1. Tension en surface
La force de contraction par unité de longueur à la surface d'un liquide est appelée tension de surface, mesurée en n • m-1.
2. Activité de surface et tensioactif
La propriété qui peut réduire la tension de surface des solvants est appelée activité de surface, et les substances avec activité de surface sont appelées substances actives de surface.
Les tensioactifs se réfèrent aux substances actives de surface qui peuvent former des micelles et d'autres agrégats dans des solutions aqueuses, ont une activité de surface élevée et ont également des fonctions mouillées, émulsifiantes, moussantes, lavage et autres.
3. Caractéristiques structurelles moléculaires du tensioactif
Les tensioactifs sont des composés organiques avec des structures et des propriétés spéciales qui peuvent modifier considérablement la tension interfaciale entre deux phases ou la tension superficielle des liquides (généralement l'eau), et ont des propriétés telles que le mouillage, le moussage, l'émulsification et le lavage.
Structurellement parlant, les tensioactifs partagent une caractéristique commune de contenir deux groupes fonctionnels différents dans leurs molécules. Une extrémité est un groupe non polaire à longue chaîne qui est soluble dans l'huile mais insoluble dans l'eau, appelé groupe hydrophobe ou groupe hydrophobe. Ces groupes hydrophobes sont généralement des hydrocarbures à longue chaîne, parfois aussi du fluor organique, des organosilicon, des organophosphores, des chaînes d'organotine, etc. L'autre extrémité est un groupe fonctionnel soluble dans l'eau, à savoir un groupe hydrophile ou un groupe hydrophile. Le groupe hydrophile doit avoir une hydrophilie suffisante pour garantir que l'ensemble du tensioactif est soluble dans l'eau et a la solubilité nécessaire. En raison de la présence de groupes hydrophiles et hydrophobes dans les tensioactifs, ils peuvent se dissoudre dans au moins une phase de la phase liquide. Les propriétés hydrophiles et oléophiles des tensioactifs sont appelées amphiphilicité.
4. Types de surfactants
Les tensioactifs sont des molécules amphiphiles qui ont des groupes hydrophobes et hydrophiles. Les groupes hydrophobes de tensioactifs sont généralement composés d'hydrocarbures à longue chaîne, tels que l'alkyl C8-C20 à chaîne droite, l'alkyl C8-C20 à chaîne ramifiée, l'alkylphényle (avec 8-16 atomes d'alkyl carbone), etc. La différence dans les groupes hydrophobes se trouvent principalement dans les changements hydrostrogènes relativement petits, avec plus de types de groupes hydrophiles. Par conséquent, les propriétés des tensioactifs sont principalement liées aux groupes hydrophiles en plus de la taille et de la forme des groupes hydrophobes. Les changements structurels des groupes hydrophiles sont supérieurs à ceux des groupes hydrophobes, de sorte que la classification des tensioactifs est généralement basée sur la structure des groupes hydrophiles. Cette classification est principalement basée sur la question de savoir si les groupes hydrophiles sont ioniques, les divisant en anionique, cationique, non ionique, zwitterionique et d'autres types spéciaux de surfactants.
5. Caractéristiques de la solution aqueuse surfactante
① Adsorption des tensioactifs aux interfaces
Les molécules de surfactant ont des groupes lipophiles et hydrophiles, ce qui en fait des molécules amphiphiliques. L'eau est un liquide fortement polaire. Lorsque les tensioactifs se dissolvent dans l'eau, selon le principe de la similitude de la polarité et de la répulsion de la différence de polarité, leurs groupes hydrophiles sont attirés par la phase de l'eau et se dissolvent dans l'eau, tandis que leurs groupes lipophiles repoussent l'eau et quittent l'eau. En conséquence, les molécules de surfactant (ou ions) s'adsorbent à l'interface entre les deux phases, réduisant la tension interfaciale entre les deux phases. Plus les molécules (ou ions) plus tensioactifs sont adsorbées sur l'interface, plus la diminution de la tension interfaciale est grande.
② Certaines propriétés de la membrane d'adsorption
Pression de surface de la membrane d'adsorption: les tensioactifs s'adsorbe à l'interface gaz-liquide pour former une membrane d'adsorption. Si une plaque flottante mobile sans frottement est placée sur l'interface et que la plaque flottante pousse la membrane d'adsorption le long de la surface de la solution, la membrane exerce une pression sur la plaque flottante, qui est appelée pression de surface.
Viscosité de surface: comme la pression de surface, la viscosité de surface est une propriété présentée par des films moléculaires insolubles. Suspendre un anneau de platine avec un fil métallique mince, effectuer son avion en contact avec la surface de l'eau de l'évier, faire tourner l'anneau de platine, l'anneau de platine est gêné par la viscosité de l'eau et l'amplitude atténue progressivement, selon laquelle la viscosité de surface peut être mesurée. La méthode est: mener d'abord des expériences sur la surface de l'eau pure, mesurer l'atténuation de l'amplitude, puis mesurer l'atténuation après la formation du masque facial de surface et calculer la viscosité du masque facial de surface de la différence entre les deux.
