A forza di shrinkage di ogni unità di lunghezza nantu à a superficia di u liquidu hè chjamata a tensione di a superficia, è l'unità hè N.·m-1.
A pruprietà di riduzzione di a tensione di a superficia di u disolvente hè chjamata attività di a superficia, è una sustanza cù questa pruprietà hè chjamata sustanza attiva di a superficia.
A sustanza superficia-attiva chì pò ligà molécule in suluzione aqueous è forma micelle è altre associazioni, è hannu una attività di superficia altu, mentri dinù avè l 'effettu di wetting, emulsifying, foaming, lavare, etc. hè chjamatu surfactant.
Surfactant hè composti organici cù una struttura è una pruprietà speciale, chì ponu cambià significativamente a tensione di l'interfaccia trà duie fasi o a tensione di a superficia di liquidi (in generale l'acqua), cù umidificazione, schiuma, emulsionante, lavatu è altre proprietà.
In termini di struttura, i surfactants anu una caratteristica cumuna chì cuntenenu dui gruppi di natura diversa in e so molécule.À una estremità hè una longa catena di gruppu non polari, soluble in oliu è insoluble in acqua, cunnisciutu ancu com'è gruppu idrofobu o gruppu idrorepellente.Tali gruppi idrorepellenti sò generalmente catene longu di idrocarburi, à volte ancu per fluoru organicu, silicuu, organofosforatu, catena di organotin, etc. À l'altra estremità hè un gruppu soluble in acqua, un gruppu idrofilu o un gruppu oleorepellente.Il gruppo idrofilo deve essere sufficientemente idrofilo per assicurare che i tensioattivi interi 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 è chiamata anfifilia.
Il tensioattivo è un tipo di molecole anfifile con gruppi sia idrofobi che idrofili.I gruppi idrofobici di tensioattivi sò generalmente cumposti da idrocarburi a catena lunga, cum'è alchile C8 ~ C20 a catena dritta, alchil C8 ~ C20 a catena ramificata, alchilfenile (numero di carboni alchilici 8 ~ 16) è simili.La differenza che è piccola tra i gruppi idrofobici è principalmente nei cambiamenti strutturali delle catene idrocarburiche.E i tipi di gruppi idrofili sono più, quindi le proprietà dei tensioattivi sono principalmente legate ai gruppi idrofili oltre alla dimensione e alla forma dei gruppi idrofobici.I cambiamenti strutturali dei gruppi idrofili sono più grandi di quelli dei gruppi idrofobici, quindi la classificazione dei tensioattivi è generalmente basata sulla struttura dei gruppi idrofili.Questa classificazione si basa nantu à se u gruppu idrofilu hè ionicu o micca, è hè divisu in anionici, cationici, non ionici, zwitterionici è altri tipi speciali di tensioattivi.
① Adsorption di surfactants à l'interfaccia
Le molecole di tensioattivi sono molecole anfifile aventi sia gruppi lipofili che idrofili.Quandu u tensioattivu hè dissolutu in l'acqua, u so gruppu idrofilu hè attrattu da l'acqua è si dissolve in l'acqua, mentre chì u so gruppu lipofilu hè repulsu da l'acqua è lascia l'acqua, risultatu in l'adsorption di molécule di surfactant (o ioni) nantu à l'interfaccia di e duie fasi. , chì riduce a tensione interfaccia trà e duie fasi.A più molécule surfactant (o ioni) sò adsorbite à l'interfaccia, più grande hè a riduzzione di a tensione interfacial.
② Alcune proprietà di a membrana di adsorption
Pressione di a superficia di a membrana di adsorzione: l'adsorzione di surfactant à l'interfaccia gas-liquidu per furmà una membrana di adsorption, cum'è mette un fogliu flottante amovibile senza frizione nantu à l'interfaccia, u fogliu flottante spinge a membrana adsorbente longu a superficia di a suluzione, è a membrana genera una pressione. nantu à u fogliu flottante, chì hè chjamatu pressione di a superficia.
Viscosità di a superficia: Cum'è a pressione di a superficia, a viscosità di a superficia hè una pruprietà esibita da a membrana moleculare insolubile.Suspenditu da un anellu di platinu di filu di metallu finitu, cusì chì u so pianu cuntatta a superficia di l'acqua di u tank, rotate l'anellu di platinu, l'anellu di platinu da a viscosità di l'impedimentu di l'acqua, l'amplitude decade gradualmente, secondu chì a viscosità di a superficia pò esse. misurata.U metudu hè: prima, l'esperimentu hè realizatu nantu à a superficia di l'acqua pura per misurà a decadenza di ampiezza, è dopu a decadenza dopu a furmazione di a membrana di a superficia hè misurata, è a viscosità di a membrana di a superficia hè derivata da a diferenza trà i dui. .
A viscosità di a superficia hè strettamente ligata à a solidità di a membrana di a superficia, è postu chì a membrana di adsorption hà a pressione di a superficia è a viscosità, deve esse elasticità.A più alta a pressione di a superficia è più a viscosità di a membrana adsorbata, u più altu u so modulu elasticu.U modulu elasticu di a membrana adsorption superficia hè impurtante in u prucessu di stabilizazione di bolle.
③ Formazione di micelle
Soluzioni dilute di surfactants ubbidisci à e lege seguite da suluzioni ideali.A quantità di surfactant adsorbitu nantu à a superficia di a suluzione aumenta cù a cuncentrazione di a suluzione, è quandu a cuncentrazione righjunghji o supera un certu valore, a quantità di adsorption ùn aumenta più, è queste molécule di surfactant eccessivu sò in a suluzione in un casu casuale. manera o in modu regulare.Tramindui a pratica è a teoria mostranu chì formanu associazioni in suluzione, è sti associazioni sò chjamati micelli.
