Volgens de tabel hebben oppervlakteactieve stoffen die geschikt zijn voor gebruik als olie-in-water-emulgatoren een HLB-waarde van 3,5 tot 6, terwijl die voor water-in-olie-emulgatoren tussen 8 en 18 liggen.

② Bepaling van HLB-waarden (weggelaten).

07 Emulgeren en oplossen

Een emulsie is een systeem dat ontstaat wanneer een niet-mengbare vloeistof in een andere wordt gedispergeerd in de vorm van fijne deeltjes (druppels of vloeibare kristallen). De emulgator, een soort oppervlakteactieve stof, is essentieel voor het stabiliseren van dit thermodynamisch instabiele systeem door de grensvlakenergie te verlagen. De fase die in druppelvorm in de emulsie bestaat, wordt de gedispergeerde fase (of interne fase) genoemd, terwijl de fase die een continue laag vormt, het dispersiemedium (of externe fase) wordt genoemd.

① Emulgatoren en emulsies

Gangbare emulsies bestaan ​​vaak uit één fase water of een waterige oplossing, en de andere fase een organische stof, zoals oliën of wassen. Afhankelijk van hun dispersie kunnen emulsies worden geclassificeerd als water-in-olie (W/O), waarbij olie in water is gedispergeerd, of olie-in-water (O/W), waarbij water in olie is gedispergeerd. Bovendien kunnen complexe emulsies zoals W/O/W of O/W/O bestaan. Emulgatoren stabiliseren emulsies door de grensvlakspanning te verlagen en monomoleculaire membranen te vormen. Een emulgator moet adsorberen of accumuleren aan het grensvlak om de grensvlakspanning te verlagen en ladingen aan druppels te geven, wat elektrostatische afstoting veroorzaakt, of een hoogviskeuze beschermende film rond deeltjes vormt. Daarom moeten stoffen die als emulgator worden gebruikt amfifiele groepen bevatten, die oppervlakteactieve stoffen kunnen bieden.

2 Methoden voor emulsiebereiding en factoren die de stabiliteit beïnvloeden

Er zijn twee hoofdmethoden voor het bereiden van emulsies: mechanische methoden dispergeren vloeistoffen in kleine deeltjes in een andere vloeistof, terwijl de tweede methode bestaat uit het oplossen van vloeistoffen in moleculaire vorm in een andere vloeistof en het op de juiste manier laten aggregeren. De stabiliteit van een emulsie verwijst naar het vermogen om deeltjesaggregatie, wat leidt tot fasescheiding, te weerstaan. Emulsies zijn thermodynamisch instabiele systemen met een hogere vrije energie, waardoor hun stabiliteit de tijd weerspiegelt die nodig is om evenwicht te bereiken, d.w.z. de tijd die een vloeistof nodig heeft om zich van de emulsie te scheiden. Wanneer vetalcoholen, vetzuren en vetaminen in de grensvlakfilm aanwezig zijn, neemt de sterkte van het membraan aanzienlijk toe, omdat polaire organische moleculen complexen vormen in de geadsorbeerde laag, waardoor het grensvlakmembraan wordt versterkt.

Emulgatoren die bestaan ​​uit twee of meer oppervlakteactieve stoffen worden gemengde emulgatoren genoemd. Gemengde emulgatoren adsorberen aan het water-oliegrensvlak, en moleculaire interacties kunnen complexen vormen die de grensvlakspanning aanzienlijk verlagen, waardoor de hoeveelheid adsorbaat toeneemt en dichtere, sterkere grensvlakmembranen ontstaan.

