Päätuotteemme: Amino -silikoni, lohko silikoni, hydrofiilinen silikoni, kaikki niiden silikoniemulsio, kostuttamalla paaston parantajaa, veden hylkivää (fluoriton, hiili 6, hiili 8), demin -pesukemikaalit (ABS, entsyymi, spandeksuoja, mangaaninpoisto), lisää yksityiskohtia: Mandy +86 1986618619 (WhatsApp).
9 suurta suhdetta pinta -aktiivisten aineiden ja värjäystehtaiden välillä
01 Pintajännitys
Voimaa, joka toimii nesteen pinnan supistumiseen yksikköä kohti, kutsutaan pintajännitykseksi, mitattuna n · m⁻¹.
02 Pinta -aktiivisuus ja pinta -aktiiviset aineet
Ominaisuutta, joka vähentää liuottimen pintajännitystä, kutsutaan pinta-aktiivisuuteen, ja tämän ominaisuuden hallussa oleviin aineisiin viitataan pinta-aktiivisina aineina. Pinta-aktiiviset aineet ovat pinta-aktiivisia aineita, jotka voivat muodostaa aggregaatteja vesiliuoksissa, kuten miselleillä, ja joilla on korkea pinta-aktiivisuus yhdessä toimintojen kanssa, kuten kostutus, emulgointi, vaahtoaminen ja pesu.
03 Pinta -aktiivisten aineiden molekyylirakenteen ominaisuudet
Pinta -aktiiviset aineet ovat orgaanisia yhdisteitä, joilla on erityisiä rakenteita ja ominaisuuksia; Ne voivat merkittävästi muuttaa rajapintajännitystä kahden vaiheen välillä tai nesteiden (yleensä vesi) pintajännitystä, joilla on ominaisuuksia, kuten kostutus, vaahtoaminen, emulgointi ja pesu. Rakenteellisesti pinta-aktiivisilla aineilla on yhteinen ominaisuus, joka sisältää kahta erityyppistä ryhmää molekyyleissä: toisessa päässä on pitkäketjuinen ei-polaarinen ryhmä, joka liukenee öljyyn, mutta joka on liukenematon veteen, joka tunnetaan hydrofobisena ryhmänä. Tämä hydrofobinen ryhmä on tyypillisesti pitkäketjuinen hiilivety, vaikka se voi joskus koostua orgaanisista fluorideista, orgaanisista piista, orgaanisista fosfiineista tai organotiniketjuista. Toisessa päässä on vesiliukoinen ryhmä, joka tunnetaan nimellä hydrofiilinen ryhmä. Hydrofiilisellä ryhmällä on oltava riittävä hydrofiilisyys varmistaakseen, että koko pinta -aktiivinen aine voi liukenemaan veteen ja sillä on tarvittava liukoisuus. Koska pinta -aktiiviset aineet sisältävät sekä hydrofiilisiä että hydrofobisia ryhmiä, ne voivat liuottaa ainakin yhdestä nestemäisen väliaineen vaiheesta. Tätä pinta -aktiivisten aineiden kaksisuuntaista luonnetta kutsutaan amfifiilisyydeksi.
04 Pinta -aktiiviset tyypit
Pinta -aktiiviset aineet ovat amfifiilisiä molekyylejä, joissa on sekä hydrofobisia että hydrofiilisiä ryhmiä. Hydrofobinen ryhmä koostuu yleensä pitkäketjuisista hiilivedyistä, kuten suoraketjuisista alkaaneista (C8-C20), haarautuneista alkaaneista (C8-C20) tai alkyylibentseeneistä (alkyylihiiliatomi numero 8–16). Hydrofobisten ryhmien erot johtuvat pääasiassa hiiliketjujen rakenteellisista variaatioista. Hydrofiilisten ryhmien monimuotoisuus on kuitenkin paljon suurempi, joten pinta -aktiivisten aineiden ominaisuudet liittyvät paitsi hydrofobisen ryhmän kokoon ja muotoon myös suurelta osin hydrofiiliseen ryhmään. Pinta -aktiiviset aineet voidaan luokitella hydrofiilisen ryhmän rakenteen perusteella, pääasiassa sen mukaan, onko se ioninen, jakamalla ne anionisiin, kationisiin, ei -ionisiin, kahtaisionisiin ja muihin erityisiin pinta -aktiivisten aineiden tyyppeihin.
05 Pinta -aktiivisten ratkaisujen ominaisuudet
①Adsorptio käyttöliittymässä
Pinta -aktiiviset molekyylit sisältävät sekä hydrofiilisiä että hydrofobisia ryhmiä. Vesi, joka on vahva polaarinen neste, kun pinta -aktiiviset aineet liukenevat siihen, noudattaa "samanlaisen napaisuuden periaatetta, joka houkuttelee toisiaan; erilaiset napaisuudet hylkäävät toisiaan". Sen hydrofiilinen ryhmä on vuorovaikutuksessa veden kanssa, jolloin se liukenee, kun taas sen hydrofobinen ryhmä repäisee vedestä ja poistuu vesifaasista, mikä johtaa pinta -aktiivisten aineiden molekyyleihin (tai ioneihin), jotka adsoroivat rajapintakerroksessa, vähentäen siten kahden vaiheen välistä rajapintajännitystä. Mitä enemmän pinta -aktiivisia molekyylejä (tai ioneja), jotka adsorboivat rajapinnassa, sitä suurempi rajapintajännityksen väheneminen.
