1. Mvutano wa uso
Nguvu ya contraction kwa urefu wa kitengo kwenye uso wa kioevu huitwa mvutano wa uso, unaopimwa katika n • m-1.
2. Shughuli ya uso na surfactant
Mali ambayo inaweza kupunguza mvutano wa uso wa vimumunyisho huitwa shughuli za uso, na vitu vyenye shughuli za uso huitwa vitu vya kazi vya uso.
Kujishughulisha hurejelea vitu vya kazi ambavyo vinaweza kuunda vijidudu na viboreshaji vingine katika suluhisho la maji, kuwa na shughuli za juu, na pia kuwa na wetting, emulsifying, povu, kuosha, na kazi zingine.
3. Tabia za kimuundo za kimisuli za uchunguzi
Surfactant ni misombo ya kikaboni na miundo maalum na mali ambayo inaweza kubadilisha sana mvutano wa pande zote kati ya awamu mbili au mvutano wa uso wa vinywaji (kawaida maji), na kuwa na mali kama vile kunyonyesha, kunyoa, emulsification, na kuosha.
Kwa kusema kimuundo, wahusika wanashiriki tabia ya kawaida ya kuwa na vikundi viwili tofauti vya kazi kwenye molekuli zao. Mwisho mmoja ni kikundi kisicho cha polar kisicho na polar ambacho ni mumunyifu katika mafuta lakini haina maji katika maji, inayojulikana kama kikundi cha hydrophobic au kikundi cha hydrophobic. Vikundi hivi vya hydrophobic kwa ujumla ni hydrocarbons za mnyororo mrefu, wakati mwingine pia fluorine ya kikaboni, organosilicon, organophosphorus, minyororo ya organotin, nk Mwisho mwingine ni kikundi cha kazi cha mumunyifu, ambacho ni kikundi cha hydrophilic au kikundi cha hydrophilic. Kikundi cha hydrophilic lazima kiwe na hydrophilicity ya kutosha ili kuhakikisha kuwa kiboreshaji chote ni mumunyifu katika maji na ina umumunyifu muhimu. Kwa sababu ya uwepo wa vikundi vya hydrophilic na hydrophobic katika wahusika, wanaweza kufuta angalau sehemu moja ya sehemu ya kioevu. Tabia ya hydrophilic na oleophilic ya wahusika huitwa amphiphilicity.
4.Types ya Wachunguzi
Watafiti ni molekuli za amphiphilic ambazo zina vikundi vyote vya hydrophobic na hydrophilic. The hydrophobic groups of surfactants are generally composed of long-chain hydrocarbons, such as straight chain alkyl C8-C20, branched chain alkyl C8-C20, alkylphenyl (with 8-16 alkyl carbon atoms), etc. The difference in hydrophobic groups mainly lies in the structural changes of carbon hydrogen chains, with relatively small differences, while there are more types of hydrophilic Vikundi. Kwa hivyo, mali ya waathiriwa inahusiana sana na vikundi vya hydrophilic kwa kuongeza saizi na sura ya vikundi vya hydrophobic. Mabadiliko ya kimuundo ya vikundi vya hydrophilic ni kubwa kuliko yale ya vikundi vya hydrophobic, kwa hivyo uainishaji wa wahusika kwa ujumla ni msingi wa muundo wa vikundi vya hydrophilic. Uainishaji huu ni msingi wa ikiwa vikundi vya hydrophilic ni ionic, vinawagawanya katika anionic, cationic, nonionic, zwitterionic, na aina zingine maalum za wahusika.
5. Tabia za suluhisho la maji
① Adsorption ya waathiriwa kwenye miingiliano
Molekuli za kuzidisha zina vikundi vya lipophilic na hydrophilic, na kuzifanya kuwa molekuli za amphiphilic. Maji ni kioevu cha polar. Wakati wahusika wanapofuta katika maji, kulingana na kanuni ya kufanana kwa polarity na tofauti ya polarity, vikundi vyao vya hydrophilic vinavutiwa na sehemu ya maji na kuyeyuka kwa maji, wakati vikundi vyao vya lipophilic vinarudisha maji na kuacha maji. Kama matokeo, molekuli za ziada (au ions) adsorb kwenye interface kati ya awamu hizo mbili, kupunguza mvutano wa pande zote kati ya awamu hizo mbili. Molekuli zinazozidi zaidi (au ions) zimetangazwa kwenye interface, kupungua zaidi kwa mvutano wa pande zote.
② Tabia zingine za membrane ya adsorption
Shinikiza ya uso wa membrane ya adsorption: Adsorb ya surductants kwenye interface ya kioevu-kioevu kuunda membrane ya adsorption. Ikiwa sahani isiyoweza kusonga mbele ya kusambaza imewekwa kwenye interface na sahani ya kuelea inasukuma membrane ya adsorption kando ya uso wa suluhisho, membrane hutoa shinikizo kwenye sahani ya kuelea, ambayo huitwa shinikizo la uso.
Mnato wa uso: Kama shinikizo la uso, mnato wa uso ni mali iliyoonyeshwa na filamu za Masi zisizo na maji. Kusimamisha pete ya platinamu na waya nyembamba ya chuma, fanya ndege yake wasiliana na uso wa maji ya kuzama, zunguka pete ya platinamu, pete ya platinamu inazuiliwa na mnato wa maji, na amplitude polepole hupata, kulingana na ambayo mnato wa uso unaweza kupimwa. Njia ni: Majaribio ya kwanza ya kufanya juu ya uso safi wa maji, kupima upangaji wa amplitude, kisha kupima upangaji baada ya malezi ya uso wa usoni, na kuhesabu mnato wa uso wa uso kutoka kwa tofauti kati ya hizo mbili.
Mnato wa uso unahusiana sana na uimara wa uso wa usoni. Kwa kuwa filamu ya adsorption ina shinikizo la uso na mnato, lazima iwe elastic. Shinikiza ya juu ya uso na mnato wa membrane ya adsorption, modulus yake ya elastic. Modulus ya elastic ya filamu ya adsorption ya uso ni muhimu sana katika mchakato wa utulivu wa povu.
