1. Павярхоўнае нацяжэнне
Сіла скарачэння на адзінку даўжыні на паверхні вадкасці называецца павярхоўным нацяжэннем, вымераным у N • M-1.
2. Павярхоўная актыўнасць і павярхоўна -актыўнае рэчыва
Уласцівасць, якое можа паменшыць павярхоўнае нацяжэнне растваральнікаў, называецца павярхоўнай актыўнасцю, а рэчывы з павярхоўнай актыўнасцю называюць павярхоўнымі актыўнымі рэчывамі.
Павярхоўна -актыўныя рэчывы адносяцца да павярхоўных актыўных рэчываў, якія могуць утвараць мицеллы і іншыя агрэгаты ў водных растворах, валодаюць высокай актыўнасцю паверхні, а таксама ўвільгатняюць, эмульгатавалі, пенапласту, мыццё і іншыя функцыі.
3. Малекулярная структурная характарыстыка павярхоўна -актыўнага рэчыва
Павярхоўна -актыўныя рэчывы - гэта арганічныя злучэнні з адмысловымі структурамі і ўласцівасцямі, якія могуць істотна змяніць міжфазная нацяжэнне паміж двума фазамі або павярхоўным нацяжэннем вадкасцей (звычайна вадой), а таксама валодаць такімі ўласцівасцямі, як вільготнасць, пено, эмульгацыя і прамыванне.
Структурна кажучы, павярхоўна -актыўныя рэчывы маюць агульную характарыстыку ўтрымання дзвюх розных функцыянальных груп у сваіх малекулах. Адзін канец-гэта непалярная група, якая раствараецца ў алеі, але нераствараецца ў вадзе, вядомай як гідрафобная група або гідрафобная група. Гэтыя гідрафобныя групы, як правіла, з'яўляюцца вуглевадародамі з доўгай ланцугом, часам таксама арганічным фторам, арганасіліконам, арганафасфарам, арганоцінам і г.д. Другі канец-гэта растваральная ў воданепранікальнай функцыянальнай групе, а менавіта гідрафільнай групы або гідрафільнай групы. Гідрафільная група павінна мець дастатковую гідрафільнасць, каб пераканацца, што ўвесь павярхоўна -актыўнае рэчыва раствараецца ў вадзе і мае неабходную растваральнасць. З -за наяўнасці гідрафільных і гідрафобных груп у павярхоўна -актыўных рэчывах яны могуць растварацца як мінімум у адной фазе вадкай фазы. Гідрафільныя і олеафільныя ўласцівасці павярхоўна -актыўных рэчываў называюцца амфіфілічнасцю.
4. Тыпы павярхоўна -актыўных рэчываў
Павярхоўна -актыўныя рэчывы - гэта амфіфільныя малекулы, якія маюць як гідрафобныя, так і гідрафільныя групы. Гідрафобныя групы павярхоўна-актыўных рэчываў, як правіла, складаюцца з вуглевадародаў з доўгай ланцугом, такіх як алкил С8-C20, разгалінаваная ланцужок алкил С8-C20, алкилфенил (з 8-16 атамамі вугляроду з 8-16 алкил) і г.д. Розніца ў гідрафабічных групах у асноўным ляжыць у структурных зменах вугляроду гідрагенавых ланцугоў, з адносна невялікімі дыферэнцыямі, хоць існуе больш пра больш тыпаў, якія праводзяцца пра больш тыпаў, пра якія праводзяцца больш тыпаў, пра якія праводзяцца пра ўсё больш тыпаў, пра якія праводзяцца пра ўсё больш тыпаў, пра якія праводзяцца пра ўсё, пра больш тыпаў усяго правоў пра ўсё больш тыпаў у больш розных тыпах гідирофили гидрофилавых ланцугоў, з адносна невялікімі дыферэнцыямі. групы. Такім чынам, уласцівасці павярхоўна -актыўных рэчываў у асноўным звязаны з гідрафільнымі групамі ў дадатак да памеру і формы гідрафобных груп. Структурныя змены гідрафільных груп большыя, чым у гідрафобных груп, таму класіфікацыя павярхоўна -актыўных рэчываў звычайна грунтуецца на структуры гідрафільных груп. Гэтая класіфікацыя ў асноўным грунтуецца на тым, ці з'яўляюцца гідрафільныя групы іённымі, дзеліцца на іх на аніённы, катыённы, неіённы, Zwitterionic і іншыя спецыяльныя віды павярхоўна -актыўных рэчываў.
5. Характарыстыка воднага раствора павярхоўна -актыўнага рэчыва
① Адсорбцыя павярхоўна -актыўных рэчываў на інтэрфейсах
Малекулы павярхоўна -актыўных рэчываў маюць ліпафільныя і гідрафільныя групы, што робіць іх амфіфільнымі малекуламі. Вада моцна палярная вадкасць. Калі павярхоўна -актыўныя рэчывы раствараюцца ў вадзе, у залежнасці ад прынцыпу падабенства палярнасці і адштурхвання палярнасці, іх гідрафільныя групы прыцягваюць да вады і раствараюцца ў вадзе, у той час як іх ліпафільныя групы адштурхоўваюць ваду і пакідаюць ваду. У выніку малекулы павярхоўна -актыўных рэчываў (або іёнаў) адсарбу на інтэрфейсе паміж двума фазамі, памяншаючы міжфазную напружанасць паміж двума фазамі. Чым больш малекулы павярхоўна -актыўных рэчываў (або іёны) адсарбуюцца на інтэрфейсе, тым большае зніжэнне міжфазнай напружанасці.
② Некаторыя ўласцівасці адсорбцыйнай мембраны
Павярхоўны ціск адсорбцыйнай мембраны: павярхоўна-актыўныя рэчывы адсарбу ў інтэрфейсе газа-вадкасці, утвараючы адсорбцыйную мембрану. Калі на інтэрфейсе змяшчаецца рухомая плаваючы плаванне без трэння, а плавае пласціна штурхае адсорбцыйную мембрану ўздоўж паверхні раствора, мембрана аказвае ціск на плаваючую пласціну, якая называецца паверхневым ціскам.
