Mis tahes ühiku pikkuse kokkutõmbumisjõudu vedeliku pinnal nimetatakse pindpinevuseks ja seade on N. · M-1.
Lahusti pindpinevuse vähendamise omadust nimetatakse pinna aktiivsuseks ja selle omadusega ainet nimetatakse pinnaaktiivseks aineks.
Pinnaaktiivne aine, mis võib siduda molekule vesilahuses ja moodustada mitsellid ja muud assotsiatsioonid, ning millel on kõrge pinna aktiivsus, samal ajal kui ka niisutamine, emulgeerivad, vahud, pesemine jne, nimetatakse pindaktiivseks.
Pindaktiivne aine on spetsiaalse struktuuri ja omadusega orgaanilised ühendid, mis võivad märkimisväärselt muuta pindade pinget kahe faasi või vedelike pindpinevuse vahel (tavaliselt vesi), niisutamise, vahustamise, emulgeerimise, pesemise ja muude omaduste abil.
Struktuuri osas on pindaktiivsetel ainetel ühine tunnus, kuna need sisaldavad oma molekulides kahte erineva laadi rühma. Ühes otsas on mittepolaarse rühma pikk ahel, lahustuv õlis ja lahustumatu vees, tuntud ka kui hüdrofoobne rühm või veehüldeelne rühm. Selline vesihülpellentne rühm on üldiselt pikad süsivesinike ahelad, mõnikord ka orgaanilise fluori, räni, orgaaniliste, orgaaniliste ahelate jms jaoks jne. Hüdrofiilne rühm peab olema piisavalt hüdrofiilne, et tagada tervete pindaktiivsete ainete vees lahustuv ja vajalik lahustuvus. Kuna pindaktiivsed ained sisaldavad hüdrofiilseid ja hüdrofoobseid rühmi, saab need lahustuda vähemalt ühes vedelas faasis. Seda pindaktiivse aine hüdrofiilset ja lipofiilset omadust nimetatakse amfiilsuseks.
Pindaktiivne aine on omamoodi amfifiilsed molekulid, millel on nii hüdrofoobsed kui ka hüdrofiilsed rühmad. Pindaktiivsete ainete hüdrofoobsed rühmad koosnevad tavaliselt pika ahelaga süsivesinikest, näiteks sirge ahelaga alküül C8 ~ C20, hargnenud ahelaga alküül C8 ~ C20 ， alküülfenüül (alküülsüsinik Tomi arv on 8 ~ 16) jms. Erinevus, mis on hüdrofoobsete rühmade vahel väike, on peamiselt süsivesinike ahelate struktuurimuutustes. Ja hüdrofiilsete rühmade tüübid on rohkem, seega on pindaktiivsete ainete omadused lisaks hüdrofoobsete rühmade suurusele ja kujule peamiselt seotud hüdrofiilsete rühmadega. Hüdrofiilsete rühmade struktuurimuutused on suuremad kui hüdrofoobsete rühmade muutmine, seega põhineb pindaktiivsete ainete klassifikatsioon tavaliselt hüdrofiilsete rühmade struktuuril. See klassifikatsioon põhineb sellel, kas hüdrofiilne rühm on ioonne või mitte, ja see jaguneb anioonseteks, katioonseteks, mitteioonseteks, zwitterioonseteks ja muudeks spetsiaalseteks pindaktiivseteks aineteks.
① Pindaktiivsete ainete adsorptsioon interfAC -is
Pindaktiivsed molekulid on amfifiilsed molekulid, millel on nii lipofiilsed kui ka hüdrofiilsed rühmad. Kui pindaktiivne aine lahustatakse vees, meelitatakse selle hüdrofiilset rühma vett ja lahustub vees, samas kui selle lipofiilset rühma tõrjutakse veega ja jätab vett, mille tulemuseks on pindaktiivsete ainete molekulide (või ioonide) adsorptsioon kahe faasi liidesel, mis vähendab kahe pindala vahelist pinda. Mida rohkem pindaktiivseid aineid (või ioone) liideses adsorbeeritakse, seda suurem on liidese pinge vähenemine.
② Mõned adsorptsioonimembraani omadused
Adsorptsioonimembraani pinnarõhk: pindaktiivne aine adsorptsioon gaasi-vedeliku liidesel, et moodustada adsorptsioonimembraan, näiteks asetage liidesele hõõrdeta eemaldatav ujuvleht, surub ujuvleht adsorbendi membraani piki lahuse pinda ja membraan genereerib rõhku ujuva lehele.
Pinna viskoossus: nagu pinnarõhk, on ka pinna viskoossus lahustumatu molekulaarse membraaniga omadus. Peen metallist traat -plaatinarõnga abil, nii et selle tasapind puutub paagi veepinnaga kokku, pöörake plaatina rõngast, plaatina rõngast vee takistuse viskoossuse abil, väheneb amplituud järk -järgult, mille kohaselt saab mõõta pinna viskoossust. Meetod on järgmine: esiteks viiakse eksperiment puhtale veepinnale amplituudi lagunemise mõõtmiseks ja seejärel mõõdetakse lagunemine pärast pinnamembraani moodustumist ning pinnamembraani viskoossus tuletatakse nende kahe erinevusest.
Pinna viskoossus on tihedalt seotud pinnamembraani kindlusega ja kuna adsorptsioonimembraanil on pinnarõhk ja viskoossus, peab sellel olema elastsus. Mida suurem on pinnarõhk ja mida suurem on adsorbeeritud membraani viskoossus, seda suurem on selle elastne moodul. Pinna adsorptsioonimembraani elastsusmoodul on mullide stabiliseerimise protsessis oluline.
