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Les 9 relations majeures entre les surfactants et les usines de teinture
01 Tension de surface
La force qui agit pour contracter la surface d'un liquide par unité de longueur est appelée tension de surface, mesurée en n · m⁻¹.
02 Activité de surface et tensioactifs
La propriété qui réduit la tension de surface d'un solvant est appelée activité de surface, et les substances qui possèdent cette propriété sont appelées substances actives en surface. Les tensioactifs sont des substances actives en surface qui peuvent former des agrégats dans des solutions aqueuses, telles que les micelles, et présentent une activité de surface élevée ainsi que des fonctions telles que le mouillage, l'émulsification, le moussage et le lavage.
03 Caractéristiques de la structure moléculaire des tensioactifs
Les tensioactifs sont des composés organiques avec des structures et des propriétés spéciales; Ils peuvent modifier considérablement la tension interfaciale entre deux phases ou la tension superficielle des liquides (généralement l'eau), présentant des propriétés telles que le mouillage, la mousse, l'émulsification et le lavage. Structurellement, les tensioactifs partagent une caractéristique commune de contenir deux types différents de groupes au sein de leurs molécules: une extrémité a un groupe non polaire à longue chaîne qui est soluble dans l'huile mais insoluble dans l'eau, connu sous le nom de groupe hydrophobe. Ce groupe hydrophobe est généralement un hydrocarbure à longue chaîne, bien qu'il puisse parfois être constitué de fluorures organiques, de siliciums organiques, de phosphines organiques ou de chaînes d'organotine. L'autre extrémité a un groupe soluble dans l'eau, connu sous le nom de groupe hydrophile. Le groupe hydrophile doit avoir une hydrophilie suffisante pour garantir que l'ensemble du tensioactif peut se dissoudre dans l'eau et posséder une solubilité nécessaire. Étant donné que les tensioactifs contiennent à la fois des groupes hydrophiles et hydrophobes, ils peuvent se dissoudre dans au moins une phase du milieu liquide. Cette nature à double affinité des tensioactifs est appelée amphiphilicité.
04 Types de surfactants
Les tensioactifs sont des molécules amphiphiles avec des groupes hydrophobes et hydrophiles. Le groupe hydrophobe est généralement composé d'hydrocarbures à chaîne longue, tels que des alcanes à chaîne droite (C8 - C20), des alcanes ramifiés (C8 - C20) ou des alkylbenzènes (atome de carbone alkyl numéro 8 à 16). Les différences dans les groupes hydrophobes découlent principalement des variations structurelles des chaînes de carbone. Cependant, la diversité des groupes hydrophiles est beaucoup plus grande, d'où les propriétés des tensioactifs sont liées non seulement à la taille et à la forme du groupe hydrophobe mais également en grande partie au groupe hydrophile. Les tensioactifs peuvent être classés en fonction de la structure du groupe hydrophile, principalement selon qu'il est ionique, les divisant en anionique, cationique, non ionique, zwitterionique et d'autres types spéciaux de surfactants.
05 Propriétés des solutions de surfactant
①AdSorption à l'interface
Les molécules de surfactant contiennent à la fois des groupes hydrophiles et hydrophobes. L'eau, étant un liquide polaire fort, lorsque les tensioactifs se dissolvent, suit le principe de "une polarité similaire s'attire les unes les autres; différentes polarités se repoussent". Son groupe hydrophile interagit avec l'eau, le rendant soluble, tandis que son groupe hydrophobe repousse de l'eau et sort de la phase d'eau, entraînant les molécules (ou ions) de surfactant adsorbant à la couche interfaciale, réduisant ainsi la tension interfaciale entre les deux phases. Plus les molécules (ou ions) plus tensioactifs s'adressent à l'interface, plus la réduction de la tension interfaciale est grande.
② Propriétés des films adsorbés
Pression de surface du film adsorbé: les tensioactifs forment des films adsorbés à l'interface gaz-liquide. Par exemple, placer un flotteur glissant sans friction à l'interface d'un liquide créera une pression contre le flotteur lorsque le film est poussé le long de la surface du liquide. Cette pression 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. En suspendant un anneau de platine sur un fil métallique fin de sorte qu'il touche la surface de l'eau dans un réservoir, la rotation de l'anneau de platine montre une résistance en raison de la viscosité de l'eau. La décroissance de l'amplitude observée peut mesurer la viscosité de surface; La différence des taux de désintégration entre l'eau pure et ce film de surface contenant fournit la viscosité du film de surface. La viscosité de surface est étroitement liée à la fermeté du film; Étant donné que les films adsorbés possèdent une pression de surface et une viscosité, elles contiennent nécessairement une élasticité. Plus la pression de surface et la viscosité du film adsorbé sont grandes, plus son module élastique est grand.
