1. Surfaca streĉiĝo
La kuntiriĝa forto per unuo-longo sur la surfaco de likvaĵo estas nomata surfaca streĉiĝo, mezurita en N • M-1.
2. Surfaca aktiveco kaj surfactant
La posedaĵo, kiu povas redukti la surfacan streĉiĝon de solviloj, estas nomata surfaca aktiveco, kaj substancoj kun surfaca aktiveco estas nomataj surfacaj aktivaj substancoj.
Surfactant rilatas al surfacaj aktivaj substancoj, kiuj povas formi mikelojn kaj aliajn agregojn en akvaj solvoj, havas altan surfacan agadon, kaj ankaŭ havas malsekigon, emulsigadon, ŝaŭmadon, lavadon kaj aliajn funkciojn.
3. Molekulaj strukturaj trajtoj de surfactant
Surfactant estas organikaj komponaĵoj kun specialaj strukturoj kaj propraĵoj, kiuj povas signife ŝanĝi la interfacan streĉiĝon inter du fazoj aŭ la surfaca streĉiĝo de likvaĵoj (kutime akvo), kaj havas propraĵojn kiel malsekigado, ŝaŭmado, emulsifado kaj lavado.
Strukture parolante, surfactants dividas komunan karakterizaĵon por enhavi du malsamajn funkciajn grupojn en siaj molekuloj. Unu fino estas long-ĉena nepolusa grupo, kiu estas solvebla en oleo sed nesolvebla en akvo, konata kiel hidrofoba grupo aŭ hidrofoba grupo. Ĉi tiuj hidrofobaj grupoj estas ĝenerale longaj ĉenaj hidrokarbonoj, foje ankaŭ organika fluoro, organosilicon, organofosforo, organotinaj ĉenoj, ktp. La alia fino estas akvo-solvebla funkcia grupo, nome hidrofila grupo aŭ hidrofila grupo. La hidrofila grupo devas havi sufiĉan hidrofilicecon por certigi, ke la tuta surfactant estas solvebla en akvo kaj havas la necesan solubilecon. Pro la ĉeesto de hidrofilaj kaj hidrofobaj grupoj en surfactants, ili povas solviĝi en almenaŭ unu fazo de la likva fazo. La hidrofilaj kaj oleofilaj ecoj de surfactants estas nomataj amfifilikeco.
4. Tipoj de surfactants
Surfactants estas amfifilaj molekuloj, kiuj havas ambaŭ hidrofobajn kaj hidrofilajn grupojn. La hidrofobaj grupoj de surfactants estas ĝenerale kunmetitaj de long-ĉenaj hidrokarbonoj, kiel rekta ĉeno alkilo C8-C20, branĉa ĉena alkilo C8-C20, alkilfenilo (kun 8-16 alkilaj karbonaj atomoj), ktp. La diferenco en hidrofobaj grupoj estas en la strukturaj hidrofaj grupoj de hidrofaj hidrofaj. Tial la ecoj de surfactants rilatas ĉefe al hidrofilaj grupoj aldone al la grandeco kaj formo de hidrofobaj grupoj. La strukturaj ŝanĝoj de hidrofilaj grupoj estas pli grandaj ol tiuj de hidrofobaj grupoj, do la klasifiko de surfactants ĝenerale baziĝas sur la strukturo de hidrofilaj grupoj. Ĉi tiu klasifiko baziĝas ĉefe sur tio, ĉu la hidrofilaj grupoj estas ionikaj, dividante ilin en anionikajn, katjonajn, neionic, zwitterionic kaj aliajn specialajn specojn de surfactants.
5. Karakterizaĵoj de surfactant akva solvo
① Adsorbado de surfactants ĉe interfacoj
Surfactantaj molekuloj havas lipofilajn kaj hidrofilajn grupojn, igante ilin amfifilaj molekuloj. Akvo estas forte polusa likvaĵo. Kiam surfactants dissolviĝas en akvo, laŭ la principo de polaridad simileco kaj polaridad -diferenco repuŝo, iliaj hidrofilaj grupoj allogas la akvan fazon kaj dissolviĝas en akvo, dum iliaj lipofilaj grupoj repelas akvon kaj forlasas la akvon. Rezulte, surfactant -molekuloj (aŭ jonoj) adsorbas ĉe la interfaco inter la du fazoj, reduktante la interfacan streĉiĝon inter la du fazoj. Ju pli surfactantaj molekuloj (aŭ jonoj) estas adsorbitaj sur la interfaco, des pli granda estas la malpliiĝo de interfaca streĉiĝo.
② Iuj propraĵoj de adsorbado -membrano
Surfaca premo de adsorbado-membrano: Surfactants adsorbas ĉe la gas-likva interfaco por formi adsorban membranon. Se frikcia movebla flosanta plato estas metita sur la interfacon kaj la flosanta plato puŝas la adsorban membranon laŭ la solva surfaco, la membrano praktikas premon sur la flosanta plato, kiu estas nomata surfaca premo.
Surfaca viskozeco: Kiel surfacpremo, surfaca viskozeco estas posedaĵo elmontrita de nesolveblaj molekulaj filmoj. Suspendu platan ringon kun maldika metala drato, igu sian ebenon kontakti la akvan surfacon de la lavabo, rotacii la platan ringon, la platena ringo estas malhelpita de la viskozeco de la akvo, kaj la amplekso iom post iom mildigas, laŭ kiu la surfaca viskozeco povas esti mezurita. La metodo estas: Unua konduki eksperimentojn sur la pura akva surfaco, mezuri la ampleksan mildigon, poste mezuri la mildigon post la formado de la surfaca vizaĝa masko kaj kalkuli la viskozecon de la surfaca vizaĝa masko de la diferenco inter ambaŭ.
