látek se nazývají smíšené emulgátory. Smíšené emulgátory se adsorbují na rozhraní vody/oleje a intermolekulární interakce mohou tvořit komplexy. V důsledku silné intermolekulární interakce je mezifázové napětí výrazně sníženo, množství emulgátoru adsorbovaného na rozhraní se výrazně zvýší a hustota a síla vytvořené masky pro obličej rozhraní.
Poplatek kapiček má významný dopad na stabilitu emulzí. Stabilní emulze mají obvykle kapičky s elektrickými náboji. Při použití iontových emulgátorů se ionty emulgátoru adsorbovaly na rozhraní vložte své lipofilní skupiny do olejové fáze, zatímco hydrofilní skupiny jsou ve vodní fázi, čímž se kapičky nabijí. Vzhledem k tomu, že kapičky emulze nesou stejný náboj, se navzájem odpuzují a nejsou snadno aglomerovány, což vede ke zvýšené stabilitě. Je vidět, že čím více emulgátorových iontů se adsorbuje na kapičkách, tím větší je jejich náboj a tím větší schopnost zabránit koalescenci kapiček, což činí emulzní systém stabilnější.
Viskozita disperzního média emulze má určitý dopad na stabilitu emulze. Obecně platí, že čím vyšší je viskozita disperzního média, tím vyšší je stabilita emulze. Je to proto, že viskozita dispergovacího média je vysoká, což silně brání Brownijskému pohybu kapiček kapaliny, zpomaluje kolizi mezi kapičkami a udržuje systém stabilní. Polymerní látky, které jsou obvykle rozpustné v emulzích, mohou zvýšit viskozitu systému a zvýšit stabilitu emulze. Kromě toho může polymer také tvořit masku obličeje pevného rozhraní, díky čemuž je emulzní systém stabilnější.
V některých případech může přidání pevného prášku také stabilizovat emulzi. Pevný prášek není ve vodě, oleji nebo na rozhraní, v závislosti na schopnosti smáčení oleje a vody na pevném prášku. Pokud pevný prášek není zcela navlhčen vodou a může být namočen olejem, zůstane na rozhraní vodního oleje.
Důvodem, proč pevný prášek nestabilizuje emulzi, je to, že prášek shromážděný na rozhraní neposiluje masku obličeje rozhraní, která je podobná molekulům emulgátů adsorpce rozhraní. Čím blíže jsou proto částice pevného prášku uspořádány na rozhraní, tím stabilnější bude emulze.
Povrchově aktivní látky mají schopnost významně zvýšit rozpustnost organických sloučenin, které jsou nerozpustné nebo mírně rozpustné ve vodě po vytvoření micel ve vodném roztoku a roztok je v tuto chvíli průhledný. Tento účinek micel se nazývá solubilizace. Povrchově aktivní látky, které mohou produkovat solubilizující účinky, se nazývají solubilizátory a organické sloučeniny, které jsou solubilizovány, se nazývají solubilizované sloučeniny.
8. pěna
Pěna hraje důležitou roli v procesu praní. Pěna odkazuje na disperzní systém, ve kterém je plyn rozptýlen v kapalině nebo pevné látce. Plyn je disperzní fáze a disperzní médium je kapalina nebo pevná látka. První z nich se nazývá tekutá pěna, zatímco druhá se nazývá pevná pěna, jako je pěnový plast, pěnový sklo, pěnový cement atd.
(1) Tvorba pěny
Pěna se zde týká agregace bublin oddělených tekutým filmem. Vzhledem k velkému rozdílu hustoty mezi dispergovanou fází (plyn) a dispergovaným médiem (kapalinou) a nízkou viskozitou kapaliny může pěna vždy rychle stoupat na hladinu kapaliny.
Proces formování pěny je přivést do kapaliny velké množství plynu a bubliny v kapalině se rychle vracejí na povrch kapaliny a vytvářejí bublinovou agregát oddělenou malým množstvím kapaliny a plynu
Pěna má v morfologii dvě pozoruhodné vlastnosti: Jedním z nich je, že bubliny jako dispergovaná fáze jsou často polyhedrální, protože na průsečíku bublin existuje tendence, aby se kapalný film stal tenčí, takže bubliny byly polyhedrální. Když se tekutý film do jisté míry ztenčí, bubliny se rozbijí; Za druhé, čistá kapalina nemůže tvořit stabilní pěnu, ale kapalina, která může tvořit pěnu, je nejméně dvě nebo více složek. Vodný roztok povrchově aktivní látky je typický systém snadno generovatelný pěnou a jeho schopnost generovat pěnu souvisí také s jinými vlastnostmi.