La viscosité de surface est étroitement liée à la fermeté du masque facial de surface. Étant donné que le film d'adsorption a une pression de surface et une viscosité, elle doit être élastique. Plus la pression de surface et la viscosité de la membrane d'adsorption sont élevées, plus son module élastique est élevé. Le module élastique du film d'adsorption de surface est d'une grande importance dans le processus de stabilisation de la mousse.
③ Formation de micelles
La solution diluée des tensioactifs suit les lois des solutions idéales. La quantité d'adsorption de tensioactifs à la surface d'une solution augmente avec la concentration de la solution. Lorsque la concentration atteint ou dépasse une certaine valeur, le montant d'adsorption n'augmente plus. Ces molécules de surfactant excessive dans la solution sont désordonnées ou existent régulièrement. La pratique et la théorie ont montré qu'ils forment des agrégats en solution, qui sont appelés micelles.
Concentration critique de micelles: la concentration minimale à laquelle les tensioactifs forment des micelles dans une solution est appelée concentration critique de micelles.
④ La valeur CMC du tensioactif commun.
6. Valeur d'équilibre hydrophile et oléophile
Le HLB représente l'équilibre lipophile hydrophile, qui représente les valeurs d'équilibre hydrophile et lipophile des groupes hydrophiles et lipophiles d'un surfactant, c'est-à-dire la valeur HLB du surfactant. Une valeur HLB élevée indique une forte hydrophilie et une faible lipophilicité de la molécule; Au contraire, il a une forte lipophilicité et une faible hydrophilie.
① Règlement sur la valeur HLB
La valeur HLB est une valeur relative, donc lors de la formulation de la valeur HLB, en standard, la valeur HLB de la paraffine sans propriétés hydrophiles est définie à 0, tandis que la valeur HLB du dodécyl sulfate de sodium avec une forte solubilité d'eau est fixée à 40. Par conséquent, la valeur HLB des surfactants se situe généralement dans la plage de 1-40. D'une manière générale, les émulsifiants avec des valeurs de HLB inférieurs à 10 sont lipophiles, tandis que les émulsifiants avec des valeurs de HLB supérieurs à 10 sont hydrophiles. Par conséquent, le tournant de la lipophilicité à l'hydrophilie est d'environ 10.
7. Effets d'émulsification et de solubilisation
Deux liquides non miscibles, l'un formé par des particules de dispersion (gouttelettes ou cristaux liquides) dans l'autre, sont appelées émulsions. Lors de la formation d'une émulsion, la zone interfaciale entre les deux liquides augmente, ce qui rend le système thermodynamiquement instable. Pour stabiliser l'émulsion, un troisième composant - émulsifiant - doit être ajouté pour réduire l'énergie interfaciale du système. Les émulsifiants appartiennent aux tensioactifs, et leur fonction principale est d'agir comme des émulsifiants. La phase dans laquelle les gouttelettes existent dans une émulsion sont appelées la phase dispersée (ou phase interne, phase discontinue), et l'autre phase connectée ensemble est appelée milieu dispersé (ou phase externe, phase continue).
① Emulsifiants et émulsions
Les émulsions courantes sont constituées d'une phase d'eau ou de solution aqueuse, et l'autre phase des composés organiques qui sont impeccables avec l'eau, tels que les huiles, les cires, etc. L'émulsion formée d'eau et d'huile peut être divisée en deux types en fonction de leur dispersion: l'huile dispersée dans l'eau forme une émulsion d'huile dans l'émulsion d'huile, représentée par O / W (huile / eau); L'eau dispersée dans l'huile forme une eau dans l'émulsion d'huile, représentée par w / o (eau / huile). De plus, l'eau complexe dans l'huile dans l'eau avec O / W et l'huile dans l'eau dans l'huile O / O / o émulsions peuvent également se former.
L'émulsifiant stabilise l'émulsion en réduisant la tension interfaciale et en formant un masque facial monocouche.
Exigences pour les émulsifiants dans l'émulsification: A: Les émulsifiants doivent être capables d'adsorber ou d'enrichir à l'interface entre les deux phases, réduisant la tension interfaciale; B: Les émulsifiants doivent donner aux particules une charge électrique, provoquant une répulsion électrostatique entre les particules ou formant un film protecteur stable et très visqueux autour des particules. Ainsi, les substances utilisées comme émulsifiants doivent avoir des groupes amphiphiles pour avoir des effets émulsifiants, et les tensioactifs peuvent répondre à cette exigence.
② Méthodes de préparation des émulsions et des facteurs affectant la stabilité des émulsions
Il existe deux méthodes pour préparer des émulsions: la première consiste à utiliser des méthodes mécaniques pour disperser le liquide en petites particules dans un autre liquide, qui est couramment utilisé dans l'industrie pour préparer des émulsions; Une autre méthode consiste à dissoudre un liquide dans un état moléculaire dans un autre liquide, puis à lui permettre de s'agréger de manière appropriée pour former une émulsion.