② Adsorboituneiden kalvojen ominaisuudet
Adsorboituneen kalvon pintapaine: pinta-aktiiviset aineet muodostavat adsorboituneita kalvoja kaasu-neste-rajapinnalla. Esimerkiksi kitkattoman liukuvan kelluvan asettaminen nesteen rajapinnalle aiheuttaa painetta kelluvaa vasten, kun kalvo työnnetään nesteen pintaa pitkin. Tätä painetta kutsutaan pintapaineeksi.
Pintaviskositeetti: Kuten pintapaine, pintaviskositeetti on liukenemattomien molekyylikalvojen osoittama ominaisuus. Platinumirenkaan pyörivää kiertäminen osoittaa vähäisen metallilangan platinarenkaan, jotta se koskettaa veden pintaa säiliössä, veden viskositeetin vuoksi. Havaittu amplitudin rappeutuminen voi mitata pinnan viskositeettia; Puhtaan veden rappeutumisnopeuden ero ja pintakalvoa sisältävän pintakalvon viskositeetin. Pintaviskositeetti liittyy läheisesti kalvon lujuuteen; Koska adsorboituneilla kalvoilla on pintapaine ja viskositeetti, ne sisältävät välttämättä joustavuutta. Mitä suurempi adsorboituneen kalvon pintapaine ja viskositeetti, sitä suurempi sen elastinen moduuli.
③ Misellen muodostuminen
Pinta -aktiivisten aineiden käyttäytyminen laimennettuissa liuoksissa noudattaa ihanteellisia liuosnormeja. Liuospinnalla adsorboituneen pinta -aktiivisen aineen määrä kasvaa, kun liuoskonsentraatio nousee, kunnes tietty pitoisuus saavutetaan, minkä jälkeen adsorptio ei kasva edelleen. Ylimääräiset pinta -aktiiviset molekyylit ovat tässä vaiheessa satunnaisesti dispergoituneita tai olemassa kuvioitulla tavalla. Sekä käytännölliset että teoreettiset todisteet osoittavat, että ne muodostavat liuokseen aggregaatit, joita kutsutaan miselliksi. Pienin pitoisuutta, jossa pinta -aktiiviset aineet alkavat muodostaa miselliä
06 Hydrofiilinen lipofiilinen tasapainoarvo (HLB)
HLB, lyhyt hydrofiili-lipofiilitasapainolle, osoittaa pinta-aktiivisten aineiden hydrofiilisten ja lipofiilisten ryhmien välisen tasapainon. Suurempi HLB -arvo viittaa voimakkaasti hydrofiilisyyteen ja heikkoon lipofiilisyyteen, kun taas päinvastoin on totta matalille HLB -arvoille.
① HLB -arvojen määritys **:HLB -arvo on suhteellinen; Siksi HLB-arvojen määrittämiseksi ei-hydrofiilisen aineen, kuten parafiinin, standardi asetetaan HLB = 0: een, kun taas natriumdodekyylisulfaattia, jolla on vahva vesiliukoisuus, on osoitettu HLB = 40. Pinta-aktiivisten aineiden HLB-arvot laskevat yleensä välillä 1 ja 40. Pinta-aktiiviset aineet, joilla on HLB-arvo. Siksi lipofiilisyyden ja hydrofiilisyyden välinen käännekohta on noin 10. Pinta -aktiivisten aineiden mahdolliset käyttötarkoitukset voidaan karkeasti päätellä niiden HLB -arvoista.
HLB | Sovellukset | HLB | Sovellukset |
1,5 ~ 3 | W/O -tyypin defoaming -agentit | 8 ~ 18 | O/W -tyyppiset emulgit |
3,5 ~ 6 | W/o -tyyppiset emulgit | 13 ~ 15 | Pesuaineet |
7 ~ 9 | Kostuttajat | 15 ~ 18 | Liuottimet |
Taulukon mukaan pinta-aktiivisten aineiden, jotka soveltuvat käytettäväksi öljy-vedessä olevina emulgointeina, HLB-arvo on 3,5-6, kun taas vesi-öljy-ekmulaattorien arvot kuuluvat välillä 8-18.
② HLB -arvojen määrittäminen (jätetty).
07 emulgointi ja liukeneminen
Emulsio on järjestelmä, joka muodostuu, kun yksi sekoittumaton neste dispergoituu toiseen hienojen hiukkasten muodossa (pisarat tai nestekiteet). Emulgoija, joka on eräänlainen pinta -aktiivista ainetta, on välttämätöntä tämän termodynaamisesti epävakaan järjestelmän stabiloimiseksi vähentämällä rajapintaenergiaa. Pisaramuodossa olevaa vaihetta emulsiossa kutsutaan dispergoituneena faasiksi (tai sisäiseksi vaiheeksi), kun taas jatkuvaa kerrosta muodostavaa vaihetta kutsutaan dispersioväliaineeksi (tai ulkoiseksi vaiheeksi).
