9 wichtige Beziehungen zwischen Tensiden und Färbefabriken

Die Schrumpfkraft einer beliebigen Einheitslänge auf der Oberfläche der Flüssigkeit wird Oberflächenspannung genannt, und die Einheit ist N.·m-1.

Die Eigenschaft der Verringerung der Oberflächenspannung des Lösungsmittels wird Oberflächenaktivität genannt, und eine Substanz mit dieser Eigenschaft wird als oberflächenaktive Substanz bezeichnet.

Die oberflächenaktive Substanz, die Moleküle in wässriger Lösung binden und Mizellen und andere Assoziationen bilden kann und eine hohe Oberflächenaktivität hat, während sie auch die Wirkung des Benetzens, Emulgierens, Schäumens, Waschens usw. hat, wird Tensid genannt.

Tensid sind organische Verbindungen mit besonderer Struktur und Eigenschaft, die die Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen oder die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten (im Allgemeinen Wasser) mit Benetzungs-, Schaum-, Emulgierungs-, Wasch- und anderen Eigenschaften signifikant verändern können.

Strukturell haben Tenside ein gemeinsames Merkmal, dass sie zwei Gruppen unterschiedlicher Natur in ihren Molekülen enthalten. An einem Ende befindet sich eine lange Kette der unpolaren Gruppe, löslich in Öl und unlöslich in Wasser, auch bekannt als hydrophobe Gruppe oder wasserabweisende Gruppe. Eine solche wasserabweisende Gruppe ist im Allgemeinen lange Ketten von Kohlenwasserstoffen, manchmal auch für organisches Fluor, Silizium, Organophosphat, Organotinkette usw. Am anderen Ende befindet sich eine wasserlösliche Gruppe, eine hydrophile Gruppe oder eine ölabweisende Gruppe. Die hydrophile Gruppe muss ausreichend hydrophil sein, damit ganze Tenside wasserlöslich und löslich sind. Da Tenside hydrophile und hydrophobe Gruppen enthalten, können sie in mindestens einer der Flüssigphasen löslich sein. Diese hydrophile und lipophile Eigenschaft des Tensids wird Amphiphilität genannt.

Tensid ist eine Art amphiphile Moleküle mit hydrophoben und hydrophilen Gruppen. Hydrophobe Gruppen von Tensiden bestehen im Allgemeinen aus langkettigen Kohlenwasserstoffen, wie geradkettigem Alkyl C8~C20, verzweigtkettigem Alkyl C8~C20, Alkylphenyl (Alkylkohlenstofftomzahl ist 8~16) und dergleichen. Der kleine Unterschied zwischen hydrophoben Gruppen liegt hauptsächlich in den strukturellen Veränderungen der Kohlenwasserstoffketten. Und die Arten von hydrophilen Gruppen sind mehr, so dass die Eigenschaften von Tensiden neben der Größe und Form von hydrophoben Gruppen hauptsächlich hydrophilen Gruppen zugeordnet sind. Die strukturellen Veränderungen hydrophiler Gruppen sind größer als die hydrophober Gruppen, so dass die Klassifizierung von Tensiden im Allgemeinen auf der Struktur hydrophiler Gruppen basiert. Diese Klassifizierung basiert darauf, ob die hydrophile Gruppe ionisch ist oder nicht, und sie wird in anionische, kationische, nichtionische, zwitterionische und andere spezielle Arten von Tensiden unterteilt.

① Adsorption von Tensiden an der Grenzfläche

Tensidmoleküle sind amphiphile Moleküle, die sowohl lipophile als auch hydrophile Gruppen haben. Wenn das Tensid in Wasser gelöst wird, wird seine hydrophile Gruppe von Wasser angezogen und löst sich in Wasser auf, während seine lipophile Gruppe von Wasser abgestoßen wird und Wasser verlässt, was zur Adsorption von Tensidmolekülen (oder Ionen) an der Schnittstelle der beiden Phasen führt, was die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Phasen verringert. Je mehr Tensidmoleküle (oder Ionen) an der Grenzfläche adsorbiert werden, desto größer ist die Verringerung der Grenzflächenspannung.

② Einige Eigenschaften der Adsorptionsmembran

Oberflächendruck der Adsorptionsmembran: Tensidadsorption an der Gas-Flüssig-Schnittstelle, um eine Adsorptionsmembran zu bilden, wie z. B. ein reibungsfreies entfernbares schwimmendes Blatt auf die Schnittstelle zu legen, das schwimmende Blatt drückt die Adsorptionsmembran entlang der Lösungsoberfläche, und die Membran erzeugt einen Druck auf das schwimmende Blatt, der Oberflächendruck genannt wird.

Oberflächenviskosität: Wie Oberflächendruck ist die Oberflächenviskosität eine Eigenschaft, die von unlöslichen Molekülmembranen gezeigt wird. Durch einen feinen Metalldraht-Platinring aufgehängt, so dass seine Ebene die Wasseroberfläche des Tanks berührt, drehen Sie den Platinring, den Platinring durch die Viskosität der Wasserhinderung, die Amplitude allmählich zerfällt, nach der die Oberflächenviskosität gemessen werden kann. Die Methode ist: zuerst wird das Experiment auf der reinen Wasseroberfläche durchgeführt, um den Amplitudenzerfall zu messen, und dann wird der Zerfall nach der Bildung der Oberflächenmembran gemessen, und die Viskosität der Oberflächenmembran wird von der Differenz zwischen den beiden abgeleitet.

Die Oberflächenviskosität steht in engem Zusammenhang mit der Festigkeit der Oberflächenmembran, und da die Adsorptionsmembran Oberflächendruck und Viskosität hat, muss sie Elastizität haben. Je höher der Oberflächendruck und je höher die Viskosität der adsorbierten Membran, desto höher ihr Elastizitätsmodul. Der Elastizitätsmodul der Oberflächenadsorptionsmembran ist wichtig für den Prozess der Blasenstabilisierung.