③ Formation de micelles
Le comportement des tensioactifs dans des solutions diluées obéit aux normes de solution idéales. La quantité de tensioactif adsorbé à la surface de la solution augmente à mesure que la concentration de solution augmente jusqu'à ce qu'une certaine concentration soit atteinte, après quoi l'adsorption n'augmente pas encore. Les molécules de surfactant en excès à ce stade sont dispersées au hasard ou existent de manière à motifs. Les preuves pratiques et théoriques indiquent qu'ils forment des agrégats dans la solution, appelés micelles. La concentration minimale à laquelle les tensioactifs commencent à former des micelles est appelée concentration critique de micelles (CMC).
06 Valeur d'équilibre hydrophile-lipophile (HLB)
Le HLB, abréviation de l'équilibre hydrophile-lipophile, indique l'équilibre entre les groupes hydrophiles et lipophiles dans les tensioactifs. Une valeur HLB plus élevée suggère une forte hydrophilie et une faible lipophilicité, tandis que l'inverse est vrai pour les faibles valeurs de HLB.
① Spécification des valeurs HLB **:La valeur HLB est relative; Par conséquent, pour établir des valeurs de HLB, la norme pour une substance non hydrophile, comme la paraffine, est fixée à HLB = 0, tandis que le dodécyl sulfate de sodium avec une forte solubilité dans l'eau se fait HLB = 40. Par conséquent, les valeurs de HLB pour les surfactants se situent généralement entre 1 et 40. Les surfactants avec une valeur HLB inférieure à 10 sont des lipophiliques, et ceux qui sont plus élevés. Par conséquent, le point d'inflexion entre la lipophilicité et l'hydrophilicité est d'environ 10. Les utilisations potentielles des tensioactifs peuvent être à peu près déduites de leurs valeurs HLB.
HLB | Applications | HLB | Applications |
1,5 ~ 3 | Agents de dédouage de type sans | 8 ~ 18 | Emulsifiants de type O / W |
3,5 ~ 6 | Emulsifiants de type sans | 13 ~ 15 | Détergents |
7 ~ 9 | Agents mouillants | 15 ~ 18 | Solubilisants |
Selon le tableau, les tensioactifs adaptés à une utilisation comme émulsifiants huile dans l'eau ont une valeur HLB de 3,5 à 6, tandis que ceux pour les émulsifiants d'eau dans l'huile se situent entre 8 et 18.
② Détermination des valeurs HLB (omise).
07 Émulsification et solubilisation
Une émulsion est un système formé lorsqu'un liquide non miscible est dispersé dans un autre sous la forme de particules fines (gouttelettes ou cristaux liquides). L'émulsifiant, qui est un type de surfactant, est essentiel pour stabiliser ce système thermodynamiquement instable en diminuant l'énergie interfaciale. La phase existant sous forme de gouttelettes dans l'émulsion est appelée phase dispersée (ou phase interne), tandis que la phase formant une couche continue est appelée milieu de dispersion (ou phase externe).
① Emulsifiants et émulsions
Les émulsions courantes se composent souvent d'une phase comme une solution d'eau ou aqueuse, et l'autre comme une substance organique, comme les huiles ou les cires. Selon leur dispersion, les émulsions peuvent être classées comme eau dans l'huile (sans) où l'huile est dispersée dans l'eau ou l'huile dans l'eau (O / W) où l'eau est dispersée dans l'huile. De plus, des émulsions complexes comme w / o / w ou o / w / o peuvent exister. Les émulsifiants stabilisent les émulsions en abaissant la tension interfaciale et en formant des membranes monomoléculaires. Un émulsifiant doit adsorber ou s'accumuler à l'interface pour abaisser la tension interfaciale et transmettre des charges aux gouttelettes, générer une répulsion électrostatique ou former un film protecteur à haute viscosité autour des particules. Par conséquent, les substances utilisées comme émulsifiants doivent posséder des groupes amphiphiles, que les tensioactifs peuvent fournir.