La surfaca viskozeco estas proksime rilata al la firmeco de la surfaca vizaĝa masko. Ĉar la adsorbado -filmo havas surfacan premon kaj viskozecon, ĝi devas esti elasta. Ju pli alta estas la surfaca premo kaj viskozeco de la adsorbado -membrano, des pli granda ĝia elasta modulo. La elasta modulo de surfaca adsorbado -filmo tre gravas en la procezo de ŝaŭma stabiligo.
③ Formado de mikeloj
La dilua solvo de surfactants sekvas la leĝojn de idealaj solvoj. La adsorbado -kvanto de surfactants sur la surfaco de solvo pliiĝas kun la koncentriĝo de la solvo. Kiam la koncentriĝo atingas aŭ superas certan valoron, la adsorbado ne plu pliiĝas. Ĉi tiuj troaj surfactantaj molekuloj en la solvo estas malordigitaj aŭ ekzistas regule. Ambaŭ praktiko kaj teorio montris, ke ili formas agregojn en solvo, kiuj estas nomataj mikeloj.
Kritika mikela koncentriĝo: La minimuma koncentriĝo ĉe kiu surfactants formas mikelojn en solvo estas nomata la kritika mikela koncentriĝo.
④ La CMC -valoro de komuna surfactant.
6. Hidrofilaj kaj Oleofilaj Ekvilibraj Valoroj
HLB staras por hidrofilaj lipofilaj ekvilibroj, kiuj reprezentas la hidrofilajn kaj lipofilajn ekvilibrajn valorojn de la hidrofilaj kaj lipofilaj grupoj de surfactant, ie la HLB -valoro de la surfactant. Alta HLB -valoro indikas fortan hidrofilicecon kaj malfortan lipofilecon de la molekulo; Male, ĝi havas fortan lipofilecon kaj malfortan hidrofilikecon.
① Regularoj pri HLB -valoro
La HLB-valoro estas relativa valoro, do kiam formulante la HLB-valoron, kiel normo, la HLB-valoro de parafino sen hidrofilaj proprietoj estas agordita al 0, dum la HLB-valoro de natria dodecil-sulfato kun forta akva solvebleco estas agordita al 40. Ĝenerale parolante, emulsifiloj kun HLB -valoroj malpli ol 10 estas lipofilaj, dum emulsifiloj kun HLB -valoroj pli grandaj ol 10 estas hidrofilaj. Tial la turnopunkto de lipofileco al hidrofilikeco estas proksimume 10.
7. Emulsification kaj solubilizaj efikoj
Du nemalhaveblaj likvaĵoj, unu formitaj per disvastigado de eroj (gutetoj aŭ likvaj kristaloj) en la alia, estas nomataj emulsioj. Kiam vi formas emulsion, la interfaca areo inter la du likvaĵoj pliiĝas, igante la sistemon termodinamike malstabila. Por stabiligi la emulsion, tria komponento - emulsifilo - bezonas esti aldonita por redukti la interfacan energion de la sistemo. Emulsifistoj apartenas al surfactants, kaj ilia ĉefa funkcio estas agi kiel emulsifistoj. La fazo en kiu gutetoj ekzistas en emulsio estas nomata la dissemita fazo (aŭ interna fazo, malkontinua fazo), kaj la alia fazo kunligita kune estas nomata la disvastigita mezo (aŭ ekstera fazo, kontinua fazo).
① Emulsifiloj kaj emulsioj
Oftaj emulsioj konsistas el unu fazo de akvo aŭ akva solvo, kaj la alia fazo de organikaj komponaĵoj, kiuj estas nemalhaveblaj kun akvo, kiel oleoj, vaksooj, ktp. La emulsio formita de akvo kaj oleo povas esti dividita en du specojn bazitajn sur ilia disvastiĝo: oleo/petrolo de akvo. Akvo dissemita en oleo formas akvon en oleo -emulsio, reprezentita de w/o (akvo/oleo). Krome, kompleksa akvo en oleo en akvo w/o/w kaj oleo en akvo en oleo o/w/o emulsioj ankaŭ povas formiĝi.
La emulsifilo stabiligas la emulsion reduktante la interfacan streĉiĝon kaj formante monokapa vizaĝan maskon.
Postuloj por emulsifiloj en emulsifiko: A: Emulsifiantoj devas povi adsorbi aŭ riĉigi ĉe la interfaco inter la du fazoj, reduktante interfacan streĉiĝon; B: Emulsifiloj devas doni al partikloj elektran ŝarĝon, kaŭzante elektrostatikan repuŝon inter eroj aŭ formante stabilan, tre viskozan protektan filmon ĉirkaŭ la eroj. Do, substancoj uzataj kiel emulsifiloj devas havi amfifilajn grupojn por havi emulsifajn efikojn, kaj surfactants povas plenumi ĉi tiun postulon.
② Preparaj metodoj de emulsioj kaj faktoroj influantaj emulsian stabilecon
Estas du metodoj por prepari emulsiojn: unu estas uzi mekanikajn metodojn por disvastigi la likvaĵon en malgrandajn erojn en alia likvaĵo, kiu estas ofte uzata en industrio por prepari emulsiojn; Alia metodo estas solvi likvaĵon en molekula stato en alia likvaĵo kaj tiam permesi al ĝi agordi taŭge por formi emulsion.
La stabileco de emulsioj rilatas al ilia kapablo rezisti partiklan agregadon kaj kaŭzi fazan apartigon. Emulsioj estas termodinamike malstabilaj sistemoj kun signifa senpaga energio. Tial, la stabileco de emulsio fakte rilatas al la tempo bezonata por la sistemo por atingi ekvilibron, tio estas la tempo bezonata por likvaĵo en la sistemo disiĝi.
