La forza di restringimento di qualsiasi lunghezza dell'unità sulla superficie del liquido è chiamata tensione superficiale e l'unità è N. · M-1.
La proprietà di ridurre la tensione superficiale del solvente è chiamata attività superficiale e una sostanza con questa proprietà è chiamata sostanza attivo superficiale.
La sostanza attivo superficiale che può legare le molecole in soluzione acquosa e formare micelle e altre associazioni e avere un'elevata attività superficiale, pur avendo anche l'effetto di bagnatura, emulsionamento, schiuma, lavaggio, ecc.
Il tensioattivo è composti organici con struttura e proprietà speciali, che possono cambiare significativamente la tensione interfacciale tra due fasi o la tensione superficiale dei liquidi (generalmente acqua), con bagnatura, schiuma, emulsionamento, lavaggio e altre proprietà.
In termini di struttura, i tensioattivi hanno una caratteristica comune in quanto contengono due gruppi di natura diversa nelle loro molecole. Ad un'estremità c'è una lunga catena di gruppo non polare, solubile in olio e insolubile in acqua, noto anche come gruppo idrofobico o gruppo idrofonante. Tale gruppo idrico è generalmente lunghi catene di idrocarburi, a volte anche per fluoro organico, silicio, organofosfato, catena di organotina, ecc. All'altra estremità c'è un gruppo solubile in acqua, un gruppo idrofilo o un gruppo di ulio. Il gruppo idrofilo deve essere sufficientemente idrofilo per garantire che interi tensioattivi siano solubili in acqua e abbiano la solubilità necessaria. Poiché i tensioattivi contengono gruppi idrofili e idrofobici, possono essere solubili in almeno una delle fasi liquide. Questa proprietà idrofila e lipofila del tensioattivo si chiama anfifilicità.
Il tensioattivo è una sorta di molecole anfifiliche con gruppi sia idrofobici che idrofili. I gruppi idrofobici di tensioattivi sono generalmente composti da idrocarburi a catena lunga, come alchil C8 ~ C20 a catena dritta, alchil C8 ~ C20 ， alchilfenil (il numero di tom alchilico è 8 ~ 16) e simili. La differenza che è piccola tra i gruppi idrofobici è principalmente nei cambiamenti strutturali delle catene di idrocarburi. E i tipi di gruppi idrofili sono più, quindi le proprietà dei tensioattivi sono principalmente correlate ai gruppi idrofili oltre alla dimensione e alla forma dei gruppi idrofobici. I cambiamenti strutturali dei gruppi idrofili sono maggiori di quelli dei gruppi idrofobici, quindi la classificazione dei tensioattivi si basa generalmente sulla struttura dei gruppi idrofili. Questa classificazione si basa sul fatto che il gruppo idrofilo sia ionico o meno ed è diviso in anionici, cationici, non ionici, zwitterionici e altri tipi speciali di tensioattivi.
① Adsorbimento dei tensioattivi all'interfac
Le molecole di tensioattivo sono molecole anfifiliche con gruppi lipofili e idrofili. Quando il tensioattivo viene sciolto in acqua, il suo gruppo idrofilo è attratto dall'acqua e si dissolve nell'acqua, mentre il suo gruppo lipofilo viene respinto dall'acqua e lascia acqua, causando l'adsorbimento delle molecole di tensioattivo (o ioni) sull'interfaccia delle due fasi, che riduce la tensione interfacciale tra le due fasi. Più molecole di tensioattivo (o ioni) vengono adsorbite all'interfaccia, maggiore è la riduzione della tensione interfacciale.
② Alcune proprietà della membrana di adsorbimento
Pressione superficiale della membrana di adsorbimento: adsorbimento del tensioattivo sull'interfaccia gas-liquid per formare una membrana di adsorbimento, come posizionare un foglio mobile rimovibile senza attrito sull'interfaccia, il foglio galleggiante spinge la membrana adsorbente lungo la superficie della soluzione e la memana genera una pressione sulla scheda a sfioramento, che si chiama superficie.
Viscosità superficiale: come la pressione superficiale, la viscosità superficiale è una proprietà mostrata dalla membrana molecolare insolubile. Sospeso da un anello di platino a filo metallico fine, in modo che il suo piano contatti la superficie dell'acqua del serbatoio, ruota l'anello di platino, l'anello di platino dalla viscosità del ostacolo all'acqua, l'ampiezza decadica gradualmente, in base al quale può essere misurata la viscosità della superficie. Il metodo è: in primo luogo, l'esperimento viene condotto sulla superficie dell'acqua pura per misurare il decadimento dell'ampiezza, quindi viene misurato il decadimento dopo la formazione della membrana di superficie e la viscosità della membrana di superficie viene derivata dalla differenza tra i due.
La viscosità superficiale è strettamente correlata alla solidità della membrana di superficie e poiché la membrana di adsorbimento ha una pressione superficiale e la viscosità, deve avere elasticità. Maggiore è la pressione superficiale e maggiore è la viscosità della membrana adsorbita, maggiore è il suo modulo elastico. Il modulo elastico della membrana di adsorbimento superficiale è importante nel processo di stabilizzazione delle bolle.