Elektrisch geladen druppels beïnvloeden met name de stabiliteit van emulsies. In stabiele emulsies dragen druppels doorgaans een elektrische lading. Bij gebruik van ionische emulgatoren wordt het hydrofobe uiteinde van de ionische oppervlakteactieve stoffen opgenomen in de oliefase, terwijl het hydrofiele uiteinde in de waterfase blijft en de druppels lading geeft. Gelijksoortige ladingen tussen druppels veroorzaken afstoting en voorkomen coalescentie, wat de stabiliteit verbetert. Dus hoe hoger de concentratie emulgatorionen die aan de druppels worden geadsorbeerd, hoe groter hun lading en hoe hoger de stabiliteit van de emulsie.

De viscositeit van het dispersiemedium beïnvloedt ook de stabiliteit van de emulsie. Over het algemeen verbeteren media met een hogere viscositeit de stabiliteit omdat ze de Brownse beweging van druppels sterker belemmeren, waardoor de kans op botsingen afneemt. Stoffen met een hoog molecuulgewicht die in de emulsie oplossen, kunnen de viscositeit en stabiliteit van het medium verhogen. Bovendien kunnen stoffen met een hoog molecuulgewicht robuuste grensvlakmembranen vormen, waardoor de emulsie verder wordt gestabiliseerd. In sommige gevallen kan het toevoegen van vaste poeders emulsies op vergelijkbare wijze stabiliseren. Als vaste deeltjes volledig door water worden bevochtigd en door olie kunnen worden bevochtigd, blijven ze aan het water-oliegrensvlak vastzitten. Vaste poeders stabiliseren de emulsie door de film te versterken terwijl ze zich op het grensvlak clusteren, net als geadsorbeerde oppervlakteactieve stoffen.

Oppervlakteactieve stoffen kunnen de oplosbaarheid van organische verbindingen die onoplosbaar of slecht oplosbaar zijn in water aanzienlijk verbeteren nadat er micellen in de oplossing zijn gevormd. Op dat moment lijkt de oplossing helder, en dit vermogen wordt solubilisatie genoemd. Oppervlakteactieve stoffen die solubilisatie kunnen bevorderen, worden solubilizers genoemd, terwijl de organische verbindingen die solubiliseren, solubilaten worden genoemd.

08 Schuim

Schuim speelt een cruciale rol in wasprocessen. Schuim verwijst naar een dispersief systeem van gas dat in vloeistof of vaste stof is verspreid, met gas als de gedispergeerde fase en vloeistof of vaste stof als het dispersiemedium, bekend als vloeibaar schuim of vast schuim, zoals schuimplastic, schuimglas en schuimbeton.

(1) Schuimvorming

De term schuim verwijst naar een verzameling luchtbellen die gescheiden worden door vloeistoffilms. Door het aanzienlijke dichtheidsverschil tussen het gas (gedispergeerde fase) en de vloeistof (dispersiemedium) en de lage viscositeit van de vloeistof, stijgen gasbellen snel naar de oppervlakte. Schuimvorming houdt in dat een grote hoeveelheid gas in de vloeistof wordt opgenomen; de bellen keren vervolgens snel terug naar de oppervlakte, waardoor een verzameling luchtbellen ontstaat die gescheiden worden door een minimale vloeistoffilm. Schuim heeft twee onderscheidende morfologische kenmerken: ten eerste nemen de gasbellen vaak een polyhedrale vorm aan omdat de dunne vloeistoffilm op het kruispunt van de bellen de neiging heeft om dunner te worden, wat uiteindelijk leidt tot het scheuren van de bellen. Ten tweede kunnen zuivere vloeistoffen geen stabiel schuim vormen; er moeten ten minste twee componenten aanwezig zijn om schuim te vormen. Een oppervlakteactieve oplossing is een typisch schuimvormend systeem waarvan het schuimvermogen afhankelijk is van de andere eigenschappen. Oppervlakteactieve stoffen met een goed schuimvermogen worden schuimmiddelen genoemd. Hoewel schuimmiddelen een goed schuimvermogen hebben, kan het schuim dat ze genereren niet lang meegaan, wat betekent dat hun stabiliteit niet gegarandeerd is. Om de schuimstabiliteit te verbeteren, kunnen stoffen die de stabiliteit verhogen, worden toegevoegd; Dit worden stabilisatoren genoemd. Veel voorkomende stabilisatoren zijn lauryldiethanolamine en oxiden van dodecyldimethylamine.