③ Bildung von Mizellen

Verdünnte Lösungen von Tensiden befolgen die Gesetze, gefolgt von idealen Lösungen. Die Menge des auf der Oberfläche der Lösung adsorbierten Tensids nimmt mit der Konzentration der Lösung zu, und wenn die Konzentration einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet, nimmt die Menge der Adsorption nicht mehr zu, und diese überschüssigen Tensidmoleküle befinden sich in der Lösung auf zufällige Weise oder in irgendeiner regelmäßigen Weise. Sowohl Praxis als auch Theorie zeigen, dass sie Assoziationen in Lösung bilden, und diese Assoziationen werden Mizellen genannt.

Kritische Mizellenkonzentration (CMC): Die minimale Konzentration, bei der Tenside Mizellen in Lösung bilden, wird als kritische Mizellenkonzentration bezeichnet.

④ CMC-Werte gängiger Tenside.

HLB ist die Abkürzung für hydrophile lipophile Balance, die das hydrophile und lipophile Gleichgewicht der hydrophilen und lipophilen Gruppen des Tensids angibt, d.h. den HLB-Wert des Tensids. Ein großer HLB-Wert zeigt ein Molekül mit starker Hydrophilität und schwacher Lipophilie an; umgekehrt starke Lipophilie und schwache Hydrophilie.

① Bestimmungen des HLB-Wertes

Der HLB-Wert ist ein relativer Wert. Wenn der HLB-Wert entwickelt wird, wird der HLB-Wert von Paraffinwachs, das keine hydrophilen Eigenschaften hat, standardmäßig auf 0 angegeben, während der HLB-Wert von Natriumdodecylsulfat, das wasserlöslicher ist, 40 ist. Daher liegt der HLB-Wert von Tensiden im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 40. Generell sind Emulgatoren mit HLB-Werten kleiner als 10 lipophil, während diejenigen größer als 10 hydrophil sind. Somit beträgt der Wendepunkt von lipophil zu hydrophil etwa 10.

Basierend auf den HLB-Werten von Tensiden kann ein allgemeiner Überblick über ihre möglichen Verwendungsmöglichkeiten gewonnen werden, wie in Tabelle 1-3 gezeigt.

Zwei sich gegenseitig unlösliche Flüssigkeiten, eine in der anderen als Partikel (Tröpfchen oder Flüssigkristalle) dispergiert, bilden ein System, das Emulsion genannt wird. Dieses System ist thermodynamisch instabil aufgrund der Zunahme der Grenzfläche der beiden Flüssigkeiten, wenn die Emulsion gebildet wird. Um die Emulsion stabil zu machen, ist es notwendig, einen dritten Komponenten-Emulgator hinzuzufügen, um die Grenzflächenenergie des Systems zu reduzieren. Emulgator gehört zum Tensid, seine Hauptfunktion ist es, die Rolle der Emulsion zu spielen. Die Phase der Emulsion, die als Tröpfchen existiert, wird die dispergierte Phase (oder innere Phase, diskontinuierliche Phase) genannt, und die andere Phase, die miteinander verbunden ist, wird das Dispersionsmedium (oder äußere Phase, kontinuierliche Phase) genannt.

① Emulgatoren und Emulsionen

Allgemeine Emulsionen, eine Phase ist Wasser oder wässrige Lösung, die andere Phase ist organische Substanzen, die nicht mit Wasser mischbar sind, wie Fett, Wachs usw. Die Emulsion, die durch Wasser und Öl gebildet wird, kann in zwei Arten entsprechend ihrer Dispersionssituation unterteilt werden: Öl dispergiert in Wasser, um Öl-in-Wasser Emulsion zu bilden, ausgedrückt als O/W (Öl/Wasser): Wasser, das in Öl zu einer Öl-in-Wasser-Emulsion dispergiert wird, ausgedrückt als W/O (Wasser/Öl). Komplexe Wasser-in-Öl-in-Wasser W/O/W Typ und Öl-in-Wasser-in-Öl O/W/O Typ Multiemulsionen können ebenfalls gebildet werden.

Emulgatoren werden verwendet, um Emulsionen zu stabilisieren, indem Grenzflächenspannungen reduziert und eine einmolekulare Grenzflächenmembran gebildet wird.

Bei der Emulgierung des Emulgators Anforderungen:

a: Der Emulgator muss in der Lage sein, die Grenzfläche zwischen den beiden Phasen zu adsorbieren oder anzureichern, so dass die Grenzflächenspannung verringert wird;

b: Der Emulgator muss die Partikel zur Ladung geben, so dass elektrostatische Abstoßung zwischen den Partikeln entsteht, oder eine stabile, hochviskose Schutzmembran um die Partikel bildet.

Daher muss der als Emulgator verwendete Stoff amphiphile Gruppen aufweisen, um zu emulgieren, und Tenside können diese Anforderung erfüllen.

② Zubereitungsmethoden von Emulsionen und Faktoren, die die Stabilität von Emulsionen beeinflussen

Es gibt zwei Möglichkeiten, Emulsionen vorzubereiten: eine besteht darin, die Flüssigkeit in winzigen Partikeln in einer anderen Flüssigkeit zu dispergieren, die hauptsächlich in der Industrie zur Herstellung von Emulsionen verwendet wird; Die andere besteht darin, die Flüssigkeit im molekularen Zustand in einer anderen Flüssigkeit aufzulösen und sie dann richtig sammeln zu lassen, um Emulsionen zu bilden.

Die Stabilität einer Emulsion ist die Fähigkeit zur Antipartikelaggregation, die zur Phasentrennung führt. Emulsionen sind thermodynamisch instabile Systeme mit großer freier Energie. Daher ist die sogenannte Stabilität einer Emulsion eigentlich die Zeit, die das System benötigt, um das Gleichgewicht zu erreichen, d.h. die Zeit, die benötigt wird, um eine der Flüssigkeiten im System zu trennen.

Wenn die Grenzflächenmembran mit Fettalkoholen, Fettsäuren und Fettaminen und anderen polaren organischen Molekülen, Membranstärke signifikant höher ist. Dies liegt daran, dass in der Grenzflächenadsorptionsschicht von Emulgatormolekülen und Alkoholen, Säuren und Aminen und anderen polaren Molekülen ein "Komplex" gebildet wird, so dass die Grenzflächenmembran Stärke zunahm.

