Samdráttarkraftur hvaða lengdareininga sem er á yfirborði vökvans er kallaður yfirborðsspenna og einingin er N.·m-1.
Eiginleiki þess að draga úr yfirborðsspennu leysisins kallast yfirborðsvirkni og efni með þennan eiginleika kallast yfirborðsvirkt efni.
Yfirborðsvirka efnið sem getur bundið sameindir í vatnslausn og myndað micellur og önnur tengsl, og hefur mikla yfirborðsvirkni, á sama tíma og það hefur áhrif á bleyta, fleyti, froðumyndun, þvott o.s.frv., kallast yfirborðsvirkt efni.
Yfirborðsvirkt efni er lífræn efnasambönd með sérstaka uppbyggingu og eiginleika, sem geta verulega breytt milliflötum spennu milli tveggja fasa eða yfirborðsspennu vökva (almennt vatn), með bleytingu, froðumyndun, fleyti, þvotti og öðrum eiginleikum.
Hvað varðar uppbyggingu eiga yfirborðsvirk efni það sameiginlegt að hafa tvo ólíka hópa í sameindum sínum.Á öðrum endanum er löng keðja af óskautuðum hópum, leysanlegt í olíu og óleysanlegt í vatni, einnig þekktur sem vatnsfælinn hópur eða vatnsfráhrindandi hópur.Slíkur vatnsfráhrindandi hópur er yfirleitt langar keðjur af kolvetni, stundum einnig fyrir lífrænt flúor, sílikon, lífrænt fosfat, lífrænt tin keðja, osfrv. Á hinum endanum er vatnsleysanlegur hópur, vatnssækinn hópur eða olíufráhrindandi hópur.Vatnssækni hópurinn verður að vera nægilega vatnssækinn til að tryggja að öll yfirborðsvirk efni séu leysanleg í vatni og hafi nauðsynlegan leysni.Þar sem yfirborðsvirk efni innihalda vatnssækna og vatnsfælin hópa geta þau verið leysanleg í að minnsta kosti einum af vökvafasunum.Þessi vatnssækni og fitusækni eiginleiki yfirborðsvirks efnis er kallaður amfísækni.
Yfirborðsvirkt efni er eins konar amfífækar sameindir með bæði vatnsfælin og vatnssækna hópa.Vatnsfælnir hópar yfirborðsvirkra efna eru almennt samsettir úr langkeðju kolvetnum, svo sem beinkeðju alkýl C8~C20, greinóttri keðju alkýl C8~C20, alkýlfenýl (alkýl kolefnistóm tala er 8~16) og þess háttar.Munurinn sem er lítill á milli vatnsfælna hópa er aðallega í byggingarbreytingum kolvetniskeðja.Og tegundir vatnssækinna hópa eru fleiri, þannig að eiginleikar yfirborðsvirkra efna eru aðallega tengdir vatnssæknum hópum auk stærð og lögun vatnsfælna hópa.Byggingarbreytingar vatnssækinna hópa eru meiri en vatnsfælin hópa, þannig að flokkun yfirborðsvirkra efna er almennt byggð á uppbyggingu vatnssækinna hópa.Þessi flokkun byggist á því hvort vatnssækni hópurinn er jónaður eða ekki og honum er skipt í anjónísk, katjónísk, ójónísk, zwitterjónísk og aðrar sérstakar tegundir yfirborðsvirkra efna.
① Aðsog yfirborðsvirkra efna við viðmótið
Yfirborðsvirkar sameindir eru amfífækar sameindir sem hafa bæði fitusækna og vatnssækna hópa.Þegar yfirborðsvirka efnið er leyst upp í vatni laðast vatnssækinn hópur þess að vatni og leysist upp í vatni, en fitusækinn hópur þess hrindist frá sér af vatni og skilur eftir sig vatn, sem leiðir til aðsogs yfirborðsvirkra efnasameinda (eða jóna) á milli fasanna tveggja , sem dregur úr spennu milli fasanna tveggja.Því fleiri yfirborðsvirkar sameindir (eða jónir) sem aðsogast við viðmótið, því meiri lækkun á milliflataspennu.
② Sumir eiginleikar aðsogshimnu
Yfirborðsþrýstingur aðsogshimnu: Aðsog yfirborðsvirkra efna við gas-vökva tengi til að mynda aðsogshimnu, svo sem að setja núningslausa, fjarlægjanlega fljótandi lak á viðmótið, fljótandi lakið ýtir aðsogshimnunni eftir yfirborði lausnarinnar og himnan myndar þrýsting á fljótandi lakinu, sem kallast yfirborðsþrýstingur.
Yfirborðseigja: Eins og yfirborðsþrýstingur er yfirborðseigja eiginleiki sem óleysanleg sameindahimna sýnir.Upphengt af fínum málmvír platínuhring, þannig að plan hans snertir vatnsyfirborð tanksins, snúið platínuhringnum, platínuhringnum með seigju vatnshindrunarinnar, amplitude minnkar smám saman, samkvæmt því sem yfirborðseigjan getur verið mælt.Aðferðin er: Í fyrsta lagi er tilraunin gerð á hreinu vatnsyfirborði til að mæla amplitude rotnun, og síðan er hnignunin eftir myndun yfirborðshimnunnar mæld og seigja yfirborðshimnunnar er fengin frá muninum á þessu tvennu. .
Yfirborðsseigjan er nátengd styrkleika yfirborðshimnunnar og þar sem aðsogshimnan hefur yfirborðsþrýsting og seigju verður hún að hafa mýkt.Því hærri sem yfirborðsþrýstingur er og því meiri sem seigja aðsoguðu himnunnar er, því meiri teygjustuðull hennar.Mýktarstuðull yfirborðsaðsogshimnunnar er mikilvægur í ferlinu við stöðugleika kúla.
