Daya pengecutan dari mana-mana panjang unit pada permukaan cecair dipanggil ketegangan permukaan, dan unit adalah N. · m-1.
Harta yang mengurangkan ketegangan permukaan pelarut dipanggil aktiviti permukaan, dan bahan dengan harta ini dipanggil bahan aktif permukaan.
Bahan aktif permukaan yang boleh mengikat molekul dalam larutan akueus dan membentuk micelles dan persatuan lain, dan mempunyai aktiviti permukaan yang tinggi, sementara juga mempunyai kesan pembasahan, pengemulsi, berbuih, mencuci, dan lain-lain dipanggil surfaktan.
Surfaktan adalah sebatian organik dengan struktur dan harta khas, yang dapat mengubah ketegangan antara muka antara dua fasa atau ketegangan permukaan cecair (umumnya air), dengan pembasahan, berbuih, pengemulsi, mencuci dan sifat -sifat lain.
Dari segi struktur, surfaktan mempunyai ciri umum kerana ia mengandungi dua kumpulan yang berbeza dalam molekul mereka. Pada satu hujung adalah rantaian panjang kumpulan bukan kutub, larut dalam minyak dan tidak larut dalam air, juga dikenali sebagai kumpulan hidrofobik atau kumpulan penyulingan air. Kumpulan penahan air seperti ini biasanya rantai hidrokarbon panjang, kadang-kadang juga untuk fluorin organik, silikon, organofosfat, rantai organotin, dan lain-lain di hujung yang lain adalah kumpulan larut air, kumpulan hidrofilik atau kumpulan minyak. Kumpulan hidrofilik mesti cukup hidrofilik untuk memastikan bahawa seluruh surfaktan larut dalam air dan mempunyai kelarutan yang diperlukan. Oleh kerana surfaktan mengandungi kumpulan hidrofilik dan hidrofobik, mereka boleh larut dalam sekurang -kurangnya satu fasa cecair. Surfaktan hidrofilik dan lipophilic ini disebut amphiphilicity.
Surfaktan adalah sejenis molekul amphipilik dengan kedua -dua kumpulan hidrofobik dan hidrofilik. Kumpulan hidrofobik surfaktan umumnya terdiri daripada hidrokarbon rantaian panjang, seperti alkil rantaian lurus C8 ~ C20, alkil rantaian bercabang C8 ~ C20, alkylphenyl (alkil karbon tom adalah 8 ~ 16) dan sebagainya. Perbezaan yang kecil antara kumpulan hidrofobik adalah terutamanya dalam perubahan struktur rantai hidrokarbon. Dan jenis kumpulan hidrofilik lebih banyak, jadi sifat surfaktan terutamanya berkaitan dengan kumpulan hidrofilik sebagai tambahan kepada saiz dan bentuk kumpulan hidrofobik. Perubahan struktur kumpulan hidrofilik lebih besar daripada kumpulan hidrofobik, jadi klasifikasi surfaktan umumnya berdasarkan struktur kumpulan hidrofilik. Klasifikasi ini berdasarkan sama ada kumpulan hidrofilik adalah ionik atau tidak, dan ia dibahagikan kepada jenis surfaktan anionik, kationik, nonionik, zwitterion dan lain -lain jenis surfaktan.
① Penyerapan surfaktan di interfac
Molekul surfaktan adalah molekul amphipilik yang mempunyai kumpulan lipofilik dan hidrofilik. Apabila surfaktan dibubarkan di dalam air, kumpulan hidrofiliknya tertarik kepada air dan larut dalam air, manakala kumpulan lipofiliknya ditolak oleh air dan meninggalkan air, mengakibatkan penjerapan molekul surfaktan (atau ion) pada antara dua fasa. Lebih banyak molekul surfaktan (atau ion) diserap di antara muka, semakin besar pengurangan ketegangan antara muka.
② Beberapa sifat membran penjerapan
Tekanan permukaan membran penjerapan: penjerapan surfaktan pada antara muka gas-cecair untuk membentuk membran penjerapan, seperti meletakkan lembaran terapung yang tidak boleh ditanggalkan pada antara muka, lembaran terapung menolak membran penyerap di sepanjang permukaan larutan, dan membran menghasilkan tekanan pada lembaran terapung, yang dipanggil tekanan permukaan, yang dipanggil tekanan permukaan, yang dipanggil tekanan permukaan, yang dipanggil permukaan yang dipanggil, yang dipanggil tekanan permukaan, yang dipanggil tekanan permukaan, yang dipanggil permukaan yang dipanggil.
Kelikatan permukaan: Seperti tekanan permukaan, kelikatan permukaan adalah harta yang dipamerkan oleh membran molekul yang tidak larut. Digantung oleh cincin platinum dawai logam halus, supaya pesawatnya menyentuh permukaan air tangki, memutarkan cincin platinum, cincin platinum oleh kelikatan penghalang air, amplitud secara beransur -ansur mereput, mengikut kelikatan permukaan yang dapat diukur. Kaedahnya ialah: Pertama, eksperimen dijalankan pada permukaan air tulen untuk mengukur kerosakan amplitud, dan kemudian kerosakan selepas pembentukan membran permukaan diukur, dan kelikatan membran permukaan diperolehi dari perbezaan antara kedua -dua.
Kelikatan permukaan berkait rapat dengan kepantasan membran permukaan, dan sejak membran penjerapan mempunyai tekanan permukaan dan kelikatan, ia mesti mempunyai keanjalan. Semakin tinggi tekanan permukaan dan semakin tinggi kelikatan membran terserap, semakin tinggi modulus elastiknya. Modulus elastik membran penjerapan permukaan adalah penting dalam proses penstabilan gelembung.