③ Uundaji wa micelles
Suluhisho la kuondokana na wahusika hufuata sheria za suluhisho bora. Kiasi cha adsorption cha waangalizi juu ya uso wa suluhisho huongezeka na mkusanyiko wa suluhisho. Wakati mkusanyiko unafikia au kuzidi thamani fulani, kiwango cha adsorption hakiongezei tena. Hizi molekuli nyingi za ziada katika suluhisho zimepunguka au zipo kwa njia ya kawaida. Mazoezi na nadharia zote mbili zimeonyesha kuwa huunda hesabu katika suluhisho, ambazo huitwa micelles.
Mkusanyiko muhimu wa micelle: Mkusanyiko wa chini ambao watafiti huunda micelles kwenye suluhisho huitwa mkusanyiko muhimu wa micelle.
Thamani ya CMC ya uchunguzi wa kawaida.
6. Thamani ya usawa wa hydrophilic na oleophilic
HLB inasimama kwa usawa wa hydrophilic lipophilic, ambayo inawakilisha maadili ya usawa wa hydrophilic na lipophilic ya vikundi vya hydrophilic na lipophilic ya survivant, yaani, thamani ya HLB ya yule anayeshughulikia. Thamani ya juu ya HLB inaonyesha hydrophilicity yenye nguvu na lipophilicity dhaifu ya molekuli; Badala yake, ina nguvu ya lipophilicity na hydrophilicity dhaifu.
① Kanuni juu ya thamani ya HLB
Thamani ya HLB ni thamani ya jamaa, kwa hivyo wakati wa kuunda thamani ya HLB, kama kiwango, thamani ya HLB ya mafuta ya taa bila mali ya hydrophilic imewekwa 0, wakati thamani ya HLB ya sodium dodecyl sulfate na umumunyifu mkubwa wa maji imewekwa 40. Kwa hivyo, thamani ya HLB ya wachunguzi kwa jumla ni kati ya 1-4. Kwa ujumla, emulsifiers zilizo na maadili ya HLB chini ya 10 ni lipophilic, wakati emulsifiers zilizo na maadili ya HLB kubwa kuliko 10 ni hydrophilic. Kwa hivyo, hatua ya kugeuza kutoka kwa lipophilicity hadi hydrophilicity ni takriban 10.
7. Emulsification na athari za umumunyifu
Vinywaji viwili visivyoonekana, vilivyoundwa na chembe za kutawanya (matone au fuwele za kioevu) katika nyingine, huitwa emulsions. Wakati wa kuunda emulsion, eneo la pande zote kati ya vinywaji viwili huongezeka, na kufanya mfumo huo kuwa thabiti. Ili kuleta utulivu wa emulsion, sehemu ya tatu - emulsifier - inahitaji kuongezwa ili kupunguza nishati ya pande zote ya mfumo. Emulsifiers ni ya wahusika, na kazi yao kuu ni kufanya kama emulsifiers. Awamu ambayo matone yapo katika emulsion huitwa awamu iliyotawanywa (au awamu ya ndani, awamu ya kutofautisha), na awamu nyingine iliyounganishwa pamoja inaitwa kati iliyotawanywa (au sehemu ya nje, awamu inayoendelea).
Emulsifiers na emulsions
Emulsions za kawaida zinajumuisha sehemu moja ya suluhisho la maji au maji, na sehemu nyingine ya misombo ya kikaboni ambayo haiwezekani na maji, kama vile mafuta, nta, nk emulsion inayoundwa na maji na mafuta inaweza kugawanywa katika aina mbili kulingana na utawanyiko wao: mafuta yaliyotawanyika katika maji hutengeneza maji katika emulsion ya mafuta, yaliyowakilishwa na O/W (mafuta); Maji yaliyotawanywa katika mafuta hutengeneza maji katika emulsion ya mafuta, iliyowakilishwa na W/O (maji/mafuta). Kwa kuongezea, maji tata katika mafuta katika maji w/o/w na mafuta katika maji katika mafuta o/w/o emulsions yanaweza pia kuunda.
Emulsifier hutuliza emulsion kwa kupunguza mvutano wa pande zote na kuunda uso wa usoni wa monolayer.
Mahitaji ya emulsifiers katika emulsification: A: Emulsifiers lazima iweze adsorb au kutajirisha katika interface kati ya awamu hizo mbili, kupunguza mvutano wa pande zote; B: Emulsifiers lazima ipe chembe malipo ya umeme, na kusababisha kurudishwa kwa umeme kati ya chembe au kutengeneza filamu thabiti, yenye viscous sana karibu na chembe. Kwa hivyo, vitu vinavyotumika kama emulsifiers lazima ziwe na vikundi vya amphiphilic kuwa na athari za emulsifying, na watafiti wanaweza kukidhi mahitaji haya.
Njia za maandalizi ya emulsions na sababu zinazoathiri utulivu wa emulsion
Kuna njia mbili za kuandaa emulsions: Moja ni kutumia njia za mitambo kutawanya kioevu hicho katika chembe ndogo kwenye kioevu kingine, ambacho hutumiwa kawaida katika tasnia kuandaa emulsions; Njia nyingine ni kufuta kioevu katika hali ya Masi katika kioevu kingine na kisha kuiruhusu iweze kuunda ipasavyo kuunda emulsion.
Uimara wa emulsions inahusu uwezo wao wa kupinga ujumuishaji wa chembe na kusababisha kutengana kwa awamu. Emulsions ni mifumo ya thermodynamically isiyo na nguvu na nishati muhimu ya bure. Kwa hivyo, utulivu wa emulsion kweli unamaanisha wakati unaohitajika kwa mfumo kufikia usawa, ambayo ni wakati unaohitajika kwa kioevu katika mfumo kutengana.