Глейкасць паверхні: як павярхоўны ціск, глейкасць паверхні - гэта ўласцівасць, выстаўленая нерастваральнымі малекулярнымі плёнкамі. Прыпыніце плацінавы кольца тонкай металічнай дротам, зрабіце плоскасць, звяжыцеся з паверхняй воднай мыйкі, павярніце плацінавае кольца, плацінавае кольца перашкаджае глейкасцю вады, а амплітуда паступова аслабляе, у адпаведнасці з якім можна вымераць глейкасць паверхні. Метад: спачатку правядзіце эксперыменты на паверхні чыстай вады, вымерайце паслабленне амплітуды, затым вымерайце паслабленне пасля фарміравання павярхоўнай маскі для асобы і вылічыце глейкасць паверхневай маскі ад асобы ад розніцы паміж імі.
Глейкасць паверхні цесна звязана з цвёрдасцю паверхневай маскі. Паколькі адсорбцыйная плёнка мае павярхоўны ціск і глейкасць, яна павінна быць эластычнай. Чым вышэй павярхоўны ціск і глейкасць адсорбцыйнай мембраны, тым большы яго эластычны модуль. Эластычны модуль адсорбцыйнай плёнкі павярхоўнай адсорбцыі мае вялікае значэнне ў працэсе стабілізацыі пены.
③ Утварэнне мицелл
Разведзенае рашэнне павярхоўна -актыўных рэчываў вынікае з законаў ідэальных рашэнняў. Колькасць адсорбцыі павярхоўна -актыўных рэчываў на паверхні раствора павялічваецца з канцэнтрацыяй раствора. Калі канцэнтрацыя дасягае або перавышае пэўнае значэнне, колькасць адсорбцыі больш не павялічваецца. Гэтыя празмерныя малекулы павярхоўна -актыўных рэчываў у растворы неўпарадкаваны альбо існуюць рэгулярна. І практыка, і тэорыя паказалі, што яны ўтвараюць агрэгаты ў растворы, якія называюцца мицелламі.
Крытычная канцэнтрацыя мицеллы: мінімальная канцэнтрацыя, пры якой павярхоўна -актыўныя рэчывы ўтвараюць мицеллы ў растворы, называецца крытычнай канцэнтрацыяй мицелл.
④ Значэнне CMC агульнага павярхоўна -актыўнага рэчыва.
6. Гідрафільнае і олеафільнае раўнаважнае значэнне
HLB расшыфроўваецца як гідрафільны ліпафільны баланс, які ўяўляе сабой гідрафільныя і ліпафільныя раўнаважныя значэнні гідрафільных і ліпафільных груп павярхоўна -актыўнага рэчыва, гэта значыць значэння HLB павярхоўна -актыўнага рэчыва. Высокае значэнне HLB паказвае на моцную гідрафільнасць і слабую ліпафільнасць малекулы; Наадварот, яна мае моцную ліпафільнасць і слабую гідрафільнасць.
① Правілы па значэнні HLB
Значэнне HLB з'яўляецца адносным значэннем, таму пры фарміраванні значэння HLB, у якасці стандарту, значэнне HLB парафіна без гідрафільных уласцівасцей усталёўваецца ў 0, у той час як значэнне HLB натрыю додэцылсульфат з моцнай растваральнасцю вады ўсталёўваецца на 40. Такім чынам, значэнне HLB павярхоўных рэчываў звычайна знаходзіцца ў межах 1-40. Наогул кажучы, эмульгатары са значэннямі HLB менш за 10 з'яўляюцца ліпафільнымі, у той час як эмульгатары са значэннямі HLB больш за 10 з'яўляюцца гідрафільнымі. Такім чынам, пераломная кропка ад ліпафільнасці да гідрафільнасці прыблізна 10.
7. ЭМУЛЫЦЫІ І САЛЫБІЛІЗАЦЫІ ЭФЕКТЫ
Дзве нязмешаныя вадкасці, адна ўтвараецца шляхам рассейвання часціц (кропель або вадкасці) у другой, называюцца эмульсіямі. Пры фарміраванні эмульсіі міжфазная вобласць паміж дзвюма вадкасцямі павялічваецца, што робіць сістэму тэрмадынамічна нестабільнай. Каб стабілізаваць эмульсію, для зніжэння міжфазнай энергіі сістэмы трэба дадаць трэці кампанент - эмульгатар. Эмульгатары належаць да павярхоўна -актыўных рэчываў, і іх асноўная функцыя - выступаць у якасці эмульгатараў. Фаза, у якой кроплі існуюць у эмульсіі, называецца дысперснай фазай (або ўнутранай фазай, перарывістычнай фазай), а іншая фаза, злучаная разам, называецца рассеянай асяроддзем (або знешняй фазай, бесперапыннай фазай).
① Эмульгатары і эмульсіі
Агульныя эмульсіі складаюцца з адной фазы вады або воднага раствора, а другая фаза арганічных злучэнняў, якія немякаюцца вадой, напрыклад, алею, воскі і г.д. Эмульсія, утвораная вадой і алеем, можна падзяліць на два тыпы на аснове іх дысперсіі: алей, рассеянае ў вадзе, у водазабеспячэнні ў эмульсіі алею, прадстаўленай O/W (алеем/вадой); Вада, рассеяная ў алеі, утварае ваду ў алейнай эмульсіі, прадстаўленай W/O (вада/алей). Акрамя таго, таксама могуць утварацца складаная вада ў алеі ў вадзе без/о/б і алей у вадзе ў алеі о/ш/о эмульсіі.
Эмульгатар стабілізуе эмульсію, памяншаючы міжфазную напружанасць і ўтвараючы аднаслаёвую маску асобы.
Патрабаванні да эмульгатараў пры эмульгацыі: A: эмульгатары павінны мець магчымасць адсарбаваць або ўзбагачаць на інтэрфейсе паміж дзвюма фазамі, зніжаючы міжфазную напружанасць; B: Эмульгатары павінны даваць часціцамі электрычны зарад, выклікаючы электрастатычнае адштурхванне паміж часціцамі або ўтвараючы стабільную, вельмі глейкую ахоўную плёнку вакол часціц. Такім чынам, рэчывы, якія выкарыстоўваюцца ў якасці эмульгатараў, павінны мець амфіфілічныя групы, каб аказаць эмульгатарнае ўздзеянне, і павярхоўна -актыўныя рэчывы могуць адпавядаць гэтаму патрабаванню.