Emulgatoren, die aus mehr als zwei Tensiden bestehen, werden Mischemulgatoren genannt. Mischemulgator, der an der Wasser-Öl-Schnittstelle adsorbiert wird; Intermolekulare Wirkung kann Komplexe bilden. Aufgrund der starken intermolekularen Wirkung wird die Grenzflächenspannung signifikant reduziert, die Menge des an der Grenzfläche adsorbierten Emulgators wird signifikant erhöht, die Bildung der Grenzflächenmembrandichte nimmt zu, die Stärke steigt.

Die Ladung der Flüssigperlen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Stabilität der Emulsion. Stabile Emulsionen, deren flüssige Perlen im Allgemeinen geladen sind. Wenn ein ionischer Emulgator verwendet wird, hat das an der Schnittstelle adsorbierte Emulgator-Ion seine lipophile Gruppe in die Ölphase eingeführt und die hydrophile Gruppe befindet sich in der Wasserphase, wodurch die flüssigen Perlen geladen werden. Da die Emulsionsperlen mit der gleichen Ladung sich gegenseitig abstoßen, nicht leicht zu agglomerieren, so dass die Stabilität erhöht wird. Je mehr Emulgatorionen auf den Perlen adsorbiert werden, desto größer die Ladung, desto größer die Fähigkeit, die Perlen an der Agglomeration zu hindern, desto stabiler ist das Emulsionssystem.

Die Viskosität des Emulsionsdispersionsmediums hat einen gewissen Einfluss auf die Stabilität der Emulsion. Generell gilt, je höher die Viskosität des Dispersionsmediums, desto höher die Stabilität der Emulsion. Dies liegt daran, dass die Viskosität des Dispersionsmediums groß ist, was sich stark auf die Brownsche Bewegung der Flüssigperlen auswirkt und die Kollision zwischen den Flüssigperlen verlangsamt, so dass das System stabil bleibt. Normalerweise können die Polymersubstanzen, die in Emulsionen gelöst werden können, die Viskosität des Systems erhöhen und die Stabilität von Emulsionen erhöhen. Darüber hinaus können Polymere auch eine starke Grenzflächenmembran bilden, wodurch das Emulsionssystem stabiler wird.

In einigen Fällen kann die Zugabe von festem Pulver auch dazu führen, dass die Emulsion neigt, sich zu stabilisieren. Festes Pulver befindet sich im Wasser, Öl oder Grenzfläche, abhängig vom Öl, Wasser auf der Benetzungskapazität des festen Pulvers, wenn das feste Pulver nicht vollständig mit Wasser nass ist, sondern auch nass durch Öl, bleibt auf der Wasser- und Ölgrenzfläche.

Das feste Pulver macht die Emulsion nicht stabil, da das an der Grenzfläche gesammelte Pulver die Grenzflächenmembran verbessert, die der Grenzflächenadsorption von Emulgatormolekülen ähnlich ist. Je näher das feste Pulvermaterial an der Grenzfläche angeordnet ist, desto stabiler ist die Emulsion.

Tenside haben die Fähigkeit, die Löslichkeit unlöslicher oder leicht wasserlöslicher organischer Substanzen nach Bildung von Mizellen in wässriger Lösung signifikant zu erhöhen, und die Lösung ist zu diesem Zeitpunkt transparent. Dieser Effekt der Mizelle wird Solubilisierung genannt. Das Tensid, das Löslichkeit erzeugen kann, wird Lösemittel genannt, und die organische Materie, die aufgelöst wird, wird Lösemittel genannt.

Schaum spielt eine wichtige Rolle im Waschprozess. Schaum ist ein Dispergiersystem, bei dem ein Gas in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff dispergiert wird, wobei das Gas als dispergierte Phase und die Flüssigkeit oder Feststoff als Dispergiermedium, wobei ersteres flüssiger Schaum genannt wird, während letzteres fester Schaum genannt wird, wie geschäumter Kunststoff, geschäumtes Glas, geschäumter Zement usw.

(1) Schaumbildung

Unter Schaum verstehen wir hier ein Aggregat von Luftblasen, die durch eine flüssige Membran getrennt werden. Diese Art von Blase steigt aufgrund des großen Dichteunterschieds zwischen der dispergierten Phase (Gas) und dem Dispersionsmedium (Flüssigkeit) in Kombination mit der niedrigen Viskosität der Flüssigkeit immer schnell an die Flüssigkeitsoberfläche an.

Der Prozess der Bildung einer Blase besteht darin, eine große Menge Gas in die Flüssigkeit zu bringen, und die Blasen in der Flüssigkeit kehren schnell an die Oberfläche zurück und bilden ein Aggregat von Blasen, die durch eine kleine Menge flüssigen Gases getrennt sind.

Schaum hat zwei wesentliche Eigenschaften in Bezug auf die Morphologie: eine ist, dass die Blasen als dispergierte Phase oft polyedrisch geFormt sind, weil am Schnittpunkt der Blasen eine Tendenz besteht, dass der flüssige Film dünn wird, so dass die Blasen polyedrisch werden, wenn der flüssige Film zu einem gewissen Grad verdünnt, führt dies zum Blasenriss; Die zweite ist, dass reine Flüssigkeiten keinen stabilen Schaum bilden können, die Flüssigkeit, die Schaum bilden kann, besteht aus mindestens zwei oder mehr Komponenten. Wässrige Lösungen von Tensiden sind typisch für Systeme, die anfällig für Schaumbildung sind, und ihre Fähigkeit, Schaum zu erzeugen, hängt auch mit anderen Eigenschaften zusammen.

Tenside mit guter Schaumkraft werden als Schaummittel bezeichnet. Obwohl das Schaummittel eine gute Schaumfähigkeit hat, aber der geFormte Schaum kann nicht in der Lage sein, eine lange Zeit aufrechtzuerhalten, das heißt, seine Stabilität ist nicht unbedingt gut. Um die Stabilität des Schaums aufrechtzuerhalten, oft im Schaummittel, um Substanzen hinzuzufügen, die die Stabilität des Schaums erhöhen können, wird die Substanz Schaumstabilisator genannt, allgemein verwendeter Stabilisator ist Lauryldiethanolamin und Dodecyldimethylaminoxid.

