1. Oberflächenspannung
Die Kontraktionskraft pro Länge der Einheit auf der Oberfläche einer Flüssigkeit wird als Oberflächenspannung bezeichnet, gemessen in n • m-1.
2. Oberflächenaktivität und Tensid
Die Eigenschaft, die die Oberflächenspannung von Lösungsmitteln verringern kann, wird als Oberflächenaktivität bezeichnet und Substanzen mit Oberflächenaktivität werden als oberflächenaktive Substanzen bezeichnet.
Tensid beziehen sich auf oberflächenaktive Substanzen, die Mizellen und andere Aggregate in wässrigen Lösungen bilden können, eine hohe Oberflächenaktivität aufweisen und auch benetzende, emulgierte, schäumende Wäsche und andere Funktionen aufweisen.
3.. Molekulare strukturelle Eigenschaften des Tensids
Tensid sind organische Verbindungen mit speziellen Strukturen und Eigenschaften, die die Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen oder der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten (normalerweise Wasser) erheblich verändern können und Eigenschaften wie Benetzung, Schäumung, Emulgierung und Waschen aufweisen.
Strukturell gesehen haben Tenside ein gemeinsames Merkmal, zwei verschiedene funktionelle Gruppen in ihren Molekülen zu enthalten. Ein Ende ist eine langkettige unpolare Gruppe, die in Öl löslich ist, aber in Wasser unlöslich ist und als hydrophobe Gruppe oder hydrophobe Gruppe bezeichnet wird. Diese hydrophoben Gruppen sind im Allgemeinen langkettige Kohlenwasserstoffe, manchmal auch organisches Fluor, Organosilicium, Organophosphor, Organotinketten usw. Das andere Ende ist eine wasserlösliche funktionelle Gruppe, nämlich eine hydrophile Gruppe oder hydrophile Gruppe. Die hydrophile Gruppe muss eine ausreichende Hydrophilie haben, um sicherzustellen, dass das gesamte Tensid in Wasser löslich ist und über die notwendige Löslichkeit verfügt. Aufgrund des Vorhandenseins von hydrophilen und hydrophoben Gruppen in Tensiden können sie sich in mindestens einer Phase der flüssigen Phase auflösen. Die hydrophilen und oleophilen Eigenschaften von Tensiden werden als Amphiphilizität bezeichnet.
4. Typen von Tensiden
Tenside sind amphiphile Moleküle, die sowohl hydrophobe als auch hydrophile Gruppen haben. Die hydrophoben Gruppen von Tensiden bestehen im Allgemeinen aus langkettigen Kohlenwasserstoffen wie gerader Kettenalkyl C8-C20, verzweigtem Ketten-Alkyl-C8-C20, Alkylphenyl (mit 8-16-Alkylkohlenstoffatomen) usw. Der Unterschied in hydrophoben Gruppen hauptsächlich in den strukturellen Veränderungen von Kohlenstoffhydrogenketten mit relativ geringem Unterschied. Daher hängen die Eigenschaften von Tensiden hauptsächlich mit hydrophilen Gruppen zusammen, zusätzlich zur Größe und Form von hydrophoben Gruppen. Die strukturellen Veränderungen hydrophiler Gruppen sind größer als die von hydrophoben Gruppen, daher basiert die Klassifizierung von Tensiden im Allgemeinen auf der Struktur hydrophiler Gruppen. Diese Klassifizierung basiert hauptsächlich darauf, ob die hydrophilen Gruppen ionisch sind und sie in anionische, kationische, nichtionische, zwitterionische und andere spezielle Arten von Tensiden unterteilt.
5. Eigenschaften der Tensid -wässrige Lösung
① Adsorption von Tensiden an Grenzflächen
Tensidmoleküle haben lipophile und hydrophile Gruppen, wodurch sie amphiphile Moleküle machen. Wasser ist eine stark polare Flüssigkeit. Wenn sich Tenside im Wasser nach dem Prinzip der Polaritätsähnlichkeit und Polaritätsdifferenzabstoßung auflösen, werden ihre hydrophilen Gruppen von der Wasserphase angezogen und löst sich in Wasser auf, während ihre lipophilen Gruppen Wasser zurückziehen und das Wasser verlassen. Infolgedessen adsorbieren Tensidmoleküle (oder Ionen) an der Grenzfläche zwischen den beiden Phasen, wodurch die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Phasen reduziert wird. Je mehr Tensidmoleküle (oder Ionen) an der Grenzfläche adsorbiert werden, desto größer ist die Abnahme der Grenzflächenspannung.
② Einige Eigenschaften der Adsorptionsmembran
Oberflächendruck der Adsorptionsmembran: Tenside adsorbieren an der Gas-Flüssig-Grenzfläche, um eine Adsorptionsmembran zu bilden. Wenn eine reibungslose bewegliche schwimmende Platte an der Grenzfläche platziert ist und die schwimmende Platte die Adsorptionsmembran entlang der Lösungsoberfläche drückt, übt die Membran einen Druck auf die schwimmende Platte aus, die als Oberflächendruck bezeichnet wird.
Oberflächenviskosität: Wie Oberflächendruck ist eine Oberflächenviskosität eine Eigenschaft, die durch unlösliche molekulare Filme aufweist. Setzen Sie einen Platinring mit einem dünnen Metalldraht auf, lassen Sie seine Ebene die Wasseroberfläche der Spüle, drehen Sie den Platinring, der Platinring wird durch die Viskosität des Wassers behindert, und die Amplitude dämpft allmählich ab, wobei die Oberflächenviskosität gemessen werden kann. Die Methode lautet: Führen Sie zuerst Experimente auf der reinen Wasseroberfläche durch, messen Sie die Amplitude -Abschwächung und messen Sie dann die Dämpfung nach der Bildung der Oberflächen -Gesichtsmaske und berechnen Sie die Viskosität der Oberflächen -Gesichtsmaske aus der Differenz zwischen den beiden.