Critical Micelle Concentration (CMC): A cuncentrazione minima à quale i surfactants formanu micelle in suluzione hè chjamata cuncentrazione critica di micelle.
④ valori CMC di tensioattivi cumuni.
HLB è l'abbreviazione di hydrophile lipophile balance, che indica l'equilibrio idrofilo e lipofilo dei gruppi idrofilo e lipofilo del tensioattivo, cioè il valore HLB del tensioattivo.Un grande valore di HLB indica una molecola con forte idrofilia e debole lipofilia;al contrario, forte lipofilia e debole idrofilia.
① Disposizioni di valore HLB
U valore HLB hè un valore relative, cusì quandu u valore HLB hè sviluppatu, cum'è standard, u valore HLB di cera di paraffina, chì ùn hà micca proprietà idrofili, hè specificatu per esse 0, mentre chì u valore HLB di sodium dodecyl sulfate, chì hè più soluble in acqua, hè 40. Per quessa, u valore HLB di surfactants hè generalmente in a gamma di 1 à 40. In generale, emulsifiers cù valori HLB menu di 10 sò lipofili, mentre chì quelli più grande di 10 sò idrofili.Quindi, il punto di svolta da lipofilo a idrofilo è di circa 10.
Basatu nantu à i valori HLB di surfactants, una idea generale di i so pussibuli usi pò esse acquistata, cum'è mostra in a Table 1-3.
Dui liquidi mutuamente insolubili, unu dispersatu in l'altru cum'è particeddi (gocce o cristalli liquidi) formanu un sistema chjamatu emulsione.Stu sistema hè termodinamicamenti inestabile per via di l'aumentu di l'area di cunfini di i dui liquidi quandu l'emulsione hè furmata.Per fà l'emulsione stabile, hè necessariu aghjunghje un terzu cumpunente - emulsionante per riduce l'energia interfacial di u sistema.Emulsifier appartene à surfactant, a so funzione principale hè di ghjucà u rolu di emulsione.A fase di l'emulsione chì esiste cum'è gocce hè chjamata fase dispersa (o fase interna, fase discontinua), è l'altra fase chì hè ligata inseme hè chjamata media di dispersione (o fase esterna, fase cuntinua).
① Emulsionanti è emulsioni
Emulsioni cumuni, una fase hè acqua o suluzione acquosa, l'altra fase hè sustanzi organici micca miscibili cù l'acqua, cum'è grassu, cera, etc. L'emulsione formata da l'acqua è l'oliu pò esse divisu in dui tipi secondu a so situazione di dispersione: oliu. disperse in acqua per furmà l'emulsione di tipu oliu in acqua, spressione cum'è O/W (oil/water) : l'acqua dispersa in oliu per furmà emulsione di tipu oliu in acqua, espressa cum'è W/O (acqua/oil).Puderanu ancu esse formate multi-emulsioni di u tipu d'acqua-in-oliu-in-acqua cumplessu W/O/W è oliu-in-acqua-in-oliu O/W/O.
L'emulsionanti sò usati per stabilizzà l'emulsioni riducendu a tensione di l'interfaccia è furmendu a membrana interfacial di una sola molécula.
In l'emulsificazione di i bisogni di l'emulsionante:
a: L'emulsionante deve esse capaci di adsorbe o arricchisce l'interfaccia trà e duie fasi, per chì a tensione di l'interfaccia hè ridutta;
b: L'emulsifier deve dà i particeddi à a carica, cusì chì repulsion electrostatic trà i particeddi, o furmari na stabile, altamente viscosu membrana prutittivu intornu à i particeddi.
Dunque, a sustanza usata cum'è emulsionante deve avè gruppi anfifili per emulsionà, è i surfactants ponu scuntrà stu requisitu.
② Metudu di preparazione di emulsioni è fattori chì afectanu a stabilità di emulsioni
Ci hè duie manere di preparà emulsioni: unu hè di utilizà u metudu meccanicu per disperse u liquidu in particeddi chjuchi in un altru liquidu, chì hè soprattuttu utilizatu in l'industria per preparà emulsioni;l'altru hè di dissolve u liquidu in u statu molekulari in un altru liquidu, è poi fate riunite bè per furmà emulsioni.
A stabilità di una emulsione hè a capacità di l'aggregazione anti-particella chì porta à a separazione di fasi.Emulsioni sò sistemi termodinamicamente inestabile cù grande energia libera.Dunque, a stabilità chjamata di una emulsione hè in realtà u tempu necessariu per u sistema per ghjunghje à l'equilibriu, vale à dì, u tempu necessariu per a separazione di unu di i liquidi in u sistema per esse.
Quandu a membrana interfacial cù alcoli grassi, acidi grassi è amine grassi è altre molécule organiche polari, forza di a membrana significativamente più altu.Questu hè chì, in u stratu di adsorption interfacial di molécule emulsionanti è alcoli, acidi è amine è altre molécule polari per furmà un "cumplessu", cusì chì a forza di a membrana interfacial cresce.
Emulsifiers custituiti da più di dui surfactants sò chjamati emulsifiers mixed.Emulsionante mistu adsorbutu à l'interfaccia acqua / oliu;l'azzione intermolecular pò furmà cumplessi.A causa di l'azzione intermolecular forte, a tensione di l'interfaccia hè significativamente ridutta, a quantità di emulsionante adsorbitu à l'interfaccia hè significativamente aumentata, a furmazione di a densità di a membrana interfacial aumenta, a forza aumenta.