Povrchově aktivní látky s dobrou pěnivou schopností se nazývají pěnivé látky. Ačkoli pěnivé činidlo má dobrou pěnovou schopnost, vytvořená pěna nemusí být schopna udržovat po dlouhou dobu, to znamená, že jeho stabilita nemusí být dobrá. Aby se udržela stabilita pěny, látka, která může zvýšit stabilitu pěny, se často přidává do pěnivého činidla, které se nazývá stabilizátor pěny. Běžně používanými stabilizátory pěny jsou lauroyl diethanolamin a oxid dodecyl dimethyl amin.
(2) Stabilita pěny
Pěna je termodynamicky nestabilní systém a konečným trendem je, že celková povrchová plocha kapaliny v systému klesá a volná energie klesá po rozbití bublin. Proces defoamingu je proces, ve kterém kapalný film odděluje tloušťku plynu, dokud nepronikne. Stabilita pěny je proto určena hlavně rychlostí výtoku kapaliny a pevností kapalného filmu. Existuje několik dalších ovlivňujících faktorů.
① Povrchové napětí
Z pohledu energetického hlediska je nízké povrchové napětí příznivější pro tvorbu pěny, ale nemůže zaručit stabilitu pěny. Nízké povrchové napětí, nízký rozdíl tlaku, pomalý výtok kapaliny a pomalé ztenčení kapaliny vedou ke stabilitě pěny.
② Viskozita povrchu
Klíčovým faktorem určujícím stabilitu pěny je síla kapalného filmu, který je určen hlavně pevností povrchového adsorpčního filmu, měřenou viskozitou povrchu. Pokusy ukazují, že pěna produkovaná roztokem s vyšší viskozitou povrchu má delší životnost. Je to proto, že interakce mezi adsorbovanými molekulami na povrchu vede ke zvýšení síly membrány, čímž se zlepšuje životnost pěny.
③ Viskozita roztoku
Když se viskozita samotné kapaliny zvyšuje, kapalina v kapalném filmu není snadná propuštěna a rychlost tloušťky kapalného filmu je pomalá, což zpožďuje dobu prasknutí kapalného filmu a zvyšuje stabilitu pěny.
④ „Oprava“ účinek povrchového napětí
Povrchově aktivní látky adsorbované na povrchu kapalného filmu mají schopnost odolat expanzi nebo kontrakci povrchu kapalného filmu, který označujeme jako opravné efekt. Je to proto, že na povrchu je adsorbovaný kapalný film povrchově aktivních látek a rozšíření jeho povrchové plochy sníží koncentraci povrchových adsorbovaných molekul a zvýší povrchové napětí. Další rozšíření povrchu bude vyžadovat větší úsilí. Naopak zmenšení plochy povrchu zvýší koncentraci adsorbovaných molekul na povrchu, sníží povrchové napětí a brání dalšímu smrštění.
⑤ Difúze plynu kapalným filmem
V důsledku existence kapilárního tlaku je tlak malých bublin v pěně vyšší než tlak velkých bublin, což způsobí, že plyn v malých bublinách rozptýlí do nízkotlakých velkých bublin kapalným filmem, což má za následek jev, že se malé bubliny zmenšují, a velké bubliny se zvětšují a nakonec se pěnivé zlomení. Pokud je přidána povrchově aktivní látka, bude pěna při pěnivé a hustá a není snadné se odkazovat. Vzhledem k tomu, že povrchově aktivní látka je úzce uspořádána na kapalný film, je obtížné ventilovat, což činí pěnou stabilnější.
⑥ Vliv povrchového náboje
Pokud je pěnový kapalný film nabitý stejným symbolem, dva povrchy kapalného filmu se navzájem odpuzují, což zabrání ztenčení nebo dokonce zničení kapalného filmu. Tento stabilizační účinek mohou poskytnout iontové povrchově aktivní látky.