② Méthodes de préparation et de facteurs d'émulsion influençant la stabilité
Il existe deux méthodes principales pour préparer les émulsions: les méthodes mécaniques dispersent les liquides en minuscules particules dans un autre liquide, tandis que la deuxième méthode implique la dissolution des liquides sous forme moléculaire dans une autre et les faisant agréger de manière appropriée. La stabilité d'une émulsion fait référence à sa capacité à résister à l'agrégation de particules qui conduit à la séparation des phases. Les émulsions sont des systèmes thermodynamiquement instables avec une énergie libre plus élevée, donc leur stabilité reflète le temps nécessaire pour atteindre l'équilibre, c'est-à-dire le temps qu'il faut pour qu'un liquide se sépare de l'émulsion. Lorsque des alcools gras, des acides gras et des amines grasses sont présents dans le film interfacial, la force de la membrane augmente considérablement car les molécules organiques polaires forment des complexes dans la couche adsorbée, renforçant la membrane interfaciale.
Les émulsifiants composés de deux surfactants ou plus sont appelés émulsifiants mixtes. Les émulsifiants mixtes s'adsorbe à l'interface d'eau et les interactions moléculaires peuvent former des complexes qui réduisent considérablement la tension interfaciale, augmentant la quantité d'adsorbat et formant dense, des membranes interfaciales plus fortes.
Les gouttelettes chargées électriquement influencent notamment la stabilité des émulsions. Dans les émulsions stables, les gouttelettes portent généralement une charge électrique. Lorsque des émulsifiants ioniques sont utilisés, l'extrémité hydrophobe des tensioactifs ioniques est incorporée dans la phase huileuse, tandis que l'extrémité hydrophile reste dans la phase aqueuse, transmettant une charge aux gouttelettes. Comme les charges entre les gouttelettes provoquent la répulsion et empêchent la coalescence, ce qui améliore la stabilité. Ainsi, plus la concentration d'ions émulsifiants est grande sur les gouttelettes, plus leur charge est grande et plus la stabilité de l'émulsion est élevée.
La viscosité du milieu de dispersion affecte également la stabilité de l'émulsion. Généralement, les supports de viscosité plus élevés améliorent la stabilité car ils entravent le mouvement brownien de gouttelettes, ralentissant la probabilité de collisions. Les substances de poids moléculaire élevé qui se dissolvent dans l'émulsion peuvent augmenter la viscosité et la stabilité moyennes. De plus, les substances de poids moléculaire élevé peuvent former des membranes interfaciales robustes, stabilisant davantage l'émulsion. Dans certains cas, l'ajout de poudres solides peut également stabiliser les émulsions. Si les particules solides sont entièrement mouillées par l'eau et peuvent être mouillées par l'huile, elles seront conservées à l'interface d'eau. Les poudres solides stabilisent l'émulsion en améliorant le film alors qu'ils se regroupent à l'interface, un peu comme les tensioactifs adsorbés.
Les tensioactifs peuvent améliorer considérablement la solubilité des composés organiques insolubles ou légèrement solubles dans l'eau après la formation de micelles dans la solution. À l'heure actuelle, la solution semble claire et cette capacité est appelée solubilisation. Les tensioactifs qui peuvent favoriser la solubilisation sont appelés solubilisants, tandis que les composés organiques solubilisés sont appelés solubile.
08 mousse
La mousse joue un rôle crucial dans les processus de lavage. La mousse fait référence à un système dispersif de gaz dispersé dans du liquide ou solide, avec du gaz comme phase dispersée et liquide ou solide comme milieu de dispersion, connu sous le nom de mousse liquide ou de mousse solide, comme le plastique en mousse, le verre en mousse et le béton de mousse.
