Naše hlavní produkty: amino silikon, blokový silikon, hydrofilní silikon, veškerá jejich silikonová emulze, zlepšování sistosti silně, repelent vody (bez fluoru, uhlík 6, uhlík 8), chemikálie pro mytí deminu (ABS, enzym, enzym, whatsapp).
9 hlavních vztahů mezi povrchově aktivními látkami a barvicími továrnami
01 Povrchové napětí
Síla, která působí ke stažení povrchu kapaliny na jednotku délky, se nazývá povrchové napětí, měřené v n · m⁻⁻.
02 Povrchová aktivita a povrchově aktivní látky
Vlastnost, která snižuje povrchové napětí rozpouštědla, se nazývá povrchová aktivita a látky, které mají tuto vlastnost, se označují jako povrchově aktivní látky. Povrchově aktivní látky jsou povrchově aktivní látky, které mohou tvořit agregáty ve vodných roztocích, jako jsou micely, a vykazují vysokou povrchovou aktivitu spolu s funkcemi, jako je smáčení, emulzifikace, pěni a mytí.
03 Charakteristiky molekulární struktury povrchově aktivních látek
Povrchově aktivní látky jsou organické sloučeniny se speciálními strukturami a vlastnostmi; Mohou významně změnit mezifázové napětí mezi dvěma fázemi nebo povrchovým napětím kapalin (obvykle vody), vykazovat vlastnosti, jako je smáčení, pění, emulzifikace a mytí. Strukturálně povrchově aktivní látky sdílejí společnou charakteristiku obsahující dva různé typy skupin v jejich molekulách: jeden konec má nepolární skupinu s dlouhým řetězcem, která je rozpustná v oleji, ale nerozpustná ve vodě, známá jako hydrofobní skupina. Tato hydrofobní skupina je obvykle uhlovodíkem s dlouhým řetězcem, i když se někdy může skládat z organických fluoridů, organických silikonů, organických fosfinů nebo organotinových řetězců. Druhý konec má skupinu rozpustné ve vodě, známou jako hydrofilní skupina. Hydrofilní skupina musí mít dostatečnou hydrofilitu, aby se zajistilo, že se celá povrchově aktivní látka může rozpustit ve vodě a mít nezbytnou rozpustnost. Protože povrchově aktivní látky obsahují hydrofilní i hydrofobní skupiny, mohou se rozpustit v alespoň jedné fázi kapalného média. Tato duální afinitní povaha povrchově aktivních látek se označuje jako amfifilicita.
04 typů povrchově aktivních látek
Surfaktanty jsou amfifilní molekuly s hydrofobními i hydrofilními skupinami. Hydrofobní skupina je obecně složena z uhlovodíků s dlouhým řetězcem, jako jsou alkany s přímým řetězcem (C8-C20), rozvětvených alkanů (C8-C20) nebo alkylbenzenů (atom alkyl uhlíku číslo 8–16). Rozdíly v hydrofobních skupinách vznikají hlavně ze strukturálních změn v uhlíkových řetězcích. Rozmanitost hydrofilních skupin je však mnohem větší, a proto jsou vlastnosti povrchově aktivních látek spojeny nejen s velikostí a tvarem hydrofobní skupiny, ale také převážně s hydrofilní skupinou. Povrchově aktivní látky mohou být klasifikovány na základě struktury hydrofilní skupiny, především podle toho, zda je iontová, a dělí je na aniontové, kationtové, neiontové, zwitterionické a další speciální typy povrchově aktivních látek.
05 Vlastnosti řešení povrchově aktivní látky
①Adsorpce na rozhraní
Molekuly povrchově aktivní látky obsahují jak hydrofilní, tak hydrofobní skupiny. Voda, jako silná polární kapalina, když se v ní rozpustí povrchově aktivní látky, se řídí principem „podobné polarity se navzájem přitahuje; různé polarity se navzájem odpuzují“. Její hydrofilní skupina interaguje s vodou, takže je rozpustná, zatímco její hydrofobní skupina odpuzuje z vody a opouští vodní fázi, což má za následek adsorbující molekuly povrchově aktivní látky (nebo ionty) v mezifázové vrstvě, čímž se snižuje rozhraní napětí mezi dvěma fázemi. Čím více molekul povrchově aktivních látek (nebo iontů), které se adsorbují na rozhraní, tím větší je snížení napětí mezifátu.
