Teori dasar surfaktan (2)
Busa memainkan peran penting dalam proses pencucian. Busa adalah sistem dispersi gas yang terdispersi dalam cairan atau padatan, dengan gas sebagai fase terdispersi dan cairan atau padatan sebagai media pendispersi, yang pertama disebut busa cair, sedangkan yang terakhir disebut busa padat, seperti busa, kaca busa, semen busa, dll.
I. Pembentukan busa. Busa yang dibahas di sini mengacu pada kumpulan gelembung yang dipisahkan oleh lapisan cairan. Busa ini disebabkan oleh perbedaan densitas yang besar antara fase terdispersi (gas) dan medium terdispersi (cairan), ditambah dengan viskositas cairan yang rendah, sehingga gelembung-gelembung tersebut selalu dapat naik ke permukaan cairan dengan cepat. Proses pembentukan busa adalah dengan membawa sejumlah besar gas ke dalam cairan, gelembung-gelembung di dalam cairan dan dengan cepat kembali ke permukaan cairan, pembentukan agregat gelembung yang dipisahkan oleh sejumlah kecil gas cair
Busa dalam bentuk dua fitur yang signifikan: Pertama, karena fase terdispersi gelembung sering berbentuk polihedral, hal ini dikarenakan pada perpotongan gelembung terdapat kecenderungan untuk menipiskan lapisan cairan sehingga gelembung menjadi polihedral, ketika lapisan cairan menjadi tipis sampai batas tertentu, hal ini menyebabkan pecahnya gelembung; Kedua, cairan murni tidak dapat membentuk busa yang stabil, cairan tersebut dapat membentuk busa, setidaknya dua atau lebih komponen. Larutan surfaktan berair adalah sistem tipikal yang mudah menghasilkan busa, dan kemampuannya untuk menghasilkan busa juga terkait dengan sifat-sifat lainnya.
Surfaktan dengan daya pembusaan yang baik disebut bahan pembusa. Meskipun foaming agent memiliki kemampuan berbusa yang baik, busa yang terbentuk belum tentu dapat dipertahankan dalam jangka waktu yang lebih lama, dengan kata lain, kestabilannya belum tentu baik. Untuk menjaga kestabilan busa, sering ditambahkan ke dalam zat pembentuk busa yang dapat meningkatkan kestabilan zat busa, zat tersebut disebut stabilisator, stabilisator yang umum digunakan adalah lauroyl diethanolamine dan dodecyl dimethylamine oxide.
Kedua, stabilitas busa. Busa adalah sistem yang secara termodinamika tidak stabil, tren terakhir adalah memecah gelembung setelah luas permukaan total cairan dalam sistem berkurang, energi bebas berkurang. Proses penghilang busa adalah film cair yang memisahkan gas dari tebal ke tipis, sampai proses pecah. Oleh karena itu, tingkat stabilitas busa terutama ditentukan oleh kecepatan keluarnya cairan dan kekuatan film cair. Faktor-faktor yang mempengaruhinya juga sebagai berikut.
1 、 Ketegangan permukaan. Dari sudut pandang energi, tegangan permukaan yang rendah lebih menguntungkan untuk pembentukan busa, tetapi tidak menjamin stabilitas busa. Tegangan permukaan rendah, perbedaan tekanan kecil, kecepatan pelepasan menjadi lebih lambat, film cair menjadi lebih tipis lebih lambat, yang kondusif untuk stabilitas busa.
2 、 Viskositas permukaan. Faktor kunci untuk menentukan stabilitas busa adalah kekuatan film cair, dan kekuatan film cair terutama ditentukan oleh soliditas film adsorpsi permukaan, yang diukur dengan viskositas permukaan. Busa yang dihasilkan oleh larutan dengan viskositas permukaan yang lebih besar memiliki umur yang lebih panjang. Ini karena interaksi antara molekul adsorpsi permukaan menyebabkan peningkatan kekuatan film, sehingga meningkatkan umur busa.
3 、 Viskositas larutan. Ketika viskositas cairan itu sendiri meningkat, cairan dalam film cair tidak mudah dibuang, ketebalan film cair menipis lebih lambat, memperlambat waktu pecahnya film, meningkatkan stabilitas busa.
4 、 Efek "perbaikan" dari tegangan permukaan. Surfaktan yang teradsorpsi pada permukaan film cair, kemampuan untuk menahan ekspansi atau kontraksi permukaan film cair, kemampuan ini disebut efek perbaikan. Karena ada surfaktan yang teradsorpsi pada permukaan film cair, perluasan luas permukaannya akan mengurangi konsentrasi molekul yang teradsorpsi di permukaan dan meningkatkan tegangan permukaan. Perluasan permukaan lebih lanjut akan membutuhkan kerja yang lebih besar untuk dilakukan. Sebaliknya kontraksi luas permukaan akan meningkatkan konsentrasi molekul adsorpsi permukaan, yaitu mengurangi tegangan permukaan, yang tidak kondusif untuk kontraksi lebih lanjut.
