أخبار

1. التوتر السطحي

تسمى قوة الانكماش لكل وحدة طول على سطح السائل التوتر السطحي ، تقاس في N • M-1.

2. النشاط السطحي والسطح السطحي

تسمى الخاصية التي يمكن أن تقلل من التوتر السطحي للمذيبات النشاط السطحي ، وتسمى المواد ذات النشاط السطحي المواد النشطة السطحية.
يشير الفاعل السطحي إلى المواد النشطة السطحية التي يمكن أن تشكل micelles وغيرها من المجاميع في المحاليل المائية ، ولها نشاط سطحي عالي ، وأيضًا للترطيب ، والاستحلاب ، والغسيل ، وغيرها من الوظائف.

3. الخصائص الهيكلية الجزيئية للسطح

الفاعل بالسطح عبارة عن مركبات عضوية ذات هياكل وخصائص خاصة يمكنها تغيير التوتر البيني بشكل كبير بين مرحلتين أو التوتر السطحي للسوائل (عادة الماء) ، ولها خصائص مثل الترطيب ، الرغوة ، الاستحمام ، والغسيل.

من الناحية الهيكلية ، تشترك السطحي في خاصية مشتركة لاحتواء مجموعتين وظيفيتين مختلفتين في جزيئاتها. إحدى الطرفين هي مجموعة غير قطبية طويلة السلسلة قابلة للذوبان في الزيت ولكنها غير قابلة للذوبان في الماء ، والمعروفة باسم مجموعة مسعور أو مجموعة مسعور. هذه المجموعات الكارهة للماء عمومًا هي هيدروكربونات طويلة السلسلة ، وأحيانًا الفلورين العضوي ، والموظف العضوي ، والفوسفور العضوي ، وسلاسل العضوية ، وما إلى ذلك. الطرف الآخر عبارة عن مجموعة وظيفية قابلة للذوبان في الماء ، وهي مجموعة محبة للماء أو مجموعة محبة للماء. يجب أن يكون للمجموعة المحبة للماء كمية كافية للتأكد من أن السطحي بأكمله قابل للذوبان في الماء وله قابلية الذوبان اللازمة. نظرًا لوجود مجموعات محبة للماء وماء في السطحي ، يمكن أن تذوب في مرحلة واحدة على الأقل من الطور السائل. وتسمى الخصائص المحبة للماء والأوليوفيلية من السطحي السطحي.

4.Tespes من السطحي

السطحي هي جزيئات برمائية لها مجموعات مسعور وماء. تتكون المجموعات الكارهة للماء من السطحي عمومًا من الهيدروكربونات طويلة السلسلة ، مثل السلسلة المستقيمة الألكيل C8-C20 ، وسلسلة الألكيل C8-C20 المتفرعة ، وألكيل فينيل (مع 8-16 ذرات ألكيل الكربون) ، وما إلى ذلك. لذلك ، ترتبط خصائص السطحي بشكل رئيسي بالمجموعات المحبة للماء بالإضافة إلى حجم وشكل المجموعات مسعور. التغيرات الهيكلية للمجموعات المحبة للماء أكبر من تلك الموجودة في المجموعات الكارهة للماء ، وبالتالي فإن تصنيف السطحي يعتمد بشكل عام على بنية المجموعات المحبة للماء. يعتمد هذا التصنيف بشكل أساسي على ما إذا كانت المجموعات المحبة للماء أيونية ، وتقسيمها إلى أنواع أنيونية ، كاتيوني ، غير يوني ، zwitterionic ، وغيرها من أنواع السطحي.

الصورة 1

5. خصائص الحل المائي السطحي

① امتصاص السطحي في واجهات

تحتوي جزيئات الفاعل بالسطح على مجموعات محفوظة للدهون وماء ، مما يجعلها جزيئات برمائية. الماء سائل قطبي قوي. عندما يذوب السطحي في الماء ، وفقًا لمبدأ التشابه في القطبية ورفع اختلاف القطبية ، تنجذب مجموعاتها المحبة للماء إلى مرحلة الماء وتذوب في الماء ، في حين أن مجموعاتها الدهنية تنسد الماء وتترك الماء. ونتيجة لذلك ، فإن جزيئات الفاعل بالسطح (أو أيونات) تمتص في الواجهة بين المرحلتين ، مما يقلل من التوتر البيني بين المرحلتين. كلما تم امتصاص جزيئات الفاعل بالسطح (أو الأيونات) على الواجهة ، زاد انخفاض التوتر البيني.

② بعض خصائص غشاء الامتزاز

ضغط السطح من غشاء الامتزاز: الفاعل بالسطح adsorb في واجهة الغاز السائل لتشكيل غشاء امتصاص. إذا تم وضع صفيحة عائمة متحركة بدون احتكاك على الواجهة ويدفع اللوحة العائمة غشاء الامتزاز على طول سطح المحلول ، فإن الغشاء يمارس ضغطًا على اللوحة العائمة ، والذي يسمى ضغط السطح.

اللزوجة السطحية: مثل ضغط السطح ، اللزوجة السطحية هي خاصية معروضة بواسطة الأفلام الجزيئية غير القابلة للذوبان. قم بتعليق حلقة البلاتين مع سلك معدني رفيع ، وجعل طائرته يتواصل مع سطح الماء من الحوض ، وتدوير حلقة البلاتين ، ويعوق الحلقة البلاتينية لزوجة الماء ، ويخفف السعة تدريجياً ، والتي يمكن أن تقاس لزوجة السطح. الطريقة هي: إجراء أول تجارب على سطح الماء النقي ، وقياس توهين السعة ، ثم قياس التوهين بعد تكوين قناع الوجه السطحي ، وحساب لزوجة قناع الوجه السطحي من الفرق بين الاثنين.

ترتبط اللزوجة السطحية ارتباطًا وثيقًا بحزم قناع الوجه السطحي. نظرًا لأن فيلم الامتزاز يحتوي على ضغط سطحي ولزوجة ، يجب أن يكون مرنًا. كلما زاد ضغط السطح ولزوجة غشاء الامتزاز ، زاد معامله المرن. إن المعامل المرن لفيلم الامتزاز السطحي له أهمية كبيرة في عملية تثبيت الرغوة.