② Метады падрыхтоўкі эмульсій і фактараў, якія ўплываюць на стабільнасць эмульсіі
Існуе два метады падрыхтоўкі эмульсій: адзін - гэта выкарыстанне механічных метадаў, каб рассейваць вадкасць на дробныя часціцы ў іншай вадкасці, якая звычайна выкарыстоўваецца ў прамысловасці для падрыхтоўкі эмульсій; Іншы метад - растварэнне вадкасці ў малекулярным стане ў іншай вадкасці, а затым дазволіць ёй належным чынам аб'яднацца, каб сфармаваць эмульсію.
Устойлівасць эмульсій ставіцца да іх здольнасці супрацьстаяць агрэгацыі часціц і выклікаць фазавы аддзяленне. Эмульсіі з'яўляюцца тэрмадынамічна нестабільнымі сістэмамі са значнай свабоднай энергіяй. Такім чынам, устойлівасць эмульсіі фактычна ставіцца да часу, неабходнага для сістэмы, каб дасягнуць раўнавагі, гэта значыць, час, неабходны для падзелу вадкасці ў сістэме.
Калі ёсць палярныя арганічныя малекулы, такія як тлусты спірт, тлустая кіслата і тлушчавая амін у маску асобы, трываласць мембраны значна павялічваецца. Гэта таму, што малекулы эмульгатара ў адсорбцыйным пласце інтэрфейсу ўзаемадзейнічаюць з палярнымі малекуламі, такімі як алкаголь, кіслата і амін, утвараючы "комплекс", што павялічвае трываласць інтэрфейсу для асобы.
Эмульгатары, якія складаюцца з двух і больш павярхоўна -актыўных рэчываў, называюцца змешанымі эмульгатарамі. Змешаныя эмульгатары адсарбу на інтэрфейсе вады/алею, а міжмалекулярныя ўзаемадзеянні могуць утвараць комплексы. З -за моцнага міжмалекулярнага ўзаемадзеяння міжфазная нацяжэнне значна зніжаецца, колькасць эмульгатараў, адсарбаванага на інтэрфейсе, значна павялічваецца, а шчыльнасць і трываласць утворанай міжфазнай маскі для асобы павялічваецца.
Зарад у кропель аказвае значны ўплыў на стабільнасць эмульсій. Устойлівыя эмульсіі звычайна маюць кроплі з электрычнымі зарадамі. Пры выкарыстанні іённых эмульгатараў іёны эмульгатараў адсарбаюцца на інтэрфейсе, устаўляюць свае ліпафільныя групы ў алейную фазу, у той час як гідрафільныя групы знаходзяцца ў вадзе, што робіць кроплі. З -за таго, што кроплі эмульсіі нясуць аднолькавы зарад, яны адштурхоўваюць адзін аднаго і не лёгка агламеруюць, што прыводзіць да павышэння стабільнасці. Відаць, што чым больш іёны эмульгатара адсарбаваны на кропель, тым большы іх зарад і тым большая іх здольнасць прадухіляць зліццё кропель, што робіць сістэму эмульсіі больш стабільнай.
Глейкасць дысперсійнай асяроддзя эмульсіі аказвае пэўны ўплыў на ўстойлівасць эмульсіі. Звычайна, чым вышэй глейкасць рассеянай асяроддзя, тым вышэй устойлівасць эмульсіі. Гэта таму, што глейкасць дысперсійнай асяроддзя высокая, што моцна перашкаджае руху броўнаў вадкасці, запавольвае сутыкненне паміж кроплямі і падтрымлівае стабільную сістэму. Палімерныя рэчывы, якія звычайна раствараюцца ў эмульсіях, могуць павялічыць глейкасць сістэмы і павысіць устойлівасць эмульсіі. Акрамя таго, палімер таксама можа ўтварыць цвёрдую інтэрфейсную маску, што робіць сістэму эмульсіі больш стабільнай.
У некаторых выпадках даданне цвёрдага парашка таксама можа стабілізаваць эмульсію. Суцэльны парашок не знаходзіцца ў вадзе, алеі ці на інтэрфейсе, у залежнасці ад здольнасці ўвільгатнення алею і вады на цвёрдым парашком. Калі цвёрды парашок не цалкам змочваецца вадой і можа ўвільгатняць алеем, ён застанецца на водным алеі.
Прычына, па якой цвёрды парашок не стабілізуе эмульсію, заключаецца ў тым, што парашок, сабраны на інтэрфейсе, не ўмацоўвае маску для асобы інтэрфейсу, якая падобная на малекулы адсорбцыі інтэрфейсу эмульгатара. Такім чынам, чым бліжэй цвёрдыя часціцы парашка размешчаны на інтэрфейсе, тым больш стабільнай будзе эмульсія.
Павярхоўна -актыўныя рэчывы маюць магчымасць значна павялічыць растваральнасць арганічных злучэнняў, якія нерастваральныя або злёгку раствараюцца ў вадзе пасля фарміравання мицеллов у водным растворы, і ў гэты час раствор празрысты. Гэты эфект мицеллов называецца солюбілізацыяй. Павярхоўна -актыўныя рэчывы, якія могуць вырабляць растваральныя эфекты, называюцца растваральнікамі, а арганічныя злучэнні, якія раствараюцца, называюцца раствараванымі злучэннямі.
8. Пена
Пена гуляе важную ролю ў працэсе мыцця. Пярка ставіцца да дысперсійнай сістэмы, у якой газ рассеяны ў вадкасці або цвёрдых. Газ - гэта дысперсійная фаза, а вадкасць або цвёрдае рэчыва - гэта дысперсійная серада. Першы называецца вадкай пенай, у той час як другое называецца цвёрдай пенай, напрыклад, пластык з пены, пенапласт, пенапласт цэменту і г.д.