La stabilité des émulsions fait référence à leur capacité à résister à l'agrégation des particules et à provoquer la séparation des phases. Les émulsions sont des systèmes thermodynamiquement instables avec une énergie libre importante. Par conséquent, la stabilité d'une émulsion fait réellement référence au temps requis pour que le système atteigne l'équilibre, c'est-à-dire le temps nécessaire pour qu'un liquide dans le système se sépare.
Lorsqu'il existe des molécules organiques polaires telles que l'alcool gras, l'acide gras et l'amine graisseuse dans le masque facial, la force de la membrane augmente considérablement. En effet, les molécules d'émulsifiant dans la couche d'adsorption d'interface interagissent avec les molécules polaires telles que l'alcool, l'acide et l'amine pour former un "complexe", ce qui augmente la résistance du masque facial d'interface.
Les émulsifiants composés de deux surfactants ou plus sont appelés émulsifiants mixtes. Les émulsifiants mixtes s'adsorbe sur l'interface de l'eau / huile, et les interactions intermoléculaires peuvent former des complexes. En raison d'une forte interaction intermoléculaire, la tension interfaciale est considérablement réduite, la quantité d'émulsifiant adsorbée sur l'interface est considérablement augmentée et la densité et la résistance du masque facial interfacial formé sont augmentées.
La charge des gouttelettes a un impact significatif sur la stabilité des émulsions. Les émulsions stables ont généralement des gouttelettes avec des charges électriques. Lorsque vous utilisez des émulsifiants ioniques, les ions émulsifiants adsorbés sur l'interface insérent leurs groupes lipophiles dans la phase huileuse, tandis que les groupes hydrophiles sont en phase de l'eau, ce qui rend les gouttelettes chargées. En raison du fait que les gouttelettes de l'émulsion portent la même charge, elles se repoussent et ne sont pas facilement agglomérées, entraînant une stabilité accrue. On peut voir que plus les ions émulsifiants ont adsorbé sur les gouttelettes, plus leur charge est grande, et plus leur capacité à empêcher la coalescence des gouttelettes, ce qui rend le système d'émulsion plus stable.
La viscosité du milieu de dispersion d'émulsion a un certain impact sur la stabilité de l'émulsion. Généralement, plus la viscosité du milieu de dispersion est élevée, plus la stabilité de l'émulsion est élevée. En effet, la viscosité du milieu de dispersion est élevée, ce qui entrave fortement le mouvement brownien des gouttelettes liquides, ralentit la collision entre les gouttelettes et maintient le système stable. Les substances polymères qui sont généralement solubles dans les émulsions peuvent augmenter la viscosité du système et améliorer la stabilité de l'émulsion. De plus, le polymère peut également former un masque facial à interface solide, ce qui rend le système d'émulsion plus stable.
Dans certains cas, l'ajout de poudre solide peut également stabiliser l'émulsion. La poudre solide n'est pas dans l'eau, l'huile ou à l'interface, selon la capacité de mouillage de l'huile et de l'eau sur la poudre solide. Si la poudre solide n'est pas complètement mouillée par l'eau et peut être mouillée par l'huile, elle restera à l'interface d'huile d'eau.
La raison pour laquelle la poudre solide ne stabilise pas l'émulsion est que la poudre recueillie à l'interface ne renforce pas le masque facial d'interface, qui est similaire aux molécules d'émulsifiant d'adsorption d'interface. Par conséquent, plus les particules de poudre solide sont clôturées à l'interface, plus l'émulsion sera stable.
Les tensioactifs ont la capacité d'augmenter considérablement la solubilité des composés organiques insolubles ou légèrement solubles dans l'eau après avoir formé des micelles en solution aqueuse, et la solution est transparente à l'heure actuelle. Cet effet des micelles est appelé solubilisation. Les tensioactifs qui peuvent produire des effets de solubilisation sont appelés solubilisants, et les composés organiques qui sont solubilisés sont appelés composés solubilisés.
8. mousse
La mousse joue un rôle important dans le processus de lavage. La mousse fait référence au système de dispersion dans lequel le gaz est dispersé dans le liquide ou le solide. Le gaz est la phase de dispersion et liquide ou solide est le milieu de dispersion. Le premier est appelé mousse liquide, tandis que le second est appelé mousse solide, comme le plastique en mousse, le verre en mousse, le ciment de mousse, etc.
(1) Formation de mousse
La mousse se réfère ici à l'agrégation de bulles séparées par un film liquide. En raison de la grande différence de densité entre la phase dispersée (gaz) et le milieu dispersé (liquide) et la faible viscosité du liquide, la mousse peut toujours atteindre le niveau du liquide rapidement.
Le processus de formation de la mousse consiste à apporter une grande quantité de gaz dans le liquide, et les bulles du liquide reviennent rapidement à la surface du liquide, formant un agrégat de bulles séparé par une petite quantité de liquide et de gaz
La mousse a deux caractéristiques remarquables en morphologie: l'une est que les bulles en phase dispersée sont souvent polyédriques, car à l'intersection des bulles, il y a une tendance au film liquide à s'adapter, ce qui rend les bulles polyédriques. Lorsque le film liquide devient plus mince dans une certaine mesure, les bulles se briseront; Deuxièmement, le liquide pur ne peut pas former de la mousse stable, mais le liquide qui peut former de la mousse est d'au moins deux composants ou plus. La solution aqueuse de tensioactif est un système typique facile à générer de la mousse, et sa capacité à générer de la mousse est également liée à d'autres propriétés.