③ تشكيل micelles

يتبع الحل المخفف للسطح قوانين الحلول المثالية. تزداد كمية الامتزاز من السطحي على سطح محلول مع تركيز المحلول. عندما يصل التركيز أو يتجاوز قيمة معينة ، لم يعد مبلغ الامتزاز يزيد. هذه الجزيئات السطحية المفرطة في المحلول مضطربة أو موجودة بطريقة منتظمة. أظهرت كل من الممارسة والنظرية أنها تشكل مجاميع في الحل ، والتي تسمى micelles.

تركيز micelle الحرج: يسمى الحد الأدنى من التركيز الذي تشكل فيه السطحي micelles في محلول تركيز micelle الحرج.

④ قيمة CMC للسطح الشائع.

الصورة 2

6. قيمة التوازن المحبب والأوليوفيلي

يرمز HLB إلى التوازن المحبب للدهون المحبب ، والذي يمثل قيم التوازن المحبب والدهون للمجموعات المحبة للماء والدهون من الفاعل بالسطح ، أي قيمة HLB للسطح. تشير قيمة HLB العالية إلى الماء القوي وضعف الدهون في الجزيء ؛ على العكس من ذلك ، فإنه يحتوي على الدهون القوية وضعف الماء الضعيف.

① اللوائح على قيمة HLB

قيمة HLB هي قيمة نسبية ، لذلك عند صياغة قيمة HLB ، كمعيار ، يتم تعيين قيمة HLB للبارافين بدون خصائص محبة للماء على 0 ، بينما يتم تعيين قيمة HLB لكبريتات دوديسيل الصوديوم مع قابلية الذوبان في الماء القوية إلى 40. بشكل عام ، فإن المستحلبات مع قيم HLB أقل من 10 هي محبة للدهون ، في حين أن المستحلبات مع قيم HLB أكبر من 10 هي ماء. لذلك ، فإن نقطة التحول من الشحوم إلى الماء حوالي 10.

7. آثار المستحلب والذوبان

يسمى سائلان غير قابلتين ، أحدهما يتكون من جسيمات تشتت (قطرات أو بلورات سائلة) في الآخر ، المستحلبات. عند تشكيل مستحلب ، تزداد المنطقة البينية بين السوائل ، مما يجعل النظام غير مستقر حراريًا. لتحقيق الاستقرار في المستحلب ، يجب إضافة المكون الثالث - المستحلب - لتقليل الطاقة البينية للنظام. تنتمي المستحلبون إلى السطحي ، ووظائفها الرئيسية هي أن تكون بمثابة مستحلبات. تسمى المرحلة التي توجد فيها القطرات في مستحلب المرحلة المشتتة (أو المرحلة الداخلية ، والمرحلة المتقطعة) ، وتسمى المرحلة الأخرى المتصلة معًا الوسيلة المشتتة (أو المرحلة الخارجية ، المرحلة المستمرة).

① المستحلبات والمستحلبات

تتكون المستحلبات الشائعة من مرحلة واحدة من الماء أو المحلول المائي ، والمرحلة الأخرى من المركبات العضوية غير القابلة للاستمتاع بالماء ، مثل الزيوت ، الشمعاء ، إلخ. يشكل المياه المشتتة بالزيت ماءًا في مستحلب الزيت ، يمثله ث/س (الماء/الزيت). بالإضافة إلى ذلك ، قد تتشكل المياه المعقدة في الزيت في الماء ث/ث والزيت في الماء في الزيت O/W/O أيضًا.

يستقر مستحلب المستحلب عن طريق تقليل التوتر البيني وتشكيل قناع الوجه أحادي الطبقة.

متطلبات المستحلبات في المستحلب: A: يجب أن تكون المستحلبات قادرة على امتصاص أو إثراء على الواجهة بين المرحلتين ، مما يقلل من التوتر البيني ؛ ب: يجب أن تعطي المستحلبات الجسيمات شحنة كهربائية ، مما يسبب التنافر الإلكتروستاتيكي بين الجسيمات أو تشكيل فيلم وقائي مستقر للغاية حول الجسيمات. لذلك ، يجب أن يكون للمواد المستخدمة كمستحلبات مجموعات برمائية لتأثيرات المستحلب ، ويمكن أن تفي المواد السطحي بهذا المطلب.
② طرق إعداد المستحلبات والعوامل التي تؤثر على استقرار المستحلب

هناك طريقتان لإعداد المستحلبات: أحدهما هو استخدام الطرق الميكانيكية لتفريق السائل إلى جزيئات صغيرة في سائل آخر ، والذي يستخدم عادة في الصناعة لإعداد المستحلبات ؛ هناك طريقة أخرى تتمثل في حل سائل في حالة جزيئية في سائل آخر ثم السماح له بالتجميع بشكل مناسب لتشكيل مستحلب.

يشير استقرار المستحلبات إلى قدرتها على مقاومة تجميع الجسيمات والتسبب في فصل الطور. المستحلبات هي أنظمة غير مستقرة ديناميكية ذات طاقة حرة كبيرة. لذلك ، يشير استقرار المستحلب فعليًا إلى الوقت اللازم للنظام للوصول إلى التوازن ، أي الوقت اللازم لسائل في النظام.

عندما تكون هناك جزيئات عضوية قطبية مثل الكحول الدهني والأحماض الدهنية والأمين الدهني في قناع الوجه ، تزداد قوة الغشاء بشكل كبير. وذلك لأن جزيئات المستحلب في طبقة امتصاص الواجهة تتفاعل مع الجزيئات القطبية مثل الكحول والحمض والأمين لتشكيل "مجمع" ، مما يزيد من قوة قناع الوجه الواجهة.