③ Myndun micella
Þynntar lausnir yfirborðsvirkra efna hlýða lögum og síðan kjörlausnir.Magn yfirborðsvirks efnis sem aðsogast á yfirborð lausnarinnar eykst með styrk lausnarinnar og þegar styrkurinn nær eða fer yfir ákveðið gildi eykst magn aðsogsins ekki lengur og þessar umfram yfirborðsvirku sameindir eru í lausninni á tilviljunarkenndri hátt eða á einhvern venjulegan hátt.Bæði æfingin og kenningin sýna að þau mynda samtök í lausn og eru þessi tengsl kölluð mísellur.
Critical Micelle Concentration (CMC): Lágmarksstyrkurinn þar sem yfirborðsvirk efni mynda micellu í lausn er kallaður mikilvægur micellustyrkur.
④ CMC gildi algengra yfirborðsvirkra efna.
HLB er skammstöfun á hydrophile lipophile balance, sem gefur til kynna vatnssækið og fitusækið jafnvægi vatnssækinna og fitusækinna hópa yfirborðsvirka efnisins, þ.e. HLB gildi yfirborðsvirka efnisins.Stórt HLB gildi gefur til kynna sameind með sterka vatnssækni og veikburða fitusækni;öfugt, sterk fitusækni og veik vatnssækni.
① Ákvæði um HLB gildi
HLB gildið er hlutfallslegt gildi, þannig að þegar HLB gildið er þróað, sem staðall, er HLB gildi paraffínvaxs, sem hefur enga vatnssækna eiginleika, tilgreint sem 0, en HLB gildi natríumdódecýlsúlfats, sem er meira vatnsleysanlegt, er 40. Þess vegna er HLB gildi yfirborðsvirkra efna yfirleitt á bilinu 1 til 40. Almennt séð eru ýruefni með HLB gildi minna en 10 fitusækin, en þau sem eru hærri en 10 eru vatnssækin.Þannig er vendipunkturinn frá fitusæknum í vatnssækinn um það bil 10.
Miðað við HLB gildi yfirborðsvirkra efna má fá almenna hugmynd um notkunarmöguleika þeirra eins og sýnt er í töflu 1-3.
Tveir óleysanlegir vökvar, annar dreifður í hinn sem agnir (dropar eða fljótandi kristallar) mynda kerfi sem kallast fleyti.Þetta kerfi er varmafræðilega óstöðugt vegna aukningar á landamærasvæði vökvana tveggja þegar fleyti myndast.Til þess að gera fleytið stöðugt er nauðsynlegt að bæta við þriðja þættinum - ýruefni til að draga úr viðmótorku kerfisins.Fleyti tilheyrir yfirborðsvirku efni, aðalhlutverk þess er að gegna hlutverki fleyti.Fasi fleytisins sem er til sem dropar er kallaður dreifður fasi (eða innri fasi, ósamfelldur fasi) og hinn fasinn sem er tengdur saman er kallaður dreifimiðill (eða ytri fasi, samfelldur fasi).
① Fleytiefni og fleyti
Algengar fleyti, annar áfanginn er vatn eða vatnslausn, hinn fasinn er lífræn efni sem ekki blandast vatni, svo sem fita, vax o.s.frv. dreift í vatni til að mynda olíu-í-vatn-gerð fleyti, gefið upp sem O/W (olía/vatn): vatn dreift í olíu til að mynda olíu-í-vatn-gerð fleyti, gefið upp sem W/O (vatn/olía).Einnig er hægt að mynda flóknar vatn-í-olíu-í-vatn W/O/W gerð og olíu-í-vatn-í-olíu O/W/O gerð fjölfleyti.
Fleytiefni eru notuð til að koma á stöðugleika í fleyti með því að draga úr spennu milli yfirborðs og mynda einsameinda milliflatahimnu.
Í fleyti kröfum um fleyti:
a: Fleytiefnið verður að geta aðsogað eða auðgað snertifletið milli fasanna tveggja, þannig að spennan í milliflötunum minnkar;
b: Fleytiefnið verður að gefa agnirnar í hleðsluna, þannig að rafstöðueiginleiki fráhrindingu milli agnanna, eða myndar stöðuga, mjög seigfljótandi hlífðarhimnu utan um agnirnar.
Þess vegna verður efnið sem notað er sem ýruefni að hafa amfísæka hópa til að fleyta og yfirborðsvirk efni geta uppfyllt þessa kröfu.
② Undirbúningsaðferðir fleyti og þættir sem hafa áhrif á stöðugleika fleyti
Það eru tvær leiðir til að útbúa fleyti: önnur er að nota vélrænni aðferð til að dreifa vökvanum í örsmáar agnir í öðrum vökva, sem er aðallega notaður í iðnaði til að búa til fleyti;hitt er að leysa upp vökvann í sameindaástandi í öðrum vökva og láta hann síðan safnast rétt saman til að mynda fleyti.
Stöðugleiki fleyti er hæfileikinn til að mótefna agna sem leiðir til fasaaðskilnaðar.Fleyti eru varmafræðilega óstöðug kerfi með mikla ókeypis orku.Þess vegna er svokallaður stöðugleiki fleyti í raun sá tími sem þarf til að kerfið nái jafnvægi, þ.e. tíminn sem þarf til að aðskilnaður einn af vökvunum í kerfinu verði.
Þegar milliflöt himna með fitualkóhólum, fitusýrum og fitu amínum og öðrum skautuðum lífrænum sameindum, himna styrkur verulega hærri.Þetta er vegna þess að í milliflata aðsogslagi ýruefni sameinda og alkóhóla, sýrur og amín og aðrar skautaðar sameindir til að mynda "flókið", þannig að styrkur milliflatahimnu aukist.
Fleytiefni sem samanstanda af fleiri en tveimur yfirborðsvirkum efnum eru kölluð blönduð ýruefni.Blandað ýruefni aðsogað við vatn/olíu tengi;millisameindavirkni getur myndað fléttur.Vegna sterkrar millisameindavirkni minnkar milliflataspennan verulega, magn ýruefnis sem er aðsogað við viðmótið eykst verulega, myndun milliflatahimnuþéttleika eykst, styrkurinn eykst.