A carica di e perle di liquidu hà un effettu significativu nantu à a stabilità di l'emulsione.Emulsioni stabile, chì e perle di liquidu sò generalmente carichi.Quandu si usa un emulsionante ionicu, l'ione emulsionante adsorbitu à l'interfaccia hà u so gruppu lipofilu inseritu in a fase di l'oliu è u gruppu idrofilu hè in a fase di l'acqua, facendu cusì i perle di liquidu caricate.Cum'è e perle d'emulsione cù a listessa carica, si ripiglianu l'altri, micca faciule d'agglomerate, perchè a stabilità hè aumentata.Pò esse vistu chì i più ioni emulsionanti adsorbiti nantu à e perle, più grande hè a carica, più grande hè a capacità di prevene e perle da l'agglomerazione, u più stabile u sistema di emulsione.
A viscosità di u mediu di dispersione di emulsione hà una certa influenza nantu à a stabilità di l'emulsione.In generale, u più altu hè a viscosità di u mediu di dispersione, u più altu hè a stabilità di l'emulsione.Questu hè chì a viscosità di u mediu di dispersione hè grande, chì hà un forte effettu nantu à u muvimentu Brownian di e perle di liquidu è rallenta a scontru trà e perle di liquidu, perchè u sistema ferma stabile.Di solitu, i sustanzi polimeri chì ponu esse dissoluti in emulsioni ponu aumentà a viscosità di u sistema è facenu a stabilità di emulsioni più altu.Inoltre, i polimeri ponu ancu formate una membrana interfacial forte, facendu u sistema di emulsione più stabile.
In certi casi, l'aghjunzione di u polu solidu pò ancu fà chì l'emulsione tende à stabilizzà.U polveru solidu hè in l'acqua, l'oliu o l'interfaccia, secondu l'oliu, l'acqua nantu à a capacità di umidificazione di u polveru solidu, se u polveru solidu ùn hè micca cumplettamente umitu cù l'acqua, ma ancu umitu da l'oliu, ferma nantu à l'acqua è l'oliu. interfaccia.
U polveru solidu ùn rende micca l'emulsione stabile perchè u polveru riunitu à l'interfaccia rinforza a membrana interfacciale, chì hè simile à l'adsorption interfaccia di e molécule emulsionanti, cusì u più vicinu u materiale in polvere solidu hè dispostu à l'interfaccia, u più stabile emulsione hè.
I surfactants anu a capacità di aumentà significativamente a solubilità di sustanzi organici insolubili o ligeramente solubili in acqua dopu a furmazione di micelle in suluzione aquosa, è a suluzione hè trasparente à questu tempu.Stu effettu di a micella hè chjamatu solubilizazione.U surfactant chì pò pruduce solubilizazione hè chjamatu solubilizer, è a materia urganica chì hè solubilizzata hè chjamata materia solubilizzata.
A scuma ghjoca un rolu impurtante in u prucessu di lavà.A schiuma hè un sistema di dispersione in u quale un gasu hè spargugliatu in un liquidu o solidu, cù u gasu cum'è a fase dispersa è u liquidu o solidu cum'è u mediu di dispersione, u primu hè chjamatu schiuma liquida, mentre chì l'ultimu hè chjamatu schiuma solida, cum'è. cum'è plastica spumosa, vetru spumatu, cimentu spumosu, etc.
(1) Formazione di schiuma
Per scuma intendemu quì un aggregatu di bolle d'aria siparati da una membrana liquida.Stu tipu di bolle sempre s'arrizza rapidamente à a superficia di u liquidu per via di a grande diferenza di densità trà a fase dispersa (gas) è u mediu di dispersione (liquidu), cumminata cù a viscosità bassa di u liquidu.
U prucessu di furmà una bolla hè di purtà una grande quantità di gasu in u liquidu, è e bolle in u liquidu tornanu rapidamente à a superficia, furmendu un aggregatu di bolle siparati da una piccula quantità di gas liquidu.
A spuma hà duie caratteristiche significativu in quantu à a morfologia: unu hè chì e bolle cum'è una fase dispersa sò spessu poliedriche in forma, questu hè perchè à l'intersezzione di e bolle, ci hè una tendenza à u film liquidu per diluisce cusì chì e bolle diventanu. poliedricu, quandu u film liquidu si diluisce in una certa misura, porta à a rupture di bolle;u sicondu hè chì i liquidi puri ùn ponu micca formate scuma stabile, u liquidu chì pò formate scuma hè almenu dui o più cumpunenti.Soluzioni aquosa di surfactants sò tipichi di sistemi chì sò propensi à a generazione di scuma, è a so capacità di generà scuma hè ancu ligata à altre proprietà.
Surfactants cun un bonu putere di schiuma sò chjamati agenti di schiuma.Ancu s'è l'agente di schiuma hà una bona capacità di scuma, ma a scuma formata pò esse micca capace di mantene un bellu pezzu, vale à dì, a so stabilità ùn hè micca necessariamente bona.Per mantene a stabilità di a scuma, spessu in l'agente di schiuma per aghjunghje sustanzi chì ponu aumentà a stabilità di a scuma, a sustanza hè chjamata stabilizzatrice di schiuma, stabilizzante cumunimenti utilizatu hè lauryl diethanolamine è dodecyl dimethylamine oxide.
(2) Stabilità di a scuma
A scuma hè un sistema termodinamicamente inestabile è a tendenza finale hè chì a superficia tutale di u liquidu in u sistema diminuisce dopu chì a bolla hè rotta è l'energia libera diminuite.U prucessu di defoaming hè u prucessu da quale a membrana liquida chì separa u gasu diventa più grossa è più fina finu à chì si rompe.Dunque, u gradu di stabilità di a scuma hè principalmente determinata da a velocità di scaricamentu di liquidu è a forza di a film liquidu.I seguenti fatturi influenzanu ancu questu.
