1. Tensioni sipërfaqësor
Forca e tkurrjes për gjatësinë e njësisë në sipërfaqen e një lëngu quhet tension sipërfaqësor, i matur në N • M-1.
2. Aktiviteti sipërfaqësor dhe surfaktanti
Prona që mund të zvogëlojë tensionin sipërfaqësor të tretësve quhet aktivitet sipërfaqësor, dhe substancat me aktivitet sipërfaqësor quhen substanca aktive në sipërfaqe.
Surfactant i referohen substancave aktive sipërfaqësore që mund të formojnë mikele dhe agregate të tjera në zgjidhje ujore, kanë aktivitet të lartë sipërfaqësor, dhe gjithashtu kanë lagështi, emulsifikues, shkumëzim, larje dhe funksione të tjera.
3. Karakteristikat strukturore molekulare të surfaktantit
Surfactant janë komponime organike me struktura dhe veti të veçanta që mund të ndryshojnë ndjeshëm tensionin ndërfacial midis dy fazave ose tensionit sipërfaqësor të lëngjeve (zakonisht uji), dhe kanë veti të tilla si lagështia, shkumëzimi, emulsifikimi dhe larja.
Duke folur në mënyrë strukturore, surfaktantët ndajnë një karakteristikë të përbashkët për të përmbajtur dy grupe të ndryshme funksionale në molekulat e tyre. Një fund është një grup jo polar me zinxhir të gjatë që është i tretshëm në vaj, por i patretshëm në ujë, i njohur si një grup hidrofobik ose grup hidrofobik. Këto grupe hidrofobike janë përgjithësisht hidrokarbure me zinxhir të gjatë, ndonjëherë edhe fluorinë organike, organosilicon, organofosfora, zinxhirët e organotinës, etj. Fundi tjetër është një grup funksional i tretshëm në ujë, përkatësisht një grup hidrofil ose grup hidrofil. Grupi hidrofilik duhet të ketë hidrofilitet të mjaftueshëm për të siguruar që i gjithë surfaktanti të jetë i tretshëm në ujë dhe të ketë tretshmërinë e nevojshme. Për shkak të pranisë së grupeve hidrofile dhe hidrofobike në surfaktantë, ato mund të shpërndahen në të paktën një fazë të fazës së lëngshme. Karakteristikat hidrofile dhe oleofile të surfaktantëve quhen amfifilicitet.
4. tipat e surfaktantëve
Surfaktantët janë molekula amfifilike që kanë grupe hidrofobike dhe hidrofile. Grupet hidrofobike të surfaktantëve në përgjithësi përbëhen nga hidrokarbure me zinxhir të gjatë, të tilla si alkyl C8-C20 me zinxhir të drejtë, zinxhir i degëzuar alkil C8-C20, alkilfenil (me 8-16 alkil karboni alkil, etj. Prandaj, vetitë e surfaktantëve lidhen kryesisht me grupet hidrofile përveç madhësisë dhe formës së grupeve hidrofobike. Ndryshimet strukturore të grupeve hidrofile janë më të mëdha se ato të grupeve hidrofobike, kështu që klasifikimi i surfaktantëve zakonisht bazohet në strukturën e grupeve hidrofile. Ky klasifikim bazohet kryesisht në faktin nëse grupet hidrofile janë jonike, duke i ndarë ato në anionikë, kationikë, jonionikë, zwitterionic dhe lloje të tjera të veçanta të surfaktantëve.
5. Karakteristikat e zgjidhjes ujore surfaktante
① Adsorbimi i surfaktantëve në ndërfaqe
Molekulat surfaktante kanë grupe lipofile dhe hidrofile, duke i bërë ato molekula amfifilike. Uji është një lëng fuqishëm polar. Kur surfaktantët shpërndahen në ujë, sipas parimit të ngjashmërisë së polaritetit dhe zmbrapsjes së ndryshimit të polaritetit, grupet e tyre hidrofile tërhiqen në fazën e ujit dhe shpërndahen në ujë, ndërsa grupet e tyre lipofilike zmbrapsin ujin dhe lënë ujin. Si rezultat, molekulat surfaktante (ose jonet) adsorbojnë në ndërfaqen midis dy fazave, duke zvogëluar tensionin ndërfacial midis dy fazave. Sa më shumë molekula surfaktante (ose jone) adsorbohen në ndërfaqe, aq më e madhe është ulja e tensionit ndërfacial.
② Disa veti të membranës së adsorption
Presioni sipërfaqësor i membranës së adsorbimit: Surfaktantët adsorbojnë në ndërfaqen e gazit-të lëngshme për të formuar një membranë të adsorption. Nëse një pjatë lundruese e luajtshme pa fërkime vendoset në ndërfaqe dhe pllaka lundruese shtyn membranën e adsorbimit përgjatë sipërfaqes së zgjidhjes, membrana ushtron një presion në pllakën lundruese, e cila quhet presion i sipërfaqes.
Viskoziteti sipërfaqësor: si presioni i sipërfaqes, viskoziteti i sipërfaqes është një pronë e ekspozuar nga filma molekularë të patretshëm. Pezulloni një unazë platini me një tel metalik të hollë, bëni që aeroplani i tij të kontaktojë sipërfaqen e ujit të lavamanit, rrotulloni unazën e platinit, unaza e platinit pengohet nga viskoziteti i ujit, dhe amplituda gradualisht zbutet, sipas të cilit mund të matet viskoziteti i sipërfaqes. Metoda është: së pari kryeni eksperimente në sipërfaqen e ujit të pastër, matni dobësimin e amplituda, pastaj matni dobësimin pas formimit të maskës së fytyrës sipërfaqësore dhe llogaritni viskozitetin e maskës së fytyrës sipërfaqësore nga ndryshimi midis të dyve.
Viskoziteti i sipërfaqes është i lidhur ngushtë me qëndrueshmërinë e maskës së fytyrës sipërfaqësore. Meqenëse filmi i adsorption ka presion sipërfaqësor dhe viskozitet, ai duhet të jetë elastik. Sa më i lartë të jetë presioni i sipërfaqes dhe viskoziteti i membranës së adsorbimit, aq më i madh aq më i madh moduli elastik i tij. Moduli elastik i filmit të adsorbimit në sipërfaqe ka një rëndësi të madhe në procesin e stabilizimit të shkumës.
