1. Mvutano wa uso
Nguvu ya kubana kwa kila urefu wa kitengo kwenye uso wa kioevu inaitwa mvutano wa uso, kipimo katika N • m-1.
2. Shughuli ya uso na surfactant
Sifa ambayo inaweza kupunguza mvutano wa uso wa vimumunyisho inaitwa shughuli ya uso, na vitu vyenye shughuli za uso huitwa vitu vyenye kazi vya uso.
Kitambazaji kinarejelea vitu amilifu vilivyo uso ambavyo vinaweza kutengeneza micelles na mijumuisho mingine katika miyeyusho ya maji, kuwa na shughuli ya juu ya uso, na pia kuwa na unyevunyevu, uwekaji emulsifying, kutoa povu, kuosha, na kazi zingine.
3. Sifa za miundo ya molekuli ya surfactant
Kiangazio ni misombo ya kikaboni iliyo na miundo na sifa maalum ambayo inaweza kubadilisha kwa kiasi kikubwa mvutano wa uso kati ya awamu mbili au mvutano wa uso wa maji (kawaida maji), na kuwa na sifa kama vile kulowesha, kutoa povu, uigaji, na kuosha.
Kwa kusema kimuundo, viambata hushiriki sifa moja ya kuwa na vikundi viwili tofauti vya utendaji katika molekuli zao. Mwisho mmoja ni kundi la minyororo mirefu isiyo ya polar ambayo huyeyuka katika mafuta lakini haiyeyuki katika maji, inayojulikana kama kikundi cha haidrofobi au kikundi cha haidrofobu. Vikundi hivi vya haidrofobu kwa ujumla ni hidrokaboni za mnyororo mrefu, wakati mwingine pia florini hai, organosilicon, organofosforasi, minyororo ya organotin, nk. Mwisho mwingine ni kikundi cha kazi cha mumunyifu wa maji, ambacho ni kikundi cha haidrofili au kikundi cha hydrophilic. Kikundi cha hydrophilic lazima kiwe na hidrophilicity ya kutosha ili kuhakikisha kwamba surfactant nzima ni mumunyifu katika maji na ina umumunyifu muhimu. Kutokana na kuwepo kwa makundi ya hydrophilic na hydrophobic katika surfactants, wanaweza kufuta katika angalau awamu moja ya awamu ya kioevu. Sifa za hydrophilic na oleophilic za surfactants huitwa amphiphilicity.
4.Aina za surfactants
Wasaidizi ni molekuli za amphiphilic ambazo zina vikundi vya hydrophobic na hydrophilic. Vikundi vya haidrofobi vya vinyunyuziaji kwa ujumla vinaundwa na hidrokaboni za minyororo mirefu, kama vile mnyororo wa moja kwa moja wa alkili C8-C20, mnyororo wa matawi wa alkili C8-C20, alkilifenyl (yenye atomi za kaboni za alkili 8-16), n.k. Tofauti katika vikundi vya haidrofobiki ni tofauti, na tofauti ndogo za muundo wa hidrojeni ziko kwenye muundo wa hidrojeni. aina zaidi ya vikundi vya hydrophilic. Kwa hiyo, mali ya surfactants ni hasa kuhusiana na vikundi vya hydrophilic pamoja na ukubwa na sura ya vikundi vya hydrophobic. Mabadiliko ya kimuundo ya vikundi vya hydrophilic ni kubwa zaidi kuliko yale ya vikundi vya haidrofobu, kwa hivyo uainishaji wa surfactants kwa ujumla hutegemea muundo wa vikundi vya haidrofili. Uainishaji huu unategemea hasa ikiwa vikundi vya haidrofili ni ionic, na kuvigawanya katika anionic, cationic, nonionic, zwitterionic, na aina zingine maalum za viambata.
5. Sifa za mmumunyo wa maji wa surfactant
① Mtazamo wa viambata kwenye miingiliano
Molekuli za surfactant zina vikundi vya lipophilic na hydrophilic, na kuwafanya kuwa molekuli za amphiphilic. Maji ni kioevu cha polar sana. Wakati ytaktiva kufuta katika maji, kwa mujibu wa kanuni ya polarity kufanana na polarity repulsion repulsion, makundi yao hydrophilic ni kuwavutia awamu ya maji na kufuta katika maji, wakati makundi yao lipophilic kurudisha maji na kuacha maji. Kwa hivyo, molekuli za surfactant (au ioni) hutangaza kwenye kiolesura kati ya awamu hizi mbili, na kupunguza mvutano wa baina ya awamu hizi mbili. Molekuli za surfactant zaidi (au ioni) zinatangazwa kwenye kiolesura, ndivyo kupungua kwa mvutano wa usoni hupungua.
② Baadhi ya sifa za utando wa adsorption
Shinikizo la uso wa utando wa adsorption: Viambatanisho vya ziada hudsorb kwenye kiolesura cha gesi-kioevu ili kuunda utando wa tangazo. Ikiwa sahani inayoelea isiyo na msuguano itawekwa kwenye kiolesura na bati inayoelea ikisukuma utando wa tangazo kwenye uso wa myeyusho, utando huo hutoa shinikizo kwenye bati linaloelea, linaloitwa shinikizo la uso.
Mnato wa uso: Kama shinikizo la uso, mnato wa uso ni sifa inayoonyeshwa na filamu za molekuli zisizoyeyuka. Kusimamisha pete ya platinamu na waya nyembamba ya chuma, fanya ndege yake iwasiliane na uso wa maji ya kuzama, mzunguko wa pete ya platinamu, pete ya platinamu inazuiwa na mnato wa maji, na amplitude hupungua hatua kwa hatua, kulingana na ambayo mnato wa uso unaweza kupimwa. Njia ni: kwanza fanya majaribio kwenye uso wa maji safi, pima upunguzaji wa amplitude, kisha pima upunguzaji baada ya kuunda kinyago cha uso, na uhesabu mnato wa kinyago cha uso kutoka kwa tofauti kati ya hizo mbili.