③ Mitsellide moodustumine
Pindaktiivsete ainete lahjendatud lahendused järgivad seadusi, millele järgnevad ideaalsed lahendused. Lahuse pinnale adsorgaalse pindaktiivse aine kogus suureneb lahuse kontsentratsiooniga ja kui kontsentratsioon jõuab või ületab teatud väärtuse, ei suurene adsorptsiooni hulk enam ja need liigsed pindaktiivsed molekulid on lahuses juhuslikult või mingil regulaarsel viisil. Nii praktika kui ka teooria näitavad, et need moodustavad lahenduses seoseid ja neid seoseid nimetatakse mitsellideks.
Kriitiline mitsellide kontsentratsioon (CMC): minimaalset kontsentratsiooni, kus pindaktiivsed ained moodustavad lahuses mitsellid, nimetatakse kriitiliseks mitsellide kontsentratsiooniks.
④ tavaliste pindaktiivsete ainete CMC väärtused.
HLB on hüdrofiilide lipofiilide tasakaalu lühend, mis näitab pindaktiivse aine hüdrofiilsete ja lipofiilsete rühmade hüdrofiilset ja lipofiilset tasakaalu, st pindaktiivse aine HLB väärtust. Suur HLB väärtus näitab tugeva hüdrofiilsuse ja nõrga lipofiilsusega molekuli; Seevastu tugev lipofiilsus ja nõrk hüdrofiilsus.
① HLB väärtuse sätted
HLB väärtus on suhteline väärtus, nii et kui HLB väärtus välja töötatakse, on standardina parafiinvaha HLB väärtus, millel pole hüdrofiilseid omadusi, täpsustatakse kui 0, samas kui naatriumdodetsüülsulfaadi HLB väärtus, mis on vees lahustuvam, on see, et HLB väärtus on üldiselt 40. Vähem kui 10 on lipofiilsed, samas kui üle 10 on hüdrofiilsed. Seega on pöördepunkt lipofiilsest hüdrofiilseks umbes 10.
Pindaktiivsete ainete HLB väärtuste põhjal võib saada üldise ettekujutuse nende võimalike kasutusviiside kohta, nagu on näidatud tabelis 1-3.
Kaks üksteist lahustumatut vedelikku, üks teises hajutatud osakestena (tilgad või vedelkristallid) moodustavad süsteemi, mida nimetatakse emulsiooniks. See süsteem on termodünaamiliselt ebastabiilne, kuna emulsioon moodustub kahe vedeliku piiriala suurenemise tõttu. Emulsiooni stabiilseks muutmiseks on süsteemi liidese energia vähendamiseks vaja lisada kolmas komponent - emulgaator. Emulgaator kuulub pindaktiivsesse ainesse, selle peamine funktsioon on emulsiooni rolli mängimine. Tilkadena eksisteeriva emulsiooni faasi nimetatakse dispergeeritud faasiks (või sisemise faasi, katkendlikuks faasiks) ja teist omavahel ühendatud faasi nimetatakse dispersioonikeskkonnaks (või välimiseks faasiks pidevaks faasiks).
① emulgaatorid ja emulsioonid
Tavalised emulsioonid, üks faas on vesi või vesilahus, teine faas on orgaanilised ained, mis ei ole veega valesti loodud, näiteks rasva, vaha jne. Vee ja õli moodustatud emulsiooni saab jagada kahte tüüpi vastavalt nende dispersiooniolukorrale: õli hajutatud vees, et moodustada õli-vesi-emulsioon, mis on väljendatud õlina, mis on väljendatud õli/vesi (vesi): vesi (vesi): vesi) (vesi/õli). Samuti võib moodustada keeruka veega vesi-vees oleva veega ja õli-vees-õlis oleva multemulsioonid.
Emulgaatoreid kasutatakse emulsioonide stabiliseerimiseks, vähendades pindade pinget ja moodustades ühemolekulaarse liidese membraani.
Emulgaatori nõuete emulgeerimises:
V: emulgaator peab olema võimeline kahe faasi vahelist liidest adsorbeerima või rikastama, nii et pindade pinge väheneks;
B: emulgaator peab andma osakesed laengule, nii et osakeste vaheline elektrostaatiline tõrjumine või moodustab osakeste ümber stabiilse, väga viskoosse kaitsemembraani.
Seetõttu peavad emulgaatorina kasutataval ainel emulgeerimiseks olema amfifiilsed rühmad ja pindaktiivsed ained saavad seda nõuet täita.
② Emulsioonide ettevalmistamise meetodid ja emulsioonide stabiilsust mõjutavad tegurid
Emulsioonide valmistamiseks on kaks võimalust: üks on kasutada mehaanilist meetodit vedeliku hajutamiseks pisikestesse osakestesse teise vedelikusse, mida enamasti kasutatakse tööstuses emulsioonide valmistamiseks; Teine on vedeliku lahustamine molekulaarses olekus teises vedelikus ja seejärel emulsioonide moodustamiseks korralikult koguneda.
Emulsiooni stabiilsus on osakestevastase agregatsiooni võime, mis viib faasi eraldamiseni. Emulsioonid on termodünaamiliselt ebastabiilsed süsteemid, millel on suur vaba energia. Seetõttu on emulsiooni nn stabiilsus tegelikult aeg, mis on vajalik süsteemi tasakaalu saavutamiseks, st, mis on vajalik ühe süsteemi vedeliku eraldamiseks.
Kui pindade membraan rasvkoholide, rasvhapete ja rasvhapete ning muude polaarsete orgaaniliste molekulidega, on membraanitugevus oluliselt kõrgem. Selle põhjuseks on asjaolu, et emulgaatori molekulide ja alkoholide, hapete ja amiinide ning muude polaarsete molekulide pindadevahelises adsorptsioonikihis moodustavad "kompleksi", nii et pindade membraani tugevus suurenes.