Wakati kuna molekuli za kikaboni kama vile pombe ya mafuta, asidi ya mafuta na amini ya mafuta kwenye uso wa usoni, nguvu ya membrane huongezeka sana. Hii ni kwa sababu molekuli za emulsifier kwenye safu ya adsorption ya interface huingiliana na molekuli za polar kama vile pombe, asidi na amini kuunda "tata", ambayo huongeza nguvu ya uso wa usoni.
Emulsifiers inayoundwa na watafiti wawili au zaidi huitwa emulsifiers mchanganyiko. Adsorb iliyochanganywa ya emulsifiers kwenye interface ya maji/mafuta, na mwingiliano wa kati unaweza kuunda tata. Kwa sababu ya mwingiliano mkubwa wa kati, mvutano wa pande zote umepunguzwa sana, kiwango cha adsorbed ya emulsifier kwenye interface huongezeka sana, na wiani na nguvu ya uso wa usoni wa uso huo huongezeka.
Malipo ya matone yana athari kubwa kwa utulivu wa emulsions. Emulsions thabiti kawaida huwa na matone na malipo ya umeme. Wakati wa kutumia emulsifiers ya ionic, ions emulsifier ions kwenye interface ingiza vikundi vya lipophilic kwenye sehemu ya mafuta, wakati vikundi vya hydrophilic viko kwenye awamu ya maji, na hivyo kufanya matone kushtakiwa. Kwa sababu ya ukweli kwamba matone ya emulsion hubeba malipo yale yale, hurudia kila mmoja na hayana nguvu kwa urahisi, na kusababisha utulivu ulioongezeka. Inaweza kuonekana kuwa ions za emulsifier zaidi ziliongezwa kwenye matone, malipo yao zaidi, na uwezo wao mkubwa wa kuzuia uboreshaji wa matone, na kufanya mfumo wa emulsion kuwa thabiti zaidi.
Mnato wa emulsion utawanyiko wa kati una athari fulani juu ya utulivu wa emulsion. Kwa ujumla, juu ya mnato wa kati ya kutawanya, juu ya utulivu wa emulsion. Hii ni kwa sababu mnato wa njia ya kutawanya ni ya juu, ambayo inazuia kwa nguvu mwendo wa brownian wa matone ya kioevu, hupunguza mgongano kati ya matone, na kuweka mfumo thabiti. Vitu vya polymer ambavyo kawaida ni mumunyifu katika emulsions vinaweza kuongeza mnato wa mfumo na kuongeza utulivu wa emulsion. Kwa kuongezea, polymer pia inaweza kuunda kiunga cha usoni cha usoni, na kufanya mfumo wa emulsion kuwa thabiti zaidi.
Katika hali nyingine, kuongeza poda thabiti pia kunaweza kuleta utulivu wa emulsion. Poda thabiti sio ndani ya maji, mafuta au kwenye kigeuzi, kulingana na uwezo wa kunyunyiza mafuta na maji kwenye poda thabiti. Ikiwa poda thabiti haijatiwa maji kabisa na maji na inaweza kunyunyizwa na mafuta, itabaki kwenye interface ya mafuta ya maji.
Sababu kwa nini poda thabiti haitoi utulivu wa emulsion ni kwamba poda iliyokusanywa kwenye interface haiimarisha kiunga cha usoni, ambayo ni sawa na molekuli za emulsifier za interface. Kwa hivyo, chembe za poda thabiti zimepangwa kwenye kigeuzi, emulsion itakuwa thabiti zaidi.
Wataalam wana uwezo wa kuongeza kwa kiasi kikubwa umumunyifu wa misombo ya kikaboni ambayo haina maji au mumunyifu kidogo katika maji baada ya kuunda micelles katika suluhisho la maji, na suluhisho ni wazi kwa wakati huu. Athari hii ya micelles inaitwa umumunyishaji. Vipimo ambavyo vinaweza kutoa athari za umumunyifu huitwa mumunyifu, na misombo ya kikaboni ambayo hutiwa mumunyifu huitwa misombo ya mumunyifu.
8. Povu
Povu ina jukumu muhimu katika mchakato wa kuosha. Povu inahusu mfumo wa utawanyiko ambao gesi hutawanywa katika kioevu au ngumu. Gesi ni awamu ya utawanyiko, na kioevu au thabiti ni njia ya utawanyiko. Ya zamani inaitwa povu ya kioevu, wakati mwisho huitwa povu thabiti, kama vile plastiki ya povu, glasi ya povu, saruji ya povu, nk.
(1) Uundaji wa povu
Povu hapa inahusu mkusanyiko wa Bubbles zilizotengwa na filamu ya kioevu. Kwa sababu ya tofauti kubwa ya wiani kati ya awamu iliyotawanywa (gesi) na kati iliyotawanywa (kioevu), na mnato wa chini wa kioevu, povu inaweza kuongezeka kila wakati kwa kiwango cha kioevu haraka.
Mchakato wa kuunda povu ni kuleta idadi kubwa ya gesi ndani ya kioevu, na Bubbles kwenye kioevu hurudi kwenye uso wa kioevu haraka, na kutengeneza Bubble jumla iliyotengwa na kiasi kidogo cha kioevu na gesi
Povu ina sifa mbili za kushangaza katika morphology: moja ni kwamba Bubbles kama sehemu iliyotawanywa mara nyingi ni polyhedral, kwa sababu katika makutano ya Bubbles, kuna tabia ya filamu ya kioevu kuwa nyembamba, na kufanya Bubbles polyhedral. Wakati filamu ya kioevu inakuwa nyembamba kwa kiwango fulani, Bubbles zitavunja; Pili, kioevu safi haiwezi kuunda povu thabiti, lakini kioevu kinachoweza kuunda povu ni angalau sehemu mbili au zaidi. Suluhisho lenye maji ya survicant ni mfumo wa kawaida rahisi kutoa povu, na uwezo wake wa kutengeneza povu pia unahusiana na mali zingine.