③ Formimi i mikeleve
Zgjidhja e holluar e surfaktantëve ndjek ligjet e zgjidhjeve ideale. Sasia e adsorbimit të surfaktantëve në sipërfaqen e një zgjidhje rritet me përqendrimin e zgjidhjes. Kur përqendrimi arrin ose tejkalon një vlerë të caktuar, sasia e adsorbimit nuk rritet më. Këto molekula të tepërta surfaktante në zgjidhje janë të çrregulluara ose ekzistojnë në një mënyrë të rregullt. Të dy praktikat dhe teoria kanë treguar se ato formojnë agregate në zgjidhje, të cilat quhen mikele.
Përqendrimi kritik i micelës: Përqendrimi minimal në të cilin surfaktantët formojnë micele në një zgjidhje quhet përqendrimi kritik i micelës.
④ Vlera CMC e surfaktantit të zakonshëm.
6. Vlera e ekuilibrit hidrofil dhe oleofilik
HLB qëndron për ekuilibrin lipofilik hidrofil, i cili përfaqëson vlerat e ekuilibrit hidrofil dhe lipofilik të grupeve hidrofile dhe lipofilike të një surfaktanti, d.m.th. vlera HLB e surfaktantit. Një vlerë e lartë HLB tregon hidrofilitet të fortë dhe lipofilitet të dobët të molekulës; Përkundrazi, ajo ka lipofilitet të fortë dhe hidrofilitet të dobët.
① Rregulloret mbi vlerën e HLB
Vlera HLB është një vlerë relative, kështu që kur formuloni vlerën HLB, si standard, vlera HLB e parafinës pa veti hidrofile është vendosur në 0, ndërsa vlera HLB e natriumit dodecil sulfat me tretshmëri të fortë uji është vendosur në 40. Prandaj, vlera HLB e Surfactants është përgjithësisht brenda 1-40. Në përgjithësi, emulsifikuesit me vlera HLB më pak se 10 janë lipofilike, ndërsa emulsifikuesit me vlera HLB më të mëdha se 10 janë hidrofile. Prandaj, pika e kthesës nga lipofiliteti në hidrofilitet është afërsisht 10.
7. Efektet e emulsifikimit dhe solubilizimit
Dy lëngje të padiskutueshme, njëra e formuar nga grimcat shpërndarëse (pikat ose kristalet e lëngshme) në tjetrën, quhen emulsione. Kur formoni një emulsion, zona interfaciale midis dy lëngjeve rritet, duke e bërë sistemin termodinamikisht të paqëndrueshëm. Për të stabilizuar emulsionin, një përbërës i tretë - emulsifikues - duhet të shtohet për të zvogëluar energjinë ndërfaciale të sistemit. Emulsifikuesit i përkasin surfaktantëve, dhe funksioni i tyre kryesor është të veprojnë si emulsifikues. Faza në të cilën ekzistojnë pikat në një emulsion quhet faza e shpërndarë (ose faza e brendshme, faza e ndërprerë), dhe faza tjetër e lidhur së bashku quhet mesatarja e shpërndarë (ose faza e jashtme, faza e vazhdueshme).
① emulsifikuesit dhe emulsionet
Emulsionet e zakonshme përbëhen nga një fazë uji ose tretësirë ujore, dhe faza tjetër e komponimeve organike që janë të padiskutueshme me ujë, siç janë vajrat, dylli, etj. Emulsioni i formuar nga uji dhe vaji mund të ndahet në dy lloje bazuar në shpërndarjen e tyre: vaji i shpërndarë në ujë formon një ujë në vajin e vajit, i përfaqësuar nga O/W (vaj/ujë); Uji i shpërndarë në vaj formon një ujë në emulsionin e naftës, i përfaqësuar nga w/o (ujë/vaj). Përveç kësaj, uji i ndërlikuar në vaj në ujë w/o/w dhe vaji në ujë në vaj o/w/o emulsione gjithashtu mund të formohen.
Emulsifikuesi stabilizon emulsionin duke zvogëluar tensionin ndërfacial dhe duke formuar një maskë të fytyrës monolayer.
Kërkesat për emulsifikuesit në emulsifikim: A: Emulsifikuesit duhet të jenë në gjendje të adsorbojnë ose pasurohen në ndërfaqen midis dy fazave, duke zvogëluar tensionin ndërfacial; B: Emulsifikuesit duhet t'i japin grimcave një ngarkesë elektrike, duke shkaktuar zmbrapsje elektrostatike midis grimcave ose duke formuar një film mbrojtës të qëndrueshëm, shumë viskoz rreth grimcave. Pra, substancat e përdorura si emulsifikues duhet të kenë grupe amfifilike për të pasur efekte emulsifikuese, dhe surfaktantët mund të përmbushin këtë kërkesë.
Metodat Metodat e përgatitjes së emulsioneve dhe faktorëve që ndikojnë në stabilitetin e emulsionit
Ekzistojnë dy metoda për përgatitjen e emulsioneve: një është të përdorni metoda mekanike për të shpërndarë lëngun në grimca të vogla në një lëng tjetër, i cili përdoret zakonisht në industri për të përgatitur emulsione; Një metodë tjetër është shpërndarja e një lëngu në një gjendje molekulare në një lëng tjetër dhe më pas ta lejoni atë të grumbullohet në mënyrë të duhur për të formuar një emulsion.
Stabiliteti i emulsioneve i referohet aftësisë së tyre për t'i rezistuar grumbullimit të grimcave dhe të shkaktojë ndarjen e fazës. Emulsionet janë sisteme termodinamike të paqëndrueshme me energji të konsiderueshme të lirë. Prandaj, stabiliteti i një emulsioni në të vërtetë i referohet kohës së kërkuar që sistemi të arrijë ekuilibrin, domethënë kohën e kërkuar që një lëng në sistem të ndahet.
Kur ka molekula organike polare si alkooli yndyror, acidi yndyror dhe amina yndyrore në maskën e fytyrës, forca e membranës rritet ndjeshëm. Kjo për shkak se molekulat e emulsifikuesit në shtresën e adsorbimit të ndërfaqes bashkëveprojnë me molekula polare si alkooli, acidi dhe amina për të formuar një "kompleks", gjë që rrit forcën e maskës së fytyrës së ndërfaqes.