Die Oberflächenviskosität hängt eng mit der Festigkeit der Oberflächengezugsmaske zusammen. Da der Adsorptionsfilm Oberflächendruck und Viskosität aufweist, muss er elastisch sein. Je höher der Oberflächendruck und die Viskosität der Adsorptionsmembran, desto größer sein elastischer Modul. Der elastische Modul des Oberflächenadsorptionsfilms ist im Prozess der Schaumstabilisierung von großer Bedeutung.
③ Bildung von Mizellen
Die verdünnte Lösung von Tensiden folgt den Gesetzen idealer Lösungen. Die Adsorptionsmenge an Tensiden auf der Oberfläche einer Lösung nimmt mit der Konzentration der Lösung zu. Wenn die Konzentration einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet, steigt die Adsorptionsmenge nicht mehr. Diese übermäßigen Tensidmoleküle in der Lösung werden regelmäßig gestört oder existieren. Sowohl Praxis als auch Theorie haben gezeigt, dass sie in Lösung Aggregate bilden, die als Mizellen bezeichnet werden.
Kritische Mizellenkonzentration: Die minimale Konzentration, bei der Tenside Mizellen in einer Lösung bilden, wird als kritische Mizellenkonzentration bezeichnet.
④ Der CMC -Wert des gemeinsamen Tensids.
6. hydrophiler und oleophiler Gleichgewichtswert
HLB steht für hydrophiles lipophiles Gleichgewicht, das die hydrophilen und lipophilen Gleichgewichtswerte der hydrophilen und lipophilen Gruppen eines Tensids darstellt, dh der HLB -Wert des Tensids. Ein hoher HLB -Wert zeigt eine starke Hydrophilie und schwache Lipophilie des Moleküls an; Im Gegenteil, es hat eine starke Lipophilie und schwache Hydrophilie.
① Vorschriften zum HLB -Wert
Der HLB-Wert ist ein relativer Wert. Bei der Formulierung des HLB-Werts als Standard wird der HLB-Wert von Paraffin ohne hydrophile Eigenschaften auf 0 gesetzt, während der HLB-Wert von Natriumdodecylsulfat mit starker Wasserlöslichkeit auf 40 eingestellt ist. Im Allgemeinen sind Emulgatoren mit HLB -Werten von weniger als 10 lipophil, während Emulgatoren mit HLB -Werten von mehr als 10 hydrophil sind. Daher beträgt der Wendepunkt von der Lipophilie zur Hydrophilie ungefähr 10.
7. Effekte von Emulgierung und Solubilisierung
Zwei nicht mischbare Flüssigkeiten, eine, die durch Verbreitung von Partikeln (Tröpfchen oder Flüssigkristalle) in der anderen gebildet werden, werden als Emulsionen bezeichnet. Bei der Bildung einer Emulsion nimmt der Grenzflächenbereich zwischen den beiden Flüssigkeiten zu, was das System thermodynamisch instabil macht. Um die Emulsion zu stabilisieren, muss eine dritte Komponente - Emulgator - hinzugefügt werden, um die Grenzflächenenergie des Systems zu verringern. Emulgatoren gehören Tensiden, und ihre Hauptfunktion ist es, als Emulgatoren zu fungieren. Die Phase, in der Tröpfchen in einer Emulsion existieren, wird als dispergierte Phase (oder interne Phase, diskontinuierliche Phase) bezeichnet, und die andere miteinander verbundene andere Phase wird als dispergiertes Medium (oder externe Phase, kontinuierliche Phase) bezeichnet.
① Emulgatoren und Emulsionen
Häufige Emulsionen bestehen aus einer Phase von Wasser oder wässriger Lösung, und in der anderen Phase organischer Verbindungen, die mit Wasser, wie Ölen, Wachsen usw. nicht mischbar sind, kann die durch Wasser und Öl gebildete Emulsion basierend auf ihrer Dispersion unterteilt werden: In Wasser dispergiertes Öl bildet eine durch O/W (öl/water); In Öl dispergiertes Wasser bildet ein Wasser in der Ölemulsion, das durch W/O (Wasser/Öl) dargestellt wird. Zusätzlich kann komplexe Wasser in Öl in Wasser mit einem O/W und Öl in Wasser in Öl o/w/o -Emulsionen ebenfalls bilden.
Der Emulgator stabilisiert die Emulsion, indem er die Grenzflächenspannung reduziert und eine Monoschicht -Gesichtsmaske bildet.
Anforderungen an Emulgatoren bei Emulgierung: A: Emulgatoren müssen in der Lage sein, an der Grenzfläche zwischen den beiden Phasen zu adsorbieren oder zu bereichern, wodurch die Grenzflächenspannung verringert wird. B: Emulgatoren müssen Partikeln eine elektrische Ladung geben, was zu einer elektrostatischen Abstoßung zwischen den Partikeln führt oder einen stabilen, gut viskosen Schutzfilm um die Partikel bildet. Daher müssen Substanzen, die als Emulgatoren verwendet werden, amphiphile Gruppen haben, um emulgierende Wirkungen zu haben, und Tenside können diese Anforderung erfüllen.
② Vorbereitungsmethoden von Emulsionen und Faktoren, die die Emulsionsstabilität beeinflussen
Es gibt zwei Methoden zur Vorbereitung von Emulsionen: Eine besteht darin, mechanische Methoden zu verwenden, um die Flüssigkeit in kleine Partikel in einer anderen Flüssigkeit zu zerstreuen, die in der Industrie üblicherweise zur Herstellung von Emulsionen verwendet wird; Eine andere Methode besteht darin, eine Flüssigkeit in einem molekularen Zustand in einer anderen Flüssigkeit aufzulösen und sie dann angemessen zu aggregieren, um eine Emulsion zu bilden.
Die Stabilität von Emulsionen bezieht sich auf ihre Fähigkeit, der Partikelaggregation zu widerstehen und Phasentrennung zu verursachen. Emulsionen sind thermodynamisch instabile Systeme mit signifikanter freier Energie. Daher bezieht sich die Stabilität einer Emulsion tatsächlich auf die Zeit, in der das System das Gleichgewicht erreicht hat, dh die Zeit, die eine Flüssigkeit im System zum Trennen erfordert.
