Onze belangrijkste producten: amino -siliconen, blok siliconen, hydrofiele siliconen, al hun siliconenemulsie, bevochtigende wrijfnelheidsverbetering, waterafstotend (fluorvrij, koolstof 6, koolstof 8), demin chemicaliën wassen (abs, enzym, spandexbeschermer, manganese verplaatsing), meer detailcontact: mandy +86 19856618618619 (whatsapp).
De 9 belangrijkste relaties tussen oppervlakteactieve stoffen en vervenfabrieken
01 Oppervlaktespanning
De kracht die werkt om het oppervlak van een vloeistof per lengte -eenheid te contracteren, wordt oppervlaktespanning genoemd, gemeten in N · m⁻¹.
02 oppervlakte -activiteit en oppervlakteactieve stoffen
De eigenschap die de oppervlaktespanning van een oplosmiddel vermindert, wordt oppervlakteactiviteit genoemd en stoffen die deze eigenschap bezitten worden oppervlakte-actieve stoffen genoemd. Oppervlakteactieve stoffen zijn oppervlakte-actieve stoffen die aggregaten kunnen vormen in waterige oplossingen, zoals micellen, en vertonen hoge oppervlakteactiviteit, samen met functies zoals bevochtiging, emulgerend, schuimen en wassen.
03 Moleculaire structuurkenmerken van oppervlakteactieve stoffen
Oppervlakteactieve stoffen zijn organische verbindingen met speciale structuren en eigenschappen; Ze kunnen de grensvlakspanning tussen twee fasen of de oppervlaktespanning van vloeistoffen (meestal water) aanzienlijk veranderen, die eigenschappen vertonen zoals bevochtiging, schuimen, emulgerend en wassen. Structureel delen oppervlakteactieve stoffen een gemeenschappelijk kenmerk van het bevatten van twee verschillende soorten groepen in hun moleculen: één uiteinde heeft een niet-polaire groep met lange keten die oplosbaar is in olie maar onoplosbaar is in water, bekend als de hydrofobe groep. Deze hydrofobe groep is meestal een koolwaterstof met lange ketens, hoewel het soms kan bestaan uit organische fluoriden, organische siliconen, organische fosfines of organotineketens. Het andere uiteinde heeft een in water oplosbare groep, bekend als de hydrofiele groep. De hydrofiele groep moet voldoende hydrofiliciteit hebben om ervoor te zorgen dat de gehele oppervlakteactieve stof in water kan oplossen en de nodige oplosbaarheid kan bezitten. Omdat oppervlakteactieve stoffen zowel hydrofiele als hydrofobe groepen bevatten, kunnen ze oplossen in ten minste één fase van het vloeibare medium. Deze dubbele affiniteitskarakter van oppervlakteactieve stoffen wordt amfifiliciteit genoemd.
04 soorten oppervlakteactieve stoffen
Oppervlakteactieve stoffen zijn amfifiele moleculen met zowel hydrofobe als hydrofiele groepen. De hydrofobe groep bestaat in het algemeen uit koolwaterstoffen met lange ketens, zoals alkanen met rechte keten (C8-C20), vertakte alkanen (C8-C20) of alkylbenzenen (alkyl koolstofatoomnummer 8-16). De verschillen in hydrofobe groepen komen voornamelijk voort uit structurele variaties in de koolstofketens. De diversiteit van hydrofiele groepen is echter veel groter, daarom zijn de eigenschappen van oppervlakteactieve stoffen niet alleen gekoppeld aan de grootte en vorm van de hydrofobe groep, maar ook grotendeels aan de hydrofiele groep. Oppervlakteactieve stoffen kunnen worden geclassificeerd op basis van de structuur van de hydrofiele groep, voornamelijk volgens of het ionisch is, die ze verdelen in anionisch, kationisch, niet -ionisch, zwitterionisch en andere speciale soorten oppervlakteactieve stoffen.
05 Eigenschappen van oppervlakteactieve oplossingen
①adsorptie op de interface
Oppervlakteactieve moleculen bevatten zowel hydrofiele als hydrofobe groepen. Water, een sterke polaire vloeistof, wanneer oppervlakteactieve stoffen erin oplossen, volgt het principe van "soortgelijke polariteit trekt elkaar aan; verschillende polariteiten stoten elkaar af." De hydrofiele groep interageert met water, waardoor het oplosbaar is, terwijl zijn hydrofobe groep afstot van water en de waterfase verlaat, wat resulteert in de oppervlakteactieve moleculen (of ionen) adsorberen bij de grensvlaklaag, waardoor de grensvlakspanning tussen de twee fasen wordt verminderd. Hoe meer oppervlakteactieve moleculen (of ionen) die op het grensvlak adsorberen, hoe groter de vermindering van de grensvlakspanning.
