Основы теории поверхностно-активных веществ (3)
Под стиркой в обычном смысле понимается процесс удаления грязи с поверхности носителя. При стирке взаимодействие между грязью и носителем ослабляется или устраняется действием некоторых химических веществ (например, поверхностно-активных веществ, таких как моющие средства), так что сочетание грязи и носителя меняется на сочетание грязи и моющего средства, и, наконец, грязь отделяется от носителя. Основной процесс стирки можно выразить простым соотношением: носитель — грязь + моющее средство = носитель + грязь — моющее средство.
Процесс стирки обычно можно разделить на две стадии: во-первых, под действием моющего средства грязь отделяется от носителя; во-вторых, отделившаяся грязь рассеивается и взвешивается в среде. Процесс стирки является обратимым процессом, диспергированная, взвешенная в среде грязь также может быть повторно осаждена из среды на вымытый предмет. Поэтому хорошее моющее средство помимо способности выводить грязь из носителя, также должно обладать лучшей способностью диспергировать и суспендировать грязь, чтобы предотвратить повторное осаждение грязи.
A. Прилипание грязи. Одежда, руки и т. д. могут испачкаться, потому что между объектом и грязью происходит какое-то взаимодействие. Грязь в объекте прилипания играет самые разные роли, но не более чем физическое прилипание и химическое прилипание из двух. Сажа, пыль, грязь, песок, сажа и прочее налипание на одежду — это физическое налипание. Вообще говоря, через эту адгезию грязи, и роль окрашенного объекта является относительно слабой, удаление грязи также относительно легко. В соответствии с различными силами, физическое прилипание грязи можно разделить на механическое прилипание и электростатическое прилипание.
1, механическая адгезия относится к адгезии некоторых твердых загрязнений (таких как пыль, песок). Механическая адгезия — это относительно слабая адгезия грязи, почти может быть удалена чисто механическими методами, но когда грязь относительно мала (<0,1 мкм), ее труднее удалить; электростатическая сила адгезии в основном заключается в роли заряженных частиц грязи на противоположно заряженных объектах. Большинство волокнистых предметов отрицательно заряжены в воде и легко прилипают к некоторым положительно заряженным загрязнениям, например, к известковому типу. Некоторые загрязнения, хотя и отрицательно заряженные, такие как частицы сажи в водных растворах, могут прикрепляться к волокнам с помощью ионных мостиков (ионы между несколькими анизотропными зарядами, действующие вместе с ними мостообразно), образованных положительными ионами в воде (такими как Ca2+ ﹑ Mg2+ и т.д.). Электростатический эффект сильнее, чем простое механическое воздействие, поэтому удаление грязи относительно затруднено.
2、 Химическая адгезия. Химическая адгезия относится к явлению воздействия грязи на объект через химические или водородные связи. Такие как полярные твердые загрязнения, белок, ржавчина и другие прилипают к волокнистым предметам, волокна содержат карбоксильные, гидроксильные, амидные и другие группы, эти группы и маслянистые загрязнения жирных кислот, жирных спиртов легко образуют водородные связи. Химическая сила, как правило, сильнее, и поэтому грязь прочнее держится на предмете. Такую грязь трудно удалить обычными методами, и для борьбы с ней требуются специальные методы. Степень адгезии грязи зависит от природы самой грязи и природы объекта, к которому она прилипает. Как правило, частицы легко прилипают к волокнистым предметам. Чем меньше твердая грязь, тем сильнее адгезия. К гидрофильным предметам, таким как хлопок, стекло и другие, полярные загрязнения на поверхности прилипают сильнее, чем неполярные. Сила сцепления неполярных загрязнений выше, чем полярных, таких как полярный жир, пыль, глина и т. д., которые нелегко удалить и очистить.
Во-вторых, механизм удаления грязи. Цель стирки — удалить грязь. В определенной температурной среде (в основном вода в качестве среды), использование моющих средств, произведенных различными физическими и химическими эффектами, ослабляют или устраняют роль грязи и вымытых предметов, под действием определенных механических сил (таких как ручное трение, перемешивание стиральной машины, воздействие воды), так что грязь и вымытые предметы с целью дезактивации.
1、 Механизм удаления жидкой грязи. Большая часть жидкой грязи — это маслянистая грязь, масло может смачивать большинство волокнистых изделий, более или менее распространяться в слой масляной пленки на поверхности волокнистого материала. Первым шагом моющего действия является смачивание поверхности моющим раствором, который можно рассматривать как гладкую твердую поверхность волокна. Удаление жидких загрязнений происходит путем своеобразного свертывания. Жидкая грязь изначально существует на поверхности в виде растекающейся масляной пленки, и под преимущественным смачивающим действием моющего раствора на твердой поверхности, т.е. поверхности волокна (действие смачивающего агента), она постепенно сворачивается в масляные шарики, замещается моющим раствором и, наконец, покидает поверхность под действием определенной внешней силы.