Wataalam wenye uwezo mzuri wa povu huitwa mawakala wa povu. Ingawa wakala wa povu ana uwezo mzuri wa povu, povu iliyoundwa inaweza kuwa na uwezo wa kudumisha kwa muda mrefu, ambayo ni, utulivu wake unaweza kuwa sio mzuri. Ili kudumisha utulivu wa povu, dutu ambayo inaweza kuongeza utulivu wa povu mara nyingi huongezwa kwa wakala wa povu, ambayo huitwa foam Stabilizer. Vidhibiti vya povu vinavyotumika kawaida ni lauroyl diethanolamine na dodecyl dimethyl amine oxide.
(2) Uimara wa povu
Povu ni mfumo usio na msimamo wa thermodynamically, na hali ya mwisho ni kwamba eneo la jumla la kioevu kwenye mfumo hupungua na nishati ya bure hupungua baada ya kuvunjika kwa Bubble. Mchakato wa defoaming ni mchakato ambao filamu ya kioevu inayotenganisha gesi hubadilisha unene hadi itakapoanguka. Kwa hivyo, utulivu wa povu imedhamiriwa na kasi ya kutokwa kwa kioevu na nguvu ya filamu ya kioevu. Kuna sababu zingine kadhaa za kushawishi.
Mvutano wa uso
Kutoka kwa mtazamo wa nishati, mvutano wa chini wa uso ni mzuri zaidi kwa malezi ya povu, lakini haiwezi kuhakikisha utulivu wa povu. Mvutano wa chini wa uso, tofauti ya chini ya shinikizo, kasi ya kutokwa kwa kioevu polepole, na kupungua kwa filamu ya kioevu polepole ni nzuri kwa utulivu wa povu.
② mnato wa uso
Jambo la muhimu kuamua utulivu wa povu ni nguvu ya filamu ya kioevu, ambayo imedhamiriwa sana na uimara wa filamu ya uso wa adsorption, iliyopimwa na mnato wa uso. Majaribio yanaonyesha kuwa povu inayozalishwa na suluhisho na mnato wa juu wa uso ina maisha marefu. Hii ni kwa sababu mwingiliano kati ya molekuli za adsorbed kwenye uso husababisha kuongezeka kwa nguvu ya membrane, na hivyo kuboresha maisha ya povu.
③ Mnato wa suluhisho
Wakati mnato wa kioevu yenyewe unapoongezeka, kioevu kwenye filamu ya kioevu sio rahisi kutolewa, na kasi ya unene wa filamu ya kioevu ni polepole, ambayo inachelewesha wakati wa kupasuka kwa filamu ya kioevu na huongeza utulivu wa povu.
④ Athari ya 'kukarabati' ya mvutano wa uso
Watafiti waliowekwa kwenye uso wa filamu ya kioevu wana uwezo wa kupinga upanuzi au contraction ya uso wa filamu kioevu, ambayo tunarejelea kama athari ya ukarabati. Hii ni kwa sababu kuna filamu ya kioevu ya waangalizi wa adsorbed juu ya uso, na kupanua eneo lake la uso kutapunguza mkusanyiko wa molekuli za adsorbed na kuongeza mvutano wa uso. Kupanua zaidi uso utahitaji juhudi kubwa. Kinyume chake, shrinkage ya eneo la uso itaongeza mkusanyiko wa molekuli za adsorbed kwenye uso, kupunguza mvutano wa uso na kuzuia shrinkage zaidi.
⑤ Utangamano wa gesi kupitia filamu ya kioevu
Kwa sababu ya uwepo wa shinikizo la capillary, shinikizo la Bubbles ndogo kwenye povu ni kubwa kuliko ile ya Bubbles kubwa, ambayo itasababisha gesi kwenye Bubbles ndogo kuingiza kwenye Bubbles kubwa zenye shinikizo kupitia filamu ya kioevu, na kusababisha uzushi kwamba Bubbles ndogo huwa ndogo, bubbles kubwa, na kuzidisha. Ikiwa surfactant imeongezwa, povu itakuwa sawa na mnene wakati wa povu, na sio rahisi defoamer. Kwa kuwa kiboreshaji kimepangwa kwa karibu kwenye filamu ya kioevu, ni ngumu kuingiza hewa, ambayo hufanya povu iwe thabiti zaidi.
⑥ Ushawishi wa malipo ya uso
Ikiwa filamu ya kioevu ya povu inashtakiwa kwa alama hiyo hiyo, nyuso mbili za filamu ya kioevu zitarudisha kila mmoja, kuzuia filamu ya kioevu kutoka nyembamba au hata uharibifu. Wataalam wa Ionic wanaweza kutoa athari hii ya kuleta utulivu.
Kwa kumalizia, nguvu ya filamu ya kioevu ndio sababu kuu ya kuamua utulivu wa povu. Kama kiboreshaji cha mawakala wa povu na vidhibiti vya povu, ukali na uimara wa molekuli za uso wa adsorbed ndio sababu muhimu zaidi. Wakati mwingiliano kati ya molekuli za adsorbed juu ya uso ni nguvu, molekuli za adsorbed zimepangwa kwa karibu, ambayo haifanyi tu uso wa uso yenyewe kuwa na nguvu ya juu, lakini pia hufanya suluhisho karibu na uso wa uso kuwa ngumu kutiririka kwa sababu ya mnato wa juu, kwa hivyo ni ngumu kwa filamu ya kioevu kumwaga, na unene wa filamu ni rahisi kudumisha. Kwa kuongezea, molekuli za uso zilizopangwa kwa karibu pia zinaweza kupunguza upenyezaji wa molekuli za gesi na hivyo kuongeza utulivu wa povu.
(3) Uharibifu wa povu
Kanuni ya msingi ya kuharibu povu ni kubadili hali ya kutengeneza povu au kuondoa sababu za utulivu wa povu, kwa hivyo kuna njia mbili za defoaming, za mwili na kemikali.