Wenn es polare organische Moleküle wie Fettalkohol, Fettsäure und Fettamin in der Gesichtsmaske gibt, nimmt die Stärke der Membran signifikant zu. Dies liegt daran, dass die Emulgatormoleküle in der Grenzflächenadsorptionsschicht mit polaren Molekülen wie Alkohol, Säure und Amin zu einem "Komplex" interagieren, was die Stärke der Grenzfläche -Gesichtsmaske erhöht.
Emulgatoren aus zwei oder mehr Tensiden werden als gemischte Emulgatoren bezeichnet. Gemischte Emulgatoren adsorbieren an der Wasser/Öl -Grenzfläche, und intermolekulare Wechselwirkungen können Komplexe bilden. Aufgrund einer starken intermolekularen Wechselwirkung ist die Grenzflächenspannung signifikant verringert, die an der Grenzfläche adsorbierte Emulgatormenge erhöht sich signifikant und die Dichte und Stärke der gebildeten Grenzflächen -Gesichtsmaske erhöht sich.
Die Ladung von Tröpfchen hat einen erheblichen Einfluss auf die Stabilität von Emulsionen. Stabile Emulsionen haben typischerweise Tröpfchen mit elektrischen Ladungen. Bei der Verwendung von ionischen Emulgatoren setzen die an der Grenzfläche adsorbierten Emulgatoren ihre lipophilen Gruppen in die Ölphase ein, während sich die hydrophilen Gruppen in der Wasserphase befinden, wodurch die Tröpfchen geladen werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Tröpfchen der Emulsion die gleiche Ladung tragen, stoßen sie sich gegenseitig ab und sind nicht leicht agglomerisch, was zu einer erhöhten Stabilität führt. Es ist zu erkennen, dass je mehr Emulgatorionen an den Tröpfchen adsorbiert wurden, desto größer ihre Ladung und desto größer ihre Fähigkeit, Tröpfchenkoaleszenz zu verhindern, wodurch das Emulsionssystem stabiler wird.
Die Viskosität des Emulsionsdispersionsmediums hat einen gewissen Einfluss auf die Stabilität der Emulsion. Je höher die Viskosität des Verbreitungsmediums, desto höher ist die Stabilität der Emulsion. Dies liegt daran, dass die Viskosität des Verbreitungsmediums hoch ist, was die Brownsche Bewegung der Flüssigkeitstropfen stark behindert, die Kollision zwischen den Tröpfchen verlangsamt und das System stabil hält. Polymersubstanzen, die normalerweise in Emulsionen löslich sind, können die Viskosität des Systems erhöhen und die Stabilität der Emulsion verbessern. Darüber hinaus kann das Polymer auch eine feste Gesichtsmaske der Grenzfläche bilden, wodurch das Emulsionssystem stabiler wird.
In einigen Fällen kann das Hinzufügen von festem Pulver auch die Emulsion stabilisieren. Das feste Pulver befindet sich nicht in Wasser, Öl oder an der Grenzfläche, abhängig von der Benetzungsfähigkeit von Öl und Wasser am festen Pulver. Wenn das feste Pulver nicht vollständig durch Wasser benetzt wird und durch Öl benetzt werden kann, bleibt es an der Wasseröl -Grenzfläche.
Der Grund, warum das feste Pulver die Emulsion nicht stabilisiert, ist, dass das an der Grenzfläche gesammelte Pulver die Grenzfläche Gesichtsmaske nicht stärkt, die der Grenzfläche -Adsorption -Emulgatormoleküle ähnlich ist. Je näher die festen Pulverpartikel an der Grenzfläche angeordnet sind, desto stabiler wird die Emulsion.
Tenside können die Löslichkeit organischer Verbindungen, die in Wasser in wässriger Lösung unlöslich oder leicht löslich sind, erheblich erhöht, und die Lösung ist zu diesem Zeitpunkt transparent. Dieser Effekt von Mizellen wird als Solubilisierung bezeichnet. Tenside, die solubilisierende Effekte erzeugen können, werden als Solubilisierer bezeichnet, und organische Verbindungen, die solubilisiert werden, werden als solubilisierte Verbindungen bezeichnet.
8. Schaum
Schaum spielt eine wichtige Rolle im Waschprozess. Schaum bezieht sich auf das Dispersionssystem, in dem Gas in flüssig oder fest dispergiert ist. Gas ist die Dispersionsphase und flüssig oder fest ist das Dispersionsmedium. Ersteres wird als flüssiger Schaum bezeichnet, während letzteres fester Schaum genannt wird, wie Schaumstoffstoff, Schaumstoffglas, Schaumzement usw.
(1) Bildung von Schaumstoff
Der Schaum bezieht sich hier auf die Aggregation von Blasen, die durch Flüssigkeitsfilm getrennt sind. Aufgrund der großen Dichte zwischen der dispergierten Phase (Gas) und dem dispergierten Medium (Flüssigkeit) und der niedrigen Viskosität der Flüssigkeit kann der Schaum immer schnell zum Flüssigkeitsspiegel steigen.
Der Prozess der Bildung von Schaum besteht darin, eine große Menge Gas in die Flüssigkeit zu bringen, und die Blasen in der Flüssigkeit kehren schnell auf die Flüssigkeitsoberfläche zurück und bilden ein Blasenaggregat, das durch eine kleine Menge Flüssigkeit und Gas getrennt ist
Schaum hat zwei bemerkenswerte Merkmale in der Morphologie: Eine ist, dass Blasen als dispergierte Phase häufig polyedrisch sind, da an der Schnittstelle von Blasen eine Tendenz des Flüssigkeitsfilms dünner wird, was die Blasen polyedrisch macht. Wenn der Flüssigkeitsfilm bis zu einem gewissen Grad dünner wird, brechen die Blasen; Zweitens kann die reine Flüssigkeit keinen stabilen Schaum bilden, aber die Flüssigkeit, die Schaum bilden kann, beträgt mindestens zwei oder mehr Komponenten. Die wässrige Lösung des Tensids ist ein typisches System, das leicht zu schaumig ist, und seine Fähigkeit, Schaum zu erzeugen, hängt auch mit anderen Eigenschaften zusammen.