① emulgit ja emulsiot
Yleiset emulsiot koostuvat usein yhdestä vaiheesta veden tai vesiliuoksena ja toinen orgaanisena aineena, kuten öljyjä tai vahoja. Dispersiostaan riippuen emulsiot voidaan luokitella veteen öljyssä (ilman), jossa öljy dispergoituu veteen tai öljy-vedessä (O/W), jossa vesi dispergoituu öljyyn. Lisäksi monimutkaisia emulsioita, kuten w/o/w tai o/w/o, voi olla olemassa. Emulgit stabiloivat emulsioita vähentämällä rajapintajännitystä ja muodostamalla monomolekyylikalvoja. Emulgoijan on adsorbi tai kerättävä rajapinnalla alhaisempaan rajapintajännitykseen ja asetettava varaukset pisaroille, tuottaen sähköstaattisen torjumisen tai muodostettava korkean viskositeetin suojakalvo hiukkasten ympärille. Tämän seurauksena emulgointina käytetyillä aineilla on oltava amfifiiliset ryhmät, joita pinta -aktiiviset aineet voivat tarjota.
② Stabiilisuuteen vaikuttavat emulsiovalmistelut ja tekijät
Emulsioiden valmistukseen on kaksi päämenetelmää: mekaaniset menetelmät dispergoivat nesteitä pieniksi hiukkasiksi toisessa nesteessä, kun taas toinen menetelmä sisältää nesteiden liuottamisen molekyylimuotoon toisessa ja aiheuttaen niiden aggregoitumisen asianmukaisesti. Emulsion stabiilisuus viittaa sen kykyyn vastustaa hiukkasten aggregaatiota, joka johtaa faasin erotukseen. Emulsiot ovat termodynaamisesti epävakaita järjestelmiä, joilla on korkeampi vapaa energia, joten niiden stabiilisuus heijastaa aikaa, joka tarvitaan tasapainon saavuttamiseen, ts. Aika, joka kuluu, että neste erottuu emulsiosta. Kun rasvaalkoholit, rasvahapot ja rasva -amiinit ovat läsnä rajapintakalvossa, kalvon lujuus kasvaa merkittävästi, koska polaariset orgaaniset molekyylit muodostavat adsorboituneen kerroksen komplekseja, mikä vahvistaa rajapintakalvoa.
Kahdesta tai useammasta pinta -aktiivisesta aineesta koostuvia emulgoijia kutsutaan sekoitetuiksi emulgoijiksi. Sekalaiset emulgit adsorboivat vesi-öljyrajapinnassa, ja molekyylivuorovaikutukset voivat muodostaa komplekseja, jotka ovat merkittävästi alentaneet rajapintajännitystä, mikä lisää adsorbaatin määrää ja muodostaa tiheämpiä, voimakkaampia rajapintojen kalvoja.
Sähköisesti varautuneet pisarat vaikuttavat huomattavasti emulsioiden stabiilisuuteen. Vakaissa emulsioissa pisaroilla on tyypillisesti sähkövaraus. Kun käytetään ionisia emulgointiaineita, ionisten pinta -aktiivisten aineiden hydrofobinen pää on sisällytetty öljyfaasiin, kun taas hydrofiilinen pää pysyy vesifaasissa antaen varauksen pisaroille. Kuten pisaroiden väliset varaukset aiheuttavat torjumisen ja estävät yhdistymistä, mikä lisää vakautta. Siten mitä suurempi emulgoija -ionien pitoisuus adsorboitua pisaroihin, sitä suurempi niiden varaus ja sitä suurempi emulsion stabiilisuus.
Dispersioväliaineen viskositeetti vaikuttaa myös emulsion stabiilisuuteen. Yleensä korkeammat viskositeettiväliaineet parantavat stabiilisuutta, koska ne voimakkaammat estävät pisaroiden Brownian liikettä hidastaen törmäysten todennäköisyyttä. Emulsioon liukenevat korkean molekyylipainoiset aineet voivat lisätä keskipitkän viskositeetin ja stabiilisuuden. Lisäksi korkean molekyylipainoiset aineet voivat muodostaa vankkoja rajapintakalvoja stabiloimalla edelleen emulsiota. Joissakin tapauksissa kiinteiden jauheiden lisääminen voi samoin vakauttaa emulsioita. Jos kiinteät hiukkaset kostuttavat kokonaan vedellä ja ne voidaan kostuttaa öljyllä, ne säilytetään vesiöljyrajapinnalla. Kiinteät jauheet vakauttavat emulsion parantamalla kalvoa, kun ne klusterit rajapinnalle, aivan kuten adsorboituneet pinta -aktiiviset aineet.
Pinta -aktiiviset aineet voivat merkittävästi parantaa orgaanisten yhdisteiden liukoisuutta, jotka ovat liukenemattomia tai liukenevia veteen liuoksessa muodostumisen jälkeen. Tällä hetkellä ratkaisu näyttää selvältä, ja tätä kykyä kutsutaan liuoksi. Pinta -aktiivisia aineita, jotka voivat edistää liukenemista, kutsutaan liuottajiksi, kun taas liuotetut orgaaniset yhdisteet viitataan liuoksilla.
08 vaahto
Vaahtolla on ratkaiseva rooli pesuprosesseissa. Vaahto viittaa nesteessä tai kiinteässä muodossa dispergoituneen kaasujärjestelmään, jossa kaasu dispergoituneena faasina ja nestemäisenä tai kiinteänä aineena dispersioväliaineena, jota kutsutaan nestemäiseksi vaahdoksi tai kiinteäksi vaahdoksi, kuten vaahtomuoviksi, vaahtolasiksi ja vaahtobetoniksi.