② Eigenschappen van geadsorbeerde films
Oppervlaktedruk van geadsorbeerde film: oppervlakteactieve stoffen vormen geadsorbeerde films op de gas-vloeistofinterface. Het plaatsen van een wrijvingsloze glijdende vlotter op het grensvlak van een vloeistof zal bijvoorbeeld druk veroorzaken tegen de vlotter wanneer de film langs het vloeibare oppervlak wordt geduwd. Deze druk wordt oppervlaktedruk genoemd.
Viscositeit van het oppervlak: Net als oppervlaktedruk is oppervlakteviscositeit een eigenschap die wordt getoond door onoplosbare moleculaire films. Door een platina -ring op een fijne metalen draad te hangen zodat het het wateroppervlak in een tank raakt, vertoont het roteren van de platinaring weerstand vanwege de viscositeit van het water. Het verval van waargenomen amplitude kan de viscositeit van het oppervlakte meten; Het verschil in vervalsnelheden tussen zuiver water en die bevattende oppervlaktefilm zorgt voor de viscositeit van de oppervlaktefilm. Viscositeit van het oppervlak is nauw verwant aan filmbedrijf; Omdat de geadsorbeerde films oppervlaktedruk en viscositeit bezitten, bevatten ze noodzakelijkerwijs elasticiteit. Hoe groter de oppervlaktedruk en viscositeit van de geadsorbeerde film, hoe groter de elastische modulus.
③ Micelle -formatie
Het gedrag van oppervlakteactieve stoffen in verdunde oplossingen gehoorzaamt de ideale oplossingsnormen. De hoeveelheid oppervlakteactieve stof geadsorbeerd aan het oplossingsoppervlak neemt toe naarmate de oplossingsconcentratie stijgt totdat een bepaalde concentratie wordt bereikt, waarna de adsorptie niet verder toeneemt. De overtollige oppervlakteactieve moleculen op dit punt zijn willekeurig verspreid of bestaan op een manier met een patroon. Zowel praktisch als theoretisch bewijs geeft aan dat ze aggregaten vormen in de oplossing, Micellen genoemd. De minimale concentratie waarbij oppervlakteactieve stoffen micellen beginnen te vormen, wordt de kritische micelconcentratie (CMC) genoemd.
06 Hydrofiel-lipofiele balanswaarde (HLB)
HLB, kort voor hydrofiel-lipofiele balans, geeft de balans aan tussen hydrofiele en lipofiele groepen bij oppervlakteactieve stoffen. Een hogere HLB -waarde suggereert sterke hydrofiliciteit en zwakke lipofiliciteit, terwijl het tegenovergestelde waar is voor lage HLB -waarden.
① Specificatie van HLB -waarden **:De HLB -waarde is relatief; Daarom wordt voor het vaststellen van HLB-waarden de standaard voor een niet-hydrofiele stof, zoals paraffine, ingesteld op HLB = 0, terwijl natriumdodecylsulfaat met sterke oplosbaarheid in water wordt toegewezen HLB = 40. Vandaar dat HLB-waarden voor oppervlakteactieve waarden in het algemeen tussen 1 en 40. Surfactanten met een HLB-waarde minder dan 10 zijn, en die groter zijn dan 10 zijn hydrophilisch. Daarom is het buigpunt tussen lipofiliciteit en hydrofiliciteit rond de 10. Het potentiële gebruik van oppervlakteactieve stoffen kan ongeveer worden afgeleid uit hun HLB -waarden.
HLB | Toepassingen | HLB | Toepassingen |
1.5 ~ 3 | W/o Type defoaming agenten | 8 ~ 18 | O/w type emulgatoren |
3.5 ~ 6 | Zonder type emulgatoren | 13 ~ 15 | Wasmiddelen |
7 ~ 9 | Bevochtigingsmiddelen | 15 ~ 18 | Solubilisatoren |
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 vallen.
② Bepaling van HLB -waarden (weggelaten).
07 Emulgering en oplossing
Een emulsie is een systeem gevormd wanneer de ene niet -mengbare vloeistof in de andere wordt verspreid in de vorm van fijne deeltjes (druppels of vloeibare kristallen). De emulgator, een type oppervlakteactieve stof, is essentieel voor het stabiliseren van dit thermodynamisch onstabiele systeem door de grensvlakergie te verminderen. De fase die bestaat in druppelvorm in de emulsie 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
Gemeenschappelijke emulsies bestaan vaak uit de ene fase als water of waterige oplossing, en de andere als een organische stof, zoals oliën of wassen. Afhankelijk van hun dispersie kunnen emulsies worden geclassificeerd als water-in-olie (w/o) waarbij olie wordt verspreid in water, of olie-in-water (O/W) waar water in olie wordt verspreid. 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 op het grensvlak adsorberen of zich ophopen om de grensvlakspanning te verlagen en ladingen aan druppeltjes te geven, elektrostatische afstoting te genereren of een beschermende film met hoge viscositeit rond deeltjes te vormen. Bijgevolg moeten stoffen die als emulgatoren worden gebruikt amfifiele groepen bezitten, die oppervlakteactieve stoffen kunnen bieden.