Enam kui kahest pindaktiivsetest ainetest koosnevaid emulgaatoreid nimetatakse segatud emulgaatoriteks. Segatud emulgaator adsorbeerub vee/õli liideses; Molekulidevaheline toime võib moodustada kompleksid. Tugeva molekulidevahelise toime tõttu on pindadevaheline pinge märkimisväärselt vähenenud, liideses adsorbeeritud emulgaatorite kogus suureneb märkimisväärselt, pindade membraani tiheduse moodustumine suureneb, tugevus suureneb.
Vedelate helmeste laeng mõjutab olulist mõju emulsiooni stabiilsusele. Stabiilsed emulsioonid, mille vedelad helmed on üldiselt laetud. Ioonse emulgaatori kasutamisel on liidesel adsorbeeritud emulgaatori ioonil lipofiilse rühma sisestatud õlifaasi ja hüdrofiilne rühm on veefaasis, muutes seega vedelad helmed laetud. Kuna emulsiooni helmed on sama laenguga, tõrjuvad nad üksteist, pole kerge aglomeerida, nii et stabiilsus suureneb. On näha, et mida rohkem emulgaatori ioonid helmestel adsorbeerusid, seda suurem on laeng, seda suurem on võime vältida helmeste aglomeratsiooni, seda stabiilsem on emulsioonisüsteem.
Emulsiooni dispersioonikeskkonna viskoossus mõjutab teatavat emulsiooni stabiilsust. Üldiselt, mida suurem on dispersioonikeskkonna viskoossus, seda suurem on emulsiooni stabiilsus. Selle põhjuseks on asjaolu, et dispersioonikeskkonna viskoossus on suur, millel on tugev mõju vedelate helmeste Browniani liikumisele ja aeglustab vedelate helmeste vahelist kokkupõrget, nii et süsteem püsiks stabiilsena. Tavaliselt võivad emulsioonides lahustada polümeersed ained suurendada süsteemi viskoossust ja muuta emulsioonide stabiilsust kõrgemaks. Lisaks võivad polümeerid moodustada ka tugevat pindade membraani, muutes emulsioonisüsteemi stabiilsemaks.
Mõnel juhul võib tahke pulbri lisamine ka emulsiooni stabiliseeruda. Tahke pulber on vees, õlis või liideses, sõltuvalt õlist, vesi tahke pulbri niisutamisvõimsusel, kui tahke pulber ei ole veega täielikult niiske, vaid ka õliga niiske, jääb vee ja õli liidesele.
Tahkepulber ei muuda emulsiooni stabiilseks, kuna liidesesse kogunenud pulber suurendab pindade membraani, mis sarnaneb emulgaatorite molekulide pindadevahelise adsorptsiooniga, nii et mida tihedamalt on tahke pulbermaterjal liideses paigutatud, seda stabiilsem on emulsioon.
Pindaktiivsed ained suudavad pärast vesilahuses mitsellide moodustamist märkimisväärselt suurendada lahustumatute või kergelt vees lahustumatute orgaaniliste ainete lahustuvust ja lahus on sel ajal läbipaistev. Mitselli seda mõju nimetatakse lahustumiseks. Pindaktiivset ainet, mis võib tekitada lahustumist, nimetatakse lahustujaks ja lahustuvat orgaanilist ainet nimetatakse lahustunud aineks.
Vaht mängib pesemisprotsessis olulist rolli. Vaht on dispersioonisüsteem, kus gaas on hajutatud vedelikus või tahkes aines, mille gaas on hajutatud faas ja vedelik või tahke ainena, esimest nimetatakse vedelaks vahuks, samas kui viimast nimetatakse tahkeks vahuks, näiteks vahtplast, vahtklaas, vahtkement jne.
(1) vahu moodustumine
Vahu all peame siin silmas õhumullide agregaati, mis on eraldatud vedela membraaniga. Seda tüüpi mull tõuseb alati kiiresti vedela pinnale, kuna hajutatud faasi (gaasi) ja dispersioonikeskkonna (vedelik) tiheduse suure erinevus koosneb koos vedeliku madala viskoossusega.
Mulli moodustamise protsess on tuua vedelikku suure koguse gaasi ja vedeliku mullid naasevad kiiresti pinnale, moodustades mullide agregaadi, mis on eraldatud väikese koguse vedelaga gaasiga.
Vahul on morfoloogia osas kaks olulist omadust: üks on see, et mullid dispergeeritud faasina on sageli polüeedraalse kujuga, selle põhjuseks on asjaolu, et mullide ristumiskohas on kalduvus vedela kile õhukeseks, nii et mullid muutuvad polüedraaliks, kui vedelad kiled, kui see viib teatud ulatuseni, mis viivad mulli reputisse; Teine on see, et puhtad vedelikud ei saa moodustada stabiilset vahtu, vedelik, mis võib moodustada vahtu, on vähemalt kaks või enam komponenti. Pindaktiivsete ainete vesilahused on tüüpilised süsteemidele, mis on altid vahu tekitamisele, ja nende võime tekitada vahtu on seotud ka muude omadustega.
Hea vahutamisvõimsusega pindaktiivseid aineid nimetatakse vahutavateks aineteks. Ehkki vahustamisagendil on hea vahtvõime, kuid moodustatud vaht ei pruugi pikka aega säilitada, see tähendab, et selle stabiilsus pole tingimata hea. Vahu stabiilsuse säilitamiseks, sageli vahustamisvahendis, et lisada aineid, mis võivad vahu stabiilsust suurendada, nimetatakse ainet vahttabilisaatoriks, tavaliselt kasutatav stabilisaatoriks on laurül -dietanoolamiin ja dodetsüül dimetüülamiinoksiid.