(1) Formation de mousse
Le terme mousse fait référence à une collection de bulles d'air séparées par des films liquides. En raison de la différence de densité considérable entre le gaz (phase dispersée) et le liquide (milieu de dispersion), et la faible viscosité du liquide, les bulles de gaz montent rapidement à la surface. La formation de mousse consiste à incorporer une grande quantité de gaz dans le liquide; Les bulles reviennent ensuite rapidement à la surface, créant un agrégat de bulles d'air séparées par un film liquide minimal. La mousse a deux caractéristiques morphologiques distinctives: premièrement, les bulles de gaz supposent souvent une forme polyédrique car le film liquide mince à l'intersection des bulles a tendance à devenir plus mince, entraînant finalement une rupture de bulles. Deuxièmement, les liquides purs ne peuvent pas former de la mousse stable; Au moins deux composants doivent être présents pour créer une mousse. Une solution de tensioactif est un système de formation de mousse typique dont la capacité moussante est liée à ses autres propriétés. Les tensioactifs avec une bonne capacité moussante sont appelés agents moussants. Bien que les agents moussants présentent de bonnes capacités moussantes, la mousse qu'ils génèrent ne peut pas durer longtemps, ce qui signifie que leur stabilité n'est pas garantie. Pour améliorer la stabilité de la mousse, des substances qui améliorent la stabilité peuvent être ajoutées; Ceux-ci sont appelés stabilisateurs, avec des stabilisateurs courants, notamment du lauryle diéthanolamine et des oxydes de dodécyl diméthyl amine.
(2) stabilité en mousse
La mousse est un système thermodynamiquement instable; Sa progression naturelle entraîne une rupture, réduisant ainsi la surface liquide globale et diminuant l'énergie libre. Le processus de dédouage implique l'amincissement progressif du film liquide séparant le gaz jusqu'à ce que la rupture se produise. Le degré de stabilité de la mousse est principalement influencé par le taux de drainage liquide et la résistance du film liquide. Les facteurs influents comprennent:
① Tension de surface: Dans une perspective énergétique, la tension de surface inférieure favorise la formation de mousse mais ne garantit pas la stabilité en mousse. Une faible tension surface indique un différentiel de pression plus petit, conduisant à un drainage liquide plus lent et à un épaississement du film liquide, qui favorisent tous deux la stabilité.
② Viscosité de surface: Le facteur clé de la stabilité de la mousse est la résistance du film liquide, principalement déterminé par la robustesse du film d'adsorption de surface, mesuré par la viscosité de surface. Les résultats expérimentaux indiquent que les solutions avec une viscosité de surface élevée produisent une mousse durable en raison d'interactions moléculaires améliorées dans le film adsorbé qui augmentent considérablement la force de la membrane.
③ Viscosité de la solution: une viscosité plus élevée dans le liquide lui-même ralentit le drainage du liquide de la membrane, prolongeant ainsi la durée de vie du film liquide avant la rupture, améliorant la stabilité de la mousse.
④ Action de «réparation» de tension de surface: les tensioactifs adsorbés à la membrane peuvent contrer l'expansion ou la contraction de la surface du film; C'est ce qu'on appelle l'action de réparation. Lorsque les tensioactifs s'adsorbent au film liquide et élargissent sa surface, cela réduit la concentration de surfactant à la surface et augmente la tension de surface; Inversement, la contraction entraîne une concentration accrue de surfactant à la surface et réduit par la suite la tension de surface.
⑤ Diffusion du gaz par le film liquide: En raison de la pression capillaire, les bulles plus petites ont tendance à avoir une pression interne plus élevée par rapport aux bulles plus grandes, conduisant à la diffusion du gaz des petites bulles dans des plus grandes, ce qui fait se rétrécir et se développer, entraînant finalement un effondrement de la mousse. L'application cohérente des tensioactifs crée des bulles uniformes et finement réparties et inhibe le défilage. Avec des tensioactifs bien emballés au film liquide, la diffusion du gaz est entravée, améliorant ainsi la stabilité en mousse.
⑥ Effet de la charge de surface: si le film liquide en mousse transporte la même charge, les deux surfaces se repousseront, empêchant le film d'amincir ou de se casser. Les tensioactifs ioniques peuvent fournir cet effet stabilisant. En résumé, la résistance du film liquide est le facteur crucial déterminant la stabilité de la mousse. Les tensioactifs agissant comme des agents moussants et des stabilisateurs doivent fabriquer des molécules absorbées de surface étroitement emballées, car cela a un impact significatif sur l'interaction moléculaire interfaciale, améliorant la force du film de surface lui-même et empêchant ainsi le liquide de s'éloigner du film voisin, ce qui rend la stabilité de la mousse plus réalisable.