Mnato wa uso unahusiana kwa karibu na uimara wa mask ya uso wa uso. Kwa kuwa filamu ya adsorption ina shinikizo la uso na viscosity, lazima iwe elastic. Kadiri shinikizo la uso na mnato wa utando wa adsorption unavyoongezeka, ndivyo moduli yake ya elastic inavyoongezeka. Moduli ya elastic ya filamu ya adsorption ya uso ni ya umuhimu mkubwa katika mchakato wa utulivu wa povu.
③ Uundaji wa micelles
Suluhisho la dilute la surfactants hufuata sheria za suluhisho bora. Kiasi cha adsorption ya surfactants juu ya uso wa suluhisho huongezeka kwa mkusanyiko wa suluhisho. Wakati mkusanyiko unafikia au kuzidi thamani fulani, kiasi cha adsorption hakiongezeki tena. Molekuli hizi za surfactant nyingi katika suluhu zimeharibika au zipo kwa njia ya kawaida. Mazoezi na nadharia zote mbili zimeonyesha kuwa huunda mkusanyiko katika suluhisho, ambayo huitwa micelles.
Mkusanyiko muhimu wa micelle: Kiwango cha chini kabisa cha ukolezi ambapo viandamizi huunda miseli katika mmumunyo huitwa ukolezi muhimu wa micelle.
④ Thamani ya CMC ya kiboreshaji cha kawaida.
6. Thamani ya usawa wa hidrofili na oleophili
HLB inawakilisha mizani haidrofili ya lipofili, ambayo inawakilisha thamani za msawazo wa haidrofili na lipofili za vikundi vya haidrofili na lipofili za kiboreshaji, yaani, thamani ya HLB ya kinyuziaji. Thamani ya juu ya HLB inaonyesha hidrophilicity yenye nguvu na lipophilicity dhaifu ya molekuli; Kinyume chake, ina lipophilicity kali na hydrophilicity dhaifu.
① Kanuni za Thamani ya HLB
Thamani ya HLB ni thamani ya jamaa, hivyo wakati wa kuunda thamani ya HLB, kama kawaida, thamani ya HLB ya parafini bila sifa za hydrophilic imewekwa kuwa 0, wakati thamani ya HLB ya sulfate ya sodiamu ya dodecyl yenye umumunyifu mkubwa wa maji imewekwa hadi 40. Kwa hiyo, thamani ya HLB ya viboreshaji kwa ujumla iko ndani ya anuwai ya 1-40. Kwa ujumla, vimiminiaji vyenye thamani za HLB chini ya 10 ni lipophilic, huku vimiminaji vilivyo na thamani za HLB zaidi ya 10 ni haidrofili. Kwa hivyo, hatua ya kugeuza kutoka kwa lipophilicity hadi hydrophilicity ni takriban 10.
7. Emulsification na athari za usuluhishi
Vimiminika viwili visivyoweza kutambulika, kimoja kinachoundwa kwa kutawanya chembe (matone au fuwele za kioevu) katika nyingine, huitwa emulsion. Wakati wa kuunda emulsion, eneo la kuingiliana kati ya vinywaji viwili huongezeka, na kufanya mfumo wa thermodynamically kutokuwa na utulivu. Ili kuimarisha emulsion, sehemu ya tatu - emulsifier - inahitaji kuongezwa ili kupunguza nishati ya interfacial ya mfumo. Emulsifiers ni mali ya viboreshaji, na kazi yao kuu ni kufanya kama emulsifiers. Awamu ambayo matone yanapatikana katika emulsion inaitwa awamu ya kutawanywa (au awamu ya ndani, awamu isiyoendelea), na awamu nyingine iliyounganishwa pamoja inaitwa kati ya kutawanywa (au awamu ya nje, awamu inayoendelea).
① Viigaji na emulsions
Emulsion ya kawaida inajumuisha awamu moja ya maji au mmumunyo wa maji, na awamu nyingine ya misombo ya kikaboni ambayo haipatikani na maji, kama vile mafuta, wax, nk. maji yaliyotawanywa katika mafuta huunda maji katika emulsion ya mafuta, inayowakilishwa na W / O (maji / mafuta). Aidha, maji tata katika mafuta katika maji W/O/W na mafuta katika maji katika mafuta O/W/O emulsions inaweza pia kuunda.
Emulsifier huimarisha emulsion kwa kupunguza mvutano wa uso na kuunda mask ya uso ya monolayer.
Mahitaji ya emulsifiers katika emulsification: a: emulsifiers lazima kuwa na uwezo wa adsorb au kuimarisha katika interface kati ya awamu mbili, kupunguza mvutano interfacial; b: Emulsifiers lazima zipe chembe chaji ya umeme, na kusababisha msukosuko wa kielektroniki kati ya chembe au kuunda filamu thabiti, yenye mnato wa juu kuzunguka chembe. Kwa hivyo, vitu vinavyotumiwa kama vimiminia lazima viwe na vikundi vya amfifi ili kuwa na athari za uigaji, na viambata vinaweza kukidhi hitaji hili.
② Mbinu za maandalizi ya emulsion na mambo yanayoathiri utulivu wa emulsion
Kuna njia mbili za kuandaa emulsions: moja ni kutumia mbinu za mitambo ili kutawanya kioevu ndani ya chembe ndogo katika kioevu kingine, ambacho hutumiwa kwa kawaida katika sekta ya kuandaa emulsions; Njia nyingine ni kufuta kioevu katika hali ya molekuli katika kioevu kingine na kisha kuruhusu kuunganishwa ipasavyo ili kuunda emulsion.
