1. yfirborðsspenna
Samdráttarafli á hverja einingarlengd á yfirborði vökva er kallað yfirborðsspenna, mæld í N • M-1.
2. Yfirborðsvirkni og yfirborðsvirk efni
Eignin sem getur dregið úr yfirborðsspennu leysanna kallast yfirborðsvirkni og efni með yfirborðsvirkni eru kölluð yfirborðsvirk efni.
Yfirborðsvirk efni vísa til yfirborðsvirkra efna sem geta myndað micelles og önnur samanlagð í vatnslausnum, hafa mikla yfirborðsvirkni og hafa einnig vætu, fleyti, froðumyndun, þvott og aðrar aðgerðir.
3. Sameindarbyggingareinkenni yfirborðsvirks efnis
Yfirborðsvirkt efni eru lífræn efnasambönd með sérstök mannvirki og eiginleika sem geta breytt verulega viðmótsspennu milli tveggja áfanga eða yfirborðsspennu vökva (venjulega vatn) og hafa eiginleika eins og væta, freyði, fleyti og þvott.
Skipulagslega séð hafa yfirborðsvirk efni sameiginlegt einkenni þess að innihalda tvo mismunandi hagnýta hópa í sameindum þeirra. Annar endinn er langkeðju sem ekki er skautaður sem er leysanlegur í olíu en óleysanlegur í vatni, þekktur sem vatnsfælinn hópur eða vatnsfælinn hópur. Þessir vatnsfælna hópar eru yfirleitt langkeðju kolvetni, stundum einnig lífræn flúor, lífræntkón, lífræn fosfór, lífrænn keðjur osfrv. Hinn endinn er vatnsleysanlegt virknihópur, nefnilega vatnssækinn hópur eða vatnssækinn hópur. Vatnssækinn hópur verður að hafa nægjanlegan vatnssækni til að tryggja að allt yfirborðsvirka efnið sé leysanlegt í vatni og hafi nauðsynlega leysni. Vegna nærveru vatnssækinna og vatnsfælna hópa í yfirborðsvirkum efnum geta þeir leyst upp í að minnsta kosti einum áfanga vökvafasans. Vatnssæknir og oleophilic eiginleikar yfirborðsvirkra efna eru kallaðir amfífíl.
4. Types af yfirborðsvirkum efnum
Yfirborðsvirk efni eru amfífílsameindir sem hafa bæði vatnsfælna og vatnssækna hópa. Vatnsfælna hópar yfirborðsvirkra efna eru venjulega samsettir úr langkeðju kolvetni, svo sem beinni keðju alkýl C8-C20, greinóttri keðju alkýl C8-C20, alkýlfenýl (með 8-16 alkýl kolefnisatóm) osfrv. Mismunurinn á vatnsfælnum hópum er aðallega meira í uppbyggingarbreytingum af kolefnishópum. Þess vegna eru eiginleikar yfirborðsvirkra efna aðallega tengdir vatnssæknum hópum til viðbótar við stærð og lögun vatnsfælna hópa. Uppbyggingarbreytingar vatnssækinna hópa eru meiri en vatnsfælna hópa, þannig að flokkun yfirborðsvirkra efna byggist venjulega á uppbyggingu vatnssækinna hópa. Þessi flokkun er aðallega byggð á því hvort vatnssæknar hópar eru jónískir, deila þeim í anjónískt, katjónískt, nonionic, zwitterionic og aðrar sérstakar tegundir yfirborðsvirkra efna.
5. Einkenni yfirborðsvirkra vatnslausnar
① Aðsog yfirborðsvirkra efna við tengi
Yfirborðsvirkt sameindir eru með fitusækna og vatnssækna hópa, sem gerir þær amfífílískar sameindir. Vatn er mjög skautaður vökvi. Þegar yfirborðsvirk efni leysast upp í vatni, í samræmi við meginregluna um líkt og skautun mismunur, laðast vatnssæknar hópar þeirra að vatnsfasanum og leysast upp í vatni, meðan fitusæknir hópar þeirra hrinda vatni frá og láta vatnið. Fyrir vikið aðsogst yfirborðsvirkt sameindir (eða jónir) við viðmótið á milli stiganna tveggja, sem dregur úr viðmótsspennu milli stiganna tveggja. Því fleiri yfirborðsvirku sameindir (eða jónir) eru aðsogaðar á viðmótið, því meiri er lækkun á viðmótsspennu.
② Nokkrir eiginleikar aðsogshimnunnar
Yfirborðsþrýstingur aðsogshimnunnar: yfirborðsvirk efni aðsog við gas-vökva viðmótið til að mynda aðsogshimnu. Ef núninglaus hreyfanlegur fljótandi plata er settur á viðmótið og fljótandi plata ýtir aðsogshimnunni meðfram yfirborði lausnarinnar, hefur himnan þrýsting á fljótandi plötuna, sem er kallað yfirborðsþrýstingur.
Seigja yfirborðs: Eins og yfirborðsþrýstingur, er seigja yfirborðs eiginleiki sem sýnd er með óleysanlegum sameindamyndum. Fylgstu með platínuhring með þunnum málmvír, láttu planið snertið vatnsyfirborði vasksins, snúið platínuhringnum, platínuhringurinn er hindraður af seigju vatnsins og amplitude dregur smám saman úr sér, þar sem hægt er að mæla yfirborðs seigju. Aðferðin er: Fyrst framkvæmd tilraunir á hreinu vatnsyfirborði, mældu amplitude dempinguna, mældu síðan dempinguna eftir myndun yfirborðsgrímu yfirborðsins og reiknaðu seigju yfirborðs andlitsgrímu frá mismuninum á milli.