(3) Destruction de la mousse
Le principe fondamental de la destruction de la mousse consiste à modifier les conditions qui produisent de la mousse ou à éliminer les facteurs de stabilisation de la mousse, conduisant à des méthodes de dédouage physiques et chimiques. Le dédouage physique maintient la composition chimique de la solution mousseuse tout en modifiant les conditions telles que les perturbations externes, la température ou les changements de pression, ainsi que le traitement par ultrasons, toutes les méthodes efficaces pour éliminer la mousse. Le dédouage chimique fait référence à l'ajout de certaines substances qui interagissent avec les agents moussants pour réduire la résistance du film liquide dans la mousse, réduisant la stabilité de la mousse et atteignant le défilage. Ces substances sont appelées Defoamers, dont la plupart sont des surfactants. Les défoamères possèdent généralement une capacité notable à réduire la tension de surface et peuvent facilement adsorber les surfaces, avec une interaction plus faible entre les molécules constituantes, créant ainsi une structure moléculaire librement disposée. Les types de défoamères sont variés, mais ce sont généralement des tensioactifs non ioniques, avec des alcools ramifiés, des acides gras, des esters d'acide gras, des polyamides, des phosphates et des huiles de silicone couramment utilisées comme excellents défoamères.
(4) mousse et nettoyage
La quantité de mousse n'est pas directement en corrélation avec l'efficacité du nettoyage; Plus de mousse ne signifie pas un meilleur nettoyage. Par exemple, les tensioactifs non ioniques peuvent produire moins de mousse que le savon, mais ils peuvent avoir des capacités de nettoyage supérieures. Cependant, dans certaines conditions, la mousse peut aider à l'élimination de la saleté; Par exemple, la mousse du lavage des plats aide à emporter de la graisse, tandis que le nettoyage des tapis permet à la mousse d'éliminer la saleté et les contaminants solides. De plus, la mousse peut signaler l'efficacité du détergent; La graisse graisseuse excessive inhibe souvent la formation de bulles, provoquant soit un manque de mousse, soit une baisse de la mousse existante, indiquant une faible efficacité de détergent. De plus, la mousse peut servir d'indicateur pour la propreté du rinçage, car les niveaux de mousse dans l'eau de rinçage diminuent souvent avec des concentrations de détergent plus faibles.
09 Processus de lavage
D'une manière générale, le lavage est le processus d'élimination des composants indésirables de l'objet nettoyé pour atteindre un certain objectif. En termes communs, le lavage fait référence à l'élimination de la saleté de la surface du support. Pendant le lavage, certaines substances chimiques (comme les détergents) agissent pour affaiblir ou éliminer l'interaction entre la saleté et le support, transformant la liaison entre la saleté et la porteuse en une liaison entre la saleté et le détergent, permettant leur séparation. Étant donné que les objets à nettoyer et que la saleté qui doit être éliminée peut varier considérablement, le lavage est un processus compliqué, qui peut être simplifié dans la relation suivante:
Carrier • Dirt + détergent = porteur + saleté • détergent. Le processus de lavage peut généralement être divisé en deux étapes:
1. La saleté est séparée du porteur sous l'action du détergent;
2. La saleté séparée est dispersée et suspendue dans le milieu. Le processus de lavage est réversible, ce qui signifie que la saleté dispersée ou en suspension peut potentiellement se réinstaller sur l'élément nettoyé. Ainsi, des détergents efficaces ont non seulement besoin d'une capacité pour détacher la saleté du transporteur, mais aussi de disperser et de suspendre la saleté, l'empêchant de se réinstaller.
(1) Types de saleté
Même un seul élément peut accumuler différents types, compositions et quantités de saleté en fonction de son contexte d'utilisation. La saleté huileuse se compose principalement de diverses huiles d'animaux et végétales et huiles minérales (comme l'huile brute, le mazout, le goudron de charbon, etc.); La saleté solide comprend des particules telles que la suie, la poussière, la rouille et le noir de carbone. En ce qui concerne la saleté des vêtements, il peut provenir de sécrétions humaines comme la transpiration, le sébum et le sang; Des taches liées à la nourriture comme les taches de fruits ou d'huile et les assaisonnements; les résidus de cosmétiques comme le rouge à lèvres et le vernis à ongles; Les polluants atmosphériques comme la fumée, la poussière et le sol; et des taches supplémentaires comme l'encre, le thé et la peinture. Cette variété de saleté peut généralement être classée en types solides, liquides et spéciaux.