③ Pembentukan micelles
Cairkan penyelesaian surfaktan mematuhi undang -undang yang diikuti oleh penyelesaian yang ideal. Jumlah surfaktan yang terserap pada permukaan larutan meningkat dengan kepekatan larutan, dan apabila kepekatan mencapai atau melebihi nilai tertentu, jumlah penjerapan tidak lagi meningkat, dan molekul surfaktan yang berlebihan ini berada dalam larutan dengan cara yang tidak disengajakan atau dengan cara yang biasa. Kedua -dua amalan dan teori menunjukkan bahawa mereka membentuk persatuan dalam penyelesaian, dan persatuan ini dipanggil micelles.
Kepekatan Micelle Kritikal (CMC): Kepekatan minimum di mana surfaktan membentuk micelles dalam larutan dipanggil kepekatan micelle kritikal.
④ Nilai CMC surfaktan biasa.
HLB adalah singkatan keseimbangan lipophile hidrofil, yang menunjukkan keseimbangan hidrofilik dan lipophilic kumpulan hidrofilik dan lipophilic surfaktan, iaitu nilai HLB surfaktan. Nilai HLB yang besar menunjukkan molekul dengan hidrofilik yang kuat dan lipophilicity yang lemah; Sebaliknya, lipophilicity yang kuat dan hidrofilik yang lemah.
① Peruntukan nilai HLB
Nilai HLB adalah nilai relatif, jadi apabila nilai HLB dibangunkan, sebagai standard, nilai HLB lilin parafin, yang tidak mempunyai sifat hidrofilik, ditentukan sebagai 0, manakala nilai HLB natrium dodecyl sulfat, yang lebih tinggi daripada. Nilai HLB kurang daripada 10 adalah lipophilic, manakala yang lebih besar daripada 10 adalah hidrofilik. Oleh itu, titik perubahan dari lipophilic ke hidrofilik adalah kira -kira 10.
Berdasarkan nilai HLB surfaktan, idea umum mengenai kegunaan mereka boleh diperolehi, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1-3.
Dua cecair yang tidak larut, satu tersebar di sisi lain sebagai zarah (titisan atau kristal cecair) membentuk sistem yang dipanggil emulsi. Sistem ini termodinamik tidak stabil kerana peningkatan kawasan sempadan kedua -dua cecair apabila emulsi terbentuk. Untuk menjadikan emulsi stabil, perlu menambah komponen ketiga - pengemulsi untuk mengurangkan tenaga interfacial sistem. Pengemulsi milik surfaktan, fungsi utamanya adalah memainkan peranan emulsi. Fasa emulsi yang wujud sebagai titisan dipanggil fasa tersebar (atau fasa dalaman, fasa tidak berterusan), dan fasa lain yang dikaitkan bersama dipanggil medium penyebaran (atau fasa luar, fasa berterusan).
① pengemulsi dan emulsi
Emulsi biasa, satu fasa adalah larutan air atau berair, fasa lain adalah bahan organik yang tidak boleh dilarutkan dengan air, seperti gris, lilin, dan lain-lain. Emulsi yang dibentuk oleh air dan minyak boleh dibahagikan kepada dua jenis mengikut keadaan penyebarannya: minyak yang dibentuk di dalam minyak/air. (air/minyak). Kompleks air-dalam-dalam-dalam-air jenis W/O/W dan jenis minyak-dalam-minyak O/W/O jenis multi-emulsi juga boleh dibentuk.
Pengemulsi digunakan untuk menstabilkan emulsi dengan mengurangkan ketegangan interfacial dan membentuk membran interfacial tunggal molekul.
Dalam pengemulsi keperluan pengemulsi:
A: Pengemulsi mesti dapat menyerap atau memperkayakan antara muka antara kedua -dua fasa, supaya ketegangan interfacial dikurangkan;
B: Pengemulsi mesti memberi zarah kepada pertuduhan, supaya penolakan elektrostatik antara zarah, atau membentuk membran pelindung yang stabil dan sangat likat di sekeliling zarah.
Oleh itu, bahan yang digunakan sebagai pengemulsi mesti mempunyai kumpulan amphiphilic untuk mengemulsikan, dan surfaktan dapat memenuhi keperluan ini.
② Kaedah penyediaan emulsi dan faktor yang mempengaruhi kestabilan emulsi
Terdapat dua cara untuk menyediakan emulsi: satu adalah menggunakan kaedah mekanikal untuk menyebarkan cecair dalam zarah kecil dalam cecair lain, yang kebanyakannya digunakan dalam industri untuk menyediakan emulsi; Yang lain adalah untuk membubarkan cecair dalam keadaan molekul dalam cecair lain, dan kemudian membuatnya berkumpul dengan betul untuk membentuk emulsi.
Kestabilan emulsi adalah keupayaan untuk agregasi anti-zarah yang membawa kepada pemisahan fasa. Emulsi adalah sistem termodinamik yang tidak stabil dengan tenaga bebas yang besar. Oleh itu, kestabilan emulsi yang dipanggil sebenarnya adalah masa yang diperlukan untuk sistem untuk mencapai keseimbangan, iaitu, masa yang diperlukan untuk pemisahan salah satu cecair dalam sistem yang berlaku.
Apabila membran interfacial dengan alkohol lemak, asid lemak dan amina lemak dan molekul organik kutub yang lain, kekuatan membran jauh lebih tinggi. Ini kerana, dalam lapisan penjerapan interfacial molekul pengemulsi dan alkohol, asid dan amina dan molekul kutub lain untuk membentuk "kompleks", supaya kekuatan membran interfacial meningkat.