Kiam estas polusaj organikaj molekuloj kiel grasa alkoholo, grasa acido kaj grasa amino en la vizaĝa masko, la forto de la membrano pliiĝas signife. Ĉi tio estas ĉar la emulsifilaj molekuloj en la interfaca adsorbado -tavolo interagas kun polusaj molekuloj kiel alkoholo, acido kaj amino por formi "komplekson", kio pliigas la forton de la interfaca vizaĝa masko.
Emulsifiloj kunmetitaj de du aŭ pli da surfactants estas nomataj miksitaj emulsifiloj. Miksitaj emulsifiloj adsorbas sur la akvo/oleo -interfaco, kaj intermolekulaj interagoj povas formi kompleksojn. Pro forta intermolekula interagado, la interfaca streĉiĝo estas signife reduktita, la kvanto de emulsifilo adsorbita sur la interfaco estas signife pliigita, kaj la denseco kaj forto de la formita interfaca vizaĝa masko estas pliigitaj.
La ŝarĝo de gutetoj havas gravan efikon sur la stabileco de emulsioj. Stabaj emulsioj tipe havas gutetojn kun elektraj ŝarĝoj. Kiam vi uzas ionikajn emulsifilojn, la emulsifaj jonoj adsorbitaj sur la interfaco enmetas siajn lipofilajn grupojn en la oleo -fazon, dum la hidrofilaj grupoj estas en la akva fazo, tiel ŝarĝas la gutetojn. Pro la fakto, ke la gutetoj de la emulsio portas la saman ŝarĝon, ili repelas unu la alian kaj ne facile aglomeras, rezultigante pliigitan stabilecon. Videblas, ke ju pli emulsifaj jonoj adsorbiĝas sur la gutetoj, des pli granda estas ilia ŝarĝo, kaj des pli granda estas ilia kapablo malhelpi gutetan koalicion, igante la emulsian sistemon pli stabila.
La viskozeco de emulsia dispersa medio havas certan efikon sur la stabileco de emulsio. Ĝenerale, ju pli alta estas la viskozeco de la disvastiga rimedo, des pli alta estas la stabileco de la emulsio. Ĉi tio estas ĉar la viskozeco de la disvastiga rimedo estas alta, kio forte malhelpas la brownian movadon de la likvaj gutoj, malrapidigas la kolizion inter la gutetoj kaj tenas la sistemon stabila. Polimeraj substancoj, kiuj kutime estas solveblaj en emulsioj, povas pliigi la viskozecon de la sistemo kaj plibonigi la stabilecon de la emulsio. Krome, la polimero ankaŭ povas formi solidan interfacan vizaĝan maskon, igante la emulsian sistemon pli stabila.
En iuj kazoj, aldoni solidan pulvoron ankaŭ povas stabiligi la emulsion. La solida pulvoro ne estas en akvo, oleo aŭ ĉe la interfaco, depende de la malseka kapablo de oleo kaj akvo sur la solida pulvoro. Se la solida pulvoro ne estas tute malsekigita per akvo kaj povas esti malsekigita per oleo, ĝi restos ĉe la akva oleo -interfaco.
La kialo, ke la solida pulvoro ne stabiligas la emulsion, estas, ke la pulvoro kolektita ĉe la interfaco ne fortigas la interfacan vizaĝan maskon, kiu similas al la molekuloj de la interfaco -adsorbado. Tial ju pli proksimas la solidaj pulvoraj eroj aranĝitaj ĉe la interfaco, des pli stabila estos la emulsio.
Surfactants havas la kapablon signife pliigi la solveblecon de organikaj komponaĵoj nesolveblaj aŭ iomete solveblaj en akvo post formado de mikeloj en akva solvo, kaj la solvo estas travidebla ĉi -foje. Ĉi tiu efiko de mikeloj estas nomata solubilizado. Surfactants, kiuj povas produkti solubilizajn efikojn, estas nomataj solubiliziloj, kaj organikaj komponaĵoj solubilizitaj estas nomataj solubilizitaj komponaĵoj.
8. Ŝaŭmo
Ŝaŭmo ludas gravan rolon en la lavoprocezo. Ŝaŭmo rilatas al la disvastiga sistemo, en kiu gaso estas dissemita en likvaĵo aŭ solido. Gaso estas la dispersa fazo, kaj likva aŭ solida estas la dispersa rimedo. La unua nomiĝas likva ŝaŭmo, dum la dua estas nomata solida ŝaŭmo, kiel ŝaŭma plasto, ŝaŭma vitro, ŝaŭma cemento, ktp.
(1) Formado de ŝaŭmo
La ŝaŭmo ĉi tie rilatas al la agregado de bobeloj apartigitaj per likva filmo. Pro la granda diferenco de denseco inter la dissemita fazo (gaso) kaj la dissemita mezo (likvaĵo), kaj la malalta viskozeco de la likvaĵo, la ŝaŭmo ĉiam povas rapide altiĝi al la likva nivelo.
La procezo formi ŝaŭmon estas alporti grandan kvanton da gaso en la likvaĵon, kaj la bobeloj en la likva reveno rapide al la likva surfaco rapide, formante bobelan agregon disigitan per malgranda kvanto da likvaĵo kaj gaso
Ŝaŭmo havas du konsiderindajn trajtojn en morfologio: unu estas, ke bobeloj kiel disvastigita fazo ofte estas poliedraj, ĉar ĉe la intersekciĝo de bobeloj, ekzistas tendenco por la likva filmo pli maldikiĝi, igante la bobelojn poliedraj. Kiam la likva filmo fariĝas pli maldika ĝis iu mezuro, la bobeloj rompiĝos; Due, la pura likvaĵo ne povas formi stabilan ŝaŭmon, sed la likvaĵo kiu povas formi ŝaŭmon estas almenaŭ du aŭ pli da komponentoj. La akva solvo de surfactant estas tipa sistemo facila por generi ŝaŭmon, kaj ĝia kapablo generi ŝaŭmon ankaŭ rilatas al aliaj proprietoj.