المستحلبات المكونة من اثنين أو أكثر من السطحي يسمى مستحلبات مختلطة. المستحلبات المختلطة adsorb على واجهة الماء/الزيت ، والتفاعلات بين الجزيئات يمكن أن تشكل مجمعات. بسبب التفاعل الجزيئي القوي ، يتم تقليل التوتر البيني بشكل كبير ، وزيادة كمية المستحلبات الممتصة على الواجهة بشكل كبير ، وزيادة كثافة وقوة قناع الوجه بين الوجه المتشكل.

تهمة القطرات لها تأثير كبير على استقرار المستحلبات. عادة ما يكون للمستحلبات المستقرة قطرات مع رسوم كهربائية. عند استخدام المستحلبات الأيونية ، تم امتصاص أيونات المستحلبات على الواجهة إلى مجموعاتها الدهنية في مرحلة الزيت ، بينما تكون المجموعات المحبة للماء في مرحلة الماء ، مما يجعل القطرات مشحونة. نظرًا لحقيقة أن قطرات المستحلب تحمل نفس التهمة ، فإنها صد بعضها البعض ولا يتم تكتلها بسهولة ، مما يؤدي إلى زيادة الاستقرار. يمكن أن نرى أنه كلما تم امتصاص أيونات المستحلبات على القطرات ، زادت شحنتها ، وكلما زادت قدرتها على منع حدوث قطرة ، مما يجعل نظام المستحلب أكثر استقرارًا.

لزوجة وسط تشتت المستحلب لها تأثير معين على استقرار المستحلب. بشكل عام ، كلما ارتفعت لزوجة الوسيلة المشتتة ، كلما ارتفع استقرار المستحلب. وذلك لأن لزوجة الوسيط المشتت مرتفع ، مما يعيق بقوة الحركة البراونية للقطرات السائلة ، وتبطئ التصادم بين القطرات ، وتبقي النظام مستقرًا. يمكن لمواد البوليمر التي عادة ما تكون قابلة للذوبان في المستحلبات أن تزيد من لزوجة النظام وتعزز استقرار المستحلب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للبوليمر أيضًا تشكيل قناع للوجه الواجهة الصلبة ، مما يجعل نظام المستحلب أكثر استقرارًا.

في بعض الحالات ، يمكن لإضافة مسحوق صلب أيضًا تثبيت المستحلب. المسحوق الصلب ليس في الماء أو الزيت أو في الواجهة ، اعتمادًا على قدرة الترطيب للزيت والماء على المسحوق الصلب. إذا لم يتم ترطيب المسحوق الصلب بالكامل بالماء ويمكن أن يبلله الزيت ، فسيبقى على واجهة زيت الماء.

السبب في أن المسحوق الصلب لا يستقر على المستحلب هو أن المسحوق الذي تم جمعه في الواجهة لا يعزز قناع الوجه الواجهة ، والذي يشبه جزيئات مستحلبات امتصاص الواجهة. لذلك ، كلما تم ترتيب جزيئات المسحوق الصلبة في الواجهة ، كلما كان المستحلب أكثر استقرارًا.

يتمتع السطحي بالقدرة على زيادة قابلية ذوبان المركبات العضوية بشكل كبير غير القابلة للذوبان أو القابلة للذوبان قليلاً في الماء بعد تشكيل micelles في محلول مائي ، والمحلول شفاف في هذا الوقت. يسمى هذا التأثير من micelles الذوبان. وتسمى السطحي التي يمكن أن تنتج تأثيرات الذوبان المذاب ، وتسمى المركبات العضوية التي يتم إذابة المركبات المذلعة.

الصورة 3

8. رغوة

تلعب الرغوة دورًا مهمًا في عملية الغسيل. تشير الرغوة إلى نظام التشتت الذي يتم فيه تفريق الغاز في السائل أو الصلبة. الغاز هو مرحلة التشتت ، والسائل أو الصلبة هو وسيط التشتت. السابق يسمى الرغوة السائلة ، في حين أن الأخير يسمى الرغوة الصلبة ، مثل البلاستيك الرغوي ، والزجاج الرغوي ، والأسمنت الرغوي ، إلخ.

(1) تشكيل الرغوة

تشير الرغوة هنا إلى تجميع الفقاعات مفصولة بالفيلم السائل. بسبب الاختلاف الكبير في الكثافة بين المرحلة المشتتة (الغاز) والوسيط المشتت (السائل) ، واللزوجة المنخفضة للسائل ، يمكن أن ترتفع الرغوة دائمًا إلى المستوى السائل بسرعة.

تتمثل عملية تكوين الرغوة في جلب كمية كبيرة من الغاز إلى السائل ، والفقاعات الموجودة في السائل إلى السطح السائل بسرعة ، وتشكيل مجموعة فقاعة مفصولة بكمية صغيرة من السائل والغاز

الرغوة لها خصائصان ملحوظة في التشكل: الأول هو أن الفقاعات كطور مشتت غالبًا ما تكون متعددة السدود ، لأنه عند تقاطع الفقاعات ، هناك ميل لتصبح الفيلم السائل أرق ، مما يجعل الفقاعات متعددة السطوح. عندما يصبح الفيلم السائل أرق إلى حد ما ، ستنهار الفقاعات ؛ ثانياً ، لا يمكن للسائل النقي أن يشكل رغوة مستقرة ، لكن السائل الذي يمكن أن يشكل الرغوة لا يقل عن مكونين أو أكثر. الحل المائي للسطح هو نظام نموذجي سهل توليد الرغوة ، وقدرته على توليد الرغوة مرتبطة أيضًا بالخصائص الأخرى.

وتسمى السطحي مع القدرة الرغوة الجيدة عوامل الرغوة. على الرغم من أن وكيل الرغوة لديه قدرة على رغوة جيدة ، إلا أن الرغوة التي تم تشكيلها قد لا تكون قادرة على الحفاظ عليها لفترة طويلة ، أي أن استقراره قد لا يكون جيدًا. من أجل الحفاظ على استقرار الرغوة ، غالبًا ما تتم إضافة مادة يمكن أن تزيد من استقرار الرغوة إلى عامل الرغوة ، والذي يسمى مثبت الرغوة. مثبتات الرغوة شائعة الاستخدام هي لورويل ديثانولامين وأكسيد دوديسيل ثنائي ميثيل أمين.