Emulsifikuesit e përbërë nga dy ose më shumë surfaktantë quhen emulsifikues të përzier. Emulsifikuesit e përzier adsorbojnë në ndërfaqen e ujit/vajit, dhe ndërveprimet ndërmolekulare mund të formojnë komplekse. Për shkak të ndërveprimit të fortë ndërmolekular, tensioni ndërfacial zvogëlohet ndjeshëm, sasia e emulsifikuesit të adsorbuar në ndërfaqe është rritur ndjeshëm, dhe rritja e densitetit dhe forcës së maskës së formuar ndërfaciale të fytyrës.
Ngarkesa e pikave ka një ndikim të rëndësishëm në stabilitetin e emulsioneve. Emulsione të qëndrueshme zakonisht kanë pikat me ngarkesa elektrike. Kur përdorni emulsifikues jonikë, jonet emulsifikues të adsorbuar në ndërfaqen futin grupet e tyre lipofile në fazën e vajit, ndërsa grupet hidrofile janë në fazën e ujit, duke i bërë kështu pikat e ngarkuara. Për shkak të faktit se pikat e emulsionit mbajnë të njëjtën ngarkesë, ata zmbrapsin njëri -tjetrin dhe nuk grumbullohen lehtësisht, duke rezultuar në rritjen e stabilitetit. Mund të shihet se sa më shumë jonet emulsifikues të adsorbuar në pikat, aq më e madhe është ngarkesa e tyre dhe më e madhe aftësia e tyre për të parandaluar bashkimin e pikave, duke e bërë sistemin e emulsionit më të qëndrueshëm.
Viskoziteti i mediumit të shpërndarjes së emulsionit ka një ndikim të caktuar në stabilitetin e emulsionit. Në përgjithësi, sa më e lartë të jetë viskoziteti i mediumit shpërndarës, aq më i lartë është stabiliteti i emulsionit. Kjo për shkak se viskoziteti i mediumit shpërndarës është i lartë, i cili pengon fuqimisht lëvizjen Brownian të pikave të lëngshme, ngadalëson përplasjen midis pikave dhe e mban sistemin të qëndrueshëm. Substancat polimer që zakonisht janë të tretshme në emulsione mund të rrisin viskozitetin e sistemit dhe të rrisin qëndrueshmërinë e emulsionit. Përveç kësaj, polimeri gjithashtu mund të formojë një maskë të fytyrës së ndërfaqes së ngurtë, duke e bërë sistemin e emulsionit më të qëndrueshëm.
Në disa raste, shtimi i pluhurit të ngurtë gjithashtu mund të stabilizojë emulsionin. Pluhuri i ngurtë nuk është në ujë, vaj ose në ndërfaqe, në varësi të aftësisë së lagështimit të vajit dhe ujit në pluhurin e ngurtë. Nëse pluhuri i ngurtë nuk është i lagur plotësisht nga uji dhe mund të laget nga vaji, ai do të mbetet në ndërfaqen e vajit të ujit.
Arsyeja pse pluhuri i ngurtë nuk e stabilizon emulsionin është se pluhuri i mbledhur në ndërfaqe nuk forcon maskën e fytyrës së ndërfaqes, e cila është e ngjashme me molekulat e emulsifikuesit të adsorption të ndërfaqes. Prandaj, sa më afër grimcat e pluhurit të ngurtë të rregullohen në ndërfaqe, aq më i qëndrueshëm do të jetë emulsioni.
Surfaktantët kanë aftësinë të rrisin ndjeshëm tretshmërinë e komponimeve organike që janë të pazgjidhshme ose pak të tretshme në ujë pas formimit të mikeleve në tretësirë ujore, dhe zgjidhja është transparente në këtë kohë. Ky efekt i mikeleve quhet solubilizim. Surfaktantët që mund të prodhojnë efekte solubilizuese quhen solubilizues, dhe komponimet organike që janë të tretura quhen komponime të tretura.
8. Shkumë
Shkuma luan një rol të rëndësishëm në procesin e larjes. Shkuma i referohet sistemit të shpërndarjes në të cilin gazi shpërndahet në të lëngshëm ose të ngurtë. Gazi është faza e shpërndarjes, dhe e lëngshme ose e ngurtë është mediumi i shpërndarjes. E para quhet shkumë e lëngshme, ndërsa kjo e fundit quhet shkumë e ngurtë, siç është plastika e shkumës, qelqi i shkumës, çimento shkumë, etj.
(1) Formimi i shkumës
Shkuma këtu i referohet grumbullimit të flluskave të ndara nga filmi i lëngshëm. Për shkak të ndryshimit të madh në densitetin midis fazës së shpërndarë (GAS) dhe mediumit të shpërndarë (të lëngshëm), dhe viskozitetit të ulët të lëngut, shkuma mund të rritet gjithmonë në nivelin e lëngshëm shpejt.
Procesi i formimit të shkumës është të sjellë një sasi të madhe gazi në lëng, dhe flluskat në lëngun kthehen shpejt në sipërfaqen e lëngshme, duke formuar një agregat flluskë të ndarë nga një sasi e vogël e lëngshme dhe gazit
Shkuma ka dy karakteristika të jashtëzakonshme në morfologji: njëra është ajo flluska si fazë e shpërndarë janë shpesh polifrale, sepse në kryqëzimin e flluskave, ekziston një tendencë që filmi i lëngshëm të bëhet më i hollë, duke e bërë flluska polifonale. Kur filmi i lëngshëm bëhet më i hollë në një farë mase, flluskat do të prishen; Së dyti, lëngu i pastër nuk mund të formojë shkumë të qëndrueshme, por lëngu që mund të formojë shkumë është të paktën dy ose më shumë përbërës. Zgjidhja ujore e surfactant është një sistem tipik i lehtë për të gjeneruar shkumë, dhe aftësia e tij për të gjeneruar shkumë është gjithashtu e lidhur me pronat e tjera.