Pengemulsi yang terdiri daripada lebih daripada dua surfaktan dipanggil pengemulsi campuran. Pengemulsi campuran yang terserap di antara muka air/minyak; Tindakan intermolecular boleh membentuk kompleks. Oleh kerana tindakan intermolecular yang kuat, ketegangan interfacial dikurangkan dengan ketara, jumlah pengemulsi yang terserap di antara muka meningkat dengan ketara, pembentukan ketumpatan membran antara muka meningkat, kekuatan meningkat.
Tuduhan manik cecair mempunyai kesan yang signifikan terhadap kestabilan emulsi. Emulsi yang stabil, yang manik cairnya biasanya dikenakan. Apabila pengemulsi ionik digunakan, ion pengemulsi yang terserap di antara muka mempunyai kumpulan lipofiliknya dimasukkan ke dalam fasa minyak dan kumpulan hidrofilik berada dalam fasa air, sehingga membuat manik cecair dikenakan. Seperti manik emulsi dengan caj yang sama, mereka menolak satu sama lain, tidak mudah untuk aglomerat, supaya kestabilan meningkat. Ia dapat dilihat bahawa lebih banyak ion pengemulsi yang terserap pada manik -manik, semakin besar pertuduhan, semakin besar keupayaan untuk mencegah manik dari aglomerasi, semakin stabil sistem emulsi.
Kelikatan medium penyebaran emulsi mempunyai pengaruh tertentu terhadap kestabilan emulsi. Umumnya, semakin tinggi kelikatan medium penyebaran, semakin tinggi kestabilan emulsi. Ini kerana kelikatan medium penyebaran adalah besar, yang mempunyai kesan yang kuat terhadap gerakan Brownian manik cecair dan melambatkan perlanggaran antara manik cecair, supaya sistem tetap stabil. Biasanya, bahan polimer yang boleh dibubarkan dalam emulsi dapat meningkatkan kelikatan sistem dan menjadikan kestabilan emulsi lebih tinggi. Di samping itu, polimer juga boleh membentuk membran interfacial yang kuat, menjadikan sistem emulsi lebih stabil.
Dalam sesetengah kes, penambahan serbuk pepejal juga boleh membuat emulsi cenderung menstabilkan. Serbuk pepejal berada di dalam air, minyak atau antara muka, bergantung kepada minyak, air pada kapasiti pembasahan serbuk pepejal, jika serbuk pepejal tidak sepenuhnya basah dengan air, tetapi juga basah oleh minyak, akan kekal di antara muka air dan minyak.
Serbuk pepejal tidak membuat emulsi stabil kerana serbuk yang dikumpulkan di antara muka meningkatkan membran interfacial, yang sama dengan penjerapan interfacial molekul pengemulsi, jadi lebih dekat bahan serbuk pepejal disusun di antara muka, lebih stabil emulsi.
Surfaktan mempunyai keupayaan untuk meningkatkan kelarutan bahan organik larut dalam air yang tidak larut atau sedikit selepas membentuk micelles dalam larutan akueus, dan larutannya telus pada masa ini. Kesan micelle ini dipanggil solubilisasi. Surfaktan yang boleh menghasilkan solubilisasi dipanggil solubilizer, dan bahan organik yang solubilized dipanggil bahan solubilized.
Buih memainkan peranan penting dalam proses pembersihan. Buih adalah sistem penyebaran di mana gas disebarkan dalam cecair atau pepejal, dengan gas sebagai fasa tersebar dan cecair atau pepejal sebagai medium penyebaran, bekas yang dipanggil buih cecair, manakala yang terakhir dipanggil buih pepejal, seperti plastik berbuih, kaca berbuih, simen berbuih dan lain -lain.
(1) Pembentukan buih
Dengan buih kita maksudkan di sini agregat gelembung udara yang dipisahkan oleh membran cecair. Gelembung jenis ini sentiasa meningkat dengan cepat ke permukaan cecair kerana perbezaan yang besar dalam ketumpatan antara fasa tersebar (gas) dan medium penyebaran (cecair), digabungkan dengan kelikatan rendah cecair.
Proses membentuk gelembung adalah untuk membawa sejumlah besar gas ke dalam cecair, dan gelembung dalam cecair dengan cepat kembali ke permukaan, membentuk agregat gelembung yang dipisahkan oleh sedikit gas cecair.
Buih mempunyai dua ciri penting dari segi morfologi: satu adalah bahawa gelembung sebagai fasa tersebar sering kali polyhedral dalam bentuk, ini adalah kerana di persimpangan gelembung, terdapat kecenderungan untuk filem cecair untuk nipis sehingga gelembung menjadi polyhedral, ketika filem cecair itu menjadi lekuk tertentu, ia membawa kepada gelembung; Yang kedua ialah cecair tulen tidak boleh membentuk buih yang stabil, cecair yang boleh membentuk buih adalah sekurang -kurangnya dua atau lebih komponen. Penyelesaian surfaktan berair adalah tipikal sistem yang terdedah kepada generasi buih, dan keupayaan mereka untuk menjana buih juga berkaitan dengan sifat lain.
Surfaktan dengan kuasa berbuih yang baik dipanggil ejen berbuih. Walaupun ejen berbuih mempunyai keupayaan buih yang baik, tetapi buih yang terbentuk mungkin tidak dapat mengekalkan masa yang lama, iaitu, kestabilannya tidak semestinya baik. Untuk mengekalkan kestabilan buih, selalunya dalam agen berbuih untuk menambah bahan yang dapat meningkatkan kestabilan busa, bahan itu dipanggil penstabil buih, penstabil yang biasa digunakan adalah lauryl diethanolamine dan dodecyl dimethylamine oxide.