③ Formazione di micelle
Soluzioni diluite dei tensioattivi obbediscono alle leggi seguite da soluzioni ideali. La quantità di tensioattivo adsorbita sulla superficie della soluzione aumenta con la concentrazione della soluzione e quando la concentrazione raggiunge o supera un certo valore, la quantità di adsorbimento non aumenta più e queste molecole di tensioattivo in eccesso sono nella soluzione in modo a Haphazard o in qualche modo regolare. Sia la pratica che la teoria mostrano che formano associazioni in soluzione e queste associazioni sono chiamate micelle.
Concentrazione critica delle micelle (CMC): la concentrazione minima a cui i tensioattivi formano micelle in soluzione è chiamata concentrazione critica di micelle.
④ Valori CMC dei tensioattivi comuni.
L'HLB è l'abbreviazione dell'equilibrio lipofilo idrofilo, che indica l'equilibrio idrofilo e lipofilo dei gruppi idrofili e lipofili del tensioattivo, cioè il valore HLB del tensioattivo. Un grande valore HLB indica una molecola con forte idrofilia e lipofilia debole; Al contrario, forte lipofilia e debole idrofilia.
① Disposizioni del valore HLB
Il valore HLB è un valore relativo, quindi quando il valore HLB viene sviluppato, come standard, il valore HLB della cera di paraffina, che non ha proprietà idrofile, è specificato che è 0, mentre il valore HLB di sodio dodecil solfati, che è più solubile in meno di emulsifie, che è più a valori HLB, che è più a valori HLB, che è più a valori HLB, che è più a valori HLB, che è più a valori HLB, che è più di 10. Lipofilo, mentre quelli superiori a 10 sono idrofili. Pertanto, il punto di svolta dal lipofilo a idrofilo è di circa 10.
Sulla base dei valori HLB dei tensioattivi, è possibile ottenere un'idea generale dei loro possibili usi, come mostrato nella Tabella 1-3.
Due liquidi reciprocamente insolubili, uno disperso nell'altro come particelle (goccioline o cristalli liquidi) formano un sistema chiamato emulsione. Questo sistema è termodinamicamente instabile a causa dell'aumento dell'area di confine dei due liquidi quando si forma l'emulsione. Per rendere stabile l'emulsione, è necessario aggiungere un terzo componente - emulsionante per ridurre l'energia interfacciale del sistema. L'emulsificatore appartiene al tensioattivo, la sua funzione principale è quella di svolgere il ruolo dell'emulsione. La fase dell'emulsione che esiste come goccioline è chiamata fase dispersa (o fase interna, fase discontinua) e l'altra fase collegata insieme è chiamata mezzo di dispersione (o fase esterna, fase continua).
① Emulsionanti ed emulsioni
Common emulsions, one phase is water or aqueous solution, the other phase is organic substances not miscible with water, such as grease, wax, etc. The emulsion formed by water and oil can be divided into two types according to their dispersion situation: oil dispersed in water to form oil-in-water type emulsion, expressed as O/W (oil/water): water dispersed in oil to form oil-in-water type emulsion, expressed as W/O (acqua/olio). È inoltre possibile formare un tipo complesso di acqua in olio in acqua W/O/W e olio-in acqua in olio O/O/O Tipo di tipo multi-emulsione.
Gli emulsionanti vengono utilizzati per stabilizzare le emulsioni riducendo la tensione interfacciale e formando la membrana interfacciale a sola molecola.
Nell'emulsificazione dei requisiti di emulsionante:
A: L'emulsionante deve essere in grado di adsorb o arricchire l'interfaccia tra le due fasi, in modo che la tensione interfacciale sia ridotta;
B: L'emulsionante deve dare le particelle alla carica, in modo che la repulsione elettrostatica tra le particelle o forma una membrana protettiva stabile e altamente viscosa attorno alle particelle.
Pertanto, la sostanza utilizzata come emulsionante deve avere gruppi anfifilici per emulsionare e i tensioattivi possono soddisfare questo requisito.
② Metodi di preparazione di emulsioni e fattori che influenzano la stabilità delle emulsioni
Esistono due modi per preparare le emulsioni: si è usare il metodo meccanico per disperdere il liquido in minuscole particelle in un altro liquido, che è principalmente utilizzato nell'industria per preparare emulsioni; L'altro è quello di dissolvere il liquido in stato molecolare in un altro liquido, quindi farlo raccogliere correttamente per formare emulsioni.
La stabilità di un'emulsione è la capacità di aggregazione anti-particella che porta alla separazione di fase. Le emulsioni sono sistemi termodinamicamente instabili con grande energia libera. Pertanto, la cosiddetta stabilità di un'emulsione è in realtà il tempo necessario per il sistema per raggiungere l'equilibrio, cioè il tempo necessario per la separazione di uno dei liquidi nel sistema.
Quando la membrana interfacciale con alcoli grassi, acidi grassi e ammine grassi e altre molecole organiche polari, la resistenza alla membrana significativamente più alta. Questo perché, nello strato di adsorbimento interfacciale di molecole e alcoli emulsionanti, acidi e ammine e altre molecole polari per formare un "complesso", in modo che la forza della membrana interfacciale sia aumentata.
Gli emulsionanti costituiti da più di due tensioattivi sono chiamati emulsionanti misti. Emulsionante misto adsorbito all'interfaccia acqua/olio; L'azione intermolecolare può formare complessi. A causa della forte azione intermolecolare, la tensione interfacciale è significativamente ridotta, la quantità di emulsionante adsorbita all'interfaccia è significativamente aumentata, la formazione della densità della membrana interfacciale aumenta, l'aumento della forza.