Tenside mit guter Schaumfähigkeit werden als Schaummittel bezeichnet. Obwohl das Schaummittel eine gute Schaumstofffähigkeit aufweist, kann der gebildete Schaum möglicherweise lange nicht aufrechterhalten, dh seine Stabilität ist möglicherweise nicht gut. Um die Stabilität des Schaums aufrechtzuerhalten, wird dem Schaummittel, der als Schaumstabilisator bezeichnet wird, häufig eine Substanz, die die Stabilität von Schaum erhöhen kann. Die häufig verwendeten Schaumstoffstabilisatoren sind Lauroyl -Diethanolamin- und Dodecyl -Dimethylaminoxid.
(2) Stabilität von Schaumstoff
Schaum ist ein thermodynamisch instabiles System, und der endgültige Trend besteht darin, dass die Gesamtfläche der Flüssigkeit im System abnimmt und die freie Energie nach dem Blasenbruch abnimmt. Der Entzündungsprozess ist der Prozess, bei dem der Flüssigkeitsfilm die Dicke der Dicke ändert, bis sie ausbricht. Daher wird die Stabilität des Schaums hauptsächlich durch die Geschwindigkeit der Flüssigentladung und die Festigkeit des Flüssigkeitsfilms bestimmt. Es gibt mehrere andere Einflussfaktoren.
① Oberflächenspannung
Aus Energiesicht ist eine niedrige Oberflächenspannung für die Bildung von Schaum günstiger, kann jedoch die Stabilität von Schaum nicht garantieren. Niedrige Oberflächenspannung, niedrige Druckdifferenz, langsame Flüssigkeitsentladungsgeschwindigkeit und langsame Flüssigkeitsfilmverdünnung sind der Stabilität von Schaumstoff förderlich.
② Oberflächenviskosität
Der Schlüsselfaktor zur Bestimmung der Stabilität von Schaum ist die Stärke des Flüssigkeitsfilms, der hauptsächlich durch die Festigkeit des Oberflächenadsorptionsfilms bestimmt wird, gemessen an der Oberflächenviskosität. Experimente zeigen, dass der von der Lösung mit höheren Oberflächenviskosität erzeugte Schaum eine längere Lebensdauer hat. Dies liegt daran, dass die Wechselwirkung zwischen adsorbierten Molekülen auf der Oberfläche zu einer Zunahme der Membranfestigkeit führt und so die Lebensdauer des Schaums verbessert.
③ Lösung Viskosität
Wenn die Viskosität der Flüssigkeit selbst zunimmt, ist die Flüssigkeit im Flüssigkeitsfilm nicht leicht zu entladen, und die Geschwindigkeit der Dicke der Flüssigkeitsfilmdicke ist langsam, was die Zeit des Flüssigkeitsfilms verzögert und die Stabilität des Schaums erhöht.
④ Der „Reparatureffekt“ der Oberflächenspannung
Tenside, die auf der Oberfläche des Flüssigkeitsfilms adsorbiert sind, können der Expansion oder Kontraktion der Flüssigkeitsfilmoberfläche widerstehen, die wir als Reparatureffekt bezeichnen. Dies liegt daran, dass es einen flüssigen Film von Tensiden gibt, der an der Oberfläche adsorbiert ist, und die Erweiterung seiner Oberfläche die Konzentration der adsorbierten Oberflächenmoleküle verringert und die Oberflächenspannung erhöht. Das Weitere Erweiterung der Oberfläche erfordert einen größeren Aufwand. Umgekehrt erhöht die Oberflächenschrumpfung die Konzentration adsorbierter Moleküle auf der Oberfläche, verringert die Oberflächenspannung und behindert eine weitere Schrumpfung.
⑤ Die Verbreitung von Gas durch einen flüssigen Film
Aufgrund der Existenz eines Kapillardrucks ist der Druck kleiner Blasen in Schaumstoff höher als der von großen Blasen, was dazu führt, dass das Gas in den kleinen Blasen in die niedrigen Druckgrüße durch den Flüssigkeitsfilm diffundieren, was zu dem Phänomen führt, dass die kleinen Blasen kleiner werden, die großen Blasen werden größer und schließlich bricht die Schaumbrennungen. Wenn Tensid hinzugefügt wird, ist der Schaum beim Schäumen gleichmäßig und dicht, und es ist nicht einfach zu entsorgen. Da das Tensid eng auf dem Flüssigkeitsfilm angeordnet ist, ist es schwierig zu belüften, was den Schaum stabiler macht.
⑥ Der Einfluss der Oberflächenladung
Wenn der Flüssigkeitsfilm der Schaumstoff mit demselben Symbol aufgeladen ist, werden sich die beiden Oberflächen des Flüssigkeitsfilms gegenseitig abgewandt und verhindern, dass der Flüssigkeitsfilm eine Ausdünnung oder sogar die Zerstörung hat. Ionische Tenside können diesen stabilisierenden Effekt liefern.
Zusammenfassend ist die Stärke des flüssigen Films der Schlüsselfaktor, um die Stabilität von Schaum zu bestimmen. Als Tensid für Schaummittel und Schaumstoffstabilisatoren sind die Enge und Festigkeit der adsorbierten Oberflächenmoleküle die wichtigsten Faktoren. Wenn die Wechselwirkung zwischen den adsorbierten Molekülen auf der Oberfläche stark ist, sind die adsorbierten Moleküle eng angeordnet, wodurch die Oberflächengesichtsmaske nicht nur eine hohe Festigkeit aufweist, sondern auch die Lösung an der Oberflächengesichtsmaske aufgrund der hohen Oberflächenviskosität schwierig zu fließen ist, und es ist leicht, den Flüssigkeitsfilm zu entleeren, und der Dicke der Flüssigkeitsfilme ist leicht zu achten. Darüber hinaus können eng angeordnete Oberflächenmoleküle auch die Permeabilität von Gasmolekülen verringern und somit die Stabilität von Schaum erhöhen.
