Grundlegende Theorie der Tenside (3)
Waschen im üblichen Sinne bezieht sich auf den Prozess der Entfernung von Schmutz von der Oberfläche eines Trägers. Beim Waschen wird die Wechselwirkung zwischen Schmutz und Träger durch die Wirkung einiger chemischer Substanzen (z. B. oberflächenaktive Substanzen wie Waschmittel) geschwächt oder aufgehoben, so dass die Kombination aus Schmutz und Träger in eine Kombination aus Schmutz und Waschmittel umgewandelt wird und schließlich der Schmutz vom Träger getrennt wird. Der grundlegende Prozess des Waschens kann durch eine einfache Beziehung ausgedrückt werden: Träger - Schmutz + Waschmittel = Träger + Schmutz - Waschmittel.
Der Waschvorgang lässt sich in der Regel in zwei Stufen unterteilen: Erstens wird der Schmutz durch die Einwirkung des Waschmittels von seinem Träger getrennt; zweitens wird der gelöste Schmutz dispergiert und im Medium suspendiert. Der Waschvorgang ist ein reversibler Prozess, dispergierter, im Medium suspendierter Schmutz kann auch wieder aus dem Medium auf den gewaschenen Gegenstand abgeschieden werden. Daher sollte ein gutes Waschmittel neben der Fähigkeit, den Schmutz vom Träger zu lösen, auch eine bessere Fähigkeit haben, Schmutz zu dispergieren und zu suspendieren, um die erneute Ablagerung von Schmutz zu verhindern.
A. Anhaftung von Schmutz. Kleidung, Hände, etc. können Schmutz bekommen, weil es eine Art von Interaktion zwischen dem Objekt und dem Schmutz. Schmutz in das Objekt der Haftung einer Vielzahl von Rollen, aber nicht mehr als physikalische Haftung und chemische Haftung von zwei. Ruß, Staub, Schlamm, Sand, Ruß und andere Adhäsion auf der Kleidung ist eine physikalische Adhäsion. Im Allgemeinen ist durch diese Adhäsion von Schmutz, und die Rolle der befleckten Objekt ist relativ schwach, die Entfernung von Schmutz ist auch relativ einfach. Die physikalische Adhäsion von Schmutz lässt sich nach den unterschiedlichen Kräften in mechanische Adhäsion und elektrostatische Kraftadhäsion unterteilen.
1, mechanische Adhäsion bezieht sich auf die Adhäsion von festem Schmutz (wie Staub, Sand). Mechanische Adhäsion ist eine relativ schwache Adhäsion von Schmutz, kann fast durch rein mechanische Methoden entfernt werden, aber wenn der Schmutz relativ klein ist (<0,1um), ist es schwieriger zu entfernen; elektrostatische Kraft Adhäsion ist hauptsächlich in der Rolle der geladenen Schmutzpartikel auf entgegengesetzt geladenen Objekten. Die meisten faserigen Gegenstände sind im Wasser negativ geladen und werden von einigen positiv geladenen Verschmutzungen, wie z. B. Kalk, leicht angegriffen. Einige Verunreinigungen, die zwar negativ geladen sind, wie z. B. Rußpartikel in wässrigen Lösungen, können durch Ionenbrücken (Ionen zwischen mehreren anisotropen Ladungen, die mit ihnen brückenartig zusammenwirken), die von positiven Ionen im Wasser (wie Ca2+ ﹑ Mg2+ usw.) gebildet werden, an den Fasern haften. Der elektrostatische Effekt ist stärker als die einfache mechanische Wirkung, so dass die Schmutzentfernung relativ schwierig ist.