(3) Distruzzione di scuma
U principiu di basa di a distruzzione di a scuma hè di cambià e cundizioni chì pruducenu a scuma o di eliminà i fatturi stabilizzanti di a scuma, cusì ci sò metudi fisichi è chimichi di defoaming.
Defoaming fisicu significa cambià e cundizioni di a pruduzzione di scuma mentre mantene a cumpusizioni chimica di a suluzione di scuma, cum'è disturbi esterni, cambiamenti di temperatura o pressione è trattamentu ultrasonicu sò tutti i metudi fisichi efficaci per eliminà a scuma.
U metudu di defoaming chimicu hè di aghjunghje certe sustanzi per interagisce cù l'agente di schiuma per riduce a forza di u film liquidu in a scuma è cusì riduce a stabilità di a scuma per ottene u scopu di defoaming, tali sustanzi sò chjamati defoamers.A maiò parte di i defoamers sò surfactants.Dunque, secondu u miccanisimu di defoaming, defoamer deve avè una forte capacità di riduce a tensione di a superficia, faciule d'adsorbe nantu à a superficia, è l'interazzione trà e molécule di adsorption superficia hè debule, molécule di adsorption disposti in una struttura più sbilanciata.
Ci sò parechji tipi di defoamer, ma in fondu, sò tutti surfactants non ionici.I tensioattivi non ionici anu proprietà anti-schiuma vicinu o sopra u so puntu di nuvola è sò spessu usati com'è antischiuma.L'alcooli, in particulare l'alcoli cù una struttura ramificante, l'acidi grassi è l'esteri di l'acidu grassu, i poliamidi, l'esteri di fosfate, l'olii di silicone, etc.
(4) Schiuma è lavà
Ùn ci hè micca un ligame direttu trà a scuma è l'efficacità di lavare è a quantità di scuma ùn indica micca l'efficacità di u lavatu.Per esempiu, i surfactants non ionici anu assai menu spumante proprietà di i saponi, ma a so decontaminazione hè assai megliu cà i saponi.
In certi casi, a scuma pò esse utile per sguassà a terra è a grime.Per esempiu, quandu lavate i piatti in casa, a scuma di u detergente coglie e gocce d'oliu è quandu si sguassate i tappeti, a scuma aiuta à coglie a polvera, a polvera è altre terra solida.Inoltre, a scuma pò esse usata à volte com'è indicazione di l'efficacità di un detergente.Perchè l'olii grassi anu un effettu inhibitore nantu à a scuma di u detergente, quandu ci hè troppu oliu è pocu detergente, ùn serà micca generatu scuma o a scuma originale sparirà.A scuma pò ancu esse aduprata à volte com'è un indicatore di a purità di un risciacquare, cum'è a quantità di scuma in a suluzione di risciacquare tende à diminuite cù a riduzzione di detergente, cusì a quantità di scuma pò esse usata per evaluà u gradu di risciacquare.
In un sensu largu, u lavatu hè u prucessu di caccià i cumpunenti indesiderati da l'ughjettu per esse lavatu è ghjunghje à qualchì scopu.Lavà in u sensu abituale si riferisce à u prucessu di sguassà a terra da a superficia di u trasportatore.In u lavatu, l'interazzione trà a terra è u trasportatore hè debilitatu o eliminata da l'azzione di certi sustanzi chimichi (per esempiu, detergente, etc.), cusì chì a cumminazione di terra è trasportatore hè cambiata in a cumminazzioni di terra è detergente, è infine a terra hè siparata da u traspurtadore.Siccomu l'uggetti per esse lavati è a terra per esse eliminata sò diverse, u lavatu hè un prucessu assai cumplessu è u prucessu basu di lavà pò esse spressione in e seguenti relazioni simplici.
Carrie··Dirt + Detergent= Carrier + Dirt·Detergent
U prucessu di lavare pò esse divisu in dui fasi: prima, sottu à l'azzione di u detergente, a terra hè separata da u so trasportatore;siconda, a terra staccata hè dispersa è suspesa in u mediu.U prucessu di lavare hè un prucessu reversibile è a terra dispersa è suspesa in u mediu pò ancu esse ripresa da u mediu à l'ughjettu chì hè lavatu.Per quessa, un bon detergente deve avè a capacità di disperse è suspende a terra è impedisce a redeposition di terra, in più di a capacità di sguassà a terra da u traspurtadore.
(1) Tipi di terra
Ancu per u stessu articulu, u tipu, a cumpusizioni è a quantità di terra pò varià secondu l'ambiente in quale hè utilizatu.A terra di u corpu di l'oliu hè principarmenti qualchi olii animali è vegetali è olii minerali (cum'è oliu crudo, fuel oil, catrame di carbone, etc.), a terra solida hè principarmenti fuliggine, cendra, ruggine, carbon black, etc. ci hè a terra da u corpu umanu, cum'è sudore, sebum, sangue, etc.;a terra da l'alimentariu, cum'è e macchie di frutta, macchie d'oliu di cucina, macchie di cundimentu, amidu, etc.;a terra da i cusmetichi, cum'è lipstick, unghie, etc.;sporcizia da l'atmosfera, cum'è fuliggine, polvara, fangu, etc.;altri, cum'è tinta, tè, revestimentu, etc. Veni in diversi tipi.
I varii tipi di terra sò generalmente divisu in trè categorie principali: terra solida, terra liquida è terra speciale.