Ufungaji wa mwili ni kubadilisha hali ambayo povu hutolewa wakati wa kudumisha muundo wa kemikali wa suluhisho la povu bila kubadilika. Kwa mfano, usumbufu wa nguvu ya nje, joto au mabadiliko ya shinikizo na matibabu ya ultrasonic yote ni njia bora za mwili kuondoa povu.
Njia ya kuficha kemikali ni kuongeza vitu kadhaa kuingiliana na wakala wa povu, kupunguza nguvu ya filamu ya kioevu kwenye povu, na kisha kupunguza utulivu wa povu kufikia madhumuni ya kufifia. Vitu kama hivyo huitwa defoamers. Defoamers nyingi ni wahusika. Kwa hivyo, kulingana na utaratibu wa kufifia, defoamers inapaswa kuwa na uwezo mkubwa wa kupunguza mvutano wa uso, kuwa adsorbed kwa urahisi juu ya uso, na kuwa na mwingiliano dhaifu kati ya molekuli za adsorbed, na kusababisha muundo wa mpangilio wa adsorbed.
Kuna aina tofauti za defoamers, lakini zaidi ni wahusika wasio wa ionic. Watafiti wasio wa ionic wana mali ya kuzuia povu karibu au juu ya wingu lao na hutumiwa kawaida kama defoamers. Alkoholi, haswa zile zilizo na miundo ya matawi, asidi ya mafuta na ester, polyamides, phosphates, mafuta ya silicone, nk, pia hutumiwa kama defoamers bora.
(4) povu na kuosha
Hakuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya povu na athari ya kuosha, na kiasi cha povu haimaanishi kuwa athari ya kuosha ni nzuri au mbaya. Kwa mfano, utendaji wa povu wa wachunguzi wasio wa ionic ni duni sana kwa sabuni, lakini nguvu yao ya kusafisha ni bora zaidi kuliko sabuni.
Katika hali nyingine, povu inasaidia katika kuondoa uchafu. Kwa mfano, wakati wa kuosha meza nyumbani, povu ya sabuni inaweza kuchukua matone ya mafuta yaliyosafishwa; Wakati wa kusugua carpet, povu husaidia kuchukua uchafu thabiti kama vile vumbi na poda. Kwa kuongezea, povu wakati mwingine inaweza kutumika kama ishara ya ikiwa sabuni ni nzuri, kwa sababu mafuta ya mafuta yanaweza kuzuia povu ya sabuni. Wakati kuna madoa mengi ya mafuta na sabuni kidogo, hakutakuwa na povu au povu ya asili itatoweka. Wakati mwingine, povu pia inaweza kutumika kama kiashiria cha ikiwa rinsing ni safi. Kwa sababu kiasi cha povu katika suluhisho la kutuliza huelekea kupungua na kupungua kwa maudhui ya sabuni, kiwango cha rinsing kinaweza kutathminiwa na kiasi cha povu.
9. Mchakato wa Kuosha
Kwa maana pana, kuosha ni mchakato wa kuondoa vifaa visivyohitajika kutoka kwa kitu kuoshwa na kufikia kusudi fulani. Kuosha kwa maana ya kawaida kunamaanisha mchakato wa kuondoa uchafu kutoka kwa uso wa mtoaji. Wakati wa kuosha, mwingiliano kati ya uchafu na mchukuaji hudhoofishwa au kuondolewa kupitia hatua ya vitu vya kemikali (kama sabuni), kubadilisha mchanganyiko wa uchafu na mtoaji kuwa mchanganyiko wa uchafu na sabuni, na kusababisha uchafu na mchukuaji. Kama vitu vinavyooshwa na uchafu unaoweza kuondolewa ni tofauti, kuosha ni mchakato ngumu sana, na mchakato wa msingi wa kuosha unaweza kuwakilishwa na uhusiano rahisi ufuatao
Carrier • uchafu+sabuni = carrier+uchafu • sabuni
Mchakato wa kuosha kawaida unaweza kugawanywa katika hatua mbili: moja ni mgawanyo wa uchafu na mtoaji wake chini ya hatua ya sabuni; Ya pili ni kwamba uchafu uliowekwa hutawanywa na kusimamishwa katikati. Mchakato wa kuosha ni mchakato unaoweza kubadilishwa, na uchafu ambao umetawanywa au kusimamishwa kwa kati unaweza pia kuanzia kati kutoka kwa kufulia. Kwa hivyo, sabuni bora haifai tu kuwa na uwezo wa kupata uchafu kutoka kwa mtoaji, lakini pia kuwa na uwezo mzuri wa kutawanya na kusimamisha uchafu, na kuzuia uchafu kutoka kwa kuweka tena.
(1) Aina za uchafu
Hata kwa bidhaa hiyo hiyo, aina, muundo, na wingi wa uchafu utatofautiana kulingana na mazingira ya utumiaji. Uchafu wa mwili wa mafuta ni pamoja na mafuta ya wanyama na mboga, pamoja na mafuta ya madini (kama mafuta yasiyosafishwa, mafuta ya mafuta, tar ya makaa ya mawe, nk), wakati uchafu thabiti ni pamoja na moshi, vumbi, kutu, kaboni nyeusi, nk Kwa suala la uchafu wa mavazi, kuna uchafu kutoka kwa mwili wa mwanadamu, kama vile jasho, sebum, damu, nk; Uchafu kutoka kwa chakula, kama vile stain za matunda, stain za mafuta, stain za vitunguu, wanga, nk; Uchafu ulioletwa na vipodozi, kama vile lipstick na kipolishi cha msumari; Uchafu kutoka kwa anga, kama moshi, vumbi, udongo, nk; Vifaa vingine kama vile wino, chai, rangi, nk Inaweza kusemwa kuwa kuna aina tofauti na tofauti.
Aina anuwai za uchafu kawaida zinaweza kugawanywa katika vikundi vitatu: uchafu thabiti, uchafu wa kioevu, na uchafu maalum.