(1) vaahtomuodostus
Termi vaahto viittaa ilmakuplien kokoelmaan, joka on erotettu nestekalvoilla. Kaasun (dispergoitu faasi) ja nesteen (dispersioväliaine) ja nesteen alhaisen viskositeetin välisen huomattavan tiheyseron vuoksi kaasupuhblit nousevat nopeasti pintaan. Vaahdon muodostumiseen sisältyy suuren määrän kaasun sisällyttäminen nesteeseen; Kuplat palaavat sitten nopeasti pintaan, jolloin ilmakuplien kokonaismäärä on erotettu minimaalisella nestekalvolla. Vaahdolla on kaksi erottuvaa morfologista ominaisuutta: Ensinnäkin kaasukuplat ottavat usein polyhedraalisen muodon, koska kuplien risteyksessä oleva ohut nestemäinen kalvo on yleensä ohuempi, mikä johtaa lopulta kuplan repeämään. Toiseksi puhtaat nesteet eivät voi muodostaa vakaata vaahtoa; Ainakin kaksi komponenttia on oltava läsnä vaahdon luomiseksi. Pinta-aktiivisen aineen liuos on tyypillinen vaahtomuotojärjestelmä, jonka vaahtokyky on kytketty sen muihin ominaisuuksiin. Pinta -aktiivisia aineita, joilla on hyvä vaahtoava kyky, kutsutaan vaahtoaviksi. Vaikka vaahtoavilla on hyviä vaahtomisominaisuuksia, niiden tuottama vaahto ei välttämättä kestä kauan, mikä tarkoittaa, että niiden stabiilisuus ei ole taattu. Vaahdon stabiilisuuden parantamiseksi voidaan lisätä aineita, jotka parantavat stabiilisuutta; Näitä kutsutaan stabilisaattoriksi, joissa on yleisiä stabilointiaineita, mukaan lukien lauryyli dietanoliamiinin ja dodekyylidimetyyli -amiinin oksidit.
(2) vaahtovakaus
Vaahto on termodynaamisesti epävakaa järjestelmä; Sen luonnollinen eteneminen johtaa repeämään, vähentäen siten nestemäistä pinta -alaa ja vähentäen vapaata energiaa. Poistoprosessiin sisältyy kaasun erottavan nestekalvon asteittainen oheneminen, kunnes repeämä tapahtuu. Vaahtostabiilisuuteen liittyy ensisijaisesti nesteen tyhjennysnopeus ja nestekalvon lujuus. Vaikuttavia tekijöitä ovat:
① Pintajännitys: Energisen näkökulmasta alempi pintajännitys suosii vaahtomuodostumista, mutta ei takaa vaahtostabiilisuutta. Matala pintajännitys osoittaa pienempää paine -eroa, mikä johtaa nestekalvon hitaampaan nesteen tyhjennykseen ja paksuuntumiseen, jotka molemmat suosivat stabiilisuutta.
② Pintaviskositeetti: Vaahdon stabiilisuuden avaintekijä on nestekalvon lujuus, joka määritetään pääasiassa pinnan adsorptiokalvon kestävyyden perusteella, mitattuna pinnan viskositeetin avulla. Kokeelliset tulokset osoittavat, että liuokset, joilla on korkea pintaviskositeetti, tuottavat pidemmän kestävän vaahdon johtuen adsorboituneen kalvon parantuneista molekyylivuorovaikutuksista, jotka lisäävät merkittävästi kalvon lujuutta.
③ Liuosviskositeetti: Itse nesteen korkeampi viskositeetti hidastaa nesteen tyhjennystä kalvosta, pidentäen siten nestekalvon elinaikaa ennen repeämää, mikä parantaa vaahtostabiilisuutta.
④ Pintajännitys “Korjaus” -toiminta: Kalvoon adsorboituneet pinta -aktiiviset aineet voivat torjua kalvon pinnan laajenemista tai supistumista; Tätä kutsutaan korjaustoimiksi. Kun pinta -aktiiviset aineet adsorboivat nestekalvoon ja laajentavat sen pinta -alaa, tämä vähentää pinta -aktiivisten aineiden pitoisuutta pinnalla ja lisää pintajännitystä; Sitä vastoin supistuminen johtaa lisääntyneeseen pinta -aktiivisen aineen pitoisuuteen pinnalla ja vähentää myöhemmin pintajännitystä.
⑤ Kaasun diffuusio nestekalvon kautta: Kapillaaripaineen vuoksi pienemmillä kuploilla on yleensä suurempi sisäinen paine verrattuna suurempiin kupliin, mikä johtaa kaasun diffuusioon pienistä kuplista suurempiin kuplaihin, aiheuttaen pienten kuplien kutistumisen ja suurempien kasvamisen, mikä johtaa lopulta vaahtojärjestelmään. Pinta -aktiivisten aineiden johdonmukainen levitys luo yhdenmukaisesti, hienoksi jaettuja kuplia ja estää defoamingia. Kun pinta -aktiiviset aineet ovat tiiviisti pakattuja nestekalvoon, kaasun diffuusio on estänyt, mikä parantaa vaahtostabetta.