② Vlastnosti adsorbovaných filmů
Povrchový tlak adsorbovaného filmu: Povrchově aktivní látky tvoří adsorbované filmy na rozhraní plynu-kapaliny. Například umístění tření bez tření na rozhraní kapaliny vytvoří tlak na plovák, když je film tlačen podél kapalného povrchu. Tento tlak se nazývá povrchový tlak.
Povrchová viskozita: Stejně jako povrchový tlak je viskozita povrchu vlastnost vykazovaná nerozpustnými molekulárními filmy. Pozastavením platinového kroužku na jemném kovovém drátu tak, aby se dotkl povrchu vody v nádrži, otáčení platinového kroužku prokazuje odpor v důsledku viskozity vody. Pozorovaný rozpad může měřit viskozitu povrchu; Rozdíl v míře rozpadu mezi čistou vodou a obsahem povrchového filmu poskytuje viskozitu povrchového filmu. Viskozita povrchu úzce souvisí s pevností filmu; Protože adsorbované filmy mají povrchový tlak a viskozitu, nutně obsahují pružnost. Čím větší je povrchový tlak a viskozita adsorbovaného filmu, tím větší je jeho elastický modul.
③ Tvorba micel
Chování povrchově aktivních látek v zředěných roztocích se řídí normám ideálního řešení. Množství povrchově aktivní látky adsorbované na povrchu roztoku se zvyšuje, jak se koncentrace roztoku zvyšuje, dokud není dosaženo určité koncentrace, poté se adsorpce dále nezvyšuje. Přebytečné molekuly povrchově aktivní látky jsou v tomto bodě náhodně rozptýleny nebo existují vzorovaným způsobem. Praktické i teoretické důkazy naznačují, že v roztoku tvoří agregáty, nazývané micely. Minimální koncentrace, při které začínají povrchově aktivní látky tvořit micely, se nazývá kritická koncentrace micel (CMC).
06 Hodnota hydrofilního lipofilního rovnováhy (HLB)
HLB, zkratka pro rovnováhu hydrofilního lipofilu, naznačuje rovnováhu mezi hydrofilními a lipofilními skupinami v povrchově aktivních látkách. Vyšší hodnota HLB naznačuje silnou hydrofilitu a slabou lipofilicitu, zatímco opak platí pro nízké hodnoty HLB.
① Specifikace hodnot HLB **:Hodnota HLB je relativní; Proto pro stanovení hodnot HLB je standard pro nehydrofilní látku, jako je parafin, nastaven na HLB = 0, zatímco dodecylsulfát sodíku se silnou rozpustností vody je přiřazen HLB = 40. Proto jsou hodnoty HLB pro povrchovění prostředky obecně klesají mezi 1 a 40. Surmakt s HLB a hodnoty než 10 jsou hodnoty než 10. Proto je inflexní bod mezi lipofilitou a hydrofilitou přibližně 10. Potenciální použití povrchově aktivních látek lze z jejich hodnot HLB zhruba odvodit.
HLB | Aplikace | HLB | Aplikace |
1,5 ~ 3 | W/O Defoaming Agents | 8 ~ 18 | Emulgátory typu O/W |
3,5 ~ 6 | Emulgátory bez typu | 13 ~ 15 | Detergenty |
7 ~ 9 | Smáčecí látky | 15 ~ 18 | Solubilizátory |
Podle tabulky mají povrchově aktivní látky vhodné pro použití jako emulgátory oleje ve vodě HLB hodnotu 3,5 až 6, zatímco pro emulgátory v oleji v oleji klesají mezi 8 až 18.
② Stanovení hodnot HLB (vynecháno).
07 Emulgace a solubilizace
Emulze je systém vytvořený, když je jedna nemísitelná kapalina rozptýlena v jiné ve formě jemných částic (kapičky nebo kapalné krystaly). Emulgátor, který je typem povrchově aktivní látky, je nezbytný pro stabilizaci tohoto termodynamicky nestabilního systému snížením mezifázové energie. Fáze existující ve formě kapiček v emulzi se nazývá dispergovaná fáze (nebo vnitřní fáze), zatímco fáze tvořící kontinuální vrstvu se nazývá disperzní médium (nebo vnější fáze).