2、Chemische Adhäsion. Chemische Adhäsion bezieht sich auf das Phänomen, dass Schmutz durch chemische oder Wasserstoffbrückenbindungen auf das Objekt wirkt. Fasern enthalten Carboxyl-, Hydroxyl-, Amid- und andere Gruppen. Diese Gruppen und ölige Verschmutzungen wie Fettsäuren und Fettalkohole können leicht Wasserstoffbrücken bilden. Die chemische Kraft ist im Allgemeinen stärker, so dass der Schmutz fester an das Objekt gebunden ist. Diese Art von Schmutz lässt sich mit normalen Methoden nur schwer entfernen, und es sind spezielle Methoden erforderlich, um ihn zu beseitigen. Der Grad der Anhaftung von Schmutz hängt von der Art des Schmutzes selbst und der Art des Objekts ab, an dem er haftet. Im Allgemeinen haften die Partikel leicht an faserigen Gegenständen. Je kleiner der feste Schmutz ist, desto stärker ist die Adhäsion. Hydrophile Gegenstände wie Baumwolle, Glas und andere polare Verschmutzungen haften auf der Oberfläche fester als unpolare Verschmutzungen. Die Adhäsionskraft von unpolarem Schmutz ist größer als die von polarem Schmutz wie polarem Fett, Staub, Lehm usw., der nicht leicht zu entfernen und zu reinigen ist.
Zweitens: der Mechanismus der Schmutzentfernung. Der Zweck des Waschens ist es, Schmutz zu entfernen. In einer bestimmten Temperatur Medium (vor allem Wasser als Medium), die Verwendung von Reinigungsmitteln durch eine Vielzahl von physikalischen und chemischen Wirkungen, schwächen oder zu beseitigen, die Rolle von Schmutz und gewaschenen Gegenstände, unter der Wirkung bestimmter mechanischer Kräfte (wie Hand-Schrubben, Waschmaschine Agitation, Wasser Auswirkungen), so dass Schmutz und gewaschenen Gegenstände aus dem Zweck der Dekontamination.
1、Der Mechanismus der Entfernung von flüssigem Schmutz. Die meisten flüssigen Verschmutzungen sind ölige Verschmutzungen, Öl kann die meisten Fasern benetzen und sich mehr oder weniger als Ölfilm auf der Oberfläche des Fasermaterials ausbreiten. Der erste Schritt des Waschvorgangs ist die Benetzung der Oberfläche durch die Waschlösung, die als glatte, feste Oberfläche der Faser zu erkennen ist. Die Entfernung des flüssigen Schmutzes wird durch eine Art Faltung erreicht. Der flüssige Schmutz liegt ursprünglich in Form eines Ölfilms auf der Oberfläche vor und wird unter der bevorzugten Benetzungswirkung der Waschflüssigkeit auf der festen Oberfläche, d.h. der Faseroberfläche (Wirkung des Benetzungsmittels), Schritt für Schritt zu Ölperlen zusammengerollt, durch die Waschflüssigkeit ersetzt und verlässt schließlich die Oberfläche unter Einwirkung einer bestimmten äußeren Kraft.
2、Der Mechanismus der Festschmutzentfernung. Es handelt sich hauptsächlich um die Benetzung der Schmutzmasse und ihrer Trägeroberfläche durch die Waschflüssigkeit. Durch die Adsorption von Tensiden auf der Oberfläche des festen Schmutzes und seines Trägers wird die Wechselwirkung zwischen dem Schmutz und der Oberfläche verringert und die Haftkraft der Schmutzmasse auf der Oberfläche reduziert, so dass die Schmutzmasse leicht von der Oberfläche des Trägers entfernt werden kann. Darüber hinaus wird durch die Adsorption von Tensiden, insbesondere von ionischen Tensiden, an der Oberfläche von festem Schmutz und Träger das Oberflächenpotenzial von festem Schmutz und Trägeroberfläche erhöht, was die Entfernung von Schmutz begünstigt. Feste oder allgemeine Faseroberflächen sind in wässrigen Medien in der Regel negativ geladen, so dass sich eine diffuse elektrische Doppelschicht auf der Schmutzmasse oder der festen Oberfläche bilden kann. Da sich gleichgeschlechtliche Ladungen gegenseitig abstoßen, wird die Adhäsionskraft von Schmutzplasmen auf festen Oberflächen in Wasser geschwächt. Bei Zugabe eines anionischen Tensids wird die Abstoßungskraft zwischen Schmutzplasmen und Festkörperoberflächen verstärkt, da das anionische Tensid gleichzeitig das negative Oberflächenpotential von Schmutzplasmen und Festkörperoberflächen erhöhen kann, wodurch die Adhäsionskraft von Plasmen weiter verringert wird und Schmutz leichter entfernt werden kann.