Surfaktantët me aftësi të mirë shkumëzimi quhen agjentë shkumëzues. Megjithëse agjenti i shkumës ka aftësi të mirë të shkumës, shkuma e formuar mund të mos jetë në gjendje të ruajë për një kohë të gjatë, domethënë, stabiliteti i tij mund të mos jetë i mirë. Për të ruajtur qëndrueshmërinë e shkumës, një substancë që mund të rrisë qëndrueshmërinë e shkumës shpesh i shtohet agjentit të shkumës, i cili quhet stabilizues i shkumës. Stabilizuesit e shkumës së përdorur zakonisht janë oksid amine dauroyl diethanolamine dhe dodecil dimetil.
(2) Stabiliteti i shkumës
Shkuma është një sistem termodinamikisht i paqëndrueshëm, dhe tendenca përfundimtare është se sipërfaqja totale e lëngut në sistem zvogëlohet dhe energjia e lirë zvogëlohet pas thyerjes së flluskave. Procesi i defoaming është procesi në të cilin filmi i lëngshëm që ndan trashësinë e ndryshimit të gazit derisa të prishet. Prandaj, stabiliteti i shkumës përcaktohet kryesisht nga shpejtësia e shkarkimit të lëngshëm dhe forca e filmit të lëngshëm. Ka disa faktorë të tjerë ndikues.
① Tensioni sipërfaqësor
Nga pikëpamja e energjisë, tensioni i ulët i sipërfaqes është më i favorshëm për formimin e shkumës, por nuk mund të garantojë qëndrueshmërinë e shkumës. Tensioni i ulët i sipërfaqes, ndryshimi i presionit të ulët, shpejtësia e ngadaltë e shkarkimit të lëngshme dhe rrallimi i filmit të lëngshëm të ngadaltë janë të favorshme për qëndrueshmërinë e shkumës.
Vis Viskoziteti sipërfaqësor
Faktori kryesor që përcakton qëndrueshmërinë e shkumës është forca e filmit të lëngshëm, i cili përcaktohet kryesisht nga qëndrueshmëria e filmit të adsorbimit sipërfaqësor, i matur nga viskoziteti i sipërfaqes. Eksperimentet tregojnë se shkuma e prodhuar nga zgjidhja me viskozitet më të lartë sipërfaqësor ka një jetë më të gjatë. Kjo për shkak se bashkëveprimi midis molekulave të adsorbuar në sipërfaqe çon në rritjen e forcës së membranës, duke përmirësuar kështu jetën e shkumës.
Vis Viskoziteti i zgjidhjes
Kur vetë viskoziteti i lëngut rritet, lëngu në filmin e lëngshëm nuk është i lehtë për tu shkarkuar, dhe shpejtësia e rrallimit të trashësisë së filmit të lëngshëm është e ngadaltë, e cila vonon kohën e këputjes së filmit të lëngshëm dhe rrit qëndrueshmërinë e shkumës.
④ efekti 'riparues' i tensionit sipërfaqësor
Surfaktantët e adsorbuar në sipërfaqen e filmit të lëngshëm kanë aftësinë t'i rezistojnë zgjerimit ose tkurrjes së sipërfaqes së filmit të lëngshëm, të cilin ne i referohemi si efekt riparimi. Kjo për shkak se ekziston një film i lëngshëm i surfaktantëve të adsorbuar në sipërfaqe, dhe zgjerimi i sipërfaqes së tij do të zvogëlojë përqendrimin e molekulave të adsorbuar në sipërfaqe dhe do të rrisë tensionin sipërfaqësor. Zgjerimi i mëtutjeshëm i sipërfaqes do të kërkojë përpjekje më të mëdha. Në të kundërt, tkurrja e sipërfaqes së sipërfaqes do të rrisë përqendrimin e molekulave të adsorbuar në sipërfaqe, duke zvogëluar tensionin e sipërfaqes dhe duke penguar tkurrjen e mëtejshme.
⑤ Shpërndarja e gazit përmes një filmi të lëngshëm
Për shkak të ekzistencës së presionit të kapilarit, presioni i flluskave të vogla në shkumë është më i lartë se ai i flluskave të mëdha, të cilat do të bëjnë që gazi në flluska të vogla të shpërndahet në flluska të mëdha me presion të ulët përmes filmit të lëngshëm, duke rezultuar në fenomenin që flluskat e vogla bëhen më të vogla, flluskat e mëdha bëhen më të mëdha, dhe më në fund prishet shkuma. Nëse shtohet surfaktant, shkuma do të jetë e njëtrajtshme dhe e dendur kur shkumëzohet, dhe nuk është e lehtë të defoamer. Meqenëse surfaktanti është rregulluar ngushtë në filmin e lëngshëm, është e vështirë të ventilohet, gjë që e bën shkumën më të qëndrueshme.
⑥ Ndikimi i ngarkesës sipërfaqësore
Nëse filmi i lëngshëm i shkumës ngarkohet me të njëjtin simbol, të dy sipërfaqet e filmit të lëngshëm do të zmbrapsin njëri -tjetrin, duke parandaluar filmin e lëngshëm nga rrallimi apo edhe shkatërrimi. Surfaktantët jonikë mund të japin këtë efekt stabilizues.
Si përfundim, forca e filmit të lëngshëm është faktori kryesor për të përcaktuar qëndrueshmërinë e shkumës. Si një surfaktant për agjentët e shkumës dhe stabilizuesit e shkumës, ngushtësia dhe qëndrueshmëria e molekulave të adsorbuar në sipërfaqe janë faktorët më të rëndësishëm. Kur bashkëveprimi midis molekulave të adsorbuar në sipërfaqe është i fortë, molekulat e adsorbed janë rregulluar nga afër, gjë që jo vetëm që bën që maskë sipërfaqësore e fytyrës të ketë forcë të lartë, por gjithashtu e bën zgjidhjen ngjitur me maskën sipërfaqësore të fytyrës është e vështirë për të ruajtur. Për më tepër, molekulat sipërfaqësore të rregulluara nga afër gjithashtu mund të zvogëlojnë përshkueshmërinë e molekulave të gazit dhe kështu të rrisin qëndrueshmërinë e shkumës.