(2) استقرار الرغوة

الرغوة هي نظام غير مستقر الديناميكي الحراري ، والاتجاه النهائي هو أن المساحة الكلية للسائل السائل في النظام تتناقص وتنخفض الطاقة الحرة بعد كسر الفقاعة. عملية defoaming هي العملية التي يتغير فيها الفيلم السائل الذي يفصل سمك الغاز إلى أن يمزق. لذلك ، يتم تحديد استقرار الرغوة بشكل رئيسي من خلال سرعة التفريغ السائل وقوة الفيلم السائل. هناك العديد من العوامل المؤثرة الأخرى.

① التوتر السطحي

من وجهة نظر الطاقة ، يكون التوتر السطحي المنخفض أكثر ملاءمة لتشكيل الرغوة ، لكنه لا يمكن أن يضمن استقرار الرغوة. التوتر السطحي المنخفض ، والفرق المنخفض للضغط ، وسرعة التفريغ السائل البطيء ، وتخفيف الأفلام السائل البطيء يفضي إلى استقرار الرغوة.

② لزوجة السطح

العامل الرئيسي الذي يحدد استقرار الرغوة هو قوة الفيلم السائل ، والذي يتم تحديده بشكل أساسي من خلال حزم فيلم الامتزاز السطحي ، يقاس اللزوجة السطحية. تُظهر التجارب أن الرغوة التي ينتجها الحل مع اللزوجة السطحية العالية لها حياة أطول. وذلك لأن التفاعل بين الجزيئات الممتصة على السطح يؤدي إلى زيادة قوة الغشاء ، وبالتالي تحسين عمر الرغوة.

③ حل اللزوجة

عندما تزداد لزوجة السائل نفسه ، لا يسهل تفريغ السائل في الفيلم السائل ، وسرعة ترقق سمك الفيلم السائل بطيئة ، مما يؤدي إلى تأخير وقت تمزق الفيلم السائل ويزيد من استقرار الرغوة.

④ تأثير "إصلاح" التوتر السطحي

يتم امتصاص السطحي الممتص على سطح الفيلم السائل القدرة على مقاومة التوسع أو تقلص سطح الفيلم السائل ، والذي نشير إليه على أنه تأثير الإصلاح. وذلك لأن هناك فيلمًا سائلًا من المواد السطحية الممتصة على السطح ، وتوسيع مساحة سطحه سيقلل من تركيز الجزيئات الممتصة السطحية وزيادة التوتر السطحي. سيتطلب زيادة توسيع السطح جهد أكبر. وعلى العكس ، فإن انكماش مساحة السطح سيزيد من تركيز الجزيئات الممتصة على السطح ، مما يقلل من التوتر السطحي ويعوق المزيد من الانكماش.

⑤ انتشار الغاز من خلال فيلم سائل

نظرًا لوجود ضغط الشعيرات الدموية ، يكون ضغط الفقاعات الصغيرة في الرغوة أعلى من فقاعات كبيرة ، مما سيؤدي إلى انتشار الغاز في الفقاعات الصغيرة في الفقاعات الكبيرة ذات الضغط المنخفض عبر الفيلم السائل ، مما يؤدي إلى ظهور الظاهرة التي تصبح الفقاعات الصغيرة أصغر ، وأصبحت الفقاعات الكبيرة أكبر ، وأخيراً استراحة الرغوة. إذا تمت إضافة الفاعل بالسطح ، فستكون الرغوة موحدة وكثيفة عند الرغوة ، وليس من السهل تدويرها. نظرًا لأن الفاعل بالسطح يتم ترتيبه عن كثب على الفيلم السائل ، فمن الصعب التهوية ، مما يجعل الرغوة أكثر استقرارًا.

⑥ تأثير شحنة السطح

إذا كان فيلم الرغوة السائل مشحونة بنفس الرمز ، فإن السطحين من الفيلم السائل سيصادان بعضهما البعض ، مما يمنع الفيلم السائل من التخفيف أو حتى التدمير. يمكن أن توفر السطحي الأيوني هذا التأثير الاستقرار.

في الختام ، فإن قوة الفيلم السائل هي العامل الرئيسي لتحديد استقرار الرغوة. بصفتها ساعفًا ساعٍ لعوامل الرغوة ومثبتات الرغوة ، فإن ضيق الجزيئات الممتدة على السطح والثبات هي أهم العوامل. عندما يكون التفاعل بين الجزيئات الممتصة على السطح قويًا ، يتم ترتيب الجزيئات الممتصة بشكل وثيق ، مما لا يجعل قناع الوجه السطحي نفسه فقط قوة عالية ، ولكن أيضًا يجعل الحل المجاور لقناع الوجه السطحي يصعب تدفقه بسبب ارتفاع السطح ، لذلك يصعب نسبيًا للفيلم السائل للتصريف ، كما أن سمك الفيلم السائل سهل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل جزيئات السطح المرتبة عن كثب من نفاذية جزيئات الغاز وبالتالي زيادة ثبات الرغوة.

الصورة 4

(3) تدمير الرغوة

المبدأ الأساسي لتدمير الرغوة هو تغيير الظروف لإنتاج الرغوة أو القضاء على عوامل الاستقرار في الرغوة ، لذلك هناك طريقتان للتشويش ، الفيزيائية والكيميائية.

تتمثل الدفعة الفيزيائية في تغيير الظروف التي يتم بموجبها توليد الرغوة مع الحفاظ على التركيب الكيميائي لمحلول الرغوة دون تغيير. على سبيل المثال ، تعتبر اضطراب القوة الخارجية ، ودرجة الحرارة أو تغيير الضغط والمعالجة بالموجات فوق الصوتية ، كلها طرق مادية فعالة للقضاء على الرغوة.