⑥ Pintavarauksen vaikutus: Jos vaahto -nestemäisessä kalvossa on sama varaus, nämä kaksi pintaa torjuu toisiaan, estäen kalvon ohenemisen tai rikkoutumisen. Ioniset pinta -aktiiviset aineet voivat tarjota tämän stabiloivan vaikutuksen. Yhteenvetona voidaan todeta, että nestemäisen kalvon lujuus on ratkaiseva tekijä, joka määrittää vaahtostabiilisuuden. Pinta -aktiivisten aineiden, jotka toimivat vaahtoavina aineina ja stabilisaattoreina, on valmistettava tiiviisti pakattuja pinta -absorboituja molekyylejä, koska tämä vaikuttaa merkittävästi rajapinnan molekyylin vuorovaikutukseen, mikä parantaa itse pintakalvon voimakkuutta ja estää siten nestettä virtaamasta naapurimaiden kalvosta, mikä tekee vaahtostabaation saavutettavissa.
(3) vaahdon tuhoaminen
Vaahdon tuhoamisen perusperiaatteeseen sisältyy vaahtoa aiheuttavien olosuhteiden muuttaminen tai vaahdon stabiloivien tekijöiden poistaminen, mikä johtaa fysikaalisiin ja kemiallisiin defoaming -menetelmiin. Fysikaalinen defoaming ylläpitää vaahtoavan liuoksen kemiallista koostumusta muuttaen samalla olosuhteita, kuten ulkoisia häiriöitä, lämpötilaa tai paineen muutoksia, samoin kuin ultraäänikäsittely, kaikki tehokkaat menetelmät vaahdon poistamiseksi. Kemiallinen defoaming viittaa tiettyjen aineiden lisäämiseen, jotka ovat vuorovaikutuksessa vaahtoavien aineiden kanssa vaahdon nestemäisen kalvon lujuuden vähentämiseksi, vaahtostabiilisuuden vähentämiseksi ja defoamingin saavuttamiseksi. Tällaisia aineita kutsutaan defoamereiksi, joista suurin osa on pinta -aktiivisia aineita. Defoamereilla on tyypillisesti huomattava kyky vähentää pintajännitystä ja ne voivat helposti adsorboida pintoihin, heikommalla vuorovaikutuksella ainesosien molekyylien välillä, mikä luo löysästi järjestetyn molekyylirakenteen. Defoameerityypit ovat monipuolisia, mutta ne ovat yleensä ei -ionisia pinta -aktiivisia aineita, joissa on haarautuneita alkoholeja, rasvahappoja, rasvahappoestereitä, polyamideja, fosfaatteja ja silikoniöljyjä, joita käytetään yleisesti erinomaisina defoamereina.
(4) vaahto ja puhdistus
Vaahdon määrä ei korreloi suoraan puhdistuksen tehokkuuden kanssa; Lisää vaahtoa ei tarkoita parempaa puhdistusta. Esimerkiksi ei -ioniset pinta -aktiiviset aineet voivat tuottaa vähemmän vaahtoa kuin saippua, mutta niillä voi olla erinomaisia puhdistusominaisuuksia. Tietyissä olosuhteissa vaahto voi kuitenkin auttaa lian poistamista; Esimerkiksi astioiden pesun vaahto auttaa rasvan kuljettamisessa, kun taas mattojen puhdistaminen antaa vaahtoa poistaa likaa ja kiinteitä epäpuhtauksia. Lisäksi vaahto voi merkitä pesuaineen tehokkuuden; Liiallinen rasva -rasva estää usein kuplan muodostumista aiheuttaen joko vaahdon puutteen tai vähentävän olemassa olevaa vaahtoa, mikä osoittaa alhaisen pesuaineen tehokkuuden. Lisäksi vaahto voi toimia indikaattorina huuhtelun puhtauden kannalta, koska huuhtelun vaahtotasot vähenevät usein alhaisempien pesuainepitoisuuksien kanssa.
09 Pesuprosessi
Yleisesti ottaen pesu on ei -toivottujen komponenttien poistaminen puhdistettavasta esineestä tietyn tarkoituksen saavuttamiseksi. Yhteisesti pesu tarkoittaa lian poistamista kantoaallon pinnalta. Pesun aikana tietyt kemialliset aineet (kuten pesuaineet) heikentävät tai poistavat lian ja kantoaalton välisen vuorovaikutuksen, muuttaen lian ja kantaja -asteen sidoksen lian ja pesuaineen väliseksi sidokseen, mikä mahdollistaa niiden erottelun. Koska puhdistettavat esineet ja poistettava lika voi vaihdella suuresti, pesu on monimutkainen prosessi, jota voidaan yksinkertaistaa seuraavaan suhteeseen:
Kantaja • Lika + pesuaine = kantaja + lika • Pesuaine. Pesuprosessi voidaan yleensä jakaa kahteen vaiheeseen:
1. Lika on erotettu kantajasta pesuaineen toiminnan alla;
2. Erotettu lika dispergoituu ja ripustetaan väliaineeseen. Pesuprosessi on palautuva, mikä tarkoittaa, että hajautettu tai keskeytetty lika voi mahdollisesti purkaa puhdistetun esineen. Siten tehokkaat pesuaineet eivät tarvitse vain kykyä irrottaa likaa operaattorilta, vaan myös levittää ja keskeyttää lika estäen sitä uudelleensijoittamasta.