Seigja yfirborðsins er nátengd festu yfirborðsgrímu yfirborðsins. Þar sem aðsogsmyndin hefur yfirborðsþrýsting og seigju verður hún að vera teygjanleg. Því hærra sem yfirborðsþrýstingur og seigja aðsogshimnunnar, því meiri er teygjanlegt stuðull þess. Teygjanlegt stuðull yfirborðs aðsogs kvikmyndar hefur mikla þýðingu í því ferli að froðu stöðugleika.
③ Myndun micellna
Þynnt lausn yfirborðsvirkra efna fylgir lögum um hugsjón lausnir. Aðsogsmagn yfirborðsvirkra efna á yfirborði lausnar eykst með styrk lausnarinnar. Þegar styrkur nær eða fer yfir ákveðið gildi eykst aðsogsmagnið ekki lengur. Þessar óhóflegu yfirborðsvirku sameindir í lausninni eru truflaðar eða eru til á venjulegan hátt. Bæði æfingar og kenningar hafa sýnt að þær mynda samanlagð í lausn, sem kallast micelles.
Mikilvægur micelle styrkur: Lágmarksstyrkur þar sem yfirborðsvirk efni myndast í lausn er kallað mikilvægur micelle styrkur.
④ CMC gildi sameiginlegs yfirborðsvirks efnis.
6. Vatnssækið og oleophilic jafnvægisgildi
HLB stendur fyrir vatnssækið fitusækið jafnvægi, sem táknar vatnssækið og fitusækið jafnvægisgildi vatnssækinna og fitusækinna hópa yfirborðsvirks efnis, þ.e. HLB gildi yfirborðsvirka efnisins. Hátt HLB gildi gefur til kynna sterka vatnssækni og veikan fitusækni sameindarinnar; Þvert á móti, það hefur sterka fitusækni og veikt vatnssækni.
① Reglugerðir um HLB gildi
HLB gildi er hlutfallslegt gildi, þannig að þegar það er mótað HLB gildi, sem staðal, er HLB gildi parafíns án vatnssækinna eiginleika stillt á 0, en HLB gildi natríumdodecýlsúlfats með sterkt vatnsleysni er stillt á 40. Þess vegna er HLB gildi yfirborðsvirkra efna almennt á bilinu 1-40. Almennt séð eru ýruefni með HLB gildi minna en 10 fitusæknir, en ýruefni með HLB gildi sem eru hærri en 10 eru vatnssæknar. Þess vegna er beygjupunktur frá fitusækni til vatnssækni um það bil 10.
7. Fleyti og leysniáhrif
Tveir ómerkilegir vökvar, annar sem myndast með því að dreifa agnum (dropum eða fljótandi kristöllum) í hinum, eru kallaðir fleyti. Þegar myndast fleyti eykst viðmótsvæðið milli vökvanna tveggja og gerir kerfið hitafræðilega óstöðugt. Til að koma á stöðugleika fleyti þarf þriðja íhlut - ýruefni - að bæta við til að draga úr viðmótorku kerfisins. Fleyti tilheyra yfirborðsvirkum efnum og meginhlutverk þeirra er að starfa sem ýruefni. Fasinn sem dropar eru til í fleyti er kallaður dreifður áfangi (eða innri fasi, ósamfelldur fas) og hinn fasinn sem tengdur er saman er kallaður dreifður miðill (eða ytri fas, stöðugur áfangi).
① ýruefni og fleyti
Algengar fleyti samanstanda af einum fasa af vatni eða vatnslausn og öðrum áfanga lífrænna efnasambanda sem eru ómissandi með vatni, svo sem olíum, vaxum osfrv. Fleyti sem myndast af vatni og olíum er hægt að skipta í tvenns konar byggð á dreifingu þeirra: Olía dreifð í vatni myndar vatn í olíu finni, táknað með O/W (olíu/vatni); Vatn sem dreifist í olíu myndar vatn í olíufleyti, táknað með w/o (vatn/olía). Að auki getur flókið vatn í olíu í vatni w/o/w og olíu í vatni í olíu O/W/o fleyti einnig myndast.
Fleytierinn stöðugir fleyti með því að draga úr spennu spennunnar og mynda andlitsgrímu í einlagi.
Kröfur fyrir ýruefni í fleyti: A: Fleyti verður að geta aðsogast eða auðga viðmótið á milli stiganna tveggja, sem dregur úr spennuspennu; B: ýruefni verða að gefa agnum rafmagnshleðslu, sem veldur rafstöðueiginleikum milli agna eða myndar stöðugt, mjög seigfljótandi hlífðarfilmu umhverfis agnirnar. Þannig að efni sem notuð eru sem ýruefni verða að hafa amfífílískir hópa til að hafa fleyti áhrif og yfirborðsvirk efni geta uppfyllt þessa kröfu.
② Undirbúningsaðferðir fleyti og þáttum sem hafa áhrif á stöðugleika fleyti
Það eru tvær aðferðir til að útbúa fleyti: Ein er að nota vélrænar aðferðir til að dreifa vökvanum í litlar agnir í öðrum vökva, sem er almennt notaður í iðnaði til að undirbúa fleyti; Önnur aðferð er að leysa vökva í sameindaástandi í öðrum vökva og leyfa honum síðan að safna saman á viðeigandi hátt til að mynda fleyti.