Surfactants kun bona ŝaŭma kapablo estas nomataj ŝaŭmaj agentoj. Kvankam la ŝaŭma agento havas bonan ŝaŭman kapablecon, la formita ŝaŭmo eble ne povas konservi dum longa tempo, tio estas, ke ĝia stabileco eble ne bonas. Por konservi la stabilecon de ŝaŭmo, oni ofte aldoniĝas substanco, kiu povas pliigi la stabilecon de ŝaŭmo al la ŝaŭma agento, kiu estas nomata ŝaŭma stabiligilo. La ofte uzataj ŝaŭmaj stabiligiloj estas lauroyl diethanolamine kaj dodecil dimetil amina rusto.
(2) Stabileco de ŝaŭmo
Ŝaŭmo estas termodinamike malstabila sistemo, kaj la fina tendenco estas, ke la totala surfaco de la likvaĵo en la sistemo malpliiĝas kaj la libera energio malpliiĝas post bobelo. La senflua procezo estas la procezo, en kiu la likva filmo apartiganta la gason ŝanĝas dikecon ĝis ĝi rompiĝas. Tial la stabileco de ŝaŭmo estas ĉefe determinita de la rapideco de likva malŝarĝo kaj la forto de likva filmo. Estas pluraj aliaj influaj faktoroj.
① Surfaca streĉiĝo
El la energia vidpunkto, malalta surfaca streĉiĝo estas pli favora por la formado de ŝaŭmo, sed ĝi ne povas garantii la stabilecon de ŝaŭmo. Malalta surfaca streĉiĝo, malalta prema diferenco, malrapida likva malŝarĝa rapideco, kaj malrapida likva filmo maldikiĝanta kondukas al la stabileco de ŝaŭmo.
② surfaca viskozeco
La ŝlosila faktoro determinanta la stabilecon de ŝaŭmo estas la forto de la likva filmo, kiu estas ĉefe determinita de la firmeco de la surfaca adsorbado -filmo, mezurita de la surfaca viskozeco. Eksperimentoj montras, ke la ŝaŭmo produktita de la solvo kun pli alta surfaca viskozeco havas pli longan vivon. Ĉi tio estas ĉar la interagado inter adsorbitaj molekuloj sur la surfaco kondukas al pliigo de membrana forto, tiel plibonigante la vivon de ŝaŭmo.
③ Solva viskozeco
Kiam la viskozeco de la likvaĵo mem pliiĝas, la likvaĵo en la likva filmo ne facile estas malŝarĝita, kaj la rapideco de la likva filmo -dikeco malpliiĝas, kio prokrastas la tempon de la likva filmo kaj pliigas la stabilecon de la ŝaŭmo.
④ La 'riparo' efiko de surfaca streĉiĝo
Surfactants adsorbitaj sur la surfaco de la likva filmo havas la kapablon rezisti la ekspansion aŭ kuntiriĝon de la likva filma surfaco, kiun ni nomas ripara efiko. Ĉi tio estas ĉar ekzistas likva filmo de surfactants adsorbita sur la surfaco, kaj vastigado de ĝia surfaco reduktos la koncentriĝon de surfacaj adsorbitaj molekuloj kaj pliigos surfacan streĉiĝon. Plue vastigi la surfacon postulos pli grandan penadon. Al la inversa, surfaca ŝrumpado pliigos la koncentriĝon de adsorbitaj molekuloj sur la surfaco, reduktante surfacan streĉiĝon kaj malhelpante plian ŝrumpadon.
⑤ La disvastigo de gaso tra likva filmo
Due to the existence of capillary pressure, the pressure of small bubbles in foam is higher than that of large bubbles, which will cause the gas in the small bubbles to diffuse into the low-pressure large bubbles through the liquid film, resulting in the phenomenon that the small bubbles become smaller, the large bubbles become larger, and finally the foam breaks. Se oni aldonas surfactant, la ŝaŭmo estos unuforma kaj densa kiam ŝaŭmado, kaj ne facilas malplenigi. Ĉar la surfactant estas proksime aranĝita sur la likva filmo, estas malfacile ventoli, kio faras la ŝaŭmon pli stabila.
⑥ La influo de surfacŝarĝo
Se la ŝaŭma likva filmo estas ŝargita kun la sama simbolo, la du surfacoj de la likva filmo repuŝos unu la alian, malebligante la likvan filmon maldikiĝi aŭ eĉ detruo. Ionaj surfactants povas provizi ĉi tiun stabiligan efikon.
Konklude, la forto de likva filmo estas la ŝlosila faktoro por determini la stabilecon de ŝaŭmo. Kiel surfactant por ŝaŭmaj agentoj kaj ŝaŭmaj stabiligiloj, la streĉeco kaj firmeco de la surfacaj adsorbitaj molekuloj estas la plej gravaj faktoroj. Kiam la interagado inter la adsorbitaj molekuloj sur la surfaco estas forta, la adsorbitaj molekuloj estas proksime aranĝitaj, kio ne nur malfaciligas la surfacan vizaĝan maskon mem, sed ankaŭ malfaciligas la solvon najbara al la surfaca vizaĝa masko pro la alta surfaco, do ĝi estas relative malfacila por la likva filmo, kaj ĝi estas relative malfacila por la likva filmo, kaj la likva filmo estas relative malfacila por la likva filmo. Krome, proksime aranĝitaj surfacaj molekuloj ankaŭ povas redukti la permeablon de gasaj molekuloj kaj tiel pliigi la stabilecon de ŝaŭmo.
(3) Detruo de ŝaŭmo
La baza principo detrui ŝaŭmon estas ŝanĝi la kondiĉojn por produkti ŝaŭmon aŭ forigi la stabilecajn faktorojn de ŝaŭmo, do ekzistas du malfiksaj metodoj, fizikaj kaj kemiaj.