Uchafu wa kawaida ni pamoja na chembe kama majivu, matope, mchanga, kutu, na kaboni nyeusi. Chembe nyingi hizi zina malipo ya uso, hasi, na hutolewa kwa urahisi kwenye vitu vya nyuzi. Kwa ujumla, uchafu thabiti ni ngumu kufuta katika maji, lakini inaweza kutawanywa na kusimamishwa na suluhisho za sabuni. Uchafu thabiti na chembe ndogo ni ngumu kuondoa.
Uchafu wa kioevu ni mumunyifu wa mafuta, pamoja na mafuta ya wanyama na mboga, asidi ya mafuta, alkoholi zenye mafuta, mafuta ya madini, na oksidi zao. Miongoni mwao, mafuta ya wanyama na mboga na asidi ya mafuta inaweza kupitia saizi na alkali, wakati alkoholi zenye mafuta na mafuta ya madini hazijasafishwa na alkali, lakini zinaweza kuyeyuka katika alkoholi, ethers, na vimumunyisho vya kikaboni, na kuwezeshwa na kutawanywa na suluhisho za maji. Uchafu wa kioevu cha mumunyifu kwa ujumla una nguvu ya mwingiliano yenye nguvu na vitu vya nyuzi na adsorbs kwenye nyuzi.
③ Uchafu maalum ni pamoja na protini, wanga, damu, siri za kibinadamu kama jasho, sebum, mkojo, pamoja na juisi ya matunda, juisi ya chai, nk Aina hizi za uchafu zinaweza adsorb kwenye vitu vya nyuzi kupitia athari za kemikali. Kwa hivyo, kuosha ni ngumu sana.
Aina anuwai za uchafu hazipo peke yake, mara nyingi huchanganywa pamoja na hutolewa pamoja kwenye vitu. Uchafu wakati mwingine unaweza kuongeza oksidi, kutengana, au kuoza chini ya ushawishi wa nje, na kusababisha malezi ya uchafu mpya.
(2) Athari ya kujitoa kwa uchafu
Sababu ya nguo, mikono, nk inaweza kuwa chafu ni kwa sababu kuna aina fulani ya mwingiliano kati ya vitu na uchafu. Kuna athari tofauti za kujitoa kwa uchafu kwenye vitu, lakini ni wambiso wa mwili na wambiso wa kemikali.
① Kujitoa kwa mwili wa majivu ya sigara, vumbi, matope, kaboni nyeusi, na vitu vingine kwa mavazi. Kwa ujumla, mwingiliano kati ya uchafu uliofuata na kitu kilichochafuliwa ni dhaifu, na kuondolewa kwa uchafu pia ni rahisi. Kulingana na nguvu tofauti, kujitoa kwa uchafu kunaweza kugawanywa katika wambiso wa mitambo na kujitoa kwa umeme.
J: Kujitoa kwa mitambo hurejelea wambiso wa uchafu thabiti kama vile vumbi na mchanga. Utaftaji wa mitambo ni njia dhaifu ya kujitoa kwa uchafu, ambayo inaweza karibu kuondolewa na njia rahisi za mitambo. Walakini, wakati saizi ya chembe ya uchafu ni ndogo (<0.1um), ni ngumu zaidi kuondoa.
B: Adhesion ya elektroni inaonyeshwa hasa na hatua ya chembe za uchafu kwenye vitu vilivyo na mashtaka mengine. Vitu vingi vyenye nyuzi hubeba malipo hasi katika maji na huzingatiwa kwa urahisi na uchafu ulioshtakiwa kama vile chokaa. Uchafu fulani, ingawa unashtakiwa vibaya, kama vile chembe nyeusi za kaboni kwenye suluhisho la maji, zinaweza kufuata nyuzi kupitia madaraja ya ion yaliyoundwa na ions chanya (kama vile Ca2+, Mg2+, nk) katika maji (ions hufanya pamoja kati ya mashtaka kadhaa tofauti, kama madaraja).
Umeme thabiti ni nguvu kuliko hatua rahisi ya mitambo, na inafanya kuwa ngumu kuondoa uchafu.
Kuondolewa kwa uchafu maalum
Protini, wanga, siri za kibinadamu, juisi ya matunda, juisi ya chai na aina zingine za uchafu ni ngumu kuondoa na wahusika wa jumla na zinahitaji njia maalum za matibabu.
Madoa ya protini kama vile cream, mayai, damu, maziwa, na ngozi ya ngozi hukabiliwa na kupunguka na kuharibika kwa nyuzi, na kuambatana zaidi. Kwa kufifia kwa protini, proteni inaweza kutumika kuiondoa. Protini inaweza kuvunja protini kwenye uchafu ndani ya asidi ya amino ya mumunyifu au oligopeptides.
Madoa ya wanga hutoka kwa chakula, wakati zingine kama juisi za nyama, kuweka, nk Enzymes za wanga zina athari ya kichocheo kwenye hydrolysis ya stain za wanga, ikivunja wanga ndani ya sukari.
Lipase inaweza kuchochea mtengano wa triglycerides kadhaa ambazo ni ngumu kuondoa kwa njia za kawaida, kama vile sebum iliyotengwa na mwili wa mwanadamu, mafuta ya kula, nk, kuvunja triglycerides ndani ya asidi ya glycerol na asidi ya mafuta.
Baadhi ya rangi ya rangi kutoka kwa juisi ya matunda, juisi ya chai, wino, midomo, nk mara nyingi ni ngumu kusafisha kabisa hata baada ya kuosha mara kwa mara. Aina hii ya doa inaweza kuondolewa na athari za kupunguza oxidation kwa kutumia vioksidishaji au kupunguza mawakala kama vile bleach, ambayo huvunja muundo wa vikundi vya chromophore au chromophore na kuzidhoofisha kuwa sehemu ndogo za mumunyifu wa maji.
Kwa mtazamo wa kusafisha kavu, kuna aina tatu za uchafu.