Stöðugleiki fleyti vísar til getu þeirra til að standast samsöfnun agna og valda fasa aðskilnaði. Fleyti eru hitafræðilega óstöðug kerfi með verulega ókeypis orku. Þess vegna vísar stöðugleiki fleyti í raun til þess tíma sem krafist er til að kerfið nái jafnvægi, það er tíminn sem þarf til að vökvi í kerfinu skilji.
Þegar það eru skautaðar lífrænar sameindir eins og fitualkóhól, fitusýra og feitur amín í andlitsgrímunni eykst styrkur himnunnar verulega. Þetta er vegna þess að fleyti sameindir í aðsogslagi viðmótsins hafa samskipti við skautasameindir eins og áfengi, sýru og amín til að mynda „flókið“, sem eykur styrk andlitsgrímu viðmótsins.
Ýruefni sem samanstendur af tveimur eða fleiri yfirborðsvirkum efnum eru kölluð blandaðir ýruefni. Blandaðir ýruefni adsorb á vatn/olíuviðmót og milliverkanir geta myndað fléttur. Vegna sterkrar milliverkunar samspils minnkar viðmótsspenna verulega, magn ýruefni sem aðsogað er á viðmótið er verulega aukið og þéttleiki og styrkur myndaðs andlitsgrímu er aukinn.
Hleðsla dropanna hefur veruleg áhrif á stöðugleika fleyti. Stöðugir fleyti hafa venjulega dropa með rafhleðslum. Þegar jónískir ýruefni eru notaðir, settu jónir fleyti, sem eru aðsogaðir á viðmótið, fitusækna hópa í olíufasinn, meðan vatnssæknir hópar eru í vatnsfasanum og gera þannig að droparnir hlaðnar. Vegna þess að dropar fleyti bera sömu hleðslu, hrinda þeir hver af öðrum og eru ekki auðveldlega þéttir, sem leiðir til aukins stöðugleika. Það má sjá að því meira ýruefni sem eru aðsogaðir á dropana, því meiri hleðsla þeirra og því meiri geta þeirra til að koma í veg fyrir samloðun dropa, sem gerir fleyti kerfið stöðugra.
Seigja dreifingarmiðils fleyti hefur ákveðin áhrif á stöðugleika fleyti. Almennt, því hærra sem seigja dreifingarmiðilsins er, því hærri er stöðugleiki fleyti. Þetta er vegna þess að seigja dreifingarmiðilsins er mikil, sem hindrar sterkt Brownian hreyfingu fljótandi dropa, hægir á árekstrinum milli dropanna og heldur kerfinu stöðugu. Fjölliðaefni sem eru venjulega leysanleg í fleyti geta aukið seigju kerfisins og aukið stöðugleika fleyti. Að auki getur fjölliðan einnig myndað andlitsgrímu við tengi, sem gerir fleyti kerfið stöðugra.
Í sumum tilvikum getur það að bæta fast duft einnig komið á stöðugleika fleyti. Fasta duftið er ekki í vatni, olíu eða við viðmótið, allt eftir vætu getu olíu og vatns á föstu duftinu. Ef fast duftið er ekki alveg bleytt af vatni og getur verið bleytt með olíu, verður það áfram við vatnsolíuviðmótið.
Ástæðan fyrir því að föstu duftið kemur ekki á stöðugleika fleyti er sú að duftið sem safnað er við viðmótið styrkir ekki andlitsgrímu viðmótsins, sem er svipað og aðsogs sameindir viðmótsins. Þess vegna er því nær sem fast duftagnirnar eru raðað við viðmótið, því stöðugri verður fleyti.
Yfirborðsvirk efni hafa getu til að auka leysni lífrænna efnasambanda verulega sem eru óleysanleg eða örlítið leysanleg í vatni eftir að hafa myndað micelles í vatnslausn og lausnin er gegnsær á þessum tíma. Þessi áhrif micelles eru kölluð leysni. Yfirborðsvirk efni sem geta framleitt leysandi áhrif eru kölluð leysir og lífræn efnasambönd sem eru leyst eru kölluð leysin efnasambönd.
8. Froða
Froða gegnir mikilvægu hlutverki í þvottaferlinu. Froða vísar til dreifikerfisins þar sem gas er dreift í vökva eða fast efni. Gas er dreifingarfasinn og vökvi eða fast efni er dreifingarmiðillinn. Sá fyrrnefndi er kallaður fljótandi froðu, en sá síðarnefndi er kallaður fast froða, svo sem froðuplast, froðugler, froðu sement osfrv.
(1) Myndun froðu
Froða hér vísar til samsöfnun loftbólna sem eru aðskilin með fljótandi filmu. Vegna mikils munar á þéttleika milli dreifða fasa (gas) og dreifðs miðils (vökva), og lítill seigja vökvans, getur froðan alltaf hækkað til vökvastigsins fljótt.
Ferlið við að mynda froðu er að koma miklu magni af gasi í vökvann og loftbólurnar í vökvanum fara fljótt aftur í vökvann.
Froða hefur tvö merkileg einkenni í formgerð: Eitt er að loftbólur sem dreifðir fasar eru oft fjölheilbrigði, vegna þess að á gatnamótum loftbólur er tilhneiging til að fljótandi filmið verði þynnri, sem gerir loftbólurnar margliða. Þegar vökvamyndin verður þynnri að vissu marki munu loftbólurnar brotna; Í öðru lagi getur hreinn vökvi ekki myndað stöðugan froðu, en vökvinn sem getur myndað froðu er að minnsta kosti tveir eða fleiri íhlutir. Vatnslausn yfirborðsvirka efnisins er dæmigert kerfi sem auðvelt er að búa til froðu og geta þess til að búa til froðu einnig tengd öðrum eiginleikum.