① Emulgátory a emulze
Běžné emulze se často skládají z jedné fáze jako vody nebo vodného roztoku a druhá jako organická látka, jako jsou oleje nebo vosky. V závislosti na jejich disperzi lze emulze klasifikovat jako voda-v oleji (bez), kde je olej rozptýlen ve vodě, nebo oleje ve vodě (O/W), kde je voda rozptýlena v oleji. Kromě toho mohou existovat složité emulze jako O/W nebo O/W/O. Emulgátory stabilizují emulze snižováním napětí mezifázového a vytvořením monomolekulárních membrán. Emulgátor musí adsorbujte nebo se hromadí na rozhraní, aby se snížil napětí mezifátu a předával náboje kapičkám, generoval elektrostatické odpuzení nebo vytvořil ochranný film s vysokou viscozitou kolem částic. V důsledku toho musí látky používané jako emulgátory vlastnit amfifilní skupiny, které mohou povrchově aktivní látky poskytnout.
② Metody přípravy emulze a faktorů ovlivňující stabilitu
Existují dvě hlavní metody pro přípravu emulzí: mechanické metody rozptylují kapaliny do malých částic v jiné kapalině, zatímco druhá metoda zahrnuje rozpuštění kapalin v molekulární podobě v jiné a způsobuje jejich vhodné agregaci. Stabilita emulze se týká její schopnosti odolat agregaci částic, která vede k separaci fáze. Emulze jsou termodynamicky nestabilní systémy s vyšší volnou energií, takže jejich stabilita odráží čas potřebný k dosažení rovnováhy, tj. Doba, kterou se tekutina oddělí od emulze. Když jsou v mezifázovém filmu přítomny mastné alkoholy, mastné kyseliny a mastné aminy, síla membrány se výrazně zvyšuje, protože polární organické molekuly tvoří komplexy v adsorbované vrstvě a posilují mezifázovou membránu.
Emulgátory složené ze dvou nebo více povrchově aktivních látek se nazývají smíšené emulgátory. Smíšené emulgátory se adsorbují na rozhraní vodního oleje a molekulární interakce mohou tvořit komplexy, které výrazně snižují rozhraní napětí, což zvyšuje množství adsorbátu a vytváří hustší a silnější mezifázové membrány.
Elektricky nabité kapičky zejména ovlivňují stabilitu emulzí. Ve stabilních emulzích kapičky obvykle nesou elektrický náboj. Při použití iontových emulgátorů je do olejové fáze začleněna hydrofobní konec iontových povrchově aktivních látek, zatímco hydrofilní konec zůstává ve vodovodní fázi a dodává kapičkám náboj. Stejně jako náboje mezi kapičkami způsobují odpuzování a zabraňují koalescenci, což zvyšuje stabilitu. Čím větší je tedy koncentrace iontů emulgátoru adsorbované na kapičkách, tím větší je jejich náboj a čím vyšší je stabilita emulze.
Viskozita disperzního média také ovlivňuje stabilitu emulze. Obecně platí, že média s vyšší viskozitou zlepšují stabilitu, protože silnější brání Brownianův pohyb kapiček, což zpomaluje pravděpodobnost kolizí. Látky s vysokou molekulovou hmotností, které se rozpouštějí v emulzi, mohou zvýšit střední viskozitu a stabilitu. Kromě toho mohou látky s vysokou molekulovou hmotností tvořit robustní mezifázové membrány, což dále stabilizuje emulzi. V některých případech může přidání pevných prášků podobně stabilizovat emulze. Pokud jsou pevné částice plně smáčeny vodou a mohou být smáčeny olejem, budou zadrženy na rozhraní vodního oleje. Pevné prášky stabilizují emulzi vylepšením filmu, když se shlukují na rozhraní, podobně jako adsorbované povrchově aktivní látky.
Povrchově aktivní látky mohou významně zvýšit rozpustnost organických sloučenin, které jsou nerozpustné nebo mírně rozpustné ve vodě poté, co se v roztoku vytvořily micely. V této době se řešení jeví jasné a tato schopnost se nazývá solubilizace. Povrchově aktivní látky, které mohou podporovat solubilizaci, se nazývají solubilizátory, zatímco organické sloučeniny, které jsou solubilizovány, se označují jako solubilates.
08 Pěna
Pěna hraje klíčovou roli v promývacích procesech. Pěna se týká disperzního systému plynu dispergovaného v kapalině nebo pevné látce, s plynem jako dispergované fází a kapalinou nebo pevnou jako disperzní médium, známé jako kapalná pěna nebo pevná pěna, jako je pěnové plasty, pěnové sklo a beton z pěny.