La carica delle perle liquide ha un effetto significativo sulla stabilità dell'emulsione. Emulsioni stabili, le cui perle liquide sono generalmente caricate. Quando viene utilizzato un emulsionante ionico, lo ione emulsionante adsorbito all'interfaccia ha il suo gruppo lipofilo inserito nella fase olio e il gruppo idrofilo è nella fase dell'acqua, facendo caricare così le perle liquide. Man mano che le perle di emulsione con la stessa carica, si respingono a vicenda, non facili da agglomerarsi, in modo che la stabilità sia aumentata. Si può vedere che più ioni emulsionanti adsorbiti sulle perle, maggiore è la carica, maggiore è la capacità di impedire alle perle di agglomerazione, più stabile è il sistema di emulsione.
La viscosità del mezzo di dispersione di emulsione ha una certa influenza sulla stabilità dell'emulsione. Generalmente, maggiore è la viscosità del mezzo di dispersione, maggiore è la stabilità dell'emulsione. Questo perché la viscosità del mezzo di dispersione è grande, che ha un forte effetto sul movimento browniano delle perle liquide e rallenta la collisione tra le perle liquide, in modo che il sistema rimanga stabile. Di solito, le sostanze polimeriche che possono essere sciolte nelle emulsioni possono aumentare la viscosità del sistema e rendere più alta la stabilità delle emulsioni. Inoltre, i polimeri possono anche formare una membrana interfacciale forte, rendendo il sistema di emulsione più stabile.
In alcuni casi, l'aggiunta di polvere solida può anche rendere l'emulsione tende a stabilizzarsi. La polvere solida si trova nell'acqua, nell'olio o nell'interfaccia, a seconda dell'olio, dell'acqua sulla capacità di bagnatura della polvere solida, se la polvere solida non è completamente bagnata con acqua, ma anche bagnata dall'olio, rimarrà sull'acqua e sull'interfaccia dell'olio.
La polvere solida non rende l'emulsione stabile perché la polvere raccolta all'interfaccia migliora la membrana interfacciale, che è simile all'adsorbimento interfacciale delle molecole di emulsionanti, quindi più da vicino il materiale solido è disposto nell'interfaccia, più stabile è l'emulsione.
I tensioattivi hanno la capacità di aumentare significativamente la solubilità di sostanze organiche insolubili o leggermente solubili in acqua dopo aver formato micelle in soluzione acquosa e la soluzione è trasparente in questo momento. Questo effetto della micelle si chiama solubilizzazione. Il tensioattivo in grado di produrre solubilizzazione si chiama solubilizzatore e la materia organica che viene solubilizzata è chiamata materia solubilizzata.
La schiuma svolge un ruolo importante nel processo di lavaggio. La schiuma è un sistema di dispersione in cui un gas viene disperso in un liquido o solido, con il gas come fase dispersa e il liquido o solido come mezzo disperso, il primo viene chiamato schiuma liquida, mentre il secondo è chiamato schiuma solida, come plastica schiumata, vetro schiumato, cemento schiumoso ecc.
(1) Formazione di schiuma
Per schiuma intendiamo qui un aggregato di bolle d'aria separate da una membrana liquida. Questo tipo di bolla sale sempre rapidamente sulla superficie del liquido a causa della grande differenza di densità tra la fase dispersa (gas) e il mezzo di dispersione (liquido), combinato con la bassa viscosità del liquido.
Il processo di formazione di una bolla è quello di portare una grande quantità di gas nel liquido e le bolle nel liquido tornano rapidamente in superficie, formando un aggregato di bolle separate da una piccola quantità di gas liquido.
La schiuma ha due caratteristiche significative in termini di morfologia: una è che le bolle come fase dispersa sono spesso di forma poliedrica, questo perché all'intersezione delle bolle, c'è una tendenza per il film liquido ad assottigliarsi in modo che le bolle diventi poliedrico, quando il film liquido si miglia in una certa estensione, porta alla rottura delle bolle; Il secondo è che i liquidi puri non possono formare schiuma stabile, il liquido che può formare schiuma è almeno due o più componenti. Le soluzioni acquose di tensioattivi sono tipiche dei sistemi inclini alla generazione di schiuma e la loro capacità di generare schiuma è anche correlata ad altre proprietà.
I tensioattivi con buona potenza di schiuma sono chiamati agenti schiuma. Sebbene l'agente schiumogeni abbia una buona capacità di schiuma, ma la schiuma formata potrebbe non essere in grado di mantenere molto tempo, cioè la sua stabilità non è necessariamente buona. Al fine di mantenere la stabilità della schiuma, spesso nell'agente di schiuma per aggiungere sostanze che possono aumentare la stabilità della schiuma, la sostanza è chiamata stabilizzatore di schiuma, lo stabilizzatore comunemente usato è lauril dietanolamina e ossido di dimetilammina dodecil.
(2) stabilità della schiuma
La schiuma è un sistema termodinamicamente instabile e la tendenza finale è che la superficie totale del liquido all'interno del sistema diminuisce dopo la rottura della bolla e l'energia libera diminuisce. Il processo di defoaming è il processo mediante il quale la membrana liquida che separa il gas diventa più spessa e più sottile fino a quando non si rompe. Pertanto, il grado di stabilità della schiuma è determinato principalmente dalla velocità di scarico liquido e dalla resistenza del film liquido. Anche i seguenti fattori influenzano questo.