Yfirborðsvirk efni með góða froðumyndunargetu eru kölluð freyðandi lyf. Þrátt fyrir að froðuefnið hafi góða froðuhæfileika, þá er myndað froða kannski ekki fær um að viðhalda í langan tíma, það er að segja að stöðugleiki þess gæti ekki verið góður. Til að viðhalda stöðugleika froðu er efni sem getur aukið stöðugleika froðu oft bætt við froðumyndunarmiðlunina, sem kallast froðustöðugleiki. Algengt er að froðu stöðugleika eru lauroyl díetanólamín og dodecyl dimetýl amínoxíð.
(2) Stöðugleiki froðu
Froða er hitafræðilega óstöðugt kerfi og endanleg þróun er sú að heildar yfirborð vökvans í kerfinu minnkar og frjáls orka minnkar eftir að kúla brotnaði. Defoaming ferlið er ferlið þar sem vökvamyndin sem aðskilur gasið breytir þykkt þar til hún rofnar. Þess vegna er stöðugleiki froðu aðallega ákvarðaður með hraða fljótandi losunar og styrk vökvafilmu. Það eru nokkrir aðrir áhrifaþættir.
① Yfirborðsspenna
Frá orkusjónarmiði er lítil yfirborðsspenna hagstæðari fyrir myndun froðu, en það getur ekki tryggt stöðugleika froðu. Lítil yfirborðsspenna, lágþrýstingsmunur, hægt losunarhraði vökva og hægt vökvamyndun er til þess fallin að stöðugleika froðu.
② Seigja yfirborðs
Lykilatriðið sem ákvarðar stöðugleika froðu er styrkur vökvamyndarinnar, sem er aðallega ákvarðaður af festu yfirborðs aðsogsmyndarinnar, mældur með seigju yfirborðsins. Tilraunir sýna að froðan sem framleidd er með lausninni með hærri yfirborð seigju hefur lengra líf. Þetta er vegna þess að samspil aðsogaðra sameinda á yfirborðinu leiðir til aukningar á himnustyrk og bætir þannig líf froðu.
③ lausn seigja
Þegar seigja vökvans sjálfs eykst er ekki auðvelt að losa vökvann í vökvamyndinni og hraðinn á þynningu vökvamyndarinnar er hægt, sem seinkar tíma vökvamyndarinnar rofnar og eykur stöðugleika froðunnar.
④ „Viðgerð“ áhrif yfirborðsspennu
Yfirborðsvirk efni sem eru aðsogað á yfirborði fljótandi filmsins hafa getu til að standast stækkun eða samdrátt vökvafilmu yfirborðsins, sem við vísum til sem viðgerðaráhrif. Þetta er vegna þess að það er fljótandi filma af yfirborðsvirkum efnum aðsogað á yfirborðið og með því að auka yfirborð þess mun draga úr styrk yfirborðs aðsogaðra sameinda og auka yfirborðsspennu. Ennfremur að auka yfirborðið mun þurfa meiri fyrirhöfn. Aftur á móti mun rýrnun yfirborðs svæðis auka styrk aðsogaðra sameinda á yfirborðinu, draga úr yfirborðsspennu og hindra frekari rýrnun.
⑤ Dreifing gassins í gegnum fljótandi filmu
Vegna tilvist háræðarþrýstings er þrýstingur litlar loftbólur í froðu hærri en stórar loftbólur, sem mun valda því að gasið í litlu loftbólunum dreifist í lágþrýstinginn stórar loftbólur í gegnum fljótandi filmuna, sem leiðir til þess að fyrirbæri er að litlu loftbólurnar verða minni, verða stóru loftbólurnar stærri og loksins foam brotnar. Ef yfirborðsvirka efninu er bætt við verður froðan einsleit og þétt þegar hún er freyðandi og það er ekki auðvelt að defoamer. Þar sem yfirborðsvirka efnið er náið raðað á fljótandi kvikmyndina er erfitt að loftræsta, sem gerir froðuna stöðugri.
⑥ Áhrif yfirborðshleðslu
Ef froðuvökvamyndin er hlaðin með sama tákni, munu tveir yfirborð fljótandi kvikmyndarinnar hrinda hver af annarri og koma í veg fyrir að vökvamyndin þynni eða jafnvel eyðileggingu. Jónísk yfirborðsvirk efni geta veitt þessi stöðugu áhrif.
Að lokum er styrkur fljótandi kvikmynda lykilatriðið til að ákvarða stöðugleika froðu. Sem yfirborðsvirkt efni fyrir froðulyf og froðustöðugleika er þéttleiki og festu yfirborðs aðsogaðra sameinda mikilvægustu þættirnir. Þegar samspil aðsogaðra sameinda á yfirborðinu er sterkt, er aðsoguðu sameindunum náið raðað, sem gerir ekki aðeins yfirborðs andlitsgrímuna sjálft mikinn styrk, heldur gerir lausnin einnig við hliðina á andlitsgrímunni sem er erfitt að flæða vegna mikillar yfirborðs. Að auki geta náið skipulagðar yfirborðsameindir einnig dregið úr gegndræpi gassameinda og þannig aukið stöðugleika froðu.
(3) Eyðing froðu
Grunnreglan um að eyðileggja froðu er að breyta skilyrðum til að framleiða froðu eða útrýma stöðugleikaþáttum froðu, svo það eru tvær defoaming aðferðir, eðlisfræðilegar og efnafræðilegar.