(2) Stabilität des Schaums

Schaum ist ein thermodynamisch instabiles System und der letzte Trend ist, dass die gesamte Oberfläche der Flüssigkeit innerhalb des Systems abnimmt, nachdem die Blase gebrochen ist und die freie Energie abnimmt. Das Entschäumen ist der Prozess, bei dem die flüssige Membran, die das Gas trennt, dicker und dünner wird, bis es bricht. Daher wird der Grad der Stabilität des Schaums hauptsächlich durch die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsausflusses und die Stärke des Flüssigkeitsfilms bestimmt. Die folgenden Faktoren beeinflussen dies ebenfalls.

(3) Schaumzerstörung

Das Grundprinzip der Schaumzerstörung besteht darin, die Bedingungen zu ändern, die den Schaum produzieren oder die stabilisierenden Faktoren des Schaums zu beseitigen, daher gibt es sowohl physikalische als auch chemische Methoden zum Entschäumen.

Physikalisches Entschäumen bedeutet, die Bedingungen der Schaumproduktion unter Beibehaltung der chemischen Zusammensetzung der Schaumlösung zu ändern, wie äußere Störungen, Temperatur- oder Druckänderungen und Ultraschallbehandlung sind allesamt effektive physikalische Methoden, um Schaum zu beseitigen.

Das chemische Entschäumen-Verfahren besteht darin, bestimmte Substanzen hinzuzufügen, um mit dem Schaummittel zu interagieren, um die Festigkeit des flüssigen Films im Schaum zu reduzieren und somit die Stabilität des Schaums zu verringern, um den Zweck der Entschäumen zu erreichen. Solche Substanzen werden Entschäumer genannt. Die meisten Entschäumer sind Tenside. Entsprechend dem Mechanismus des Entschäumens sollte Entschäumer daher eine starke Fähigkeit haben, Oberflächenspannung zu reduzieren, auf der Oberfläche leicht zu adsorbieren, und die Wechselwirkung zwischen den Oberflächenadsorptionsmolekülen ist schwach, Adsorptionsmoleküle in einer lockereren Struktur angeordnet.

Es gibt verschiedene Arten von Entschäumern, aber im Grunde sind sie alle nichtionische Tenside. Nicht-ionische Tenside haben Anti-Schaum Eigenschaften nahe oder oberhalb ihres Wolkenpunktes und werden oft als Entschäumer verwendet. Auch Alkohole, insbesondere Alkohole mit verzweigter Struktur, Fettsäuren und Fettsäureester, Polyamide, Phosphatester, Silikonöle usw. werden häufig als hervorragende Entschäumer eingesetzt.

(4) Schaum und Waschen

Es gibt keinen direkten Zusammenhang zwischen Schaum und Waschwirkung und die Menge an Schaum gibt keinen Hinweis auf die Wirksamkeit der Wäsche. Beispielsweise haben nichtionische Tenside weit weniger schäumende Eigenschaften als Seifen, aber ihre Dekontamination ist viel besser als Seifen.

In einigen Fällen kann Schaum hilfreich sein, um Schmutz und Schmutz zu entfernen. Zum Beispiel beim Geschirrspülen zu Hause nimmt der Schaum des Waschmittels die Öltröpfchen auf und beim Schrubben von Teppichen hilft der Schaum, Staub, Pulver und anderen festen Schmutz aufzufangen. Darüber hinaus kann Schaum manchmal als Hinweis auf die Wirksamkeit eines Waschmittels verwendet werden. Da fette Öle hemmend auf den Schaum des Waschmittels wirken, entsteht bei zu viel Öl und zu wenig Waschmittel kein Schaum oder der ursprüngliche Schaum verschwindet. Schaum kann manchmal auch als Indikator für die Sauberkeit einer Spülung verwendet werden, da die Menge an Schaum in der Spüllösung tendenziell mit der Reduzierung des Waschmittels abnimmt, so dass die Menge an Schaum verwendet werden kann, um den Grad des Spülens zu bewerten.

Im weitesten Sinne ist Waschen der Prozess, unerwünschte Komponenten aus dem zu waschenden Objekt zu entfernen und einen bestimmten Zweck zu erreichen. Waschen im üblichen Sinne bezieht sich auf den Prozess der Entfernung von Schmutz von der Oberfläche des Trägers. Beim Waschen wird die Wechselwirkung zwischen dem Schmutz und dem Träger durch die Wirkung einiger chemischer Substanzen (z.B. Waschmittel usw.) geschwächt oder beseitigt, so dass die Kombination von Schmutz und Träger in die Kombination von Schmutz und Waschmittel verwandelt wird und schließlich der Schmutz vom Träger getrennt wird. Da die zu waschenden Gegenstände und der zu entfernende Schmutz vielfältig sind, ist das Waschen ein sehr komplexer Prozess und der grundlegende Waschprozess kann in den folgenden einfachen Beziehungen ausgedrückt werden.

Carrie··Dirt und Detergent= Carrie und Dirt·Detergent

Der Waschprozess kann in der Regel in zwei Stufen unterteilt werden: Erstens wird der Schmutz unter Einwirkung des Waschmittels von seinem Träger getrennt; Zweitens wird der abgelöste Schmutz zerstreut und im Medium aufgehängt. Der Waschprozess ist ein reversibler Prozess, und der im Medium verteilte und schwebende Schmutz kann auch vom Medium auf das gewaschene Objekt zurückgeführt werden. Daher sollte ein gutes Reinigungsmittel die Fähigkeit haben, Schmutz zu dispergieren und aufzuhängen und eine Neupositionierung von Schmutz zu verhindern, zusätzlich zur Fähigkeit, Schmutz vom Träger zu entfernen.

(1) Verschmutzungsarten

Selbst bei demselben Artikel können Art, Zusammensetzung und Menge des Schmutzes je nach Umgebung variieren, in der es verwendet wird. Ölkörperschmutz ist hauptsächlich einige tierische und pflanzliche Öle und Mineralöle (wie Rohöl, Heizöl, Kohleteer, etc.), fester Schmutz ist hauptsächlich Ruß, Asche, Rost, Ruß usw. In Bezug auf Kleidungssschmutz gibt es Schmutz vom menschlichen Körper, wie Schweiß, Talg, Blut, etc.; Schmutz von Lebensmitteln, wie Fruchtflecken, Speiseölflecken, Gewürzflecken, Stärke usw.; Schmutz von Kosmetika, wie Lippenstift, Nagellack usw.; Schmutz aus der Atmosphäre, wie Ruß, Staub, Schlamm usw.; Andere, wie Tinte, Tee, Beschichtung, etc. Es kommt in verschiedenen Arten.