5, difusi gas melalui film cair. Karena adanya tekanan kapiler, tekanan gelembung kecil pada busa lebih tinggi dari tekanan gelembung besar, yang akan menyebabkan gas pada gelembung kecil berdifusi melalui lapisan cair ke gelembung besar bertekanan rendah, sehingga terjadi fenomena gelembung kecil menjadi lebih kecil dan gelembung besar menjadi lebih besar, dan akhirnya busa pecah. Jika ditambahkan surfaktan, busa akan seragam dan halus serta tidak mudah untuk dihilangkan. Karena surfaktan tersusun rapat pada film cair, sulit untuk bernapas, dan busa lebih stabil.
6 、 Efek muatan permukaan. Jika film cairan busa memiliki muatan simbolis yang sama, kedua permukaan film cairan akan saling menolak, mencegah film cairan menipis atau bahkan hancur. Surfaktan ionik dapat memainkan peran penstabil ini.
Ketiga, penghancuran busa. Prinsip dasar penghancuran busa adalah mengubah kondisi pembentukan busa atau menghilangkan faktor penstabil busa, ada dua jenis metode penghilang busa fisik dan kimiawi. Penghilang busa secara fisik adalah mempertahankan komposisi kimia larutan busa dalam keadaan perubahan kondisi pembentukan busa, seperti gangguan eksternal, perubahan suhu atau tekanan dan perawatan ultrasonik adalah metode fisik yang efektif untuk menghilangkan busa. Metode penghilang busa kimiawi adalah dengan menambahkan zat tertentu dan zat pembentuk busa untuk mengurangi kekuatan lapisan cair dalam busa dan dengan demikian mengurangi stabilitas busa untuk mencapai tujuan penghilang busa, zat tersebut disebut penghilang busa. Sebagian besar penghilang busa adalah surfaktan. Oleh karena itu, sesuai dengan mekanisme kerja penghilang busa, penghilang busa harus memiliki kemampuan yang kuat untuk mengurangi tegangan permukaan, mudah teradsorpsi di permukaan, dan interaksi molekul adsorpsi permukaan lemah, molekul adsorpsi tersusun dalam struktur yang lebih rileks.
Ada berbagai jenis penghilang busa, tetapi pada dasarnya semuanya adalah surfaktan nonionik. Surfaktan non-ionik memiliki sifat anti-pembusaan di dekat atau di atas titik awan dan sering digunakan sebagai penghilang busa. Alkohol, terutama alkohol dengan struktur bercabang, asam lemak dan ester asam lemak, poliamida, ester fosfat, minyak silikon, dan lain-lain juga biasa digunakan sebagai penghilang busa yang sangat baik.
Keempat, busa dan pencucian. Tidak ada hubungan langsung antara busa dan efek pencucian, dan jumlah busa tidak menunjukkan efek pencucian yang baik atau buruk. Sebagai contoh, kinerja pembusaan surfaktan non-ionik jauh lebih rendah daripada sabun, tetapi daya pembersihnya jauh lebih baik daripada sabun. Dalam beberapa kasus, busa dapat membantu menghilangkan kotoran. Misalnya, saat mencuci piring di rumah, busa deterjen dapat menghilangkan tetesan minyak; saat menggosok karpet, busa membantu menghilangkan debu, bedak, dan kotoran padat lainnya. Selain itu, busa terkadang dapat digunakan sebagai tanda keefektifan deterjen, karena minyak berlemak memiliki efek penghambat pada busa deterjen, dan bila terlalu banyak minyak dan terlalu sedikit deterjen, tidak akan ada busa yang dihasilkan, atau busa asli akan hilang. Busa kadang-kadang dapat digunakan sebagai indikator apakah pembilasan bersih, karena jumlah busa dalam larutan pembilasan cenderung berkurang dengan jumlah deterjen, sehingga jumlah busa dapat digunakan untuk mengevaluasi tingkat pembilasan.
Produk seri yang sama
| Nama Produk | Nama Kimia | Nomor CAS |
| IPP | Isopropil palmitat | CAS 142-91-6 |
| IPL | Isopropil Laurate | CAS 10233-13-3 |
| 2-EHP | Isooctyl palmitate | CAS 1341-38-4 |
| PHT | Isopropil miristat | CAS 110-27-0 |