(3) Shkatërrimi i shkumës
Parimi themelor i shkatërrimit të shkumës është të ndryshojë kushtet për prodhimin e shkumës ose të eleminojë faktorët e stabilitetit të shkumës, kështu që ekzistojnë dy metoda defoaming, fizike dhe kimike.
Defoaming fizik është të ndryshojë kushtet në të cilat gjenerohet shkuma duke ruajtur përbërjen kimike të zgjidhjes së shkumës të pandryshuar. Për shembull, shqetësimi i forcës së jashtme, temperatura ose ndryshimi i presionit dhe trajtimi tejzanor janë të gjitha metodat fizike efektive për të eleminuar shkumën.
Metoda kimike e defoaming është të shtoni disa substanca për të bashkëvepruar me agjentin e shkumës, të zvogëloni forcën e filmit të lëngshëm në shkumë, dhe pastaj të zvogëloni qëndrueshmërinë e shkumës për të arritur qëllimin e defoaming. Substanca të tilla quhen defoamers. Shumica e defoamers janë surfaktantë. Prandaj, sipas mekanizmit të defoaming, defoamers duhet të ketë një aftësi të fortë për të zvogëluar tensionin sipërfaqësor, të adsorbohet lehtësisht në sipërfaqe dhe të ketë ndërveprime të dobëta midis molekulave të adsorbuar në sipërfaqe, duke rezultuar në një strukturë relativisht të lirshme të rregullimit të molekulave të adsorbed.
Ekzistojnë lloje të ndryshme të defoamers, por ato janë kryesisht surfaktantë jo-jonikë. Surfaktantët jo jonikë kanë veti kundër shkumës afër ose mbi pikën e tyre të reve dhe zakonisht përdoren si defoamers. Alkoolet, veçanërisht ato me struktura degëzimi, acide yndyrore dhe estere, poliamidet, fosfatet, vajrat silikoni, etj., Përdoren gjithashtu zakonisht si defoamers të shkëlqyeshëm.
(4) Shkuma dhe larja
Nuk ka asnjë lidhje të drejtpërdrejtë midis shkumës dhe efektit të larjes, dhe sasia e shkumës nuk do të thotë që efekti i larjes është i mirë ose i keq. Për shembull, performanca shkumëzuese e surfaktantëve jo-jonikë është shumë inferiore ndaj sapunit, por fuqia e tyre e pastrimit është shumë më e mirë se sapuni.
Në disa raste, shkuma është e dobishme në heqjen e papastërtisë. Për shembull, kur larja e enëve në shtëpi, shkuma e pastruesit mund të heqë pikat e vajit të larë; Kur pastroni tapetin, shkuma ndihmon për të hequr papastërti të ngurta siç janë pluhuri dhe pluhuri. Për më tepër, shkuma ndonjëherë mund të përdoret si shenjë nëse pastruesi është efektiv, sepse njollat e vajit yndyror mund të pengojnë shkumën e pastruesit. Kur ka shumë njolla vaji dhe pastrues shumë pak, nuk do të ketë shkumë ose shkuma origjinale do të zhduket. Ndonjëherë, shkuma mund të përdoret gjithashtu si një tregues nëse shpëlarja është e pastër. Për shkak se sasia e shkumës në zgjidhjen e shpëlarjes ka tendencë të ulet me uljen e përmbajtjes së pastruesve, shkalla e shpëlarjes mund të vlerësohet nga sasia e shkumës.
9. Procesi i larjes
Në një kuptim të gjerë, larja është procesi i heqjes së përbërësve të padëshiruar nga objekti që lahet dhe arritja e një qëllimi të caktuar. Larja në kuptimin e zakonshëm i referohet procesit të heqjes së papastërtisë nga sipërfaqja e një transportuesi. Gjatë larjes, bashkëveprimi midis papastërtisë dhe transportuesit dobësohet ose eliminohet përmes veprimit të disa substancave kimike (siç janë pastruesit), duke shndërruar kombinimin e papastërtisë dhe transportuesit në kombinimin e papastërtisë dhe pastruesit, duke bërë që përfundimisht të shkëputet papastërtia dhe bartësi. Ndërsa objektet që duhen larë dhe papastërtitë që do të hiqen janë të larmishme, larja është një proces shumë kompleks, dhe procesi themelor i larjes mund të përfaqësohet nga marrëdhënia e mëposhtme e thjeshtë
Transportuesi • Dirt+pastrues = bartës+papastërti • pastrues
Procesi i larjes zakonisht mund të ndahet në dy faza: njëra është ndarja e papastërtisë dhe bartësit e tij nën veprimin e pastruesit; E dyta është se papastërtia e shkëputur shpërndahet dhe pezullohet në medium. Procesi i larjes është një proces i kthyeshëm, dhe papastërtia që shpërndahet ose pezullohet në medium gjithashtu mund të precipitojë nga mediumi mbi lavanderi. Prandaj, një pastrues i shkëlqyeshëm jo vetëm që duhet të ketë aftësinë për të shkëputur papastërtitë nga transportuesi, por gjithashtu të ketë aftësi të mirë për të shpërndarë dhe pezulluar papastërtitë, dhe të parandalojë që papastërtia të depozitojë përsëri.
(1) Llojet e papastërtisë
Edhe për të njëjtin artikull, lloji, përbërja dhe sasia e papastërtisë do të ndryshojnë në varësi të mjedisit të përdorimit. Papastërtia e trupit të naftës përfshin kryesisht vajra kafshësh dhe vegjetale, si dhe vajra minerale (të tilla si vaji i papërpunuar, vaji i karburantit, katrani i qymyrit, etj.), Ndërsa papastërtia e ngurtë përfshin kryesisht tymin, pluhurin, ndryshkun, karbonin e zi, etj. Për sa i përket papastërtisë së veshjeve, ka papastërti nga trupi i njeriut, siç është djersa, sebumi, gjaku, etj; Papastërti nga ushqimi, të tilla si njollat e frutave, njollat e vajit të ngrënshëm, njollat e erëzave, niseshte, etj; Papastërtia e sjellë nga kozmetika, të tilla si buzëkuqi dhe pllaka e thonjve; Papastërti nga atmosfera, të tilla si tymi, pluhuri, toka, etj; Materiale të tjera si bojë, çaj, bojë, etj. Mund të thuhet se ka lloje të ndryshme dhe të ndryshme.