(3) Zerstörung von Schaum
Das Grundprinzip der Zerstörung des Schaums besteht darin, die Bedingungen für die Erzeugung von Schaum zu ändern oder die Stabilitätsfaktoren von Schaum zu beseitigen, sodass es zwei Ausschaltmethoden gibt, physikalisch und chemisch.
Das physikalische Ausgleich besteht darin, die Bedingungen zu ändern, unter denen Schaum erzeugt wird, während die chemische Zusammensetzung der Schaumlösung unverändert aufrechterhalten wird. Beispielsweise sind externe Kraftstörungen, Temperatur- oder Druckänderungen und Ultraschallbehandlung wirksame physikalische Methoden zur Beseitigung von Schaum.
Die chemische Entsäule -Methode besteht darin, einige Substanzen für die Interaktion mit dem Schaumstoffmittel hinzuzufügen, die Festigkeit des Flüssigkeitsfilms im Schaum zu verringern und dann die Stabilität des Schaums zu verringern, um den Zweck der Entfernung zu erreichen. Solche Substanzen werden Enttäuschungen genannt. Die meisten Enthüter sind Tenside. Daher sollten Entsorgungsmechanismus nach dem Mechanismus der Entfernung eine starke Fähigkeit haben, die Oberflächenspannung zu reduzieren, auf der Oberfläche leicht adsorbiert zu werden und schwache Wechselwirkungen zwischen adsorbierten Oberflächenmolekülen, was zu einer relativ lockeren Anordnungsstruktur adorbed -Moleküle führt.
Es gibt verschiedene Arten von Entmutigungen, aber sie sind meistens nichtionische Tenside. Nicht ionische Tenside haben Anti -Schaum -Eigenschaften in der Nähe oder über ihrem Wolkenpunkt und werden üblicherweise als Entmündung verwendet. Alkohole, insbesondere solche mit Verzweigungsstrukturen, Fettsäuren und Estern, Polyamiden, Phosphaten, Silikonölen usw., werden üblicherweise als exzellente Entmündung verwendet.
(4) Schaum und Waschen
Es gibt keine direkte Beziehung zwischen Schaum und Waschwirkung, und die Menge an Schaum bedeutet nicht, dass die Waschwirkung gut oder schlecht ist. Zum Beispiel ist die Schaumleistung von nichtionischen Tensiden der Seife weit unterlegen, aber ihre Reinigungskraft ist viel besser als Seife.
In einigen Fällen ist der Schaum hilfreich, um Schmutz zu entfernen. Zum Beispiel kann der Schaum des Waschmittels, wenn das Waschen zu Hause zu Hause war, die abgewaschenen Öltropfen wegnehmen. Wenn Sie Teppiche schrubben, hilft der Schaum dazu, festen Schmutz wie Staub und Pulver wegzunehmen. Darüber hinaus kann Schaum manchmal als Zeichen dafür verwendet werden, ob das Reinigungsmittel wirksam ist, da Fettölflecken den Schaum des Waschmittels hemmen können. Wenn es zu viel Ölflecken und zu wenig Reinigungsmittel gibt, gibt es keinen Schaum oder der ursprüngliche Schaum verschwindet. Manchmal kann Schaumstoff auch als Indikator dafür verwendet werden, ob das Spülen sauber ist. Da die Menge an Schaum in der Spüllösung mit dem Abnahme des Waschmittelgehalts tendenziell abnimmt, kann der Spülengrad anhand der Schaummenge bewertet werden.
9. Waschprozess
In einem breiten Sinne ist das Waschen der Prozess, unerwünschte Komponenten aus dem gewaschenen Objekt zu entfernen und einen bestimmten Zweck zu erreichen. Das Waschen im üblichen Sinne bezieht sich auf den Prozess des Entfernens von Schmutz von der Oberfläche eines Trägers. Während des Waschens wird die Wechselwirkung zwischen Schmutz und Träger durch die Wirkung einiger chemischer Substanzen (wie Reinigungsmittel) geschwächt oder beseitigt, wodurch die Kombination von Schmutz und Träger in die Kombination von Schmutz und Reinigungsmittel umgewandelt wird, wodurch der Schmutz und die Träger letztendlich dazu führt. Da die zu wäbenen Objekte und der zu beseitige Schmutz vielfältig sind, ist das Waschen ein sehr komplexer Prozess, und der Grundprozess des Waschens kann durch die folgende einfache Beziehung dargestellt werden
Träger • Schmutz+Waschmittel = Träger+Schmutz • Waschmittel
Der Waschprozess kann normalerweise in zwei Stadien unterteilt werden: Eine ist die Trennung von Schmutz und seinem Träger unter der Wirkung des Waschmittels; Der zweite ist, dass der abgelöste Schmutz verteilt und im Medium suspendiert ist. Der Waschprozess ist ein reversibler Prozess, und Schmutz, der im Medium dispergiert oder suspendiert wird, kann ebenfalls vom Medium auf die Wäsche ausfallen. Daher sollte ein ausgezeichnetes Reinigungsmittel nicht nur die Fähigkeit haben, Schmutz vom Träger abzulösen, sondern auch eine gute Fähigkeit zu haben, Schmutz zu zerstreuen und zu suspendieren und Schmutz erneut abzulegen.