تتمثل طريقة Defoaming Chemical في إضافة بعض المواد للتفاعل مع عامل الرغوة ، وتقليل قوة الفيلم السائل في الرغوة ، ثم تقليل ثبات الرغوة لتحقيق الغرض من defoaming. وتسمى هذه المواد defoamers. معظم defoamers هم السطحي. لذلك ، وفقًا لآلية defoaming ، يجب أن يكون لدى Defoamers قدرة قوية على تقليل التوتر السطحي ، ويتم امتصاصها بسهولة على السطح ، وأن يكون لها تفاعلات ضعيفة بين الجزيئات الممتصة السطحية ، مما يؤدي إلى بنية ترتيب فضفاض نسبيًا من الجزيئات الممتصة.

هناك أنواع مختلفة من Defoamers ، لكنها في الغالب السطحي غير الأيوني. تحتوي السطحي غير الأيوني على خصائص مضادة للرغوة بالقرب من أو أعلى من نقطة السحابة الخاصة بها وتستخدم عادةً كقواف. الكحول ، وخاصة تلك ذات الهياكل المتفرعة ، والأحماض الدهنية والاسترات ، والبولياميدات ، والفوسفات ، وزيوت السيليكون ، وما إلى ذلك ، تستخدم أيضًا كقوافين ممتازة.

(4) الرغوة والغسيل

لا توجد علاقة مباشرة بين الرغوة وتأثير الغسيل ، ولا يعني كمية الرغوة أن تأثير الغسيل جيد أو سيئ. على سبيل المثال ، يعد أداء الرغوة للأرصاد السطحي غير الأيوني أدنى من الصابون ، لكن قوتها التنظيف أفضل بكثير من الصابون.

في بعض الحالات ، تكون الرغوة مفيدة في إزالة الأوساخ. على سبيل المثال ، عند غسل أدوات المائدة في المنزل ، يمكن لرغوة المنظف أن تسلب قطرات الزيت التي تم غسلها ؛ عند تنظيف السجادة ، تساعد الرغوة على أخذ الأوساخ الصلبة مثل الغبار والمسحوق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن في بعض الأحيان استخدام الرغوة كعلامة على ما إذا كانت المنظفات فعالة ، لأن بقع الزيت الدهنية يمكن أن تمنع رغوة المنظف. عندما يكون هناك الكثير من بقع النفط وقليل من المنظفات ، لن تكون هناك رغوة أو تختفي الرغوة الأصلية. في بعض الأحيان ، يمكن أيضًا استخدام الرغوة كمؤشر لما إذا كان الشطف نظيفًا. نظرًا لأن كمية الرغوة في محلول الشطف تميل إلى الانخفاض مع انخفاض محتوى المنظفات ، يمكن تقييم درجة الشطف بمقدار الرغوة.

9. عملية الغسيل

بالمعنى الواسع ، الغسيل هو عملية إزالة المكونات غير المرغوب فيها من الكائن الذي يتم غسله وتحقيق غرض معين. يشير الغسيل بالمعنى المعتاد إلى عملية إزالة الأوساخ من سطح الناقل. أثناء الغسيل ، يتم إضعاف التفاعل بين الأوساخ والناقل أو القضاء عليه من خلال عمل بعض المواد الكيميائية (مثل المنظفات) ، مما يحول مزيج الأوساخ والحاملة إلى مزيج من الأوساخ والمنظفات ، مما يؤدي في النهاية إلى فصل الأوساخ والحاملة. نظرًا لأن الكائنات المراد غسلها وتكون الأوساخ المراد إزالتها متنوعة ، فإن الغسيل هو عملية معقدة للغاية ، ويمكن تمثيل العملية الأساسية للغسيل من خلال العلاقة البسيطة التالية

الناقل • الأوساخ+المنظفات = الناقل+الأوساخ • المنظفات

يمكن عادةً تقسيم عملية الغسيل إلى مرحلتين: أحدهما هو فصل الأوساخ وحاملها تحت عمل المنظفات ؛ والثاني هو أن الأوساخ المنفصلة تم تفريقها وتعليقها في الوسط. عملية الغسيل هي عملية قابلة للعكس ، وقد تترسب الأوساخ التي يتم تفريقها أو تعليقها في الوسط أيضًا من الوسط إلى الغسيل. لذلك ، لا ينبغي أن يكون للمنظف الممتاز القدرة على فصل الأوساخ عن الناقل فحسب ، بل يتمتع أيضًا بقدرة جيدة على تفريق الأوساخ وتعليقها ، ومنع الأوساخ من الإيداع مرة أخرى.

الصورة 5

(1) أنواع الأوساخ

حتى بالنسبة لنفس العنصر ، فإن نوع وتكوين وكمية الأوساخ سوف يختلفون حسب بيئة الاستخدام. تشمل الأوساخ في جسم الزيت بشكل أساسي الزيوت الحيوانية والخضروات ، وكذلك الزيوت المعدنية (مثل الزيت الخام وزيت الوقود وقطر الفحم ، وما إلى ذلك) ، في حين أن الأوساخ الصلبة تشمل الدخان ، والغبار ، والصدأ ، والكربون الأسود ، إلخ. الأوساخ من الطعام ، مثل بقع الفاكهة ، بقع الزيت الصالحة للأكل ، بقع التوابل ، النشا ، إلخ ؛ الأوساخ التي جلبتها مستحضرات التجميل ، مثل أحمر الشفاه وطلاء الأظافر ؛ الأوساخ من الغلاف الجوي ، مثل الدخان ، الغبار ، التربة ، إلخ ؛ مواد أخرى مثل الحبر والشاي والطلاء ، وما إلى ذلك يمكن القول أن هناك أنواع مختلفة ومتنوعة.

يمكن عادةً تقسيم أنواع مختلفة من الأوساخ إلى ثلاث فئات: الأوساخ الصلبة والأوساخ السائلة والأوساخ الخاصة.