(2) Schuimstabiliteit

Schuim is een thermodynamisch instabiel systeem; de natuurlijke ontwikkeling ervan leidt tot breuk, waardoor het totale vloeistofoppervlak afneemt en de vrije energie afneemt. Het ontschuimingsproces omvat het geleidelijk dunner worden van de vloeistoffilm, waardoor het gas wordt afgescheiden, totdat breuk optreedt. De mate van schuimstabiliteit wordt voornamelijk beïnvloed door de snelheid van vloeistofafvoer en de sterkte van de vloeistoffilm. Factoren die van invloed zijn, zijn onder andere:

① Oppervlaktespanning: Vanuit energetisch perspectief bevordert een lagere oppervlaktespanning de schuimvorming, maar garandeert geen schuimstabiliteit. Een lage oppervlaktespanning duidt op een kleiner drukverschil, wat leidt tot een langzamere vloeistofafvoer en verdikking van de vloeistoffilm, wat beide de stabiliteit bevordert.

2 Oppervlakteviscositeit: De belangrijkste factor voor de stabiliteit van schuim is de sterkte van de vloeistoffilm, voornamelijk bepaald door de robuustheid van de oppervlakte-adsorptiefilm, gemeten aan de hand van de oppervlakteviscositeit. Experimentele resultaten geven aan dat oplossingen met een hoge oppervlakteviscositeit langduriger schuim produceren dankzij verbeterde moleculaire interacties in de geadsorbeerde film, die de membraansterkte aanzienlijk verhogen.

③ Viscositeit van de oplossing: Een hogere viscositeit in de vloeistof zelf vertraagt ​​de afvoer van vloeistof uit het membraan, waardoor de levensduur van de vloeistoffilm wordt verlengd voordat er scheuring optreedt, wat de stabiliteit van het schuim verbetert.

4. Oppervlaktespanningsherstellende werking: Oppervlakteactieve stoffen die aan het membraan worden geadsorbeerd, kunnen de uitzetting of krimp van het filmoppervlak tegengaan; dit wordt de herstelwerking genoemd. Wanneer oppervlakteactieve stoffen aan de vloeistoffilm adsorberen en het oppervlak ervan vergroten, vermindert dit de concentratie van de oppervlakteactieve stof aan het oppervlak en verhoogt het de oppervlaktespanning; omgekeerd leidt krimp tot een verhoogde concentratie van de oppervlakteactieve stof aan het oppervlak en vervolgens tot een verlaging van de oppervlaktespanning.

5 Gasdiffusie door vloeistoffilm: Door capillaire druk hebben kleinere bellen doorgaans een hogere interne druk dan grotere bellen. Dit leidt tot gasdiffusie van kleine bellen naar grotere bellen, waardoor kleine bellen krimpen en grotere bellen groeien, wat uiteindelijk resulteert in schuiminstorting. De consistente toepassing van oppervlakteactieve stoffen creëert uniforme, fijn verdeelde bellen en remt schuimvorming. Doordat de oppervlakteactieve stoffen dicht op elkaar in de vloeistoffilm zitten, wordt gasdiffusie belemmerd, wat de schuimstabiliteit verbetert.

⑥ Effect van oppervlaktelading: Als de vloeibare schuimfilm dezelfde lading draagt, stoten de twee oppervlakken elkaar af, waardoor de film niet dunner wordt of breekt. Ionische oppervlakteactieve stoffen kunnen dit stabiliserende effect bieden. Kortom, de sterkte van de vloeibare film is de cruciale factor die de schuimstabiliteit bepaalt. Oppervlakteactieve stoffen die als schuimmiddel en stabilisator fungeren, moeten dicht opeengepakte moleculen op het oppervlak absorberen, omdat dit de moleculaire interactie tussen de oppervlakken aanzienlijk beïnvloedt. Dit verbetert de sterkte van de oppervlaktefilm zelf en voorkomt zo dat vloeistof van de aangrenzende film wegstroomt, waardoor schuimstabiliteit beter haalbaar wordt.