(2) Vahu stabiilsus
Vaht on termodünaamiliselt ebastabiilne süsteem ja lõplik suundumus on see, et vedeliku kogupind süsteemis väheneb pärast mulli purunemist ja vaba energia väheneb. Defoming protsess on protsess, mille käigus gaasi eraldav vedel membraan muutub paksemaks ja õhemaks, kuni see puruneb. Seetõttu määratakse vahu stabiilsuse aste peamiselt vedeliku tühjenemise kiirus ja vedela kile tugevus. Seda mõjutavad ka järgmised tegurid.
(3) vahu hävitamine
Vahu hävitamise aluspõhimõte on muuta tingimusi, mis tekitavad vahtu või kõrvaldavad vahu stabiliseerivad tegurid, seega on olemas nii füüsikalisi kui ka keemilisi meetodeid defomistamisel.
Füüsiline defoming tähendab vahu tootmise tingimuste muutmist, säilitades samal ajal vahtlahuse keemilise koostise, näiteks välised häired, temperatuurimuutused või rõhu muutused ja ultraheli töötlemine on kõik tõhusad füüsikalised meetodid vahu kõrvaldamiseks.
Keemiline defomimismeetod on lisada teatud aineid vahustamisagendiga suhtlemiseks, et vähendada vahu vedela kile tugevust ja vähendada vahu stabiilsust defomistamise eesmärgi saavutamiseks, selliseid aineid nimetatakse defomeerideks. Enamik defoameeridest on pindaktiivsed ained. Seetõttu peaks defomingu mehhanismi kohaselt olema defomeeril tugev võime vähendada pindpinevust, pinnale adsorbeerida on seda hõlpsasti hõlpsasti ja pinna adsorptsioonimolekulide vastastikmõju on nõrgad, adsorptsioonimolekulid, mis on paigutatud lahtisesse struktuuri.
Defoameer on erinevat tüüpi, kuid põhimõtteliselt on need kõik mitteioonsed pindaktiivsed ained. Mitteioomilistel pindaktiivsetel ainetel on pilvepunkti lähedal või sellest kõrgemal või kõrgemal vahvlikvastased omadused ning neid kasutatakse sageli defoameeridena. Tavaliselt kasutatakse suurepäraste defoameeritena ka alkoholi, eriti hargnemisstruktuuri, rasvhappe ja rasvhapete estrite, polüamiidide, fosfaatproovide, silikoonõlidega jne.
(4) vaht ja pesemine
Vahu ja pesemise tõhususe vahel pole otsest seost ning vahu hulk ei osuta pesemise tõhususele. Näiteks on mitteioonsetel pindaktiivsetel ainetel palju vähem vahustamisomadusi kui seepides, kuid nende saastest puhastamine on palju parem kui seebid.
Mõnel juhul võib vaht olla abiks mustuse ja räige eemaldamisel. Näiteks kodus nõude pesemisel korjab pesuvahendi vaht õli tilgad üles ja vaipade nühkimisel aitab vaht korjata tolmu, pulbrit ja muud tahket mustust. Lisaks saab vahtu mõnikord kasutada pesuvahendi tõhususe näitajana. Kuna rasvõlidel on pesuvahendi vahule pärssiv mõju, kui õli on liiga palju ja liiga vähe pesuvahendit, ei tekitata vahtu või originaalne vaht kaob. Vahtu saab mõnikord kasutada ka loputamise puhtuse indikaatorina, kuna loputuslahuse vahu kogus kipub pesuvahendi vähenemisega vähenema, seega saab vahu kogust kasutada loputusastme hindamiseks.
Laius tähenduses on pesemine protsess, mille abil eemaldatakse soovimatute komponentide pesta ja mingil eesmärgi saavutamine. Tavalises tähenduses pesemine viitab mustuse eemaldamise protsessile kandja pinnalt. Pesul nõrgeneb mustuse ja kandja vaheline interaktsioon mõne keemilise aine (nt pesuvahend jne) toimel, nii et mustuse ja kandja kombinatsioon muudetakse mustuse ja pesuvahendi kombinatsiooniks ning lõpuks eraldatakse mustus kandurist. Kuna pestud objektid ja eemaldatavad mustuse on mitmekesised, on pesemine väga keeruline protsess ja põhiprotsessi saab väljendada järgmistes lihtsates suhetes.
Carrie ·· Dirt + pesuvahend = kandja + mustus · pesemisvahend
Pesemisprotsessi saab tavaliselt jagada kaheks etapiks: esiteks eraldatakse pesuvahendi toimel mustus oma kandjast; Teiseks on eraldatud mustus hajutatud ja peatatud söötmesse. Pesemisprotsess on pöörduv protsess ning söötmesse hajutatud ja riputatud mustus võib samuti ümber sadestada söötmest kuni pestud objektile. Seetõttu peaks hea pesuvahendil olema võimalus mustuse hajutada ja peatada ning takistada mustuse ümberpaigutamist lisaks võimalusele kandurist mustuse eemaldada.
(1) mustuse tüübid
Isegi sama eseme puhul võivad tüüp, kompositsioon ja mustuse hulk varieeruda sõltuvalt keskkonnast, milles seda kasutatakse. Õli keha mustus on peamiselt mõned looma- ja taimeõlid ja mineraalõlid (näiteks toornafta, kütteõli, söetõrv jne), tahke mustus on peamiselt tahma, tuhk, rooste, süsinik must jne. Rõivamustuse osas on inimkehast mustus, näiteks higi, veri jne; toidu mustus, näiteks puuviljaplekid, küpsetusõli plekid, maitseaineplekid, tärklis jne; mustus kosmeetikast, näiteks huulepulk, küünelakk jne; mustus atmosfäärist, nagu tahma, tolm, muda jne; Teised, näiteks tint, tee, katted jne. Seda on erinevat tüüpi.