Nichtionische Tenside können eine Adsorption an der allgemein geladenen Festkörperoberfläche bewirken, und obwohl sie das Grenzflächenpotenzial nicht wesentlich verändern können, neigen die adsorbierten nichtionischen Tenside dazu, eine gewisse Dicke der Adsorptionsschicht auf der Oberfläche zu bilden, was dazu beiträgt, die erneute Ablagerung von Schmutz zu verhindern. Bei kationischen Tensiden wird durch ihre Adsorption das negative Oberflächenpotenzial der Schmutzmasse und ihrer Trägeroberfläche verringert oder beseitigt, wodurch die Abstoßung zwischen dem Schmutz und der Oberfläche geringer wird, was der Schmutzentfernung nicht förderlich ist; außerdem wird die feste Oberfläche nach der Adsorption kationischer Tenside auf der festen Oberfläche oft hydrophob, was der Benetzung der Oberfläche und dem Waschen nicht förderlich ist.
3. Entfernung von speziellen Verschmutzungen. Eiweiß, Stärke, menschliche Sekrete, Saft, Teesaft und andere Verschmutzungen dieser Art lassen sich durch allgemeine Tenside nur schwer entfernen, so dass spezielle Behandlungsmethoden erforderlich sind.
Drittens, der Dekontaminationsmechanismus der Trockenreinigung. Die obige Einführung bezieht sich auf die Waschwirkung von Wasser als Medium, die so genannte Trockenreinigung bezieht sich im Allgemeinen auf die Waschmethode in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in unpolaren Lösungsmitteln. Im Vergleich zum Waschen mit Wasser ist die Trockenreinigung eine schonendere Art des Waschens. Da bei der Trockenreinigung keine große mechanische Einwirkung erforderlich ist, werden die Kleidungsstücke nicht beschädigt (Falten und Verformungen), und das Trockenreinigungsmittel ist nicht wie Wasser und erzeugt nur selten Ausdehnungs- und Kontraktionseffekte. Solange die Technologie richtig gehandhabt wird, können Sie trocken saubere Kleidung, keine Verformung zu erreichen, kein Verblassen und verlängern die Lebensdauer der hervorragende Ergebnisse.
Aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit der verschiedenen Verschmutzungen gibt es verschiedene Vorgehensweisen für die Entfernung von Schmutz in der chemischen Reinigung. Öllösliche Verschmutzungen wie tierische und pflanzliche Öle, Mineralöle und Fette usw. sind in organischen Lösungsmitteln leicht löslich und lassen sich in der chemischen Reinigung leichter entfernen. Die hervorragende Löslichkeit von Trockenreinigungsmitteln für Öle und Fette ist im Wesentlichen auf die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen zurückzuführen. Für wasserlösliche Verschmutzungen wie anorganische Salze, Zucker, Proteine, Schweiß und andere Verschmutzungen muss dem chemischen Reinigungsmittel aber auch die richtige Menge Wasser zugesetzt werden, sonst lassen sich wasserlösliche Verschmutzungen nur schwer von der Kleidung entfernen. Aber Wasser ist schwieriger in der chemischen Reinigungsmittel zu lösen, so dass die Menge an Wasser zu erhöhen, sondern müssen auch Tenside hinzufügen. Das Vorhandensein von Wasser im Trockenreinigungsmittel kann die Oberfläche von Schmutz und Kleidung hydratisieren, so dass sie leicht mit den polaren Gruppen der Tenside interagieren kann, was die Adsorption von Tensiden an der Oberfläche begünstigt. Wenn Tenside Mizellen bilden, können außerdem wasserlöslicher Schmutz und Wasser in den Mizellen gelöst werden. Neben der Erhöhung des Wassergehalts im Lösungsmittel für die chemische Reinigung können Tenside auch dazu beitragen, die erneute Ablagerung von Schmutz zu verhindern und so die Dekontaminationswirkung zu verbessern. Die Anwesenheit einer kleinen Menge Wasser ist notwendig, um wasserlöslichen Schmutz zu entfernen, aber zu viel Wasser führt zu einer Verformung der Kleidung, Faltenbildung usw., daher muss der Wassergehalt in Trockenreinigungsmitteln moderat sein.