② Methoden voor emulsiepreparaat en factoren die de stabiliteit beïnvloeden
Er zijn twee hoofdmethoden voor het bereiden van emulsies: mechanische methoden verspreiden vloeistoffen in kleine deeltjes in een andere vloeistof, terwijl de tweede methode omvat het oplossen van vloeistoffen in moleculaire vorm in een ander en ervoor zorgen dat ze op de juiste manier worden geaggregeerd. De stabiliteit van een emulsie verwijst naar zijn vermogen om deeltjesaggregatie te weerstaan die leidt tot fasescheiding. Emulsies zijn thermodynamisch onstabiele systemen met hogere vrije energie, dus hun stabiliteit weerspiegelt de tijd die nodig is om het evenwicht te bereiken, dwz de tijd die nodig is om een vloeistof te scheiden van de emulsie. Wanneer vetalcoholen, vetzuren en vetamines aanwezig zijn in de grensvlakfilm, neemt de sterkte van het membraan aanzienlijk toe omdat polaire organische moleculen complexen vormen in de geadsorbeerde laag, waardoor het grensvlakmembraan wordt versterkt.
Emulgatoren bestaande uit twee of meer oppervlakteactieve stoffen worden gemengde emulgatoren genoemd. Gemengde emulgatoren adsorb op het grensvlak van water-olie, en moleculaire interacties kunnen complexen vormen die de grensvlakspanning aanzienlijk verlagen, waardoor de hoeveelheid adsorbaat wordt vergroot en dichtere, sterkere grensvlak membranen vergroot.
Elektrisch geladen druppeltjes beïnvloeden met name de stabiliteit van emulsies. In stabiele emulsies dragen druppeltjes meestal een elektrische lading. Wanneer ionische emulgatoren worden gebruikt, wordt het hydrofobe uiteinde van de ionische oppervlakteactieve stoffen opgenomen in de oliefase, terwijl het hydrofiele uiteinde in de waterfase blijft, waardoor lading aan de druppeltjes wordt verleend. Zoals ladingen tussen druppeltjes afstoting veroorzaken en coalescentie voorkomen, wat de stabiliteit verbetert. Dus hoe groter de concentratie van emulgierionen geadsorbeerd op druppeltjes, 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 hogere viscositeitsmediums de stabiliteit omdat ze de Brownse beweging van druppeltjes sterker belemmeren, waardoor de kans op botsingen wordt vertraagd. Hoogmoleculaire gewichtstoffen die oplossen in de emulsie kunnen de mediumviscositeit en stabiliteit vergroten. Bovendien kunnen stoffen met hoge moleculaire gewicht robuuste grensvlakmembranen vormen, waardoor de emulsie verder stabiliseert. In sommige gevallen kan het toevoegen van vaste poeders op dezelfde manier emulsies stabiliseren. Als vaste deeltjes volledig bevochtigd worden door water en door olie kunnen worden bevochtigd, worden ze op het grensvlak van de waterolie behouden. Solide poeders stabiliseren de emulsie door de film te verbeteren terwijl ze clusteren op het interface, net als geadsorbeerde oppervlakteactieve stoffen.
Oppervlakteactieve stoffen kunnen de oplosbaarheid van organische verbindingen die onoplosbaar of enigszins oplosbaar zijn in water aanzienlijk verbeteren nadat micellen in de oplossing zijn gevormd. Op dit moment lijkt de oplossing duidelijk en deze mogelijkheid wordt oplosmiddel genoemd. Oppervlakteactieve stoffen die solubilisatie kunnen bevorderen, worden solubilisatoren genoemd, terwijl de organische verbindingen die worden opgelost, worden aangeduid als solubilaten.
08 schuim
Schuim speelt een cruciale rol bij het wasprocessen. Schuim verwijst naar een dispersief systeem van gas gedispergeerd in vloeibare of vaste stof, met gas als de verspreide fase en vloeistof of vast als het dispersiemedium, bekend als vloeibaar schuim of vast schuim, zoals schuimplastic, schuimglas en schuimbeton.