(3) Vernietiging van schuim

Het fundamentele principe van schuimvernietiging omvat het veranderen van de omstandigheden die schuim produceren of het elimineren van de stabiliserende factoren van het schuim, wat leidt tot fysische en chemische ontschuimingsmethoden. Fysische ontschuiming behoudt de chemische samenstelling van de schuimoplossing terwijl omstandigheden zoals externe verstoringen, temperatuur- of drukveranderingen, evenals ultrasone behandeling, worden gewijzigd; dit zijn allemaal effectieve methoden voor het verwijderen van schuim. Chemische ontschuiming verwijst naar de toevoeging van bepaalde stoffen die interageren met de schuimmiddelen om de sterkte van de vloeistoffilm in het schuim te verminderen, de schuimstabiliteit te verminderen en ontschuiming te bereiken. Dergelijke stoffen worden ontschuimers genoemd, waarvan de meeste oppervlakteactieve stoffen zijn. Ontschuimers hebben doorgaans een opmerkelijk vermogen om de oppervlaktespanning te verlagen en kunnen gemakkelijk adsorberen aan oppervlakken, met een zwakkere interactie tussen de samenstellende moleculen, waardoor een losjes gerangschikte moleculaire structuur ontstaat. Er zijn verschillende soorten ontschuimers, maar het zijn over het algemeen niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen, waarbij vertakte alcoholen, vetzuren, vetzuuresters, polyamiden, fosfaten en siliconenoliën vaak als uitstekende ontschuimers worden gebruikt.

(4) Schuim en reiniging

De hoeveelheid schuim houdt geen direct verband met de effectiviteit van de reiniging; meer schuim betekent niet dat er beter wordt gereinigd. Niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen produceren bijvoorbeeld mogelijk minder schuim dan zeep, maar ze kunnen wel een beter reinigingsvermogen hebben. Onder bepaalde omstandigheden kan schuim echter helpen bij het verwijderen van vuil; bijvoorbeeld helpt afwasschuim bij het afvoeren van vet, terwijl tapijtreiniging schuim in staat stelt om vuil en vaste verontreinigingen te verwijderen. Bovendien kan schuim een ​​indicatie zijn voor de effectiviteit van het reinigingsmiddel; overmatig vet remt vaak de vorming van bellen, waardoor er ofwel minder schuim ontstaat ofwel het bestaande schuim afneemt, wat wijst op een lage effectiviteit van het reinigingsmiddel. Daarnaast kan schuim dienen als indicator voor de reinheid van het spoelen, aangezien het schuimgehalte in spoelwater vaak afneemt bij lagere concentraties reinigingsmiddel.

09 Wasproces

Wassen is in grote lijnen het proces waarbij ongewenste componenten van het te reinigen object worden verwijderd om een ​​bepaald doel te bereiken. In algemene termen verwijst wassen naar het verwijderen van vuil van het oppervlak van de drager. Tijdens het wassen verzwakken of elimineren bepaalde chemische stoffen (zoals detergenten) de interactie tussen het vuil en de drager, waardoor de binding tussen vuil en de drager verandert in een binding tussen vuil en detergent, waardoor ze loskomen. Aangezien de te reinigen objecten en het te verwijderen vuil sterk kunnen variëren, is wassen een ingewikkeld proces, dat kan worden samengevat in de volgende relatie:

Drager • Vuil + Wasmiddel = Drager + Vuil • Wasmiddel. Het wasproces kan over het algemeen in twee fasen worden verdeeld:

1. Onder invloed van het reinigingsmiddel wordt het vuil van de drager gescheiden;

2. Het afgescheiden vuil wordt verspreid en in het medium gesuspendeerd. Het wasproces is omkeerbaar, wat betekent dat het verspreide of zwevende vuil zich mogelijk opnieuw op het gereinigde voorwerp kan nestelen. Effectieve reinigingsmiddelen moeten dus niet alleen vuil van de drager kunnen losmaken, maar ook het vuil kunnen verspreiden en in suspensie kunnen brengen, zodat het zich niet opnieuw kan nestelen.