Líkamleg defoaming er að breyta skilyrðunum sem froða er búin til meðan viðhalda efnasamsetningu froðulausnar óbreytt. Til dæmis er truflun á utanaðkomandi krafti, hitastig eða þrýstingsbreyting og ultrasonic meðferð allar áhrifaríkar líkamlegar aðferðir til að útrýma froðu.
Efnafræðilegu defoaming aðferðin er að bæta við sumum efnum til að hafa samskipti við froðuefnið, draga úr styrk vökvamyndarinnar í froðunni og draga síðan úr stöðugleika froðunnar til að ná þeim tilgangi að defoaming. Slík efni eru kölluð defoamers. Flestir defoamers eru yfirborðsvirk efni. Þess vegna, í samræmi við fyrirkomulag defoaming, ættu defoamers að hafa sterka getu til að draga úr yfirborðsspennu, auðveldlega aðsogast á yfirborðið og hafa veikt samspil milli aðsogaðra sameinda sem leiða til tiltölulega lausrar uppbyggingar aðsogaðra sameinda.
Það eru til ýmsar tegundir af defoamers, en þær eru að mestu leyti ójónandi yfirborðsvirk efni. Óteljandi yfirborðsvirk efni hafa andstæðinga eiginleika nálægt eða yfir skýjapunkti þeirra og eru almennt notuð sem defoamers. Alkóhól, sérstaklega þau sem eru með greinarvirki, fitusýrur og estera, pólýamíð, fosföt, kísillolíur osfrv., Eru einnig oft notuð sem framúrskarandi defoamers.
(4) Froða og þvottur
Engin bein tengsl eru á milli froðu og þvottaáhrifa og magn froðu þýðir ekki að þvottaráhrifin séu góð eða slæm. Sem dæmi má nefna að freyðaafköst sem ekki eru jónísk yfirborðsvirk efni er mun óæðri sápu, en hreinsunarstyrkur þeirra er mun betri en sápa.
Í sumum tilvikum er froðu gagnlegt við að fjarlægja óhreinindi. Til dæmis, þegar þvottar borðbúnað heima, getur froða þvottaefnisins tekið frá sér olíuna dropana sem skolast niður; Þegar skúra teppi hjálpar froðu við að taka burt traustan óhreinindi eins og ryk og duft. Að auki er stundum hægt að nota froðu sem merki um hvort þvottaefnið sé árangursríkt, vegna þess að fituolíublettir geta hindrað froðu þvottaefnisins. Þegar það er of mikið af olíublettum og of lítið þvottaefni verður engin froðu eða upprunalega froðan hverfur. Stundum er einnig hægt að nota froðu sem vísbending um hvort skolunin sé hrein. Vegna þess að magn froðu í skolunarlausninni hefur tilhneigingu til að minnka með lækkun á þvottaefni innihaldi er hægt að meta skolunarstigið með magni froðu.
9. þvottaferli
Í víðum skilningi er þvottur ferlið við að fjarlægja óæskilega hluti úr hlutnum sem er þveginn og ná ákveðnum tilgangi. Þvottur í venjulegum skilningi vísar til þess að fjarlægja óhreinindi frá yfirborði burðar. Við þvott er samspil óhreininda og burðaraðila veikt eða eytt með verkun sumra efna (svo sem þvottaefni), sem umbreytir samsetningu óhreininda og burðar í samsetningu óhreininda og þvottaefnis, sem veldur því að lokum óhreinindum og burðarefni. Þar sem hlutirnir sem á að þvo og óhreinindi sem á að fjarlægja eru fjölbreyttir, er þvottur mjög flókið ferli og hægt er að tákna grunnferlið við þvo með eftirfarandi einföldu sambandi
Burðarefni • óhreinindi+þvottaefni = burðarefni+óhreinindi • Þvottaefni
Venjulega er hægt að skipta þvottaferlinu í tvö stig: eitt er aðskilnaður óhreininda og burðarefni þess undir verkun þvottaefnis; Annað er að aðskilinn óhreinindi er dreifður og hengdur í miðlinum. Þvottaferlið er afturkræft ferli og óhreinindi sem dreifast eða sviflausnar í miðlinum geta einnig fallið frá miðlinum á þvottinn. Þess vegna ætti framúrskarandi þvottaefni ekki aðeins að hafa getu til að losa óhreinindi frá burðarmanninum, heldur hafa það einnig góða getu til að dreifa og fresta óhreinindum og koma í veg fyrir að óhreinindi setji aftur.
(1) Tegundir óhreininda
Jafnvel fyrir sama hlut er gerð, samsetning og magn af óhreinindum mismunandi eftir notkun umhverfisins. Óvilnuð óhreinindi inniheldur aðallega dýra- og jurtaolíur, svo og steinefnaolíur (svo sem hráolía, eldsneytisolía, koltjör osfrv.), Á meðan fast óhreinindi felur aðallega í sér reyk, ryk, ryð, kolsvart o.s.frv. Hvað varðar fatnað óhreinindi, þá eru óhreinir frá mannslíkamanum, svo sem svita, sebum, blóð osfrv. Óhreinindi frá mat, svo sem ávaxtablettum, ætum olíublettum, kryddblettum, sterkju osfrv.; Óhreinindi sem snyrtivörur hafa komið með, svo sem varalit og naglalakk; Óhreinindi frá andrúmsloftinu, svo sem reyk, ryk, jarðvegur osfrv.; Önnur efni eins og blek, te, málning osfrv. Það má segja að það séu ýmsar og fjölbreyttar gerðir.