Die verschiedenen Verschmutzungen lassen sich in der Regel in drei Hauptkategorien unterteilen: feste Verschmutzungen, flüssige Verschmutzungen und spezielle Verschmutzungen.

① Fester Schmutz

Zu den üblichen festen Schmutzpartikeln gehören Asche, Schlamm, Erde, Rost und Ruß. Die meisten dieser Partikel haben eine elektrische Ladung auf ihrer Oberfläche, die meisten von ihnen sind negativ geladen und können leicht auf Fasern adsorbiert werden. Fester Schmutz lässt sich im Allgemeinen nur schwer in Wasser auflösen, kann aber durch Waschmittellösungen dispergiert und suspendiert werden. Fester Schmutz mit kleinerem Massepunkt ist schwieriger zu entfernen.

② Flüssiger Schmutz

Flüssiger Schmutz ist meist öllöslich, einschließlich pflanzlicher und tierischer Öle, Fettsäuren, Fettalkohole, Mineralöle und deren Oxide. Unter ihnen können pflanzliche und tierische Öle, Fettsäuren und Alkaliverseifung auftreten, während Fettalkohole, Mineralöle nicht durch Alkali verseift werden, sondern in Alkoholen, Ethern und organischen Kohlenwasserstoffen löslich sein können, und Waschmittelwasserlösemilgation und Dispersion. Öllöslicher flüssiger Schmutz hat im Allgemeinen eine starke Kraft mit Faserartikeln und wird fester auf Fasern adsorbiert.

③ Spezieller Schmutz

Besonderer Schmutz umfasst Proteine, Stärke, Blut, menschliche Sekrete wie Schweiß, Talg, Urin und Fruchtsaft und Teesaft. Der Großteil dieser Art von Schmutz kann chemisch und stark auf Fasern adsorbiert werden. Daher ist es schwierig zu waschen.

Die verschiedenen Schmutzarten sind selten alleine zu finden, sondern werden oft miteinander vermischt und auf dem Objekt adsorbiert. Schmutz kann manchmal oxidiert, zersetzt oder unter äußeren Einflüssen zerfallen, wodurch neuer Schmutz entsteht.

(2)Haftung von Schmutz

Kleidung, Hände etc. können befleckt werden, weil es eine Art Wechselwirkung zwischen dem Objekt und dem Schmutz gibt. Schmutz haftet auf verschiedene Arten an Objekten, aber es gibt nicht mehr als physikalische und chemische Adhäsionen.

①Die Haftung von Ruß, Staub, Schlamm, Sand und Holzkohle an Kleidung ist eine physikalische Haftung. Im Allgemeinen ist durch diese Haftung von Schmutz und die Rolle zwischen dem befleckten Objekt relativ schwach, die Entfernung von Schmutz auch relativ einfach. Entsprechend den verschiedenen Kräften kann die physikalische Haftung von Schmutz in mechanische Haftung und elektrostatische Haftung unterteilt werden.

A: Mechanische Haftung

Diese Art der Haftung bezieht sich hauptsächlich auf die Haftung einiger fester Verschmutzungen (z.B. Staub, Schlamm und Sand). Mechanische Haftung ist eine der schwächeren Formen der Haftung von Schmutz und kann fast rein mechanisch entfernt werden, aber wenn der Schmutz klein ist (<0,1um), ist er schwieriger zu entfernen.

B: Elektrostatische Haftung

Elektrostatische Adhäsion manifestiert sich hauptsächlich in der Wirkung von geladenen Schmutzpartikeln auf gegensätzlich geladene Objekte. Die meisten faserigen Objekte sind im Wasser negativ geladen und können leicht durch bestimmte positiv geladene Verschmutzungen, wie Kalkarten, haften. Etwas Schmutz, obwohl negativ geladen, wie Rußpartikel in wässrigen Lösungen, kann durch Ionenbrücken (Ionen zwischen mehreren gegensätzlich geladenen Objekten, die brückenartig mit ihnen zusammenarbeiten) an Fasern haften, die durch positive Ionen im Wasser gebildet werden (z.B. Ca2+, Mg2+ usw.).

Elektrostatische Wirkung ist stärker als einfache mechanische Wirkung, wodurch die Schmutzentfernung relativ schwierig ist.

② Chemische Haftung

Chemische Haftung bezieht sich auf das Phänomen des Schmutzes, der durch chemische oder Wasserstoffverbindungen auf ein Objekt einwirkt. Zum Beispiel polarer fester Schmutz, Protein, Rost und andere Adhäsion auf Faserelementen, Fasern enthalten Carboxyl, Hydroxyl, Amid und andere Gruppen, diese Gruppen und ölige Schmutzfettsäuren, Fettalkohole sind leicht, Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden. Die chemischen Kräfte sind in der Regel stark und der Schmutz wird dadurch fester mit dem Objekt verbunden. Diese Art von Schmutz ist mit den üblichen Methoden schwer zu entfernen und erfordert spezielle Methoden, um damit umzugehen.

Der Grad der Haftung von Schmutz hängt mit der Art des Schmutzes selbst und der Art des Gegenstandes zusammen, an dem er haftet. Im Allgemeinen haften Partikel leicht an faserigen Gegenständen. Je kleiner die Textur des festen Schmutzes, desto stärker die Haftung. Polarschmutz auf hydrophilen Gegenständen wie Baumwolle und Glas haftet stärker als unpolarer Schmutz. Unpolarer Schmutz haftet stärker als polarer Schmutz, wie polare Fette, Staub und Ton, und ist weniger einfach zu entfernen und zu reinigen.

(3) Schmutzbeseitigungsmechanismus

Der Zweck des Waschens ist es, Schmutz zu entfernen. In einem Medium einer bestimmten Temperatur (hauptsächlich Wasser). Unter Verwendung der verschiedenen physikalischen und chemischen Effekte des Waschmittels, um die Wirkung von Schmutz und gewaschenen Gegenständen zu schwächen oder zu beseitigen, unter der Einwirkung bestimmter mechanischer Kräfte (wie Handreiben, Waschmaschinenruhigung, Wasseraufprall), so dass der Schmutz und gewaschene Gegenstände aus dem Zweck der Dekontamination.