Erinevat tüüpi mustust saab tavaliselt jagada kolme põhikategooriasse: tahke mustus, vedel mustus ja spetsiaalne mustus.
① Tahke mustus
Tavaline tahke mustus sisaldab tuha, muda, maa, rooste ja süsiniku must. Enamikul neist osakestest on nende pinnal elektriline laeng, enamik neist on negatiivselt laetud ja neid saab kiudainetele hõlpsalt adsorbeeruda. Tahket mustust on üldiselt keeruline vees lahustuda, kuid neid saab pesuvahendite lahenduste abil hajutada ja peatada. Väiksema massipunktiga tahket mustust on keerulisem eemaldada.
② vedel mustus
Vedel mustus on enamasti õlis lahustuv, sealhulgas taime- ja loomaõlid, rasvhapped, rasvkoholid, mineraalõlid ja nende oksiidid. Nende hulgas võivad tekkida taime- ja loomaõlid, rasvhapped ja leelishapped, samas kui rasv alkoholid, mineraalõlisid leelise ei seene, vaid neid saab lahustuda alkoholides, eetrites ja süsivesinike orgaanilistes lahustites ning pesemisvee lahustumises ja dispersioonis. Õlis lahustuval vedelas mustusel on kiudainete esemetega üldiselt tugev jõud ja see adsorbeerub kiududel kindlamalt.
③ Spetsiaalne mustus
Spetsiaalse mustuse hulka kuuluvad valgud, tärklis, verd, inimese sekretsioonid nagu higi, rasu, uriin ja puuviljamahl ning teemahl. Enamik seda tüüpi mustust saab kiudainetele keemiliselt ja tugevalt adsorbeeruda. Seetõttu on seda keeruline pesta.
Erinevat tüüpi mustust leidub harva üksi, kuid neid segatakse sageli ja adsorbeeritakse objektile. Mustust saab mõnikord väliste mõjutuste korral oksüdeerida, lagundada või laguneda, luues seeläbi uue mustuse.
（2） mustuse adhesioon
Riided, käed jne saab värvida, kuna objekti ja mustuse vahel on mingisugune interaktsioon. Mustus kleepub objektidele mitmel viisil, kuid pole muud kui füüsilisi ja keemilisi adhesioone.
① Tahma, tolmu, muda, liiva ja söe adhesioon rõivasteni on füüsiline adhesioon. Üldiselt on selle mustuse haardumise ja värvitud eseme vahelise rolli kaudu suhteliselt nõrk, ka mustuse eemaldamine on suhteliselt lihtne. Erinevate jõudude sõnul saab mustuse füüsilise adhesiooni jagada mehaaniliseks adhesiooniks ja elektrostaatiliseks adhesiooniks.
V: mehaaniline adhesioon
Seda tüüpi adhesioon viitab peamiselt mõne tahke mustuse (nt tolmu, muda ja liiva) adhesioonile. Mehaaniline adhesioon on üks nõrgemaid mustuse adhesiooni vorme ja seda saab peaaegu puhtalt mehaaniliste vahenditega eemaldada, kuid kui mustus on väike (<0,1um), on seda keerulisem eemaldada.
B ： Elektrostaatiline adhesioon
Elektrostaatiline adhesioon avaldub peamiselt laetud mustuseosakeste toimel vastandlikult laetud objektidel. Enamik kiulisi objekte laetakse negatiivselt vees ja neid saab hõlpsalt kinni pidada teatud positiivselt laetud mustusest, näiteks lubjatüüpidest. Mõni mustus, ehkki negatiivselt laetud, nagu näiteks süsinik mustad osakesed vesilahustes, võivad kiud kleepida läbi ioonsildade (ioonid mitme vastandlikult laetud objekti vahel, mis toimib koos nendega sillataolisel viisil), mis on moodustatud positiivsete ioonidega vees (nt CA2+ ， MG2+ jne).
Elektrostaatiline toime on tugevam kui lihtne mehaaniline toime, muutes mustuse eemaldamise suhteliselt keeruliseks.
② Keemiline adhesioon
Keemiline adhesioon viitab mustuse nähtusele, mis mõjutab objekti keemiliste või vesiniksidemete kaudu. Näiteks polaarne tahke mustus, valk, rooste ja muu haardumine kiudainetel, kiud sisaldavad karboksüüli, hüdroksüüli, amiidi ja muid rühmi, neid rühmi ja õliseid mustuse rasvhappeid, rasvkoholle on lihtne moodustada vesiniksidemeid. Keemilised jõud on üldiselt tugevad ja seetõttu on mustus kindlamalt seotud objektiga. Seda tüüpi mustust on tavaliste meetodite abil keeruline eemaldada ja see nõuab spetsiaalseid meetodeid selle käsitlemiseks.
Mustuse adhesiooni aste on seotud mustuse enda olemusega ja objekti olemusega, millele see kinni peetakse. Üldiselt kleepuvad osakesed kergesti kiuliste esemete vastu. Mida väiksem on tahke mustuse tekstuur, seda tugevam on adhesioon. Polaarmustus hüdrofiilsetel objektidel nagu puuvill ja klaasi kleepuvad tugevamalt kui mittepolaarne mustus. Mittepolaarne mustus kleepub tugevamalt kui polaarse mustuse, näiteks polaarrasvad, tolm ja savi, ning seda on vähem lihtne eemaldada ja puhastada.
(3) mustuse eemaldamise mehhanism
Pesemise eesmärk on mustuse eemaldamine. Teatud temperatuuriga (peamiselt vesi) söötmes. Kasutades pesuaine erinevaid füüsikalisi ja keemilisi mõjusid mustuse ja pestud esemete mõju nõrgestamiseks või kõrvaldamiseks, teatud mehaaniliste jõudude (näiteks käte hõõrumise, pesumasina agitatsioon, vee mõju) toimel, nii et mustus ja pestud esemeid puhastamise eesmärgist.