Hleðsla fljótandi perlna hefur veruleg áhrif á stöðugleika fleytisins.Stöðugt fleyti, þar sem fljótandi perlur eru almennt hlaðnar.Þegar jónískt ýruefni er notað, er fitusækna hópurinn settur inn í olíufasann og vatnssækni hópurinn er í vatnsfasanum, sem er aðsogaður á viðmótinu, þannig að vökvaperlurnar verða hlaðnar.Þar sem fleytiperlur með sömu hleðslu hrinda þær hver öðrum frá sér, ekki auðvelt að þétta, þannig að stöðugleikinn eykst.Það má sjá að því fleiri fleytijónir sem aðsogast á perlurnar, því meiri hleðsla, því meiri hæfni til að koma í veg fyrir að perlurnar þéttist, því stöðugra er fleytikerfið.
Seigja fleyti dreifimiðils hefur ákveðin áhrif á stöðugleika fleytisins.Almennt, því meiri seigja dreifingarmiðilsins, því meiri stöðugleiki fleytisins.Þetta er vegna þess að seigja dreifingarmiðilsins er mikil, sem hefur mikil áhrif á Brownian hreyfingu vökvaperlanna og hægir á árekstri milli vökvaperlanna þannig að kerfið helst stöðugt.Venjulega geta fjölliðuefnin sem hægt er að leysa upp í fleyti aukið seigju kerfisins og gert stöðugleika fleytisins meiri.Að auki geta fjölliður einnig myndað sterka milliflatahimnu, sem gerir fleytikerfið stöðugra.
Í sumum tilfellum getur viðbót á föstu dufti einnig valdið því að fleytið hefur tilhneigingu til að verða stöðugt.Fast duft er í vatni, olíu eða viðmóti, allt eftir olíunni, vatn á bleytingargetu hins fasta dufts, ef fasta duftið er ekki alveg blautt af vatni, heldur einnig blautt af olíu, verður áfram á vatni og olíu viðmót.
Fasta duftið gerir fleytið ekki stöðugt vegna þess að duftið sem safnast saman við viðmótið eykur milliflötshimnuna, sem er svipað og milliflataásog ýruefnissameinda, þannig að því betur sem fasta duftefnið er raðað við viðmótið, því stöðugra er fleyti er.
Yfirborðsvirk efni hafa getu til að auka verulega leysni óleysanlegra eða örlítið vatnsleysanlegra lífrænna efna eftir að hafa myndað micellur í vatnslausn og lausnin er gegnsæ á þessum tíma.Þessi áhrif micellunnar eru kölluð uppleysing.Yfirborðsvirka efnið sem getur framleitt leysanleika er kallað leysanlegt efni og lífræna efnið sem er leysanlegt er kallað leysanlegt efni.
Froða gegnir mikilvægu hlutverki í þvottaferlinu.Froða er dreifikerfi þar sem gas er dreift í vökva eða fast efni, þar sem gasið er dreifður fasi og vökvinn eða fast efni sem dreifimiðill, hið fyrra er kallað fljótandi froða, en hið síðarnefnda kallast fast froða, s.s. sem froðuplast, froðugler, froðusett sement o.s.frv.
(1) Froðumyndun
Með froðu er hér átt við safn loftbóla sem eru aðskilin með vökvahimnu.Þessi tegund af loftbólum rís alltaf hratt upp á yfirborð vökvans vegna mikils þéttleikamismuns milli dreifða fasans (gas) og dreifimiðils (vökva), ásamt lítilli seigju vökvans.
Ferlið við að mynda loftbólu er að koma miklu magni af gasi inn í vökvann og loftbólurnar í vökvanum fara fljótt aftur upp á yfirborðið og mynda samansafn af loftbólum sem eru aðskildar með litlu magni af fljótandi gasi.
Froða hefur tvo mikilvæga eiginleika með tilliti til formgerðar: annað er að loftbólurnar sem dreifður fasi eru oft fjölhnetur í lögun, þetta er vegna þess að á mótum loftbólnanna er tilhneiging til að vökvafilman þynnist þannig að loftbólurnar verða polyhedral, þegar vökvafilman þynnist að vissu marki, leiðir það til þess að kúla rofnar;annað er að hreinir vökvar geta ekki myndað stöðuga froðu, vökvinn sem getur myndað froðu er að minnsta kosti tveir eða fleiri þættir.Vatnslausnir yfirborðsvirkra efna eru dæmigerðar fyrir kerfi sem eru viðkvæm fyrir froðumyndun og geta þeirra til að mynda froðu er einnig tengd öðrum eiginleikum.
Yfirborðsvirk efni með góðan froðukraft eru kölluð froðuefni.Þrátt fyrir að froðuefnið hafi góða froðugetu, en froðan sem myndast getur ekki haldið lengi, það er stöðugleiki hennar er ekki endilega góður.Til þess að viðhalda stöðugleika froðunnar, oft í froðuefninu til að bæta við efnum sem geta aukið stöðugleika froðusins, er efnið kallað froðustöðugleiki, algengt aðhaldsefni er lauryl díetanólamín og dódecýl dímetýlamínoxíð.
(2) Stöðugleiki froðusins
Froða er varmafræðilega óstöðugt kerfi og lokaþróunin er sú að heildaryfirborð vökvans innan kerfisins minnkar eftir að kúlan er brotin og frjáls orka minnkar.Froðueyðandi ferlið er ferlið þar sem vökvahimnan sem aðskilur gasið verður þykkari og þynnri þar til hún brotnar.Þess vegna er stöðugleiki froðunnar aðallega ákvörðuð af hraða vökvalosunar og styrk vökvafilmunnar.Eftirfarandi þættir hafa einnig áhrif á þetta.