(2) kestabilan busa
Buih adalah sistem termodinamik yang tidak stabil dan trend akhir adalah bahawa kawasan permukaan keseluruhan cecair dalam sistem berkurangan selepas gelembung dipecahkan dan tenaga bebas berkurangan. Proses defoaming adalah proses di mana membran cecair yang memisahkan gas menjadi lebih tebal dan nipis sehingga ia pecah. Oleh itu, tahap kestabilan buih terutamanya ditentukan oleh kelajuan pelepasan cecair dan kekuatan filem cecair. Faktor -faktor berikut juga mempengaruhi ini.
(3) kemusnahan buih
Prinsip asas pemusnahan buih adalah untuk mengubah keadaan yang menghasilkan buih atau untuk menghapuskan faktor penstabilan buih, oleh itu terdapat kaedah fizikal dan kimia defoaming.
Defoaming fizikal bermakna mengubah keadaan pengeluaran buih sambil mengekalkan komposisi kimia larutan buih, seperti gangguan luaran, perubahan suhu atau tekanan dan rawatan ultrasonik adalah semua kaedah fizikal yang berkesan untuk menghapuskan buih.
Kaedah defoaming kimia adalah untuk menambah bahan -bahan tertentu untuk berinteraksi dengan ejen berbuih untuk mengurangkan kekuatan filem cecair dalam buih dan dengan itu mengurangkan kestabilan busa untuk mencapai tujuan defoaming, bahan tersebut dipanggil defoamers. Kebanyakan defoamers adalah surfaktan. Oleh itu, menurut mekanisme defoaming, defoamer harus mempunyai keupayaan yang kuat untuk mengurangkan ketegangan permukaan, mudah diserap di permukaan, dan interaksi antara molekul penjerapan permukaan adalah lemah, molekul penjerapan yang diatur dalam struktur yang lebih longgar.
Terdapat pelbagai jenis defoamer, tetapi pada dasarnya, mereka semua surfaktan bukan ionik. Surfaktan bukan ionik mempunyai sifat anti-berbuih berhampiran atau di atas titik awan mereka dan sering digunakan sebagai defoamers. Alkohol, terutamanya alkohol dengan struktur cawangan, asid lemak dan ester asid lemak, poliamida, ester fosfat, minyak silikon, dan lain -lain juga biasa digunakan sebagai defoamers yang sangat baik.
(4) buih dan mencuci
Tiada hubungan langsung antara busa dan keberkesanan basuh dan jumlah buih tidak menunjukkan keberkesanan cuci. Sebagai contoh, surfaktan nonionik mempunyai sifat berbuih jauh lebih sedikit daripada sabun, tetapi dekontaminasi mereka jauh lebih baik daripada sabun.
Dalam sesetengah kes, buih boleh membantu dalam mengeluarkan kotoran dan kotoran. Sebagai contoh, apabila mencuci pinggan di rumah, buih detergen mengambil titisan minyak dan apabila menggosok permaidani, buih membantu untuk mengambil debu, serbuk dan kotoran pepejal yang lain. Di samping itu, buih kadang -kadang boleh digunakan sebagai petunjuk keberkesanan detergen. Kerana minyak lemak mempunyai kesan menghalang busa detergen, apabila terdapat terlalu banyak minyak dan detergen terlalu sedikit, tiada buih akan dihasilkan atau buih asal akan hilang. Buih juga kadang -kadang boleh digunakan sebagai penunjuk kebersihan bilas, kerana jumlah buih dalam larutan bilas cenderung berkurangan dengan pengurangan detergen, jadi jumlah buih dapat digunakan untuk menilai tahap pembilasan.
Dalam erti kata yang luas, mencuci adalah proses menghapuskan komponen yang tidak diingini dari objek yang akan dibasuh dan mencapai tujuan. Mencuci dalam erti kata biasa merujuk kepada proses mengeluarkan kotoran dari permukaan pembawa. Dalam mencuci, interaksi antara kotoran dan pembawa lemah atau dihapuskan oleh tindakan beberapa bahan kimia (contohnya, detergen, dan lain -lain), supaya gabungan kotoran dan pembawa berubah menjadi gabungan kotoran dan detergen, dan akhirnya kotoran dipisahkan dari pembawa. Oleh kerana objek yang dibasuh dan kotoran yang akan dikeluarkan adalah pelbagai, mencuci adalah proses yang sangat kompleks dan proses asas mencuci dapat dinyatakan dalam hubungan mudah berikut.
Carrie ·· Dirt + Detergent = Carrier + Dirt · Detergen
Proses pembersihan biasanya boleh dibahagikan kepada dua peringkat: pertama, di bawah tindakan detergen, kotoran dipisahkan dari pembawa; Kedua, kotoran terpisah disebarkan dan digantung dalam medium. Proses pencucian adalah proses yang boleh diterbalikkan dan kotoran yang tersebar dan digantung dalam medium juga boleh dibentuk semula dari medium ke objek yang dibasuh. Oleh itu, detergen yang baik harus mempunyai keupayaan untuk menyuraikan dan menggantung kotoran dan mencegah pengubahsuaian kotoran, sebagai tambahan kepada keupayaan untuk menghilangkan kotoran dari pembawa.
(1) jenis kotoran
Walaupun untuk item yang sama, jenis, komposisi dan jumlah kotoran boleh berbeza -beza bergantung kepada persekitaran di mana ia digunakan. Kotoran badan minyak adalah terutamanya beberapa minyak haiwan dan sayur -sayuran dan minyak mineral (seperti minyak mentah, minyak bahan api, tar arang batu, dan lain -lain), kotoran pepejal terutamanya jelaga, abu, karat, karbon hitam, dan lain -lain dari segi kotoran pakaian, terdapat kotoran dari tubuh manusia, seperti peluh, sebum, darah, dan lain -lain; kotoran dari makanan, seperti kesan buah, noda minyak masak, noda bumbu, kanji, dan lain -lain; kotoran dari kosmetik, seperti gincu, menggilap kuku, dan lain -lain; kotoran dari atmosfera, seperti jelaga, debu, lumpur, dan sebagainya; Lain -lain, seperti dakwat, teh, salutan, dan lain -lain. Ia datang dalam pelbagai jenis.