Fizika malhonoro estas ŝanĝi la kondiĉojn sub kiuj ŝaŭmo estas generita dum konservado de la kemia konsisto de ŝaŭma solvo senŝanĝa. Ekzemple, ekstera forto -perturbo, temperaturo aŭ prema ŝanĝo kaj ultrasona traktado estas ĉiuj efikaj fizikaj metodoj por forigi ŝaŭmon.
La kemia malhonoriga metodo estas aldoni iujn substancojn por interagi kun la ŝaŭma agento, redukti la forton de la likva filmo en la ŝaŭmo, kaj poste redukti la stabilecon de la ŝaŭmo por atingi la celon de senfluado. Tiaj substancoj estas nomataj defoamers. Plej multaj Defoamers estas surfactants. Sekve, laŭ la mekanismo de malhonoriĝo, Defoamers devas havi fortan kapablon redukti surfacan streĉiĝon, esti facile adsorbita sur la surfaco kaj havi malfortajn interagojn inter surfacaj adsorbitaj molekuloj, rezultigante relative lozan aranĝan strukturon de adsorbitaj molekuloj.
Ekzistas diversaj specoj de Defoamers, sed ili estas plejparte ne-ionikaj surfactants. Ne ionikaj surfactants havas kontraŭ -ŝaŭmajn proprietojn proksime aŭ super sia nuba punkto kaj estas ofte uzataj kiel defoamers. Alkoholoj, precipe tiuj kun branĉaj strukturoj, grasaj acidoj kaj esteroj, poliamidoj, fosfatoj, silikonaj oleoj, ktp., Estas ankaŭ ofte uzataj kiel bonegaj defoameroj.
(4) Ŝaŭmo kaj lavado
Ne ekzistas rekta rilato inter ŝaŭmo kaj lavota efiko, kaj la kvanto de ŝaŭmo ne signifas, ke la lava efiko estas bona aŭ malbona. Ekzemple, la ŝaŭma agado de ne-ionikaj surfactants estas multe malsupera al sapo, sed ilia puriga potenco estas multe pli bona ol sapo.
En iuj kazoj, ŝaŭmo helpas por forigi malpuraĵon. Ekzemple, kiam vi lavas tablojn hejme, la ŝaŭmo de la detergento povas forpreni la oleo -gutojn lavitajn; Kiam ŝraŭba tapiŝo, ŝaŭmo helpas forpreni solidan malpuraĵon kiel polvo kaj pulvoro. Krome, ŝaŭmo foje povas esti uzata kiel signo de ĉu la detergento efikas, ĉar grasaj oleo -makuloj povas malhelpi la ŝaŭmon de la detergento. Kiam estas tro multe da oleo -makuloj kaj tro malmulta detergento, ne estos ŝaŭmo aŭ la originala ŝaŭmo malaperos. Foje, ŝaŭmo ankaŭ povas esti uzata kiel indikilo de tio, ĉu la lavado estas pura. Ĉar la kvanto de ŝaŭmo en la lavanta solvo inklinas malpliiĝi kun la malpliigo de detergenta enhavo, la grado de lavado povas esti taksita per la kvanto de ŝaŭmo.
9. Lavoprocezo
En vasta senco, lavado estas la procezo forigi nedeziratajn komponentojn el la objekto lavita kaj atingi certan celon. Lavado en la kutima senco rilatas al la procezo forigi malpuraĵon de la surfaco de portanto. Dum lavado, la interagado inter malpuraĵo kaj la portanto estas malfortigita aŭ forigita per la agado de iuj kemiaj substancoj (kiel detergentoj), transformante la kombinaĵon de malpuraĵo kaj portanto en la kombinaĵon de malpuraĵo kaj detergento, finfine kaŭzante la malpuraĵon kaj portanton. Ĉar la objektoj por esti lavitaj kaj la malpuraĵo por forigi estas diversaj, lavado estas tre kompleksa procezo, kaj la baza procezo de lavado povas esti reprezentita per la sekva simpla rilato
Kondukilo • Malpuraĵo+detergento = portanto+malpuraĵo • Detergent
La lavoprocezo kutime povas esti dividita en du stadiojn: unu estas la apartigo de malpuraĵo kaj ĝia portanto sub la ago de detergento; La dua estas, ke la detala malpuraĵo estas dissemita kaj suspendita en la mediumo. La lavoprocezo estas revertebla procezo, kaj malpuraĵo dissemita aŭ suspendita en la mediumo povas ankaŭ reakiri de la mediumo sur la lavotaĵon. Tial bonega detergento devas ne nur havi la kapablon forigi malpuraĵon de la portanto, sed ankaŭ havi bonan kapablon disvastigi kaj ĉesigi malpuraĵon, kaj malhelpi malpuraĵon denove deponi.
(1) specoj de malpuraĵo
Eĉ por la sama ero, la tipo, kunmetaĵo kaj kvanto de malpuraĵo varias depende de la uzada medio. Oleo -korpa malpuraĵo ĉefe inkluzivas bestajn kaj vegetalajn oleojn, same kiel mineralajn oleojn (kiel kruda oleo, brulaĵo, karba taro, ktp.), Dum solida malpuraĵo inkluzivas ĉefe fumon, polvon, ruston, karbonan nigron, ktp. En vesto de malpuraĵo, estas malpuraĵo de la homa korpo, kiel ŝvito, sebo, sango, ktp; estas malpuraĵo de la homa korpo, kiel ŝvito, sebo, sango, ktp; Malpuraĵo el manĝaĵoj, kiel fruktaj makuloj, manĝeblaj oleaj makuloj, kondimentaj makuloj, amelo, ktp; Malpuraĵo alportita de kosmetikaĵoj, kiel lipruĝo kaj najlo; Malpuraĵo el la atmosfero, kiel fumo, polvo, grundo, ktp; Aliaj materialoj kiel inko, teo, farbo, ktp. Oni povas diri, ke ekzistas diversaj kaj diversaj tipoj.