(1) Schmutzarten
Selbst für denselben Artikel variiert die Art, die Zusammensetzung und die Menge des Schmutzes je nach Verwendungsumgebung. Ölkörperdreck umfasst hauptsächlich tierische und pflanzliche Öle sowie Mineralöle (wie Rohöl, Heizöl, Kohle -Teer usw.), während fester Schmutz hauptsächlich Rauch, Staub, Rost, Carbonschwarz usw. enthält. Schmutz aus Lebensmitteln wie Fruchtflecken, Speiseölflecken, Gewürzflecken, Stärke usw.; Dirt, das durch Kosmetika wie Lippenstift und Nagellack gebracht wurde; Schmutz aus der Atmosphäre wie Rauch, Staub, Boden usw.; Andere Materialien wie Tinte, Tee, Farbe usw. Es kann gesagt werden, dass es verschiedene und verschiedene Typen gibt.
Verschiedene Arten von Schmutz können normalerweise in drei Kategorien unterteilt werden: fester Schmutz, flüssiges Schmutz und spezieller Schmutz.
① Häufiger fester Schmutz umfasst Partikel wie Asche, Schlamm, Boden, Rost und Carbonschwarz. Die meisten dieser Partikel haben eine Oberflächenladung, meist negativ und können leicht an faserige Objekte adsorbiert werden. Im Allgemeinen ist es schwierig, in Wasser schwer zu lösen, kann jedoch durch Waschmittellösungen verteilt und aufgehängt werden. Festes Schmutz mit kleinen Partikeln ist schwer zu entfernen.
② Flüssiges Schmutz ist größtenteils öllöslich, einschließlich tierischer und pflanzlicher Öle, Fettsäuren, Fettalkoholen, Mineralölen und deren Oxiden. Unter ihnen können tierische und pflanzliche Öle und Fettsäuren mit Alkali Saponifizierung durchlaufen, während fetthaltige Alkohole und Mineralöle nicht durch Alkali saponifiziert werden, sondern sich in Alkoholemen, Ether und Kohlenwasserstoff -organischen Lösungsmitteln auflösen und emulgiert und verteilt werden. Öllöslicher flüssiger Schmutz hat im Allgemeinen eine starke Wechselwirkungskraft mit faserigen Objekten und adsorbischen Fasern.
③ Spezielles Schmutz umfasst Protein, Stärke, Blut, menschliche Sekrete wie Schweiß, Talg, Urin sowie Fruchtsaft, Teesaft usw. Die meisten dieser Schmutzarten können durch chemische Reaktionen stark auf fibröse Objekte adsorbieren. Daher ist es ziemlich schwierig, es zu waschen.
Verschiedene Arten von Schmutz existieren selten allein, oft miteinander gemischt und an Objekten adsorbiert. Schmutz kann manchmal unter externen Einflüssen oxidieren, zersetzen oder zerfallen, was zur Bildung neuer Schmutz führt.
(2) Der Adhäsionseffekt von Schmutz
Der Grund, warum Kleidung, Hände usw. schmutzig werden können, ist, dass es eine Art Interaktion zwischen Objekten und Schmutz gibt. Es gibt verschiedene Adhäsionseffekte von Schmutz auf Objekte, aber es handelt sich hauptsächlich um physikalische Adhäsion und chemische Adhäsion.
① Die physische Haftung von Zigarettenasche, Staub, Sediment, Carbonschwarz und anderen Substanzen an Kleidung. Im Allgemeinen ist die Wechselwirkung zwischen dem angehaltenen Schmutz und dem kontaminierten Objekt relativ schwach, und die Entfernung von Schmutz ist ebenfalls relativ einfach. Nach verschiedenen Kräften kann die physikalische Adhäsion von Schmutz in mechanische Adhäsion und elektrostatische Adhäsion unterteilt werden.
A: Die mechanische Haftung bezieht sich hauptsächlich auf die Adhäsion von festem Schmutz wie Staub und Sediment. Die mechanische Adhäsion ist eine schwache Adhäsionsmethode für Schmutz, die durch einfache mechanische Methoden fast entfernt werden kann. Wenn jedoch die Partikelgröße des Schmutzs klein ist (<0,1um), ist es schwieriger zu entfernen.
B: Die elektrostatische Adhäsion zeigt sich hauptsächlich durch die Wirkung geladener Schmutzpartikel auf Objekte mit entgegengesetzten Ladungen. Die meisten faserigen Objekte tragen eine negative Ladung in Wasser und können leicht durch positiv geladene Schmutz wie Kalk eingehalten. Einige Schmutz, obwohl negativ geladen, wie z. B. CO2 -Schwarzpartikel in wässrigen Lösungen, können durch Ionenbrücken, die durch positive Ionen (wie Ca2+, Mg2+usw.) in Wasser gebildet werden (Ionen, zwischen mehreren entgegengesetzten Ladungen, die wie Brücken wirken), an Fasern haften.
Statische Elektrizität ist stärker als die einfache mechanische Wirkung, was es relativ schwierig macht, Schmutz zu entfernen.
③ Entfernung von Special Dirt
Protein, Stärke, menschliche Sekrete, Fruchtsaft, Teesaft und andere Schmutzarten sind mit allgemeinen Tensiden schwer zu entfernen und fordern spezielle Behandlungsmethoden.
Proteinflecken wie Creme, Eier, Blut, Milch und Hautausscheidung sind anfällig für Koagulation und Denaturierung an Fasern und haften fester. Für die Proteinverschmutzung kann Protease verwendet werden, um es zu entfernen. Die Protease kann Proteine in Schmutz in wasserlösliche Aminosäuren oder Oligopeptide zerlegen.
Stärkeflecken stammen hauptsächlich aus Lebensmitteln, während andere wie Fleischsäfte, Paste usw. Stärkeenzyme katalytische Wirkung auf die Hydrolyse von Stärkeflecken haben und Stärke in Zucker zerlegen.
Lipase kann die Zersetzung einiger Triglyceride katalysieren, die durch herkömmliche Methoden, wie zum Beispiel vom menschlichen Körper, essbaren Öle usw., zu entfernen sind, um Triglyceride in lösliche Glycerin und Fettsäuren zu zerlegen.