Lloje të ndryshme të papastërtisë zakonisht mund të ndahen në tre kategori: papastërti të ngurta, papastërti të lëngshme dhe papastërti të veçantë.
Dirt Dirts e ngurta e zakonshme përfshin grimca të tilla si hiri, balta, toka, ndryshku dhe karboni i zi. Shumica e këtyre grimcave kanë një ngarkesë sipërfaqësore, kryesisht negative, dhe lehtësohen lehtësisht në objekte fibroze. Në përgjithësi, papastërtia e ngurtë është e vështirë të shpërndahet në ujë, por mund të shpërndahet dhe pezullohet nga zgjidhjet e pastruesve. Papastërtia e ngurtë me grimca të vogla është e vështirë për t'u hequr.
Dirt Dirt e lëngshme është kryesisht e tretshme në vaj, duke përfshirë vajra kafshësh dhe vegjetale, acide yndyrore, alkoole yndyrore, vajra minerale dhe oksidet e tyre. Midis tyre, vajrat e kafshëve dhe perimeve dhe acideve yndyrore mund të pësojnë saponifikim me alkali, ndërsa alkoolet yndyrore dhe vajrat minerale nuk janë saponifikuar nga alkali, por mund të shpërndahen në alkoolet, eterët dhe tretësit organikë të hidrokarbureve, dhe të emulsifikohen dhe shpërndahen nga solucionet e pestë ujore. Papastërtia e lëngshme e tretshme e vajit në përgjithësi ka një forcë të fortë ndërveprimi me objekte fibroze dhe adsorbs fort në fibra.
③ Dirt Special përfshin proteina, niseshte, gjak, sekrecione njerëzore si djersa, sebumi, urina, si dhe lëngu i frutave, lëngu i çajit, etj. Shumica e këtyre llojeve të papastërtisë mund të adsorbojnë fuqimisht mbi objekte fibroze përmes reaksioneve kimike. Prandaj, larja është mjaft e vështirë.
Lloje të ndryshme të papastërtisë rrallë ekzistojnë vetëm, shpesh të përziera së bashku dhe adsorbohen së bashku në objekte. Papastërtia ndonjëherë mund të oksidohet, dekompozohet ose kalbet nën ndikime të jashtme, duke rezultuar në formimin e papastërtisë së re.
(2) efekti ngjitës i papastërtisë
Arsyeja pse rrobat, duart, etj mund të ndahen është sepse ekziston një lloj ndërveprimi midis objekteve dhe papastërtisë. Ekzistojnë efekte të ndryshme ngjitëse të papastërtisë në objekte, por ato janë kryesisht ngjitja fizike dhe ngjitja kimike.
① Ngjitja fizike e hirit të cigares, pluhurit, sedimentit, karbonit të zi dhe substancave të tjera në veshje. Në përgjithësi, bashkëveprimi midis papastërtisë së aderuar dhe objektit të kontaminuar është relativisht i dobët, dhe heqja e papastërtisë është gjithashtu relativisht e lehtë. Sipas forcave të ndryshme, ngjitja fizike e papastërtisë mund të ndahet në ngjitjen mekanike dhe ngjitjen elektrostatike.
Përgjigje: Ngjitja mekanike kryesisht i referohet ngjitjes së papastërtisë së ngurtë siç janë pluhuri dhe sedimenti. Ngjitja mekanike është një metodë e dobët e ngjitjes për papastërtitë, e cila pothuajse mund të hiqet me metoda të thjeshta mekanike. Sidoqoftë, kur madhësia e grimcave të papastërtisë është e vogël (<0.1um), është më e vështirë të hiqet.
B: Ngjitja elektrostatike manifestohet kryesisht nga veprimi i grimcave të ngarkuara të poshtër në objekte me akuza të kundërta. Shumica e objekteve fibroze mbajnë një ngarkesë negative në ujë dhe lehtësisht respektohen nga papastërtitë e ngarkuara pozitivisht siç është gëlqere. Disa papastërti, megjithëse të ngarkuara negativisht, siç janë grimcat e zeza të karbonit në zgjidhje ujore, mund t'i përmbahen fibrave përmes urave jonike të formuara nga jonet pozitive (të tilla si Ca2+, Mg2+, etj.) Në ujë (jonet veprojnë së bashku midis tarifave të shumta të kundërta, duke vepruar si ura).
Energjia elektrike statike është më e fortë se veprimi i thjeshtë mekanik, duke e bërë relativisht të vështirë heqjen e papastërtisë.
③ Heqja e papastërtisë së veçantë
Proteina, niseshte, sekrecione njerëzore, lëng frutash, lëng çaji dhe lloje të tjera të papastërtisë janë të vështira për t'u hequr me surfaktantë të përgjithshëm dhe kërkojnë metoda të veçanta të trajtimit.
Njollat e proteinave si kremi, vezët, gjaku, qumështi dhe ekskretat e lëkurës janë të prirur për koagulim dhe denaturim në fibra, dhe përmbahen më fort. Për grumbullimin e proteinave, proteaza mund të përdoret për ta hequr atë. Proteaza mund të prishë proteinat në papastërti në aminoacide të tretshme në ujë ose oligopeptide.
Njollat e niseshtës vijnë kryesisht nga ushqimi, ndërsa të tjerët si lëngjet e mishit, paste, etj. Enzimat e niseshtës kanë një efekt katalitik në hidrolizën e njollave të niseshtës, duke thyer niseshte në sheqerna.
Lipaza mund të katalizojë dekompozimin e disa triglicerideve që janë të vështira për t'u hequr me metoda konvencionale, siç është sebumi i sekretuar nga trupi i njeriut, vajrat e ngrënshëm, etj., Për të prishur trigliceridet në glicerinë të tretshme dhe acide yndyrore.
Disa njolla me ngjyra nga lëngu i frutave, lëngu i çajit, bojë, buzëkuq, etj., Shpesh janë të vështira për tu pastruar plotësisht edhe pas larjes së përsëritur. Ky lloj njollash mund të hiqet me anë të reaksioneve të uljes së oksidimit duke përdorur oksidantë ose agjentë zvogëlues të tillë si Bleach, të cilat prishin strukturën e grupeve të kromoforit ose kromoforës dhe i degradojnë ato në përbërës më të vegjël të tretshëm në ujë.