(1) Soorten vuil

Zelfs één item kan verschillende soorten, samenstellingen en hoeveelheden vuil verzamelen, afhankelijk van de gebruikscontext. Olieachtig vuil bestaat voornamelijk uit diverse dierlijke en plantaardige oliën en minerale oliën (zoals ruwe olie, stookolie, koolteer, enz.); vast vuil omvat fijnstof zoals roet, stof, roest en roet. Wat kledingvuil betreft, kan dit afkomstig zijn van menselijke afscheidingen zoals zweet, talg en bloed; voedselvlekken zoals fruit- of olievlekken en kruiden; resten van cosmetica zoals lippenstift en nagellak; luchtverontreinigende stoffen zoals rook, stof en aarde; en andere vlekken zoals inkt, thee en verf. Deze soorten vuil kunnen over het algemeen worden onderverdeeld in vaste, vloeibare en speciale soorten.

① Vast vuil: Veelvoorkomende voorbeelden zijn roet-, modder- en stofdeeltjes, waarvan de meeste een lading hebben – vaak negatief geladen – die zich gemakkelijk hecht aan vezelachtige materialen. Vast vuil is over het algemeen minder oplosbaar in water, maar kan worden verspreid en gesuspendeerd in reinigingsmiddelen. Deeltjes kleiner dan 0,1 μm kunnen bijzonder lastig te verwijderen zijn.

2 Vloeibaar vuil: Dit omvat olieachtige stoffen die in olie oplosbaar zijn, waaronder dierlijke oliën, vetzuren, vetalcoholen, minerale oliën en hun oxiden. Terwijl dierlijke en plantaardige oliën en vetzuren met alkaliën kunnen reageren om zepen te vormen, ondergaan vetalcoholen en minerale oliën geen verzeping, maar kunnen ze worden opgelost door alcoholen, ethers en organische koolwaterstoffen, en kunnen ze worden geëmulgeerd en gedispergeerd door detergentoplossingen. Vloeibaar olieachtig vuil hecht zich meestal stevig aan vezelachtige materialen door sterke interacties.

③ Speciaal vuil: Deze categorie bestaat uit eiwitten, zetmeel, bloed en menselijke afscheidingen zoals zweet en urine, evenals vruchten- en theesappen. Deze stoffen binden zich vaak stevig aan vezels door chemische interacties, waardoor ze moeilijker uitwasbaar zijn. Verschillende soorten vuil bestaan ​​zelden onafhankelijk van elkaar; ze vermengen zich eerder en hechten zich collectief aan oppervlakken. Vuil kan onder invloed van buitenaf vaak oxideren, ontbinden of vergaan, waardoor nieuwe vormen van vuil ontstaan.

(2) Aanhechting van vuil

Vuil hecht zich aan materialen zoals kleding en huid door bepaalde interacties tussen het voorwerp en het vuil. De kleefkracht tussen vuil en het voorwerp kan het gevolg zijn van fysieke of chemische hechting.

① Fysieke hechting: De hechting van vuil zoals roet, stof en modder verloopt grotendeels via zwakke fysieke interacties. Over het algemeen kunnen deze soorten vuil relatief gemakkelijk worden verwijderd vanwege hun zwakkere hechting, die voornamelijk ontstaat door mechanische of elektrostatische krachten.