Uchafu wa mafuta mumunyifu ni pamoja na mafuta na mafuta anuwai, ambayo ni kioevu au grisi na mumunyifu katika vimumunyisho kavu vya kusafisha.
② Uchafu wa maji mumunyifu ni mumunyifu katika suluhisho la maji, lakini hauna nguvu katika mawakala wa kusafisha kavu. Inaingia kwenye mavazi katika mfumo wa suluhisho la maji, na baada ya maji kuyeyuka, vimumunyisho vya granular kama vile chumvi ya isokaboni, wanga, protini, nk hutolewa.
Uchafu wa maji usio na maji hauingii katika maji na vimumunyisho vya kusafisha kavu, kama vile kaboni nyeusi, silika tofauti za chuma, na oksidi.
Kwa sababu ya mali tofauti za aina tofauti za uchafu, kuna njia tofauti za kuondoa uchafu wakati wa mchakato wa kusafisha kavu. Uchafu wa mumunyifu wa mafuta, kama vile mafuta ya wanyama na mboga, mafuta ya madini, na mafuta, hutiwa kwa urahisi katika vimumunyisho vya kikaboni na inaweza kuondolewa kwa urahisi wakati wa kusafisha kavu. Umumunyifu bora wa vimumunyisho vya kusafisha kavu kwa mafuta na grisi ni kwa sababu ya vikosi vya van der Waals kati ya molekuli.
Kwa kuondolewa kwa uchafu wa maji mumunyifu kama vile chumvi ya isokaboni, sukari, protini, jasho, nk, ni muhimu pia kuongeza kiwango sahihi cha maji kwa wakala wa kusafisha kavu, vinginevyo uchafu wa maji ni ngumu kuondoa kutoka kwa mavazi. Lakini maji ni ngumu kufuta katika mawakala wa kusafisha kavu, kwa hivyo ili kuongeza kiwango cha maji, wahusika wanahitaji kuongezwa. Maji yaliyopo katika mawakala wa kusafisha kavu yanaweza kutengenezea uchafu na uso wa mavazi, na kuifanya iwe rahisi kuingiliana na vikundi vya polar, ambayo ni ya faida kwa adsorption ya wahusika juu ya uso. Kwa kuongezea, wakati wahusika wanaunda micelles, uchafu wa maji mumunyifu na maji vinaweza kutiwa ndani ya micelles. Wataalam hawawezi kuongeza tu yaliyomo katika maji katika vimumunyisho kavu, lakini pia kuzuia uwekaji wa uchafu ili kuongeza athari ya kusafisha.
Uwepo wa kiasi kidogo cha maji ni muhimu kwa kuondoa uchafu wa maji mumunyifu, lakini maji mengi yanaweza kusababisha nguo kadhaa kuharibika, kasoro, nk, kwa hivyo yaliyomo kwenye maji kwenye sabuni kavu lazima iwe ya wastani.
Chembe ngumu kama majivu, matope, mchanga, na kaboni nyeusi, ambayo sio mumunyifu wa maji au mumunyifu wa mafuta, kwa ujumla hufuata mavazi na adsorption ya umeme au kwa kuchanganya na stain za mafuta. Katika kusafisha kavu, mtiririko na athari za vimumunyisho vinaweza kusababisha adsorbed ya uchafu na vikosi vya umeme kuanguka, wakati mawakala wa kusafisha kavu wanaweza kufuta stain za mafuta, na kusababisha chembe ngumu ambazo zinachanganyika na stain za mafuta na kuambatana na nguo kuanguka kutoka kwa wakala wa kusafisha kavu. Kiasi kidogo cha maji na wahusika katika wakala wa kusafisha kavu wanaweza kusimamisha na kutawanya chembe ngumu za uchafu ambazo huanguka, kuwazuia kuweka kwenye nguo tena.
(5) Sababu zinazoathiri athari ya kuosha
Adsorption ya mwelekeo wa waathiriwa kwenye interface na kupunguzwa kwa mvutano wa uso (Interfacial) ndio sababu kuu za kuondolewa kwa kioevu au laini. Lakini mchakato wa kuosha ni ngumu sana, na hata athari ya kuosha ya aina moja ya sabuni huathiriwa na mambo mengine mengi. Sababu hizi ni pamoja na mkusanyiko wa sabuni, joto, asili ya uchafu, aina ya nyuzi, na muundo wa kitambaa.
① Mkusanyiko wa wahusika
Vipuli vya wahusika katika suluhisho huchukua jukumu muhimu katika mchakato wa kuosha. Wakati mkusanyiko unafikia mkusanyiko muhimu wa micelle (CMC), athari ya kuosha huongezeka sana. Kwa hivyo, mkusanyiko wa sabuni katika kutengenezea unapaswa kuwa wa juu kuliko thamani ya CMC ili kufikia athari nzuri ya kuosha. Walakini, wakati mkusanyiko wa waathiriwa unazidi thamani ya CMC, athari inayoongezeka ya kuosha inakuwa sio muhimu, na kuongezeka kwa mkusanyiko wa ziada sio lazima.
Wakati wa kutumia umumunyifu kuondoa stain za mafuta, hata ikiwa mkusanyiko uko juu ya thamani ya CMC, athari ya umumunyifu bado inaongezeka na kuongezeka kwa mkusanyiko wa ziada. Kwa wakati huu, inashauriwa kutumia sabuni ndani, kama vile kwenye cuffs na collars za nguo ambapo kuna uchafu mwingi. Wakati wa kuosha, safu ya sabuni inaweza kutumika kwanza ili kuboresha athari ya umumunyishaji wa wachunguzi kwenye stain za mafuta.
② Joto lina athari kubwa kwa athari ya kusafisha. Kwa jumla, kuongeza joto ni muhimu kwa kuondoa uchafu, lakini wakati mwingine joto nyingi pia linaweza kusababisha sababu mbaya.