Nga këndvështrimi i pastrimit të thatë, ka afërsisht tre lloje të papastërtisë.
① Papastërtia e tretshme e vajit përfshin vajra dhe yndyrna të ndryshme, të cilat janë të lëngshme ose të yndyrshme dhe të tretshme në tretësit e pastrimit të thatë.
② Dirt i tretshëm në ujë është i tretshëm në tretësirë ujore, por e patretshme në agjentët e pastrimit të thatë. Ai adsorbon veshjen në formën e një solucioni ujor, dhe pasi uji avullon, solide kokrrizore si kripëra inorganike, niseshte, proteina, etj.
③ Uji i vajit të papastërtisë së patretshme është i patretshëm si në ujë ashtu edhe në tretës të pastrimit të thatë, të tilla si karboni i zi, silikate të ndryshme metalike dhe oksidet.
Për shkak të vetive të ndryshme të llojeve të ndryshme të papastërtisë, ekzistojnë mënyra të ndryshme të heqjes së papastërtisë gjatë procesit të pastrimit të thatë. Papastërtia e tretshme e vajit, siç janë vajrat e kafshëve dhe vegjetale, vajrat minerale dhe yndyrnat, janë lehtësisht të tretshme në tretës organikë dhe mund të hiqen lehtësisht gjatë pastrimit të thatë. Tretësira e shkëlqyeshme e tretësve të pastrimit të thatë për naftë dhe yndyrë është në thelb për shkak të forcave van der Waals midis molekulave.
Për heqjen e papastërtisë së tretshme në ujë, siç janë kripërat inorganike, sheqernat, proteinat, djersa, etj., Është gjithashtu e nevojshme të shtoni një sasi të përshtatshme uji në agjentin e pastrimit të thatë, përndryshe papastërtia e tretshme në ujë është e vështirë të hiqet nga veshja. Por uji është i vështirë për tu shpërndarë në agjentët e pastrimit të thatë, në mënyrë që të rrisë sasinë e ujit, duhet të shtohen surfaktantët. Uji i pranishëm në agjentët e pastrimit të thatë mund të hidratojë papastërtitë dhe sipërfaqen e veshjeve, duke e bërë të lehtë bashkëveprimin me grupet polare të surfaktantëve, gjë që është e dobishme për adsorbimin e surfaktantëve në sipërfaqe. Përveç kësaj, kur surfaktantët formojnë micele, papastërtitë e tretshme në ujë dhe uji mund të tretohen në micele. Surfaktantët jo vetëm që mund të rrisin përmbajtjen e ujit në tretësit e pastrimit të thatë, por gjithashtu të parandalojnë depozitimin e ri të papastërtisë për të rritur efektin e pastrimit.
Prania e një sasie të vogël uji është e nevojshme për heqjen e papastërtisë së tretshme në ujë, por uji i tepërt mund të shkaktojë që disa rroba të deformojnë, rrudhen, etj., Kështu që përmbajtja e ujit në pastruesin e thatë duhet të jetë i moderuar.
Grimca të ngurta si hiri, baltë, tokë dhe karboni i zi, të cilat nuk janë as të tretshme në ujë dhe as të tretshme në vaj, në përgjithësi i përmbahen veshjeve nga adsorbimi elektrostatik ose duke u kombinuar me njollat e vajit. Në pastrimin e thatë, fluksi dhe ndikimi i tretësve mund të shkaktojnë që papastërtitë të adsorbohen nga forcat elektrostatike të bien, ndërsa agjentët e pastrimit të thatë mund të shpërndajnë njollat e vajit, duke shkaktuar grimca të ngurta që kombinohen me njollat e vajit dhe ngjiten në rrobat për të rënë nga agjenti i pastrimit të thatë. Sasia e vogël e ujit dhe surfaktantëve në agjentin e pastrimit të thatë mund të pezullojnë dhe shpërndajnë në mënyrë të qëndrueshme grimcat e ngurta të papastërtisë që bien, duke i penguar ata të depozitojnë përsëri në rroba.
(5) Faktorët që ndikojnë në efektin e larjes
Adsorbimi i drejtimit të surfaktantëve në ndërfaqe dhe ulja e tensionit sipërfaqësor (ndërfacial) janë faktorët kryesorë për heqjen e grumbullimit të lëngshëm ose të ngurtë. Por procesi i larjes është relativisht i ndërlikuar, dhe madje edhe efekti i larjes i të njëjtit lloj pastrues ndikohet nga shumë faktorë të tjerë. Këta faktorë përfshijnë përqendrimin e pastruesit, temperaturën, natyrën e papastërtisë, llojin e fibrave dhe strukturën e rrobave.
① Përqendrimi i surfaktantëve
Mikelet e surfaktantëve në zgjidhje luajnë një rol të rëndësishëm në procesin e larjes. Kur përqendrimi arrin përqendrimin kritik të micelës (CMC), efekti i larjes rritet ndjeshëm. Prandaj, përqendrimi i pastruesit në tretës duhet të jetë më i lartë se vlera CMC për të arritur efekt të mirë të larjes. Sidoqoftë, kur përqendrimi i surfaktantëve tejkalon vlerën e CMC, efekti në rritje i larjes bëhet më pak i rëndësishëm, dhe rritja e tepërt e përqendrimit të surfaktantëve është e panevojshme.
Kur përdorni solubilizimin për të hequr njollat e vajit, edhe nëse përqendrimi është mbi vlerën e CMC, efekti i solubilizimit ende rritet me rritjen e përqendrimit të surfaktantit. Në këtë kohë, këshillohet të përdorni pastrues në vend, të tilla si në prangat dhe jakat e rrobave ku ka shumë papastërti. Kur lani, një shtresë e pastruesit mund të aplikohet së pari për të përmirësuar efektin e tretjes së surfaktantëve në njollat e vajit.
② Temperatura ka një ndikim të rëndësishëm në efektin e pastrimit. Në përgjithësi, rritja e temperaturës është e dobishme për heqjen e papastërtisë, por ndonjëherë temperatura e tepërt gjithashtu mund të shkaktojë faktorë të pafavorshëm.