Pelbagai jenis kotoran biasanya boleh dibahagikan kepada tiga kategori utama: kotoran pepejal, kotoran cecair dan kotoran khas.
① kotoran pepejal
Dirt pepejal biasa termasuk zarah abu, lumpur, bumi, karat dan karbon hitam. Kebanyakan zarah -zarah ini mempunyai caj elektrik di permukaannya, kebanyakannya dikenakan secara negatif dan boleh diserap dengan mudah pada barang -barang serat. Dirt pepejal biasanya sukar dibubarkan di dalam air, tetapi boleh disebarkan dan digantung oleh penyelesaian detergen. Dirt pepejal dengan titik massa yang lebih kecil lebih sukar untuk dikeluarkan.
② kotoran cecair
Dirt cecair kebanyakannya larut minyak, termasuk tumbuhan dan minyak haiwan, asid lemak, alkohol lemak, minyak mineral dan oksida mereka. Antaranya, tumbuhan dan minyak haiwan, asid lemak dan saponifikasi alkali boleh berlaku, sementara alkohol lemak, minyak mineral tidak disandarkan oleh alkali, tetapi boleh larut dalam alkohol, eters dan pelarut organik hidrokarbon, dan penyebaran dan penyebaran air detergen. Dirt cecair larut minyak umumnya mempunyai daya yang kuat dengan barang-barang serat, dan lebih tegas terserap pada serat.
③ kotoran khas
Dirt khas termasuk protein, kanji, darah, rembesan manusia seperti peluh, sebum, air kencing dan jus buah dan jus teh. Kebanyakan jenis kotoran ini boleh menjadi kimia dan kuat terserap pada item serat. Oleh itu, sukar untuk dibasuh.
Pelbagai jenis kotoran jarang dijumpai semata -mata, tetapi sering dicampur bersama dan diserap ke objek. Kotoran kadang -kadang boleh dioksidakan, dibusuk atau dirusak di bawah pengaruh luaran, dengan itu mewujudkan kotoran baru.
(2) Lekatan kotoran
Pakaian, tangan dan lain -lain boleh diwarnai kerana terdapat beberapa jenis interaksi antara objek dan kotoran. Dirt mematuhi objek dalam pelbagai cara, tetapi tidak lebih daripada perekatan fizikal dan kimia.
① Lekatan jelaga, habuk, lumpur, pasir dan arang untuk pakaian adalah lekatan fizikal. Secara umumnya, melalui lekatan kotoran ini, dan peranan antara objek yang berwarna agak lemah, penyingkiran kotoran juga agak mudah. Menurut daya yang berbeza, lekatan fizikal kotoran boleh dibahagikan kepada lekatan mekanikal dan lekatan elektrostatik.
A: Lekatan mekanikal
Jenis lekatan ini terutamanya merujuk kepada lekatan beberapa kotoran pepejal (contohnya, habuk, lumpur dan pasir). Lekatan mekanikal adalah salah satu bentuk lekatan kotoran yang lemah dan boleh dikeluarkan hampir dengan cara yang semata -mata mekanikal, tetapi apabila kotoran kecil (<0.1um), lebih sukar untuk dikeluarkan.
B: Lekatan elektrostatik
Lekatan elektrostatik terutamanya ditunjukkan dalam tindakan zarah kotoran yang dikenakan ke atas objek yang bertentangan. Kebanyakan objek berserabut dikenakan secara negatif di dalam air dan dengan mudah boleh dipatuhi oleh kotoran tertentu yang dikenakan secara positif, seperti jenis kapur. Sesetengah kotoran, walaupun dikenakan secara negatif, seperti zarah hitam karbon dalam larutan akueus, boleh mematuhi serat melalui jambatan ionik (ion antara pelbagai objek yang bertentangan, bertindak bersama-sama dengan mereka dalam cara seperti jambatan) yang dibentuk oleh ion positif di dalam air (Ca2+, Mg2+ dan lain-lain).
Tindakan elektrostatik lebih kuat daripada tindakan mekanikal yang mudah, menjadikan penyingkiran kotoran agak sukar.
② Perekatan kimia
Lekatan kimia merujuk kepada fenomena kotoran yang bertindak pada objek melalui ikatan kimia atau hidrogen. Sebagai contoh, kotoran pepejal kutub, protein, karat dan lekatan lain pada item serat, serat mengandungi karboksil, hidroksil, amida dan kumpulan lain, kumpulan ini dan asid lemak kotoran berminyak, alkohol lemak mudah membentuk ikatan hidrogen. Oleh itu, daya kimia umumnya kuat dan kotoran itu lebih terikat dengan objek. Jenis kotoran ini sukar untuk dikeluarkan dengan kaedah biasa dan memerlukan kaedah khas untuk menanganinya.
Tahap lekatan kotoran berkaitan dengan sifat kotoran itu sendiri dan sifat objek yang dipatuhi. Secara amnya, zarah mematuhi barang berserabut. Semakin kecil tekstur kotoran pepejal, semakin kuat lekatan. Kotoran kutub pada objek hidrofilik seperti kapas dan kaca mematuhi lebih kuat daripada kotoran bukan polar. Dirt bukan polar mematuhi lebih kuat daripada kotoran kutub, seperti lemak kutub, habuk dan tanah liat, dan kurang mudah dibuang dan dibersihkan.