① Vedela mustuse eemaldamise mehhanism
： Niisutamine
Vedelik määrdumine on enamasti õlipõhine. Õliplekid märjad kõige kiulisemad esemed ja levitavad enam -vähem kiulise materjali pinnal õlikilena. Pesutoimingu esimene samm on pinna niisutamine pesuvedeliku poolt. Illustratsiooni huvides võib kiu pinda pidada sileda tahke pinnaks.
B: õli eemaldamine - lokkimismehhanism
Teine samm pesemismeetmetes on õli ja määrde eemaldamine, vedela mustuse eemaldamine saavutatakse omamoodi mähisega. Vedela mustus eksisteeris algselt pinnal levinud õlikile kujul ja tahke pinna peseva vedeliku eelistatava niisutamise efekti all (st kiudude pind) keerdus see samm -sammult õlhelmesteks, mis asendati pesuvedelikuga ja jättis pinna lõpuks teatud väliste jõudude alla.
② Tahke mustuse eemaldamise mehhanism
Vedela mustuse eemaldamine toimub peamiselt mustuse kandja eelistatava niisutamise kaudu pesulahuse abil, samas kui tahke mustuse eemaldamismehhanism on erinev, kus pesemisprotsess on peamiselt mustusemassi niisutamine ja selle kandepinna pesulahuse abil. Pindaktiivsete ainete adsorptsiooni tõttu tahkel mustusel ja selle kandepinnal väheneb mustuse ja pinna vaheline vastastikmõju ning pinnal oleva mustusemassi adhesioonitugevus väheneb, seega on mustusemass kanduri pinnalt hõlpsasti eemaldatud.
Lisaks võib tahke mustuse ja selle kandja pinnal pindaktiivsete ainete, eriti ioonsete pindaktiivsete ainete adsorptsioon suurendada tahke mustuse ja selle kandja pinna pinna potentsiaali, mis soodustab mustuse eemaldamist. Tahked või üldiselt kiulised pinnad laaditakse vesiskeemides tavaliselt negatiivselt ja seetõttu võivad need moodustada difuusseid topelt elektroonilisi kihte mustusemassidele või tahketele pindadele. Homogeensete laengute tõrjumise tõttu on nõrgenenud mustuseosakeste adhesioon vees tahke pinnale. Kui lisatakse anioonne pindaktiivne aine, kuna see võib samaaegselt suurendada mustuseosakese ja tahke pinna negatiivset pinnapotentsiaali, on nende vaheline tõrjumine suurenenud, osakese haardumistugevus väheneb ja mustust on lihtsam eemaldada.
Mitteioonsed pindaktiivsed ained adsorktiivsed on üldiselt laetud tahketel pindadel ja kuigi need ei muuda pindadevahelist potentsiaali märkimisväärselt, kipuvad adsorbeeritud mitteioonsed pindaktiivsed ained moodustama pinnale adsorbeeritud kihi teatud paksuse, mis aitab vältida mustuse ümberpaigutamist.
Katioonsete pindaktiivsete ainete korral vähendab või kõrvaldab nende adsorptsioon mustusemassi ja selle kandepinna negatiivse pinnapotentsiaali, mis vähendab mustuse ja pinna vahelist tõrket ega soodusta seetõttu mustuse eemaldamist; Lisaks kipuvad katioonsed pindaktiivsed ained pärast adsorptsiooni tahke pinna hüdrofoobseks ja seetõttu ei soodusta need pinna niisutamist ja pesemist.
③ Spetsiaalsete muldade eemaldamine
Valku, tärklist, inimese sekretsiooni, puuviljamahla, teemahla ja muid mustust on normaalsete pindaktiivsete ainete abil keeruline eemaldada ja vajavad erikohta.
Valguplekid nagu kreem, munad, veri, piim ja naha väljaheited kipuvad kiududel ja degeneratsioonil hüübima ning saavad tugevamaks adhesiooni. Valkude määrdumine saab proteaaside abil eemaldada. Ensüümi proteaas lagundab mustuses olevad valgud vees lahustuvateks aminohapeteks või oligopeptiidideks.
Tärklisplekid pärinevad peamiselt toidust, teistel, näiteks kastmest, liimist jne. Amülaas omab katalüütilist toimet tärkliseplekkide hüdrolüüsile, põhjustades tärklise lagunemise suhkruteks.
Lipaas katalüüsib triglütseriidide lagunemist, mida on normaalsete meetodite abil raske eemaldada, näiteks rasu ja söödavad õlid, ning jagab need lahustuvateks glütseroolideks ja rasvhapeteks.
Mõningaid värvilisi plekke puuviljamahladest, teemahladest, tintidest, huulepulgast jne on sageli keeruline ka pärast korduvat pesemist põhjalikult puhastada. Neid plekke saab redoksreaktsiooni abil eemaldada oksüdeeruva või redutseeriva ainega, näiteks pleegitaja, mis hävitab värvi tekitavate või värvi-aeksiliaalsete rühmade struktuuri ja lagundab need väiksemateks vees lahustuvateks komponentideks.