(1) Утварэнне пены
Пена тут ставіцца да агрэгацыі бурбалак, падзеленых вадкай плёнкай. З -за вялікай розніцы ў шчыльнасці паміж рассеянай фазай (газам) і рассеянай асяроддзем (вадкасцю) і нізкай глейкасцю вадкасці, пена заўсёды можа хутка падняцца да ўзроўню вадкасці.
Працэс фарміравання пены заключаецца ў тым, каб прынесці вялікую колькасць газу ў вадкасць, а бурбалкі ў вадкасці хутка вяртаюцца да паверхні вадкасці, утвараючы бурбалкі, падзеленую невялікай колькасцю вадкасці і газу
Пена мае дзве выдатныя характарыстыкі марфалогіі: адна з іх заключаецца ў тым, што бурбалкі ў выглядзе дысперснай фазы часта з'яўляюцца шматграннымі, таму што на перасячэнні бурбалак існуе тэндэнцыя, каб вадкасная плёнка стала танчэйшай, робячы бурбалкі шматгранныя. Калі вадкая плёнка ў пэўнай ступені становіцца танчэй, бурбалкі будуць разбівацца; Па -другое, чыстая вадкасць не можа ўтвараць устойлівы пена, але вадкасць, якая можа ўтварыць пену, - гэта як мінімум два і больш кампанентаў. Водны раствор павярхоўна -актыўнага рэчыва - гэта тыповая сістэма, якая лёгка генеруе пену, і яго здольнасць генераваць пену таксама звязана з іншымі ўласцівасцямі.
Павярхоўна -актыўныя рэчывы з добрай здольнасцю да пенапласту называюцца пенапластамі. Хоць пенаплатны агент валодае добрай здольнасцю пены, утвараная пена можа не доўга падтрымліваць, гэта значыць, яго ўстойлівасць можа быць не добрай. Для падтрымання ўстойлівасці пенапласту рэчыва, якое можа павысіць устойлівасць пены, часта дадаюць да пенапланавага агента, які называецца стабілізатарам пены. Звычайна выкарыстоўваюцца стабілізатары пенапласту - лаўройлилилилилитический аксід дыдэцыл -диметил амін.
(2) Устойлівасць пены
Пена - гэта тэрмадынамічна нестабільная сістэма, і канчатковая тэндэнцыя заключаецца ў тым, што агульная плошча паверхні вадкасці ў сістэме памяншаецца, а свабодная энергія памяншаецца пасля разбурэння бурбалак. Працэс дэфамінгу - гэта працэс, у якім вадкасць, якая аддзяляе таўшчыню газу, пакуль яна не разрываецца. Такім чынам, устойлівасць пенапласту ў асноўным вызначаецца хуткасцю вылучэння вадкасці і трываласцю вадкай плёнкі. Ёсць некалькі іншых уплывовых фактараў.
① Павярхоўнае нацяжэнне
З пункту гледжання энергіі, нізкае павярхоўнае нацяжэнне больш спрыяльнае для фарміравання пены, але не можа гарантаваць стабільнасць пенапласту. Нізкая павярхоўная нацяжэнне, нізкая розніца ціску, павольная хуткасць разраду вадкасці і павольнае разрэджванне плёнкі вадкасць спрыяюць устойлівасці пены.
② Паверхневая глейкасць
Ключавым фактарам, які вызначае ўстойлівасць пены, з'яўляецца трываласць вадкай плёнкі, якая ў асноўным вызначаецца цвёрдасцю адсорбцыйнай плёнкі паверхні, вымеранай глейкасцю паверхні. Эксперыменты паказваюць, што пенапласт, выраблены растворам з больш высокай глейкасцю паверхні, мае больш працяглы тэрмін службы. Гэта таму, што ўзаемадзеянне паміж адсарбаванымі малекуламі на паверхні прыводзіць да павелічэння трываласці мембраны, паляпшаючы жыццё пены.
③ глейкасць раствора
Калі самая глейкасць вадкасці ўзрастае, вадкасць у вадкаснай плёнцы не проста выкідвацца, а хуткасць разрэджвання таўшчыні вадкасці плёнкі павольная, што затрымлівае час разрыву вадкай плёнкі і павялічвае стабільнасць пены.
④ "Рамонт" эфект павярхоўнага нацяжэння
Павярхоўна -актыўныя рэчывы, адсарбаваныя на паверхні вадкай плёнкі, маюць магчымасць супрацьстаяць пашырэнню або скарачэнню паверхні вадкай плёнкі, якую мы называем эфектам рамонту. Гэта таму, што на паверхні адсарбавана вадкасць павярхоўна -актыўных рэчываў, і пашырэнне плошчы паверхні знізіць канцэнтрацыю адсарбаваных малекул паверхні і павялічыць павярхоўнае нацяжэнне. Далейшае пашырэнне паверхні запатрабуе вялікіх намаганняў. І наадварот, усаджванне плошчы паверхні павялічыць канцэнтрацыю адсарбаваных малекул на паверхні, зніжаючы павярхоўнае нацяжэнне і перашкаджаючы далейшаму ўсаджванню.
⑤ Дыфузія газу праз вадкую плёнку
З-за існавання капілярнага ціску, ціск невялікіх бурбалак у пены вышэй, чым у вялікіх бурбалак, што прывядзе да газу ў невялікіх бурбалках, якія дыфундуюць у вялікія бурбалкі з нізкім ціскам праз вадкую плёнку, што прыводзіць да з'яў, якія дробныя бурбалкі становяцца меншымі, вялікія бурбалкі становяцца большымі, і, нарэшце, разрывы. Калі будзе дададзены павярхоўна -актыўнае рэчыва, пена будзе раўнамернай і шчыльнай пры пенапласту, і гэта не проста дэфомер. Паколькі павярхоўна -актыўнае рэчыва ўважліва размешчаны на вадкай плёнцы, яго цяжка праветрываць, што робіць пену больш стабільнай.
⑥ Уплыў павярхоўнага зарадкі
Калі вадкая плёнка з пенай зараджаецца тым жа сімвалам, дзве паверхні вадкай плёнкі будуць адштурхнуць адзін аднаго, перашкаджаючы ліквіднай плёнцы разрэджваць і нават разбурыць. Іённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы могуць забяспечыць гэты стабілізацыйны эфект.