Diversaj specoj de malpuraĵo kutime povas esti dividitaj en tri kategoriojn: solida malpuraĵo, likva malpuraĵo kaj speciala malpuraĵo.
① Ofta solida malpuraĵo inkluzivas erojn kiel cindron, koton, grundon, ruston, kaj karbonan nigron. Plej multaj el ĉi tiuj eroj havas surfacan ŝarĝon, plejparte negativajn, kaj facile adsorbiĝas sur fibraj objektoj. Ĝenerale, solida malpuraĵo malfacilas dissolviĝi en akvo, sed povas esti disvastigita kaj suspendita de detergentaj solvoj. Solida malpuraĵo kun malgrandaj eroj malfacilas forigi.
② Likva malpuraĵo estas plejparte solvebla oleo, inkluzive de bestaj kaj vegetalaj oleoj, grasaj acidoj, grasaj alkoholoj, mineralaj oleoj kaj iliaj oksidoj. Inter ili, bestaj kaj vegetalaj oleoj kaj grasaj acidoj povas suferi saponifikon kun alkaloj, dum grasaj alkoholoj kaj mineralaj oleoj ne estas saponigitaj per alkaloj, sed povas solviĝi en alkoholoj, eteroj kaj hidrokarbonaj organikaj solvoj, kaj esti emulsigitaj kaj disigitaj de detergentaj akvaj akvaj solvoj. Oleo -solvebla likva malpuraĵo ĝenerale havas fortan interagan forton kun fibraj objektoj kaj adsorboj firme sur fibroj.
③ Speciala malpuraĵo inkluzivas proteinon, amelon, sangon, homajn sekreciojn kiel ŝvito, sebo, urino, same kiel frukta suko, tea suko, ktp. Plej multaj el ĉi tiuj specoj de malpuraĵo povas forte adsorbiĝi sur fibraj objektoj per kemiaj reagoj. Tial lavi ĝin estas sufiĉe malfacila.
Diversaj specoj de malpuraĵo malofte ekzistas sole, ofte miksitaj kaj adsorbitaj kune sur objektoj. Malpuraĵo povas foje oksidi, malkomponi, aŭ kadukiĝi sub eksteraj influoj, rezultigante la formadon de nova malpuraĵo.
(2) La aliĝo de malpuraĵo de malpuraĵo
La kialo, kial vestoj, manoj, ktp povas malpuriĝi, estas ĉar ekzistas ia interagado inter objektoj kaj malpuraĵo. Ekzistas diversaj efikoj de adhero de malpuraĵo sur objektoj, sed ili estas ĉefe fizika adhero kaj kemia adhero.
① La fizika adhero de cigareda cindro, polvo, sedimento, karbona nigra kaj aliaj substancoj al vestaĵoj. Ĝenerale parolante, la interagado inter la aliĝita malpuraĵo kaj la poluita objekto estas relative malforta, kaj la forigo de malpuraĵo ankaŭ estas relative facila. Laŭ malsamaj fortoj, la fizika adhero de malpuraĵo povas esti dividita en mekanikan adhesion kaj elektrostatikan adhesion.
R: Mekanika adhero plejparte rilatas al la adhero de solida malpuraĵo kiel polvo kaj sedimento. Mekanika adhero estas malforta adhesiva metodo por malpuraĵo, kiu preskaŭ povas esti forigita per simplaj mekanikaj metodoj. Tamen, kiam la partikla grandeco de la malpuraĵo estas malgranda (<0.1um), estas pli malfacile forigi.
B: Elektrostatika adhero estas ĉefe manifestita per la ago de ŝarĝitaj malpuraj eroj sur objektoj kun kontraŭaj ŝarĝoj. Plej multaj fibraj objektoj portas negativan ŝarĝon en akvo kaj facile aliĝas per pozitive ŝarĝita malpuraĵo kiel kalko. Iuj malpuraĵoj, kvankam negative ŝarĝitaj, kiel karbonaj nigraj eroj en akvaj solvoj, povas aliĝi al fibroj tra jonaj pontoj formitaj de pozitivaj jonoj (kiel Ca2+, Mg2+, ktp.) En akvo (jonoj agas kune inter multnombraj kontraŭaj ŝarĝoj, agante kiel pontoj).
Statika elektro estas pli forta ol simpla mekanika ago, malfaciligante la forigon de malpuraĵo.
③ Forigo de speciala malpuraĵo
Proteino, amelo, homaj sekrecioj, frukta suko, tea suko kaj aliaj specoj de malpuraĵo malfacilas forigi kun ĝeneralaj surfactants kaj postulas specialajn kuracajn metodojn.
Proteinaj makuloj kiel kremo, ovoj, sango, lakto kaj haŭta ekskreto estas inklinaj al koagulado kaj denaturado sur fibroj, kaj aliĝas pli firme. Por proteina malpuraĵo, protease povas esti uzata por forigi ĝin. La proteazo povas detrui proteinojn en malpuraĵo en akvo-solveblaj aminoacidoj aŭ oligopeptidoj.
Amelo -makuloj ĉefe devenas de manĝaĵoj, dum aliaj kiel viandaj sukoj, pasto, ktp. Amelo -enzimoj havas katalizan efikon sur la hidrolizo de amelo -makuloj, detruante amelon en sukerojn.
Lipase povas katalizi la malkomponiĝon de iuj trigliceridoj malfacile forigitaj per konvenciaj metodoj, kiel sebo sekreciita de la homa korpo, manĝeblaj oleoj, ktp., Por detrui trigliceridojn en solveblajn glicerolon kaj grasajn acidojn.