① Terra solida
A terra solida cumuni include particelle di cendra, fangu, terra, ruggine è neru di carbone.A maiò parte di sti particeddi anu una carica elettrica nantu à a so superficia, a maiò parte di elli sò caricati negativamente è ponu esse facilmente adsorbiti nantu à l'articuli di fibra.A terra solida hè generalmente difficiuli di dissolve in l'acqua, ma pò esse dispersa è suspesa da solu solu detergenti.A terra solida cù un puntu di massa più chjucu hè più difficiuli di sguassà.
② A terra liquida
A terra liquida hè soprattuttu soluble in oliu, cumpresi olii vegetali è animali, acidi grassi, alcoli grassi, olii minerali è i so ossidi.Frà elli, l'olii vegetali è animali, l'acidi grassi è a saponificazione alkalina ponu accade, mentri l'alcoli grassi, l'olii minerali ùn sò micca saponificati da l'alkali, ma ponu esse solubili in alcoli, eteri è solventi organici d'idrocarburi, è emulsificazioni è dispersione di suluzione d'acqua detergente.A terra liquida soluble in oliu generalmente hà una forza forte cù l'articuli di fibra, è hè più fermamente adsorbitu nantu à e fibre.
③ Sucietà speciale
A terra speciale include proteine , amido, sangue, secrezioni umani cum'è sudore, sebum, urina è sucu di frutta è sucu di tè.A maiò parte di stu tipu di terra pò esse adsorbitu chimicamente è forte nantu à l'articuli di fibra.Per quessa, hè difficiule di lavà.
I varii tipi di terra sò raramenti truvati solu, ma sò spessu mischiati è adsorbiti nantu à l'ughjettu.A terra pò volte esse oxidata, decomposta o decaduta sottu influenze esterne, creanu cusì nova terra.
(2) Aderenza di a terra
I vestiti, e mani, etc. ponu esse macchiati perchè ci hè un tipu d'interazzione trà l'ughjettu è a terra.A terra aderisce à l'uggetti in una varietà di manere, ma ùn ci hè più di aderenza fisica è chimica.
①L'aderenza di fuliggine, polvera, fangu, sabbia è carbone à i vestiti hè una adesione fisica.In generale, à traversu questa aderenza di terra, è u rolu trà l'ughjettu macchiatu hè relativamente debule, a rimuzione di a terra hè ancu relativamente faciule.Sicondu e diverse forze, l'aderenza fisica di a terra pò esse divisa in aderenza meccanica è aderenza elettrostatica.
A: aderenza meccanica
Stu tipu d'aderenza si riferisce principarmenti à l'aderenza di qualchi terra solida (per esempiu, polvera, fangu è sabbia).L'aderenza meccanica hè una di e forme più debuli di aderenza di terra è pò esse eliminata quasi per mezu puramente miccanicu, ma quandu a terra hè chjuca (<0,1um), hè più difficiuli di sguassà.
B: adesione elettrostatica
L'aderenza elettrostatica si manifesta principalmente in l'azzione di particelle di terra caricate nantu à oggetti caricati opposti.A maiò parte di l'uggetti fibrusi sò caricati negativamente in l'acqua è ponu esse facilmente aderenti da certi terra caricata positivamente, cum'è i tipi di calce.Qualchi terra, ancu s'ellu hè carica negativamente, cum'è particeddi neri di carbone in suluzione acquosa, ponu aderisce à e fibre attraversu ponti ionici (ioni trà parechje oggetti caricati opposti, chì agiscenu inseme cun elli in una manera di ponte) formati da ioni pusitivi in l'acqua (per esempiu. , Ca2+, Mg2+ etc.).
L'azzione elettrostatica hè più forte di l'azzione meccanica simplice, facendu a rimozione di a terra relativamente difficiule.
② Adesione chimica
L'aderenza chimica si riferisce à u fenomenu di a terra chì agisce nantu à un ughjettu per via di ligami chimichi o di l'idrogenu.Per esempiu, dirt solidu polari, proteini, ruggine è altri aderenza nantu à articuli fibre, fibres cuntene carboxyl, hydroxyl, amide è altri gruppi, sti gruppi è àciti grassu grassu grassu, alcoli grassu sò faciuli à furmà ligami idrogenu.E forze chimiche sò generalmente forti è a terra hè dunque più fermamente ligata à l'ughjettu.Stu tipu di terra hè difficiuli di sguassà cù i metudi di solitu è esige metudi spiciali per trattà cun ella.
U gradu di aderenza di a terra hè ligata à a natura di a terra stessa è a natura di l'ughjettu à quale hè aderitu.In generale, e particelle aderiscenu facilmente à l'articuli fibru.A più chjuca a texture di a terra solida, più forte l'aderenza.La sporcizia polare su oggetti idrofili come il cotone e il vetro aderisce più forte che la sporcizia non polare.A terra non polare aderisce più forte chì a terra polare, cum'è i grassi polari, a polvera è l'argilla, è hè menu faciule da sguassà è pulita.
(3) Meccanisimu di eliminazione di a terra
U scopu di lavà hè di sguassà a terra.In un mediu di una certa temperatura (principalmente acqua).Utilizendu i diversi effetti fisichi è chimichi di u detergente per debilità o eliminà l'effettu di a terra è l'uggetti lavati, sottu à l'azzione di certe forze meccaniche (cum'è strofinamentu di a manu, agitazione di lavatrice, impattu di l'acqua), per chì a terra è l'uggetti lavati da u scopu di decontaminazione.
① Meccanismo di rimozione di a terra liquida
A: Bagnata
A terra liquida hè principalmente basata in oliu.I macchi d'oliu bagnati l'articuli più fibrusi è si sparghjenu più o menu cum'è un film d'oliu nantu à a superficia di u materiale fibru.U primu passu in l'azzione di lavare hè a umidità di a superficia da u liquidu di lavare.Per l'illustrazione, a superficia di una fibra pò esse pensata cum'è una superficia solida liscia.