A: Mechanische hechting**: Hiermee wordt doorgaans bedoeld vast vuil, zoals stof of zand, dat door mechanische middelen hecht en relatief eenvoudig te verwijderen is. Kleinere deeltjes kleiner dan 0,1 μm zijn echter lastiger te verwijderen.

B: Elektrostatische hechting**: Hierbij reageren geladen vuildeeltjes met tegengesteld geladen materialen. Vezelmaterialen dragen doorgaans negatieve ladingen, waardoor ze positief geladen aanhechters, zoals bepaalde zouten, kunnen aantrekken. Sommige negatief geladen deeltjes kunnen zich nog steeds op deze vezels ophopen via ionenbruggen die gevormd worden door positieve ionen in de oplossing.

2 Chemische hechting: Dit verwijst naar vuil dat zich via chemische verbindingen aan een object hecht. Polair vast vuil of materialen zoals roest hechten zich bijvoorbeeld stevig aan het object dankzij de chemische verbindingen die gevormd worden door functionele groepen zoals carboxyl-, hydroxyl- of aminegroepen in vezelmaterialen. Deze verbindingen zorgen voor sterkere interacties, waardoor het moeilijker wordt om dergelijk vuil te verwijderen; speciale behandelingen kunnen nodig zijn om effectief te reinigen. De mate van vuilhechting hangt af van zowel de eigenschappen van het vuil zelf als die van het oppervlak waaraan het hecht.

(3) Mechanismen voor het verwijderen van vuil

Het doel van wassen is het verwijderen van vuil. Dit houdt in dat de diverse fysieke en chemische eigenschappen van wasmiddelen worden gebruikt om de hechting tussen vuil en gewassen kledingstukken te verzwakken of te elimineren, ondersteund door mechanische krachten (zoals handmatig schrobben, schudden met de wasmachine of waterinwerking), wat uiteindelijk leidt tot de scheiding van vuil.

① Mechanisme voor het verwijderen van vloeibaar vuil

A: Nattigheid: Vloeibaar vuil is meestal olieachtig en heeft de neiging om verschillende vezelachtige voorwerpen nat te maken, waardoor er een olieachtige film op het oppervlak ontstaat. De eerste stap bij het wassen is de werking van het wasmiddel, waardoor het oppervlak nat wordt.
B: Oprolmechanisme voor olieverwijdering: De tweede stap in het verwijderen van vloeibaar vuil vindt plaats via een oprolproces. Het vloeibare vuil dat zich als een film over het oppervlak verspreidt, rolt geleidelijk op tot druppels doordat de wasvloeistof het vezelige oppervlak bevochtigt en uiteindelijk wordt vervangen door de wasvloeistof.

② Mechanisme van het verwijderen van vast vuil

In tegenstelling tot vloeibaar vuil is de verwijdering van vast vuil afhankelijk van het vermogen van de wasvloeistof om zowel de vuildeeltjes als het oppervlak van het dragermateriaal te bevochtigen. De adsorptie van oppervlakteactieve stoffen aan het oppervlak van vast vuil en de drager vermindert de onderlinge interactiekrachten, waardoor de hechtingskracht van de vuildeeltjes afneemt en ze gemakkelijker te verwijderen zijn. Bovendien kunnen oppervlakteactieve stoffen, met name ionische oppervlakteactieve stoffen, het elektrische potentiaal van vast vuil en het oppervlaktemateriaal verhogen, waardoor verdere verwijdering wordt vergemakkelijkt.

Niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen hebben de neiging te adsorberen op over het algemeen geladen vaste oppervlakken en kunnen een aanzienlijke geadsorbeerde laag vormen, wat leidt tot verminderde afstoting van vuil. Kationogene oppervlakteactieve stoffen kunnen echter het elektrische potentiaal van vuil en het drageroppervlak verminderen, wat leidt tot verminderde afstoting en de verwijdering van vuil bemoeilijkt.