(3) Froðueyðing
Grundvallarreglan um eyðingu froðu er að breyta skilyrðum sem framleiða froðuna eða að útrýma stöðugleikaþáttum froðunnar, þannig að það eru bæði eðlisfræðilegar og efnafræðilegar aðferðir við froðueyðingu.
Líkamleg froðueyðing þýðir að breyta skilyrðum froðuframleiðslu en viðhalda efnasamsetningu froðulausnarinnar, svo sem utanaðkomandi truflanir, breytingar á hitastigi eða þrýstingi og úthljóðsmeðferð eru allar árangursríkar líkamlegar aðferðir til að útrýma froðu.
Kemísk froðueyðandi aðferðin er að bæta við ákveðnum efnum til að hafa samskipti við froðuefnið til að draga úr styrk vökvafilmunnar í froðunni og draga þannig úr stöðugleika froðunnar til að ná tilgangi froðueyðingar, slík efni eru kölluð froðueyðir.Flest froðueyðandi efni eru yfirborðsvirk efni.Þess vegna, í samræmi við vélbúnaðinn við defoaming, ætti defoamer að hafa sterka getu til að draga úr yfirborðsspennu, auðvelt að aðsogast á yfirborðið og samspil yfirborðs aðsogsameindanna er veikt, aðsogssameindir raðað í lausari uppbyggingu.
Það eru til ýmsar gerðir af froðueyðandi efni, en í grundvallaratriðum eru þau öll ójónuð yfirborðsvirk efni.Ójónísk yfirborðsvirk efni hafa froðueyðandi eiginleika nálægt eða yfir skýjapunkti þeirra og eru oft notuð sem froðueyðandi efni.Alkóhól, sérstaklega alkóhól með greiningarbyggingu, fitusýrur og fitusýruesterar, pólýamíð, fosfatesterar, sílikonolíur o.s.frv. eru einnig almennt notaðir sem framúrskarandi froðueyðir.
(4) Froða og þvottur
Engin bein tengsl eru á milli froðu og þvottavirkni og magn froðu gefur ekki til kynna árangur þvottsins.Til dæmis hafa ójónísk yfirborðsvirk efni mun færri froðueiginleika en sápur, en afmengun þeirra er mun betri en sápur.
Í sumum tilfellum getur froða verið gagnleg til að fjarlægja óhreinindi og óhreinindi.Sem dæmi má nefna að við uppþvott á heimilinu tekur froðan úr þvottaefninu upp olíudropunum og við að skúra teppi hjálpar froðan að taka upp ryk, duft og önnur föst óhreinindi.Að auki er stundum hægt að nota froðu sem vísbendingu um virkni þvottaefnis.Vegna þess að fituolíur hafa hamlandi áhrif á froðu þvottaefnisins, þegar of mikil olía og of lítið þvottaefni er, myndast engin froða eða upprunalega froðan hverfur.Einnig er stundum hægt að nota froðu sem vísbendingu um hreinleika skola, þar sem froðumagn í skollausninni hefur tilhneigingu til að minnka við minnkun þvottaefnis, þannig að hægt er að nota froðumagnið til að meta hversu mikið skolið er.
Í víðum skilningi er þvottur ferlið við að fjarlægja óæskilega hluti úr hlutnum sem á að þvo og ná einhverjum tilgangi.Þvottur í venjulegum skilningi vísar til ferlisins við að fjarlægja óhreinindi af yfirborði burðarefnisins.Í þvotti er samspil óhreininda og burðarefnis veikt eða útrýmt með virkni sumra efna (td þvottaefni, osfrv.), þannig að samsetning óhreininda og burðarefnis breytist í samsetningu óhreininda og þvottaefnis, og loks er óhreinindi aðskilin frá burðarefninu.Þar sem hlutirnir sem á að þvo og óhreinindin sem á að fjarlægja eru fjölbreytt er þvottur mjög flókið ferli og grunnferlið við þvott getur komið fram í eftirfarandi einföldum samböndum.
Carrie··Dirt + Þvottaefni= Bæri + Óhreinindi·Þvottaefni
Þvottaferlið má venjulega skipta í tvö stig: Í fyrsta lagi, undir virkni þvottaefnisins, er óhreinindi aðskilin frá burðarefni þess;í öðru lagi er óhreinindum sem hafa verið aðskilin dreift og dreift í miðilinn.Þvottaferlið er afturkræf ferli og óhreinindi sem dreift er og svift í miðlinum getur einnig fallið aftur út úr miðlinum yfir í hlutinn sem verið er að þvo.Því ætti gott þvottaefni að hafa getu til að dreifa og stöðva óhreinindi og koma í veg fyrir endurútfellingu óhreininda, auk getu til að fjarlægja óhreinindi úr burðarefninu.
(1) Tegundir óhreininda
Jafnvel fyrir sama hlut getur gerð, samsetning og magn óhreininda verið mismunandi eftir því í hvaða umhverfi hann er notaður.Olíulíkamsóhreinindi eru aðallega sumar dýra- og jurtaolíur og jarðolíur (svo sem hráolía, eldsneytisolía, koltjara o.s.frv.), óhreinindi í föstu formi eru aðallega sót, aska, ryð, kolsvart o.s.frv. Hvað varðar óhreinindi fatnaðar, það er óhreinindi frá mannslíkamanum, svo sem sviti, fitu, blóð osfrv.;óhreinindi frá mat, svo sem ávaxtabletti, matarolíubletti, kryddbletti, sterkju osfrv.;óhreinindi frá snyrtivörum, svo sem varalit, naglalakk o.s.frv.;óhreinindi úr andrúmsloftinu, svo sem sót, ryk, leðja o.s.frv.;önnur, svo sem blek, te, húðun osfrv. Það kemur í ýmsum gerðum.
Oftast má skipta hinum ýmsu tegundum óhreininda í þrjá meginflokka: föst óhreinindi, fljótandi óhreinindi og sérstök óhreinindi.