B: Distaccamentu d'oliu - mecanismu di curling
U sicondu passu in l'azzione di lavare hè a rimuzione di l'oliu è u grassu, l'eliminazione di a terra liquida hè ottenuta da un tipu di coiling.A terra liquida esistia urigginariamente nantu à a superficia in a forma di un film d'oliu spargugliatu, è sottu à l'effettu di umidificazione preferenziale di u liquidu di lavare nantu à a superficia solida (vale à dì, a superficia di fibra), si arricciava in perle d'oliu passu à passu, chì sò stati rimpiazzati da u liquidu di lavare è eventualmente abbandunò a superficia sottu à certe forze esterne.
② Meccanisimu di rimuzione di a terra solida
L'eliminazione di a terra liquida hè principarmenti per l'umidificazione preferenziale di u trasportatore di terra da a suluzione di lavatura, mentre chì u mecanismu di rimozione per a terra solida hè diversu, induve u prucessu di lavaggio hè principalmente per a bagnatura di a massa di terra è a superficia di u trasportatore da u lavatu. suluzione.A causa di l'adsorzione di surfactants nantu à a terra solida è a so superficia di trasportu, l'interazzione trà a terra è a superficia hè ridutta è a forza di aderenza di a massa di terra nantu à a superficia hè ridutta, cusì a massa di terra hè facilmente eliminata da a superficia di a superficia. u traspurtadore.
Inoltre, l'adsorzione di surfactants, soprattuttu surfactants ionici, nantu à a superficia di a terra solida è u so trasportatore hà u putenziale di aumentà u potenziale di superficia nantu à a superficia di a terra solida è u so traspurtadore, chì hè più favurevule à a rimuzione di i surfactanti. terra.I superfici solidi o generalmente fibrosi sò generalmente caricati negativamente in media aqueous è ponu dunque formate strati elettronici doppii diffusi nantu à masse di terra o superfici solidi.A causa di a repulsione di carichi homogeni, l'adesione di particeddi di terra in l'acqua à a superficia solida hè debilitatu.Quandu un surfactant anionicu hè aghjuntu, perchè pò aumentà simultaneamente u putenziale di a superficia negativa di a particella di terra è a superficia solida, a repulsione trà elli hè più rinfurzata, a forza di aderenza di a particella hè più ridutta, è a terra hè più faciule da sguassà. .
I tensioattivi non ionici sò adsorbiti in superfici solidi generalmente caricate è ancu s'ellu ùn cambianu micca significativamente u potenziale interfacciale, i tensioattivi non ionici adsorbiti tendenu à furmà un certu spessore di capa adsorbita nantu à a superficia chì aiuta à prevene a redeposition di terra.
In u casu di surfactants cationici, a so adsorption reduce o elimina u putenziale negativu di a superficia di a massa di terra è a so superficia di trasportu, chì riduce a repulsione trà a terra è a superficia è ùn hè dunque micca favurevule à a rimozione di terra;Inoltre, dopu l'adsorbimentu nantu à a superficia solida, i tensioattivi cationici tendenu à turnà a superficia solida idrofobica è ùn sò dunque micca favurevuli à bagnà a superficia è dunque à lavare.
③ Eliminazione di terreni spiciali
A proteina, l'amido, i secrezioni umani, u sucu di frutta, u sucu di tè è altre tali terra sò difficiuli di sguassà cù surfactants normali è necessitanu trattamentu speciale.
E macchie di proteine cum'è a crema, l'ova, u sangue, u latti è l'excreta di a pelle tendenu à coagulate nantu à e fibre è a degenerazione è ottene una aderenza più forte.A terra di proteina pò esse eliminata cù l'usu di proteasi.L'enzima proteasi scompone e proteine in a terra in aminoacidi solubili in acqua o oligopeptidi.
I tacchi di amido venenu principarmenti da l'alimenti, altri cum'è a salsa, a cola, etc. L'amilasi hà un effettu cataliticu nantu à l'idrolisi di e macchie di amido, facendu chì l'amidu si rompe in zuccheri.
Lipase catalyzes a descomposizione di trigliceridi, chì sò difficiuli di caccià da i metudi normali, cum'è sebum è olii comestible, è li rompe in glicerol soluble è acidi grassi.
Alcune macchie culurite da succhi di frutta, succhi di tè, inchiostri, rossetti, etc. sò spessu difficiuli di pulisce bè ancu dopu à lavà ripetuti.Queste macchie ponu esse eliminate da una reazione redox cù un agenti oxidante o riducente, cum'è bleach, chì distrugge a struttura di i gruppi di generazione di culore o di ausiliari di culore è degrada in cumpunenti solu solu in acqua.
(4) Meccanismo di rimozione di macchie di lavaggio a secco
U sopra hè veramente per l'acqua cum'è u mediu di lavà.In fatti, à causa di i diversi tipi di vestiti è struttura, certi vestiti chì utilizanu lavare l'acqua ùn sò micca convenienti o micca faciuli di lavà pulita, qualchi vestiti dopu à lavà è ancu deformazione, sbiadimentu, etc., per esempiu: a maiò parte di e fibre naturali assorbanu l'acqua è faciuli à gonfiari, è seccu è faciuli à shrink, cusì dopu à lavà sarà deformatu;da lavà i prudutti di lana dinù spessu apparisce fenomenu shrinkage, certi prudutti di lana cù lavà acqua hè dinù facile à pilling, cambià culore;Alcune sensazioni di mani di seta diventanu peghju dopu à lavà è perde u so splendore.Per questi vestiti spessu usanu u metudu di pulitura secca per decontaminate.L'accussì-chiamatu lavaggio seccu si riferisce in generale à u metudu di lavare in solventi organici, in particulare in solventi non polari.