(1) Tvorba pěny
Termín pěna se týká sbírky vzduchových bublin oddělených tekutými filmy. Vzhledem k značnému rozdílu hustoty mezi plynem (dispergovaná fáze) a kapalinou (disperzní médium) a nízkou viskozitou kapaliny se na povrch rychle zvyšují plynové bubliny. Tvorba pěny zahrnuje začlenění velkého množství plynu do kapaliny; Bubliny se pak rychle vracejí na povrch a vytvářejí agregát vzduchových bublin oddělených minimálním kapalným filmem. Pěna má dvě výrazné morfologické vlastnosti: zaprvé, plynové bubliny často předpokládají polyhedrální tvar, protože tenký kapalný film na průniku bublin má tendenci se stávat tenčími, což nakonec vede k prasknutí bublin. Za druhé, čisté kapaliny nemohou tvořit stabilní pěnu; K vytvoření pěny musí být přítomny alespoň dvě komponenty. Roztok povrchově aktivní látky je typický systém formování pěny, jehož pěnivá kapacita je spojena s jeho dalšími vlastnostmi. Povrchově aktivní látky s dobrou pěnivou schopností se nazývají pěnivé látky. Ačkoli pěnivé látky vykazují dobré pěnové schopnosti, pěna, kterou generují, nemusí trvat dlouho, což znamená, že jejich stabilita není zaručena. Pro zlepšení stability pěny lze přidat látky, které zvyšují stabilitu; Jedná se o nazývané stabilizátory, s běžnými stabilizátory včetně lauryl diethanolaminu a oxidů dodecyl dimethyl aminu.
(2) Stabilita pěny
Pěna je termodynamicky nestabilní systém; Jeho přirozená vývoj vede k prasknutí, čímž se sníží celková plocha povrchu kapaliny a snižování volné energie. Proces defoamingu zahrnuje postupné ztenčení kapalného filmu oddělujícího plyn, dokud nedojde k prasknutí. Stupeň stability pěny je primárně ovlivněna rychlostí kapalné drenáže a pevností kapalného filmu. Vlivné faktory zahrnují:
① Povrchové napětí: Z energetického hlediska nižší povrchové napětí upřednostňuje tvorbu pěny, ale nezaručuje stabilitu pěny. Nízké povrchové napětí ukazuje menší tlakový rozdíl, což vede k pomalejšímu kapalinovému drenáži a zesílení kapalného filmu, z nichž oba upřednostňují stabilitu.
② Viskozita povrchu: Klíčovým faktorem stability pěny je síla kapalného filmu, primárně určenou robustností povrchového adsorpčního filmu, měřeného viskozitou povrchu. Experimentální výsledky naznačují, že roztoky s vysokou viskozitou povrchu produkují delší trvalou pěnu v důsledku zvýšených molekulárních interakcí v adsorbovaném filmu, který výrazně zvyšuje sílu membrány.
③ Viskozita roztoku: Vyšší viskozita samotné kapaliny zpomaluje drenáž kapaliny z membrány, čímž se prodlužuje životnost kapalného filmu před prasknutím, což zvyšuje stabilitu pěny.
④ Akce povrchového napětí „Oprava“: Povrchově aktivní látky adsorbované na membránu mohou působit proti expanzi nebo kontrakci filmového povrchu; Tomu se říká oprava. Když povrchově aktivní látky adsorbují na kapalný film a rozšíří jeho povrchovou plochu, snižuje to koncentraci povrchově aktivní látky na povrchu a zvyšuje povrchové napětí; Naopak, kontrakce vede ke zvýšené koncentraci povrchově aktivní látky na povrchu a následně snižuje povrchové napětí.
⑤ Difúze plynu kapalným filmem: Kvůli kapilárnímu tlaku mají menší bubliny tendenci mít vyšší vnitřní tlak ve srovnání s většími bublinami, což vede k šíření plynu z malých bublin do větších, což způsobuje, že se malé bubliny zmenšují a větší růst, což nakonec vede ke kolapsu pěny. Konzistentní použití povrchově aktivních látek vytváří rovnoměrné, jemně distribuované bubliny a inhibuje defoaming. S povrchově aktivními látkami pevně zabalenými do kapalného filmu se brání difúze plynu, čímž se zvyšuje stabilita pěny.