У заключэнне трываласць вадкай плёнкі з'яўляецца ключавым фактарам вызначэння ўстойлівасці пены. У якасці павярхоўна -актыўнага рэчыва для пенапласту і стабілізатараў пены, найбольш важныя фактары з'яўляюцца жорсткасцю і цвёрдасцю адсарбаваных малекул паверхні. Калі ўзаемадзеянне паміж адсарбаванымі малекуламі на паверхні моцнае, адсарбаваныя малекулы цесна размешчаны, што не толькі робіць паверхневую маску асобы высокай трываласці, але і робіць раствор, прылеглы да паверхні маскі для твару, складана цячы з -за высокай павярхоўнай глейкасці, таму яна адносна складана, каб вадкасць, і таўшчыня вадкасці для вадкасці. Акрамя таго, цесна размешчаныя павярхоўныя малекулы таксама могуць знізіць пранікальнасць малекул газу і, такім чынам, павысіць устойлівасць пены.
(3) разбурэнне пены
Асноўны прынцып знішчэння пены заключаецца ў змене ўмоў для атрымання пены або ліквідацыі каэфіцыентаў устойлівасці пены, таму ёсць два метады дэфоміравання, фізічны і хімічны.
Фізічная дэфомізацыя павінна змяніць умовы, пры якіх пена генеруецца пры падтрыманні хімічнага складу раствора пены нязменнымі. Напрыклад, парушэнне вонкавай сілы, змяненне тэмпературы або ціску і ультрагукавое лячэнне - усё эфектыўныя фізічныя метады ліквідацыі пены.
Метад хімічнага факультэта заключаецца ў тым, каб дадаць некаторыя рэчывы для ўзаемадзеяння з пеністым сродкам, знізіць трываласць вадкай плёнкі ў пены, а затым знізіць устойлівасць пены для дасягнення мэты дэфамінгу. Такія рэчывы называюцца дэфомерамі. Большасць дэфуомераў - гэта павярхоўна -актыўныя рэчывы. Такім чынам, у адпаведнасці з механізмам дэфомирования, дэфомер павінен мець моцную здольнасць памяншаць павярхоўнае нацяжэнне, лёгка адсарбавацца на паверхні і мець слабыя ўзаемадзеянні паміж адсарбаванымі малекуламі паверхні, што прыводзіць да адносна свабоднай структуры размяшчэння адсарбаваных малекул.
Існуюць розныя віды дэфуамераў, але яны ў асноўным неіённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы. Неіённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы валодаюць анты -пеністымі ўласцівасцямі паблізу або вышэй іх воблачнай кропкі і звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці дэфуамераў. Аптовыя спірты, асабліва з разгалінаванымі канструкцыямі, тлустымі кіслотамі і эфірамі, поліамідамі, фасфатамі, сіліконавымі алеямі і г.д.
(4) Пена і мыццё
Не існуе непасрэднай сувязі паміж пенай і эфектам мыцця, і колькасць пены не азначае, што эфект мыцця добры ці дрэнны. Напрыклад, пеністыя характарыстыкі неіённых павярхоўна-актыўных рэчываў значна саступаюць мыла, але іх чыстка значна лепш, чым мыла.
У некаторых выпадках пена дапамагае выдаліць бруд. Напрыклад, калі ў хатніх умовах мыццё посуду, пена мыйнага сродкі можа забраць алей, якія вымываюцца; Пры адчыстцы дывана, пенапласт дапамагае забраць цвёрдую бруд, напрыклад, пыл і парашок. Акрамя таго, пенапласт часам можа быць выкарыстана ў знак таго, ці эфектыўна мыйны сродак, таму што плямы тлушчу алею могуць перашкаджаць пенапласту мыйнага сродкі. Калі занадта шмат плям алею і занадта мала мыйнага сродкі, пенапласту не знікне, інакш знікне зыходную пену. Часам пенапласт таксама можа быць выкарыстана ў якасці паказчыка таго, ці чыстае прамыванне. Паколькі колькасць пены ў растворы для прамывання, як правіла, памяншаецца са зніжэннем утрымання мыйных сродкаў, ступень паласкання можа быць ацэнена па колькасці пены.
9. Працэс мыцця
У шырокім сэнсе мыццё - гэта працэс выдалення непажаданых кампанентаў з мыцця аб'екта і дасягнення пэўнай мэты. Мыццё ў звычайным сэнсе ставіцца да працэсу выдалення бруду з паверхні носьбіта. Падчас мыцця ўзаемадзеянне паміж брудам і носьбітам аслабляецца альбо ліквідуецца праз дзеянне некаторых хімічных рэчываў (напрыклад, мыйных сродкаў), ператвараючы спалучэнне бруду і носьбіта ў спалучэнне бруду і мыцця, у канчатковым выніку выклікаючы адрыву бруду і носьбіта. Па меры таго, як аб'екты, якія трэба мыць, і бруд, які трэба выдаліць, разнастайныя, мыццё - вельмі складаны працэс, і асноўны працэс мыцця можа быць прадстаўлены наступнымі простымі адносінамі
Пераносчык • бруд+мыйны сродак = перанос+бруд • Мыйны сродак
Працэс мыцця звычайна можна падзяліць на два этапы: адзін - гэта аддзяленне бруду і яго носьбіта пад дзеяннем мыйнага сродкі; Другі - гэта тое, што адлучаная бруд рассеяны і падвешаны ў асяроддзі. Працэс мыцця - гэта зварачальны працэс, а бруд, які рассеяны або ўзважаны ў асяроддзі, таксама можа паўторна выпадаць з асяроддзя на пральню. Такім чынам, выдатны мыйны сродак павінен не толькі мець магчымасць адрываць бруд ад носьбіта, але і мець добрую здольнасць рассейваць і прыпыняць бруд і не дапусціць зноў адкласці бруду.