A lavatura in secca hè una forma più gentile di lavà cà l'acqua.Perchè a pulitura in secca ùn deve micca assai azzione meccanica, ùn pruvucarà micca danni, arrughe è deformazione à a ropa, mentre chì l'agenti di pulitura secca, à u cuntrariu di l'acqua, raramente pruducenu espansione è cuntrazione.Sempre chì a tecnulugia hè trattata bè, a robba pò esse lavata in secca senza distorsioni, sbiadimentu di culore è vita di serviziu estesa.
In quantu à a pulizia secca, ci sò trè tippi larghi di terra.
①Spurità solubile in oliu A terra solubile in oliu include ogni tipu d'oliu è grassu, chì hè liquidu o grassu è pò esse dissolutu in solventi di lavaggio secco.
② A terra solubile in acqua A terra solubile in acqua hè solubile in suluzione acquosa, ma micca in agenti di pulizia secca, hè adsorbita nantu à a robba in un statu acquoso, l'acqua si evapora dopu a precipitazione di solidi granulari, cum'è sali inorganici, amidu, proteini, etc.
③Spurità insolubile in l'oliu è l'acqua A terra insolubile in l'oliu è l'acqua ùn hè nè solubile in acqua nè solubile in solventi di pulizia secca, cum'è neru di carbone, silicati di diversi metalli è ossidi, etc.
A causa di a natura sfarente di diversi tipi di terra, ci sò diverse manere di caccià a terra in u prucessu di pulizia in secca.I terreni solubili in l'oliu, cum'è l'olii animali è vegetali, l'olii minerali è i grassi, sò facilmente solubili in solventi organici è ponu esse eliminati più facilmente in lavaggi secchi.L'eccellente solubilità di i solventi di pulizia a secco per olii è grassi vene essenzialmente da e forze di van der Walls trà e molécule.
Per a rimuzione di a terra soluble in acqua, cum'è sali inorganici, zuccheri, proteini è sudore, a quantità ghjusta d'acqua deve ancu esse aghjuntu à l'agente di pulizia secca, altrimente a terra soluble in acqua hè difficiule di sguassà da a robba.In ogni casu, l'acqua hè difficiuli di dissolve in l'agente di pulizia secca, cusì per aumentà a quantità d'acqua, hè ancu bisognu di aghjunghje surfactants.A prisenza di l'acqua in l'agente di pulizia secca pò fà a superficia di a terra è a robba idratata, cusì chì hè faciule d'interagisce cù i gruppi polari di surfactants, chì conduce à l'adsorption di surfactants nantu à a superficia.Inoltre, quandu i surfactants formanu micelli, a terra solubile in acqua è l'acqua pò esse solubilizzati in i micelli.In più di l'aumentu di u cuntenutu di l'acqua di u disolvente di pulizia secca, i surfactants ponu ancu ghjucà un rolu in a prevenzione di a re-deposizione di terra per rinfurzà l'effettu di decontaminazione.
A prisenza di una piccula quantità d'acqua hè necessaria per sguassà a terra soluble in acqua, ma troppu acqua pò causà distorsioni è arrughe in certi vestiti, perchè a quantità di acqua in l'agente di pulizia secca deve esse moderata.
A terra chì ùn hè nè soluble in acqua nè solubile in oliu, particelle solide cum'è cendra, fangu, terra è neru di carbone, hè generalmente attaccata à a robba da forze elettrostatiche o in cumbinazione cù l'oliu.In lavare in seccu, u flussu di solvente, l'impattu pò fà l'adsorption di a forza elettrostatica di a terra, è l'agente di pulizia secca pò dissolve l'oliu, cusì chì a cumminazione di oliu è terra è attaccata à a robba di particelle solide off in u seccu. -agente di pulizia, agenti di pulizia secca in una piccula quantità d'acqua è surfactants, cusì chì quelli fora di i particeddi di terra solida ponu esse suspensione stabile, dispersione, per impediscenu a so re-depositu à a robba.
（5）Fatturi chì affettanu l'azzione di lavare
L'adsorzione direzionale di surfactants à l'interfaccia è a riduzzione di a tensione di a superficia (interfacial) sò i fatturi principali in l'eliminazione di a terra liquida o solida.In ogni casu, u prucessu di lavare hè cumplessu è l'effettu di lavà, ancu cù u listessu tipu di detergente, hè influinzatu da parechji altri fattori.Questi fattori includenu a cuncentrazione di detergente, a temperatura, a natura di a terra, u tipu di fibra è a struttura di u tela.
① Concentrazione di surfactant
I micelli di surfactants in suluzione ghjucanu un rolu impurtante in u prucessu di lavare.Quandu a cuncentrazione righjunghji a cuncentrazione critica di micella (CMC), l'effettu di lavare aumenta drasticamente.Dunque, a cuncentrazione di detergente in u solvente deve esse più altu ch'è u valore CMC per avè un bonu effettu di lavatu.In ogni casu, quandu a cuncentrazione di surfactant hè più altu ch'è u valore CMC, l'incrementu incrementale di l'effettu di lavà ùn hè micca evidenti è ùn hè micca necessariu d'aumentà a cuncentrazione di surfactant troppu.