(1) Schuimvorming
Het termschuim verwijst naar een verzameling luchtbellen gescheiden door vloeibare films. Vanwege het aanzienlijke dichtheidsverschil tussen het gas (gedispergeerde fase) en de vloeistof (dispersiemedium), en de lage viscositeit van de vloeistof, stijgen gasbellen snel naar het oppervlak. Schuimvorming omvat het opnemen van een grote hoeveelheid gas in de vloeistof; De bubbels keren vervolgens snel terug naar het oppervlak, waardoor een aggregaat van luchtbellen gescheiden door een minimale vloeibare film ontstaat. Schuim heeft twee onderscheidende morfologische kenmerken: ten eerste nemen de gasbellen vaak een polyedrale vorm aan omdat de dunne vloeibare film op het snijvlak van bubbels de neiging heeft dunner te worden, wat uiteindelijk leidt tot bellenbreuk. Ten tweede kunnen pure vloeistoffen geen stabiel schuim vormen; Er moeten ten minste twee componenten aanwezig zijn om een schuim te maken. Een oppervlakteactieve oplossing is een typisch schuimvormend systeem waarvan de schuimcapaciteit is gekoppeld aan zijn andere eigenschappen. Oppervlakteactieve stoffen met goed schuimend vermogen worden schuimmiddelen genoemd. Hoewel schuimmiddelen goede schuimmogelijkheden vertonen, is het schuim dat ze genereren mogelijk niet lang meegaan, wat betekent dat hun stabiliteit niet is gegarandeerd. Om schuimstabiliteit te verbeteren, kunnen stoffen die de stabiliteit verbeteren worden toegevoegd; Dit worden stabilisatoren genoemd, met gemeenschappelijke stabilisatoren, waaronder lauryldiethanolamine en oxiden van dodecyldimethylamine.
(2) schuimstabiliteit
Schuim is een thermodynamisch onstabiel systeem; De natuurlijke progressie leidt tot breuk, waardoor het totale vloeibare oppervlakte -oppervlak wordt verminderd en de vrije energie afneemt. Het defoamingproces omvat het geleidelijke dunnerschap van de vloeibare film die het gas scheidt totdat breuk plaatsvindt. De mate van schuimstabiliteit wordt voornamelijk beïnvloed door de snelheid van vloeibare drainage en de sterkte van de vloeibare film. Invloedrijke factoren zijn onder meer:
① Oppervlaktespanning: vanuit een energetisch perspectief bevordert de lagere oppervlaktespanning schuimvorming maar garandeert geen schuimstabiliteit. Lage oppervlaktespanning duidt op een kleiner drukverschil, wat leidt tot langzamere vloeibare drainage en verdikking van de vloeibare film, die beide de voorkeur geven aan de stabiliteit.
② Viscositeit van het oppervlak: de sleutelfactor in schuimstabiliteit is de sterkte van de vloeibare film, voornamelijk bepaald door de robuustheid van de oppervlakte -adsorptiefilm, gemeten door de viscositeit van het oppervlak. Experimentele resultaten geven aan dat oplossingen met hoge oppervlakteviscositeit een langdurig schuim produceren als gevolg van verbeterde moleculaire interacties in de geadsorbeerde film die de membraansterkte aanzienlijk verhogen.
③ Oplossing Viscositeit: hogere viscositeit in de vloeistof zelf vertraagt de afwatering van vloeistof uit het membraan, waardoor de levensduur van de vloeibare film wordt verlengd voordat de breuk optreedt, waardoor schuimstabiliteit wordt verbeterd.
④ Oppervlaktespanning "Reparatie" -werking: oppervlakteactieve stoffen geadsorbeerd aan het membraan kunnen de expansie of samentrekking van het filmoppervlak tegengaan; Dit wordt de reparatieactie genoemd. Wanneer oppervlakteactieve stoffen adsorberen aan de vloeibare film en het oppervlak uitzetten, vermindert dit de concentratie van de oppervlakteactieve stof aan het oppervlak en verhoogt de oppervlaktespanning; Omgekeerd leidt contractie tot een verhoogde concentratie oppervlakteactieve stof aan het oppervlak en vermindert vervolgens de oppervlaktespanning.
⑤ Gasdiffusie door vloeibare film: vanwege capillaire druk hebben kleinere bubbels de neiging een hogere interne druk te hebben in vergelijking met grotere bubbels, wat leidt tot de diffusie van gas uit kleine bubbels in grotere, waardoor kleine bubbels krimpen en grotere groeien, wat uiteindelijk resulteert in schuimstorting. De consistente toepassing van oppervlakteactieve stoffen creëert uniforme, fijn verdeelde bubbels en remt defoaming. Met oppervlakteactieve stoffen die stevig op de vloeibare film zijn verpakt, wordt gasdiffusie belemmerd, waardoor schuimstabiliteit wordt verbeterd.