Utulivu wa emulsion unarejelea uwezo wao wa kupinga mkusanyiko wa chembe na kusababisha utengano wa awamu. Emulsions ni mifumo isiyobadilika ya thermodynamically na nishati kubwa ya bure. Kwa hiyo, utulivu wa emulsion kwa kweli inahusu wakati unaohitajika kwa mfumo kufikia usawa, yaani, wakati unaohitajika kwa kioevu katika mfumo kutenganisha.
Wakati kuna molekuli za kikaboni za polar kama vile pombe ya mafuta, asidi ya mafuta na amini ya mafuta kwenye mask ya uso, nguvu ya utando huongezeka sana. Hii ni kwa sababu molekuli za emulsifier katika safu ya kiolesura cha adsorption huingiliana na molekuli za polar kama vile pombe, asidi na amini kuunda "changamano", ambayo huongeza nguvu ya kiolesura cha usoni.
Emulsifiers inayojumuisha viambata viwili au zaidi huitwa emulsifiers mchanganyiko. Emulsifiers mchanganyiko huvutia kwenye kiolesura cha maji/mafuta, na mwingiliano wa baina ya molekuli unaweza kuunda changamano. Kwa sababu ya mwingiliano mkali wa kiingilizi, mvutano wa usoni hupunguzwa sana, kiwango cha emulsifier kinachotangazwa kwenye kiolesura kinaongezeka sana, na wiani na nguvu ya mask ya uso wa uso huongezeka.
Malipo ya matone yana athari kubwa juu ya utulivu wa emulsions. Emulsions thabiti huwa na matone yenye chaji za umeme. Wakati wa kutumia emulsifiers ionic, ions emulsifier adsorbed juu ya interface kuingiza makundi yao lipophilic katika awamu ya mafuta, wakati makundi hydrophilic ni katika awamu ya maji, hivyo kufanya matone kushtakiwa. Kwa sababu ya ukweli kwamba matone ya emulsion hubeba malipo sawa, hufukuza kila mmoja na sio kuunganishwa kwa urahisi, na kusababisha kuongezeka kwa utulivu. Inaweza kuonekana kuwa kadiri ioni za emulsifier zinavyotangazwa kwenye matone, ndivyo malipo yao yanavyoongezeka, na uwezo wao wa kuzuia mshikamano wa matone, na kufanya mfumo wa emulsion kuwa thabiti zaidi.
Mnato wa kati ya utawanyiko wa emulsion ina 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 sehemu ya kutawanya ni ya juu, ambayo huzuia kwa nguvu mwendo wa Brownian wa matone ya kioevu, kupunguza kasi ya mgongano kati ya matone, na kuweka mfumo imara. Dutu za polima ambazo huwa mumunyifu katika emulsion zinaweza kuongeza mnato wa mfumo na kuimarisha utulivu wa emulsion. Kwa kuongeza, polima pia inaweza kuunda mask ya usoni imara, na kufanya mfumo wa emulsion kuwa imara zaidi.
Katika baadhi ya matukio, kuongeza poda imara inaweza pia kuimarisha emulsion. Poda imara haipo katika maji, mafuta au kwenye kiolesura, kulingana na uwezo wa kuyeyusha mafuta na maji kwenye unga mnene. Ikiwa poda imara haijatiwa maji kabisa na maji na inaweza kuwa na mafuta, itabaki kwenye interface ya mafuta ya maji.
Sababu kwa nini poda imara haina utulivu wa emulsion ni kwamba poda iliyokusanywa kwenye kiolesura haiimarishi mask ya uso wa kiolesura, ambayo ni sawa na molekuli za emulsifier za kiolesura cha adsorption. Kwa hiyo, karibu chembe za poda imara hupangwa kwenye interface, emulsion itakuwa imara zaidi.
Wafanyabiashara wana uwezo wa kuongeza kwa kiasi kikubwa umumunyifu wa misombo ya kikaboni ambayo haipatikani au kidogo mumunyifu katika maji baada ya kutengeneza micelles katika mmumunyo wa maji, na ufumbuzi ni wazi kwa wakati huu. Athari hii ya micelles inaitwa solubilization. Vimumunyisho vinavyoweza kuzalisha athari za kuyeyusha huitwa vimumunyisho, na misombo ya kikaboni ambayo imeyeyushwa huitwa misombo ya solubilized.
8. Povu
Povu ina jukumu muhimu katika mchakato wa kuosha. Povu inahusu mfumo wa utawanyiko ambao gesi hutawanywa katika kioevu au imara. Gesi ni awamu ya utawanyiko, na kioevu au imara ni kati ya utawanyiko. Ya kwanza inaitwa povu ya kioevu, wakati ya mwisho inaitwa povu ngumu, kama vile plastiki ya povu, glasi ya povu, saruji ya povu, nk.
(1) Uundaji wa povu
Povu hapa inahusu mkusanyiko wa Bubbles kutengwa na filamu ya kioevu. Kutokana na tofauti kubwa ya msongamano kati ya awamu iliyotawanywa (gesi) na kati iliyotawanywa (kioevu), na mnato mdogo wa kioevu, povu inaweza daima kupanda kwa kiwango cha kioevu haraka.
Mchakato wa kutengeneza povu ni kuleta kiasi kikubwa cha gesi ndani ya kioevu, na Bubbles kwenye kioevu hurudi kwenye uso wa kioevu haraka, na kutengeneza mkusanyiko wa Bubble iliyotengwa na kiasi kidogo cha kioevu na gesi.
Povu ina sifa mbili za ajabu katika mofolojia: moja ni kwamba Bubbles kama awamu ya kutawanywa mara nyingi ni polyhedral, kwa sababu katika makutano ya Bubbles, kuna tabia ya filamu kioevu kuwa nyembamba, na kufanya Bubbles polihedral. Wakati filamu ya kioevu inakuwa nyembamba kwa kiasi fulani, Bubbles itavunja; Pili, kioevu safi hawezi kuunda povu imara, lakini kioevu kinachoweza kutengeneza povu ni angalau vipengele viwili au zaidi. Suluhisho la maji ya surfactant ni mfumo wa kawaida rahisi kuzalisha povu, na uwezo wake wa kuzalisha povu pia unahusiana na mali nyingine.