(1) lian tyypit
Jopa yksi esine voi kerätä erityyppisiä, koostumuksia ja likaa määriä sen käyttöympäristöstä riippuen. Ryhäinen lika koostuu pääasiassa erilaisista eläin- ja kasviöljyistä ja mineraaliöljyistä (kuten raakaöljy, polttoöljy, hiiliterva jne.); Kiinteä lika sisältää hiukkaset, kuten noki, pöly, ruoste ja hiilimusta. Vaatteiden lian suhteen se voi olla peräisin ihmisen erityksistä, kuten hiki, tali ja veri; ruokaan liittyvät tahrat, kuten hedelmät tai öljy tahrat ja mausteet; Jäännökset kosmetiikasta, kuten huulipuna ja kynsilakka; Ilmakehän epäpuhtaudet, kuten savu, pöly ja maaperä; ja lisää tahroja, kuten muste, tee ja maali. Tämä likavalikoima voidaan yleensä luokitella kiinteiksi, nestemäisiksi ja erityistyypeiksi.
① Vahva Kiinteä lika on yleensä vähemmän liukoinen veteen, mutta se voidaan dispergoitua ja ripustaa pesuaineisiin. Pienen 0,1 μm: n hiukkaset voivat olla erityisen haastavia poistaa.
② Nestemäinen lika: Näihin kuuluvat öljyiset aineet, jotka ovat öljyliukoisia, jotka käsittävät eläinöljyt, rasvahapot, rasvaalkoholit, mineraaliöljyt ja niiden oksidit. Vaikka eläin- ja kasviöljyt ja rasvahapot voivat reagoida alkalin kanssa saadakseen saippuat, rasva -alkoholit ja mineraaliöljyt eivät läpäissyt, mutta ne voidaan liuottaa alkoholit, eetterit ja orgaaniset hiilivedyt, ja ne voidaan emulgisoida ja hajauttaa pidätysliuokset. Nestemäinen öljyinen lika tarttuu yleensä tiukasti kuitumaisiin materiaaleihin voimakkaiden vuorovaikutusten vuoksi.
③ Erityinen lika: Tämä luokka koostuu proteiineista, tärkkelyksistä, verestä ja ihmisen erittyksistä, kuten hikeistä ja virtsasta sekä hedelmistä ja teehimehuista. Nämä materiaalit sitoutuvat usein tiukasti kuituihin kemiallisten vuorovaikutusten avulla, mikä vaikeuttaa niiden pesua. Erityyppisiä likaa on harvoin itsenäisesti, vaan ne sekoittuvat yhteen ja tarttuvat yhdessä pintoihin. Usein ulkoisten vaikutusten alla lika voi hapettua, hajottaa tai rappeutua tuottaen uusia lian muotoja.
(2) lian tarttuminen
Lika tarttuu materiaaleihin, kuten vaatteisiin ja ihoon tiettyjen esineen ja lian välisten vuorovaikutusten vuoksi. Lian ja esineen välinen tarttuva voima voi johtua joko fysikaalisesta tai kemiallisesta tarttuvuudesta.
① Fyysinen tarttuvuus: Lian tarttuminen, kuten noki, pöly ja muta, liittyy suurelta osin heikkoihin fyysisiin vuorovaikutuksiin. Yleensä tämäntyyppiset likatyypit voidaan poistaa suhteellisen helposti niiden heikomman tarttuvuuden vuoksi, joka johtuu pääasiassa mekaanisista tai sähköstaattisista voimista.
V: Mekaaninen tarttuvuus **: Tämä viittaa tyypillisesti kiinteään likaa, kuten pölyä tai hiekkaa, joka tarttuu mekaanisilla keinoilla, mikä on suhteellisen helppo poistaa, vaikka pienempiä alle 0,1 μm: n hiukkasia on melko vaikea puhdistaa.
B: Sähköstaattinen tarttuvuus **: Tähän sisältyy varautuneet likahiukkaset, jotka ovat vuorovaikutuksessa vastakkaisesti varautuneiden materiaalien kanssa; Yleensä kuitumateriaalit kantavat negatiivisia varauksia, jolloin ne voivat houkutella positiivisesti varautuneita seuraajia, kuten tietyt suolat. Jotkut negatiivisesti varautuneet hiukkaset voivat silti kertyä näihin kuiduihin ionisten siltojen kautta, jotka on muodostettu positiivisten ionien liuoksessa.
② Kemiallinen tarttuvuus: Tämä viittaa kemiallisten sidosten kautta objektin tarttumiseen likaa. Esimerkiksi polaarinen kiinteä lika tai materiaalit, kuten Rust Nämä sidokset luovat vahvempia vuorovaikutuksia, mikä vaikeuttaa tällaisen lian poistamista; Erityisiä hoitoja voi olla tarpeen puhdistaakseen tehokkaasti. Lika -tartunnan aste riippuu itse lian ja pinnan ominaisuuksista, joita se tarttuu.
(3) lian poistomekanismit
Pesun tavoitteena on poistaa lika. Tähän sisältyy pesuaineiden monipuolisten fysikaalisten ja kemiallisten vaikutusten hyödyntäminen lian ja pestyjen esineiden välisen tarttumisen heikentämiseksi tai poistamiseksi mekaanisten voimien avulla (kuten manuaalinen hankaus, pesukoneen sekoittaminen tai veden vaikutukset), mikä johtaa lopulta lian erottamiseen.