(1) Віды бруду
Нават для таго ж прадмета, тып, склад і колькасць бруду будуць мяняцца ў залежнасці ад асяроддзя выкарыстання. Бруд на алеі ў асноўным ўключае жывёльныя і раслінныя алею, а таксама мінеральныя алею (напрыклад, сырую нафту, мазут, вугальны дзёгце і г.д.), у той час як цвёрдая бруд у асноўным ўключае дым, пыл, іржа, чорны вуглярод і г.д. З пункту гледжання бруду адзення, ёсць бруд з чалавечага цела, напрыклад, пот, себ, кроў і г.д. Бруд ад ежы, напрыклад, плямы з садавінай, харчовыя плямы, прыправы, крухмал і г.д .; Бруд, прывезены касметыкай, напрыклад, памада і лак для пазногцяў; Бруд з атмасферы, напрыклад, дым, пыл, глеба і г.д .; Іншыя матэрыялы, такія як чарніла, гарбата, фарба і г.д., можна сказаць, што існуюць розныя і разнастайныя тыпы.
Звычайна можна падзяліць розныя тыпы бруду на тры катэгорыі: цвёрды бруд, вадкі бруд і адмысловы бруд.
① Агульная цвёрдая бруд ўключае часціцы, такія як попел, бруд, глеба, іржа і вуглярод. Большасць з гэтых часціц маюць паверхневы зарад, у асноўным адмоўны і лёгка адсарбаваны на кудзелістыя прадметы. Звычайна цвёрдую бруд цяжка растварыцца ў вадзе, але можа быць рассеяны і ўзважаны мыйнымі растворамі. Суцэльны бруд з малымі часціцамі цяжка выдаліць.
② Вадкая бруд у асноўным раствараецца ў алеі, уключаючы жывёльныя і раслінныя алею, тлустыя кіслоты, тлустыя спірты, мінеральныя алею і іх аксіды. Сярод іх жывёльныя і раслінныя алею і тлустыя кіслоты могуць прайсці сапоніфікацыю шчолачымі, у той час як тлустыя спірты і мінеральныя алею не падлягаюць шчолачнасцю, але могуць растварацца ў спіртах, эфірах і арганічных растваральніках вуглевадародаў і быць эмульгіфікаванымі і рассеянымі мыйнымі воднымі рашэннямі. Вадкая бруд для растваральнай алею звычайна мае моцную сілу ўзаемадзеяння з кудзелістымі прадметамі і адсарбісамі цвёрда на валокнах.
③ Спецыяльная бруд уключае ў сябе бялок, крухмал, кроў, чалавечыя сакрэцыі, такія як пот, сала, мача, а таксама фруктовы сок, чайны сок і г.д. Большасць гэтых відаў бруду могуць моцна адсарбаваць на кудзелістыя прадметы праз хімічныя рэакцыі. Таму мыццё яго даволі складана.
Розныя тыпы бруду рэдка існуюць у адзіночку, часта змешваюцца разам і адсарбуюцца на аб'ектах. Бруд часам можа акісляцца, раскладацца або распадацца пры знешніх уздзеяннях, што прыводзіць да фарміравання новага бруду.
(2) эфект адгезіі бруду
Прычына, па якой адзенне, рукі і г.д. можа забрудзіцца, заключаецца ў тым, што існуе нейкае ўзаемадзеянне паміж прадметамі і брудам. Існуюць розныя адгезійныя эфекты бруду на аб'екты, але гэта ў асноўным фізічная адгезія і хімічная адгезія.
① Фізічная адгезія цыгарэтнага попелу, пылу, асадка, вугляроду і іншых рэчываў да адзення. Наогул кажучы, узаемадзеянне паміж прытрымліваным брудам і забруджаным аб'ектам адносна слабым, а выдаленне бруду таксама адносна проста. Згодна з рознымі сіламі, фізічная адгезія бруду можна падзяліць на механічную адгезію і электрастатычную адгезію.
A: Механічная адгезія ў асноўным ставіцца да адгезіі цвёрдага бруду, такіх як пыл і асадак. Механічная адгезія - гэта слабы метад адгезіі для бруду, які практычна можна выдаліць простымі механічнымі метадамі. Аднак, калі памер часціц бруду невялікі (<0,1um), яго складаней выдаліць.
B: Электрастатычная адгезія ў асноўным выяўляецца дзеяннем зараджаных часціц бруду на аб'ектах з процілеглымі зарадамі. Большасць кудзелістых прадметаў нясуць адмоўны зарад у вадзе і лёгка прытрымліваюцца станоўча зараджанага бруду, напрыклад, вапны. Некаторыя бруды, хоць і негатыўна зараджаныя, напрыклад, часціцы са вугляроднага чорнага колеру ў водных растворах, могуць прытрымлівацца валокнаў праз іённыя масты, якія ўтвараюцца станоўчымі іёнамі (напрыклад, Ca2+, Mg2+і г.д.) у вадзе (іёны дзейнічаюць разам паміж некалькімі супрацьлеглымі зарадкамі, якія дзейнічаюць як масты).
Статычная электраэнергія мацнейшая за простае механічнае дзеянне, што робіць яго адносна цяжкім выдаленнем бруду.
③ Выдаленне спецыяльнага бруду
Бялок, крухмал, вылучэнні чалавека, фруктовы сок, чайны сок і іншыя віды бруду цяжка выдаліць з агульнымі павярхоўна -актыўнымі рэчывамі і патрабуюць спецыяльных метадаў лячэння.
Плямы бялку, такія як крэмы, яйкі, кроў, малако і скурныя вылучэнні, схільныя да згортвання і дэнатурацыі на валокнах і больш цвёрда прылягаюць. Для забруджвання бялку для яго выдалення можа быць выкарыстана пратэаза. Пратэаза можа разбурыць вавёркі ў брудзе на растваральныя амінакіслоты або алігапептыды.
Плямы крухмалу ў асноўным паступаюць з ежы, а іншыя, такія як мясныя сокі, пасты і г.д. Ферменты крухмалу аказваюць каталітычны ўплыў на гідроліз плям крухмалу, разбураючы крухмал на цукар.
Ліпаза можа каталізаваць раскладанне некаторых трыгліцерыдаў, якія цяжка выдаліць звычайнымі метадамі, напрыклад, сала, вылучаным чалавечым арганізмам, ядомымі алеямі і г.д., каб разбурыць трыгліцерыды на растваральныя гліцэрыны і тлустыя кіслоты.