Wasaidizi wenye uwezo mzuri wa kutoa povu huitwa mawakala wa kutoa povu. Ingawa wakala wa povu ana uwezo mzuri wa povu, povu iliyotengenezwa inaweza kuwa na uwezo wa kudumisha kwa muda mrefu, ambayo ni, utulivu wake hauwezi kuwa mzuri. Ili kudumisha utulivu wa povu, dutu ambayo inaweza kuongeza utulivu wa povu mara nyingi huongezwa kwa wakala wa povu, ambayo huitwa stabilizer ya povu. Vidhibiti vya povu vinavyotumika sana ni lauroyl diethanolamine na dodecyl dimethyl amine oksidi.
(2) Utulivu wa povu
Povu ni mfumo usio na utulivu wa thermodynamically, na mwenendo wa mwisho ni kwamba eneo la jumla la uso wa kioevu katika mfumo hupungua na nishati ya bure hupungua baada ya kupasuka kwa Bubble. Mchakato wa kuondoa povu ni mchakato ambao filamu ya kioevu inayotenganisha gesi hubadilisha unene hadi inapasuka. Kwa hiyo, utulivu wa povu ni hasa kuamua na kasi ya kutokwa kioevu na nguvu ya filamu kioevu. Kuna mambo mengine kadhaa ya ushawishi.
① Mvutano wa uso
Kutoka kwa mtazamo wa nishati, mvutano wa chini wa uso ni mzuri zaidi kwa ajili ya kuundwa kwa povu, lakini haiwezi kuthibitisha utulivu wa povu. Mvutano wa chini wa uso, tofauti ya shinikizo la chini, kasi ya polepole ya kutokwa kwa kioevu, na upunguzaji wa polepole wa filamu ya kioevu huchangia uthabiti wa povu.
② Mnato wa uso
Jambo kuu linaloamua utulivu wa povu ni nguvu ya filamu ya kioevu, ambayo imedhamiriwa hasa na uimara wa filamu ya adsorption ya uso, iliyopimwa na viscosity ya uso. Majaribio yanaonyesha kwamba povu inayozalishwa na suluhisho yenye viscosity ya juu ya uso ina maisha ya muda mrefu. 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 huongezeka, kioevu kwenye filamu ya kioevu si rahisi kutolewa, na kasi ya unene wa unene wa filamu ya kioevu ni polepole, ambayo huchelewesha wakati wa kupasuka kwa filamu ya kioevu na huongeza utulivu wa povu.
④ Athari ya 'kurekebisha' ya mvutano wa uso
Viangazio vilivyowekwa kwenye uso wa filamu ya kioevu vina uwezo wa kupinga upanuzi au mnyweo wa uso wa filamu ya kioevu, ambayo tunarejelea kama athari ya ukarabati. Hii ni kwa sababu kuna filamu ya kioevu ya ytaktiva adsorbed juu ya uso, na kupanua eneo la uso wake itapunguza mkusanyiko wa molekuli uso adsorbed na kuongeza mvutano uso. Kupanua zaidi uso utahitaji jitihada kubwa zaidi. Kinyume chake, shrinkage ya uso itaongeza mkusanyiko wa molekuli za adsorbed juu ya uso, kupunguza mvutano wa uso na kuzuia kupungua zaidi.
⑤ Mtawanyiko wa gesi kupitia filamu ya kioevu
Kutokana na kuwepo kwa shinikizo la capillary, shinikizo la Bubbles ndogo katika povu ni kubwa zaidi kuliko ile ya Bubbles kubwa, ambayo itasababisha gesi katika Bubbles ndogo kuenea kwenye Bubbles kubwa ya shinikizo la chini kupitia filamu ya kioevu, na kusababisha jambo kwamba Bubbles ndogo kuwa ndogo, Bubbles kubwa kuwa kubwa, na hatimaye povu hupasuka. Ikiwa surfactant imeongezwa, povu itakuwa sare na mnene wakati wa kutoa povu, na si rahisi kufuta. Kwa kuwa surfactant imepangwa kwa karibu kwenye filamu ya kioevu, ni vigumu kuingiza hewa, ambayo inafanya povu kuwa imara zaidi.
⑥ Athari ya malipo ya uso
Ikiwa filamu ya kioevu ya povu inashtakiwa kwa ishara sawa, nyuso mbili za filamu za kioevu zitapingana, kuzuia filamu ya kioevu kutoka kwa nyembamba au hata uharibifu. Viativo vya Ionic vinaweza kutoa athari hii ya kuleta utulivu.
Kwa kumalizia, nguvu ya filamu ya kioevu ni jambo kuu la kuamua utulivu wa povu. Kama kipitishio cha mawakala wa kutoa povu na vidhibiti vya povu, kubana 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 sio tu hufanya mask ya uso yenyewe kuwa na nguvu ya juu, lakini pia hufanya suluhisho karibu na uso wa uso wa mask kuwa vigumu kutiririka kutokana na mnato wa juu wa uso, hivyo ni vigumu kwa filamu ya kioevu kukimbia, na unene wa filamu ya kioevu ni kudumisha. Aidha, molekuli za uso zilizopangwa kwa karibu zinaweza pia 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 kuzalisha povu au kuondokana na mambo ya utulivu wa povu, kwa hiyo kuna mbinu mbili za kufuta, kimwili na kemikali.
Uharibifu wa kimwili ni kubadili hali ambayo povu hutolewa wakati wa kudumisha utungaji wa kemikali wa ufumbuzi wa povu bila kubadilika. Kwa mfano, usumbufu wa nguvu za nje, mabadiliko ya joto au shinikizo na matibabu ya ultrasonic ni njia zote za kimwili za kuondoa povu.