Les tensioactifs avec une bonne capacité moussante sont appelés agents moussants. Bien que l'agent moussant ait une bonne capacité en mousse, la mousse formée peut ne pas être en mesure de maintenir pendant longtemps, c'est-à-dire que sa stabilité peut ne pas être bonne. Afin de maintenir la stabilité de la mousse, une substance qui peut augmenter la stabilité de la mousse est souvent ajoutée à l'agent moussant, qui est appelé stabilisateur de mousse. Les stabilisateurs de mousse couramment utilisés sont la lauroyle diéthanolamine et l'oxyde de dodéthyl-amine de diméthyl.
(2) stabilité de la mousse
La mousse est un système thermodynamiquement instable, et la tendance finale est que la surface totale du liquide dans le système diminue et que l'énergie libre diminue après la rupture de bulles. Le processus de défilage est le processus dans lequel le film liquide séparant le gaz change d'épaisseur jusqu'à ce qu'il se rompre. Par conséquent, la stabilité de la mousse est principalement déterminée par la vitesse de décharge liquide et la résistance du film liquide. Il existe plusieurs autres facteurs d'influence.
① Tension de surface
Du point de vue de l'énergie, la faible tension en surface est plus favorable à la formation de mousse, mais elle ne peut garantir la stabilité de la mousse. Une faible tension en surface, une différence de basse pression, une vitesse de décharge liquide lente et un amincissement lent de film liquide sont propices à la stabilité de la mousse.
② Viscosité de surface
Le facteur clé déterminant la stabilité de la mousse est la résistance du film liquide, qui est principalement déterminé par la fermeté du film d'adsorption de surface, mesurée par la viscosité de surface. Les expériences montrent que la mousse produite par la solution avec une viscosité de surface plus élevée a une durée de vie plus longue. En effet, l'interaction entre les molécules adsorbées à la surface conduit à l'augmentation de la force de la membrane, améliorant ainsi la durée de vie de la mousse.
③ Viscosité de la solution
Lorsque la viscosité du liquide elle-même augmente, le liquide dans le film liquide n'est pas facile à être déchargé, et la vitesse de l'épaisseur du film liquide est lent, ce qui retarde le temps de la rupture du film liquide et augmente la stabilité de la mousse.
④ l'effet «réparation» de la tension de surface
Les tensioactifs adsorbés à la surface du film liquide ont la capacité de résister à l'expansion ou à la contraction de la surface du film liquide, que nous appelons l'effet de réparation. En effet, il y a un film liquide de tensioactifs adsorbés à la surface, et l'élargissement de sa surface réduira la concentration de molécules adsorbées de surface et augmentera la tension de surface. L'élargissement de la surface nécessitera plus d'efforts. Inversement, le rétrécissement de la surface augmentera la concentration de molécules adsorbées à la surface, réduisant la tension de la surface et entrave davantage le rétrécissement.
⑤ La diffusion du gaz à travers un film liquide
En raison de l'existence d'une pression capillaire, la pression des petites bulles en mousse est plus élevée que celle des grandes bulles, ce qui fera que le gaz dans les petites bulles se diffuse dans les grandes bulles à basse pression à travers le film liquide, ce qui entraîne le phénomène que les petites bulles deviennent plus petites, les grandes bulles deviennent plus grandes, et enfin les ruptures de mousse. Si un surfactant est ajouté, la mousse sera uniforme et dense lors de la mousse, et il n'est pas facile d'adoamère. Étant donné que le tensioactif est étroitement disposé sur le film liquide, il est difficile à ventiler, ce qui rend la mousse plus stable.
⑥ L'influence de la charge de surface
Si le film liquide en mousse est chargé du même symbole, les deux surfaces du film liquide se repousseront, empêchant le film liquide d'amincir ou même de destruction. Les tensioactifs ioniques peuvent fournir cet effet stabilisant.
En conclusion, la résistance du film liquide est le facteur clé pour déterminer la stabilité de la mousse. En tant que tensioactif pour les agents moussants et les stabilisateurs de mousse, la tendre et la fermeté des molécules adsorbées de surface sont les facteurs les plus importants. Lorsque l'interaction entre les molécules adsorbées à la surface est forte, les molécules adsorbées sont étroitement disposées, ce qui rend non seulement le masque facial de surface lui-même a une forte résistance, mais rend également la solution adjacente au masque facial de surface difficile à circuler en raison de la haute visibilité de surface, donc il est donc relativement difficile de maintenir le film liquide, et l'épaisseur du film liquide est facile à maintenir. De plus, les molécules de surface étroitement disposées peuvent également réduire la perméabilité des molécules de gaz et ainsi augmenter la stabilité de la mousse.