(3) Distruzione in schiuma
Il principio di base della distruzione della schiuma è quello di cambiare le condizioni che producono la schiuma o di eliminare i fattori stabilizzanti della schiuma, quindi esistono metodi fisici e chimici di defoaming.
Defoaming fisico significa cambiare le condizioni della produzione di schiuma pur mantenendo la composizione chimica della soluzione di schiuma, come disturbi esterni, variazioni di temperatura o pressione e il trattamento ad ultrasuoni sono tutti metodi fisici efficaci per eliminare la schiuma.
Il metodo di defoaming chimico è quello di aggiungere determinate sostanze per interagire con l'agente schiuma per ridurre la forza del film liquido nella schiuma e quindi ridurre la stabilità della schiuma per raggiungere lo scopo del defoaming, tali sostanze sono chiamate defoamer. La maggior parte dei defoamer sono tensioattivi. Pertanto, secondo il meccanismo di defoaming, Defoamer dovrebbe avere una forte capacità di ridurre la tensione superficiale, facile da assorbire sulla superficie e l'interazione tra le molecole di adsorbimento superficiale è debole, le molecole di adsorbimento disposte in una struttura più allentata.
Esistono vari tipi di defoamer, ma fondamentalmente sono tutti tensioattivi non ionici. I tensioattivi non ionici hanno proprietà anti-foaming vicino o sopra il loro punto di nuvola e sono spesso usati come defoamer. Gli alcoli, in particolare gli alcoli con struttura ramificata, acidi grassi ed esteri di acidi grassi, poliammidi, esteri di fosfato, oli di silicone, ecc. Sono anche comunemente usati come defoameri eccellenti.
(4) schiuma e lavaggio
Non esiste un legame diretto tra schiuma e efficacia del lavaggio e la quantità di schiuma non indica l'efficacia del lavaggio. Ad esempio, i tensioattivi non ionici hanno molte meno proprietà di schiuma rispetto ai saponi, ma la loro decontaminazione è molto meglio dei saponi.
In alcuni casi, la schiuma può essere utile per rimuovere sporco e sporcizia. Ad esempio, quando si lavano i piatti in casa, la schiuma del detergente raccoglie le gocce di olio e quando strofinano i tappeti, la schiuma aiuta a raccogliere polvere, polvere e altre sporcizia solida. Inoltre, la schiuma a volte può essere usata come indicazione dell'efficacia di un detergente. Poiché gli oli grassi hanno un effetto inibitore sulla schiuma del detergente, quando c'è troppo olio e troppo poco detergente, non verrà generata schiuma o la schiuma originale scomparirà. A volte la schiuma può anche essere usata come indicatore della pulizia di un risciacquo, poiché la quantità di schiuma nella soluzione di risciacquo tende a diminuire con la riduzione del detergente, quindi la quantità di schiuma può essere utilizzata per valutare il grado di risciacquo.
In senso lato, il lavaggio è il processo di rimozione di componenti indesiderati dall'oggetto da lavare e raggiungere uno scopo. Il lavaggio nel solito senso si riferisce al processo di rimozione dello sporco dalla superficie del vettore. Nel lavaggio, l'interazione tra lo sporco e il vettore è indebolita o eliminata dall'azione di alcune sostanze chimiche (ad es. Detersivo, ecc.), In modo che la combinazione di sporco e vettore sia cambiata in combinazione di sporco e detergente, e infine lo sporco è separato dal vettore. Poiché gli oggetti da lavare e lo sporco da rimuovere sono diversi, il lavaggio è un processo molto complesso e il processo di base di lavaggio può essere espresso nelle seguenti relazioni semplici.
Carrie ·· Dirt + Detergent = Carrier + Dirt · Detergente
Il processo di lavaggio può di solito essere diviso in due fasi: in primo luogo, sotto l'azione del detergente, lo sporco è separato dal suo vettore; In secondo luogo, lo sporco distaccato viene disperso e sospeso nel mezzo. Il processo di lavaggio è un processo reversibile e lo sporco disperso e sospeso nel mezzo può anche essere ricuperato dal mezzo all'oggetto che viene lavato. Pertanto, un buon detergente dovrebbe avere la capacità di disperdere e sospendere lo sporco e prevenire la rideposizione dello sporco, oltre alla capacità di rimuovere lo sporco dal vettore.
(1) Tipi di sporcizia
Anche per lo stesso articolo, il tipo, la composizione e la quantità di sporcizia possono variare a seconda dell'ambiente in cui viene utilizzato. Lo sporco del corpo a olio è principalmente alcuni oli animali e vegetali e oli minerali (come olio greggio, olio combustibile, catrame di carbone, ecc.), La sporcizia solida è principalmente fuliggine, cenere, ruggine, nero di carbonio, ecc. In termini di sporcizia dell'abbigliamento, c'è sporcizia dal corpo umano, come sudore, sebo, sangue, ecc.; sporco dal cibo, come macchie di frutta, macchie di olio da cucina, macchie di condimento, amido, ecc.; sporco di cosmetici, come rossetto, smalto, ecc.; sporco dall'atmosfera, come fuliggine, polvere, fango, ecc.; Altri, come inchiostro, tè, rivestimento, ecc. Sono disponibili in vari tipi.
I vari tipi di sporcizia possono di solito essere divisi in tre categorie principali: sporco solido, sporco liquido e sporcizia speciale.