Mbinu ya kuondoa povu ya kemikali ni kuongeza baadhi ya vitu ili kuingiliana na wakala wa povu, kupunguza nguvu ya filamu ya kioevu kwenye povu, na kisha kupunguza utulivu wa povu ili kufikia lengo la kufuta. Dutu kama hizo huitwa defoamers. Wengi defoamers ni surfactants. Kwa hiyo, kwa mujibu wa utaratibu wa defoaming, defoamers wanapaswa kuwa na uwezo mkubwa wa kupunguza mvutano wa uso, kuwa adsorbed kwa urahisi juu ya uso, na kuwa na mwingiliano dhaifu kati ya molekuli uso adsorbed, na kusababisha muundo huru kiasi mpangilio wa molekuli adsorbed.
Kuna aina mbalimbali za defoamers, lakini ni zaidi zisizo za ionic. Watazamiaji wasio wa ioni wana sifa za kuzuia kutokwa na povu karibu au juu ya sehemu yao ya wingu na hutumiwa kwa kawaida kama viondoa povu. Pombe, haswa zile zilizo na miundo ya matawi, asidi ya mafuta na esta, polyamides, fosfeti, mafuta ya silicone, nk, pia hutumiwa kama defoam 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 kutokwa na povu wa watengenezaji wasio na ioni ni duni sana kuliko sabuni, lakini nguvu zao za kusafisha ni bora zaidi kuliko sabuni.
Katika hali nyingine, povu husaidia kuondoa uchafu. Kwa mfano, wakati wa kuosha meza nyumbani, povu ya sabuni inaweza kuchukua matone ya mafuta yaliyoosha; Wakati wa kusugua zulia, povu husaidia kuondoa uchafu mgumu kama vile vumbi na unga. Kwa kuongezea, povu wakati mwingine inaweza kutumika kama ishara ya ikiwa sabuni ni nzuri, kwa sababu madoa ya mafuta yanaweza kuzuia povu ya sabuni. Wakati kuna mafuta mengi ya mafuta na sabuni ndogo sana, hakutakuwa na povu au povu ya awali itatoweka. Wakati mwingine, povu pia inaweza kutumika kama kiashiria cha ikiwa suuza ni safi. Kwa sababu kiasi cha povu katika suluhisho la suuza hupungua kwa kupungua kwa maudhui ya sabuni, kiwango cha suuza kinaweza kutathminiwa na kiasi cha povu.
9. Mchakato wa kuosha
Kwa maana pana, kuosha ni mchakato wa kuondoa vipengele visivyohitajika kutoka kwa kitu kinachoosha na kufikia lengo fulani. Kuosha kwa maana ya kawaida inahusu mchakato wa kuondoa uchafu kutoka kwenye uso wa carrier. Wakati wa kuosha, mwingiliano kati ya uchafu na carrier hupunguzwa au kuondolewa kupitia hatua ya baadhi ya vitu vya kemikali (kama vile sabuni), kubadilisha mchanganyiko wa uchafu na carrier katika mchanganyiko wa uchafu na sabuni, hatimaye kusababisha uchafu na carrier kujitenga. Kwa vile vitu vya kuoshwa na uchafu wa kuondolewa ni tofauti, kuosha ni mchakato mgumu sana, na mchakato wa msingi wa kuosha unaweza kuwakilishwa na uhusiano rahisi ufuatao.
Mtoa huduma • Uchafu+Sabuni=Mbeba+Uchafu • Sabuni
Mchakato wa kuosha unaweza kawaida kugawanywa katika hatua mbili: moja ni kujitenga kwa uchafu na carrier wake chini ya hatua ya sabuni; Ya pili ni kwamba uchafu uliotengwa hutawanywa na kusimamishwa katikati. Mchakato wa kuosha ni mchakato unaoweza kubadilishwa, na uchafu ambao hutawanywa au kusimamishwa katikati unaweza pia kushuka kutoka kwa kati hadi kwenye nguo. Kwa hiyo, sabuni bora haipaswi tu kuwa na uwezo wa kufuta uchafu kutoka kwa carrier, lakini pia kuwa na uwezo mzuri wa kutawanya na kusimamisha uchafu, na kuzuia uchafu kutoka kwa kuweka tena.
(1) Aina za uchafu
Hata kwa kitu kimoja, aina, muundo, na wingi wa uchafu utatofautiana kulingana na mazingira ya matumizi. Uchafu wa mwili wa mafuta hujumuisha mafuta ya wanyama na mboga, pamoja na mafuta ya madini (kama vile mafuta yasiyosafishwa, mafuta ya mafuta, lami ya makaa ya mawe, nk.), wakati uchafu mgumu hasa unajumuisha moshi, vumbi, kutu, kaboni nyeusi, nk. Kwa upande wa uchafu wa nguo, kuna uchafu kutoka kwa mwili wa binadamu, kama vile jasho, sebum, damu, nk; Uchafu kutoka kwa chakula, kama vile madoa ya matunda, madoa ya mafuta ya kula, madoa ya viungo, wanga, nk; Uchafu unaoletwa na vipodozi, kama vile rangi ya midomo na rangi ya kucha; Uchafu kutoka angahewa, kama vile moshi, vumbi, udongo, nk; Nyenzo zingine kama vile wino, chai, rangi, n.k. Inaweza kusemwa kuwa kuna aina mbalimbali na tofauti.
Aina mbalimbali za uchafu kawaida zinaweza kugawanywa katika makundi matatu: uchafu mgumu, uchafu wa kioevu, na uchafu maalum.