(3) Destruction de la mousse
Le principe de base de la destruction de la mousse est de modifier les conditions de production de mousse ou d'éliminer les facteurs de stabilité de la mousse, il existe donc deux méthodes de diffoaming, physique et chimique.
Le dédouage physique consiste à changer les conditions dans lesquelles la mousse est générée tout en maintenant la composition chimique de la solution de mousse inchangée. Par exemple, la perturbation de la force externe, le changement de température ou de pression et le traitement à ultrasons sont toutes des méthodes physiques efficaces pour éliminer la mousse.
La méthode de dédouage chimique consiste à ajouter des substances pour interagir avec l'agent moussant, à réduire la résistance du film liquide dans la mousse, puis à réduire la stabilité de la mousse pour atteindre le but de l'abaissement. De telles substances sont appelées Defoamers. La plupart des défoamères sont des surfactants. Par conséquent, selon le mécanisme de défilage, les défoamis devraient avoir une forte capacité à réduire la tension de surface, à être facilement adsorbée à la surface et à avoir de faibles interactions entre les molécules adsorbées de surface, résultant en une structure d'arrangement relativement lâche des molécules adsorbées.
Il existe différents types de défoamères, mais ce sont principalement des surfactants non ioniques. Les tensioactifs non ioniques ont des propriétés anti-moussantes près ou au-dessus de leur point de nuage et sont couramment utilisées comme dégivations. Les alcools, en particulier ceux qui ont des structures ramifiés, des acides gras et des esters, des polyamides, des phosphates, des huiles de silicone, etc., sont également couramment utilisés comme excellents désamorcers.
(4) mousse et lavage
Il n'y a pas de relation directe entre la mousse et l'effet de lavage, et la quantité de mousse ne signifie pas que l'effet de lavage est bon ou mauvais. Par exemple, les performances moussantes des tensioactifs non ioniques sont bien inférieures au savon, mais leur pouvoir de nettoyage est bien meilleur que le savon.
Dans certains cas, la mousse est utile pour éliminer la saleté. Par exemple, lors du lavage de la vaisselle à la maison, la mousse du détergent peut enlever les gouttes d'huile lavées; Lors du frottement du tapis, la mousse aide à emporter la saleté solide comme la poussière et la poudre. De plus, la mousse peut parfois être utilisée comme un signe de savoir si le détergent est efficace, car les taches d'huile gras peuvent inhiber la mousse du détergent. Lorsqu'il y a trop de taches d'huile et trop peu de détergent, il n'y aura pas de mousse ou la mousse d'origine disparaîtra. Parfois, la mousse peut également être utilisée comme indicateur de savoir si le rinçage est propre. Étant donné que la quantité de mousse dans la solution de rinçage a tendance à diminuer avec la diminution de la teneur en détergente, le degré de rinçage peut être évalué par la quantité de mousse.
9. processus de lavage
Dans un sens large, le lavage est le processus d'élimination des composants indésirables de l'objet lavé et d'atteindre un certain objectif. Le lavage dans le sens habituel fait référence au processus d'élimination de la saleté de la surface d'un transporteur. Pendant le lavage, l'interaction entre la saleté et le support est affaiblie ou éliminée par l'action de certaines substances chimiques (telles que les détergents), transformant la combinaison de la saleté et de la porteuse dans la combinaison de la saleté et du détergent, ce qui a finalement fait détacher la saleté et le transporteur. Comme les objets à laver et que la saleté à retirer est diversifiée, le lavage est un processus très complexe, et le processus de base de lavage peut être représenté par la relation simple suivante
Carrier • Dirt + détergent = porteur + saleté • détergent
Le processus de lavage peut généralement être divisé en deux étapes: l'une est la séparation de la saleté et de son porteur sous l'action du détergent; La seconde est que la saleté détachée est dispersée et suspendue dans le milieu. Le processus de lavage est un processus réversible, et la saleté qui est dispersée ou suspendue dans le milieu peut également être précipitée du milieu sur la lessive. Par conséquent, un excellent détergent devrait non seulement avoir la capacité de détacher la saleté du transporteur, mais aussi d'avoir une bonne capacité à disperser et à suspendre la saleté, et à empêcher la saleté de se déposer à nouveau.
(1) Types de saleté
Même pour le même élément, le type, la composition et la quantité de saleté varieront en fonction de l'environnement d'utilisation. La saleté du corps d'huile comprend principalement des huiles d'animaux et végétales, ainsi que des huiles minérales (comme l'huile brute, le pile à carburant, le goudron de charbon, etc.), tandis que la saleté solide comprend principalement de la fumée, de la poussière, de la rouille, du noir de carbone, etc. En termes de saleté de vêtements, il y a de la saleté du corps humain, comme la transpiration, le sebum, le sang, etc. Dirt de la nourriture, comme les taches de fruits, les taches d'huile comestibles, les taches d'assaisonnement, l'amidon, etc.; Saleté apportée par des cosmétiques, comme le rouge à lèvres et le vernis à ongles; Dirt de l'atmosphère, comme la fumée, la poussière, le sol, etc.; D'autres matériaux tels que l'encre, le thé, la peinture, etc. On peut dire qu'il existe des types divers et divers.