① terra solida
Lo sporco solido comune comprende particelle di cenere, fango, terra, ruggine e nero di carbonio. La maggior parte di queste particelle ha una carica elettrica sulla loro superficie, la maggior parte di esse è caricata negativamente e può essere facilmente adsorbita su oggetti in fibra. La sporcizia solida è generalmente difficile da dissolversi in acqua, ma può essere disperso e sospeso da soluzioni di detergenti. Lo sporco solido con punto di massa più piccolo è più difficile da rimuovere.
② sporcizia liquida
La sporcizia liquida è per lo più solubile in olio, tra cui oli vegetali e animali, acidi grassi, alcoli grassi, oli minerali e loro ossidi. Tra questi, possono verificarsi oli vegetali e animali, acidi grassi e saponificazione alcali, mentre gli alcoli grassi, gli oli minerali non sono saponificati dagli alcali, ma possono essere solubili in alcoli, eteri e solventi organici idrocarburi e emulsificazione della soluzione di acqua detergente e dispersione. La sporcizia liquida solubile in olio ha generalmente una forza forte con oggetti in fibra ed è più saldamente adsorbito sulle fibre.
③ sporcizia speciale
Special sporco comprende proteine, amido, sangue, secrezioni umane come sudore, sebo, urina e succo di frutta e succo di tè. La maggior parte di questo tipo di sporcizia può essere adsorbita chimicamente e fortemente sugli oggetti in fibra. Pertanto, è difficile lavare.
I vari tipi di sporcizia si trovano raramente da soli, ma vengono spesso mescolati insieme e adsorbiti sull'oggetto. A volte lo sporco può essere ossidato, decomposto o decaduto sotto influenze esterne, creando così nuova sporcizia.
（2） Adesione dello sporco
Vestiti, mani ecc. Possono essere macchiati perché c'è una sorta di interazione tra l'oggetto e lo sporco. La sporcizia aderisce agli oggetti in vari modi, ma non ci sono altro che aderenze fisiche e chimiche.
①L'adesione di fuliggine, polvere, fango, sabbia e carbone agli abiti è un'adesione fisica. In generale, attraverso questa adesione di sporcizia e il ruolo tra l'oggetto colorato è relativamente debole, anche la rimozione dello sporco è relativamente facile. Secondo le diverse forze, l'adesione fisica dello sporco può essere divisa in adesione meccanica e adesione elettrostatica.
A: Adesione meccanica
Questo tipo di adesione si riferisce principalmente all'adesione di uno sporco solido (ad esempio, polvere, fango e sabbia). L'adesione meccanica è una delle forme più deboli di adesione dello sporco e può essere rimossa quasi con mezzi puramente meccanici, ma quando lo sporco è piccolo (<0,1um), è più difficile da rimuovere.
B ： Adesione elettrostatica
L'adesione elettrostatica si manifesta principalmente nell'azione di particelle di sporcizia carica su oggetti caricati in modo opposto. La maggior parte degli oggetti fibrosi sono caricati negativamente in acqua e possono essere facilmente rispettati da determinati sporcizia carica positivamente, come i tipi di calce. Un po 'di sporcizia, sebbene caricata negativamente, come le particelle di nero di carbonio in soluzioni acquose, può aderire alle fibre attraverso ponti ionici (ioni tra più oggetti caricati in modo opposto, che agiscono insieme a loro in modo simile a un ponte) formati da ioni positivi in acqua (EG, CA2+ ， MG2+ ecc.).
L'azione elettrostatica è più forte della semplice azione meccanica, rendendo relativamente difficile la rimozione dello sporco.
② Adesione chimica
L'adesione chimica si riferisce al fenomeno dello sporco che agisce su un oggetto attraverso legami chimici o idrogeno. Ad esempio, sporco solido polare, proteina, ruggine e altre adesioni sugli oggetti in fibra, le fibre contengono carbossil, idrossile, ammide e altri gruppi, questi gruppi e acidi grassi grassi grassi, gli alcoli adiposi sono facili da formare legami idrogeno. Le forze chimiche sono generalmente forti e lo sporco è quindi più saldamente legato all'oggetto. Questo tipo di sporcizia è difficile da rimuovere con i soliti metodi e richiede metodi speciali per affrontarlo.
Il grado di adesione della sporcizia è legato alla natura dello sporco stesso e alla natura dell'oggetto a cui è aderito. In generale, le particelle aderiscono facilmente agli oggetti fibrosi. Più piccola è la trama dello sporco solido, più forte è l'adesione. Lo sporco polare su oggetti idrofili come cotone e vetro aderiscono più fortemente dello sporco non polare. Lo sporco non polare aderisce più fortemente dello sporco polare, come grassi polari, polvere e argilla, ed è meno facile da rimuovere e pulire.
(3) Meccanismo di rimozione dello sporco
Lo scopo del lavaggio è rimuovere lo sporco. In un mezzo di una certa temperatura (principalmente acqua). Usando i vari effetti fisici e chimici del detergente per indebolire o eliminare l'effetto di sporcizia e oggetti lavati, sotto l'azione di alcune forze meccaniche (come sfregamento a mano, agitazione della lavatrice, impatto sull'acqua), in modo che lo sporco e gli oggetti lavati dallo scopo della decontaminazione.