2、 Механизм удаления твердых загрязнений. В основном он заключается в смачивании моющей жидкостью грязевой массы и ее несущей поверхности. Благодаря адсорбции поверхностно-активного вещества на поверхности твердой грязи и ее носителя, взаимодействие между грязью и поверхностью уменьшается, а сила сцепления массы грязи с поверхностью снижается, поэтому масса грязи легко удаляется с поверхности носителя. Кроме того, адсорбция поверхностно-активных веществ, особенно ионных поверхностно-активных веществ, на поверхности твердой грязи и ее носителя, вероятно, увеличивает поверхностный потенциал твердой грязи и ее поверхности носителя, что более благоприятно для удаления грязи. Твердые или общие поверхности волокон обычно отрицательно заряжены в водной среде, и поэтому на массе грязи или твердой поверхности может образоваться диффузный двойной электрический слой. Поскольку одноименные заряды отталкиваются друг от друга, сила сцепления плазмы грязи с твердой поверхностью в воде ослабевает. При добавлении анионного ПАВ, поскольку анионное ПАВ может одновременно увеличивать отрицательный поверхностный потенциал плазмы грязи и твердой поверхности, отталкивающая сила между ними усиливается, таким образом, сила сцепления плазмы снижается еще больше, и грязь может быть удалена более легко.
Неионные ПАВ могут производить адсорбцию на общей заряженной поверхности твердого тела, и хотя они не могут существенно изменить межфазный потенциал, адсорбированные неионные ПАВ образуют на поверхности адсорбционный слой определенной толщины, который помогает предотвратить повторное осаждение грязи. Что касается катионных ПАВ, то их адсорбция уменьшает или устраняет отрицательный поверхностный потенциал массы грязи и ее поверхности-носителя, что делает отталкивание между грязью и поверхностью более низким, что не способствует удалению грязи; кроме того, после адсорбции катионных ПАВ на твердой поверхности, твердая поверхность часто становится гидрофобной, что не способствует смачиванию поверхности и не способствует мытью.
3. Удаление особых загрязнений. Белки, крахмал, человеческие выделения, сок, чайный сок и другие подобные загрязнения трудно удаляются общими поверхностно-активными веществами, поэтому требуются специальные методы обработки.
В-третьих, механизм обеззараживания при сухой чистке. Вышеприведенное введение касается моющего эффекта воды в качестве среды, так называемая сухая чистка обычно относится к методу стирки в органических растворителях, особенно в неполярных растворителях. По сравнению с водной стиркой, сухая чистка является более щадящим способом стирки. Поскольку сухая чистка не требует значительного механического воздействия, одежда не повреждается ﹑ морщины и деформация, в то время как сухой чистящий агент не похож на воду, редко производит эффект расширения и сжатия. При правильном подходе к технологии химчистки можно добиться отсутствия деформации, выцветания и продлить срок службы одежды до отличных результатов.
В связи с различной природой различных видов загрязнений существуют разные способы их удаления в процессе химчистки. Маслорастворимые загрязнения, такие как животные и растительные масла, минеральные масла, жиры и т.д., легко растворяются в органических растворителях, и их легче удалить в процессе химической чистки. Отличная растворимость масел и жиров в растворителях для химчистки обусловлена в основном ван-дер-ваальсовыми силами между молекулами. Для водорастворимых загрязнений, таких как неорганические соли, сахар, белки, пот и другие, необходимо добавлять в средство для химической чистки необходимое количество воды, иначе водорастворимые загрязнения будет трудно удалить с одежды. Но вода труднее растворяется в средстве для химической чистки, поэтому для увеличения количества воды также необходимо добавлять поверхностно-активные вещества. Присутствие воды в средстве для химической чистки может сделать поверхность грязи и одежды гидратированной, так что она легко взаимодействует с полярными группами ПАВ, что способствует адсорбции ПАВ на поверхности. Кроме того, когда ПАВ образуют мицеллы, водорастворимая грязь и вода могут быть солюбилизированы в мицеллах. Помимо увеличения содержания воды в растворителе для химической чистки, ПАВ также могут играть роль в предотвращении повторного осаждения грязи для усиления обеззараживающего эффекта. Присутствие небольшого количества воды необходимо для удаления водорастворимых загрязнений, но избыток воды приведет к деформации одежды, образованию складок и т. д., поэтому содержание воды в средствах химической чистки должно быть умеренным.
Грязь, которая не растворяется ни в воде, ни в масле, такая как зола, грязь, земля, сажа и другие твердые частицы, обычно адсорбируются статическим электричеством или объединяются с маслом и грязью, приставшей к одежде. В сухой чистке, поток растворителя ﹑ воздействие может сделать электростатические силы адсорбции грязи, и сухой чистки агент может растворить масло, так что сочетание масла и грязи и прикреплены к одежде твердых частиц от в сухой чистки агента, сухой чистки агент в небольшом количестве воды и поверхностно-активных веществ, так что те из твердых частиц грязи может быть стабильной суспензии ﹑ дисперсии, чтобы предотвратить его повторного осаждения на одежду.