① Mechanismus der Entfernung von flüssigem Schmutz

A:Benetzung

Flüssige Verschmutzungen sind größtenteils ölbasiert. Ölflecken benetzen die meisten faserigen Gegenstände und verbreiten sich mehr oder weniger als Ölfilm auf der Oberfläche des faserigen Materials. Der erste Schritt in der Waschaktion ist die Benetzung der Oberfläche durch die Waschflüssigkeit. Zur Veranschaulichung kann die Oberfläche einer Faser als glatte feste Oberfläche betrachtet werden.

B: Ölablösung für Lockenmechanismus

Der zweite Schritt in der Waschaktion ist die Entfernung von Öl und Fett, die Entfernung von flüssigem Schmutz wird durch eine Art Wickeln erreicht. Der flüssige Schmutz bestand ursprünglich auf der Oberfläche in Form eines ausgebreiteten Ölfilms, und unter der bevorzugten Benetzungswirkung der Waschflüssigkeit auf der festen Oberfläche (d. h. der Faseroberfläche) rollte er sich Schritt für Schritt zu Ölperlen zusammen, die durch die Waschflüssigkeit ersetzt wurden und schließlich die Oberfläche unter bestimmten äußeren Kräften verließen.

② Mechanismus der festen Schmutzentfernung

Die Entfernung von flüssigem Schmutz erfolgt hauptsächlich durch die bevorzugte Benetzung des Schmutzträgers durch die Waschlösung, während der Entfernungsmechanismus für festen Schmutz unterschiedlich ist, wobei der Waschprozess hauptsächlich um die Benetzung der Schmutzmasse und ihrer Trägerfläche durch die Waschlösung geht. Durch die Adsorption von Tensiden auf dem festen Schmutz und seiner Trägerfläche wird die Wechselwirkung zwischen dem Schmutz und der Oberfläche reduziert und die Haftfestigkeit der Schmutzmasse auf der Oberfläche reduziert, wodurch die Schmutzmasse leicht von der Oberfläche des Trägers entfernt wird.

Darüber hinaus hat die Adsorption von Tensiden, insbesondere ionischen Tensiden, auf der Oberfläche des festen Schmutzes und seines Trägers das Potenzial, das Oberflächenpotential auf der Oberfläche des festen Schmutzes und seines Trägers zu erhöhen, was zur Entfernung des Schmutzes förderlicher ist. Feste oder allgemein faserige Oberflächen sind in wässrigen Medien meist negativ geladen und können daher diffuse doppelte elektronische Schichten auf Schmutzmassen oder festen Oberflächen bilden. Durch die Abstoßung homogener Ladungen wird die Haftung von Schmutzpartikeln im Wasser an der festen Oberfläche geschwächt. Wenn ein anionisches Tensid hinzugefügt wird, da es gleichzeitig das negative Oberflächenpotential des Schmutzpartikels und der festen Oberfläche erhöhen kann, wird die Abstoßung zwischen ihnen verstärkt, die Haftfestigkeit des Partikels wird reduziert und der Schmutz ist leichter zu entfernen.

Nichtionische Tenside werden auf allgemein geladenen festen Oberflächen adsorbiert und obwohl sie das Grenzflächenpotenzial nicht signifikant verändern, neigen die adsorbierten nichtionischen Tenside dazu, eine bestimmte Dicke der adsorbierten Schicht auf der Oberfläche zu bilden, die hilft, eine Neupositionierung von Schmutz zu verhindern.

Bei kationischen Tensiden reduziert oder beseitigt ihre Adsorption das negative Oberflächenpotential der Schmutzmasse und ihrer Trägerfläche, was die Abstoßung zwischen Schmutz und Oberfläche verringert und daher nicht zur Schmutzentfernung förderlich ist; Darüber hinaus neigen kationische Tenside nach Adsorption auf der festen Oberfläche dazu, die feste Oberfläche hydrophob zu machen und sind daher nicht förderlich für Oberflächenbenetzung und somit Waschen.

③ Entfernung von speziellen Böden

Protein, Stärke, menschliche Sekrete, Fruchtsaft, Teesaft und andere solche Verschmutzungen sind mit normalen Tensiden schwer zu entfernen und erfordern eine spezielle Behandlung.

Proteinflecken wie Sahne, Eier, Blut, Milch und Hautausscheidungen neigen dazu, an den Fasern zu koagulieren und degenerieren und erhalten eine stärkere Haftung. Proteinverschmutzungen können mit Hilfe von Proteasen entfernt werden. Die Enzymprotease zerlegt die Proteine im Schmutz in wasserlösliche Aminosäuren oder Oligopeptide.

Stärkeflecken kommen hauptsächlich aus Lebensmitteln, andere wie Soße, Kleber usw. Amylase hat eine katalytische Wirkung auf die Hydrolyse von Stärkeflecken, wodurch Stärke in Zucker abgebaut wird.

Lipase katalysiert den Abbau von Triglyceriden, die mit normalen Methoden wie Talg und Speiseölen schwer zu entfernen sind, und zerlegt sie in lösliches Glycerin und Fettsäuren.

Einige farbige Flecken von Fruchtsäften, Teesäften, Tinten, Lippenstift etc. sind auch nach wiederholtem Waschen oft schwer gründlich zu reinigen. Diese Flecken können durch eine Redoxreaktion mit einem Oxidations- oder Reduktionsmittel wie Bleichmittel entfernt werden, das die Struktur der farberzeugenden oder farbergänzenden Gruppen zerstört und zu kleineren wasserlöslichen Bestandteilen abbaut.