⑥ Účinek povrchového náboje: Pokud pěnový tekutý film nese stejný náboj, dva povrchy se navzájem odpuzují, což zabrání filmu ztenčení nebo zlomení. Tento stabilizační účinek mohou poskytnout iontové povrchově aktivní látky. Stručně řečeno, síla kapalného filmu je klíčovým faktorem určujícím stabilitu pěny. Povrchově aktivní látky působící jako pěnivá činidla a stabilizátory musí vytvářet molekuly absorbované povrchem, protože to významně ovlivňuje rozhraní molekulární interakci, zvyšuje sílu samotného povrchového filmu, a tak zabrání tekutině od sousedního filmu, což zvyšuje zvýšenou stabilitu.
(3) Zničení pěny
Základní princip destrukce pěny zahrnuje změnu podmínek, které produkují pěnu nebo eliminují stabilizační faktory pěny, což vede k metodám fyzikálních a chemických odkazů. Fyzikální defoaming udržuje chemické složení pěnového roztoku při změně podmínek, jako jsou vnější poruchy, teplota nebo změny tlaku, jakož i ultrazvukové ošetření, všechny účinné metody pro eliminaci pěny. Chemické defoaming odkazuje na přidání určitých látek, které interagují s pěnovými látkami, aby se snížila síla kapalného filmu v pěně, čímž se snížila stabilita pěny a dosahovala defoaming. Takové látky se nazývají defoamery, z nichž většina jsou povrchově aktivní látky. Defoamery obvykle mají pozoruhodnou schopnost snižovat povrchové napětí a mohou snadno adsorbovat povrchy se slabší interakcí mezi molekulami složek, čímž vytvářejí volně uspořádanou molekulární strukturu. Defoamerové typy jsou rozmanité, ale obecně se jedná o neiontové povrchově aktivní látky, s větvenými alkoholy, mastnými kyselinami, estery mastných kyselin, polyamidy, fosfátů a silikonových olejů, které se běžně používají jako vynikající defoamery.
(4) Pěna a čištění
Množství pěny přímo nekoreluje s účinností čištění; Více pěny neznamená lepší čištění. Například neiontové povrchově aktivní látky mohou produkovat méně pěny než mýdlo, ale mohou mít vynikající čisticí schopnosti. V určitých podmínkách však pěna může pomoci odstranění nečistot; Například pěna z mytí nádobí pomáhá při odnášení tuku, zatímco čištění koberců umožňuje pěnu odstranit nečistoty a pevné kontaminanty. Navíc pěna může signalizovat účinnost detergentu; Nadměrné mastné tuky často inhibuje tvorbu bublin, což způsobuje buď nedostatek pěny, nebo snižující stávající pěnu, což ukazuje na nízkou účinnost detergentu. Pěna může navíc sloužit jako indikátor čistoty oplachování, protože hladiny pěny v oplachovací vodě se často snižují s nižšími koncentracemi detergentu.
09 Proces praní
Obecně řečeno, mytí je proces odstraňování nežádoucích komponent z objektu, který je vyčištěn, aby se dosáhlo určitého účelu. Společně, mytí odkazuje na odstranění nečistot z povrchu nosiče. Během praní působí určité chemické látky (jako jsou detergenty), aby oslabily nebo eliminovaly interakci mezi nečistotami a nosičem, což transformuje vazbu mezi nečistotami a nosičem na vazbu mezi nečistotami a detergentem, což umožňuje jejich separaci. Vzhledem k tomu, že objekty, které mají být vyčištěny, a nečistoty, které je třeba odstranit, se mohou velmi lišit, je praní složitý proces, který lze zjednodušit do následujícího vztahu:
Nosič • Dirt + Detergennt = nosič + nečistota • Detergennt. Proces praní lze obecně rozdělit do dvou fází:
1. Nečistota je oddělena od nosiče pod prací činem;
2. oddělená nečistota je rozptýlena a zavěšena v médiu. Proces promývání je reverzibilní, což znamená, že rozptýlené nebo zavěšené nečistoty se mohou na vyčištěnou položku potenciálně znovu usazovat. Efektivní čisticí prostředky tedy potřebují nejen schopnost oddělit nečistoty od nosiče, ale také rozptýlit a pozastavit nečistoty a zabránit v jeho přesídlení.