Schmutz, der weder wasser- noch öllöslich ist, wie z. B. Asche, Schlamm, Erde, Ruß und andere feste Partikel, werden im Allgemeinen durch statische Elektrizität adsorbiert oder mit Öl und Schmutz kombiniert, die an der Kleidung haften. In der chemischen Reinigung, Lösungsmittel fließen ﹑ Auswirkungen können die elektrostatische Kraft Adsorption von Schmutz aus, und Trockenreinigungsmittel kann das Öl zu lösen, so dass die Kombination von Öl und Schmutz und an der Kleidung von festen Partikeln aus in der Trockenreinigung Mittel, Trockenreinigungsmittel in einer kleinen Menge von Wasser und Tenside, so dass diese aus der festen Schmutzpartikel können stabile Suspension ﹑ Dispersion, um zu verhindern, dass seine Wieder Ablagerung auf der Kleidung.
Viertens, die Faktoren, die die Rolle des Waschens beeinflussen.
1. Die Konzentration des Tensids. Die Mizellen der Tenside in der Lösung spielen eine wichtige Rolle beim Waschvorgang. Wenn die Konzentration die kritische Mizellenkonzentration (cmc) erreicht, nimmt die Waschwirkung stark zu. Daher sollte die Tensidkonzentration im Lösungsmittel höher sein als der cmc-Wert, um eine gute Waschwirkung zu erzielen. Ist die Tensidkonzentration jedoch höher als der cmc-Wert, ist die Zunahme der Waschwirkung nicht offensichtlich, und es ist unnötig, die Tensidkonzentration zu stark zu erhöhen. Bei der Entfernung von Ölflecken durch Solubilisierung nimmt der Solubilisierungseffekt mit der Konzentration des Tensids zu, auch wenn die Konzentration über dem cmc-Wert liegt. Wenn z. B. die Manschetten und Kragen der Kleidung stärker verschmutzt sind, kann beim Waschen eine Schicht Waschmittel aufgetragen werden, um die Solubilisierungswirkung des Tensids auf Öl zu verbessern.
2、Die Temperatur hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die Dekontaminationswirkung. Im Allgemeinen ist eine Erhöhung der Temperatur gut für die Schmutzentfernung, aber manchmal kann eine zu hohe Temperatur auch ungünstige Faktoren verursachen. Die Temperaturerhöhung begünstigt die Diffusion des Schmutzes, feste Ölablagerungen lassen sich leicht emulgieren, wenn die Temperatur über ihrem Schmelzpunkt liegt, und die Faser dehnt sich durch die Temperaturerhöhung stärker aus, was sich positiv auf die Schmutzentfernung auswirkt. Bei kompakten Geweben verringert sich jedoch der Mikrospalt zwischen den Fasern nach der Faserausdehnung, was für die Schmutzentfernung ungünstig ist.