（4） Pärgi eemaldamise mehhanism keemilise puhastamise mehhanism
Ülaltoodu on tegelikult vee jaoks kui pesemise vahend. Tegelikult pole eri tüüpi rõivaste ja konstruktsiooni tõttu mõnda veepesu kasutavat rõivast mugav või pole kerge puhastada, näiteks rõivaid pärast pesemist ja isegi deformatsiooni, tuhmumist jne: enamik looduslikke kiudu imab vett ja hõlpsasti paisumist ning kergelt kuivada, nii et pärast pesemist deformeerutakse; Villatooteid pesedes ilmnevad sageli ka kokkutõmbumisnähtused, mõnda veepesuga villaseid tooteid on samuti lihtne pillimiseks, värvimuutus; Mõni siidikäsi tunneb pärast pesemist halvemaks ja kaotavad läike. Nende rõivaste jaoks kasutavad puhastusmeetodit sageli puhastusvahendiks. Nn keemiline puhastus viitab tavaliselt pesemismeetodile orgaanilistes lahustites, eriti mittepolaarsetes lahustites.
Keemiline puhastamine on õrnem pesemisvorm kui veepesu. Kuna keemiline puhastamine ei vaja palju mehaanilist toimet, ei põhjusta see rõivaste kahjustusi, kortsumist ja deformatsiooni, erinevalt veest keemilist puhastusvahendeid, harva laienemist ja kokkutõmbumist. Kuni tehnoloogiat on korralikult käsitletud, saab riideid keerata ilma moonutusteta, värvi tuhmumise ja pikendatud kasutusajata.
Keemilise puhastamise osas on kolme laia tüüpi mustust.
①õli lahustuv mustusõli lahustuv mustus sisaldab igasuguseid õli ja rasva, mis on vedel või rasvane ja mida saab lahustada keemiliste puhastuslahustitega.
Vees lahustuv mustus vees lahustuv mustus on vesilahustes lahustuv, kuid mitte keemiliste puhastusvahendite korral adsorbeeritakse vesiseisundis rõivastele, vesi aurustub pärast granulaarsete tahkete ainete, näiteks anorgaaniliste soolade, tärklise, valkude jms sadestamist.
③ õli ja veega lahustumatu mustuseõli ja vesi lahustumatu mustus ei lahustu vees ega lahustub keemiliste puhastuslahustitega, näiteks süsinik must, erinevate metallide ja oksiidide silikats jne.
Erinevat tüüpi mustuse erineva olemuse tõttu on keemilise puhastamise protsessis mustuse eemaldamiseks erinevad viisid. Õlis lahustuvad muldad, näiteks looma- ja taimeõlid, mineraalõlid ja määrded, on orgaanilistes lahustites kergesti lahustuvad ja neid saab keemilise puhastamise korral kergemini eemaldada. Õlide ja määrde keemiliste puhastuslahustite suurepärane lahustuvus pärineb sisuliselt molekulide vahelistest van der seinte jõududest.
Vees lahustuva mustuse, näiteks anorgaaniliste soolade, suhkrute, valkude ja higi eemaldamiseks tuleb keemilise puhastusainele lisada ka õige kogus vett, vastasel juhul on vees lahustuvat mustust riietest keeruline eemaldada. Kuid vett on keemilise puhastamise aines keeruline lahustuda, nii et vee koguse suurendamiseks peate lisama ka pindaktiivseid aineid. Vee olemasolu keemipuhastusabinetis võib muuta mustuse ja rõivaste pinna hüdraatunud, nii et seda on lihtne suhelda polaarsete pindaktiivsete ainete rühmadega, mis soodustab pinna pindaktiivsete ainete adsorptsiooni. Lisaks, kui pindaktiivsed ained moodustavad mitsellid, saab mitsellideks lahustada vees lahustuvat mustust ja vett. Lisaks keemilise puhastamise lahusti veesisalduse suurendamisele võivad pindaktiivsed ained mängida ka rolli mustuse taaskasutamise takistamisel, et parandada saastest puhastamist.
Vees lahustuva mustuse eemaldamiseks on vajalik väikese koguse vee olemasolu, kuid liiga palju vett võib põhjustada moonutusi ja kortsumist mõnes riietuses, seega peab keemilise puhastusvahendi vee kogus olema mõõdukas.
Mustus, mis ei ole vees lahustuv ega õlis lahustuv, tahked osakesed nagu tuhk, muda, maa ja süsinik must, kinnitatakse rõiva külge tavaliselt elektrostaatiliste jõudude või koos õliga. Keemilise puhastamise korral võib lahusti vool muuta mustuse elektrostaatilise jõu adsorptsiooni ja keemilise puhastuse aine võib õli lahustada, nii et õli ja mustuse kombinatsioon ning tahkete osakeste rõivaste külge kinnitatud kuiva puhastusaine, keemiline puhastusvahend vett ja see, et need on reboted, nii et need, et need oleksid tahked mudaosad, et need oleksid reboted.
（5） tegurid, mis mõjutavad pesemist
Vedeliku või tahke mustuse eemaldamisel on peamised tegurid pindaktiivsete ainete suunamine liidesel ja pinna (liidese) pinge vähenemise korral. Kuid pesemisprotsess on keeruline ja pesemisfekti, isegi sama pesuvahendi tüübi korral, mõjutavad paljud muud tegurid. Need tegurid hõlmavad puhastusvahendi kontsentratsiooni, temperatuuri, määrdumise olemust, kiudainete tüüpi ja kanga struktuuri.
① Pindaktiivse aine kontsentratsioon
Lahuse pindaktiivsete ainete mitsellid mängivad pesemisprotsessis olulist rolli. Kui kontsentratsioon saavutab kriitilise mitselli kontsentratsiooni (CMC), suureneb pesemisfekt järsult. Seetõttu peaks puhastusvahendite kontsentratsioon lahustis olema kõrgem kui CMC väärtus, et see oleks hea pesemisfektiga. Kui aga pindaktiivse aine kontsentratsioon on suurem kui CMC väärtus, pole pesemise efekti järkjärguline suurenemine ilmne ja pindaktiivsete ainete kontsentratsiooni liiga palju suurendamist ei ole vaja suurendada.