Venjulega er hægt að skipta ýmsum tegundum af óhreinindum í þrjá flokka: fastan óhreinindi, fljótandi óhreinindi og sérstaka óhreinindi.
① Algengt föstu óhreinindi innihalda agnir eins og ösku, leðju, jarðveg, ryð og kolsvart. Flestar þessara agna eru með yfirborðshleðslu, aðallega neikvæðar, og eru auðveldlega aðsogaðar á trefja hluti. Almennt er erfitt að leysa fastan óhreinindi í vatni, en hægt er að dreifa þeim og hengja með þvottaefnislausnum. Erfitt er að fjarlægja traustan óhreinindi með litlum agnum.
② Fljótandi óhreinindi er að mestu leyti olía leysanlegt, þar á meðal dýra- og jurtaolíur, fitusýrur, fitualkóhól, steinefnaolíur og oxíð þeirra. Meðal þeirra geta dýra- og jurtaolíur og fitusýrur farið í saponification með basa, á meðan feitar alkóhól og steinefnaolíur eru ekki saponified af basa, heldur geta það leyst upp í alkóhólum, etum og kolvetni lífrænum leysum og verið fleyti og dreifðir með þvottaefnum vatnslausn. Olíu leysanlegt fljótandi óhreinindi hefur yfirleitt sterkan samspilkraft við trefja hluti og aðsogar þétt á trefjar.
③ Sérstakur óhreinindi inniheldur prótein, sterkju, blóð, seytingu manna eins og svita, sebum, þvag, svo og ávaxtasafa, te safa osfrv. Flestar þessar tegundir óhreininda geta sterklega aðsogað á trefja hluti með efnafræðilegum viðbrögðum. Þess vegna er það mjög erfitt að þvo það.
Ýmsar tegundir af óhreinindum eru sjaldan til einir, oft blandaðar saman og aðsogaðar saman á hluti. Óhreinindi geta stundum oxað, brotið niður eða rotnað undir ytri áhrifum, sem leiðir til myndunar nýrrar óhreininda.
(2) viðloðunaráhrif óhreininda
Ástæðan fyrir því að föt, hendur osfrv. Getur orðið óhreint er vegna þess að það er einhvers konar samspil milli hluta og óhreininda. Það eru ýmis viðloðunaráhrif óhreininda á hluti, en þau eru aðallega eðlisfræðileg viðloðun og efnafræðileg viðloðun.
① Líkamleg viðloðun sígarettuskunar, ryks, botnfalls, kolsvarts og annarra efna við fatnað. Almennt séð er samspilið milli festra óhreininda og mengaðs hlutar tiltölulega veikt og að fjarlægja óhreinindi er einnig tiltölulega auðvelt. Samkvæmt mismunandi öflum er hægt að skipta líkamlegri viðloðun óhreininda í vélræna viðloðun og rafstöðueiginleika viðloðun.
A: Vélræn viðloðun vísar aðallega til viðloðunar á föstu óhreinindum eins og ryki og seti. Vélræn viðloðun er veik viðloðunaraðferð fyrir óhreinindi, sem næstum er hægt að fjarlægja með einföldum vélrænum aðferðum. Hins vegar, þegar agnastærð óhreininda er lítil (<0,1um), er erfiðara að fjarlægja það.
B: Rafstöðueiginleikar viðloðun birtist aðallega með verkun hlaðinna óhreininda á hlutum með gagnstæðum hleðslum. Flestir trefjar hlutir bera neikvæða hleðslu í vatni og er auðveldlega fylgt með jákvætt hlaðinn óhreinindi eins og kalk. Einhver óhreinindi, þrátt fyrir að vera neikvæðar hlaðnar, svo sem kolsvart agnir í vatnslausnum, geta fest sig við trefjar í gegnum jónbrýr sem myndast af jákvæðum jónum (svo sem Ca2+, Mg2+osfrv.) Í vatni (jónir virka saman milli margra gagnstæðra hleðslna, sem starfa eins og brú).
Static rafmagn er sterkara en einföld vélræn aðgerð, sem gerir það tiltölulega erfitt að fjarlægja óhreinindi.
③ Fjarlæging á sérstökum óhreinindum
Erfitt er að fjarlægja prótein, sterkju, seytingu manna, ávaxtasafa, te safa og aðrar tegundir af óhreinindum með almennum yfirborðsvirkum efnum og þurfa sérstakar meðferðaraðferðir.
Próteinblettir eins og rjómi, egg, blóð, mjólk og útskilnaður í húð eru viðkvæmir fyrir storknun og denaturation á trefjum og festast betur. Fyrir próteinflokkun er hægt að nota próteasa til að fjarlægja það. Próteasinn getur brotið niður prótein í óhreinindum í vatnsleysanlegar amínósýrur eða fákeppni.
Sterkjablettir koma aðallega frá mat, en aðrir eins og kjötsafi, líma osfrv.
Lipase getur hvatt niðurbrot sumra þríglýseríða sem erfitt er að fjarlægja með hefðbundnum aðferðum, svo sem sebum sem er seytt af mannslíkamanum, ætum olíum osfrv., Til að brjóta niður þríglýseríð í leysanlegar glýseról og fitusýrur.
Sumir litaðir blettir úr ávaxtasafa, te safa, blek, varalit osfrv. Er oft erfitt að hreinsa vandlega jafnvel eftir endurtekna þvott. Hægt er að fjarlægja þessa tegund af bletti með því að draga úr oxun með oxun með því að nota oxunarefni eða afoxunarefni eins og bleikju, sem brjóta niður uppbyggingu litninga eða litningahópa og brjóta þau niður í minni vatnsleysanlegan íhluti.