Závěrem lze říci, že síla kapalného filmu je klíčovým faktorem pro stanovení stability pěny. Jako povrchově aktivní látka pro pěnivá látka a stabilizátory pěny jsou nejdůležitějšími faktory těsnost a pevnost povrchových adsorbovaných molekul. Když je interakce mezi adsorbovanými molekulami na povrchu silná, jsou adsorbované molekuly úzce uspořádány, což nejen ztěžuje, aby se maska obličeje povrchové obličeje měla poměrně obtížné, takže je pro kapalný film relativně obtížné udržovat kapalný film. Kromě toho mohou úzce uspořádané povrchové molekuly také snížit propustnost molekul plynu, a tak zvýšit stabilitu pěny.
(3) Zničení pěny
Základním principem ničení pěny je změnit podmínky pro výrobu pěny nebo eliminovat faktory stability pěny, takže existují dvě metody defoamingu, fyzikální a chemické.
Fyzikální defoaming je změnit podmínky, za kterých je pěna generována při zachování chemického složení roztoku pěny nezměněné. Například narušení vnějších sil, změna teploty nebo tlaku a ultrazvukové ošetření jsou efektivními fyzickými metodami eliminace pěny.
Metodou chemického odflátu je přidat některé látky, aby interagovaly s pěnivým činidlem, snížily sílu kapalného filmu v pěně a poté snížily stabilitu pěny, aby se dosáhlo účelu defoamingu. Takové látky se nazývají defoamery. Většina defoamerů jsou povrchově aktivní látky. Proto by podle mechanismu defoamingu měly mít defoamery silnou schopnost snižovat povrchové napětí, snadno by se na povrchu adsorbovala a měla slabé interakce mezi povrchovými adsorbovanými molekulami, což má za následek relativně volnou strukturu uspořádání adsorbovaných molekul.
Existují různé typy defoamerů, ale většinou se jedná o neiontové povrchově aktivní látky. Ne iontové povrchově aktivní látky mají anti -pěchové vlastnosti blízko nebo nad jejich cloudovým bodem a běžně se používají jako odkaňovače. Alkoholy, zejména ty s větvemi, mastnými kyselinami a estery, polyamidy, fosfáty, silikonové oleje atd., Se také běžně používají jako vynikající odkaňovače.
(4) Pěna a mytí
Neexistuje žádný přímý vztah mezi pěnou a praní a množství pěny neznamená, že účinek praní je dobrý nebo špatný. Například pěnivý výkon neionických povrchově aktivních látek je mnohem nižší než mýdlo, ale jejich čisticí síla je mnohem lepší než mýdlo.
V některých případech je pěna užitečná při odstraňování nečistot. Například při mytí toaletu doma může pěna detergentu odstranit kapky oleje omyté; Při drcení koberce pomáhá pěna odebírat pevné nečistoty, jako je prach a prášek. Kromě toho může být pěna někdy použita jako známka toho, zda je detergent účinný, protože skvrny z mastných olejů mohou inhibovat pěnu detergentu. Pokud je příliš mnoho skvrn oleje a příliš malý detergent, nebude tam žádná pěna nebo původní pěna zmizí. Někdy může být pěna také použita jako indikátor toho, zda je oplachování čisté. Protože množství pěny v oplachovacím roztoku má tendenci se snižovat se snížením obsahu detergentu, lze stupeň oplachování vyhodnotit množstvím pěny.