③ Verwijdering van speciaal vuil

Typische wasmiddelen kunnen hardnekkige vlekken van eiwitten, zetmeel, bloed en lichaamsafscheidingen aanpakken. Enzymen zoals protease kunnen eiwitvlekken effectief verwijderen door eiwitten af ​​te breken tot oplosbare aminozuren of peptiden. Evenzo kunnen zetmeelsoorten door amylase worden afgebroken tot suikers. Lipases kunnen helpen bij de afbraak van triacylglycerolverontreinigingen, die vaak moeilijk te verwijderen zijn met conventionele middelen. Vlekken van vruchtensappen, thee of inkt vereisen soms oxidatiemiddelen of reductoren, die reageren met de kleurgenererende groepen om ze af te breken tot meer wateroplosbare fragmenten.

(4) Mechanisme van chemisch reinigen

De bovengenoemde punten hebben voornamelijk betrekking op wassen met water. Vanwege de diversiteit aan stoffen reageren sommige materialen echter mogelijk niet goed op wassen met water, wat kan leiden tot vervorming, kleurvervaging, enz. Veel natuurlijke vezels zetten uit als ze nat zijn en krimpen gemakkelijk, wat leidt tot ongewenste structuurveranderingen. Daarom wordt voor dit soort textiel vaak de voorkeur gegeven aan chemisch reinigen, meestal met behulp van organische oplosmiddelen.

Chemisch reinigen is milder dan nat wassen, omdat het de mechanische werking minimaliseert die kleding kan beschadigen. Voor effectieve vuilverwijdering bij chemisch reinigen wordt vuil in drie hoofdtypen ingedeeld:

① In olie oplosbaar vuil: Dit omvat oliën en vetten, die gemakkelijk oplossen in oplosmiddelen voor chemische reiniging.

2 In water oplosbaar vuil: Dit type vuil kan oplossen in water, maar niet in oplosmiddelen voor chemische reiniging. Het vuil bestaat uit anorganische zouten, zetmelen en eiwitten, die kunnen kristalliseren zodra het water verdampt.

③ Vuil dat niet in olie of water oplosbaar is: Dit omvat stoffen zoals roet en metaalsilicaten die in geen van beide media oplossen.

Elk type vuil vereist een andere strategie voor effectieve verwijdering tijdens de stomerij. In olie oplosbaar vuil wordt methodisch verwijderd met organische oplosmiddelen vanwege hun uitstekende oplosbaarheid in apolaire oplosmiddelen. Voor in water oplosbare vlekken moet er voldoende water in het stomerijmiddel aanwezig zijn, omdat water cruciaal is voor effectieve vuilverwijdering. Helaas, omdat water slechts minimaal oplosbaar is in stomerijmiddelen, worden er vaak oppervlakteactieve stoffen toegevoegd om het water te integreren.

Oppervlakteactieve stoffen versterken de wateropnamecapaciteit van het reinigingsmiddel en dragen bij aan de oplosbaarheid van in water oplosbare onzuiverheden in micellen. Bovendien kunnen oppervlakteactieve stoffen voorkomen dat vuil zich na het wassen opnieuw afzet, wat de reinigingskracht verbetert. Een kleine toevoeging van water is essentieel om deze onzuiverheden te verwijderen, maar overmatige hoeveelheden kunnen leiden tot vervorming van de stof. Daarom is een evenwichtig watergehalte in chemische reinigingsoplossingen noodzakelijk.

(5) Factoren die de wasactie beïnvloeden

De adsorptie van oppervlakteactieve stoffen op grensvlakken en de daaruit voortvloeiende vermindering van de grensvlakspanning is cruciaal voor het verwijderen van vloeibaar of vast vuil. Wassen is echter inherent complex en wordt beïnvloed door talloze factoren, zelfs bij vergelijkbare wasmiddelen. Deze factoren omvatten de wasmiddelconcentratie, temperatuur, vuileigenschappen, vezeltypen en de structuur van de stof.