① Föst óhreinindi
Algeng óhreinindi í föstu formi eru agnir af ösku, leðju, jörðu, ryði og kolsvarti.Flestar þessara agna hafa rafhleðslu á yfirborði þeirra, flestar þeirra eru neikvætt hlaðnar og geta auðveldlega aðsogast á trefjahluti.Almennt er erfitt að leysa upp óhreinindi í föstu formi í vatni, en hægt er að dreifa þeim og dreifa með þvottaefnislausnum.Föst óhreinindi með minni massapunkt er erfiðara að fjarlægja.
② Fljótandi óhreinindi
Fljótandi óhreinindi eru að mestu olíuleysanleg, þar á meðal jurta- og dýraolíur, fitusýrur, fitualkóhól, jarðolíur og oxíð þeirra.Þar á meðal geta jurta- og dýraolíur, fitusýrur og basasápun átt sér stað, en fitualkóhól, jarðolíur eru ekki sápaðar með basa, en geta verið leysanlegar í alkóhólum, etrum og lífrænum kolvetnisleysum og fleyti og dreifingu hreinsiefnisvatnslausnar.Olíuleysanleg fljótandi óhreinindi hafa yfirleitt sterkan kraft með trefjahlutum og aðsogast betur á trefjum.
③ Sérstök óhreinindi
Sérstök óhreinindi innihalda prótein, sterkju, blóð, mannaseytingu eins og svita, fitu, þvag og ávaxtasafa og tesafa.Flest þessarar tegundar óhreininda getur aðsogast efnafræðilega og sterkt á trefjahluti.Þess vegna er erfitt að þvo.
Hinar ýmsu gerðir af óhreinindum finnast sjaldan einar sér, heldur er þeim oft blandað saman og aðsogast á hlutinn.Óhreinindi geta stundum oxast, brotnað niður eða rotnað undir utanaðkomandi áhrifum og þannig skapast ný óhreinindi.
（2） Viðloðun óhreininda
Föt, hendur o.s.frv. geta verið blettur vegna þess að það er einhvers konar samspil á milli hlutarins og óhreininda.Óhreinindi festast við hluti á margvíslegan hátt, en það er ekki annað en eðlisfræðileg og efnafræðileg viðloðun.
①Viðloðun sóts, ryks, leðju, sands og kola við fatnað er líkamleg viðloðun.Almennt séð, með þessari viðloðun óhreininda, og hlutverkið á milli litaða hlutarins er tiltölulega veikt, er einnig tiltölulega auðvelt að fjarlægja óhreinindi.Samkvæmt mismunandi kröftum má skipta líkamlegri viðloðun óhreininda í vélrænni viðloðun og rafstöðueiginleika.
A: Vélræn viðloðun
Þessi tegund af viðloðun vísar aðallega til viðloðun nokkurs fasts óhreininda (td ryks, leðju og sandi).Vélræn viðloðun er eitt af veikari formum viðloðun óhreininda og hægt er að fjarlægja það nánast með hreinum vélrænum hætti, en þegar óhreinindin eru lítil (<0,1um) er erfiðara að fjarlægja það.
B: Rafstöðueiginleiki
Rafstöðueiginleiki kemur aðallega fram í verkun hlaðinna óhreininda á öfugt hlaðna hluti.Flestir trefjahlutir eru neikvætt hlaðnir í vatni og geta auðveldlega festst við með ákveðnum jákvætt hlaðnum óhreinindum, eins og kalktegundum.Sum óhreinindi, þótt neikvætt hlaðin, eins og kolsvartar agnir í vatnslausnum, geta loðst við trefjar í gegnum jónabrýr (jónir á milli margra öfugt hlaðna hluta, sem virka saman við þá á brúarlíkan hátt) sem myndast af jákvæðum jónum í vatni (td. , Ca2+， Mg2+ osfrv.).
Rafstöðueiginleiki er sterkari en einföld vélræn aðgerð, sem gerir það tiltölulega erfitt að fjarlægja óhreinindi.
② Efnafræðileg viðloðun
Efnaviðloðun vísar til fyrirbærisins að óhreinindi verka á hlut með efna- eða vetnistengi.Til dæmis, skautuð fast óhreinindi, prótein, ryð og önnur viðloðun á trefjum hlutum, trefjar innihalda karboxýl, hýdroxýl, amíð og aðra hópa, þessir hópar og feita óhreinindi fitusýrur, fitualkóhól eru auðvelt að mynda vetnistengi.Efnakraftarnir eru almennt sterkir og óhreinindin eru því þéttari tengd við hlutinn.Þessa tegund af óhreinindum er erfitt að fjarlægja með venjulegum aðferðum og þarf sérstakar aðferðir til að takast á við það.
Viðloðun óhreininda er tengd eðli óhreininda sjálfs og eðli hlutarins sem hann festist við.Yfirleitt festast agnir auðveldlega við trefjaefni.Því minni áferð föstu óhreininda, því sterkari viðloðun.Polar óhreinindi á vatnssæknum hlutum eins og bómull og gleri festast betur en óskautuð óhreinindi.Skautlaus óhreinindi festast betur en skautóhreinindi, eins og skautfita, ryk og leir, og er minna auðvelt að fjarlægja og þrífa.
(3) Búnaður til að fjarlægja óhreinindi
Tilgangurinn með þvotti er að fjarlægja óhreinindi.Í miðli með ákveðnu hitastigi (aðallega vatn).Notkun hinna ýmsu eðlis- og efnafræðilegu áhrifa þvottaefnisins til að veikja eða útrýma áhrifum óhreininda og þveginna hluta, undir áhrifum ákveðinna vélrænna krafta (svo sem handnudda, þvottavélarhræringu, vatnsáhrif), þannig að óhreinindi og þvegnir hlutir frá tilgangi afmengunar.