① تشمل الأوساخ الصلبة الشائعة جزيئات مثل الرماد والطين والتربة والصدأ والكربون الأسود. معظم هذه الجسيمات لها شحنة سطحية ، في الغالب سلبية ، ويتم امتصاصها بسهولة على كائنات ليفية. بشكل عام ، يصعب حل الأوساخ الصلبة في الماء ، ولكن يمكن تفريقها وتعليقها بواسطة حلول المنظفات. من الصعب إزالة الأوساخ الصلبة مع جزيئات صغيرة.

② الأوساخ السائلة في الغالب قابلة للذوبان في الزيت ، بما في ذلك الزيوت الحيوانية والخضروات ، والأحماض الدهنية ، والكحول الدهني ، والزيوت المعدنية ، وأكاسيدها. من بينها ، يمكن أن تخضع الزيوت الحيوانية والخضروات والأحماض الدهنية مع القلويات ، في حين أن الكحول الدهني والزيوت المعدنية لا يتم تحطيمه بواسطة القلويات ، ولكن يمكن أن يذوب في الكحول ، واليطواق ، والمذيبات العضوية الهيدروكربونية ، وتسحبها وتشتت بواسطة حلول وحيدة. الأوساخ السائلة القابلة للذوبان بشكل عام لها قوة تفاعل قوية مع كائنات ليفية ومصدر بحزم على الألياف.

③ تشمل الأوساخ الخاصة البروتين ، النشا ، الدم ، الإفرازات البشرية مثل العرق ، الزهم ، البول ، وكذلك عصير الفاكهة وعصير الشاي ، إلخ. لذلك ، غسله أمر صعب للغاية.

نادراً ما توجد أنواع مختلفة من الأوساخ بمفردها ، وغالبًا ما يتم خلطها معًا وتمتصها معًا على الأشياء. يمكن أن تتأكسد الأوساخ في بعض الأحيان أو تتحلل أو تتحلل تحت التأثيرات الخارجية ، مما يؤدي إلى تكوين الأوساخ الجديدة.

(2) تأثير التصاق الأوساخ

السبب في أن الملابس والأيدي ، وما إلى ذلك يمكن أن تتسخ هو أن هناك نوعًا من التفاعل بين الأشياء والأوساخ. هناك العديد من تأثيرات التصاق الأوساخ على الأشياء ، لكنها بشكل أساسي التصاق الفيزيائي والالتصاق الكيميائي.

① الالتصاق الجسدي لرماد السجائر والغبار والرواسب والكربون الأسود وغيرها من المواد للملابس. بشكل عام ، يكون التفاعل بين الأوساخ الملتصقة والكائن الملوث ضعيفًا نسبيًا ، كما أن إزالة الأوساخ سهلة نسبيًا. وفقًا للقوى المختلفة ، يمكن تقسيم الالتصاق المادي للأوساخ إلى التصاق الميكانيكي والالتصاق الإلكتروستاتيكي.

ج: يشير التصاق الميكانيكي بشكل أساسي إلى التصاق الأوساخ الصلبة مثل الغبار والرواسب. التصاق الميكانيكي هو طريقة الالتصاق الضعيفة للأوساخ ، والتي يمكن إزالتها تقريبًا بالطرق الميكانيكية البسيطة. ومع ذلك ، عندما يكون حجم جسيم الأوساخ صغيرًا (<0.1um) ، يكون من الصعب إزالته.

ب: يتجلى التصاق الكهروستاتيكي بشكل رئيسي عن طريق عمل جزيئات الأوساخ المشحونة على الأشياء ذات الشحنات المعاكسة. تحمل معظم الكائنات الليفية شحنة سالبة في الماء ويمكن الالتزام بها بسهولة بواسطة الأوساخ المشحونة بشكل إيجابي مثل الجير. يمكن أن تلتزم بعض الأوساخ ، على الرغم من شحنها سلبًا ، مثل الجزيئات السوداء الكربونية في المحاليل المائية ، بالألياف من خلال جسور أيون تشكلها أيونات إيجابية (مثل Ca2+، Mg2+، إلخ) في الماء (تعمل الأيونات بين الشحنات المتعددة المتعددة ، والتمثيل مثل الجسور).

الكهرباء الثابتة أقوى من الإجراء الميكانيكي البسيط ، مما يجعل من الصعب نسبيًا إزالة الأوساخ.

③ إزالة الأوساخ الخاصة

من الصعب إزالة البروتين والنشا والإفرازات البشرية وعصير الفاكهة وعصير الشاي وأنواع أخرى من الأوساخ مع السطحي العام وتتطلب طرق علاج خاصة.

بقع البروتين مثل الكريمة والبيض والدم والحليب والبشر على الجلد معرضة للتخثر والتخثر على الألياف ، والالتزام بقوة أكبر. لتلوث البروتين ، يمكن استخدام البروتياز لإزالته. يمكن أن ينهي البروتياز البروتينات في الأوساخ إلى أحماض أمينية قابلة للذوبان في الماء أو أوليغوبتيدات.

تأتي بقع النشا بشكل أساسي من الطعام ، بينما تحتوي أخرى مثل عصائر اللحوم ، واللصق ، وما إلى ذلك. على أنزيمات النشا تأثير حفاز على التحلل المائي لبقع النشا ، ويكسر النشا إلى السكريات.

يمكن أن يحفز الليباز تحلل بعض الدهون الثلاثية التي يصعب إزالتها بالطرق التقليدية ، مثل الزهم التي تفرزها جسم الإنسان ، والزيوت الصالحة للأكل ، وما إلى ذلك ، لتحطيم الدهون الثلاثية إلى الجلسرين القابلة للذوبان والأحماض الدهنية.

غالبًا ما يصعب تنظيف بعض البقع الملونة من عصير الفاكهة ، وعصير الشاي ، والحبر ، وأحمر الشفاه ، وما إلى ذلك ، حتى بعد الغسيل المتكرر. يمكن إزالة هذا النوع من وصمة عار عن طريق تفاعلات تخفيض الأكسدة باستخدام المواد المؤكسدة أو عوامل تقليل مثل التبييض ، والتي تحطم بنية مجموعات الكروموفور أو كروموفور وتدليتها إلى مكونات أصغر قابلة للذوبان في الماء.