① Meccanismo di rimozione dello sporco liquido
A ： bagnatura
Lo sporco liquido è principalmente a base di olio. Le macchie di olio bagnano la maggior parte degli oggetti fibrosi e si diffondono più o meno come un film d'olio sulla superficie del materiale fibroso. Il primo passo nell'azione di lavaggio è la bagnatura della superficie da parte del liquido di lavaggio. Per motivi di illustrazione, la superficie di una fibra può essere pensata come una superficie solida liscia.
B: distacco di olio - meccanismo di curling
Il secondo passo nell'azione di lavaggio è la rimozione di olio e grasso, la rimozione dello sporco liquido è ottenuta da una sorta di avvolgimento. Lo sporco liquido originariamente esisteva sulla superficie sotto forma di un film d'olio diffuso e sotto l'effetto di bagnatura preferenziale del liquido di lavaggio sulla superficie solida (cioè la superficie della fibra), si rannicchiava in perle di petrolio passo dopo passo, che furono sostituite dal liquido di lavaggio e infine lasciarono la superficie sotto alcune forze esterne.
② Meccanismo di rimozione dello sporco solido
La rimozione della sporcizia liquida è principalmente attraverso la bagnatura preferenziale del portatore di sporcizia dalla soluzione di lavaggio, mentre il meccanismo di rimozione per lo sporco solido è diverso, in cui il processo di lavaggio riguarda principalmente la bagnatura della massa dello sporco e la sua superficie portante mediante la soluzione di lavaggio. A causa dell'adsorbimento dei tensioattivi sullo sporco solido e della sua superficie portante, l'interazione tra lo sporco e la superficie è ridotta e la resistenza di adesione della massa sporca sulla superficie è ridotta, quindi la massa dello sporco viene facilmente rimossa dalla superficie del vettore.
Inoltre, l'adsorbimento dei tensioattivi, in particolare i tensioattivi ionici, sulla superficie dello sporco solido e il suo vettore ha il potenziale per aumentare il potenziale superficiale sulla superficie dello sporco solido e del suo vettore, che è più favorevole alla rimozione dello sporco. Le superfici solide o generalmente fibrose sono generalmente caricate negativamente in mezzi acquosi e possono quindi formare strati elettronici diffusi su masse sporche o superfici solide. A causa della repulsione delle cariche omogenee, l'adesione delle particelle di sporco nell'acqua alla superficie solida è indebolita. Quando viene aggiunto un tensioattivo anionico, poiché può simultaneamente aumentare il potenziale di superficie negativo della particella sporco e la superficie solida, la repulsione tra di loro è più migliorata, la resistenza di adesione della particella è più ridotta e lo sporco è più facile da rimuovere.
I tensioattivi non ionici sono adsorbiti su superfici solide generalmente caricate e sebbene non cambino in modo significativo il potenziale interfacciale, i tensioattivi non ionici adsorbiti tendono a formare un certo spessore di strato adsorbito sulla superficie che aiuta a prevenire la rideposizione dello sporco.
Nel caso dei tensioattivi cationici, il loro adsorbimento riduce o elimina il potenziale di superficie negativo della massa dello sporco e la sua superficie portante, che riduce la repulsione tra lo sporco e la superficie e quindi non è favorevole alla rimozione dello sporco; Inoltre, dopo l'adsorbimento sulla superficie solida, i tensioattivi cationici tendono a girare la superficie solida idrofobica e quindi non sono favorevoli alla bagnatura della superficie e quindi al lavaggio.
③ Rimozione di terreni speciali
Proteine, amido, secrezioni umane, succo di frutta, succo di tè e altro sporco del genere sono difficili da rimuovere con tensioattivi normali e richiedono un trattamento speciale.
Le macchie di proteine come panna, uova, sangue, latte e la pelle escreta tendono a coagulare sulle fibre e sulla degenerazione e ottengono un'adesione più forte. Lo sporco proteico può essere rimosso usando proteasi. La proteasi enzimatica abbatte le proteine nello sporco in aminoacidi o oligopeptidi solubili in acqua.
Le macchie di amido provengono principalmente da alimenti, altri come il sugo, la colla ecc. L'amilasi ha un effetto catalitico sull'idrolisi delle macchie di amido, causando la rottura dell'amido negli zuccheri.
La lipasi catalizza la decomposizione dei trigliceridi, che sono difficili da rimuovere con metodi normali, come sebo e oli commestibili, e li abbatte in glicerolo solubile e acidi grassi.
Alcune macchie colorate di succhi di frutta, succhi di tè, inchiostri, rossetto ecc. Sono spesso difficili da pulire accuratamente anche dopo il lavaggio ripetuto. Queste macchie possono essere rimosse mediante una reazione redox con un agente ossidante o riducente come la candeggina, che distrugge la struttura dei gruppi di generazione di colori o a colori e li degrada in componenti più piccoli solubili in acqua.
（4） Meccanismo di rimozione della macchia di lavaggio a secco
Quanto sopra è in realtà per l'acqua come mezzo di lavaggio. In effetti, a causa dei diversi tipi di abbigliamento e struttura, alcuni vestiti che usano il lavaggio dell'acqua non sono convenienti o non facili da pulire, alcuni vestiti dopo il lavaggio e persino la deformazione, la sbiadimento, ecc. Lavando i prodotti di lana appaiono spesso anche fenomeno di rimprigiona, alcuni prodotti di lana con lavaggio dell'acqua sono anche facili da pilling, cambio di colore; La sensazione di mantenimento delle sete vanno peggio dopo aver lavato e perso la lucentezza. Per questi vestiti usano spesso il metodo di lavaggio a secco per decontaminare. La cosiddetta lavaggio a secco si riferisce generalmente al metodo di lavaggio nei solventi organici, in particolare nei solventi non polari.