Temperaturschwankungen wirken sich auch auf die Löslichkeit von Tensiden, den cmc-Wert, die Mizellengröße usw. aus, was wiederum den Wascheffekt beeinflusst. Die Löslichkeit von Tensiden mit langen Kohlenstoffketten ist geringer, wenn die Temperatur niedrig ist, und manchmal ist die Löslichkeit sogar niedriger als der cmc-Wert, so dass die Waschtemperatur entsprechend erhöht werden sollte. Die Wirkung der Temperatur auf den cmc-Wert und die Mizellengröße ist bei ionischen und nichtionischen Tensiden unterschiedlich. Bei ionischen Tensiden führt eine Erhöhung der Temperatur im Allgemeinen zu einem Anstieg des cmc-Werts und einer Verringerung der Mizellengröße, was bedeutet, dass die Tensidkonzentration in der Waschlösung erhöht werden sollte. Bei nichtionischen Tensiden führt eine Temperaturerhöhung zu einer Verringerung des cmc-Werts und zu einer deutlichen Zunahme des Mizellenvolumens, was zeigt, dass eine angemessene Temperaturerhöhung dazu beitragen kann, dass nichtionische Tenside ihre oberflächenaktive Wirkung entfalten. Die Temperatur sollte jedoch ihren Trübungspunkt nicht überschreiten. Welche Waschtemperatur am besten geeignet ist, hängt von der Waschmittelformulierung und dem zu waschenden Objekt ab. Einige Detergenzien haben eine gute Waschwirkung bei Raumtemperatur, während andere Detergenzien eine sehr unterschiedliche Dekontaminationswirkung bei kalter und heißer Wäsche haben.
3, Schaum. Die Menschen sind oft daran gewöhnt, Schaumkapazität und Waschwirkung, dass die schäumende Kraft des Waschmittels Waschwirkung ist gut. In der Tat, die Waschwirkung und die Menge des Schaums ist nicht direkt im Zusammenhang mit niedrigen Schaum Waschmittel zum Waschen, die Waschwirkung ist nicht schlechter als hohe Schaum Waschmittel.
Obwohl Schaum nicht direkt mit dem Waschen zusammenhängt, kann er in manchen Fällen helfen, Schmutz zu entfernen, z. B. beim Geschirrspülen mit der Hand kann der Schaum des Reinigungsmittels die Öltropfen wegtragen. Beim Schrubben von Teppichen kann der Schaum auch Staub und andere feste Schmutzpartikel entfernen; Teppichschmutz macht einen großen Teil des Staubs aus, daher sollten Teppichreinigungsmittel eine gewisse Schaumbildung aufweisen. Schaumbildung ist auch wichtig für Shampoo, Shampoo oder Bad, wenn die Flüssigkeit einen feinen Schaum erzeugt, damit die Menschen sich geschmeidig und wohl fühlen.
4, die Vielfalt der Fasern und die physikalischen Eigenschaften von Textilien. Neben der chemischen Struktur der Faser, die sich auf die Haftung und Entfernung von Schmutz auswirkt, haben auch das Aussehen der Faserform und die Organisation des Garns und des Gewebes einen Einfluss auf die Leichtigkeit der Schmutzentfernung.
5, die Wasserhärte. Die Konzentration von Ca2+, Mg2+ und anderen Metallionen im Wasser hat einen großen Einfluss auf die Waschwirkung, vor allem wenn das anionische Tensid auf Ca2+- und Mg2+-Ionen trifft, die Kalzium- und Magnesiumsalze bilden, die weniger löslich sind und die Dekontaminationsfähigkeit verringern. In hartem Wasser ist die Dekontaminationswirkung selbst bei höherer Tensidkonzentration noch immer viel schlechter als bei der Destillation. Damit das Tensid die beste Waschwirkung entfalten kann, sollte die Ca2+-Ionenkonzentration im Wasser auf 1×10-6mol/L (CaCO3 sollte auf 0,1mg/L reduziert werden) oder weniger reduziert werden. Dies erfordert die Zugabe verschiedener Wasserenthärter zum Waschmittel.
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