계면활성제의 기본 이론 (2)
거품은 세탁 과정에서 중요한 역할을 합니다. 폼은 액체 또는 고체에 분산된 기체의 분산 시스템으로, 기체를 분산 상으로 하고 액체 또는 고체를 분산 매체로 하며 전자는 액체 폼이라고 하고 후자는 폼, 폼 유리, 폼 시멘트 등과 같은 고체 폼이라고 합니다.
I. 거품의 형성. 여기서 설명하는 거품은 액체 막에 의해 분리된 기포의 집합체를 말합니다. 이 거품은 분산상(기체)과 분산 매체(액체) 사이의 밀도 차이가 크고 액체의 점도가 낮기 때문에 기포가 항상 액체 표면으로 빠르게 올라올 수 있습니다. 거품을 형성하는 과정은 다량의 기체를 액체로 가져오고 액체의 기포를 액체 표면으로 빠르게 되돌려 소량의 액체 가스로 분리 된 기포 응집체를 형성하는 것입니다.
거품은 두 가지 중요한 특징의 형태로 나타납니다: 첫째, 기포의 분산상은 종종 다면체 모양이기 때문에 기포의 교차점이 액체 필름을 얇게하여 기포가 다면체가되는 경향이 있으며, 액체 필름이 어느 정도 얇아지면 기포의 파열로 이어집니다. 둘째, 순수한 액체는 안정적인 거품을 형성 할 수 없으며 액체는 적어도 두 개 이상의 성분으로 거품을 형성 할 수 있습니다. 계면 활성제의 수용액은 거품을 생성하기 쉬운 전형적인 시스템이며 거품을 생성하는 능력은 다른 특성과도 관련이 있습니다.
발포력이 좋은 계면활성제를 발포제라고 합니다. 발포제는 발포력이 좋지만, 형성된 거품이 반드시 장기간 유지되는 것은 아니며, 즉 안정성이 반드시 좋은 것은 아닙니다. 폼의 안정성을 유지하기 위해 종종 폼 형성 제에 첨가하면 폼 물질의 안정성을 높일 수 있으며 이러한 물질을 안정제라고하며 일반적으로 사용되는 안정제는 라우로 일 디에탄올 아민 및 도데 실 디메틸 아민 산화물입니다.
둘째, 거품의 안정성입니다. 거품은 열역학적으로 불안정한 시스템이며, 최종 추세는 시스템에서 액체의 총 표면적이 감소하고 자유 에너지가 감소한 후 거품을 깨뜨리는 것입니다. 소포 과정은 파열 과정까지 가스를 두꺼운 것에서 얇은 것으로 분리하는 액체 막입니다. 따라서 거품의 안정성 정도는 주로 액체 배출 속도와 액체 필름의 강도에 의해 결정됩니다. 그 영향 요인도 다음과 같습니다.
1, 표면 장력. 에너지 관점에서 볼 때 낮은 표면 장력은 거품 형성에 더 유리하지만 거품 안정성을 보장하지는 않습니다. 표면 장력이 낮고 압력 차가 작고 토출 속도가 느려지고 액체 필름이 더 얇아져 거품의 안정성에 도움이됩니다.
2, 표면 점도. 폼의 안정성을 결정하는 핵심 요소는 액막 강도이며, 액막 강도는 주로 표면 점도로 측정되는 표면 흡착 필름의 견고성에 의해 결정됩니다. 표면 점도가 큰 용액에서 생성된 폼은 수명이 더 길어집니다. 이는 표면 흡착 분자 간의 상호 작용으로 인해 필름 강도가 증가하여 폼의 수명이 증가하기 때문입니다.
3, 용액 점도. 액체 자체의 점도가 증가하면 액막의 액체가 배출되기 쉽지 않고 액막 두께가 더 얇아져 필름 파열 시간이 느려져 거품의 안정성이 증가합니다.
4, 표면 장력의 "수리"효과. 액체 필름 표면에 흡착 된 계면 활성제, 액체 필름 표면의 팽창 또는 수축에 저항하는 능력,이 능력을 수리 효과라고합니다. 액체 필름 표면에 계면 활성제가 흡착되어 있기 때문에 표면적이 확장되면 표면에 흡착된 분자의 농도가 감소하고 표면 장력이 증가합니다. 표면을 더 확장하려면 더 많은 작업을 수행해야 합니다. 반대로 표면적이 수축하면 표면 흡착 분자의 농도가 증가하여 표면 장력이 감소하므로 추가 수축에 도움이 되지 않습니다.