La lavaggio a secco è una forma più delicata di lavaggio rispetto al lavaggio dell'acqua. Poiché il lavaggio a secco non richiede molta azione meccanica, non causa danni, rughe e deformazioni agli indumenti, mentre gli agenti di lavaggio a secco, a differenza dell'acqua, raramente producono espansione e contrazione. Finché la tecnologia viene gestita correttamente, i vestiti possono essere puliti a secco senza distorsione, sbiadimento del colore e durata di servizio prolungata.
In termini di lavaggio a secco, ci sono tre ampi tipi di sporco.
Lo sporco solubile in olio sporco alil-olio include tutti i tipi di olio e grasso, che è liquido o grasso e può essere sciolto in solventi a secco.
② La sporcizia solubile in acqua solubile in acqua è solubile in soluzioni acquose, ma non in agenti di lavaggio a secco, è adsorbito su abbigliamento in uno stato acquoso, l'acqua evapora dopo le precipitazioni di solidi granulari, come le salire inorganiche, l'amido, le proteine, ecc.
③oil e acqua insolubile sporcizia da olio e acqua insolubile sporco non è né solubile in acqua né solubile in solventi di lavaggio a secco, come il nero di carbonio, silicati di vari metalli e ossidi, ecc.
A causa della diversa natura di vari tipi di sporcizia, ci sono diversi modi per rimuovere lo sporco nel processo di pulizia a secco. I terreni solubili in olio, come oli animali e vegetali, oli minerali e grassi, sono facilmente solubili in solventi organici e possono essere rimossi più facilmente nel lavaggio a secco. L'eccellente solubilità dei solventi di pulizia a secco per oli e grassi deriva essenzialmente dalle forze di van der Walls tra molecole.
Per la rimozione dello sporco solubile in acqua come sali inorganici, zuccheri, proteine e sudore, la giusta quantità di acqua deve essere aggiunta all'agente di pulizia a secco, altrimenti lo sporco solubile in acqua è difficile da rimuovere dagli indumenti. Tuttavia, l'acqua è difficile da dissolversi nell'agente di lavaggio a secco, quindi per aumentare la quantità di acqua, è necessario anche aggiungere tensioattivi. La presenza di acqua nell'agente di pulizia a secco può rendere idratata la superficie dello sporco e degli indumenti, in modo che sia facile interagire con i gruppi polari di tensioattivi, che favoriscono l'adsorbimento dei tensioattivi sulla superficie. Inoltre, quando i tensioattivi formano micelle, lo sporco e l'acqua solubili in acqua possono essere solubilizzati nelle micelle. Oltre ad aumentare il contenuto di acqua del solvente a pulizia a secco, i tensioattivi possono anche svolgere un ruolo nel prevenire la re-deposizione dello sporco per migliorare l'effetto di decontaminazione.
La presenza di una piccola quantità di acqua è necessaria per rimuovere lo sporco solubile in acqua, ma troppa acqua può causare distorsioni e rughe in alcuni vestiti, quindi la quantità di acqua nell'agente di lavaggio a secco deve essere moderata.
Lo sporco che non è né particelle solidali né solubili in olio come cenere, fango, terra e nero di carbonio, è generalmente attaccato al capo dalle forze elettrostatiche o in combinazione con olio. Nella lavaggio a secco, il flusso di solvente, l'impatto può rendere l'adsorbimento della forza elettrostatica dello sporco e l'agente di lavaggio a secco può dissolvere l'olio, in modo che la combinazione di olio e sporcizia e attaccati al vestito di particelle solide si dispettono in una scanalatura a secco, in una piccola quantità di sospensione, in una piccola quantità di sospensione, a scendere, a scendere, a scendere, a scambiare, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scendere, a scogliere vestiario.
（5） Fattori che influenzano l'azione di lavaggio
L'adsorbimento direzionale dei tensioattivi all'interfaccia e la riduzione della tensione di superficie (interfacciale) sono i principali fattori nella rimozione dello sporco liquido o solido. Tuttavia, il processo di lavaggio è complesso e l'effetto di lavaggio, anche con lo stesso tipo di detergente, è influenzato da molti altri fattori. Questi fattori includono la concentrazione del detergente, la temperatura, la natura del sporco, il tipo di fibra e la struttura del tessuto.
① Concentrazione del tensioattivo
Le micelle dei tensioattivi in soluzione svolgono un ruolo importante nel processo di lavaggio. Quando la concentrazione raggiunge la concentrazione critica delle micelle (CMC), l'effetto di lavaggio aumenta nettamente. Pertanto, la concentrazione di detergente nel solvente dovrebbe essere superiore al valore CMC per avere un buon effetto di lavaggio. Tuttavia, quando la concentrazione di tensioattivo è superiore al valore di CMC, l'aumento incrementale dell'effetto di lavaggio non è evidente e non è necessario aumentare troppo la concentrazione di tensioattivo.
Quando si rimuove l'olio mediante solubilizzazione, l'effetto di solubilizzazione aumenta con l'aumentare della concentrazione di tensioattivo, anche quando la concentrazione è al di sopra della CMC. Al momento, è consigliabile utilizzare il detergente in modo centralizzato locale. Ad esempio, se c'è molto sporco sui polsini e sul colletto di un indumento, durante il lavaggio può essere applicato uno strato di detergente per aumentare l'effetto solubilizzante del tensioattivo sull'olio.