(3) mekanisme penyingkiran kotoran
Tujuan mencuci adalah untuk menghilangkan kotoran. Dalam medium suhu tertentu (terutamanya air). Menggunakan pelbagai kesan fizikal dan kimia detergen untuk melemahkan atau menghapuskan kesan kotoran dan objek yang dibasuh, di bawah tindakan daya mekanikal tertentu (seperti menggosok tangan, pergolakan mesin basuh, kesan air), supaya kotoran dan objek yang dibasuh dari tujuan dekontaminasi.
① Mekanisme penyingkiran kotoran cecair
A: pembasahan
Soiling cecair kebanyakannya berasaskan minyak. Noda minyak basah kebanyakan barangan berserabut dan tersebar lebih kurang sebagai filem minyak di permukaan bahan berserabut. Langkah pertama dalam tindakan mencuci adalah pembasahan permukaan oleh cecair basuh. Demi ilustrasi, permukaan serat dapat dianggap sebagai permukaan padat yang lancar.
B: Detasmen Minyak - Mekanisme Curling
Langkah kedua dalam tindakan mencuci adalah penyingkiran minyak dan gris, penyingkiran kotoran cecair dicapai oleh sejenis coiling. Kotoran cecair pada asalnya wujud di permukaan dalam bentuk filem minyak penyebaran, dan di bawah kesan pembasahan keutamaan cecair basuh pada permukaan pepejal (iaitu, permukaan gentian), ia melengkung ke dalam manik minyak langkah demi langkah, yang digantikan oleh cecair basuh dan akhirnya meninggalkan permukaan di bawah daya luaran tertentu.
② Mekanisme penyingkiran kotoran pepejal
Penyingkiran kotoran cecair adalah terutamanya melalui pembasahan keutamaan pembawa kotoran oleh larutan basuh, sementara mekanisme penyingkiran untuk kotoran pepejal adalah berbeza, di mana proses pembasuhan adalah terutamanya mengenai pembasahan massa kotoran dan permukaan pembawa oleh larutan basuh. Oleh kerana penjerapan surfaktan pada kotoran pepejal dan permukaan pembawa, interaksi antara kotoran dan permukaan dikurangkan dan kekuatan lekatan jisim kotoran di permukaan dikurangkan, oleh itu jisim kotoran mudah dikeluarkan dari permukaan pembawa.
Di samping itu, penjerapan surfaktan, terutamanya surfaktan ionik, di permukaan kotoran pepejal dan pembawa mereka berpotensi untuk meningkatkan potensi permukaan pada permukaan kotoran pepejal dan pembawa, yang lebih kondusif untuk penyingkiran kotoran. Permukaan pepejal atau umumnya berserabut biasanya dikenakan secara negatif dalam media berair dan oleh itu boleh membentuk lapisan elektronik berganda yang meresap pada massa kotoran atau permukaan pepejal. Oleh kerana penolakan caj homogen, lekatan zarah kotoran di dalam air ke permukaan pepejal lemah. Apabila surfaktan anionik ditambah, kerana ia dapat meningkatkan potensi permukaan negatif zarah kotoran dan permukaan pepejal, penolakan di antara mereka lebih dipertingkatkan, kekuatan lekatan zarah lebih dikurangkan, dan kotoran lebih mudah dikeluarkan.
Surfaktan bukan ionik diserap pada permukaan pepejal yang umumnya dikenakan dan walaupun mereka tidak banyak mengubah potensi interfacial, surfaktan bukan ionik yang terserap cenderung membentuk ketebalan lapisan terserap di permukaan yang membantu mencegah pengubahsuaian kotoran.
Dalam kes surfaktan kationik, penjerapan mereka mengurangkan atau menghilangkan potensi permukaan negatif jisim kotoran dan permukaan pembawa, yang mengurangkan penolakan antara kotoran dan permukaan dan oleh itu tidak kondusif untuk penyingkiran kotoran; Tambahan pula, selepas penjerapan pada permukaan pepejal, surfaktan kationik cenderung untuk menghidupkan hidrofobik permukaan pepejal dan oleh itu tidak kondusif untuk pembasahan permukaan dan oleh itu mencuci.
③ Pembuangan tanah khas
Protein, kanji, rembesan manusia, jus buah -buahan, jus teh dan kotoran lain yang sukar dikeluarkan dengan surfaktan biasa dan memerlukan rawatan khas.
Noda protein seperti krim, telur, darah, susu dan kulit Excreta cenderung untuk membekalkan serat dan degenerasi dan mendapatkan lekatan yang lebih kuat. Soiling protein boleh dikeluarkan dengan menggunakan protease. Protease enzim memecah protein di dalam tanah ke dalam asid amino larut air atau oligopeptida.
Noda kanji terutamanya berasal dari bahan makanan, yang lain seperti kuah, gam dan lain -lain. Amylase mempunyai kesan pemangkin pada hidrolisis noda kanji, menyebabkan kanji pecah menjadi gula.
Lipase memangkin penguraian trigliserida, yang sukar dikeluarkan dengan kaedah normal, seperti sebum dan minyak yang boleh dimakan, dan memecahkannya ke dalam gliserol larut dan asid lemak.
Beberapa noda berwarna dari jus buah, jus teh, dakwat, gincu dan lain -lain sering sukar dibersihkan dengan teliti walaupun selepas mencuci berulang. Noda ini boleh dikeluarkan oleh tindak balas redoks dengan ejen pengoksidaan atau pengurangan seperti peluntur, yang memusnahkan struktur kumpulan penjanaan warna atau warna-auxiliary dan merendahkannya ke dalam komponen larut air yang lebih kecil.