① Vélbúnaður til að fjarlægja fljótandi óhreinindi
A: Bleyta
Fljótandi óhreinindi eru að mestu byggð á olíu.Olíublettir bleyta flest trefjaefni og dreifast meira og minna sem olíufilma á yfirborð trefjaefnisins.Fyrsta skrefið í þvottaaðgerðinni er að bleyta yfirborðið af þvottavökvanum.Til skýringar má líta á yfirborð trefja sem slétt solid yfirborð.
B: Olíulos - krullubúnaður
Annað skrefið í þvottaaðgerðinni er að fjarlægja olíu og fitu, fjarlægja fljótandi óhreinindi er náð með eins konar spólu.Vökva óhreinindin voru upphaflega til á yfirborðinu í formi dreifðrar olíufilmu og undir vökvunaráhrifum þvottavökvans á fasta yfirborðinu (þ.e. trefjayfirborðinu) krullaðist það skref fyrir skref í olíuperlur, sem var skipt út fyrir þvottavökvann og skildu að lokum yfirborðið undir ákveðnum ytri kröftum.
② Vélbúnaður til að fjarlægja óhreinindi í föstu formi
Fjarlæging á fljótandi óhreinindum er aðallega með því að bleyta óhreinindisburðinn í forgangi með þvottalausninni, en fjarlægingarbúnaðurinn fyrir óhreinindi í föstu formi er öðruvísi, þar sem þvottaferlið snýst aðallega um bleytingu óhreinindamassans og yfirborðs burðarefnis hans við þvottinn. lausn.Vegna frásogs yfirborðsvirkra efna á föstu óhreinindin og burðarflöt þess minnkar samspil óhreininda og yfirborðs og viðloðunstyrkur óhreinindamassans á yfirborðinu minnkar, þannig að óhreinindismassi er auðveldlega fjarlægður af yfirborði flytjanda.
Að auki hefur frásog yfirborðsvirkra efna, sérstaklega jónískra yfirborðsvirkra efna, á yfirborði óhreininda í föstu formi og burðarefni þess tilhneigingu til að auka yfirborðsgetu á yfirborði óhreininda í föstu formi og burðarefnis, sem er meira til þess fallið að fjarlægja óhreinindi.Föst eða almennt trefjaflöt eru venjulega neikvætt hlaðin í vatnskenndum miðlum og geta því myndað dreifð tvöföld rafeindalög á óhreinindum eða föstu yfirborði.Vegna fráhrinda einsleitra hleðslna veikist viðloðun óhreininda í vatninu við fast yfirborðið.Þegar anjónískt yfirborðsvirkt efni er bætt við, vegna þess að það getur samtímis aukið neikvæða yfirborðsmöguleika óhreinindaagnarinnar og föstu yfirborðsins, eykst fráhrindingin á milli þeirra, viðloðunarstyrkur agnarinnar minnkar meira og auðveldara er að fjarlægja óhreinindin. .
Ójónísk yfirborðsvirk efni eru aðsoguð á almennt hlaðin föst yfirborð og þó þau breyti ekki marktækt milliflötum, hafa aðsoguðu ójónuðu yfirborðsvirku efnin tilhneigingu til að mynda ákveðna þykkt aðsogaðs lags á yfirborðinu sem hjálpar til við að koma í veg fyrir endurútfellingu óhreininda.
Þegar um katjónísk yfirborðsvirk efni er að ræða dregur frásog þeirra úr eða útilokar neikvæða yfirborðsmöguleika óhreinindamassans og burðaryfirborðs hans, sem dregur úr frásoginu milli óhreininda og yfirborðs og er því ekki til þess fallið að fjarlægja óhreinindi;ennfremur, eftir aðsog á fasta yfirborðinu, hafa katjónísk yfirborðsvirk efni tilhneigingu til að gera fasta yfirborðið vatnsfælin og eru því ekki til þess fallin að bleyta yfirborðið og þar af leiðandi þvo.
③ Fjarlæging á sérstökum jarðvegi
Erfitt er að fjarlægja prótein, sterkju, mannaseyti, ávaxtasafa, tesafa og önnur slík óhreinindi með venjulegum yfirborðsvirkum efnum og þurfa sérstaka meðferð.
Próteinblettir eins og rjómi, egg, blóð, mjólk og húðútgangur hafa tilhneigingu til að storkna á trefjum og hrörnun og fá sterkari viðloðun.Hægt er að fjarlægja próteinóhreinindi með því að nota próteasa.Ensímið próteasa brýtur niður próteinin í óhreinindum í vatnsleysanlegar amínósýrur eða fápeptíð.
Sterkjublettir koma aðallega úr matvælum, öðrum eins og sósu, lími osfrv. Amýlasi hefur hvatandi áhrif á vatnsrof sterkjubletta og veldur því að sterkja brotnar niður í sykur.
Lípasi hvatar niðurbrot þríglýseríða, sem erfitt er að fjarlægja með venjulegum aðferðum, eins og fitu og matarolíu, og brýtur niður í leysanlegt glýseról og fitusýrur.
Suma litaða bletti af ávaxtasafa, tesafa, bleki, varalit o.fl. er oft erfitt að þrífa vel, jafnvel eftir endurtekinn þvott.Þessa bletti er hægt að fjarlægja með afoxunarhvarfi með oxandi eða afoxandi efni eins og bleikju, sem eyðileggur uppbyggingu litamyndandi eða litahjálparhópanna og brýtur niður í smærri vatnsleysanlega hluti.
（4） Blettahreinsunarbúnaður fyrir fatahreinsun
Ofangreint er í raun fyrir vatn sem þvottamiðil.Reyndar, vegna mismunandi tegunda fatnaðar og uppbyggingar, eru sum föt sem nota vatnsþvott ekki þægileg eða ekki auðvelt að þvo hrein, sum föt eftir þvott og jafnvel aflögun, hverfa osfrv., til dæmis: flestar náttúrulegar trefjar gleypa vatn og auðvelt að bólgna, og þurrt og auðvelt að skreppa saman, þannig að eftir þvott verður það vansköpuð;með því að þvo ull vörur birtast einnig oft rýrnun fyrirbæri, sumir ull vörur með vatni þvo er einnig auðvelt að pilling, lit breyting;Sum silkihandtilfinning versnar eftir þvott og missir ljómann.Fyrir þessi föt nota oft fatahreinsunaraðferðina til að afmenga.Svokölluð fatahreinsun vísar almennt til þvottaaðferðar í lífrænum leysum, sérstaklega í óskautuðum leysum.