Einige farbige Flecken aus Fruchtsaft, Teesaft, Tinte, Lippenstift usw. sind selbst nach wiederholtem Waschen oft schwer zu reinigen. Diese Art von Flecken kann durch Oxidationsreduktionsreaktionen unter Verwendung von Oxidationsmitteln oder Reduktern wie Bleichmittel wie Bleichmittel entfernt werden, die die Struktur der Chromophor- oder Chromophorgruppen zerlegen und sie in kleinere wasserlösliche Komponenten zerlegen.
Aus der Sicht der chemischen Reinigung gibt es ungefähr drei Arten von Schmutz.
① Öllöslicher Schmutz enthält verschiedene Öle und Fette, die flüssig oder fettig und löslich in trockenen Reinigungslösungsmitteln sind.
② Wasserlöslicher Schmutz ist in wässriger Lösung löslich, aber in trockenen Reinigungsmitteln unlöslich. Es adsorbiert in Form einer wässrigen Lösung an Kleidung, und nachdem das Wasser verdunstet, werden körnige Feststoffe wie anorganische Salze, Stärke, Proteine usw. ausgefällt.
③ Inlösliches Öl Wasser ist sowohl in Wasser als auch in der trockenen Reinigungslösungsmittel wie Carbonschwarz, verschiedenen Metallsiger und Oxiden unlöslich.
Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Arten von Schmutz gibt es verschiedene Möglichkeiten, während des trockenen Reinigungsprozesses Schmutz zu entfernen. Öllöslicher Schmutz wie tierische und pflanzliche Öle, Mineralöle und Fette sind in organischen Lösungsmitteln leicht löslich und können während der trockenen Reinigung leicht entfernt werden. Die hervorragende Löslichkeit der Trockenreinigungslösungsmittel für Öl und Fett ist im Wesentlichen auf Van der Waals -Kräfte zwischen Molekülen zurückzuführen.
Für die Entfernung von wasserlöslichen Schmutz wie anorganische Salze, Zucker, Proteine, Schweiß usw. ist es auch erforderlich, dem trockenen Reinigungsmittel eine angemessene Menge Wasser hinzuzufügen, ansonsten ist wasserlöslicher Schmutz schwer aus der Kleidung zu entfernen. Es ist jedoch schwer in trockenen Reinigungsmitteln aufzulösen. Um die Wassermenge zu erhöhen, müssen Tenside hinzugefügt werden. Das in trockenen Reinigungsmitteln vorhandene Wasser kann Schmutz und die Oberfläche der Kleidung mit den polaren Gruppen von Tensiden leicht interagieren, was für die Adsorption von Tensiden auf der Oberfläche vorteilhaft ist. Wenn Tenside Mizellen bilden, können wasserlösliche Schmutz und Wasser in die Mizellen lockisiert werden. Tenside können nicht nur den Wassergehalt in trockenen Reinigungslösungsmitteln erhöhen, sondern auch die Wiederabsetzung von Schmutz verhindern, um den Reinigungseffekt zu verbessern.
Das Vorhandensein einer geringen Menge Wasser ist erforderlich, um wasserlösliche Schmutz zu entfernen, aber übermäßiges Wasser kann dazu führen, dass einige Kleidung, Falten usw. sich verformen, so dass der Wassergehalt im trockenen Reinigungsmittel moderat sein muss.
Feste Partikel wie Asche, Schlamm, Boden und Carbonschwarz, die weder wasserlöslich noch öllöslich sind, haften im Allgemeinen durch elektrostatische Adsorption oder durch Kombination mit Ölflecken an Kleidung. Bei der chemischen Reinigung können der Durchfluss und der Einfluss von Lösungsmitteln zu Schmutz führen, die durch elektrostatische Kräfte abfallen, während die trockenen Reinigungsmittel Ölflecken auflösen können, was zu festen Partikeln führt, die sich mit den Ölflecken verbinden und sich an die Kleidung haften, um vom trockenen Reinigungsmittel abzufallen. Die geringe Menge an Wasser und Tensiden im trockenen Reinigungsmittel kann die festen schmutzigen Partikel, die abfallen, stabil aushalten und zerstreuen, wodurch sie wieder auf die Kleidung abkommen.
(5) Faktoren, die den Wascheffekt beeinflussen
Die gerichtete Adsorption von Tensiden an der Grenzfläche und die Verringerung der Oberflächenspannung sind die Hauptfaktoren für die Entfernung von flüssigem oder festem Verschmutzung. Der Waschprozess ist jedoch relativ komplex, und selbst die Waschwirkung derselben Art von Reinigungsmittel wird von vielen anderen Faktoren beeinflusst. Diese Faktoren umfassen die Konzentration von Reinigungsmittel, Temperatur, Schmutz, Faserart und Stoffstruktur.
① Konzentration von Tensiden
Die Mizellen von Tensiden in der Lösung spielen eine wichtige Rolle im Waschprozess. Wenn die Konzentration die kritische Mizellenkonzentration (CMC) erreicht, nimmt der Wascheffekt stark zu. Daher sollte die Konzentration des Waschmittels im Lösungsmittel höher sein als der CMC -Wert, um eine gute Waschungseffekte zu erzielen. Wenn jedoch die Konzentration der Tenside den CMC -Wert übersteigt, wird der zunehmende Wascheffekt weniger signifikant und eine übermäßige Zunahme der Tensidkonzentration ist nicht erforderlich.
Bei der Verwendung von Solubilisierung zum Entfernen von Ölflecken steigt der Solubilisierungseffekt auch dann immer noch, wenn die Konzentration über dem CMC -Wert liegt, mit zunehmender Tensidkonzentration immer noch. Zu diesem Zeitpunkt ist es ratsam, Waschmittel lokal zu verwenden, z. Beim Waschen kann zunächst eine Waschmittelschicht angewendet werden, um den Solubilisierungseffekt von Tensiden auf Ölflecken zu verbessern.
② Die Temperatur hat einen signifikanten Einfluss auf den Reinigungseffekt. Insgesamt ist die Erhöhung der Temperatur zum Entfernen von Schmutz von Vorteil, aber manchmal kann übermäßige Temperatur auch nachteilige Faktoren verursachen.