Некаторыя каляровыя плямы ад фруктовага соку, чайнага соку, чарніла, памады і г.д. часта складана старанна ачысціць нават пасля неаднаразовага мыцця. Гэты тып афарбоўвання можа быць выдалены з дапамогай рэакцый акіслення з выкарыстаннем акісляльнікаў або аднаўлення агентаў, такіх як адбельвальнік, якія разбураюць структуру груп храмафара або храмафара і дэградуюць іх у меншыя вадараспушчальныя кампаненты.
З пункту гледжання хімчысткі, ёсць прыблізна тры віды бруду.
① Бруд растваральнай алею ўключае ў сябе розныя алею і тлушчы, якія ўяўляюць сабой вадкія або тлустыя і растваральныя ў растваральніках хімчысткі.
② Растваральная вадзяная бруд раствараецца ў водным растворы, але нераствараецца ў хімчысткіх рэчывах. Ён адсарбуе на вопратку ў выглядзе воднага раствора, і пасля выпарання вады грануляваныя цвёрдыя рэчывы, такія як неарганічныя солі, крухмал, вавёркі і г.д.
③ Нафтавая вада нерастваральная бруд нераствараецца як у растваральніках вады, так і ў хімчыстцы, такіх як вугляродны чорны, розныя металічныя сілікаты і аксіды.
З -за розных уласцівасцей розных тыпаў бруду існуюць розныя спосабы выдалення бруду падчас працэсу хімчысткі. Бруд, які раствараецца ў алеі, напрыклад, жывёльныя і раслінныя алею, мінеральныя алею і тлушчы, лёгка раствараюцца ў арганічных растваральніках і могуць быць лёгка выдалены падчас хімчысткі. Выдатная растваральнасць растваральнікаў хімчысткі для алею і змазкі па сутнасці звязана з сіламі ван дэр -Ваальса паміж малекуламі.
Для выдалення вадзяной растваральнай бруду, такіх як неарганічныя солі, цукар, вавёркі, пот і г.д. Але ваду складана растварыць у хімчыцкіх ачышчальных сродках, таму для павелічэння колькасці вады неабходна дадаваць павярхоўна -актыўныя рэчывы. Вада, якая прысутнічае ў хімчыцкіх ачысткі, можа ўвільгатняць бруд і паверхню адзення, што дазваляе лёгка ўзаемадзейнічаць з палярнымі групамі павярхоўна -актыўных рэчываў, што выгадна для адсорбцыі павярхоўна -актыўных рэчываў на паверхні. Акрамя таго, калі павярхоўна-актыўныя рэчывы ўтвараюць мицеллы, вадараспушчальны бруд і вада могуць быць раствараюцца ў мицеллы. Павярхоўна -актыўныя рэчывы могуць не толькі павялічыць утрыманне вады ў растваральніках хімчысткі, але і прадухіліць адкладанне бруду для павышэння эфекту ачысткі.
Наяўнасць невялікай колькасці вады неабходна для выдалення растваральнай у вадзе бруду, але празмерная вада можа прывесці да дэфармацыі, якая дэфармавала, маршчыні і г.д., таму ўтрыманне вады ў сухім мыйным сродку павінна быць умеранай.
Цвёрдыя часціцы, такія як попел, бруд, глеба і вуглярод, якія не раствараюцца ў вадзе, ні раствараюцца на алеі, як правіла, прытрымліваюцца адзення пры дапамозе электрастатычнай адсорбцыі, альбо спалучаючы з алеем плям. Пры хімчыстай чыстцы паток і ўздзеянне растваральнікаў могуць выклікаць бруд, адсарбаванае электрастатычнымі сіламі, у той час як хімчыстка можа растварыць плямы нафты, выклікаючы цвёрдыя часціцы, якія спалучаюцца з плямамі алею і прытрымлівацца адзення, каб выпадаць з агента хімчысткі. Невялікая колькасць вады і павярхоўна -актыўных рэчываў у хімчыстай ачыстцы можа стабільна прыпыніць і рассейваць цвёрдыя часціцы бруду, якія ападае, не дапускаючы іх зноў наносяць на вопратку.
(5) фактары, якія ўплываюць на эфект мыцця
Накіравальная адсорбцыя павярхоўна -актыўных рэчываў на інтэрфейсе і зніжэнне нацяжэння паверхні (міжфазная) з'яўляюцца асноўнымі фактарамі выдалення вадкасці або цвёрдага забруджвання. Але працэс мыцця адносна складаны, і нават на мытны эфект таго ж тыпу мыйнага сродкі ўплываюць многія іншыя фактары. Гэтыя фактары ўключаюць канцэнтрацыю мыйнага сродкі, тэмпературы, прыроды бруду, тыпу абалоніны і структуры тканіны.
① Канцэнтрацыя павярхоўна -актыўных рэчываў
Міцэлы павярхоўна -актыўных рэчываў у растворы гуляюць важную ролю ў працэсе мыцця. Калі канцэнтрацыя дасягае крытычнай канцэнтрацыі мицеллы (CMC), эфект мыцця рэзка ўзрастае. Такім чынам, канцэнтрацыя мыйнага сродкі ў растваральніку павінна быць вышэй, чым значэнне CMC, каб дасягнуць добрага эфекту мыцця. Аднак, калі канцэнтрацыя павярхоўна -актыўных рэчываў перавышае значэнне CMC, павелічэнне эфекту прамывання становіцца менш значным, а празмернае павелічэнне канцэнтрацыі павярхоўна -актыўных рэчываў непатрэбна.
Пры выкарыстанні солюбілізацыі для выдалення плям алею, нават калі канцэнтрацыя вышэй за значэнне CMC, эфект растварання ўсё яшчэ павялічваецца з павелічэннем канцэнтрацыі павярхоўна -актыўнай рэчывы. У гэты час мэтазгодна выкарыстоўваць мыйны сродак на мясцовым узроўні, напрыклад, на манжэтах і каўнярах адзення, дзе ёсць шмат бруду. Пры прамыванні спачатку можна ўжываць пласт мыйнага сродкі, каб палепшыць эфект растварання павярхоўна -актыўных рэчываў на плямы нафты.