(4) Mekanisme penyingkiran noda pembersihan kering
Di atas sebenarnya adalah untuk air sebagai medium mencuci. Sebenarnya, disebabkan oleh pelbagai jenis pakaian dan struktur, beberapa pakaian menggunakan basuh air tidak mudah atau tidak mudah dibasuh bersih, beberapa pakaian selepas mencuci dan juga ubah bentuk, pudar, dan lain -lain, sebagai contoh: serat yang paling semulajadi menyerap air dan mudah membengkak, dan kering dan mudah dikecam, jadi selepas pembasungan akan cacat; Dengan membasuh produk bulu juga sering muncul fenomena pengecutan, beberapa produk bulu dengan mencuci air juga mudah dipotong, perubahan warna; Sesetengah perasaan sutera menjadi lebih teruk selepas mencuci dan kehilangan kilauan mereka. Untuk pakaian ini sering menggunakan kaedah pembersihan kering untuk menghilangkannya. Cucian kering yang dipanggil umumnya merujuk kepada kaedah pencuci dalam pelarut organik, terutamanya dalam pelarut bukan kutub.
Cucian kering adalah bentuk pembasuhan yang lebih lembut daripada mencuci air. Kerana cucian kering tidak memerlukan banyak tindakan mekanikal, ia tidak menyebabkan kerosakan, berkerut dan ubah bentuk kepada pakaian, manakala agen cucian kering, tidak seperti air, jarang menghasilkan pengembangan dan penguncupan. Selagi teknologi dikendalikan dengan betul, pakaian boleh dibersihkan dengan kering tanpa herotan, warna pudar dan hayat perkhidmatan yang dilanjutkan.
Dari segi cucian kering, terdapat tiga jenis kotoran yang luas.
①Oil-larut kotoran minyak larut minyak termasuk semua jenis minyak dan gris, yang cair atau berminyak dan boleh dibubarkan dalam pelarut cucian kering.
Air yang larut air yang larut air larut larut larut dalam larutan akueus, tetapi tidak dalam agen cucian kering, diserap pada pakaian dalam keadaan berair, air menguap selepas pemendapan pepejal berbutir, seperti garam bukan organik, kanji, protein, dan lain-lain.
③Oil dan air tidak larut minyak tanah dan air tidak larut air tidak larut dalam air atau larut dalam pelarut cucian kering, seperti karbon hitam, silikat pelbagai logam dan oksida, dll.
Oleh kerana pelbagai jenis kotoran, terdapat cara yang berbeza untuk mengeluarkan kotoran dalam proses pembersihan kering. Tanah larut minyak, seperti minyak haiwan dan sayur-sayuran, minyak mineral dan gris, mudah larut dalam pelarut organik dan boleh dikeluarkan dengan lebih mudah dalam cucian kering. Kelarutan yang sangat baik bagi pelarut pembersihan kering untuk minyak dan gris pada dasarnya berasal dari daya dinding van der antara molekul.
Untuk penyingkiran kotoran larut air seperti garam tak organik, gula, protein dan peluh, jumlah air yang betul juga mesti ditambah kepada agen pembersihan kering, jika tidak, kotoran larut air sukar dikeluarkan dari pakaian. Walau bagaimanapun, air sukar dibubarkan dalam ejen pembersihan kering, jadi untuk meningkatkan jumlah air, anda juga perlu menambah surfaktan. Kehadiran air di ejen pembersih kering boleh membuat permukaan kotoran dan pakaian terhidrat, supaya mudah berinteraksi dengan kumpulan kutub surfaktan, yang kondusif untuk penjerapan surfaktan di permukaan. Di samping itu, apabila surfaktan membentuk micelles, kotoran larut air dan air boleh diselesaikan ke dalam micelles. Di samping meningkatkan kandungan air pelarut pembersihan kering, surfaktan juga boleh memainkan peranan dalam mencegah pemendapan semula kotoran untuk meningkatkan kesan dekontaminasi.
Kehadiran sedikit air adalah perlu untuk mengeluarkan kotoran larut air, tetapi terlalu banyak air boleh menyebabkan gangguan dan berkerut dalam beberapa pakaian, jadi jumlah air dalam ejen pembersihan kering mestilah sederhana.
Kotoran yang bukan larut air atau larut minyak, zarah pepejal seperti abu, lumpur, bumi dan karbon hitam, umumnya dilampirkan pada pakaian oleh daya elektrostatik atau digabungkan dengan minyak. Dalam cucian kering, aliran pelarut, kesan boleh membuat penjerapan daya elektrostatik kotoran, dan agen pembersihan kering boleh membubarkan minyak, supaya gabungan minyak dan kotoran dan dilekatkan pada pakaian zarah pepejal di dalam ejen pembersihan kering,
(5) Faktor yang mempengaruhi tindakan mencuci
Penyerapan surfaktan arah di antara muka dan pengurangan permukaan (interfacial) ketegangan adalah faktor utama dalam penyingkiran kotoran cecair atau pepejal. Walau bagaimanapun, proses pembersihan adalah rumit dan kesan basuh, walaupun dengan jenis detergen yang sama, dipengaruhi oleh banyak faktor lain. Faktor -faktor ini termasuk kepekatan detergen, suhu, sifat soiling, jenis serat dan struktur kain.
① kepekatan surfaktan
The micelles of surfactants dalam penyelesaian memainkan peranan penting dalam proses basuh. Apabila kepekatan mencapai kepekatan micelle kritikal (CMC), kesan pencucian meningkat dengan ketara. Oleh itu, kepekatan detergen dalam pelarut harus lebih tinggi daripada nilai CMC untuk mempunyai kesan mencuci yang baik. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan surfaktan lebih tinggi daripada nilai CMC, peningkatan tambahan dalam kesan pencucian tidak jelas dan tidak perlu meningkatkan kepekatan surfaktan terlalu banyak.