Quandu sguassate l'oliu per solubilizazione, l'effettu di solubilizazione aumenta cù a cuncentrazione di surfactant crescente, ancu quandu a cuncentrazione hè sopra à CMC.À questu tempu, hè cunsigliu d'utilizà detergente in una manera centralizzata lucale.Per esempiu, s'ellu ci hè moltu di terra nantu à i cuffs è u collu di una robba, una capa di detergente pò esse appiicata durante u lavatu per aumentà l'effettu solubilizing di u surfactant nantu à l'oliu.
②A temperatura hà una influenza assai impurtante nantu à l'azzione di decontaminazione.In generale, l'aumentu di a temperatura facilita l'eliminazione di a terra, ma qualchì volta una temperatura troppu alta pò ancu causà disadvantages.
L'aumentu di a temperatura facilita a diffusione di a terra, u grassu solidu hè facilmente emulsionatu à a temperatura sopra u so puntu di fusione è i fibri aumentanu in u gonfiore per l'aumentu di a temperatura, tutti chì facilitanu a rimuzione di a terra.In ogni casu, per i tessili compacti, i microgaps trà i fibri sò ridotti cum'è e fibri si allarganu, chì hè preghjudiziu à a rimuzione di a terra.
I cambiamenti di temperatura influenzanu ancu a solubilità, u valore CMC è a dimensione di micelle di surfactants, affettendu cusì l'effettu di lavatu.A sulubilità di surfactants cù catene longu di carbone hè bassu à bassu temperature è qualchì volta a solubilità hè ancu più bassu di u valore CMC, cusì a temperatura di lavare deve esse elevata in modu adattatu.L'effettu di a temperatura nantu à u valore CMC è a dimensione di micella hè diversu per i tensioattivi ionici è non ionici.Per i surfactants ionici, un aumentu di a temperatura in generale aumenta u valore CMC è riduce a dimensione di micella, chì significa chì a cuncentrazione di surfactant in a suluzione di lavatura deve esse aumentata.Per i tensioattivi non ionici, un aumentu di a temperatura porta à una diminuzione di u valore CMC è un incrementu significativu di u voluminu di micella, cusì hè chjaru chì un aumentu appropritatu di a temperatura aiutarà u surfactant non ionicu à esercite u so effettu attivu di superficia. .In ogni casu, a temperatura ùn deve micca più di u so puntu di nuvola.
In breve, a temperatura ottima di lavatu dipende da a formulazione di detergente è l'ughjettu chì hè lavatu.Certi detergenti anu un bonu effettu detergente à a temperatura di l'ambienti, mentri àutri anu una detergenza assai diversa trà u lavatu friddu è caldu.
③ Schiuma
Hè abitudine di cunfundà a putenza di schiuma cù l'effettu di lavà, crede chì i detergenti cù un altu putere di schiuma anu un bonu effettu di lavare.A ricerca hà dimustratu chì ùn ci hè micca una relazione diretta trà l'effettu di lavà è a quantità di scuma.Per esempiu, lavà cù detergenti bassu spumante ùn hè micca menu efficau ch'è lavà cù detergenti spumante.
Ancu s'è a scuma ùn hè micca direttamente ligata à lavà, ci sò occasioni chì aiuta à sguassà a terra, per esempiu, quandu lavate i piatti a manu.Quandu sguassate i tappeti, a scuma pò ancu caccià a polvera è altre particelle di terra solida, a terra di tappeti cuntene una grande proporzione di polvera, cusì l'agenti di pulizia di tappe deve avè una certa capacità di spuma.
A putenza di spuma hè ancu impurtante per i shampoo, induve a spuma fina prodotta da u liquidu durante u shampooing o u bagnu lascia i capelli lubricati è còmode.
④ Varietà di fibre è proprietà fisiche di tessili
In più di a struttura chimica di e fibri, chì affetta l'aderenza è l'eliminazione di a terra, l'apparizione di e fibri è l'urganizazione di u filatu è u tela anu influenza in a facilità di eliminazione di terra.
I scalini di fibri di lana è i ribbons flat curved di fibri di cuttuni sò più prubabile di accumulà a terra chì fibri lisci.Per esempiu, carbon black stained on cellulose films (viscose films) hè faciule di sguassà, mentri carbon black stained on fabrics di cuttuni hè difficiule di lavà.Un altru esempiu hè chì i tessili di fibra corta fatta di poliester sò più propensi à accumulà macchie d'oliu cà i tessuti di fibra longa, è e tacchi d'oliu nantu à i tessuti di fibra corta sò ancu più difficiuli di caccià chì i tacchi d'oliu nantu à i tessuti di fibra longa.
I filati stretti è i tessuti stretti, per via di u picculu spaziu trà e fibri, ponu resiste à l'invasione di a terra, ma u listessu pò ancu impedisce u liquidu di lavare per escludiri a terra interna, cusì i tessuti stretti cumincianu à resiste à a terra bona, ma una volta macchiata. lavà hè ancu più difficiule.
⑤ Durezza di l'acqua
A cuncintrazione di Ca2+, Mg2+ è altri ioni di metalli in l'acqua hà una grande influenza nantu à l'effettu di lavà, soprattuttu quandu i surfactants anionici scontranu ioni Ca2+ è Mg2+ chì formanu sali di calcium è magnesiu chì sò menu soluble è riduceranu a so detergenza.In l'acqua dura, ancu s'è a cuncentrazione di surfactant hè alta, a detergenza hè sempre assai peghju chè in a distillazione.Per u surfactant per avè u megliu effettu di lavà, a cuncentrazione di ioni Ca2 + in l'acqua deve esse ridutta à 1 x 10-6 mol / L (CaCO3 à 0,1 mg / L) o menu.Questu hè bisognu di l'aghjunzione di diversi softeners à u detergente.
Tempu di Postu: Feb-25-2022