Kuongezeka kwa joto ni faida kwa utengamano wa uchafu. Madoa ya mafuta yenye nguvu hutiwa nguvu wakati hali ya joto iko juu ya kiwango cha kuyeyuka, na nyuzi pia huongeza kiwango chao cha upanuzi kutokana na kuongezeka kwa joto. Sababu hizi zote ni za faida kwa kuondolewa kwa uchafu. Walakini, kwa vitambaa vikali, mapungufu madogo kati ya nyuzi hupunguzwa baada ya upanuzi wa nyuzi, ambayo haifai kuondolewa kwa uchafu.
Mabadiliko ya joto pia yanaathiri umumunyifu, thamani ya CMC, na saizi ya kawaida ya wahusika, na hivyo kuathiri athari ya kuosha. Vipimo virefu vya mnyororo wa kaboni huwa na umumunyifu wa chini kwa joto la chini, na wakati mwingine hata umumunyifu wa chini kuliko thamani ya CMC. Katika kesi hii, joto la kuosha linapaswa kuongezeka ipasavyo. Athari za joto kwenye thamani ya CMC na saizi ya micelle ni tofauti kwa wahusika wa ioniki na wasio wa ionic. Kwa wahusika wa ionic, ongezeko la joto kwa ujumla husababisha kuongezeka kwa thamani ya CMC na kupungua kwa saizi ya micelle. Hii inamaanisha kuwa mkusanyiko wa waathiriwa unapaswa kuongezeka katika suluhisho la kuosha. Kwa wahusika wasio wa ioniki, kuongezeka kwa joto husababisha kupungua kwa thamani yao ya CMC na ongezeko kubwa la saizi yao ya micelle. Inaweza kuonekana kuwa kuongezeka kwa joto ipasavyo kunaweza kusaidia wahusika wasio wa ionic kutoa shughuli zao za uso. Lakini hali ya joto haipaswi kuzidi kiwango chake cha wingu.
Kwa kifupi, joto linalofaa zaidi la kuosha linahusiana na formula ya sabuni na kitu kinachooshwa. Sabuni zingine zina athari nzuri za kusafisha kwa joto la kawaida, wakati sabuni zingine zina athari tofauti za kusafisha kwa kuosha baridi na moto.
③ povu
Watu mara nyingi huchanganya uwezo wa kuosha na athari ya kuosha, wakiamini kuwa sabuni zilizo na uwezo mkubwa wa povu zina athari bora za kuosha. Matokeo yanaonyesha kuwa athari ya kuosha haihusiani moja kwa moja na kiasi cha povu. Kwa mfano, kutumia sabuni ya chini ya povu kwa kuosha haina athari mbaya ya kuosha kuliko sabuni ya juu ya povu.
Ingawa povu haihusiani moja kwa moja na kuosha, povu bado inasaidia kuondoa uchafu katika hali zingine. Kwa mfano, povu ya kioevu cha kuosha inaweza kuchukua matone ya mafuta wakati wa kuosha vyombo kwa mkono. Wakati wa kukanyaga carpet, povu pia inaweza kuchukua chembe zenye uchafu kama vile vumbi. Akaunti ya vumbi kwa sehemu kubwa ya uchafu wa carpet, kwa hivyo safi ya carpet inapaswa kuwa na uwezo fulani wa povu.
Nguvu ya povu pia ni muhimu kwa shampoo. Povu nzuri inayozalishwa na kioevu wakati wa kuosha nywele au kuoga hufanya watu wahisi vizuri.
④ Aina za nyuzi na mali ya mwili ya nguo
Mbali na muundo wa kemikali wa nyuzi zinazoathiri wambiso na kuondolewa kwa uchafu, kuonekana kwa nyuzi na muundo wa shirika na vitambaa pia vina athari kwenye ugumu wa kuondolewa kwa uchafu.
Mizani ya nyuzi za pamba na kamba ya gorofa kama muundo wa nyuzi za pamba hukaribia kukusanya uchafu kuliko nyuzi laini. Kwa mfano, kaboni nyeusi iliyoambatana na filamu ya selulosi (filamu ya wambiso) ni rahisi kuondoa, wakati kaboni nyeusi iliyoambatana na kitambaa cha pamba ni ngumu kuosha. Kwa mfano, vitambaa vya nyuzi fupi za polyester hukabiliwa zaidi na kukusanya stain za mafuta kuliko vitambaa virefu vya nyuzi, na stain za mafuta kwenye vitambaa vifupi vya nyuzi pia ni ngumu zaidi kuondoa kuliko zile zilizo kwenye vitambaa virefu vya nyuzi.
Vitambaa vilivyopotoka na vitambaa vikali, kwa sababu ya mapungufu madogo kati ya nyuzi, yanaweza kupinga uvamizi wa uchafu, lakini pia kuzuia suluhisho la kusafisha kutoka kwa uchafu wa ndani. Kwa hivyo, vitambaa vikali vina upinzani mzuri wa uchafu mwanzoni, lakini pia ni ngumu kusafisha mara moja iliyochafuliwa.
⑤ Ugumu wa maji
Mkusanyiko wa ions za chuma kama vile Ca2+na Mg2+katika maji una athari kubwa juu ya athari ya kuosha, haswa wakati wahusika wa anionic wanakutana na Ca2+na Mg2+ions kuunda chumvi za kalsiamu na magnesiamu na umumunyifu duni, ambayo inaweza kupunguza uwezo wao wa kusafisha. Hata kama mkusanyiko wa wahusika ni juu katika maji ngumu, athari yao ya kusafisha bado ni mbaya zaidi kuliko kunereka. Ili kufikia athari bora ya kuosha kwa wahusika, mkusanyiko wa ions za Ca2+kwenye maji unapaswa kupunguzwa hadi chini ya 1 × 10-6mol/L (CaCO3 inapaswa kupunguzwa hadi 0.1mg/L). Hii inahitaji kuongeza laini kadhaa kwa sabuni.
Wakati wa chapisho: Aug-16-2024