② La temperatura ha un'influenza molto importante sull'azione di decontaminazione. In generale, l'aumento della temperatura facilita la rimozione dello sporco, ma a volte una temperatura troppo alta può anche causare svantaggi.
L'aumento della temperatura facilita la diffusione dello sporco, il grasso solido viene facilmente emulsionato a temperature al di sopra del suo punto di fusione e le fibre aumentano nel gonfiore a causa dell'aumento della temperatura, che facilitano la rimozione dello sporco. Tuttavia, per i tessuti compatti, i microgap tra le fibre sono ridotti man mano che le fibre si espandono, il che è dannoso per la rimozione dello sporco.
Le variazioni di temperatura influenzano anche la solubilità, il valore CMC e la dimensione della micella dei tensioattivi, influenzando così l'effetto di lavaggio. La solubilità dei tensioattivi con lunghe catene di carbonio è bassa a basse temperature e talvolta la solubilità è persino inferiore al valore CMC, quindi la temperatura di lavaggio dovrebbe essere aumentata in modo appropriato. L'effetto della temperatura sul valore CMC e sulla dimensione delle micelle è diverso per i tensioattivi ionici e non ionici. Per i tensioattivi ionici, un aumento della temperatura generalmente aumenta il valore della CMC e riduce la dimensione della micella, il che significa che la concentrazione di tensioattivo nella soluzione di lavaggio dovrebbe essere aumentata. Per i tensioattivi non ionici, un aumento della temperatura porta a una diminuzione del valore CMC e un aumento significativo del volume delle micelle, quindi è chiaro che un adeguato aumento della temperatura aiuterà il tensioattivo non ionico a esercitare il suo effetto attivo superficiale. Tuttavia, la temperatura non dovrebbe superare il suo punto di nuvola.
In breve, la temperatura di lavaggio ottimale dipende dalla formulazione del detergente e dall'oggetto da lavare. Alcuni detergenti hanno un buon effetto detergente a temperatura ambiente, mentre altri hanno una determinazione molto diversa tra lavaggio freddo e caldo.
③ schiuma
È consuetudine confondere il potere schiumoso con effetto di lavaggio, credendo che i detergenti con elevata potenza schiuminosa abbiano un buon effetto di lavaggio. La ricerca ha dimostrato che non esiste una relazione diretta tra l'effetto di lavaggio e la quantità di schiuma. Ad esempio, il lavaggio con bassi detergenti di schiuma non è meno efficace del lavaggio con alti detergenti di schiuma.
Sebbene la schiuma non sia direttamente correlata al lavaggio, ci sono occasioni in cui aiuta a rimuovere lo sporco, ad esempio, quando si lavano i piatti a mano. Quando strofinano i tappeti, la schiuma può anche togliere la polvere e altre particelle di sporco solido, lo sporco del tappeto rappresenta una grande percentuale di polvere, quindi gli agenti di pulizia del tappeto dovrebbero avere una certa capacità di schiuma.
La potenza di schiuma è importante anche per gli shampoo, dove la schiuma fine prodotta dal liquido durante lo shampoo o il bagno lascia i capelli lubrificati e confortevoli.
④ varietà di fibre e proprietà fisiche dei tessuti
Oltre alla struttura chimica delle fibre, che influenza l'adesione e la rimozione dello sporco, l'aspetto delle fibre e l'organizzazione del filo e del tessuto hanno un'influenza sulla facilità di rimozione dello sporco.
Le scale delle fibre di lana e i nastri piatti curvi di fibre di cotone hanno maggiori probabilità di accumulare sporco rispetto alle fibre lisce. Ad esempio, il black di carbonio colorato sui film di cellulosa (pellicole viscose) è facile da rimuovere, mentre il nero di carbonio colorato su tessuti di cotone è difficile da lavare. Un altro esempio è che i tessuti a filo corto realizzati in poliestere sono più inclini ad accumulare macchie di olio rispetto ai tessuti a fibra lunga, e le macchie di olio su tessuti a filo corto sono anche più difficili da rimuovere rispetto alle macchie di olio su tessuti a fibra lunga.
Filati strettamente contorti e tessuti stretti, a causa del piccolo divario tra le fibre, possono resistere all'invasione dello sporco, ma lo stesso può anche impedire al liquido di lavaggio di escludere lo sporco interno, quindi i tessuti stretti iniziano a resistere allo sporco, ma una volta che il lavaggio colorato è anche più difficile.
⑤ Durezza dell'acqua
La concentrazione di Ca2+, Mg2+ e altri ioni metallici nell'acqua ha una grande influenza sull'effetto di lavaggio, specialmente quando i tensioattivi anionici incontrano ioni Ca2+ e Mg2+ che formano calcio e sali di magnesio che sono meno solubili e ne ridurranno la determinazione. Nell'acqua dura, anche se la concentrazione di tensioattivo è alta, la determinazione è ancora molto peggio che nella distillazione. Affinché il tensioattivo abbia il miglior effetto di lavaggio, la concentrazione di ioni Ca2+ nell'acqua dovrebbe essere ridotta a 1 x 10-6 mol/L (da Caco3 a 0,1 mg/L) o inferiore. Ciò richiede l'aggiunta di vari ammorbidente al detergente.
Tempo post: febbraio-25-2022