Õli eemaldamisel lahustumise teel suureneb lahustumisefekt pindaktiivse aine kontsentratsiooni suurenemisega, isegi kui kontsentratsioon on üle CMC. Sel ajal on soovitatav kasutada puhastusvahendit kohalikul tsentraliseeritud viisil. Näiteks kui rõivaste mansettidel ja kraedel on palju mustust, saab pesemise ajal kandevikihti kanda, et suurendada pindaktiivse aine lahustuvat toimet õlile.
②Temperatuuril on puhastusvahendile väga oluline mõju. Üldiselt hõlbustab temperatuuri tõstmine mustuse eemaldamist, kuid mõnikord võib temperatuur liiga kõrge põhjustada ka puudusi.
Temperatuuri tõus hõlbustab mustuse difusiooni, tahke rasvae emulgeeritakse temperatuuridel hõlpsasti üle selle sulamistemperatuuri ja temperatuuri tõusu tõttu suurenevad kiud, mis kõik hõlbustavad mustuse eemaldamist. Kompaktsete kangaste puhul vähenevad kiudude vahelised mikrogapid kiudude laienemisel, mis on kahjulik mustuse eemaldamisele.
Temperatuurimuutused mõjutavad ka pindaktiivsete ainete lahustuvust, CMC väärtust ja mitsellide suurust, mõjutades seega pesemisfekti. Pikkade süsinikuahelatega pindaktiivsete ainete lahustuvus on madalatel temperatuuridel madal ja mõnikord on lahustuvus isegi madalam kui CMC väärtus, seega tuleks pesemistemperatuur sobivalt tõsta. Temperatuuri mõju CMC väärtusele ja mitselli suurusele on erinev iooniliste ja mitteioonsete pindaktiivsete ainete puhul. Ioonsete pindaktiivsete ainete puhul suurendab temperatuuri tõus üldiselt CMC väärtust ja vähendab mitselli suurust, mis tähendab, et pindaktiivsete ainete kontsentratsiooni pesemislahuses tuleks suurendada. Mitteioonsete pindaktiivsete ainete puhul põhjustab temperatuuri tõus CMC väärtuse langust ja mitsellide mahu märkimisväärset suurenemist, seega on selge, et temperatuuride asjakohane tõus aitab mitteioomilisel pindaktiivsel ainel oma pinnaaktiivset toimet avaldada. Temperatuur ei tohiks siiski ületada selle pilvepunkti.
Lühidalt öeldes sõltub optimaalne pesemistemperatuur pesuvahendi koostisest ja pestud objektist. Mõnel pesuainel on toatemperatuuril hea puhastusvahend, teistel aga külma ja kuuma pesemise vahel on palju erinev.
③ vaht
Vahustamisvõimsus on kombeks segada pesemisfekti, uskudes, et kõrge vahutamisvõimsusega pesemisvõimalustel on hea pesemisfekt. Uuringud on näidanud, et pesemisfekti ja vahu koguse vahel puudub otsene seos. Näiteks on madala vahutava pesuainega pesemine vähem efektiivne kui kõrge vahutava pesuvahenditega pesemine.
Ehkki vaht ei ole pesemisega otseselt seotud, on juhtumeid, kui see aitab mustuse eemaldada, näiteks nõude käsitsi pesemisel. Vaibade nüotamisel võib vaht ära võtta ka tolmu ja muid tahkeid mustuseosakesi, vaiba mustus moodustab suure osa tolmust, seega peaksid vaipade puhastamise ained olema teatud vahustamisvõime.
Vahuvõimsus on oluline ka šampoonide jaoks, kus šampooni või suplemise ajal vedeliku poolt toodetud peen vaht jätab juuksed määrdes ja mugavalt.
④ Kiudude sordid ja tekstiilide füüsilised omadused
Lisaks kiudude keemilisele struktuurile, mis mõjutab mustuse adhesiooni ja eemaldamist, mõjutavad kiudude väljanägemist ning lõnga ja kanga korraldust mustuse eemaldamise lihtsust.
Villakiudude skaalad ja puuvillakiudude kõverad lamedad paelad kogunevad mustuse tõenäolisemalt kui siledad kiud. Näiteks on tsellulooskiledel (viskoosifilmid) värvitud süsiniku must eemaldatav, samas kui puuvillakangastele värvitud süsiniku must on keeruline maha pesta. Veel üks näide on see, et polüestrist valmistatud lühikiilukangad on pigem õliväljaplekid kui pikkade kiudude kangad ning ka lühikeste kiudude kangastel olevad õliplekid on keerulisemad kui pikkade kiudade kangaste õliplekid.
Tihedalt keerdunud lõngad ja tihedad kangad võivad kiudude vahelise väikese lõhe tõttu vastu seista mustuse sissetungile, kuid sama võib ka takistada pesuvedelikku sisemuse välistamist, nii et tihedad kangad hakkavad mustusele vastu seisma, kuid kui värvitud pesemine on ka keerulisem.
⑤ Vee kõvadus
Ca2+, Mg2+ ja muude metalliioonide kontsentratsioon vees mõjutab pesemisfekti, eriti kui anioonsed pindaktiivsed ained puutuvad kokku Ca2+ ja Mg2+ ioonidega, mis moodustavad kaltsiumi ja magneesiumisoolasid, mis on vähem lahustuvad ja vähendavad selle heidutust. Kõvas vees, isegi kui pindaktiivse aine kontsentratsioon on kõrge, on pesemisolukord endiselt palju halvem kui destilleerimisel. Pindaktiivse aine parima pesemiseks tuleks Ca2+ ioonide kontsentratsioon vees vähendada 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 kuni 0,1 mg/L) või vähem. See nõuab erinevate pehmendajate lisamist puhastusvahendile.
Postiaeg: 25. veebruar 20122