(1) Typy nečistot
Dokonce i jedna položka může akumulovat různé typy, kompozice a množství nečistot v závislosti na jeho kontextu použití. Olejová nečistota se skládá hlavně z různých živočišných a rostlinných olejů a minerálních olejů (jako je ropa, topný olej, uhelný dehet atd.); Pevné nečistoty zahrnují částice, jako jsou saze, prach, rez a uhlíková černá. Pokud jde o špínu na oděvy, může to pocházet z lidských sekrecí, jako je pot, mazu a krev; Skvrny související s potravinami, jako jsou ovocné nebo olejové skvrny a koření; zbytky z kosmetiky, jako je rtěnka a lak na nehty; atmosférické znečišťující látky, jako je kouř, prach a půda; a další skvrny, jako je inkoust, čaj a barva. Tuto rozmanitost nečistot lze obecně rozdělit do pevných, kapalných a speciálních typů.
① Pevná nečistota: Běžné příklady zahrnují částice sazí, bahna a prachu, z nichž většina má tendenci mít náboje - často negativně nabité -, které snadno dodržují vláknité materiály. Pevná nečistota je obecně méně rozpustná ve vodě, ale může být rozptýlena a zavěšena v detergentů. Částice menší než 0,1 μm mohou být zvláště náročné odstranit.
② Kapalná nečistota: Patří sem mastné látky, které jsou rozpustné oleje, zahrnují zvířecí oleje, mastné kyseliny, mastné alkoholy, minerální oleje a jejich oxidy. Zatímco zvířecí a rostlinné oleje a mastné kyseliny mohou reagovat s alkaliky za vzniku mýdel, mastných alkoholů a minerálních olejů se nepodléhají saponifikaci, ale mohou být rozpuštěny alkoholy, ethery a organickými uhlovodíky a mohou být emulgovány a rozptýleny detergentními řešeními. Kapalná mastná nečistota je obvykle pevně dodržována na vláknité materiály kvůli silným interakcím.
③ Speciální nečistota: Tato kategorie se skládá z proteinů, škrobů, krve a lidských sekrecí, jako je pot a moč, jakož i z ovocných a čajových šťáv. Tyto materiály se často pevně vážou na vlákna prostřednictvím chemických interakcí, což je ztěžuje vymytí. Různé typy nečistot zřídka existují nezávisle, spíše se mísí dohromady a přidržují společně na povrchy. Nečistota může často pod vnějšími vlivy oxidovat, rozkládat nebo rozkládat nebo rozkládat nové formy nečistot.
(2) Adheze nečistot
Nečistoty se drží materiálů, jako je oblečení a kůže, kvůli určitým interakcím mezi objektem a špínou. Adhezivní síla mezi nečistotami a objektem může být výsledkem fyzikální nebo chemické adheze.
① Fyzikální adheze: Adheze nečistot, jako je saze, prach a bláto, do značné míry zahrnuje slabé fyzické interakce. Obecně lze tyto typy nečistot relativně snadno odstranit kvůli slabší adhezi, která vzniká hlavně z mechanických nebo elektrostatických sil.
Odpověď: Mechanická adheze **: To se obvykle týká pevných nečistot, jako je prach nebo písek, který ulpívá mechanickými prostředky, což je relativně snadno odstranitelné, i když menší částice pod 0,1 μm je poměrně obtížné vyčistit.
B: Elektrostatická adheze **: Jedná se o nabité částice nečistot interagujících s opačně nabitými materiály; Vláknité materiály obvykle nesou negativní náboje, což jim umožňuje přilákat pozitivně nabité přívržence, jako jsou určité soli. Některé negativně nabité částice se mohou na těchto vláknech stále hromadit prostřednictvím iontových mostů vytvořených pozitivními ionty v roztoku.
② Chemická adheze: To se týká nečistot dodržování objektu prostřednictvím chemických vazeb. Například polární pevná nečistota nebo materiály, jako je rez, má tendenci pevně přidržovat kvůli chemickým vazbám vytvořeným s funkčními skupinami, jako jsou karboxyl, hydroxylové nebo aminové skupiny přítomné ve vláknitých materiálech. Tyto vazby vytvářejí silnější interakce, což ztěžuje odstranění takových nečistot; K efektivnímu čištění může být nezbytné zvláštní ošetření. Stupeň adheze nečistot závisí na vlastnostech samotné nečistoty a na vlastnostech povrchu, na který se drží.
(3) Mechanismy odstraňování nečistot
Cílem praní je eliminovat nečistoty. To zahrnuje využití rozmanitých fyzikálních a chemických účinků detergentů k oslabení nebo eliminaci adheze mezi nečistotami a promytými předměty, podporované mechanickými silami (jako je manuální drhnutí, agitace na pračku nebo dopad vody), což nakonec vede k separaci nečistot.