من منظور التنظيف الجاف ، هناك ما يقرب من ثلاثة أنواع من الأوساخ.

① تشمل الأوساخ القابلة للذوبان في الزيوت والدهون المختلفة ، والتي هي سائلة أو دهنية وذاتية في المذيبات التنظيف الجاف.

② الأوساخ القابلة للذوبان في الماء قابلة للذوبان في محلول مائي ، ولكنها غير قابلة للذوبان في عوامل التنظيف الجافة. يعلق على الملابس في شكل محلول مائي ، وبعد تبخر الماء ، يتم ترسيب المواد الصلبة الحبيبية مثل الأملاح غير العضوية والنشا والبروتينات وما إلى ذلك.

mater مياه الزيت غير قابلة للذوبان غير قابلة للذوبان في كل من مذيبات الماء والتنظيف الجاف ، مثل الكربون الأسود والسيليكات المعدنية المختلفة والأكاسيد.

نظرًا للخصائص المختلفة لأنواع مختلفة من الأوساخ ، هناك طرق مختلفة لإزالة الأوساخ أثناء عملية التنظيف الجاف. الأوساخ القابلة للذوبان في الزيت ، مثل الزيوت الحيوانية والخضروات ، والزيوت المعدنية ، والدهون ، هي بسهولة قابلة للذوبان في المذيبات العضوية ويمكن إزالتها بسهولة أثناء التنظيف الجاف. إن الذوبان الممتاز لمذيبات التنظيف الجاف للزيت والشحوم يرجع أساسًا إلى قوى فان دير فال بين الجزيئات.

لإزالة الأوساخ القابلة للذوبان في الماء مثل الأملاح غير العضوية والسكريات والبروتينات والعرق ، وما إلى ذلك ، من الضروري أيضًا إضافة كمية مناسبة من الماء إلى عامل التنظيف الجاف ، وإلا يصعب إزالة الأوساخ القابلة للذوبان في الماء من الملابس. لكن من الصعب حل الماء في عوامل التنظيف الجافة ، لذا لزيادة كمية الماء ، يجب إضافة السطحي. يمكن للمياه الموجودة في عوامل التنظيف الجافة ترطيب الأوساخ وسطح الملابس ، مما يجعل من السهل التفاعل مع المجموعات القطبية من السطحي ، وهو مفيد لامتصاص السطحي على السطح. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تشكل السطحي micelles ، يمكن إذابة الأوساخ القابلة للذوبان في الماء والماء إلى micelles. لا يمكن للقطاع السطحي زيادة محتوى الماء في مذيبات التنظيف الجاف فحسب ، بل تمنع أيضًا ترسب الأوساخ لتعزيز تأثير التنظيف.

من الضروري وجود كمية صغيرة من الماء لإزالة الأوساخ القابلة للذوبان في الماء ، ولكن الماء المفرط يمكن أن يتسبب في تشوه بعض الملابس ، وتجاعيد ، وما إلى ذلك ، لذلك يجب أن يكون محتوى الماء في المنظفات الجافة معتدلة.

الجزيئات الصلبة مثل الرماد والطين والتربة والكربون الأسود ، والتي لا تكون قابلة للذوبان في الماء أو القابلة للذوبان في الزيت ، تلتزم عمومًا بالملابس عن طريق الامتزاز الإلكتروستاتيكي أو عن طريق الجمع بين بقع الزيت. في التنظيف الجاف ، يمكن أن يتسبب تدفق وتأثير المذيبات في أن تسقط قوى الإلكتروستاتيكية الأوساخ ، في حين أن عوامل التنظيف الجافة يمكن أن تحل بقع الزيت ، مما يسبب جزيئات صلبة تتحد مع بقع الزيت والالتزام بالملابس لتسقط من عامل التنظيف الجاف. يمكن للكمية الصغيرة من الماء والسطح في عامل التنظيف الجاف تعليق جزيئات الأوساخ الصلبة وتفتيتها بشكل ثابت ، مما يمنعها من الإيداع على الملابس مرة أخرى.
(5) العوامل التي تؤثر على تأثير الغسيل

إن الامتزاز الاتجاهي للسلاح السطحي في الواجهة وتقليل التوتر السطحي (البيني) هو العوامل الرئيسية لإزالة القاذورات السائلة أو الصلبة. لكن عملية الغسيل معقدة نسبيًا ، وحتى تأثير الغسيل لنفس النوع من المنظفات يتأثر بالعديد من العوامل الأخرى. وتشمل هذه العوامل تركيز المنظفات ، ودرجة الحرارة ، وطبيعة الأوساخ ، ونوع الألياف ، وهيكل النسيج.

① تركيز السطحي

تلعب Micelles of Surfactants في الحل دورًا مهمًا في عملية الغسيل. عندما يصل التركيز إلى تركيز micelle الحرج (CMC) ، يزداد تأثير الغسيل بشكل حاد. لذلك ، يجب أن يكون تركيز المنظفات في المذيب أعلى من قيمة CMC من أجل تحقيق تأثير جيد على الغسيل. ومع ذلك ، عندما يتجاوز تركيز المواد السطحية قيمة CMC ، يصبح زيادة تأثير الغسيل أقل أهمية ، والزيادة المفرطة في تركيز الفاعل بالسطح غير ضرورية.
عند استخدام الذوبان لإزالة بقع الزيت ، حتى إذا كان التركيز أعلى من قيمة CMC ، فإن تأثير الذوبان لا يزال يزيد مع زيادة تركيز الفاعل بالسطح. في هذا الوقت ، يُنصح باستخدام المنظفات محليًا ، كما هو الحال في الأصفاد والأطواق من الملابس حيث يوجد الكثير من الأوساخ. عند الغسيل ، يمكن تطبيق طبقة من المنظفات أولاً لتحسين تأثير ذوبان السطحي على بقع النفط.

② درجة الحرارة لها تأثير كبير على تأثير التنظيف. بشكل عام ، فإن زيادة درجة الحرارة مفيدة لإزالة الأوساخ ، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن تسبب درجة الحرارة المفرطة أيضًا عوامل ضارة.