Apabila mengeluarkan minyak dengan solubilisasi, kesan solubilisasi meningkat dengan peningkatan kepekatan surfaktan, walaupun kepekatan berada di atas CMC. Pada masa ini, adalah dinasihatkan untuk menggunakan detergen dengan cara berpusat tempatan. Sebagai contoh, jika terdapat banyak kotoran pada manset dan kolar pakaian, lapisan detergen boleh digunakan semasa mencuci untuk meningkatkan kesan solubilisasi surfaktan pada minyak.
②temperature mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap tindakan dekontaminasi. Secara umum, peningkatan suhu memudahkan penyingkiran kotoran, tetapi kadang -kadang terlalu tinggi suhu juga boleh menyebabkan kelemahan.
Peningkatan suhu memudahkan penyebaran kotoran, gris pepejal mudah diemulsi pada suhu di atas titik leburnya dan serat meningkat dalam pembengkakan disebabkan oleh peningkatan suhu, yang semuanya memudahkan penyingkiran kotoran. Walau bagaimanapun, untuk kain padat, mikrogap antara serat dikurangkan apabila serat berkembang, yang merugikan penyingkiran kotoran.
Perubahan suhu juga menjejaskan kelarutan, nilai CMC dan saiz micelle surfaktan, sehingga mempengaruhi kesan basuh. Kelarutan surfaktan dengan rantai karbon panjang adalah rendah pada suhu rendah dan kadang -kadang kelarutan lebih rendah daripada nilai CMC, jadi suhu basuh harus dibangkitkan dengan sewajarnya. Kesan suhu pada nilai CMC dan saiz micelle adalah berbeza untuk surfaktan ionik dan bukan ionik. Bagi surfaktan ionik, peningkatan suhu umumnya meningkatkan nilai CMC dan mengurangkan saiz micelle, yang bermaksud bahawa kepekatan surfaktan dalam larutan basuh perlu ditingkatkan. Bagi surfaktan bukan ionik, peningkatan suhu membawa kepada penurunan nilai CMC dan peningkatan ketara dalam jumlah micelle, jadi jelas bahawa peningkatan suhu yang sesuai akan membantu surfaktan bukan ionik untuk memberikan kesan aktif permukaannya. Walau bagaimanapun, suhu tidak boleh melebihi titik awannya.
Singkatnya, suhu basuh optimum bergantung kepada formulasi detergen dan objek yang dibasuh. Sesetengah detergen mempunyai kesan detergen yang baik pada suhu bilik, sementara yang lain mempunyai detergensi yang jauh berbeza antara basuh sejuk dan panas.
③ Foam
Adalah menjadi kebiasaan untuk mengelirukan kuasa berbuih dengan kesan mencuci, mempercayai bahawa detergen dengan kuasa berbuih tinggi mempunyai kesan mencuci yang baik. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa tidak ada hubungan langsung antara kesan basuh dan jumlah buih. Sebagai contoh, mencuci dengan detergen berbuih rendah tidak kurang berkesan daripada mencuci dengan pencuci yang berbuih tinggi.
Walaupun buih tidak berkaitan secara langsung dengan mencuci, ada keadaan ketika ia membantu menghilangkan kotoran, contohnya, ketika mencuci piring dengan tangan. Apabila menggosok permaidani, buih juga boleh menghilangkan habuk dan zarah -zarah kotoran pepejal yang lain, akaun tanah permaidani untuk sebahagian besar habuk, jadi ejen pembersih permaidani harus mempunyai keupayaan berbuih tertentu.
Kuasa berbuih juga penting untuk syampu, di mana buih halus yang dihasilkan oleh cecair semasa mencuci atau mandi meninggalkan rambut yang dilincirkan dan selesa.
④ Varieti gentian dan sifat fizikal tekstil
Sebagai tambahan kepada struktur kimia gentian, yang mempengaruhi lekatan dan penyingkiran kotoran, penampilan serat dan organisasi benang dan kain mempunyai pengaruh terhadap kemudahan penyingkiran kotoran.
Skala serat bulu dan reben rata melengkung serat kapas lebih cenderung untuk mengumpul kotoran daripada serat licin. Sebagai contoh, karbon hitam berwarna pada filem selulosa (filem viscose) mudah dikeluarkan, sementara karbon hitam berwarna pada kain kapas sukar dibasuh. Satu lagi contoh ialah kain serat pendek yang diperbuat daripada poliester lebih mudah untuk mengumpul kesan minyak daripada kain serat panjang, dan kesan minyak pada kain serat pendek juga lebih sukar untuk dikeluarkan daripada kesan minyak pada kain serat panjang.
Benang yang dipintal ketat dan kain yang ketat, kerana jurang kecil antara serat, boleh menahan pencerobohan kotoran, tetapi yang sama juga boleh menghalang cecair basuh untuk mengecualikan kotoran dalaman, kain yang ketat mula menahan kotoran yang baik, tetapi sekali mencuci dicuci juga lebih sukar.
⑤ kekerasan air
Kepekatan Ca2+, Mg2+ dan ion logam lain di dalam air mempunyai pengaruh yang besar terhadap kesan basuh, terutamanya apabila surfaktan anionik menghadapi ion Ca2+ dan Mg2+ yang membentuk kalsium dan garam magnesium yang kurang larut dan akan mengurangkan detergennya. Dalam air keras, walaupun kepekatan surfaktan adalah tinggi, detergensi masih jauh lebih buruk daripada dalam penyulingan. Bagi surfaktan untuk mempunyai kesan mencuci yang terbaik, kepekatan ion Ca2+ di dalam air harus dikurangkan kepada 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 hingga 0.1 mg/L) atau kurang. Ini memerlukan penambahan pelbagai pelembut kepada detergen.
Masa Post: Feb-25-2022