① Uchafu mgumu wa kawaida hujumuisha chembe kama vile majivu, matope, udongo, kutu na kaboni nyeusi. Nyingi za chembe hizi zina chaji ya uso, nyingi zikiwa hasi, na huingizwa kwa urahisi kwenye vitu vyenye nyuzi. Kwa ujumla, uchafu mgumu ni vigumu kufuta katika maji, lakini unaweza kutawanywa na kusimamishwa kwa ufumbuzi wa sabuni. Uchafu mgumu na chembe ndogo ni ngumu kuondoa.
② Uchafu wa kioevu mara nyingi huyeyuka kwenye mafuta, ikijumuisha mafuta ya wanyama na mboga, asidi ya mafuta, alkoholi za mafuta, mafuta ya madini na oksidi zake. Miongoni mwao, mafuta ya wanyama na mboga na asidi ya mafuta yanaweza kufanyiwa saponification na alkali, wakati alkoholi ya mafuta na mafuta ya madini hayana saponified na alkali, lakini inaweza kufuta katika alkoholi, etha, na vimumunyisho vya kikaboni vya hydrocarbon, na kuwa emulsified na kutawanywa na ufumbuzi wa maji ya sabuni. Uchafu wa kioevu mumunyifu kwa mafuta kwa ujumla huwa na nguvu ya mwingiliano yenye vitu vyenye nyuzi na huvutia sana kwenye nyuzi.
③ Uchafu maalum ni pamoja na protini, wanga, damu, majimaji ya binadamu kama vile jasho, sebum, mkojo, na maji ya matunda, maji ya chai, n.k. Uchafu mwingi wa aina hizi unaweza kufyonzwa kwa nguvu kwenye vitu vyenye nyuzi kupitia athari za kemikali. Kwa hiyo, kuosha ni vigumu sana.
Aina mbalimbali za uchafu hazipatikani peke yake, mara nyingi huchanganywa pamoja na kuunganishwa pamoja kwenye vitu. Uchafu wakati mwingine unaweza kuoksidisha, kuoza, au kuoza chini ya ushawishi wa nje, na kusababisha uundaji wa uchafu mpya.
(2) athari ya kujitoa ya uchafu
Sababu kwa nini nguo, mikono, nk inaweza kupata uchafu ni kwa sababu kuna aina fulani ya mwingiliano kati ya vitu na uchafu. Kuna madhara mbalimbali ya kujitoa ya uchafu kwenye vitu, lakini ni hasa wambiso wa kimwili na wambiso wa kemikali.
① Mshikamano halisi wa majivu ya sigara, vumbi, mashapo, kaboni nyeusi na vitu vingine kwenye nguo. Kwa ujumla, mwingiliano kati ya uchafu unaozingatiwa na kitu kilichochafuliwa ni dhaifu, na kuondolewa kwa uchafu pia ni rahisi. Kwa mujibu wa nguvu mbalimbali, kujitoa kimwili ya uchafu inaweza kugawanywa katika kujitoa mitambo na kujitoa umemetuamo.
J: Kushikamana kwa mitambo inarejelea hasa kunata kwa uchafu mgumu kama vile vumbi na mashapo. Kushikamana kwa mitambo ni njia dhaifu ya kujitoa kwa uchafu, ambayo inaweza karibu kuondolewa kwa njia rahisi za mitambo. Hata hivyo, wakati ukubwa wa chembe ya uchafu ni ndogo (<0.1um), ni vigumu zaidi kuondoa.
B: Kushikamana kwa umemetuamo hudhihirishwa hasa na kitendo cha chembe za uchafu zilizochajiwa kwenye vitu vilivyo na chaji tofauti. Vitu vingi vya nyuzi hubeba chaji hasi ndani ya maji na huzingatiwa kwa urahisi na uchafu ulio na chaji chanya kama vile chokaa. Uchafu fulani, ingawa umechajiwa vibaya, kama vile chembe nyeusi za kaboni kwenye miyeyusho yenye maji, unaweza kushikamana na nyuzi kupitia madaraja ya ayoni yanayoundwa na ayoni chanya (kama vile Ca2+, Mg2+, n.k.) kwenye maji (ioni hutenda pamoja kati ya chaji nyingi tofauti, zikifanya kama madaraja).
Umeme tuli ni nguvu kuliko hatua rahisi ya mitambo, na kuifanya kuwa ngumu kuondoa uchafu.
③ Kuondolewa kwa uchafu maalum
Protini, wanga, usiri wa binadamu, juisi ya matunda, juisi ya chai na aina nyingine za uchafu ni vigumu kuondoa na wasaidizi wa jumla na zinahitaji mbinu maalum za matibabu.
Madoa ya protini kama vile krimu, mayai, damu, maziwa, na kinyesi cha ngozi huwa na uwezekano wa kuganda na kubadilika rangi kwenye nyuzi, na hushikamana kwa uthabiti zaidi. Kwa uchafuzi wa protini, protease inaweza kutumika kuiondoa. Protease inaweza kuvunja protini katika uchafu na kuwa amino asidi mumunyifu katika maji au oligopeptidi.
Madoa ya wanga hutoka kwa chakula, na mengine kama vile juisi za nyama, kuweka, nk. Vimeng'enya vya wanga vina athari ya kichocheo kwenye hidrolisisi ya madoa ya wanga, na kuvunja wanga kuwa sukari.
Lipase inaweza kuchochea mtengano wa baadhi ya triglycerides ambayo ni vigumu kuondoa kwa mbinu za kawaida, kama vile sebum inayotolewa na mwili wa binadamu, mafuta ya kula, n.k., kuvunja triglycerides kuwa glycerol mumunyifu na asidi ya mafuta.
Baadhi ya madoa ya rangi kutoka kwa maji ya matunda, juisi ya chai, wino, lipstick, nk mara nyingi ni vigumu kusafisha kabisa hata baada ya kuosha mara kwa mara. Aina hii ya doa inaweza kuondolewa kwa miitikio ya kupunguza oksidi kwa kutumia vioksidishaji au vinakisishaji kama vile bleach, ambayo huvunja muundo wa kromophore au vikundi vya kromophore na kuviharibu kuwa vipengee vidogo vinavyoyeyuka katika maji.