Fatahreinsun er mildari þvottur en vatnsþvottur.Þar sem fatahreinsun krefst ekki mikillar vélrænnar aðgerða veldur það ekki skemmdum, hrukkum og aflögun á fötum, en fatahreinsunarefni, ólíkt vatni, valda sjaldan þenslu og samdrætti.Svo lengi sem tækninni er rétt meðhöndluð er hægt að þurrhreinsa fötin án röskunar, lita sem dofnar og lengja endingartíma.
Hvað varðar fatahreinsun, þá eru þrjár breiðar tegundir óhreininda.
①Olíuleysanleg óhreinindi Olíuleysanleg óhreinindi fela í sér alls kyns olíu og fitu, sem er fljótandi eða feit og hægt er að leysa upp í fatahreinsiefnum.
②Vatnsleysanleg óhreinindi Vatnsleysanleg óhreinindi eru leysanleg í vatnslausnum, en ekki í fatahreinsiefnum, aðsogast á fatnað í vatnskenndu ástandi, vatn gufar upp eftir útfellingu á kornóttum efnum, svo sem ólífrænum söltum, sterkju, próteinum o.s.frv.
③Olíu- og vatnsleysanleg óhreinindi Olíu- og vatnsleysanleg óhreinindi eru hvorki leysanleg í vatni né leysanleg í fatahreinsiefnum, svo sem kolsvarti, silíköt úr ýmsum málmum og oxíðum osfrv.
Vegna mismunandi eðlis ýmissa tegunda óhreininda eru mismunandi leiðir til að fjarlægja óhreinindi í fatahreinsunarferlinu.Olíuleysanleg jarðvegur, eins og dýra- og jurtaolía, jarðolía og feiti, leysast auðveldlega upp í lífrænum leysum og er auðveldara að fjarlægja það í fatahreinsun.Framúrskarandi leysni þurrhreinsiefna fyrir olíur og fitu kemur aðallega frá van der Walls krafti milli sameinda.
Til að fjarlægja vatnsleysanleg óhreinindi eins og ólífræn sölt, sykur, prótein og svita þarf einnig að bæta réttu magni af vatni í þurrhreinsiefnið, annars er erfitt að fjarlægja vatnsleysanleg óhreinindi úr fatnaðinum.Hins vegar er erfitt að leysa vatn upp í þurrhreinsiefninu, svo til að auka vatnsmagnið þarf líka að bæta við yfirborðsvirkum efnum.Tilvist vatns í þurrhreinsiefninu getur gert yfirborð óhreininda og fatnaðar vökvað, þannig að auðvelt er að hafa samskipti við skauta hópa yfirborðsvirkra efna, sem stuðlar að frásog yfirborðsvirkra efna á yfirborðinu.Þar að auki, þegar yfirborðsvirk efni mynda micellur, geta vatnsleysanleg óhreinindi og vatn leyst upp í micellunum.Auk þess að auka vatnsinnihald fatahreinsunarleysisins geta yfirborðsvirk efni einnig gegnt hlutverki við að koma í veg fyrir endurútfellingu óhreininda til að auka afmengunaráhrifin.
Lítið magn af vatni er nauðsynlegt til að fjarlægja vatnsleysanleg óhreinindi, en of mikið vatn getur valdið bjögun og hrukkum í sumum fötum, svo vatnsmagnið í þurrhreinsiefninu verður að vera í meðallagi.
Óhreinindi sem hvorki eru vatnsleysanleg né olíuleysanleg, fastar agnir eins og aska, leðja, jörð og kolsvartur, festast venjulega við flíkina með rafstöðueiginleikum eða ásamt olíu.Í fatahreinsun, flæði leysis, áhrif getur dregið úr rafstöðueiginleika aðsogs óhreininda og þurrhreinsiefni getur leyst upp olíuna, þannig að samsetningin af olíu og óhreinindum og festur við fatnaðinn af föstum ögnum burt í þurru. -hreinsiefni, fatahreinsiefni í litlu magni af vatni og yfirborðsvirk efni, þannig að þær sem eru af föstu óhreinindum geta verið stöðugar sviflausnir, dreifingar, til að koma í veg fyrir endurútfellingu þess í fötin.
（5） Þættir sem hafa áhrif á þvottavirkni
Stefnuásog yfirborðsvirkra efna á viðmótinu og minnkun yfirborðsspennu (skilaflata) eru helstu þættirnir í því að fjarlægja fljótandi eða föst óhreinindi.Hins vegar er þvottaferlið flókið og þvottaáhrifin, jafnvel með sömu þvottaefnisgerð, verða fyrir áhrifum af mörgum öðrum þáttum.Þessir þættir eru meðal annars styrkur þvottaefnisins, hitastig, eðli óhreininda, gerð trefja og uppbygging efnisins.
① Styrkur yfirborðsvirkra efna
Micellur yfirborðsvirkra efna í lausn gegna mikilvægu hlutverki í þvottaferlinu.Þegar styrkurinn nær mikilvægum micellustyrk (CMC) eykst þvottaáhrifin verulega.Þess vegna ætti styrkur þvottaefnis í leysinum að vera hærri en CMC gildið til að hafa góð þvottaáhrif.Hins vegar, þegar styrkur yfirborðsvirks efnis er hærri en CMC gildi, er stigvaxandi aukning á þvottaáhrifum ekki augljós og það er ekki nauðsynlegt að auka styrk yfirborðsvirka efnisins of mikið.