В-четвертых, факторы, влияющие на роль стирки.
1. Концентрация поверхностно-активного вещества. Мицеллы ПАВ в растворе играют важную роль в процессе стирки. Когда их концентрация достигает критической концентрации мицелл (cmc), эффект стирки резко возрастает. Поэтому для хорошего моющего эффекта концентрация моющего средства в растворителе должна быть выше значения cmc. Однако, когда концентрация ПАВ превышает значение cmc, увеличение моющего эффекта не очевидно, и нет необходимости слишком сильно увеличивать концентрацию ПАВ. При удалении масляных пятен методом солюбилизации эффект солюбилизации возрастает с увеличением концентрации ПАВ, даже если концентрация выше значения cmc. Например, если на манжетах и воротниках одежды больше грязи, при стирке можно нанести слой моющего средства, чтобы улучшить эффект солюбилизации ПАВ на масле.
2、Температура оказывает очень важное влияние на эффект обеззараживания. В целом, повышение температуры способствует удалению грязи, но иногда слишком высокая температура может вызвать и неблагоприятные факторы. Повышение температуры благоприятно для диффузии грязи, твердый масляный налет легко эмульгируется, когда температура выше температуры плавления, а волокно также увеличивает степень расширения из-за повышения температуры, все эти факторы благоприятны для удаления грязи. Однако для компактных тканей микрозазор между волокнами уменьшается после расширения волокна, что неблагоприятно для удаления грязи.
Изменение температуры также влияет на растворимость ПАВ, значение cmc, размер мицелл и т. д., что сказывается на моющем эффекте. Растворимость ПАВ с длинными углеродными цепями меньше при низкой температуре, а иногда растворимость даже ниже, чем значение cmc, поэтому температуру стирки следует повышать соответствующим образом. Влияние температуры на значение cmc и размер мицеллы отличается для ионных и неионных ПАВ. Для ионных ПАВ повышение температуры обычно увеличивает значение cmc и уменьшает размер мицелл, что означает, что концентрация ПАВ в промывочном растворе должна быть увеличена. Для неионных ПАВ повышение температуры приводит к уменьшению значения cmc и значительному увеличению объема мицелл, что свидетельствует о том, что соответствующее повышение температуры может помочь неионным ПАВ проявить свой поверхностно-активный эффект. Однако температура не должна превышать температуру помутнения. Наиболее подходящая температура стирки зависит от состава моющего средства и объекта стирки. Некоторые моющие средства обладают хорошим моющим эффектом при комнатной температуре, в то время как у некоторых моющих средств эффект обеззараживания при холодной и горячей стирке значительно отличается.
3, пена. Люди часто привыкли считать, что пенообразующая способность и моющий эффект — это хорошие показатели. На самом деле, эффект стирки и количество пены не связаны напрямую, при использовании низкопенного моющего средства для стирки, эффект стирки не хуже, чем у высокопенного моющего средства.
Хотя пена не имеет прямого отношения к стирке, в некоторых случаях она может помочь удалить грязь, например, при мытье посуды вручную, пена моющего средства может унести капли масла. При чистке ковров пена также может уносить пыль и другие твердые частицы грязи, на ковровые загрязнения приходится большая часть пыли, поэтому средства для чистки ковров должны обладать определенной пенообразующей способностью. Пенообразующая способность также важна для шампуня, шампунь или ванна, когда жидкость производит тонкую пену, чтобы люди чувствовали себя смазанными и комфортными.
4, Разнообразие волокон и физические свойства текстиля. Помимо того, что химическая структура волокна влияет на адгезию и удаление грязи, внешний вид формы волокна и организация пряжи и ткани влияют на легкость удаления грязи.
5, Жесткость воды. Концентрация Ca2+, Mg2+ и других ионов металлов в воде оказывает большое влияние на эффект стирки, особенно когда анионное поверхностно-активное вещество сталкивается с ионами Ca2+ и Mg2+, образуя соли кальция и магния, которые менее растворимы и снижают его способность к обеззараживанию. В жесткой воде, даже если концентрация ПАВ выше, эффект обеззараживания все равно намного хуже, чем при дистилляции. Чтобы ПАВ оказывало наилучшее моющее действие, концентрацию ионов Ca2+ в воде необходимо снизить до 1×10-6моль/л (CaCO3 — до 0,1 мг/л) или меньше. Для этого необходимо добавлять в моющее средство различные смягчители воды.
Same series products
| Product Name | Chemical Name | CAS number |
| Sinoadd® IPP | Isopropyl palmitate | CAS 142-91-6 |
| Sinoadd® IPL | Isopropyl Laurate | CAS 10233-13-3 |
| Sinoadd® 2-EHP | Isooctyl palmitate | CAS 1341-38-4 |
| Sinoadd® IPM | Isopropyl myristate | CAS 110-27-0 |
Свяжитесь с нами прямо сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 утра до 6:00 вечера UTC+8 пн.~сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.