⑥ Effect van oppervlaktelading: als de schuimvloeistoffilm dezelfde lading met zich meebrengt, zullen de twee oppervlakken elkaar afstoten, waardoor de film niet wordt verdunnen of gebroken worden. Ionische oppervlakteactieve stoffen kunnen dit stabiliserende effect bieden. Samenvattend is de sterkte van de vloeibare film de cruciale factor die schuimstabiliteit bepaalt. Oppervlakteactieve stoffen die als schuimmiddelen en stabilisatoren fungeren, moeten nauw samengepakt oppervlak geabsorbeerd moleculen maken, omdat dit aanzienlijk invloed heeft op interfaciale moleculaire interactie, waardoor de sterkte van de oppervlaktefilm zelf wordt verbeterd en dus voorkomen dat vloeistof wegstromt van de aangrenzende film, waardoor schuimstabiliteit beter haalbaar is.
(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 defoaming -methoden. Fysieke defoaming handhaaft de chemische samenstelling van de schuimachtige oplossing, terwijl de omstandigheden zoals externe storingen, temperatuur of drukveranderingen, evenals ultrasone behandeling, alle effectieve methoden voor het elimineren van schuim veranderen. Chemische defoaming verwijst naar de toevoeging van bepaalde stoffen die interageren met de schuimmiddelen om de sterkte van de vloeibare film in het schuim te verminderen, waardoor schuimstabiliteit wordt verminderd en defoaming wordt bereikt. Dergelijke stoffen worden defoamers genoemd, waarvan de meeste oppervlakteactieve stoffen zijn. Defoamers beschikken meestal over een opmerkelijk vermogen om de oppervlaktespanning te verminderen en kunnen gemakkelijk adsorberen aan de oppervlakken, met een zwakkere interactie tussen de samenstellende moleculen, waardoor een los gerangschikte moleculaire structuur ontstaat. Defoamer -typen zijn gevarieerd, maar ze zijn over het algemeen niet -ionen oppervlakteactieve stoffen, met vertakte alcoholen, vetzuren, vetzuuresters, polyamiden, fosfaten en siliconenolie die gewoonlijk wordt gebruikt als uitstekende defoameren.
(4) Schuim en reiniging
De hoeveelheid schuim correleert niet direct met de werkzaamheid van het reinigen; Meer schuim betekent niet beter schoonmaken. Niet -ionische oppervlakteactieve stoffen kunnen bijvoorbeeld minder schuim produceren dan zeep, maar ze kunnen superieure reinigingsmogelijkheden hebben. In bepaalde omstandigheden kan schuim echter helpen bij het verwijderen van vuil; Schuim van het wassen van afwas helpt bijvoorbeeld bij het wegnemen van vet, terwijl het reinigen van tapijten schuim toestaat om vuil en vaste verontreinigingen te verwijderen. Bovendien kan schuim de effectiviteit van het wasmiddel aangeven; Overmatig vet vet remt vaak de vorming van bellen, waardoor een gebrek aan schuim of het verminderen van bestaand schuim veroorzaakt, wat duidt op een lage werkzaamheid van wasmiddelen. Bovendien kan schuim dienen als een indicator voor de netheid van spoelen, omdat schuimspiegels in spoelwater vaak afnemen met lagere wasmiddelenconcentraties.
09 Wasproces
In grote lijnen is wassen het proces van het verwijderen van ongewenste componenten van het object dat wordt gereinigd om een bepaald doel te bereiken. In algemeen termen verwijst wassen naar het verwijderen van vuil uit het oppervlak van de drager. Tijdens het wassen werken bepaalde chemische stoffen (zoals wasmiddelen) om de interactie tussen het vuil en de drager te verzwakken of te elimineren, waardoor de binding tussen vuil en de drager transformeert in een binding tussen vuil en wasmiddel, waardoor hun scheiding mogelijk is. Gezien het feit dat de te reinigen objecten en het vuil dat moet worden verwijderd sterk kunnen variëren, is wassen een ingewikkeld proces, dat kan worden vereenvoudigd in de volgende relatie:
Carrier • vuil + wasmiddel = drager + vuil • wasmiddel. Het wasproces kan in het algemeen worden onderverdeeld in twee fasen:
1. Het vuil wordt gescheiden van de drager onder actie van het wasmiddel;
2. Het gescheiden vuil is verspreid en opgehangen in het medium. Het wasproces is omkeerbaar, wat betekent dat het verspreide of gesuspendeerde vuil mogelijk opnieuw op het gereinigde item kan instellen. Effectieve wasmiddelen hebben dus niet alleen het vermogen nodig om vuil van de drager los te maken, maar ook om het vuil te verspreiden en op te schorten, waardoor het hersteld wordt.