زيادة درجة الحرارة مفيدة لنشر الأوساخ. يتم استحلاب بقع الزيت الصلبة بسهولة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من نقطة الانصهار ، كما تزيد الألياف درجة التوسع بسبب زيادة درجة الحرارة. هذه العوامل كلها مفيدة لإزالة الأوساخ. ومع ذلك ، بالنسبة للأقمشة الضيقة ، يتم تقليل الفجوات الدقيقة بين الألياف بعد توسيع الألياف ، والتي لا تؤدي إلى إزالة الأوساخ.

تؤثر التغيرات في درجة الحرارة أيضًا على قابلية الذوبان ، وقيمة CMC ، وحجم micelle من السطحي ، مما يؤثر على تأثير الغسيل. السطحي في سلسلة الكربون الطويلة لديها قابلية ذوبان أقل في درجات حرارة منخفضة ، وأحيانًا أقل من قابلية الذوبان أقل من قيمة CMC. في هذه الحالة ، يجب زيادة درجة حرارة الغسيل بشكل مناسب. يختلف تأثير درجة الحرارة على قيمة CMC وحجم micelle عن السطحي الأيوني وغير الأيوني. بالنسبة إلى السطحي الأيوني ، تؤدي زيادة درجة الحرارة عمومًا إلى زيادة في قيمة CMC وانخفاض حجم micelle. هذا يعني أنه ينبغي زيادة تركيز السطحي في محلول الغسيل. بالنسبة إلى السطحي غير الأيوني ، يؤدي زيادة درجة الحرارة إلى انخفاض في قيمة CMC وزيادة كبيرة في حجم micelle. يمكن ملاحظة أن زيادة درجة الحرارة بشكل مناسب يمكن أن تساعد السطحي غير الأيوني على ممارسة نشاطها السطحي. ولكن يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة نقطة السحابة.

باختصار ، ترتبط درجة حرارة الغسيل الأنسب بصيغة المنظفات والكائن الذي يتم غسله. بعض المنظفات لها تأثيرات جيدة للتنظيف في درجة حرارة الغرفة ، في حين أن بعض المنظفات لها تأثيرات تنظيف مختلفة بشكل كبير للغسيل البارد والساخن.

③ رغوة

غالبًا ما يخلط الناس في القدرة على الرغوة مع غسل التأثير ، معتقدين أن المنظفات ذات القدرة الرغوية القوية لها تأثيرات على غسل أفضل. تظهر النتائج أن تأثير الغسيل لا يرتبط مباشرة بكمية الرغوة. على سبيل المثال ، لا يكون لاستخدام منظف الرغوة المنخفض للغسيل تأثير غسل أسوأ من منظف الرغوة العالي.

على الرغم من أن الرغوة لا ترتبط مباشرة بالغسيل ، إلا أن الرغوة لا تزال مفيدة لإزالة الأوساخ في بعض الحالات. على سبيل المثال ، يمكن لرغوة سائل الغسيل أن تحمل قطرات الزيت عند غسل الأطباق باليد. عند تنظيف السجادة ، يمكن أن تسلب الرغوة أيضًا جزيئات ترابية صلبة مثل الغبار. يمثل الغبار نسبة كبيرة من الأوساخ السجاد ، لذلك يجب أن يكون لمنظف السجاد قدرة على الرغوة.

قوة الرغوة مهمة أيضا للشامبو. الرغوة الجميلة التي ينتجها السائل عند غسل الشعر أو الاستحمام يجعل الناس يشعرون بالراحة.

④ أنواع الألياف والخصائص الفيزيائية للمنسوجات

بالإضافة إلى التركيب الكيميائي للألياف التي تؤثر على التصاق الأوساخ وإزالتها ، فإن ظهور الألياف والهيكل التنظيمي للخيوط والأقمشة له أيضًا تأثير على صعوبة إزالة الأوساخ.

تعد مقاييس ألياف الصوف والشريط المسطح مثل هيكل ألياف القطن أكثر عرضة لتراكم الأوساخ من الألياف الملساء. على سبيل المثال ، من السهل إزالتها من أسود الكربون الأسود لفيلم السليلوز (فيلم لاصق) ، في حين يصعب غسل أسود الكربون الذي تم الالتزام به على نسيج القطن. على سبيل المثال ، تعد أقمشة الألياف القصيرة للبوليستر أكثر عرضة لتراكم البقع النفطية من أقمشة الألياف الطويلة ، كما أن بقع الزيت على أقمشة الألياف القصيرة أكثر صعوبة في إزالتها من تلك الموجودة على أقمشة الألياف الطويلة.

يمكن أن تقاوم الخيوط الملتوية بإحكام وأقمشة ضيقة ، بسبب الفجوات الصغيرة الصغيرة بين الألياف ، غزو الأوساخ ، ولكن أيضًا تمنع محلول التنظيف من إزالة الأوساخ الداخلية. لذلك ، فإن الأقمشة الضيقة لها مقاومة جيدة للأوساخ في البداية ، ولكن من الصعب أيضًا التنظيف بمجرد تلوثها.

⑤ صلابة الماء

إن تركيز أيونات المعادن مثل Ca2+و Mg2+في الماء له تأثير كبير على تأثير الغسيل ، خاصة عندما تصادف السطحي الأنيوني Ca2+و Mg2+لتشكيل أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم مع قابلية الذوبان الضعيفة ، والتي يمكن أن تقلل من قدرتها على التنظيف. حتى لو كان تركيز السطحي مرتفعًا في الماء العسر ، فإن تأثير التنظيف لا يزال أسوأ بكثير من التقطير. لتحقيق أفضل تأثير الغسيل من السطحي ، يجب تقليل تركيز أيونات Ca2+في الماء إلى أقل من 1 × 10-6 مللي مول/لتر (يجب تقليل CACO3 إلى 0.1mg/l). وهذا يتطلب إضافة مختلف المطور إلى المنظفات.


وقت النشر: أغسطس -16-2024