9. Proces mytí
V širokém smyslu je mytí proces odstranění nežádoucích komponent z umytého objektu a dosažení určitého účelu. Mytí v obvyklém smyslu označuje proces odstraňování nečistot z povrchu nosiče. Během promytí je interakce mezi nečistotami a nosičem oslabena nebo eliminována působením některých chemických látek (jako jsou detergenty), transformací kombinace nečistot a nosiče do kombinace nečistot a detergentu, což nakonec způsobuje odpočinek a nosič. Vzhledem k tomu, že objekty, které mají být umyté a nečistoty, které mají být odstraněny, jsou rozmanité, mytí je velmi složitý proces a základní proces praní může být reprezentován následujícím jednoduchým vztahem
Nosič • Dirt+Detergennt = nosič+nečistota • detergentu
Proces promývání lze obvykle rozdělit do dvou fází: jednou je oddělení nečistot a jeho nosiče pod působením detergentu; Druhým je, že oddělená nečistota je rozptýlena a zavěšena v médiu. Proces promývání je reverzibilní proces a nečistota, která je rozptýlena nebo zavěšena v médiu, může také znovu srážet z média na prádlo. Vynikající detergent by proto měl mít nejen schopnost oddělit nečistoty od nosiče, ale také mít dobrou schopnost rozptýlit a pozastavit nečistoty a zabránit opětovnému uložení nečistot.
(1) Typy nečistot
Dokonce i pro stejnou položku se bude typ, složení a množství nečistot lišit v závislosti na prostředí využití. Nečistoty olejového těla zahrnují hlavně zvířecí a rostlinné oleje, stejně jako minerální oleje (jako je ropa, topný olej, uhelný deht atd.), Zatímco pevná nečistota zahrnuje hlavně kouř, prach, rez, rzi, uhlíkovou černou atd. Pokud jde o nečistoty oděvu, z lidského těla jsou nečistoty, jako je potí, sebum, krev atd.; Nečistoty z jídla, jako jsou skvrny ovoce, jedlé skvrny oleje, koření, škrob atd.; Nečistoty přinesené kosmetikou, jako je rtěnka a lak na nehty; Nečistoty z atmosféry, jako je kouř, prach, půda atd.; Další materiály, jako je inkoust, čaj, barva atd. Lze říci, že existují různé a rozmanité typy.
Různé typy nečistot lze obvykle rozdělit do tří kategorií: pevné nečistoty, kapalné nečistoty a speciální nečistoty.
① Běžné pevné nečistoty zahrnují částice, jako je popel, bahno, půda, rez a uhlíková černá. Většina z těchto částic má povrchový náboj, většinou negativní, a snadno se adsorbují na vláknité objekty. Obecně je obtížné rozpustit ve vodě pevné nečistoty, ale může být rozptýlena a zavěšena řešením detergentu. Pevné nečistoty s malými částicemi je obtížné odstranit.
② Kapalná nečistota je většinou rozpustná oleje, včetně živočišných a rostlinných olejů, mastných kyselin, mastných alkoholů, minerálních olejů a jejich oxidů. Mezi nimi mohou zvířecí a rostlinné oleje a mastné kyseliny podstoupit saponifikaci s alkálií, zatímco mastné alkoholy a minerální oleje nejsou saponifikovány alkalií, ale mohou se rozpustit v alkoholu, etherech a uhlovodíkových organických rozpouštědlech, a být emulgovány a rozptýleny detergentními vodnými roztoky. Kapalná nečistota rozpustná oleje má obecně silnou interakční sílu s vláknitými objekty a pevně adsorbuje na vlákna.
③ Speciální nečistota zahrnuje protein, škrob, krev, lidské sekrece, jako je pot, mazu, moč, ovocná šťáva, čajová šťáva atd. Většina těchto typů nečistot může silně adsorbovat na vláknité objekty chemickými reakcemi. Proto je to docela obtížné.
Různé typy nečistot jen zřídka existují, často smíchané dohromady a adsorbované dohromady na objektech. Nečistoty mohou někdy oxidovat, rozkládat nebo rozkládat pod vnějšími vlivy, což má za následek tvorbu nových nečistot.
(2) Adhezní účinek nečistot
Důvod, proč se oblečení, ruce atd. Mohou zašpinit, je to, že existuje určitá interakce mezi objekty a špínou. Existují různé adhezní účinky nečistot na objekty, ale jsou to hlavně fyzická adheze a chemická adheze.
① Fyzická adheze cigaretového popela, prachu, sedimentu, uhlíkového černého a dalších látek do oděvu. Obecně lze říci, že interakce mezi přilnavou nečistotou a kontaminovaným objektem je relativně slabá a odstranění nečistot je také relativně snadné. Podle různých sil lze fyzickou adhezi nečistot rozdělit na mechanickou adhezi a elektrostatickou adhezi.