Frá sjónarhóli þurrhreinsunar eru u.þ.b. þrjár tegundir af óhreinindum.
① Olíu leysanleg óhreinindi innihalda ýmsar olíur og fitu, sem eru fljótandi eða fitugir og leysanlegir í þurrhreinsiefni.
② Vatnsleysanlegt óhreinindi er leysanlegt í vatnslausn, en óleysanlegt í þurrhreinsiefni. Það aðsogast á fatnað í formi vatnslausnar og eftir að vatnið gufar upp eru kornótt föst efni eins og ólífræn sölt, sterkja, prótein osfrv.
③ Olíuvatn óleysanlegt óhreinindi er óleysanlegt í bæði vatns- og þurrhreinsiefni, svo sem kolsvart, ýmsum málmkísilötum og oxíðum.
Vegna mismunandi eiginleika ýmissa tegunda óhreininda eru mismunandi leiðir til að fjarlægja óhreinindi meðan á þurrhreinsunarferlinu stendur. Olíu leysanleg óhreinindi, svo sem dýra- og jurtaolíur, steinefnaolíur og fitu, eru auðveldlega leysanleg í lífrænum leysum og auðvelt er að fjarlægja það við þurrhreinsun. Framúrskarandi leysni þurrhreinsunar leysir fyrir olíu og fitu er í meginatriðum vegna van der Waals krafta milli sameinda.
Til að fjarlægja vatnsleysanlegt óhreinindi eins og ólífræn sölt, sykur, prótein, sviti osfrv., Er einnig nauðsynlegt að bæta viðeigandi magni af vatni við þurrhreinsiefni, annars er erfitt að fjarlægja vatnsleysanlegt óhreinindi úr fötum. En erfitt er að leysa vatn í þurrhreinsiefni, svo til að auka vatnsmagn þarf að bæta við yfirborðsvirkum efnum. Vatnið sem er til staðar í þurrhreinsiefnum getur vökvað óhreinindi og yfirborð fatnaðar, sem gerir það auðvelt að hafa samskipti við skautana hópa yfirborðsvirkra efna, sem er gagnlegt fyrir aðsog yfirborðsvirkra efna á yfirborðinu. Að auki, þegar yfirborðsvirk efni mynda micelles, er hægt að leysa vatnsleysanlegt óhreinindi og vatn í micelles. Yfirborðsvirk efni geta ekki aðeins aukið vatnsinnihald í þurrhreinsiefni, heldur einnig komið í veg fyrir að óhreinindi verði útfellingu til að auka hreinsunaráhrifin.
Tilvist lítið magn af vatni er nauðsynleg til að fjarlægja vatnsleysanlegt óhreinindi, en óhóflegt vatn getur valdið því að nokkur föt afmyndast, hrukka osfrv., Þannig að vatnsinnihald í þurru þvottaefni verður að vera í meðallagi.
Fastar agnir eins og ösku, leðja, jarðvegur og kolsvart, sem eru hvorki vatnsleysanlegar né olíu leysanlegar, festast almennt við fatnað með rafstöðueiginleikum aðsog eða með því að sameina olíubletti. Við þurrhreinsun geta flæði og áhrif leysanna valdið óhreinindum sem eru aðsogaðir af rafstöðueiginleikum að falla af, á meðan þurrhreinsiefni geta leyst upp olíumenn og valdið því að fastar agnir sem sameinast olíumennunum og festast við fötin sem falla frá þurrhreinsunarefninu. Lítið magn af vatni og yfirborðsvirkum efnum í þurrhreinsiefni getur stöðugt hengt og dreift föstu óhreinindum sem falla af og komið í veg fyrir að þær setji aftur á fötin aftur.
(5) Þættir sem hafa áhrif á þvottáhrif
Stefnumótun aðsogs yfirborðsvirkra efna við tengi og minnkun á yfirborði (viðmót) spennu eru meginþættirnir til að fjarlægja fljótandi eða fastar fouling. En þvottaferlið er tiltölulega flókið og jafnvel þvottaáhrif sömu tegundar þvottaefnis hafa áhrif á marga aðra þætti. Þessir þættir fela í sér styrk þvottaefnis, hitastigs, eðli óhreininda, tegund trefja og uppbyggingu efnis.
① Styrkur yfirborðsvirkra efna
Miklar yfirborðsvirkra efna í lausninni gegna mikilvægu hlutverki í þvottaferlinu. Þegar styrkur nær mikilvægum micelle styrk (CMC) eykst þvottaáhrifin verulega. Þess vegna ætti styrkur þvottaefnis í leysinum að vera hærri en CMC gildi til að ná góðum þvottáhrifum. Hins vegar, þegar styrkur yfirborðsvirkra efna fer yfir CMC gildi, verða vaxandi þvottáhrif minni og of mikil aukning á styrk yfirborðsvirkra efna er óþörf.
Þegar styrkur er notaður til að fjarlægja olíubletti, jafnvel þó að styrkur sé yfir CMC gildi, eykst leysingaráhrifin enn með aukningu á styrk yfirborðsvirkra efna. Á þessum tíma er ráðlegt að nota þvottaefni á staðnum, svo sem á belgnum og kraga af fötum þar sem mikið er af óhreinindum. Þegar þvott er er hægt að beita lag af þvottaefni fyrst til að bæta upplausnaráhrif yfirborðsvirkra efna á olíubletti.
② Hitastig hefur veruleg áhrif á hreinsunaráhrifin. Á heildina litið er það að hækka hitastigið gagnlegt til að fjarlægja óhreinindi, en stundum getur óhóflegt hitastig einnig valdið slæmum þáttum.