② Тэмпература аказвае значны ўплыў на эфект ачысткі. У цэлым павышэнне тэмпературы выгадна для выдалення бруду, але часам празмерная тэмпература таксама можа выклікаць неспрыяльныя фактары.
Павелічэнне тэмпературы карысна для дыфузіі бруду. Плямы цвёрдага алею лёгка эмульгуюцца, калі тэмпература вышэй іх плаўлення, а валокны таксама павялічваюць ступень пашырэння за кошт павышэння тэмпературы. Усе гэтыя фактары выгадна для выдалення бруду. Аднак для шчыльных тканін мікразаленні паміж валокнамі памяншаюцца пасля пашырэння валакна, што не спрыяе выдаленню бруду.
Змены тэмпературы таксама ўплываюць на растваральнасць, значэнне CMC і памер міцэлы павярхоўна -актыўных рэчываў, што ўплывае на эфект мыцця. Павярхоўна -актыўныя рэчывы з доўгім вугляродам маюць меншую растваральнасць пры нізкіх тэмпературах, а часам нават меншай растваральнасцю, чым значэнне CMC. У гэтым выпадку тэмпературу мыцця павінна быць належным чынам павышана. Уплыў тэмпературы на значэнне CMC і памеры мицелл адрозніваецца для іённых і неіённых павярхоўна-актыўных рэчываў. Для іённых павярхоўна -актыўных рэчываў павышэнне тэмпературы звычайна прыводзіць да павелічэння кошту CMC і памяншэння памеру мицелл. Гэта азначае, што канцэнтрацыя павярхоўна -актыўных рэчываў павінна быць павялічана ў прамым растворы. Для неіённых павярхоўна-актыўных рэчываў павышэнне тэмпературы прыводзіць да зніжэння кошту CMC і значнага павелічэння памеру мицеллы. Відаць, што належнае павышэнне тэмпературы можа дапамагчы неіённымі павярхоўна-актыўнымі рэчывамі праявіць сваю павярхоўную актыўнасць. Але тэмпература не павінна перавышаць яе воблачную кропку.
Карацей кажучы, найбольш прыдатная тэмпература мыцця звязана з формулай мыйнага сродкі і аб'ектам, які мыецца. Некаторыя мыйныя сродкі аказваюць добрыя ачышчальныя эфекты пры пакаёвай тэмпературы, у той час як некаторыя мыйныя сродкі аказваюць значна розныя ачышчальныя эфекты для халоднага і гарачага мыцця.
③ Пена
Людзі часта блытаюць здольнасці пеністага з эфектам мыцця, лічачы, што мыйныя сродкі з моцнай здольнасцю пенапласту маюць лепшыя эфекты мыцця. Вынікі паказваюць, што эфект мыцця непасрэдна не звязаны з колькасцю пены. Напрыклад, выкарыстанне мыцця з нізкім утрыманнем пенапласту для мыцця не аказвае горшага эфекту мыцця, чым высокаачышчальнае мыйнае сродак.
Хоць пенапласт непасрэдна не звязана з мыццём, пенапласт па -ранейшаму карысная для выдалення бруду ў некаторых сітуацыях. Напрыклад, пена з мыйнай вадкасці можа выносіць алейныя кроплі пры прамыванні страў уручную. Пры адчыстцы дывана, пенапласт таксама можа забраць цвёрдыя часціцы бруду, такія як пыл. Пыл прыпадае на вялікую долю бруду дываноў, таму ачышчальнік дываноў павінен мець пэўную здольнасць пенапласту.
Сіла пены таксама важная для шампуня. Дробная пена, якая вырабляецца вадкасцю, калі мыццё валасоў ці купанне прымушае людзей адчуваць сябе камфортна.
④ Тыпы валокнаў і фізічных уласцівасцей тэкстылю
У дадатак да хімічнай структуры валокнаў, якія ўплываюць на адгезію і выдаленне бруду, з'яўленне валокнаў і арганізацыйную структуру нітак і тканін таксама аказваюць уплыў на складанасць выдалення бруду.
Маштабы ваўняных валокнаў і плоская паласа, падобная на структуру баваўняных валокнаў, больш схільныя да назапашвання бруду, чым гладкіх валокнаў. Напрыклад, вугляродны чорны прытрымліваецца плёнкі цэлюлозы (клеевая плёнка) лёгка выдаліць, у той час як вугляродны чорны прыляпляецца да баваўнянай тканіны, цяжка змыць. Напрыклад, кароткія тканіны з поліэстэру больш схільныя да назапашвання плям алею, чым з доўгімі валакнамі, а плямы алею на кароткіх валакнах таксама складаней выдаляць, чым тыя, што на тканінах з доўгімі валакна.
Шчыльна скручаныя ніткі і шчыльныя тканіны, дзякуючы невялікім мікразалеце паміж валокнамі, могуць супрацьстаяць уварванню бруду, але таксама прадухіліць выдаленне ачышчальнага раствора. Такім чынам, цесныя тканіны аказваюць добрую ўстойлівасць да бруду ў пачатку, але пасля забруджвання таксама цяжка ачысціць.
⑤ цвёрдасць вады
Канцэнтрацыя іёнаў металаў, такіх як Ca2+і Mg2+у вадзе, аказвае значны ўплыў на эфект прамывання, асабліва калі аніённыя павярхоўна -актыўныя рэчывы сутыкаюцца з іёнамі Ca2+і Mg2+, утвараючы солі кальцыя і магнію з дрэннай растваральнасцю, што можа знізіць іх здольнасць да ачысткі. Нават калі канцэнтрацыя павярхоўна -актыўных рэчываў з высокім утрыманнем цвёрдай вады, іх ачышчальны эфект усё яшчэ значна горшы, чым у дыстыляцыі. Для дасягнення найлепшага эфекту мыцця павярхоўна-актыўных рэчываў канцэнтрацыя іёнаў СА2+у вадзе павінна быць зніжана да ніжэй 1 × 10-6mol/л (CACO3 павінна быць зніжана да 0,1 мг/л). Гэта патрабуе дадання ў мыйны сродак розных змякчальнікаў.
Час паведамлення: жніўня 16-2024