① Concentratie van oppervlakteactieve stoffen: Micellen gevormd door oppervlakteactieve stoffen spelen een cruciale rol bij het wassen. De wasefficiëntie neemt aanzienlijk toe zodra de concentratie de kritische micelconcentratie (CMC) overschrijdt. Daarom moeten detergenten worden gebruikt in concentraties hoger dan de CMC voor effectief wassen. Wasmiddelconcentraties boven de CMC leveren echter een afnemende opbrengst op, waardoor een overmatige concentratie niet nodig is.

2 Effect van temperatuur: De temperatuur heeft een grote invloed op de reinigingsefficiëntie. Over het algemeen vergemakkelijken hogere temperaturen het verwijderen van vuil; overmatige hitte kan echter nadelige effecten hebben. Het verhogen van de temperatuur bevordert de verspreiding van vuil en kan er ook voor zorgen dat olieachtig vuil gemakkelijker emulgeert. In dichtgeweven stoffen kan een hogere temperatuur, waardoor de vezels opzwellen, onbedoeld de reinigingsefficiëntie verminderen.

Temperatuurschommelingen beïnvloeden ook de oplosbaarheid van oppervlakteactieve stoffen, de CMC en het aantal micelcellen, en beïnvloeden daarmee de reinigingsefficiëntie. Voor veel oppervlakteactieve stoffen met een lange keten verminderen lagere temperaturen de oplosbaarheid, soms zelfs onder hun eigen CMC; daarom kan passende verwarming nodig zijn voor een optimale werking. De temperatuureffecten op CMC en micellen verschillen voor ionische en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen: een temperatuurverhoging verhoogt doorgaans de CMC van ionische oppervlakteactieve stoffen, waardoor concentratieaanpassingen nodig zijn.

③ Schuim: Er bestaat een veelvoorkomende misvatting over het verband tussen schuimvorming en waseffectiviteit: meer schuim staat niet gelijk aan beter wassen. Empirisch bewijs suggereert dat laagschuimende reinigingsmiddelen even effectief kunnen zijn. Schuim kan echter helpen bij het verwijderen van vuil in bepaalde toepassingen, zoals bij het afwassen, waar schuim helpt bij het verdringen van vet, of bij het reinigen van tapijten, waar het vuil opneemt. Bovendien kan de aanwezigheid van schuim aangeven of reinigingsmiddelen effectief zijn; overtollig vet kan de schuimvorming belemmeren, terwijl minder schuim duidt op een verminderde concentratie reinigingsmiddel.

4 Vezeltype en textieleigenschappen: Naast de chemische structuur beïnvloeden het uiterlijk en de organisatie van vezels de hechting en verwijdering van vuil. Vezels met een ruwe of platte structuur, zoals wol of katoen, hebben de neiging om vuil gemakkelijker vast te houden dan gladde vezels. Dichtgeweven stoffen kunnen aanvankelijk vuilophoping tegengaan, maar kunnen effectief wassen belemmeren door de beperkte toegang tot het vastzittende vuil.

⑤ Waterhardheid: De concentraties Ca²⁺, Mg²⁺ en andere metaalionen hebben een aanzienlijke invloed op de wasresultaten, met name bij anionische oppervlakteactieve stoffen, die onoplosbare zouten kunnen vormen die de reinigingskracht verminderen. In hard water, zelfs met een adequate concentratie oppervlakteactieve stoffen, schiet de reinigingskracht tekort in vergelijking met gedestilleerd water. Voor optimale prestaties van de oppervlakteactieve stoffen moet de concentratie Ca²⁺ worden geminimaliseerd tot minder dan 1 × 10⁻⁶ mol/l (CaCO₃ minder dan 0,1 mg/l), wat vaak de toevoeging van waterontharders aan wasmiddelformules noodzakelijk maakt.