Hækkun hitastigs er gagnleg fyrir dreifingu óhreininda. Fastar olíublettir eru auðveldlega fleytir þegar hitastigið er yfir bræðslumark og trefjar auka einnig stig þeirra vegna hækkunar á hitastigi. Þessir þættir eru allir gagnlegir til að fjarlægja óhreinindi. Hins vegar, fyrir þéttan dúk, er örpilunum milli trefja minnkað eftir stækkun trefja, sem er ekki til þess fallin að fjarlægja óhreinindi.
Hitastigsbreytingar hafa einnig áhrif á leysni, CMC gildi og micelle stærð yfirborðsvirkra efna og hefur þar með áhrif á þvottáhrifin. Löng yfirborðsvirk efni með kolefniskeðju hafa lægri leysni við lágt hitastig og stundum jafnvel lægri leysni en CMC gildi. Í þessu tilfelli ætti að hækka þvottahitastigið á viðeigandi hátt. Áhrif hitastigs á CMC gildi og micelle stærð eru mismunandi fyrir jónísk og ójónísk yfirborðsvirk efni. Fyrir jónísk yfirborðsvirk efni leiðir hækkun á hitastigi yfirleitt til aukningar á CMC gildi og lækkun á micelle stærð. Þetta þýðir að auka ætti styrk yfirborðsvirkra efna í þvottalausninni. Fyrir ójónandi yfirborðsvirk efni leiðir hækkun hitastigs til lækkunar á CMC gildi þeirra og verulegri aukningu á micelle stærð þeirra. Það má sjá að hækkandi hitastig á viðeigandi hátt getur hjálpað ójónandi yfirborðsvirkum efnum með yfirborðsvirkni þeirra. En hitastigið ætti ekki að fara yfir skýjarpunktinn.
Í stuttu máli er heppilegasti þvottahitinn tengdur formúlunni af þvottaefni og hluturinn er þveginn. Sum þvottaefni hafa góð hreinsunaráhrif við stofuhita en sum þvottaefni hafa verulega mismunandi hreinsunaráhrif fyrir kulda og heitan þvott.
③ froða
Fólk ruglar oft froðumyndunargetu við þvottaáhrif og trúir því að þvottaefni með sterka froðumyndunargetu hafi betri þvottáhrif. Niðurstöðurnar sýna að þvottaráhrifin eru ekki í beinu samhengi við magn froðu. Til dæmis, með því að nota lítið freyðandi þvottaefni til þvottar, hefur ekki verri þvottaáhrif en mikið freyðandi þvottaefni.
Þrátt fyrir að froða sé ekki í beinu samhengi við þvott, er froðu enn gagnlegt að fjarlægja óhreinindi í sumum tilvikum. Sem dæmi má nefna að froða þvottavökvans getur flutt olíumdropana þegar þvo diska með höndunum. Þegar skúra teppið getur froðu einnig tekið frá sér fastar óhreinindi eins og ryk. Ryk er stór hluti af teppi óhreinindum, svo tepphreinsiefni ætti að hafa ákveðna froðumyndunargetu.
Froðumark er einnig mikilvægt fyrir sjampó. Fínn froðu sem framleitt er með vökvanum þegar þvo hárið eða baðið lætur fólki líða vel.
④ Tegundir trefja og eðlisfræðilegir eiginleikar vefnaðarvöru
Til viðbótar við efnafræðilega uppbyggingu trefja sem hafa áhrif á viðloðun og fjarlægingu óhreininda, hefur útlit trefja og skipulag uppbyggingar garns og dúks einnig áhrif á erfiðleika við að fjarlægja óhreinindi.
Mælikvarðar ullartrefja og flata ræma eins og uppbygging bómullartrefja er hættara við að safna óhreinindum en sléttum trefjum. Til dæmis er auðvelt að fjarlægja kolsvart, sem er fest við sellulósa filmu (límfilmu), en erfitt er að þvo kolvetnis sem er fest við bómullarefni. Til dæmis eru pólýester stutt trefjarefni hættara við að safna olíublettum en löngum trefjarefnum og olíumenn á stuttum trefjarefnum eru einnig erfiðari að fjarlægja en á löngum trefjarefnum.
Þétt brengluð garni og þétt dúkur, vegna litlu örpilanna milli trefja, geta staðist innrás óhreininda, en kemur einnig í veg fyrir að hreinsilausnin fjarlægi innri óhreinindi. Þess vegna hafa þéttir dúkur góða mótstöðu gegn óhreinindum í byrjun, en það er líka erfitt að þrífa þegar það er mengað.
⑤ Hörku vatnsins
Styrkur málmjóna eins og Ca2+og Mg2+í vatni hefur veruleg áhrif á þvottáhrif, sérstaklega þegar anjónísk yfirborðsvirk efni lenda í Ca2+og Mg2+jónum til að mynda kalsíum og magnesíumsölt með lélega leysni, sem getur dregið úr hreinsunargetu þeirra. Jafnvel þó að styrkur yfirborðsvirkra efna sé mikill í hörðu vatni, eru hreinsunaráhrif þeirra enn miklu verri en í eimingu. Til að ná sem bestum þvottaáhrifum yfirborðsvirkra efna ætti að minnka styrkur Ca2+jóna í vatni niður í undir 1 × 10-6 mól/l (CACO3 ætti að minnka í 0,1 mg/l). Þetta krefst þess að bæta við ýmsum mýkingarefni við þvottaefnið.
Post Time: Aug-16-2024