(4)Fleckentfernungsmechanismus der chemischen Reinigung

Das obige gilt eigentlich für Wasser als Waschmedium. In der Tat ist aufgrund der verschiedenen Arten von Kleidung und Struktur einige Kleidung mit Wasserwäsche nicht bequem oder nicht leicht zu reinigen, einige Kleidung nach dem Waschen und sogar DeFormation, Verblassen usw., zum Beispiel: die meisten Naturfasern absorbieren Wasser und leicht aufzuquellen und trocknen und leicht zu schrumpfen, so dass nach dem Waschen deFormiert wird; Durch das Waschen von Wollprodukten erscheinen auch oft Schrumpfungsphänomen, einige Wollprodukte mit Wasserwäsche sind auch leicht zu Pilling, Farbwechsel; Einige Seidenhandgefühle werden nach dem Waschen schlechter und verlieren ihren Glanz. Für diese Kleidung verwenden Sie oft die chemische Reinigungsmethode, um zu dekontaminieren. Die sogenannte chemische Reinigung bezieht sich im Allgemeinen auf das Waschverfahren in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in unpolaren Lösungsmitteln.

Chemische Reinigung ist eine sanftere Form des Waschens als Wasserwäsche. Da die chemische Reinigung nicht viel mechanische Wirkung erfordert, verursacht sie keine Schäden, Falten und VerFormungen an der Kleidung, während chemische Reinigungsmittel im Gegensatz zu Wasser selten Ausdehnung und Kontraktion verursachen. Solange die Technik richtig gehandhabt wird, kann die Kleidung ohne Verzerrung, Farbverblassen und längere Lebensdauer chemisch gereinigt werden.

In Bezug auf die chemische Reinigung gibt es drei breite Arten von Schmutz.

①Öllöslicher Schmutz Öllöslicher Schmutz umfasst alle Arten von Öl und Fett, das flüssig oder fettig ist und in chemischen Reinigungslösungsmitteln gelöst werden kann.

②Wasserlöslicher Schmutz Wasserlöslicher Schmutz ist löslich in wässrigen Lösungen, aber nicht in chemischen Reinigungsmitteln, wird auf Kleidung in einem wässrigen Zustand adsorbiert, Wasser verdunstet nach der Ausfällung von körnigen Feststoffen, wie anorganischen Salzen, Stärke, Protein, etc.

③Öl- und wasserunlöslicher Schmutz Öl- und wasserunlöslicher Schmutz ist weder wasserlöslich noch löslich in chemischen Reinigungslösungsmitteln, wie Ruß, Silikate verschiedener Metalle und Oxide usw.

Aufgrund der unterschiedlichen Art von Verschmutzungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, Schmutz im Trockenreinigungsprozess zu entfernen. Öllösliche Böden, wie tierische und pflanzliche Öle, Mineralöle und Fette, sind in organischen Lösungsmitteln leicht löslich und können in der chemischen Reinigung leichter entfernt werden. Die hervorragende Löslichkeit von chemisch reinigenden Lösungsmitteln für Öle und Fette beruht im Wesentlichen auf den van der Walls Kräften zwischen Molekülen.

Zur Entfernung von wasserlöslichen Verschmutzungen wie anorganischen Salzen, Zucker, Proteinen und Schweiß muss dem Reinigungsmittel auch die richtige Menge Wasser zugegeben werden, da sonst wasserlöslicher Schmutz schwer von der Kleidung zu entfernen ist. Wasser ist jedoch schwer im chemischen Reinigungsmittel aufzulösen, so dass Sie, um die Wassermenge zu erhöhen, auch Tenside hinzufügen müssen. Das Vorhandensein von Wasser im Trockenreinigungsmittel kann die Oberfläche des Schmutzes und der Kleidung hydratisiert machen, so dass es leicht ist, mit den polaren Gruppen von Tensiden zu interagieren, was die Adsorption von Tensiden an der Oberfläche fördert. Darüber hinaus können bei der Bildung von Tensiden wasserlöslicher Schmutz und Wasser in die Mizellen aufgelöst werden. Neben der Erhöhung des Wassergehalts des chemisch reinigenden Lösungsmittels können Tenside auch eine Rolle spielen, um die erneute Ablagerung von Schmutz zu verhindern, um den Dekontaminationseffekt zu verstärken.

Das Vorhandensein einer kleinen Menge Wasser ist notwendig, um wasserlöslichen Schmutz zu entfernen, aber zu viel Wasser kann Verzerrungen und Falten in einigen Kleidungsstücken verursachen, so dass die Wassermenge im Reinigungsmittel moderat sein muss.

Schmutz, der weder wasserlöslich noch öllöslich ist, feste Partikel wie Asche, Schlamm, Erde und Ruß, wird in der Regel durch elektrostatische Kräfte oder in Kombination mit Öl am Kleidungsstück befestigt. In der Trockenreinigung kann der Fluss des Lösungsmittels, Schlag die elektrostatische Kraftadsorption von Schmutz weg machen, und Trockenreinigungsmittel können das Öl auflösen, so dass die Kombination von Öl und Schmutz und an der Kleidung von festen Partikeln aus dem Trockenreinigungsmittel, Trockenreinigungsmittel in einer kleinen Menge Wasser und Tensiden befestigt ist, so dass diejenigen von den festen Schmutzpartikeln stabile Suspension sein können, Dispersion, um seine erneute Ablagerung auf der Kleidung zu verhindern.

(5)Faktoren, die die Waschwirkung beeinflussen

Die gerichtete Adsorption von Tensiden an der Grenzfläche und die Verringerung der Oberflächenspannung (Grenzflächenspannung) sind die Hauptfaktoren bei der Entfernung von flüssigen oder festen Verschmutzungen. Der Waschprozess ist jedoch komplex und die Waschwirkung wird auch bei gleichem Waschmitteltyp von vielen anderen Faktoren beeinflusst. Zu diesen Faktoren gehören die Konzentration des Waschmittels, die Temperatur, die Art der Verschmutzung, die Art der Faser und die Struktur des Gewebes.

① Tensidkonzentration

Die Mizellen von Tensiden in Lösung spielen eine wichtige Rolle im Waschprozess. Wenn die Konzentration die kritische Mizellenkonzentration (CMC) erreicht, nimmt der Wascheffekt stark zu. Daher sollte die Konzentration des Waschmittels im Lösungsmittel höher als der CMC-Wert sein, um eine gute Waschwirkung zu haben. Wenn die Konzentration des Tensids jedoch höher als der CMC-Wert ist, ist die schrittweise Zunahme der Waschwirkung nicht offensichtlich und es ist nicht notwendig, die Konzentration des Tensids zu stark zu erhöhen.