Divers types de saleté peuvent généralement être divisés en trois catégories: la saleté solide, la saleté liquide et la saleté spéciale.
① La saleté solide commune comprend des particules telles que les cendres, la boue, le sol, la rouille et le noir de carbone. La plupart de ces particules ont une charge de surface, principalement négative et sont facilement adsorbées sur des objets fibreux. Généralement, la saleté solide est difficile à dissoudre dans l'eau, mais peut être dispersée et suspendue par des solutions détergentes. La saleté solide avec de petites particules est difficile à éliminer.
② La saleté liquide est principalement soluble à l'huile, y compris les huiles animales et végétales, les acides gras, les alcools gras, les huiles minérales et leurs oxydes. Parmi eux, les huiles animales et végétales et les acides gras peuvent subir une saponification avec des alcalins, tandis que les alcools gras et les huiles minéraux ne sont pas saponifiés par les alcalins, mais peuvent se dissoudre dans les alcools, les éthers et les solvants organiques d'hydrocarbures, et être émulsifiés et dispersés par des solutions aqueuses détergentes. La saleté liquide soluble à l'huile a généralement une forte force d'interaction avec les objets fibreux et s'adsorbe fermement sur les fibres.
③ La saleté spéciale comprend des protéines, de l'amidon, du sang, des sécrétions humaines telles que la transpiration, le sébum, l'urine, ainsi que le jus de fruits, le jus de thé, etc. La plupart de ces types de saleté peuvent fortement s'adsorber sur des objets fibreux par des réactions chimiques. Par conséquent, le laver est assez difficile.
Divers types de saleté existent rarement seuls, souvent mélangés et adsorbés ensemble sur des objets. La saleté peut parfois oxyder, se décomposer ou se décomposer sous des influences externes, entraînant la formation de nouvelles saletés.
(2) l'effet d'adhésion de la saleté
La raison pour laquelle les vêtements, les mains, etc. peuvent se salir, c'est qu'il existe une sorte d'interaction entre les objets et la saleté. Il existe divers effets d'adhésion de la saleté sur les objets, mais ils sont principalement l'adhésion physique et l'adhésion chimique.
① L'adhésion physique des cendres de cigarettes, de la poussière, des sédiments, du noir de carbone et d'autres substances aux vêtements. De manière générale, l'interaction entre la saleté adhérée et l'objet contaminé est relativement faible et l'élimination de la saleté est également relativement facile. Selon différentes forces, l'adhésion physique de la saleté peut être divisée en adhésion mécanique et adhésion électrostatique.
R: L'adhésion mécanique se réfère principalement à l'adhésion de la saleté solide comme la poussière et les sédiments. L'adhésion mécanique est une méthode d'adhésion faible pour la saleté, qui peut presque être éliminée par de simples méthodes mécaniques. Cependant, lorsque la taille des particules de la saleté est petite (<0,1), il est plus difficile à éliminer.
B: L'adhésion électrostatique se manifeste principalement par l'action des particules de saleté chargées sur des objets avec des charges opposées. La plupart des objets fibreux portent une charge négative dans l'eau et sont facilement adhérés à la saleté chargée positivement comme le chaux. Une certaine saleté, bien que chargée négativement, comme les particules de carbone noir dans des solutions aqueuses, peut adhérer aux fibres à travers des ponts ioniques formés par des ions positifs (tels que Ca2 +, Mg2 +, etc.) dans l'eau (les ions agissent entre plusieurs charges opposées, agissant comme des ponts).
L'électricité statique est plus forte que la simple action mécanique, ce qui rend relativement difficile l'élimination de la saleté.
③ Retrait de la saleté spéciale
Les protéines, l'amidon, les sécrétions humaines, le jus de fruits, le jus de thé et d'autres types de saleté sont difficiles à éliminer avec des tensioactifs généraux et nécessitent des méthodes de traitement spéciales.
Les taches de protéines telles que la crème, les œufs, le sang, le lait et les excréments cutanés sont sujets à la coagulation et à la dénaturation sur les fibres et adhèrent plus fermement. Pour l'encrassement des protéines, la protéase peut être utilisée pour le retirer. La protéase peut décomposer les protéines de la saleté en acides aminés solubles dans l'eau ou oligopeptides.
Les taches d'amidon proviennent principalement de la nourriture, tandis que d'autres tels que les jus de viande, la pâte, etc. Les enzymes amidales ont un effet catalytique sur l'hydrolyse des taches d'amidon, la décomposition de l'amidon en sucres.
La lipase peut catalyser la décomposition de certains triglycérides difficiles à éliminer par des méthodes conventionnelles, telles que le sébum sécrété par le corps humain, les huiles comestibles, etc., pour décomposer les triglycérides en glycérol soluble et acides gras.
Certaines taches colorées du jus de fruits, du jus de thé, de l'encre, du rouge à lèvres, etc. sont souvent difficiles à nettoyer soigneusement même après un lavage répété. Ce type de coloration peut être éliminé par des réactions d'oxydrédréduction en utilisant des oxydants ou des agents réducteurs tels que Bleach, qui décomposent la structure des groupes chromophore ou chromophore et les dégrader en composants solubles dans l'eau plus petits.