Odpověď: Mechanická adheze odkazuje hlavně na adhezi pevných nečistot, jako je prach a sediment. Mechanická adheze je slabá metoda adheze pro nečistoty, kterou lze téměř odstranit jednoduchými mechanickými metodami. Pokud je však velikost částic nečistoty malá (<0,1UM), je obtížnější ji odstranit.
B: Elektrostatická adheze se projevuje hlavně působením nabitých částic nečistot na objektech s opačným náboji. Většina vláknitých objektů má ve vodě negativní náboj a je snadno dodržována pozitivně nabitá nečistota, jako je vápna. Některé nečistoty, i když negativně nabité, jako jsou uhlíkové černé částice ve vodných roztocích, mohou přidržovat vlákna prostřednictvím iontových mostů vytvořených pozitivními ionty (jako jsou Ca2+, Mg2+atd.) Ve vodě (ionty působí společně mezi více opačnými náboji, působící jako mosty).
Statická elektřina je silnější než jednoduchý mechanický účinek, takže je relativně obtížné odstranit nečistoty.
③ Odstranění speciálních nečistot
Protein, škrob, lidské sekrece, ovocná šťáva, čajová šťáva a další typy nečistot se obtížně odstraní obecnými povrchově aktivními látkami a vyžadují speciální metody léčby.
Proteinové skvrny, jako je krém, vejce, krev, mléko a exkrementy kůže, jsou náchylné k koagulaci a denaturace na vláknech a pevněji dodržují. Pro znečištění bílkovin lze proteázu použít k jeho odstranění. Proteáza může rozkládat proteiny v nečistotách na aminokyseliny rozpustné ve vodě nebo oligopeptidech.
Skvrny škrobu pocházejí hlavně z potravy, zatímco jiné, jako jsou masové šťávy, pasta atd. Enzymy škrobu mají katalytický účinek na hydrolýzu škrobových skvrn a rozkládají škrob na cukry.
Lipáza může katalyzovat rozklad některých triglyceridů, které je obtížné odstranit konvenčními metodami, jako je mazu vylučovaná lidským tělem, jedlé oleje atd., Aby se rozbily triglyceridy na rozpustný glycerol a mastné kyseliny.
Některé barevné skvrny z ovocné šťávy, čajové šťávy, inkoustu, rtěnky atd. Je často obtížné důkladně čistit i po opakovaném mytí. Tento typ skvrny lze odstranit reakcemi snižování oxidace pomocí oxidantů nebo redukčních činidel, jako je bělidlo, které rozkládají strukturu skupin chromoforu nebo chromoforu a degradují je na menší složky rozpustné ve vodě.
Z pohledu chemického čištění existují zhruba tři typy nečistot.
① Nečistota rozpustné oleje zahrnuje různé oleje a tuky, které jsou kapalné nebo mastné a rozpustné při rozpouštědlech čištění.
② Ve vodě rozpustné nečistoty jsou rozpustné ve vodném roztoku, ale nerozpustné v čisticích prostředcích pro čištění. Adsorbuje na oděv ve formě vodného roztoku a po odpaření vody jsou vysráženy granulární pevné látky, jako jsou anorganické soli, škrob, proteiny atd.
③ Nerozpustná nečistota olejové vody je nerozpustná jak ve vodě, tak u rozpouštědel pro čištění, jako je uhlíková černá, různé kovové křemičitany a oxidy.
Vzhledem k různým vlastnostem různých typů nečistot existují různé způsoby odstranění nečistot během procesu čištění. Olejová nečistota, jako jsou zvířecí a rostlinné oleje, minerální oleje a tuky, jsou snadno rozpustné v organických rozpouštědlech a lze je snadno odstranit během čištění. Vynikající rozpustnost rozpouštědel pro čištění pro olej a tuk je v podstatě způsobeno silami van der Waals mezi molekulami.