① Dirt solide: les exemples courants incluent la suie, la boue et les particules de poussière, dont la plupart ont tendance à avoir des charges - souvent chargées négativement - qui adhèrent facilement aux matériaux fibreux. La saleté solide est généralement moins soluble dans l'eau mais peut être dispersée et suspendue dans les détergents. Des particules inférieures à 0,1 μm peuvent être particulièrement difficiles à éliminer.
② Dirt liquide: il s'agit notamment des substances grasses solubles à l'huile, comprenant des huiles animales, des acides gras, des alcools gras, des huiles minérales et leurs oxydes. Alors que les huiles animales et végétales et les acides gras peuvent réagir avec les alcalis pour former des savons, les alcools gras et les huiles minéraux ne subissent pas de saponification mais peuvent être dissous par des alcools, des éthers et des hydrocarbures organiques, et peuvent être émulsifiés et dispersés par des solutions détergentes. La saleté huileuse liquide est généralement fermement adhérée aux matériaux fibreux en raison de fortes interactions.
③ Dirt spécial: cette catégorie se compose de protéines, d'amindches, de sang et de sécrétions humaines comme la transpiration et l'urine, ainsi que les jus de fruits et de thé. Ces matériaux se lient souvent fermement aux fibres grâce à des interactions chimiques, ce qui les rend plus difficiles à laver. Divers types de saleté existent rarement indépendamment, ils se mélangent plutôt et adhèrent collectivement aux surfaces. Souvent, sous des influences externes, la saleté peut s'oxyder, se décomposer ou se décomposer, produisant de nouvelles formes de saleté.
(2) Adhésion de la saleté
La saleté s'accroche à des matériaux comme les vêtements et la peau en raison de certaines interactions entre l'objet et la saleté. La force adhésive entre la saleté et l'objet peut résulter d'une adhésion physique ou chimique.
① Adhésion physique: l'adhésion de la saleté comme la suie, la poussière et la boue implique en grande partie des interactions physiques faibles. Généralement, ces types de saleté peuvent être éliminés relativement facilement en raison de leur adhésion plus faible, qui provient principalement de forces mécaniques ou électrostatiques.
R: Adhésion mécanique **: Cela se réfère généralement à la saleté solide comme la poussière ou le sable qui adhère par des moyennes mécaniques, ce qui est relativement facile à éliminer, bien que des particules plus petites sous 0,1 μm soient assez difficiles à nettoyer.
B: Adhésion électrostatique **: Cela implique des particules de saleté chargées interagissant avec les matériaux de charge opposée; Généralement, les matériaux fibreux portent des charges négatives, leur permettant d'attirer des adhérents chargés positivement comme certains sels. Certaines particules chargées négativement peuvent encore s'accumuler sur ces fibres via des ponts ioniques formés par des ions positifs dans la solution.
② Adhésion chimique: Cela fait référence à la saleté adhérant à un objet à travers des liaisons chimiques. Par exemple, la saleté solide polaire ou les matériaux comme la rouille ont tendance à adhérer fermement en raison des liaisons chimiques formées avec des groupes fonctionnels tels que les groupes carboxyle, hydroxyle ou amine présents dans des matériaux fibreux. Ces liaisons créent des interactions plus fortes, ce qui rend plus difficile d'éliminer une telle saleté; Des traitements spéciaux peuvent être nécessaires pour nettoyer efficacement. Le degré d'adhésion de la saleté dépend à la fois des propriétés de la saleté elle-même et de celles de la surface à laquelle elle adhère.
(3) Mécanismes d'élimination de la saleté
L'objectif du lavage est d'éliminer la saleté. Cela implique d'utiliser les diverses actions physiques et chimiques des détergents pour affaiblir ou éliminer l'adhésion entre la saleté et les articles lavés, aidés par des forces mécaniques (comme le frottement manuel, l'agitation de la machine à laver ou l'impact de l'eau), conduisant finalement à la séparation de la saleté.
① Mécanisme de l'élimination de la saleté liquide
R: Humidité: La plupart des saletés liquides sont grasses et ont tendance à mouiller divers objets fibreux, formant un film huileux sur leurs surfaces. La première étape du lavage est l'action du détergent qui provoque un mouillage de la surface.