Një rritje e temperaturës është e dobishme për shpërndarjen e papastërtisë. Njollat e ngurta të vajit emulsifikohen lehtësisht kur temperatura është mbi pikën e tyre të shkrirjes, dhe fibrat gjithashtu rrisin shkallën e zgjerimit të tyre për shkak të rritjes së temperaturës. Këta faktorë janë të gjithë të dobishëm për heqjen e papastërtisë. Sidoqoftë, për pëlhura të ngushta, mikro boshllëqet midis fibrave zvogëlohen pas zgjerimit të fibrave, e cila nuk është e favorshme për heqjen e papastërtisë.
Ndryshimet e temperaturës ndikojnë gjithashtu në tretshmërinë, vlerën CMC dhe madhësinë e mikelës së surfaktantëve, duke ndikuar kështu në efektin e larjes. Surfaktantët e gjatë të zinxhirit të karbonit kanë tretshmëri më të ulët në temperatura të ulëta, dhe nganjëherë edhe tretshmëri më të ulët se vlera CMC. Në këtë rast, temperatura e larjes duhet të rritet siç duhet. Efekti i temperaturës në vlerën CMC dhe madhësinë e micelës është i ndryshëm për surfaktantët jonikë dhe jo-jonikë. Për surfaktantët jonikë, një rritje e temperaturës në përgjithësi çon në një rritje të vlerës së CMC dhe një ulje të madhësisë së micelës. Kjo do të thotë që përqendrimi i surfaktantëve duhet të rritet në zgjidhjen e larjes. Për surfaktantët jo-jonikë, rritja e temperaturës çon në një ulje të vlerës së tyre CMC dhe një rritje të konsiderueshme në madhësinë e tyre të micelës. Mund të shihet se rritja e duhur e temperaturës mund të ndihmojë surfaktantët jo-jonikë të ushtrojnë aktivitetin e tyre në sipërfaqe. Por temperatura nuk duhet të tejkalojë pikën e saj të re.
Me pak fjalë, temperatura më e përshtatshme e larjes lidhet me formulën e pastruesit dhe objektit që lahet. Disa pastrues kanë efekte të mira pastrimi në temperaturën e dhomës, ndërsa disa pastrues kanë efekte dukshëm të ndryshme pastrimi për larjen e ftohtë dhe të nxehtë.
③ shkumë
Njerëzit shpesh ngatërrojnë aftësinë e shkumës me efektin e larjes, duke besuar se pastruesit me aftësi të fortë shkumëzimi kanë efekte më të mira të larjes. Rezultatet tregojnë se efekti i larjes nuk lidhet drejtpërdrejt me sasinë e shkumës. Për shembull, përdorimi i pastruesit të ulët të shkumës për larje nuk ka një efekt më të keq të larjes sesa pastruesi i lartë i shkumës.
Megjithëse shkuma nuk është e lidhur drejtpërdrejt me larjen, shkuma është akoma e dobishme për të hequr papastërtitë në disa situata. Për shembull, shkuma e lëngut të larjes mund të mbajë larg pikat e vajit kur lani enët me dorë. Kur pastroni tapetin, shkuma gjithashtu mund të heq grimcat e ngurta të poshtër si pluhuri. Pluhuri përbën një pjesë të madhe të papastërtisë së qilimave, kështu që pastruesi i qilimave duhet të ketë aftësi të caktuar shkumëzimi.
Fuqia e shkumës është gjithashtu e rëndësishme për shampon. Shkuma e imët e prodhuar nga lëngu kur larja e flokëve ose banja i bën njerëzit të ndjehen rehat.
④ Llojet e fibrave dhe vetive fizike të tekstileve
Përveç strukturës kimike të fibrave që ndikojnë në ngjitjen dhe heqjen e papastërtisë, shfaqja e fibrave dhe struktura organizative e fijeve dhe pëlhurave gjithashtu kanë një ndikim në vështirësinë e heqjes së papastërtisë.
Peshoret e fibrave të leshit dhe shiriti i sheshtë si struktura e fibrave të pambukut janë më të prirur për të grumbulluar papastërti sesa fibrat e lëmuara. Për shembull, karboni i zi i aderuar në filmin celulozë (filmi ngjitës) është i lehtë për t’u hequr, ndërsa karboni i zi i ngjitur në pëlhurën e pambukut është e vështirë të lahet. Për shembull, pëlhurat e fibrave të shkurtra poliestër janë më të prirura për grumbullimin e njollave të vajit sesa pëlhura me fibra të gjata, dhe njollat e vajit në pëlhura të shkurtra me fibra janë gjithashtu më të vështira për t'u hequr sesa ato në pëlhura të gjata me fibra.
Fijet e shtrembëruara fort dhe pëlhurat e ngushta, për shkak të mikro boshllëqeve të vogla midis fibrave, mund t'i rezistojnë pushtimit të papastërtisë, por gjithashtu të parandalojnë zgjidhjen e pastrimit nga heqja e papastërtisë së brendshme. Prandaj, pëlhura të ngushta kanë rezistencë të mirë ndaj papastërtisë në fillim, por është gjithashtu e vështirë të pastrohen pasi të ndotni.
⑤ ngurtësia e ujit
Përqendrimi i joneve metalikë si Ca2+dhe Mg2+në ujë ka një ndikim të rëndësishëm në efektin e larjes, veçanërisht kur surfaktantët anionikë hasin jonet Ca2+dhe Mg2+për të formuar kripëra të kalciumit dhe magnezit me tretshmëri të dobët, të cilat mund të zvogëlojnë aftësinë e tyre të pastrimit. Edhe nëse përqendrimi i surfaktantëve është i lartë në ujë të fortë, efekti i tyre i pastrimit është akoma shumë më i keq sesa në distilim. Për të arritur efektin më të mirë të larjes së surfaktantëve, përqendrimi i joneve Ca2+në ujë duhet të zvogëlohet në nën 1 × 10-6mol/L (CACO3 duhet të reduktohet në 0.1mg/L). Kjo kërkon shtimin e zbutësve të ndryshëm në pastrues.
Koha e postimit: Gusht-16-2024