① Mechanismus odstranění kapalných nečistot
Odpověď: Mokrý: Většina tekuté špíny je mastná a má tendenci mokrých různých vláknitých předmětů a na jejich povrchy vytváří mastný film. Prvním krokem v praní je účinek detergentu, který způsobuje smáčení povrchu.
B: Mechanismus souhrn pro odstraňování oleje: Druhý krok odstranění kapalného odstraňování dochází prostřednictvím procesu souhrnného procesu. Kapalná nečistota, která se šíří jako film na povrchu, se postupně vrhá do kapiček v důsledku preferenčního smáčení vláknitého povrchu kapaliny pro mycí kapalinu a nakonec je nahrazena prací kapalinou.
② Mechanismus odstraňování pevných nečistot
Na rozdíl od kapalné nečistoty se odstranění pevné nečistoty spoléhá na schopnost praní kapaliny navlhčit jak nečistoty, tak na povrch nosného materiálu. Adsorpce povrchově aktivních látek na površích pevných nečistot a nosiče snižuje jejich interakční síly, čímž snižuje adhezní sílu částic nečistot, což je usnadňuje odstranění. Kromě toho mohou povrchově aktivní látky, zejména iontové povrchově aktivní látky, zvýšit elektrický potenciál pevných nečistot a povrchového materiálu, což usnadňuje další odstranění.
Neiontové povrchově aktivní látky mají tendenci se adsorbují na obecně nabitých pevných površích a mohou tvořit významnou adsorbovanou vrstvu, což vede ke snížení resetku nečistot. Kationtové povrchově aktivní látky však mohou snížit elektrický potenciál nečistot a povrchu nosiče, což vede ke snížení odpuzování a brání odstraňování nečistot.
③ Odstranění speciálních nečistot
Typické detergenty mohou bojovat s tvrdými skvrnami z proteinů, škrobů, krve a tělesných sekrecí. Enzymy, jako je proteáza, mohou účinně odstraňovat skvrny proteinu rozložením proteinů na rozpustné aminokyseliny nebo peptidy. Podobně mohou být škroby rozloženy na cukry amylázou. Lipázy mohou pomoci rozložit nečistoty triacylglycerolu, které je často obtížné odstranit konvenčními prostředky. Skvrny z ovocných šťáv, čaje nebo inkoustu někdy vyžadují oxidační činidla nebo redukční látky, které reagují se skupinami generujícími barevně, aby se zhoršily na fragmenty rozpustné ve vodě.
(4) Mechanismus čištění čištění
Výše uvedené body se vztahují především na mytí vodou. Avšak vzhledem k rozmanitosti tkanin nemusí některé materiály dobře reagovat na mytí vody, což vede k deformaci, vyblednutí barev atd. Mnoho přírodních vláken se rozšiřuje, když se mokré a snadno zmenšují, což vede k nežádoucím strukturálním změnám. Pro tyto textilie je tedy často upřednostňováno čištění, obvykle používající organická rozpouštědla.
Čištění čištění je ve srovnání s mokrým praním mírnější, protože minimalizuje mechanický účinek, který by mohl poškodit oblečení. Pro efektivní odstranění nečistot při čištění čištění je nečistota rozdělena do tří hlavních typů:
① Nečistota rozpustné oleje: To zahrnuje oleje a tuky, které se snadno rozpouštějí v rozpouštědlech čištění.
② Nečistota rozpustné ve vodě: Tento typ se může rozpustit ve vodě, ale ne v rozpouštědlech čištění, zahrnující anorganické soli, škroby a proteiny, které mohou krystalizovat, jakmile se voda odpařuje.
③ Nečistota, která není ani olej- ani rozpustná ve vodě: zahrnuje to látky, jako je uhlíková černá a kovová křemičitany, které se nerozpouštějí v žádném médiu.
Každý typ nečistot vyžaduje různé strategie pro efektivní odstranění během čištění chemiska. Nečistota rozpustná oleje je metodicky odstraněna pomocí organických rozpouštědel kvůli jejich vynikající rozpustnosti v nepolárních rozpouštědlech. U skvrn rozpustných ve vodě musí být v čisticím prostředku pro čištění přítomna adekvátní voda, protože voda je zásadní pro účinné odstranění nečistot. Bohužel, protože voda má minimální rozpustnost v čisticích čisticích prostředcích, často se přidávají povrchově aktivní látky, které pomáhají integrovat vodu.