B: Mécanisme de roulement pour l'élimination de l'huile: La deuxième étape de l'élimination de la saleté liquide se produit grâce à un processus de roulement. La saleté liquide qui se propage en tant que film sur la surface roule progressivement en gouttelettes en raison du mouillage préférentiel du liquide de lavage de la surface fibreuse, étant finalement remplacé par le liquide de lavage.
② Mécanisme de l'élimination solide de la saleté
Contrairement à la saleté liquide, l'élimination de la saleté solide repose sur la capacité du liquide de lavage à mouiller à la fois les particules de saleté et la surface du matériau porteur. L'adsorption des tensioactifs sur les surfaces de la saleté solide et le support réduit leurs forces d'interaction, abaissant ainsi la résistance à l'adhésion des particules de saleté, ce qui les rend plus faciles à éliminer. De plus, les tensioactifs, en particulier les tensioactifs ioniques, peuvent augmenter le potentiel électrique de la saleté solide et du matériau de surface, facilitant la suppression.
Les tensioactifs non ioniques ont tendance à s'adsorber sur des surfaces solides généralement chargées et peuvent former une couche adsorbée significative, entraînant une réduction de la réinstallation de la saleté. Les tensioactifs cationiques peuvent cependant réduire le potentiel électrique de la saleté et de la surface de la porteuse, ce qui entraîne une diminution de la répulsion et entrave l'élimination de la saleté.
③ Retrait de la saleté spéciale
Les détergents typiques peuvent lutter contre les taches tenaces des protéines, des amidons, du sang et des sécrétions corporelles. Les enzymes comme la protéase peuvent éliminer efficacement les taches de protéines en décomposant les protéines en acides aminés solubles ou peptides. De même, les amidons peuvent être décomposés en sucres par l'amylase. Les lipases peuvent aider à décomposer les impuretés triacylglycérol qui sont souvent difficiles à éliminer par des moyens conventionnels. Les taches de jus de fruits, de thé ou d'encre nécessitent parfois des agents oxydants ou des réductants, qui réagissent avec les groupes générateurs de couleurs pour les dégrader en fragments plus solubles dans l'eau.
(4) Mécanisme de nettoyage à sec
Les points susmentionnés concernent principalement le lavage avec de l'eau. Cependant, en raison de la diversité des tissus, certains matériaux peuvent ne pas réagir bien au lavage de l'eau, conduisant à la déformation, à la décoloration des couleurs, etc. De nombreuses fibres naturelles se développent lorsqu'ils sont humides et facilement rétrécis, conduisant à des changements structurels indésirables. Ainsi, le nettoyage à sec, généralement à l'aide de solvants organiques, est souvent préféré pour ces textiles.
Le nettoyage à sec est plus doux par rapport au lavage humide, car il minimise l'action mécanique qui pourrait endommager les vêtements. Pour un élimination efficace de la saleté dans le nettoyage à sec, la saleté est classée en trois types principaux:
① Dirt soluble à l'huile: Cela comprend les huiles et les graisses, qui se dissolvent facilement dans les solvants de nettoyage à sec.
② Dirt soluble dans l'eau: ce type peut se dissoudre dans l'eau mais pas dans les solvants de nettoyage à sec, comprenant des sels, des amidons et des protéines inorganiques, qui peuvent cristalliser une fois que l'eau s'évapore.
③ Dirt qui n'est ni d'huile ni de soluble dans l'eau: cela inclut des substances comme le noir de carbone et les silicates métalliques qui ne se dissolvent pas dans les deux moyens.
Chaque type de saleté nécessite différentes stratégies pour l'élimination efficace pendant le nettoyage à sec. La saleté soluble à l'huile est méthodologiquement éliminée à l'aide de solvants organiques en raison de leur excellente solubilité dans les solvants non polaires. Pour les taches solubles dans l'eau, de l'eau adéquate doit être présente dans l'agent de nettoyage à sec car l'eau est cruciale pour une élimination efficace de la saleté. Malheureusement, comme l'eau a une solubilité minimale dans les agents de nettoyage à sec, des surfactants sont souvent ajoutés pour aider à intégrer l'eau.