Bei der Entfernung von Öl durch Löslichmachung nimmt der Löslichkeitseffekt mit zunehmender Tensidkonzentration zu, auch wenn die Konzentration über CMC liegt. Zu diesem Zeitpunkt ist es ratsam, Waschmittel lokal zentralisiert zu verwenden. Wenn sich beispielsweise viel Schmutz auf den Manschetten und am Kragen eines Kleidungsstücks befindet, kann während des Waschens eine Schicht Waschmittel aufgetragen werden, um die lösliche Wirkung des Tensids auf das Öl zu erhöhen.

②Die Temperatur hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die Dekontaminationswirkung. Im Allgemeinen erleichtert die Erhöhung der Temperatur die Entfernung von Schmutz, manchmal kann eine zu hohe Temperatur aber auch Nachteile verursachen.

Der Temperaturanstieg erleichtert die Diffusion von Schmutz, festes Fett lässt sich leicht bei Temperaturen oberhalb seines Schmelzpunktes emulgieren und die Fasern nehmen aufgrund des Temperaturanstiegs zu, was die Entfernung von Schmutz erleichtert. Bei kompakten Geweben werden jedoch die Mikrolücken zwischen den Fasern verringert, wenn sich die Fasern ausdehnen, was sich nachteilig auf die Entfernung von Schmutz auswirkt.

Temperaturänderungen beeinflussen auch die Löslichkeit, den CMC-Wert und die Mizellengröße von Tensiden und beeinflussen so den Wascheffekt. Die Löslichkeit von Tensiden mit langen Kohlenstoffketten ist bei niedrigen Temperaturen niedrig und manchmal ist die Löslichkeit sogar niedriger als der CMC-Wert, daher sollte die Waschtemperatur angemessen angehoben werden. Der Einfluss der Temperatur auf den CMC-Wert und die Mizellengröße ist für ionische und nichtionische Tenside unterschiedlich. Bei ionischen Tensiden erhöht ein Temperaturanstieg im Allgemeinen den CMC-Wert und verringert die Mizellengröße, was bedeutet, dass die Tensidkonzentration in der Waschlösung erhöht werden sollte. Bei nichtionischen Tensiden führt eine Temperaturerhöhung zu einer Abnahme des CMC-Werts und einer signifikanten Erhöhung des Mizellvolumens, so dass klar ist, dass eine angemessene Temperaturerhöhung dem nichtionischen Tensid hilft, seine oberflächenaktive Wirkung auszuüben. Allerdings sollte die Temperatur ihren Wolkenpunkt nicht überschreiten.

Kurz gesagt, die optimale Waschtemperatur hängt von der WaschmittelFormulierung und dem zu waschenden Objekt ab. Einige Waschmittel haben eine gute Waschmittelwirkung bei Raumtemperatur, während andere eine sehr unterschiedliche Waschmittelwirkung zwischen Kalt- und Warmwäsche haben.

③ Schaum

Es ist üblich, Schaumkraft mit Waschwirkung zu verwechseln, da man glaubt, dass Reinigungsmittel mit hoher Schaumkraft eine gute Waschwirkung haben. Untersuchungen haben gezeigt, dass es keinen direkten Zusammenhang zwischen der Waschwirkung und der Schaummenge gibt. So ist beispielsweise das Waschen mit schwach schäumenden Reinigungsmitteln nicht weniger effektiv als das Waschen mit stark schäumenden Reinigungsmitteln.

Obwohl Schaum nicht direkt mit dem Waschen in Verbindung steht, hilft es gelegentlich, Schmutz zu entfernen, zum Beispiel beim Geschirrspülen von Hand. Beim Scheuern von Teppichen kann Schaum auch Staub und andere feste Schmutzpartikel entfernen, Teppichschmutz macht einen großen Staubanteil aus, daher sollten Teppichreinigungsmittel eine bestimmte Schaumfähigkeit haben.

Schäumende Kraft ist auch bei Shampoos wichtig, wo der feine Schaum, der von der Flüssigkeit beim Shampoonieren oder Baden erzeugt wird, das Haar geschmiert und angenehm anfühlt.

④ Sorten von Fasern und physikalischen Eigenschaften von Textilien

Neben der chemischen Struktur der Fasern, die die Haftung und Entfernung von Schmutz beeinflusst, haben das Aussehen der Fasern und die Organisation des Garns und Gewebes einen Einfluss auf die Leichtigkeit der Schmutzentfernung.

Die Schuppen von Wollfasern und die gebogenen Flachbänder von Baumwollfasern sammeln sich eher Schmutz an als glatte Fasern. Zum Beispiel ist Ruß auf Zellulosefolien (Viskosefolien) leicht zu entfernen, während Ruß auf Baumwollgeweben schwer abwaschbar ist. Ein anderes Beispiel ist, dass Kurzfasergewebe aus Polyester anfälliger für Ölflecken sind als Langfasergewebe. Ölflecken auf Kurzfasergeweben sind auch schwieriger zu entfernen als Ölflecken auf Langfasergeweben.

Eng verdrehte Garne und enge Stoffe können aufgrund des kleinen Spalts zwischen den Fasern dem Eindringen von Schmutz widerstehen, aber dasselbe kann auch verhindern, dass die Waschflüssigkeit den inneren Schmutz ausschließt, so dass enge Stoffe anfangen, Schmutz gut zu widerstehen, aber einmal fleckiges Waschen ist auch schwieriger.

⑤ Härte des Wassers

Die Konzentration von Ca2+, Mg2+ und anderen Metallionen im Wasser hat einen großen Einfluss auf die Waschwirkung, insbesondere wenn die anionischen Tenside auf Ca2+- und Mg2+-Ionen stoßen, die Calcium- und Magnesiumsalze bilden, die weniger löslich sind und ihre Detergenz verringern. In hartem Wasser ist die Detergenz, selbst wenn die Tensidkonzentration hoch ist, noch viel schlechter als bei der Destillation. Damit das Tensid die beste Waschwirkung hat, sollte die Konzentration von Ca2+-Ionen im Wasser auf 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 auf 0,1 mg/L) oder weniger reduziert werden. Dies erfordert die Zugabe verschiedener Weichmacher zum Waschmittel.