Povrchově aktivní látky zvyšují kapacitu čisticího prostředku pro vodu a pomáhají při zajišťování solubilizace nečistot rozpustných ve vodě v micelách. Povrchní látky mohou po promytí navíc inhibovat nečistoty z vytváření nových ložisek, což zvyšuje účinnost čištění. Pro odstranění těchto nečistot je nezbytné mírné přidání vody, ale nadměrné množství může vést k zkreslení tkaniny, což vyžaduje vyvážený obsah vody v roztocích čištění chechého čištění.
(5) Faktory ovlivňující praní
Adsorpce povrchově aktivních látek na rozhraní a výsledné redukce napětí mezifátu je zásadní pro odstranění kapaliny nebo pevné nečistoty. Mytí je však ze své podstaty složité, ovlivněné četnými faktory napříč i podobnými typy detergentů. Mezi tyto faktory patří koncentrace čisticího prostředku, teplotu, nečistoty, typy vláken a strukturu tkaniny.
① Koncentrace povrchově aktivních látek: micely vytvořené povrchově aktivními látkami hrají klíčovou roli při praní. Účinnost promývání se dramaticky zvyšuje, jakmile koncentrace převyšuje kritickou koncentraci micel (CMC), proto by měly být použity detergenty při vyšších koncentracích než CMC pro efektivní promytí. Koncentrace čisticího prostředku nad CMC se však zvyšují návraty, což způsobuje, že nadměrná koncentrace je zbytečná.
② Účinek teploty: Teplota má hluboký vliv na účinnost čištění. Obecně vyšší teploty usnadňují odstraňování nečistot; Nadměrné teplo však může mít nepříznivé účinky. Zvyšování teploty má sklon k napomáhání disperze nečistot a může také způsobit, že mastná nečistota emulgují snadněji. Přesto v pevně tkaných tkaninách může zvýšená teplotní vlákna zvětšit se neúmyslně snížit účinnost odstraňování.
Kolísání teploty také ovlivňuje rozpustnost povrchově aktivní látky, počty CMC a micel, což ovlivňuje účinnost čištění. Pro mnoho povrchově aktivních látek s dlouhým řetězcem snižují nižší teploty rozpustnost, někdy pod jejich vlastní CMC; Pro optimální funkci tedy může být nezbytné vhodné oteplování. Teplotní dopady na CMC a micely se liší u iontových versus neiontových povrchově aktivních látek: zvýšení teploty obvykle zvyšuje CMC iontových povrchově aktivních látek, což vyžaduje úpravy koncentrace.
③ Pěna: Existuje běžná mylná představa spojující pěnivou schopnost s účinností promývání - více pěny se nesrovnává nadřazené mytí. Empirické důkazy naznačují, že detergenty s nízkým zlomem mohou být stejně účinné. Pěna však může pomáhat odstranění nečistot v některých aplikacích, například v mytí nádobí, kde pěna pomáhá vytlačit tuk nebo při čištění koberců, kde zvedá nečistoty. Navíc přítomnost pěny může naznačovat, zda prací prostředky fungují; Přebytečné tukové mazivo může inhibovat tvorbu pěny, zatímco zmenšování pěny znamená sníženou koncentraci detergentu.
④ Typ vlákna a textilní vlastnosti: nad chemickou strukturou, vzhled a organizace vláken ovlivňují potíže s přilnavostí a odstraněním nečistot. Vlákna s hrubými nebo plochými strukturami, jako je vlna nebo bavlna, mají tendenci zachytit nečistoty snadněji než hladká vlákna. Úzce tkané tkaniny mohou zpočátku odolávat hromadění nečistot, ale mohou bránit efektivnímu praní v důsledku omezeného přístupu k zachycené nečistotě.
⑤ Tvrdost vody: Koncentrace CA²⁺, Mg²⁺ a dalších kovových iontů významně ovlivňují výsledky promývání, zejména u aniontových povrchově aktivních látek, které mohou tvořit nerozpustné soli, které snižují účinnost čištění. V tvrdé vodě i při odpovídající koncentraci povrchově aktivní látky účinnost čištění nedosáhne ve srovnání s destilovanou vodou. Pro optimální výkon povrchově aktivní látky musí být koncentrace Ca²⁺ minimalizována na pod 1 x 10⁻⁶ mol/l (caco₃ pod 0,1 mg/l), což často vyžaduje zahrnutí látek měnící voda do detergentních formulací.
Čas příspěvku: září-05-2024