Les tensioactifs améliorent la capacité de l'agent de nettoyage en eau et aident à assurer la solubilisation des impuretés solubles dans l'eau dans les micelles. De plus, les tensioactifs peuvent empêcher la saleté de former de nouveaux dépôts après le lavage, améliorant l'efficacité du nettoyage. Un léger ajout d'eau est essentiel pour éliminer ces impuretés, mais des quantités excessives peuvent entraîner une distorsion du tissu, nécessitant ainsi une teneur en eau équilibrée dans les solutions de nettoyage à sec.
(5) Facteurs influençant l'action de lavage
L'adsorption des tensioactifs sur les interfaces et la réduction qui en résulte de la tension interfaciale est cruciale pour éliminer le liquide ou la saleté solide. Cependant, le lavage est intrinsèquement complexe, influencé par de nombreux facteurs à travers des types de détergents même similaires. Ces facteurs comprennent la concentration de détergent, la température, les propriétés de saleté, les types de fibres et la structure du tissu.
① Concentration de surfactants: les micelles formées par les tensioactifs jouent un rôle pivot dans le lavage. L'efficacité de lavage augmente considérablement une fois que la concentration dépasse la concentration critique de micelles (CMC), donc les détergents doivent être utilisés à des concentrations plus élevées que le CMC pour un lavage efficace. Cependant, les concentrations de détergents au-dessus de CMC donnent des rendements diminués, ce qui rend la concentration excessive inutile.
② Effet de la température: la température a une profonde influence sur l'efficacité du nettoyage. Généralement, des températures plus élevées facilitent l'élimination de la saleté; Cependant, une chaleur excessive peut avoir des effets néfastes. L'augmentation de la température a tendance à aider à la dispersion de la saleté et peut également faire en sorte que la saleté huileuse émulsifie plus facilement. Pourtant, dans les tissus tissés étroitement, une augmentation de la température des fibres peut réduire par inadvertance l'efficacité d'élimination.
Les fluctuations de la température affectent également la solubilité des tensioactifs, le CMC et le nombre de micelles, influençant ainsi l'efficacité de nettoyage. Pour de nombreux tensioactifs à longue chaîne, les températures plus basses réduisent la solubilité, parfois en dessous de leur propre CMC; Ainsi, un réchauffement approprié peut être nécessaire pour une fonction optimale. Les effets de la température sur le CMC et les micelles diffèrent pour les tensioactifs ioniques et non ioniques: l'augmentation de la température augmente généralement le CMC des tensioactifs ioniques, nécessitant ainsi des ajustements de concentration.
③ Mousse: Il y a une idée fausse commune liant la capacité de moussage à l'efficacité du lavage - plus la mousse n'équivaut pas le lavage supérieur. Des preuves empiriques suggèrent que les détergents à faible mousse peuvent être tout aussi efficaces. Cependant, la mousse peut aider à l'élimination de la saleté dans certaines applications, comme dans le lave-vaisselle, où la mousse aide à déplacer la graisse ou dans le nettoyage des tapis, où il soulève la saleté. De plus, la présence en mousse peut indiquer si les détergents fonctionnent; L'excès de graisse peut inhiber la formation de mousse, tandis que la diminution de la mousse signifie une concentration de détergente réduite.
④ Type de fibres et propriétés textiles: au-delà de la structure chimique, l'apparence et l'organisation des fibres influencent l'adhésion de la saleté et la difficulté d'élimination. Les fibres avec des structures rugueuses ou plates, comme la laine ou le coton, ont tendance à piéger la saleté plus facilement que les fibres lisses. Les tissus tissés étroitement peuvent initialement résister à l'accumulation de saleté, mais peuvent entraver un lavage efficace en raison d'un accès limité à la saleté piégée.
⑤ La dureté de l'eau: les concentrations de CA²⁺, Mg²⁺ et d'autres ions métalliques ont un impact significatif sur les résultats de lavage, en particulier pour les tensioactifs anioniques, qui peuvent former des sels insolubles qui diminuent l'efficacité du nettoyage. Dans l'eau dure même avec une concentration de surfactant adéquate, l'efficacité du nettoyage est courte par rapport à l'eau distillée. Pour les performances optimales du surfactant, la concentration de CA²⁺ doit être minimisée à moins de 1 × 10⁻⁶ mol / L (caco₃ inférieur à 0,1 mg / L), nécessitant souvent l'inclusion d'agents qui secouent l'eau dans les formulations de détergent.
Heure du poste: Sep-05-2024