① Nestemäisen lian poistomekanismi
V: Kosteus: Suurin osa nestemäisestä likasta on öljyistä ja pyrkii märkäämään erilaisia kuitumaisia esineitä, muodostaen öljyisen kalvon pintojensa päälle. Ensimmäinen askel pesussa on pesuaineen toiminta, joka aiheuttaa pinnan kostuttamista.
B: Öljynpoistojen rullausmekanismi: Nestemäisen lian poistumisen toinen vaihe tapahtuu rullausprosessin kautta. Nestemäinen lika, joka leviää kalvona pinnalla, rullaa asteittain pisaroihin johtuen pesukeskuksen suositeltavasta kastelusta, joka lopulta korvattiin pesnesteen avulla.
② Kiinteän lian poistomekanismi
Toisin kuin nestemäinen lika, kiinteän lian poistaminen riippuu pesukeskuksen kyvystä kastella sekä likahiukkasia että kantoaaltomateriaalin pintaa. Pinta -aktiivisten aineiden adsorptio kiinteän lian pinnoilla ja kantaja vähentää niiden vuorovaikutusvoimia, mikä vähentää likahiukkasten tarttuvuuslujuutta, mikä helpottaa niiden poistamista. Lisäksi pinta -aktiiviset aineet, erityisesti ioniset pinta -aktiiviset aineet, voivat lisätä kiinteän lian ja pintamateriaalin sähköpotentiaalia helpottaen lisää poistamista.
Ei -ionisilla pinta -aktiivisilla aineilla on taipumus adsorboida yleisesti varautuneita kiinteitä pintoja ja ne voivat muodostaa merkittävän adsorboituneen kerroksen, mikä johtaa lian uudelleensijoittamiseen. Kationiset pinta -aktiiviset aineet voivat kuitenkin vähentää lian ja kantoaaltopinnan sähköistä potentiaalia, mikä johtaa vähentyneeseen torjumiseen ja haittaa lian poistoa.
③ Erityisen lian poistaminen
Tyypilliset pesuaineet voivat taistella itsepäisten tahrojen kanssa proteiineista, tärkkelyksistä, verestä ja kehon erityksistä. Entsyymit, kuten proteaasi, voivat tehokkaasti poistaa proteiinitahrat hajottamalla proteiinit liukoisiin aminohappoihin tai peptideihin. Samoin tärkkelykset voidaan hajottaa sokereille amylaasin avulla. Lipaasit voivat auttaa hajottamaan triasyyliglyserolit epäpuhtaudet, joita on usein vaikea poistaa tavanomaisilla keinoilla. Hedelmämehujen, teetä tai musteen tahrat vaativat joskus hapettavia aineita tai pelkistäviä aineita, jotka reagoivat väriä tuottavien ryhmien kanssa hajottaakseen ne enemmän vesiliukoisiksi fragmenteiksi.
(4) Kuivapesumekanismi
Edellä mainitut kohdat koskevat pääasiassa vedellä pesua. Kankaiden monimuotoisuuden vuoksi jotkut materiaalit eivät kuitenkaan välttämättä reagoi hyvin vedenpesuun, mikä johtaa muodonmuutokseen, värin häipymiseen jne. Monet luonnolliset kuidut laajenevat märkä ja helposti kutistuessa, mikä johtaa ei -toivottuihin rakenteellisiin muutoksiin. Siten kuivapesu, tyypillisesti orgaanisten liuottimien avulla, on usein suositeltavaa näille tekstiileille.
Kuivapesu on lievempää verrattuna märkäpesuun, koska se minimoi mekaaniset vaikutukset, jotka voivat vahingoittaa vaatteita. Tehokkaan lian poistamiseksi kuivapuhdistuksessa lika luokitellaan kolmeen päätyyppiin:
① Öljyliukoinen lika: Tämä sisältää öljyjä ja rasvoja, jotka liukenevat helposti kuivapesu-liuottimiin.
② Vesiliukoinen lika: Tämä tyyppi voi liuentaa veteen, mutta ei kuivapesu-liuottimissa, jotka käsittävät epäorgaanisia suoloja, tärkkelyksiä ja proteiineja, jotka voivat kiteyttää, kun vesi haihtuu.
③ Lika, joka ei ole öljy- tai vesiliukoinen: Tämä sisältää aineet, kuten hiilimusta ja metalliset silikaatit, jotka eivät liukene kumpaankaan väliaineeseen.
Jokainen likatyyppi vaatii erilaisia strategioita tehokkaan poistamiseksi kuivapesun aikana. Öljyliukoinen lika poistetaan metodologisesti orgaanisilla liuottimilla johtuen niiden erinomaisesta liukoisuudesta ei-polaarisissa liuottimissa. Vesiliukoisten tahrojen osalta kuivapesuaineessa on oltava riittävästi vettä, koska vesi on ratkaisevan tärkeää tehokkaan lian poistoon. Valitettavasti, koska vedellä on vähän liukoisuutta kuivapesuaineisiin, pinta -aktiivisia aineita lisätään usein veden integrointiin.