Iuj koloraj makuloj el frukta suko, teo -suko, inko, lipruĝo, ktp ofte malfacile purigeblas eĉ post ripeta lavado. Ĉi tiu tipo de makulo povas esti forigita per oksid-reduktaj reagoj uzante oksidantojn aŭ reduktante agentojn kiel blankigilo, kiuj detruas la strukturon de la kromoforaj aŭ kromoforaj grupoj kaj degradas ilin en pli malgrandajn akvajn solveblajn komponentojn.
El la perspektivo de seka purigado, ekzistas ĉirkaŭ tri specoj de malpuraĵo.
① Oleo -solvebla malpuraĵo inkluzivas diversajn oleojn kaj grasojn, kiuj estas likvaj aŭ grasaj kaj solveblaj en sekaj purigaj solviloj.
② Akva solvebla malpuraĵo estas solvebla en akva solvo, sed nesolvebla en sekaj purigaj agentoj. Ĝi adsorbas vestojn en la formo de akva solvo, kaj post kiam la akvo forvaporiĝas, granulaj solidoj kiel neorganikaj saloj, amelo, proteinoj, ktp.
③ Oleo -akvo nesolvebla malpuraĵo estas nesolvebla en akvaj kaj sekaj purigaj solviloj, kiel karbona nigra, diversaj metalaj silicatoj kaj oksidoj.
Pro la malsamaj ecoj de diversaj specoj de malpuraĵo, ekzistas malsamaj manieroj forigi malpuraĵon dum la seka puriga procezo. Oleo -solvebla malpuraĵo, kiel bestaj kaj vegetalaj oleoj, mineralaj oleoj, kaj grasoj, estas facile solveblaj en organikaj solviloj kaj povas esti facile forigitaj dum seka purigado. La bonega solvebleco de sekaj purigaj solviloj por oleo kaj graso estas esence pro van der Waals -fortoj inter molekuloj.
Por la forigo de akvo-solvebla malpuraĵo kiel neorganikaj saloj, sukeroj, proteinoj, ŝvito, ktp., Ankaŭ necesas aldoni taŭgan kvanton da akvo al la seka puriga agento, alie akvorezista malpuraĵo malfacilas forigi de vestaĵoj. Sed la akvo malfacilas dissolviĝi en sekaj purigaj agentoj, do por pliigi la kvanton da akvo, oni devas aldoni surfactants. La akvo ĉeestanta en sekaj purigaj agentoj povas hidratigi malpuraĵon kaj la surfacon de vestaĵoj, faciligante interagi kun la polusaj grupoj de surfactants, kio estas utila por la adsorbado de surfactants sur la surfaco. Krome, kiam surfactants formas mikelojn, akvorezistajn malpuraĵojn kaj akvon povas esti solubilizitaj en la mikelojn. Surfactants ne nur povas pliigi la akvan enhavon en sekaj purigaj solviloj, sed ankaŭ malhelpi la deponejon de malpuraĵo por plibonigi la purigan efikon.
La ĉeesto de malgranda kvanto da akvo estas necesa por forigi akvorezistan malpuraĵon, sed troa akvo povas kaŭzi iom da vesto deformi, sulki, ktp. Do la akvo-enhavo en la seka detergento devas esti modera.
Solidaj eroj kiel cindro, koto, grundo, kaj karbona nigra, kiuj estas nek akvorezistaj nek oleo solveblaj, ĝenerale aliĝas al vestaĵoj per elektrostatika adsorbado aŭ kombinante kun oleo-makuloj. En seka purigado, la fluo kaj efiko de solviloj povas kaŭzi malpuraĵojn adsorbitajn de elektrostataj fortoj, dum sekaj purigaj agentoj povas solvi oleajn makulojn, kaŭzante solidajn erojn, kiuj kombinas kun la oleo -makuloj kaj aliĝas al la vestoj por fali de la seka puriga agento. La malgranda kvanto da akvo kaj surfactants en la seka puriga agento povas stabile suspendi kaj disvastigi la solidajn malpurajn erojn, kiuj falas, malebligante ilin deponi sur la vestojn denove.
(5) Faktoroj influantaj la lavan efikon
La direkta adsorbado de surfactants ĉe la interfaco kaj la redukto de surfaca (interfaca) streĉiĝo estas la ĉefaj faktoroj por forigo de likva aŭ solida malpuraĵo. Sed la lavoprocezo estas relative kompleksa, kaj eĉ la lavita efiko de la sama tipo de detergento estas tuŝita de multaj aliaj faktoroj. Ĉi tiuj faktoroj inkluzivas la koncentriĝon de detergento, temperaturo, naturo de malpuraĵo, speco de fibro, kaj ŝtofa strukturo.
① Koncentriĝo de surfactants
La mikeloj de surfactants en la solvo ludas gravan rolon en la lavado. Kiam la koncentriĝo atingas la kritikan mikelan koncentriĝon (CMC), la lavita efiko pliiĝas akre. Tial la koncentriĝo de detergento en la solvilo devas esti pli alta ol la CMC -valoro por atingi bonan lavan efikon. Tamen, kiam la koncentriĝo de surfactants superas la CMC -valoron, la kreskanta lavota efiko fariĝas malpli signifa, kaj troa kresko de surfactant -koncentriĝo estas nenecesa.
Kiam vi uzas solubilizadon por forigi oleo -makulojn, eĉ se la koncentriĝo estas super la CMC -valoro, la solubiliza efiko ankoraŭ pliiĝas kun la kresko de surfactant -koncentriĝo. Ĉi -foje estas konvene uzi detergenton surloke, kiel ekzemple sur la manumoj kaj kolumoj de vestoj, kie estas multe da malpuraĵo. Kiam vi lavas, tavolo de detergento povas esti aplikata unue por plibonigi la solubilizan efikon de surfactants sur oleo -makuloj.
② Temperaturo havas signifan efikon sur la puriga efiko. Entute, pliigi la temperaturon estas utila por forigi malpuraĵon, sed foje troa temperaturo ankaŭ povas kaŭzi adversajn faktorojn.