(1) soorten vuil
Zelfs een enkel item kan verschillende typen, composities en hoeveelheden vuil verzamelen, afhankelijk van de gebruikscontext. Een olieachtig vuil bestaat voornamelijk uit verschillende dierlijke en plantaardige oliën en minerale oliën (zoals ruwe olie, stookolie, koolteer, enz.); vast vuil omvat deeltjes zoals roet, stof, roest en koolstof zwart. Wat betreft kleding vuil, kan het afkomstig zijn van menselijke afscheidingen zoals zweet, talg en bloed; Voedselgerelateerde vlekken zoals fruit- of olievlekken en kruiden; residuen van cosmetica zoals lippenstift en nagellak; atmosferische verontreinigende stoffen zoals rook, stof en grond; en extra vlekken zoals inkt, thee en verf. Deze verscheidenheid aan vuil kan in het algemeen worden onderverdeeld in vaste, vloeibare en speciale typen.
① vast vuil: gemeenschappelijke voorbeelden zijn roet-, modder- en stofdeeltjes, waarvan de meeste de neiging hebben om ladingen te hebben - vaak negatief geladen - die zich gemakkelijk hechten aan vezelachtige materialen. Vast vuil is over het algemeen minder oplosbaar in water, maar kan worden verspreid en gesuspendeerd in wasmiddelen. Deeltjes kleiner dan 0,1 μm kunnen bijzonder uitdagend zijn om te verwijderen.
② Vloeibare vuil: deze omvatten olieachtige stoffen die in olie oplosbaar zijn, bestaande uit dieroliën, vetzuren, vetalcoholen, minerale oliën en hun oxiden. Hoewel dierlijke en plantaardige oliën en vetzuren kunnen reageren met alkalisten om zeep te vormen, ondergaan vetalcoholen en minerale oliën geen verheiding, maar kunnen worden opgelost door alcoholen, ethers en organische koolwaterstoffen, en kunnen worden geëmuleerd en verspreid door wasgenotenoplossingen. Vloeibaar vet vuil wordt meestal stevig vastgehouden aan vezelige materialen vanwege sterke interacties.
③ Speciaal vuil: deze categorie bestaat uit eiwitten, zetmeel, bloed en menselijke afscheidingen zoals zweet en urine, evenals fruit- en theesappen. Deze materialen binden vaak stevig aan vezels door chemische interacties, waardoor ze moeilijker uit te wassen. Verschillende soorten vuil bestaan zelden onafhankelijk, eerder mengen ze zich en houden ze zich collectief aan oppervlakken. Vaak kan vuil onder externe invloeden, vuil oxideren, ontbinden of vervallen, waardoor nieuwe vormen van vuil worden geproduceerd.
(2) hechting van vuil
Vuil klampt zich vast aan materialen zoals kleding en huid vanwege bepaalde interacties tussen het object en vuil. De lijmkracht tussen vuil en het object kan het gevolg zijn van fysische of chemische hechting.
① Fysieke hechting: hechting van vuil zoals roet, stof en modder omvat grotendeels zwakke fysieke interacties. Over het algemeen kunnen dit soort vuil relatief gemakkelijk worden verwijderd vanwege hun zwakkere hechting, die voornamelijk voortkomt uit mechanische of elektrostatische krachten.
A: Mechanische hechting **: dit verwijst meestal naar vast vuil zoals stof of zand dat zich hecht door mechanische middelen, die relatief gemakkelijk te verwijderen is, hoewel kleinere deeltjes onder 0,1 μm vrij moeilijk te reinigen zijn.
B: elektrostatische hechting **: dit omvat geladen vuildeeltjes die interactie hebben met tegengesteld geladen materialen; Gewoonlijk dragen vezelachtige materialen negatieve ladingen, waardoor ze positief geladen aanhangers zoals bepaalde zouten kunnen aantrekken. Sommige negatief geladen deeltjes kunnen zich nog steeds op deze vezels ophopen via ionische bruggen gevormd door positieve ionen in de oplossing.
② Chemische hechting: dit verwijst naar vuil die zich aan een object hecht door chemische bindingen. Polair vast vuil of materialen zoals roest hebben bijvoorbeeld de neiging zich stevig te hechten als gevolg van de chemische bindingen gevormd met functionele groepen zoals carboxyl-, hydroxyl- of aminegroepen die aanwezig zijn in vezelachtige materialen. Deze bindingen creëren sterkere interacties, waardoor het moeilijker wordt om dergelijk vuil te verwijderen; Speciale behandelingen kunnen nodig zijn om effectief schoon te maken. De mate van vuilhechting hangt af van zowel de eigenschappen van het vuil zelf als die van het oppervlak waaraan het zich hecht.
(3) Mechanismen van vuilverwijdering
Het doel van wassen is om vuil te elimineren. Dit omvat het gebruik van de diverse fysische en chemische acties van wasmiddelen om de hechting tussen vuil en de gewassen items te verzwakken of te elimineren, geholpen door mechanische krachten (zoals handmatig schrobben, wastermachine -agitatie of waterimpact), wat uiteindelijk leidt tot de scheiding van vuil.