Pro odstranění nečistot rozpustných ve vodě, jako jsou anorganické soli, cukry, proteiny, pot atd., Je také nutné přidat vhodné množství vody do čisticího prostředku pro čištění, jinak je obtížné odstranit z oděvu rozpustné nečistoty. V vodě je však obtížné rozpustit se v čisticích prostředcích pro čištění, takže pro zvýšení množství vody je třeba přidat povrchově aktivní látky. Voda přítomná v čisticích čisticích prostředcích může hydratovat nečistoty a povrch oblečení, což usnadňuje interakci s polárními skupinami povrchově aktivních látek, což je prospěšné pro adsorpci povrchově aktivních látek na povrchu. Kromě toho, když povrchově aktivní látky tvoří micely, mohou být do micel solubilizovány nečistoty a voda rozpustné ve vodě. Povrchově aktivní látky mohou nejen zvýšit obsah vody u rozpouštědel čištění chemického čištění, ale také zabránit přeměně nečistot pro zvýšení účinku čištění.
Přítomnost malého množství vody je nezbytná pro odstranění nečistot rozpustné ve vodě, ale nadměrná voda může způsobit, že se některé oblečení deformuje, vrásky atd., Takže obsah vody v suchém detergentu musí být mírný.
Pevné částice, jako je popel, bahno, půda a uhlíková černá, které nejsou ani rozpustné ve vodě, ani rozpustné oleje, obecně dodržují oblečení elektrostatickou adsorpcí nebo kombinováním s olejovými skvrnami. Při čištění čištění může tok a dopad rozpouštědel způsobit, že se nečistoty adsorbované elektrostatickými silami spadnou, zatímco čisticí prostředky na čištění mohou rozpustit olejové skvrny, což způsobuje pevné částice, které se kombinují s olejovými skvrnami a přilepejí k oděvu, aby spadly z čisticího prostředku. Malé množství vody a povrchově aktivních látek v čisticím prostředku na čištění může stabilně zavěsit a rozptýlit částice pevných nečistot, které spadnou, což jim brání v opětovném ukládání na oblečení.
(5) Faktory ovlivňující účinek praní
Směrová adsorpce povrchově aktivních látek na rozhraní a redukce povrchového (mezifázového) napětí jsou hlavními faktory pro odstranění kapaliny nebo pevné znečištění. Proces praní je však relativně složitý a dokonce i účinek praní stejného typu detergentu je ovlivněn mnoha dalšími faktory. Mezi tyto faktory patří koncentrace detergentů, teploty, povahy nečistot, typu vlákniny a struktury tkaniny.
① Koncentrace povrchově aktivních látek
Micely povrchově aktivních látek v roztoku hrají v procesu praní důležitou roli. Když koncentrace dosáhne kritické koncentrace micel (CMC), účinek promývání se prudce zvyšuje. Koncentrace detergentu v rozpouštědle by proto měla být vyšší než hodnota CMC, aby se dosáhlo dobrého praní. Když však koncentrace povrchově aktivních látek překročí hodnotu CMC, zvyšující se účinek promývání se stává méně významným a nadměrné zvýšení koncentrace povrchově aktivní látky není nutné.
Při použití solubilizace k odstranění olejových skvrn, i když je koncentrace nad hodnotou CMC, solubilizační účinek se stále zvyšuje se zvýšením koncentrace povrchově aktivní látky. V této době je vhodné používat detergentum lokálně, například na manžetě a límcích oblečení, kde je spousta nečistot. Při mytí lze nejprve aplikovat vrstvu detergentu, aby se zlepšil solubilizační účinek povrchově aktivních látek na olejové skvrny.
② Teplota má významný dopad na účinek čištění. Celkově je zvýšení teploty prospěšné pro odstranění nečistot, ale někdy nadměrná teplota může také způsobit nepříznivé faktory.
Zvýšení teploty je prospěšné pro difúzi nečistot. Skvrny pevného oleje se snadno emulgují, když je teplota nad jejich bodem tání, a vlákna také zvyšuje stupeň expanze v důsledku zvýšení teploty. Všechny tyto faktory jsou prospěšné pro odstranění nečistot. U těsných tkanin se však po expanzi vláken sníží mikro mezery mezi vlákny, což nepřispívá k odstranění nečistot.