Pliigo de temperaturo estas utila por la disvastigo de malpuraĵo. Solidaj oleo -makuloj facile emulsiĝas kiam la temperaturo estas super ilia fandopunkto, kaj fibroj ankaŭ pliigas sian gradon de ekspansio pro la pliigo de temperaturo. Ĉi tiuj faktoroj estas ĉiuj utilaj por forigo de malpuraĵo. Tamen, por streĉaj ŝtofoj, la mikro -interspacoj inter fibroj estas reduktitaj post fibro -ekspansio, kio ne taŭgas al forigo de malpuraĵo.
Temperaturŝanĝoj ankaŭ influas la solveblecon, CMC -valoron kaj mikelan grandecon de surfactants, tiel influante la lavan efikon. Longaj karbonaj ĉenaj surfactants havas pli malaltan solubilecon ĉe malaltaj temperaturoj, kaj foje eĉ pli malalta solvebleco ol la CMC -valoro. En ĉi tiu kazo, la lavita temperaturo devas esti taŭge pliigita. La efiko de temperaturo sur la CMC-valoro kaj micela grandeco estas malsama por ionikaj kaj ne-ionikaj surfactants. Por ionikaj surfactants, pliigo de temperaturo ĝenerale kondukas al pliigo de CMC -valoro kaj malpliigo de mikela grandeco. Ĉi tio signifas, ke la koncentriĝo de surfactants devas esti pliigita en la lavita solvo. Por ne-ionikaj surfactants, kreskanta temperaturo kondukas al malpliigo de ilia CMC-valoro kaj signifa kresko de ilia micela grandeco. Videblas, ke taŭge kreskanta temperaturo povas helpi ne-ionikajn surfactantojn praktiki sian surfacan agadon. Sed la temperaturo ne devas superi ĝian nuban punkton.
Unuvorte, la plej taŭga lavita temperaturo rilatas al la formulo de la detergento kaj la objekto lavita. Iuj detergentoj havas bonajn purigajn efikojn ĉe ĉambra temperaturo, dum iuj detergentoj havas signife malsamajn purigajn efikojn por malvarma kaj varma lavado.
③ ŝaŭmo
Homoj ofte konfuzas ŝaŭman kapablon kun lavado, kredante, ke detergentoj kun forta ŝaŭma kapablo havas pli bonajn lavajn efikojn. La rezultoj montras, ke la lavota efiko ne rilatas rekte al la kvanto de ŝaŭmo. Ekzemple, uzi malaltan ŝaŭman detergilon por lavado ne havas pli malbonan lavan efikon ol alta ŝaŭma detergento.
Kvankam ŝaŭmo ne rilatas rekte al lavado, ŝaŭmo tamen helpas forigi malpuraĵon en iuj situacioj. Ekzemple, la ŝaŭmo de la lavita likvaĵo povas forporti la oleo -gutojn dum lavado de teleroj mane. Kiam tondi la tapiŝon, ŝaŭmo ankaŭ povas forpreni solidajn malpurajn erojn kiel polvo. Polvo respondecas pri granda proporcio de tapiŝa malpuraĵo, do tapiŝa purigilo devas havi certan ŝaŭman kapablon.
Ŝaŭma potenco ankaŭ gravas por ŝampuo. La fajna ŝaŭmo produktita de la likvaĵo dum lavado de haroj aŭ banado igas homojn senti sin komfortaj.
④ Specoj de fibroj kaj fizikaj ecoj de tekstiloj
Krom la kemia strukturo de fibroj influantaj la adhesion kaj forigon de malpuraĵo, la apero de fibroj kaj la organiza strukturo de teksaĵoj kaj ŝtofoj ankaŭ havas efikon sur la malfacileco de forigo de malpuraĵoj.
La skvamoj de lanaj fibroj kaj la plata strio kiel strukturo de kotonaj fibroj estas pli inklinaj al akumuli malpuraĵon ol glataj fibroj. Ekzemple, karbona nigra aliĝo al celuloza filmo (vosta filmo) estas facile forigebla, dum karbona nigra aliĝo al kotona ŝtofo malfacilas lavi. Ekzemple, poliesteraj mallongaj fibraj ŝtofoj estas pli inklinaj al akumulado de oleo -makuloj ol longaj fibraj ŝtofoj, kaj la oleo -makuloj sur mallongaj fibraj ŝtofoj ankaŭ estas pli malfacile forigeblaj ol tiuj sur longaj fibraj ŝtofoj.
Streĉe torditaj teksaĵoj kaj streĉaj ŝtofoj, pro la malgrandaj mikro -interspacoj inter fibroj, povas rezisti la invadon de malpuraĵo, sed ankaŭ malhelpi la purigan solvon forigi internan malpuraĵon. Tial streĉaj ŝtofoj havas bonan reziston al malpuraĵo komence, sed ankaŭ malfacilas purigi unufoje poluitan.
⑤ La malmoleco de akvo
La koncentriĝo de metalaj jonoj kiel Ca2+kaj Mg2+en akvo havas gravan efikon sur la lavota efiko, precipe kiam anionikaj surfactants renkontas Ca2+kaj Mg2+jonojn por formi kalciajn kaj magneziajn salojn kun malbona solubileco, kiuj povas redukti sian purigan kapablon. Eĉ se la koncentriĝo de surfactants estas alta en malmola akvo, ilia puriga efiko estas ankoraŭ multe pli malbona ol en distilado. Por atingi la plej bonan lavan efikon de surfactants, la koncentriĝo de Ca2+jonoj en akvo devas esti reduktita al sub 1 × 10-6mol/L (CaCO3 devas esti reduktita al 0,1mg/L). Ĉi tio postulas aldoni diversajn mildigilojn al la detergento.
Afiŝotempo: aŭgusto-16-2024