Ein Temperaturanstieg ist für die Diffusion von Schmutz von Vorteil. Feste Ölflecken können leicht emulgiert werden, wenn die Temperatur über ihrem Schmelzpunkt liegt, und die Fasern erhöhen auch ihren Expansionsgrad aufgrund des Temperaturanstiegs. Diese Faktoren sind alle vorteilhaft für die Entfernung von Schmutz. Für enge Stoffe werden die Mikrolücken zwischen den Fasern jedoch nach der Faserausdehnung verringert, was der Entfernung von Schmutz nicht förderlich ist.
Temperaturänderungen beeinflussen auch die Löslichkeit, den CMC -Wert und die Mizellengröße von Tensiden, wodurch die Waschwirkung beeinflusst wird. Lange Kohlenstoffketten -Tenside haben bei niedrigen Temperaturen eine geringere Löslichkeit und manchmal sogar eine geringere Löslichkeit als der CMC -Wert. In diesem Fall sollte die Waschtemperatur angemessen erhöht werden. Der Effekt der Temperatur auf den CMC-Wert und die Mizellengröße unterscheidet sich für ionische und nichtionische Tenside. Bei ionischen Tensiden führt ein Temperaturanstieg im Allgemeinen zu einem Anstieg des CMC -Werts und einer Abnahme der Mizellengröße. Dies bedeutet, dass die Konzentration der Tenside in der Waschlösung erhöht werden sollte. Für nichtionische Tenside führt eine zunehmende Temperatur zu einer Abnahme ihres CMC-Werts und zu einem signifikanten Anstieg ihrer Mizellengröße. Es ist ersichtlich, dass die angemessene Erhöhung der Temperatur nichtionischen Tensiden helfen kann, ihre Oberflächenaktivität auszuüben. Die Temperatur sollte jedoch ihren Wolkenpunkt nicht überschreiten.
Kurz gesagt, die am besten geeignete Waschtemperatur hängt mit der Formel des Reinigungsmittels und des zu verwaschenen Objekts zusammen. Einige Reinigungsmittel haben gute Reinigungseffekte bei Raumtemperatur, während einige Reinigungsmittel erheblich unterschiedliche Reinigungseffekte für Kalt- und heißes Waschen haben.
③ Schaum
Menschen verwechseln oft die Fähigkeit zur Schäumung mit dem Waschmittel und glauben, dass Reinigungsmittel mit starken Schaumfähigkeit bessere Waschmittel haben. Die Ergebnisse zeigen, dass der Wascheffekt nicht direkt mit der Menge an Schaum zusammenhängt. Beispielsweise hat die Verwendung von Waschmittel mit niedrigem Schäumung für das Waschen keine schlechtere Waschwirkung als ein hohes Waschmittel.
Obwohl der Schaum nicht direkt mit dem Waschen zusammenhängt, ist der Schaum immer noch hilfreich, um in einigen Situationen Schmutz zu entfernen. Zum Beispiel kann der Schaum der Waschflüssigkeit die Öltropfen beim Waschen von Geschirr von Hand tragen. Beim Schrubben des Teppichs kann der Schaum auch feste Schmutzpartikel wie Staub wegnehmen. Staub macht einen großen Teil des Teppichschmutzes aus, sodass der Teppichreiniger eine gewisse Schaumfähigkeit haben sollte.
Schaumkraft ist auch für Shampoo wichtig. Der feine Schaum, der von der Flüssigkeit beim Waschen von Haaren oder beim Baden erzeugt wird, lässt die Menschen wohl fühlen.
④ Arten von Fasern und physikalischen Eigenschaften von Textilien
Zusätzlich zur chemischen Struktur von Fasern, die die Adhäsion und Entfernung von Schmutz beeinflussen, wirken sich das Erscheinungsbild von Fasern und die organisatorische Struktur von Garnen und Stoffen auch auf die Schwierigkeit der Schmutzentfernung aus.
Die Skalen von Wollfasern und die flache Streifenstruktur von Baumwollfasern sind anfälliger, um Schmutz zu sammeln als glatte Fasern. Zum Beispiel ist der an Cellulosefilm (Kleberfilm) eingehaltene Carbonschwarz leicht zu entfernen, während der Carbonschwarz, der an Baumwollgewebe haftet, schwer abzuwaschen ist. Beispielsweise sind Kurzfasergewebe von Polyester anfälliger für die Anhäufung von Ölflecken als lange Fasergewebe, und die Ölflecken auf kurzen Faserstoffen sind auch schwieriger zu entfernen als diejenigen auf langen Faserstoffen.
Dicht verdrehte Garne und enge Stoffe können aufgrund der kleinen Mikrolücken zwischen Fasern der Invasion von Schmutz widerstehen, verhindern jedoch auch, dass die Reinigungslösung den inneren Schmutz entfernen. Daher haben enge Stoffe zu Beginn einen guten Widerstand gegen Schmutz, aber es ist auch schwierig, nach Verunreinigungen zu reinigen.
⑤ Die Wasserhärte
Die Konzentration von Metallionen wie Ca2+und Mg2+in Wasser hat einen signifikanten Einfluss auf den Waschmittel, insbesondere wenn anionische Tenside Ca2+und Mg2+-Ionen zur Bildung von Kalzium- und Magnesiumsalzen mit schlechter Löslichkeit begegnen, was ihre Reinigungsfähigkeit verringern kann. Auch wenn die Konzentration der Tenside hoch in hartem Wasser ist, ist ihr Reinigungseffekt immer noch viel schlechter als bei der Destillation. Um die beste Waschwirkung von Tensiden zu erreichen, sollte die Konzentration von Ca2+-Ionen in Wasser auf unter 1 × 10-6 mol/l reduziert werden (CACO3 sollte auf 0,1 mg/l reduziert werden). Dies erfordert das Hinzufügen verschiedener Enthärter zum Waschmittel.
Postzeit: Aug-16-2024