Du point de vue du nettoyage à sec, il existe environ trois types de saleté.
① La saleté soluble à l'huile comprend diverses huiles et graisses, qui sont liquides ou grasses et solubles dans les solvants de nettoyage à sec.
② La saleté soluble dans l'eau est soluble en solution aqueuse, mais insoluble dans les agents de nettoyage à sec. Il s'adsorbe sur les vêtements sous la forme d'une solution aqueuse, et après que l'eau s'évapore, des solides granulaires tels que les sels inorganiques, l'amidon, les protéines, etc. sont précipités.
③ L'huile de la saleté insoluble dans l'eau est insoluble dans les solvants d'eau et de nettoyage à sec, tels que le noir de carbone, divers silicates métalliques et les oxydes.
En raison des différentes propriétés de divers types de saleté, il existe différentes façons d'éliminer la saleté pendant le processus de nettoyage à sec. La saleté soluble à l'huile, comme les huiles animales et végétales, les huiles minérales et les graisses, est facilement soluble dans les solvants biologiques et peut être facilement éliminée pendant le nettoyage à sec. L'excellente solubilité des solvants de nettoyage à sec pour l'huile et la graisse est essentiellement due aux forces de van der Waals entre les molécules.
Pour l'élimination de la saleté soluble dans l'eau, comme les sels inorganiques, les sucres, les protéines, la sueur, etc., il est également nécessaire d'ajouter une quantité appropriée d'eau à l'agent de nettoyage sec, sinon la saleté soluble dans l'eau est difficile à retirer des vêtements. Mais l'eau est difficile à dissoudre chez les agents de nettoyage à sec, donc pour augmenter la quantité d'eau, les tensioactifs doivent être ajoutés. L'eau présente dans les agents de nettoyage à sec peut hydrater la saleté et la surface des vêtements, ce qui facilite l'interaction avec les groupes polaires de surfactants, ce qui est bénéfique pour l'adsorption des surfactants à la surface. De plus, lorsque les tensioactifs forment des micelles, la saleté et l'eau solubles dans l'eau peuvent être solubilisées dans les micelles. Les tensioactifs peuvent non seulement augmenter la teneur en eau dans les solvants de nettoyage à sec, mais également empêcher le dépôt de la saleté pour améliorer l'effet de nettoyage.
La présence d'une petite quantité d'eau est nécessaire pour éliminer la saleté soluble dans l'eau, mais l'eau excessive peut provoquer des déformations, des rides, etc., de sorte que la teneur en eau du détergent sec doit être modérée.
Des particules solides telles que les cendres, la boue, le sol et le noir de carbone, qui ne sont ni solubles sans eau ni solubles à l'huile, adhèrent généralement aux vêtements par adsorption électrostatique ou en combinant avec des taches d'huile. Dans le nettoyage à sec, l'écoulement et l'impact des solvants peuvent provoquer la chute de la saleté adsorbée par les forces électrostatiques, tandis que les agents de nettoyage à sec peuvent dissoudre les taches d'huile, provoquant des particules solides qui se combinent avec les taches d'huile et adhèrent aux vêtements à tomber de l'agent de nettoyage à sec. La petite quantité d'eau et de surfactants dans l'agent de nettoyage à sec peut suspendre de manière stable et disperser les particules de saleté solides qui tombent, les empêchant de déposer à nouveau sur les vêtements.
(5) Facteurs affectant l'effet de lavage
L'adsorption directionnelle des tensioactifs à l'interface et la réduction de la tension de surface (interfaciale) sont les principaux facteurs d'élimination de l'encrassement liquide ou solide. Mais le processus de lavage est relativement complexe, et même l'effet de lavage du même type de détergent est affecté par de nombreux autres facteurs. Ces facteurs comprennent la concentration de détergent, la température, la nature de la saleté, le type de fibre et la structure du tissu.
① Concentration de surfactants
Les micelles de tensioactifs dans la solution jouent un rôle important dans le processus de lavage. Lorsque la concentration atteint la concentration critique de micelle (CMC), l'effet de lavage augmente fortement. Par conséquent, la concentration de détergent dans le solvant doit être supérieure à la valeur CMC afin d'obtenir un bon effet de lavage. Cependant, lorsque la concentration de tensioactifs dépasse la valeur CMC, l'effet de lavage croissant devient moins significatif et une augmentation excessive de la concentration de surfactant n'est pas nécessaire.
Lors de l'utilisation de la solubilisation pour éliminer les taches d'huile, même si la concentration est supérieure à la valeur CMC, l'effet de solubilisation augmente toujours avec l'augmentation de la concentration de surfactant. Pour le moment, il est conseillé d'utiliser un détergent localement, comme sur les poignets et les colliers des vêtements où il y a beaucoup de saleté. Lors du lavage, une couche de détergent peut être appliquée en premier pour améliorer l'effet de solubilisation des tensioactifs sur les taches d'huile.