① mechanisme van vloeistof vuil verwijdering
A: Wetheid: het meeste vloeibare vuil is vettig en heeft de neiging om verschillende vezelachtige items nat te maken, waardoor een olieachtige film over hun oppervlakken wordt gevormd. De eerste stap bij het wassen is de actie van het wasmiddel die bevochtiging van het oppervlak veroorzaakt.
B: Rollup -mechanisme voor olieverwijdering: de tweede stap van het verwijderen van vloeistof vuil vindt plaats via een rollup -proces. Het vloeibare vuil dat zich verspreidt als een film op het oppervlak rolt geleidelijk in druppeltjes vanwege de preferentiële bevochtiging van de wastvloeistof van het vezelachtige oppervlak, dat uiteindelijk wordt vervangen door de wasvloeistof.
② mechanisme van solide vuilverwijdering
In tegenstelling tot vloeibaar vuil, vertrouwt het verwijderen van vast vuil op het vermogen van de wasvloeistof om zowel de vuildeeltjes als het oppervlak van het dragermateriaal nat te maken. De adsorptie van oppervlakteactieve stoffen op de oppervlakken van vast vuil en de drager vermindert hun interactiekrachten, waardoor de hechtsterkte van de vuildeeltjes wordt verlaagd, waardoor ze gemakkelijker te verwijderen zijn. Bovendien kunnen oppervlakteactieve stoffen, met name ionische oppervlakteactieve stoffen, het elektrische potentieel van vast vuil en het oppervlaktemateriaal vergroten, wat verdere verwijdering vergemakkelijkt.
Niet -ionische oppervlakteactieve stoffen hebben de neiging om te adsorberen op algemeen geladen vaste oppervlakken en kunnen een significante geadsorbeerde laag vormen, wat leidt tot verminderde hervestiging van vuil. Kationogene oppervlakteactieve stoffen kunnen echter het elektrische potentieel van vuil en het dragersoppervlak verminderen, wat leidt tot verminderde afstoting en vuile verwijdering belemmert.
③ Verwijdering van speciaal vuil
Typische wasmiddelen kunnen worstelen met koppige vlekken van eiwitten, zetmeel, bloed en lichamelijke secreties. Enzymen zoals protease kunnen eiwitvlekken effectief verwijderen door eiwitten af te breken in oplosbare aminozuren of peptiden. Evenzo kunnen zetmelen worden ontleed tot suikers door amylase. Lipasen kunnen helpen bij het ontbinden van triacylglycerolonzuiverheden die vaak moeilijk te verwijderen zijn door conventionele middelen. Vlekken van vruchtensappen, thee of inkt vereisen soms oxidatiemiddelen of reductiemiddelen, die reageren met de kleurgenererende groepen om ze af te breken in meer in water oplosbare fragmenten.
(4) mechanisme van droog reiniging
De bovengenoemde punten hebben voornamelijk betrekking op wassen met water. Vanwege de diversiteit van stoffen reageren sommige materialen echter niet goed op waterwassing, wat leidt tot vervorming, kleurvervaging, enz. Veel natuurlijke vezels breiden zich uit wanneer ze nat en gemakkelijk krimpen, wat leidt tot ongewenste structurele veranderingen. Aldus heeft droogreiniging, meestal met behulp van organische oplosmiddelen, vaak de voorkeur voor deze textiel.
Stemerij is milder in vergelijking met nat wassen, omdat het mechanische werking minimaliseert die kleding kan beschadigen. Voor effectieve vuilverwijdering bij stomerij is vuil onderverdeeld in drie hoofdtypen:
① Olieoplosbaar vuil: dit omvat oliën en vetten, die gemakkelijk oplossen in stomerij oplosmiddelen.
② in water oplosbaar vuil: dit type kan oplossen in water maar niet in stomerij oplosmiddelen, bestaande uit anorganische zouten, zetmeel en eiwitten, die kunnen kristalliseren zodra water verdampt.
③ Vuil dat noch olie is, noch in water oplosbaar: dit omvat stoffen zoals koolstofzwart en metalen silicaten die in geen van beide media oplossen.
Elk vuil type vereist verschillende strategieën voor effectieve verwijdering tijdens stomerij. Olieoplosbaar vuil wordt methodologisch verwijderd met behulp van organische oplosmiddelen vanwege hun uitstekende oplosbaarheid in niet-polaire oplosmiddelen. Voor in water oplosbare vlekken moet voldoende water aanwezig zijn in het droogreinigingsmiddel, omdat water cruciaal is voor effectieve vuilverwijdering. Helaas, aangezien water minimale oplosbaarheid heeft bij stomerijen, worden oppervlakteactieve stoffen vaak toegevoegd om water te integreren.