Změny teploty také ovlivňují rozpustnost, hodnotu CMC a velikost micel povrchově aktivních látek, čímž ovlivňují účinek promývání. Povrchní látky s dlouhým uhlíkovým řetězcem mají nižší rozpustnost při nízkých teplotách a někdy dokonce nižší rozpustnost než hodnota CMC. V tomto případě by měla být promývací teplota náležitě zvýšena. Účinek teploty na hodnotu CMC a velikost micely je odlišný pro iontové a neiontové povrchově aktivní látky. U iontových povrchově aktivních látek vede zvýšení teploty obecně ke zvýšení hodnoty CMC a snížení velikosti micel. To znamená, že koncentrace povrchově aktivních látek by měla být zvýšena v promývacím roztoku. U neiontových povrchově aktivních látek vede zvyšující se teplota ke snížení jejich hodnoty CMC a významnému zvýšení velikosti jejich micely. Je vidět, že přiměřeně rostoucí teplota může pomoci neiontonickým povrchově aktivním látkám vyvíjet jejich povrchovou aktivitu. Teplota by však neměla překročit svůj cloudový bod.
Stručně řečeno, nejvhodnější promývací teplota souvisí se vzorcem detergentu a promytého objektu. Některé detergenty mají dobré účinky na čištění při teplotě místnosti, zatímco některé detergenty mají výrazně odlišné účinky na čištění na chladné a horké mytí.
③ pěna
Lidé často zaměňují pěnivou schopnost s efektem praní a věří, že detergenty se silnou pěnovou schopností mají lepší účinky na mytí. Výsledky ukazují, že účinek promývání přímo nesouvisí s množstvím pěny. Například použití nízkého pěnivého detergentu pro mytí nemá horší účinek na praní než vysoký pěnivý detergentní prostředek.
Ačkoli pěna není přímo spojena s praním, pěna je stále užitečná při odstraňování nečistot v některých situacích. Například pěna mytí tekutiny může při praní nádobí odnést kapky oleje. Při drhnutí koberce může pěna také odebrat částice pevných nečistot, jako je prach. Prach představuje velkou část koberců nečistot, takže čistič koberců by měl mít určitou pěnovou schopnost.
Pro šampon je také důležitá pěnivá síla. Jemná pěna vyrobená tekutinou při mytí vlasů nebo koupání způsobuje, že se lidé cítí pohodlně.
④ Typy vláken a fyzikálních vlastností textilu
Kromě chemické struktury vláken ovlivňující adhezi a odstranění nečistot má vzhled vláken a organizační struktura přízí a tkanin také dopad na obtížnost odstraňování nečistot.
Měřítka vlněných vláken a plochých proužků podobných struktuře bavlněných vláken jsou náchylnější k hromadění nečistot než hladká vlákna. Například uhlíková černá dodržovaná celulózovým filmem (lepicí film) se snadno odstraní, zatímco uhorková černá dodržovaná bavlněnou tkaninou je obtížné umyt. Například polyesterové krátké vláknité tkaniny jsou náchylnější k hromadění olejových skvrn než dlouhé vláknové tkaniny a olejové skvrny na krátkých vláknových tkaninách jsou také obtížnější odstranit než ty na dlouhých vláknových tkaninách.
Těsně zkroucené příze a těsné tkaniny, kvůli malým mikro mezerám mezi vlákny, mohou odolat invazi nečistot, ale také zabránit čisticím roztoku v odstraňování vnitřní nečistot. Proto mají těsné látky na začátku dobrou odolnost vůči nečistotům, ale po kontammování je také obtížné čistit.
⑤ tvrdost vody
Koncentrace kovových iontů, jako je Ca2+a Mg2+ve vodě, má významný dopad na praní, zejména když aniontové povrchově aktivní látky narazí na Ca2+a ionty Mg2+za vzniku solí vápníku a hořčíku se špatnou rozpustností, což může snížit jejich čisticí schopnost. I když je koncentrace povrchově aktivních látek vysoká v tvrdé vodě, jejich čisticí účinek je stále mnohem horší než v destilaci. Pro dosažení nejlepšího účinku promývání povrchově aktivních látek by měla být koncentrace iontů Ca2+ve vodě snížena na pod 1 x 10-6mol/l (Caco3 by měla být snížena na 0,1 mg/l). To vyžaduje přidání různých změkčovačů do detergentu.
Čas příspěvku: srpen-16-2024