5, 액체 필름을 통한 가스의 확산. 모세관 압력의 존재로 인해 거품의 작은 기포의 압력이 큰 기포의 압력보다 높기 때문에 작은 기포의 기체가 액체 막을 통해 저압의 큰 기포로 확산되어 작은 기포가 작아지고 큰 기포가 커지는 현상이 발생하고 결국 거품이 파열됩니다. 계면 활성제를 첨가하면 거품이 균일하고 미세하며 거품이 잘 생기지 않습니다. 계면 활성제가 액체 필름에 밀접하게 배열되어 있기 때문에 호흡이 어렵고 거품이 더 안정적입니다.
6, 표면 전하의 효과. 거품 액체 필름이 동일한 기호 전하를 갖는 경우 액체 필름의 두 표면이 서로 반발하여 액체 필름이 얇아 지거나 파괴되는 것을 방지합니다. 이온성 계면활성제가 이러한 안정화 역할을 할 수 있습니다.
셋째, 거품의 파괴. 거품 파괴의 기본 원리는 거품 생성 조건을 변경하거나 거품의 안정화 요인을 제거하는 것이며, 물리적 및 화학적 거품 제거 방법에는 두 가지 종류가 있습니다. 물리적 소포는 외부 교란, 온도 또는 압력 변화와 같은 거품 생성 조건을 변경하는 상황에서 거품 용액의 화학 성분을 유지하는 것이며 초음파 처리는 거품을 제거하는 효과적인 물리적 방법입니다. 화학적 소포 방법은 특정 물질과 거품 형성제를 첨가하여 거품의 액체막 강도를 감소시켜 거품의 안정성을 감소시켜 소포 목적을 달성하는 것으로, 이러한 물질을 소포제라고 합니다. 소포제의 대부분은 계면활성제입니다. 따라서 소포제의 작용 메커니즘에 따라 소포제는 표면 장력을 줄이는 능력이 강하고 표면에 흡착하기 쉬워야하며 표면 흡착 분자 상호 작용이 약하고 흡착 분자가보다 편안한 구조로 배열되어야합니다.
소포제에는 다양한 종류가 있지만 기본적으로 모두 비이온성 계면활성제입니다. 비이온성 계면활성제는 구름점 근처 또는 그 이상의 거품 방지 특성을 가지며 소포제로 자주 사용됩니다. 알코올, 특히 분지 구조를 가진 알코올, 지방산 및 지방산 에스테르, 폴리아미드, 인산염 에스테르, 실리콘 오일 등도 우수한 소포제로 일반적으로 사용됩니다.
넷째, 거품과 세탁. 거품과 세탁 효과 사이에는 직접적인 연관성이 없으며 거품의 양이 세탁 효과의 좋고 나쁨을 나타내지 않습니다. 예를 들어 비이 온성 계면 활성제의 거품 성능은 비누보다 훨씬 떨어지지 만 세정력은 비누보다 훨씬 우수합니다. 어떤 경우에는 거품이 먼지를 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 집에서 설거지를 할 때 세제의 거품이 기름방울을 제거할 수 있고, 카펫을 닦을 때 거품이 먼지, 가루 및 기타 단단한 먼지를 제거하는 데 도움이 됩니다. 또한 지방성 오일은 세제의 거품을 억제하는 효과가 있고 기름이 너무 많고 세제가 너무 적 으면 거품이 발생하지 않거나 원래 거품이 사라지기 때문에 거품은 때때로 세제의 효과의 표시로 사용될 수 있습니다. 헹굼 용액의 거품 양은 세제의 양에 따라 감소하는 경향이 있으므로 거품의 양을 사용하여 헹굼 정도를 평가할 수 있으므로 거품은 때때로 헹굼이 깨끗한지 여부를 나타내는 지표로 사용할 수 있습니다.
동일 시리즈 제품
| 제품 이름 | 화학 물질 이름 | CAS 번호 |
| IPP | 이소프로필 팔미테이트 | CAS 142-91-6 |
| IPL | 이소프로필 라우레이트 | CAS 10233-13-3 |
| 2-EHP | 이소옥틸 팔미테이트 | CAS 1341-38-4 |
| IPM | 이소프로필 미리스테이트 | CAS 110-27-0 |