Þegar olía er fjarlægð með leysni eykst leysisáhrifin með auknum styrk yfirborðsvirkra efna, jafnvel þegar styrkurinn er yfir CMC.Á þessum tíma er ráðlegt að nota þvottaefni á staðbundinn miðlægan hátt.Til dæmis, ef það er mikið af óhreinindum á ermum og kraga á flík, má setja lag af þvottaefni við þvott til að auka leysanlegt áhrif yfirborðsvirka efnisins á olíuna.
② Hitastig hefur mjög mikilvæg áhrif á afmengunaraðgerðina.Almennt séð auðveldar hækkun á hita að fjarlægja óhreinindi, en stundum getur of hátt hitastig einnig valdið ókostum.
Hækkun hitastigs auðveldar dreifingu óhreininda, fast fita er auðveldlega fleytt við hitastig yfir bræðslumarki og trefjarnar aukast í bólgu vegna hækkunar á hitastigi, sem allt auðveldar að fjarlægja óhreinindi.Hins vegar, fyrir þjöppuð efni, minnkar örbilið á milli trefjanna þegar trefjarnar þenjast út, sem er skaðlegt við að fjarlægja óhreinindi.
Hitastigsbreytingar hafa einnig áhrif á leysni, CMC gildi og micellstærð yfirborðsvirkra efna og hafa þannig áhrif á þvottaáhrif.Leysni yfirborðsvirkra efna með langar kolefniskeðjur er lágt við lágt hitastig og stundum er leysni jafnvel lægri en CMC gildið, þannig að þvottahitastigið ætti að hækka á viðeigandi hátt.Áhrif hitastigs á CMC gildi og micellstærð eru mismunandi fyrir jónuð og ójónuð yfirborðsvirk efni.Fyrir jónísk yfirborðsvirk efni eykur hitastig almennt CMC gildið og minnkar micellstærðina, sem þýðir að styrkur yfirborðsvirks efnis í þvottalausninni ætti að aukast.Fyrir ójónísk yfirborðsvirk efni leiðir hækkun hitastigs til lækkunar á CMC gildi og marktækrar aukningar á micelle rúmmáli, þannig að það er ljóst að viðeigandi hækkun á hitastigi mun hjálpa ójóníska yfirborðsvirka efnið að beita yfirborðsvirkum áhrifum sínum. .Hins vegar ætti hitastigið ekki að fara yfir skýjamark þess.
Í stuttu máli, ákjósanlegur þvottahiti fer eftir þvottaefnissamsetningunni og hlutnum sem verið er að þvo.Sum þvottaefni hafa góð þvottaefnisáhrif við stofuhita á meðan önnur hafa mjög mismunandi þvottaefni á milli köldu og heitum þvotti.
③ Froða
Venjan er að rugla saman froðukrafti og þvottaáhrifum og telja að þvottaefni með mikla freyðandi kraft hafi góða þvottaáhrif.Rannsóknir hafa sýnt að ekkert beint samband er á milli þvottaáhrifa og magns froðu.Til dæmis er þvott með lágfreyðandi þvottaefni ekki síður áhrifaríkt en þvott með háfreyðandi þvottaefni.
Þó froða tengist ekki þvotti beint, eru stundum tilefni þar sem hún hjálpar til við að fjarlægja óhreinindi, td þegar þvott er í höndunum.Þegar teppi eru skrúbbuð getur froðu líka tekið burt ryk og aðrar fastar óhreinindi, teppaóhreinindi eru stór hluti ryksins og því ættu teppahreinsiefni að hafa ákveðna froðuhæfileika.
Froðukraftur er einnig mikilvægur fyrir sjampó, þar sem fína froðan sem vökvinn myndar við sjampó eða bað gerir hárið smurt og þægilegt.
④ Afbrigði af trefjum og eðliseiginleika vefnaðarvöru
Auk efnafræðilegrar uppbyggingar trefjanna, sem hefur áhrif á viðloðun og fjarlægingu óhreininda, hefur útlit trefjanna og skipulag garnsins og efnisins áhrif á hversu auðvelt er að fjarlægja óhreinindi.
Hreistur ullartrefja og bogadregna flötu bönd úr bómullartrefjum eru líklegri til að safna óhreinindum en sléttum trefjum.Til dæmis er auðvelt að fjarlægja kolsvart sem er litað á sellulósafilmur (viskósufilmur), en kolsvart sem er litað á bómullarefni er erfitt að þvo af.Annað dæmi er að stutttrefjaefni úr pólýester er hættara við að safna olíubletti en langtrefjaefni og einnig er erfiðara að fjarlægja olíubletti á stutttrefjaefni en olíubletti á langtrefjaefni.
Þétt snúið garn og þétt efni, vegna lítillar bils milli trefjanna, geta staðist innrás óhreininda, en það sama getur einnig komið í veg fyrir að þvottavökvinn útiloki innri óhreinindi, þannig að þétt efni byrjar að standast óhreinindi vel, en þegar það hefur litað. þvotturinn er líka erfiðari.
⑤ hörku vatns
Styrkur Ca2+, Mg2+ og annarra málmjóna í vatninu hefur mikil áhrif á þvottaáhrifin, sérstaklega þegar anjónísk yfirborðsvirk efni lenda í Ca2+ og Mg2+ jónum sem mynda kalsíum- og magnesíumsölt sem eru óleysanleg og munu draga úr þvottavirkni þess.Í hörðu vatni, jafnvel þótt styrkur yfirborðsvirks efnis sé hár, er þvottaefnið samt mun verra en í eimingu.Til að yfirborðsvirka efnið hafi sem best þvottaáhrif ætti styrkur Ca2+ jóna í vatninu að minnka í 1 x 10-6 mól/L (CaCO3 til 0,1 mg/L) eða minna.Til þess þarf að bæta ýmsum mýkingarefnum við þvottaefnið.
Pósttími: 25-2-2022