Kwa mtazamo wa kusafisha kavu, kuna takriban aina tatu za uchafu.
① Uchafu mumunyifu wa mafuta hujumuisha mafuta na mafuta mbalimbali, ambayo ni kioevu au grisi na mumunyifu katika vimumunyisho vya kusafisha kavu.
② Uchafu mumunyifu katika maji ni mumunyifu katika mmumunyo wa maji, lakini hakuna katika mawakala kavu kusafisha. Huingiza kwenye nguo katika mfumo wa mmumunyo wa maji, na baada ya maji kuyeyuka, yabisi punjepunje kama vile chumvi isokaboni, wanga, protini, nk.
③ Uchafu usio na maji ya mafuta hauyeyuki katika vimumunyisho vya kusafisha maji na vikavu, kama vile kaboni nyeusi, silicates mbalimbali za chuma na oksidi.
Kutokana na mali tofauti za aina mbalimbali za uchafu, kuna njia tofauti za kuondoa uchafu wakati wa mchakato wa kusafisha kavu. Uchafu mumunyifu wa mafuta, kama vile mafuta ya wanyama na mboga, mafuta ya madini, na mafuta, huyeyuka 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 kimsingi unatokana na nguvu za van der Waals kati ya molekuli.
Ili kuondoa uchafu usio na maji kama vile chumvi za isokaboni, sukari, protini, jasho, n.k., ni muhimu pia kuongeza kiasi kinachofaa cha maji kwa wakala wa kusafisha kavu, vinginevyo uchafu usio na maji ni vigumu kuondoa kutoka kwa nguo. Lakini maji ni vigumu kufuta katika mawakala wa kusafisha kavu, hivyo kuongeza kiasi cha maji, watoaji wa ziada wanahitaji kuongezwa. Maji yaliyopo kwenye mawakala wa kusafisha kavu yanaweza kunyunyiza uchafu na uso wa nguo, na kuifanya iwe rahisi kuingiliana na makundi ya polar ya wasaidizi, ambayo ni ya manufaa kwa adsorption ya surfactants juu ya uso. Zaidi ya hayo, viambata vinapounda micelles, uchafu na maji mumunyifu katika maji vinaweza kufyonzwa ndani ya seli. Vimumunyisho vinaweza kuongeza kiwango cha maji katika vimumunyisho vya kusafisha kavu, lakini pia kuzuia uwekaji upya wa uchafu ili kuongeza athari ya kusafisha.
Kuwepo kwa kiasi kidogo cha maji ni muhimu kwa ajili ya kuondoa uchafu wa mumunyifu wa maji, lakini maji mengi yanaweza kusababisha baadhi ya nguo kuharibika, kukunja, nk, hivyo maudhui ya maji katika sabuni kavu lazima iwe wastani.
Chembe zilizoimara kama vile majivu, matope, udongo na kaboni nyeusi, ambazo haziyeyuki na maji au mumunyifu wa mafuta, kwa ujumla hushikana na nguo kwa umiminiko wa kielektroniki au kwa kuunganishwa na madoa ya mafuta. Katika kusafisha kavu, mtiririko na athari za vimumunyisho vinaweza kusababisha uchafu unaotangazwa na nguvu za kielektroniki kuanguka, wakati mawakala wa kusafisha kavu huweza kufuta madoa ya mafuta, na kusababisha chembe ngumu ambazo huchanganyika na mafuta ya mafuta na kuambatana na nguo kuanguka kutoka kwa wakala wa kusafisha kavu. Kiasi kidogo cha maji na viambatisho katika wakala wa kusafisha vikavu vinaweza kusimamisha na kutawanya kwa utulivu chembe za uchafu ambazo huanguka, na kuzizuia zisitumbukie kwenye nguo tena.
(5) Mambo yanayoathiri athari ya kuosha
Adsorption ya mwelekeo wa surfactants kwenye interface na kupunguzwa kwa mvutano wa uso (interfacial) ni sababu kuu za kuondolewa kwa uchafu wa kioevu au imara. Lakini mchakato wa kuosha ni kiasi ngumu, na hata athari ya kuosha ya aina hiyo ya sabuni huathiriwa na mambo mengine mengi. Sababu hizi ni pamoja na mkusanyiko wa sabuni, joto, asili ya uchafu, aina ya fiber, na muundo wa kitambaa.
① Mkusanyiko wa viambata
Micelles ya surfactants katika suluhisho ina jukumu muhimu katika mchakato wa kuosha. Wakati mkusanyiko unafikia mkusanyiko muhimu wa micelle (cmc), athari ya kuosha huongezeka kwa kasi. Kwa hiyo, mkusanyiko wa sabuni katika kutengenezea unapaswa kuwa juu kuliko thamani ya CMC ili kufikia athari nzuri ya kuosha. Walakini, wakati mkusanyiko wa viboreshaji unazidi thamani ya CMC, athari inayoongezeka ya kuosha inakuwa ndogo, na ongezeko kubwa la mkusanyiko wa surfactant sio lazima.
Wakati wa kutumia umumunyisho ili kuondoa madoa ya mafuta, hata kama ukolezi uko juu ya thamani ya CMC, athari ya usuluhishi bado huongezeka kwa kuongezeka kwa ukolezi wa surfactant. Kwa wakati huu, ni vyema kutumia sabuni ndani ya nchi, kama vile kwenye cuffs na collars ya nguo ambapo kuna uchafu mwingi. Wakati wa kuosha, safu ya sabuni inaweza kutumika kwanza ili kuboresha athari ya solubilization ya surfactants kwenye stains za mafuta.