Oppervlakteactieve stoffen verbeteren het vermogen van het reinigingsmiddel tot water en helpen bij het waarborgen van de oplossen van in water oplosbare onzuiverheden in micellen. Bovendien kunnen oppervlakteactieve stoffen belemmeren dat het vuil na het wassen nieuwe afzettingen vormt, waardoor het reinigende werkzaamheid wordt verbeterd. Een lichte toevoeging van water is essentieel voor het verwijderen van deze onzuiverheden, maar overmatige hoeveelheden kunnen leiden tot stofvervorming, waardoor een uitgebalanceerd watergehalte nodig is in stomerijoplossingen.
(5) factoren die de wasactie beïnvloeden
De adsorptie van oppervlakteactieve stoffen op interfaces en de resulterende vermindering van grensvlakspanning is cruciaal voor het verwijderen van vloeibaar of vast vuil. Wasen is echter inherent complex, beïnvloed door talloze factoren in zelfs vergelijkbare wasmiddelen. Deze factoren omvatten wasmiddelconcentratie, temperatuur, vuileigenschappen, vezeltypen en structuurstructuur.
① Concentratie van oppervlakteactieve stoffen: micellen gevormd door oppervlakteactieve stoffen spelen een cruciale rol bij het wassen. De wasefficiëntie neemt dramatisch toe zodra de concentratie de kritische micelconcentratie (CMC) overtreft, daarom moeten wasmiddelen worden gebruikt in concentraties hoger dan de CMC voor effectief wassen. Detergenteconcentraties boven CMC -opbrengst verminderen echter het rendement, waardoor overtollige concentratie overbodig wordt.
② Effect van temperatuur: de temperatuur heeft een diepgaande invloed op de reinigingseffectiviteit. Over het algemeen vergemakkelijken hogere temperaturen vuilverwijdering; Overmatige warmte kan echter nadelige effecten hebben. Het verhogen van de temperatuur heeft de neiging om de dispersie van de vuil te helpen en kan ook een olieachtig vuil maken om gemakkelijker te emulgeren. Toch kunnen in strak geweven stoffen verhoogde temperatuur waardoor vezels de zwelling de verwijderingsefficiëntie onbedoeld verminderen.
Temperatuurschommelingen beïnvloeden ook de oplosbaarheid van de oppervlakteactieve stof, CMC en Micelle -tellingen, waardoor de reinigingsefficiëntie wordt beïnvloed. Voor veel oppervlakteactieve stoffen met lange ketens verminderen lagere temperaturen de oplosbaarheid, soms onder hun eigen CMC; De juiste opwarming kan dus nodig zijn voor een optimale functie. Temperatuureffecten op CMC en micellen verschillen voor ionische versus niet -ionische oppervlakteactieve stoffen: het verhogen van de temperatuur verhoogt typisch de CMC van ionische oppervlakteactieve stoffen, waardoor concentratie -aanpassingen nodig zijn.
③ Schuim: er is een veel voorkomende misvatting die schuimvermogen verbindt met het wassen van effectiviteit - meer schuim is niet gelijk aan superieure wassen. Empirisch bewijs suggereert dat low-foaming wasmiddelen even effectief kunnen zijn. Schuim kan echter helpen om vuilverwijdering in bepaalde toepassingen te helpen, zoals bij het afwassen, waarbij schuim helpt vet te verplaatsen of in tapijtreiniging, waar het vuil optilt. Bovendien kan de aanwezigheid van schuim aangeven of wasmiddelen functioneren; Overtollig vet kan de vorming van schuimremmen remmen, terwijl het afnemende schuim verminderde wasmiddelconcentratie betekent.
④ Vezeltype en textieleigenschappen: buiten de chemische structuur beïnvloeden het uiterlijk en de organisatie van vezels vuilhechting en verwijderingsproblemen. Vezels met ruwe of platte structuren, zoals wol of katoen, hebben de neiging om vuil gemakkelijker te vangen dan gladde vezels. Nauw geweven stoffen kunnen in eerste instantie weerstand bieden aan de accumulatie van vuil, maar kunnen effectief wassen belemmeren vanwege beperkte toegang tot ingesloten vuil.
⑤ Hardheid van water: de concentraties van Ca²⁺, Mg²⁺ en andere metalen ionen hebben aanzienlijk invloed op de wasresultaten, met name voor anionische oppervlakteactieve stoffen, die onoplosbare zouten kunnen vormen die de reinigingsefficiëntie verminderen. In hard water, zelfs met voldoende concentratie van oppervlakteactieve stof, schiet de reiniging effectiviteit tekort in vergelijking met gedestilleerd water. Voor optimale oppervlakteactieve prestaties moet de concentratie van Ca²⁺ worden geminimaliseerd tot onder 1 x 10⁻⁶ mol/L (caco₃ lager dan 0,1 mg/l), waardoor de opname van waterverzachtende middelen binnen wasmiddelformuleringen vaak nodig is.
Posttijd: SEP-05-2024