② La température a un impact significatif sur l'effet de nettoyage. Dans l'ensemble, l'augmentation de la température est bénéfique pour éliminer la saleté, mais parfois une température excessive peut également provoquer des facteurs négatifs.
Une augmentation de la température est bénéfique pour la diffusion de la saleté. Les taches d'huile solide sont facilement émulsifiées lorsque la température est au-dessus de leur point de fusion, et les fibres augmentent également leur degré d'expansion en raison de l'augmentation de la température. Ces facteurs sont tous bénéfiques pour l'élimination de la saleté. Cependant, pour les tissus serrés, les micro-lacunes entre les fibres sont réduites après l'expansion des fibres, qui n'est pas propice à l'élimination de la saleté.
Les changements de température affectent également la solubilité, la valeur CMC et la taille des micelles des tensioactifs, affectant ainsi l'effet de lavage. Les surfactants à longue chaîne de carbone ont une solubilité plus faible à basse température, et parfois même une solubilité plus faible que la valeur CMC. Dans ce cas, la température de lavage doit être correctement augmentée. L'effet de la température sur la valeur CMC et la taille des micelles est différent pour les tensioactifs ioniques et non ioniques. Pour les tensioactifs ioniques, une augmentation de la température entraîne généralement une augmentation de la valeur CMC et une diminution de la taille des micelles. Cela signifie que la concentration de tensioactifs doit être augmentée dans la solution de lavage. Pour les tensioactifs non ioniques, l'augmentation de la température entraîne une diminution de leur valeur CMC et une augmentation significative de leur taille de micelle. On peut voir que l'augmentation de la température de manière appropriée peut aider les tensioactifs non ioniques à exercer leur activité de surface. Mais la température ne doit pas dépasser son point de nuage.
En bref, la température de lavage la plus appropriée est liée à la formule du détergent et à l'objet lavé. Certains détergents ont de bons effets de nettoyage à température ambiante, tandis que certains détergents ont des effets de nettoyage significativement différents pour le lavage froid et chaud.
③ mousse
Les gens confondent souvent la capacité de mousse avec l'effet de lavage, croyant que les détergents avec une forte capacité moussante ont de meilleurs effets de lavage. Les résultats montrent que l'effet de lavage n'est pas directement lié à la quantité de mousse. Par exemple, l'utilisation d'un détergent moussant faible pour le lavage n'a pas de pire effet de lavage que le détergent moussant élevé.
Bien que la mousse ne soit pas directement liée au lavage, la mousse est toujours utile pour éliminer la saleté dans certaines situations. Par exemple, la mousse du liquide de lavage peut emporter les baisses d'huile lors du lavage de la vaisselle à la main. Lorsque vous frottez le tapis, la mousse peut également emporter des particules de saleté solides comme la poussière. La poussière représente une grande proportion de saleté de tapis, donc le nettoyeur de tapis devrait avoir une certaine capacité de moussage.
La puissance de mousse est également importante pour le shampooing. La mousse fine produite par le liquide lors du lavage des cheveux ou du bain met les gens à se sentir à l'aise.
④ Types de fibres et de propriétés physiques des textiles
En plus de la structure chimique des fibres affectant l'adhésion et l'élimination de la saleté, l'apparition des fibres et la structure organisationnelle des fils et des tissus ont également un impact sur la difficulté d'élimination de la saleté.
Les écailles des fibres de laine et la structure plate comme la structure des fibres de coton sont plus sujettes à l'accumulation de saleté que les fibres lisses. Par exemple, le noir de carbone adhéré au film de cellulose (film adhésif) est facile à éliminer, tandis que le noir de carbone adhéré au tissu de coton est difficile à laver. Par exemple, les tissus en fibres courtes en polyester sont plus susceptibles de s'accumuler des taches d'huile que les tissus à longue fibre, et les taches d'huile sur les tissus à fibres courtes sont également plus difficiles à éliminer que celles des tissus à longue fibre.
Les fils serrés et les tissus serrés, en raison des petites micro-lacunes entre les fibres, peuvent résister à l'invasion de la saleté, mais aussi à empêcher la solution de nettoyage d'éliminer la saleté interne. Par conséquent, les tissus serrés ont une bonne résistance à la saleté au début, mais il est également difficile à nettoyer une fois contaminé.
⑤ La dureté de l'eau
La concentration d'ions métalliques tels que Ca2 + et Mg2 + dans l'eau a un impact significatif sur l'effet de lavage, en particulier lorsque les surfactants anioniques rencontrent des ions Ca2 + et Mg2 + pour former des sels de calcium et de magnésium avec une mauvaise solubilité, ce qui peut réduire leur capacité de nettoyage. Même si la concentration de tensioactifs est élevée dans l'eau dure, leur effet de nettoyage est encore bien pire que dans la distillation. Pour obtenir le meilleur effet de lavage des tensioactifs, la concentration des ions Ca2 + dans l'eau doit être réduite à moins de 1 × 10-6mol / L (CACO3 doit être réduite à 0,1 mg / L). Cela nécessite d'ajouter divers adoucisseurs au détergent.
Heure du poste: 16 août-2024