② Halijoto ina athari kubwa kwenye athari ya kusafisha. Kwa ujumla, kuongeza joto ni manufaa kwa kuondoa uchafu, lakini wakati mwingine joto la juu linaweza pia kusababisha sababu mbaya.
Kuongezeka kwa joto kuna manufaa kwa kuenea kwa uchafu. Madoa ya mafuta madhubuti hutolewa kwa urahisi wakati halijoto iko juu ya kiwango chao cha kuyeyuka, na nyuzi pia huongeza kiwango chao cha upanuzi kutokana na ongezeko la joto. Sababu hizi zote ni za manufaa kwa kuondolewa kwa uchafu. Hata hivyo, kwa vitambaa vikali, mapungufu madogo kati ya nyuzi hupunguzwa baada ya upanuzi wa nyuzi, ambayo haifai kwa kuondolewa kwa uchafu.
Mabadiliko ya halijoto pia huathiri umumunyifu, thamani ya CMC, na saizi ya micelle ya viambata, na hivyo kuathiri athari ya kuosha. Viyatazaji vya mnyororo mrefu 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 ya halijoto kwenye thamani ya CMC na saizi ya micelle ni tofauti kwa viambata vya ioni na visivyo vya ayoni. Kwa viambata vya ioni, ongezeko la joto kwa ujumla husababisha ongezeko la thamani ya CMC na kupungua kwa saizi ya micelle. Hii ina maana kwamba mkusanyiko wa surfactants inapaswa kuongezeka katika suluhisho la kuosha. Kwa viboreshaji visivyo vya ioni, ongezeko la joto husababisha kupungua kwa thamani ya CMC na ongezeko kubwa la saizi ya micelle. Inaweza kuonekana kuwa kuongezeka kwa halijoto ipasavyo kunaweza kusaidia waathiriwaji wasio wa ioni kutekeleza shughuli zao za usoni. Lakini hali ya joto haipaswi kuzidi hatua yake ya wingu.
Kwa kifupi, joto la kuosha linalofaa zaidi linahusiana na formula ya sabuni na kitu kinachoosha. Baadhi ya sabuni zina athari nzuri za kusafisha kwenye joto la kawaida, wakati baadhi ya sabuni zina athari tofauti za kusafisha kwa kuosha baridi na moto.
③ Povu
Watu mara nyingi huchanganya uwezo wa kutoa povu na athari ya kuosha, wakiamini kuwa sabuni zenye uwezo mkubwa wa kutoa povu zina athari bora za kuosha. Matokeo yanaonyesha kuwa athari ya kuosha haihusiani moja kwa moja na kiasi cha povu. Kwa mfano, kutumia sabuni yenye povu ya chini kwa kuosha haina athari mbaya zaidi 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 kubeba matone ya mafuta wakati wa kuosha vyombo kwa mkono. Wakati wa kusugua zulia, povu pia inaweza kuondoa chembe za uchafu kama vile vumbi. Vumbi huchangia sehemu kubwa ya uchafu wa zulia, kwa hivyo kisafisha zulia kinapaswa kuwa na uwezo fulani wa kutoa povu.
Nguvu ya povu pia ni muhimu kwa shampoo. Povu nzuri inayozalishwa na kioevu wakati wa kuosha nywele au kuoga huwafanya watu kujisikia vizuri.
④ Aina za nyuzi na sifa halisi za nguo
Mbali na muundo wa kemikali wa nyuzi zinazoathiri kujitoa na kuondolewa kwa uchafu, kuonekana kwa nyuzi na muundo wa shirika wa nyuzi na vitambaa pia huathiri ugumu wa kuondolewa kwa uchafu.
Mizani ya nyuzi za pamba na ukanda bapa kama muundo wa nyuzi za pamba huathirika zaidi kukusanya uchafu kuliko nyuzi laini. Kwa mfano, kaboni nyeusi iliyoshikamana na filamu ya selulosi (filamu ya wambiso) ni rahisi kuondoa, wakati kaboni nyeusi iliyoshikamana na kitambaa cha pamba ni vigumu kuosha. Kwa mfano, vitambaa vya nyuzi fupi za polyester huathirika zaidi na kukusanya madoa ya mafuta kuliko vitambaa vya nyuzi ndefu, na rangi ya mafuta kwenye vitambaa vya nyuzi fupi pia ni vigumu zaidi kuondoa kuliko yale ya vitambaa vya nyuzi ndefu.
Vitambaa vilivyopigwa vyema na vitambaa vikali, kutokana na mapungufu madogo kati ya nyuzi, vinaweza kupinga uvamizi wa uchafu, lakini pia kuzuia ufumbuzi wa kusafisha kutoka kwa kuondoa uchafu wa ndani. Kwa hiyo, vitambaa vikali vina upinzani mzuri kwa uchafu mwanzoni, lakini pia ni vigumu kusafisha mara moja kuchafuliwa.
⑤ Ugumu wa maji
Mkusanyiko wa ayoni za metali kama vile Ca2+na Mg2+katika maji huwa na athari kubwa kwa athari ya kuosha, hasa wakati viambata vya anionic vinapokutana na Ca2+na Mg2+ions ili kuunda chumvi za kalsiamu na magnesiamu zenye umumunyifu hafifu, ambayo inaweza kupunguza uwezo wao wa kusafisha. Hata kama mkusanyiko wa surfactants ni juu katika maji ngumu, athari yao ya kusafisha bado ni mbaya zaidi kuliko katika kunereka. Ili kufikia athari bora ya kuosha ya viboreshaji, mkusanyiko wa Ca2+ioni katika maji unapaswa kupunguzwa hadi chini ya 1 × 10-6mol/L (CaCO3 inapaswa kupunguzwa hadi 0.1mg/L). Hii inahitaji kuongeza softeners mbalimbali kwa sabuni.
Muda wa kutuma: Aug-16-2024