Pinta-aktiiviset aineet parantavat puhdistusaineen vettä ja auttavat varmistamaan vesiliukoisten epäpuhtauksien liukenemisen miselliin. Lisäksi pinta -aktiiviset aineet voivat estää likaa muodostamasta uusia kerrostumia pesun jälkeen, mikä parantaa puhdistustehoa. Veden lievä lisäys on välttämätöntä näiden epäpuhtauksien poistamiseksi, mutta liialliset määrät voivat johtaa kankaan vääristymiseen, mikä edellyttää tasapainoisen vesipitoisuuden kuivapesujen ratkaisuissa.
(5) Pesutoimintaan vaikuttavat tekijät
Pinta -aktiivisten aineiden adsorptio rajapinnoissa ja siitä johtuva rajapintajännityksen vähentäminen on ratkaisevan tärkeä nesteen tai kiinteän lian poistamiseksi. Pesu on kuitenkin luonnostaan monimutkainen, ja siihen vaikuttavat lukuisat tekijät jopa samanlaisissa pesuainetyypeissä. Näitä tekijöitä ovat pesuainepitoisuus, lämpötila, likaominaisuudet, kuitutyypit ja kangasrakenne.
① Pinta -aktiivisten aineiden pitoisuus: Pinta -aktiivisten aineiden muodostamilla miselleillä on keskeinen rooli pesussa. Pesupelitehokkuus kasvaa dramaattisesti, kun pitoisuus ylittää kriittisen misellikonsentraation (CMC), siis pesuaineita tulisi käyttää CMC: n korkeammilla pitoisuuksilla tehokkaaseen pesuun. Pesuainepitoisuudet CMC: n saannon vähenemisen tuotto vähenee kuitenkin, mikä tekee ylimääräisestä pitoisuudesta tarpeettoman.
② Lämpötilan vaikutus: Lämpötilalla on syvällinen vaikutus puhdistustehokkuuteen. Yleensä korkeammat lämpötilat helpottavat lian poistamista; Liiallisella lämmöllä voi kuitenkin olla haitallisia vaikutuksia. Lämpötilan nostamisella on taipumus auttaa lian dispersiota ja voi myös aiheuttaa rasvaista likaa emulgointiin helpommin. Silti tiiviisti kudotuissa kankaissa lisääntynyt lämpötilan valmistuskuidut turvottuvat voivat vahingossa vähentää poistotehokkuutta.
Lämpötilan vaihtelut vaikuttavat myös pinta -aktiivisten aineiden liukoisuuteen, CMC: hen ja miselliin, mikä vaikuttaa siten puhdistustehokkuuteen. Monille pitkäketjuisille pinta-aktiivisille aineille alhaisemmat lämpötilat vähentävät liukoisuutta, joskus oman CMC: n alapuolella; Siten asianmukainen lämpeneminen voi olla tarpeen optimaalisen toiminnan kannalta. Lämpötilan vaikutukset CMC: hen ja miselliin eroavat ionisista verrattuna ei -ionisiin pinta -aktiivisiin aineisiin: lämpötilan nostaminen tyypillisesti nostaa ionisten pinta -aktiivisten aineiden CMC: tä, mikä vaatii pitoisuuden säätöjä.
③ Vaahto: On olemassa yleinen väärinkäsitys, joka yhdistää vaahtokyvyn pesun tehokkuuteen - enemmän vaahto ei ole yhtä suurempaa pesua. Empiirinen näyttö viittaa siihen, että matalan vaahtopesuaineet voivat olla yhtä tehokkaita. Vaahto voi kuitenkin auttaa lianpoistoa tietyissä sovelluksissa, kuten astianpesukeskeessä, missä vaahto auttaa siirtämään rasvaa tai matonpuhdistusta, missä se nostaa likaa. Lisäksi vaahdon läsnäolo voi osoittaa, toimivatko pesuaineet; Ylimääräinen rasva voi estää vaahtojen muodostumista, kun taas vähentynyt vaahto tarkoittaa vähentynyttä pesuainepitoisuutta.
④ Kuitutyyppi ja tekstiiliominaisuudet: Kemiallisen rakenteen lisäksi kuitujen ulkonäkö ja organisointi vaikuttavat lian tarttumiseen ja poistovaikeuteen. Kuidut, joilla on karkeat tai litteät rakenteet, kuten villa tai puuvilla, on taipumus vangita likaa helpommin kuin sileät kuidut. Tiivisesti kudotut kankaat voivat aluksi vastustaa lian kertymistä, mutta ne voivat estää tehokasta pesua rajoitetun pääsyn vuoksi loukkuun.
⑤ Veden kovuus: Ca²⁺: n, mg²⁺: n ja muiden metalli -ionien pitoisuudet vaikuttavat merkittävästi pesutuloksiin, etenkin anionisten pinta -aktiivisten aineiden suhteen, jotka voivat muodostaa liukenemattomia suoloja, jotka vähentävät puhdistuksen tehokkuutta. Kovassa vedessä jopa riittävän pinta -aktiivisen aineen pitoisuudella puhdistustehokkuus jää tislattuun veteen verrattuna. Optimaalisen pinta-aktiivisen aineen suorituskyvyn saavuttamiseksi Ca²⁺: n pitoisuus on minimoitava alle 1 x 10⁻⁶ mol/l (Caco₃ alle 0,1 mg/l), mikä edellyttää usein vedenpaita-aineiden sisällyttämistä pesuaineen formulaatioihin.
Viestin aika: SEP-05-2024