1. Беттик чыңалуу
Суюктуктун бетиндеги узундук бирдигине жыйрылуу күчү N • m-1 менен өлчөнгөн беттик чыңалуу деп аталат.
2. Беттик активдүүлүк жана беттик активдүү зат
Эриткичтердин беттик чыңалуусун азайта ала турган касиети беттик активдүүлүк, ал эми беттик активдүүлүгү бар заттар беттик активдүү заттар деп аталат.
Сурфактант деп суудагы эритмелерде мицеллаларды жана башка агрегаттарды түзө алган, беттик активдүүлүгү жогору, ошондой эле нымдоо, эмульгациялоо, көбүктүрүү, жууп-тазалоо жана башка кызматтарга ээ болгон беттик активдүү заттар кирет.
3. Беттик активдүү заттын молекулярдык структуралык мүнөздөмөлөрү
Surfactant – эки фаза ортосундагы фаза аралык чыңалууну же суюктуктардын (көбүнчө суунун) беттик чыңалуусун олуттуу түрдө өзгөртө турган жана нымдоо, көбүктөнүү, эмульсиялоо, жууп салуу сыяктуу касиеттерге ээ болгон өзгөчө структурасы жана касиеттери бар органикалык бирикмелер.
Структуралык жактан алганда, беттик активдүү заттар молекулаларында эки башка функционалдык топту камтыган жалпы мүнөздөмөсү бар. Бир учу – бул майда эрүүчү, бирок сууда эрибеген узун чынжырлуу полярдуу эмес топ, гидрофобдук топ же гидрофобдук топ деп аталат. Бул гидрофобдук топтор жалпысынан узун чынжырлуу углеводороддор, кээде ошондой эле органикалык фтор, кремний органикалык, фосфорорганикалык, органотиндик чынжырлар ж. Гидрофилдик топтун бардык беттик активдүү заттын сууда эришин жана керектүү эригичтигин камсыз кылуу үчүн жетиштүү гидрофилдүүлүккө ээ болушу керек. Беттик активдүү заттарда гидрофильдүү жана гидрофобдук топтордун болушуна байланыштуу алар суюк фазанын жок дегенде бир фазасында эрийт. Беттик активдүү заттардын гидрофилдик жана олеофилдик касиеттери амфифилдүүлүк деп аталат.
4. Беттик активдүү заттардын түрлөрү
Surfactants - гидрофобдук жана гидрофилдик топторго ээ болгон амфифилдик молекулалар. Беттик активдүү заттардын гидрофобдук топтору жалпысынан түз чынжырлуу алкил С8-С20, тармакталган алкил С8-С20, алкилфенил (8-16 алкил көмүртек атомдору бар) сыяктуу узун чынжырлуу углеводороддордон турат. гидрофилдик топтордун дагы түрлөрү. Демек, беттик-активдүү заттардын касиеттери гидрофобдук топтордун өлчөмүнөн жана формасынан тышкары, негизинен гидрофилдик топторго байланыштуу. Гидрофилдик топтордун структуралык өзгөрүүлөрү гидрофобдук топторго караганда көбүрөөк, ошондуктан беттик активдүү заттардын классификациясы негизинен гидрофилдик топтордун түзүлүшүнө негизделет. Бул классификация негизинен гидрофилдик топтордун иондук экендигине негизделет, аларды аниондук, катиондук, иондук эмес, цвитериондук жана башка атайын типтеги беттик активдүү заттарга бөлөт.
5. Беттик-активдүү заттын суудагы эритмесинин мүнөздөмөсү
① Интерфейстерде беттик активдүү заттардын адсорбциясы
Сурфактанттын молекулалары липофилдик жана гидрофилдик топторго ээ болгондуктан, аларды амфифилдүү молекулалар түзөт. Суу күчтүү полярдуу суюктук. Беттик-активдүү заттар сууда эригенде уюлдуктун окшоштугу жана полярдуулук айырмасынын түртүү принцибине ылайык, алардын гидрофилдик топтору суу фазасына тартылып, сууда эрийт, ал эми липофилдик топтору сууну түртүп, суудан чыгып кетет. Натыйжада эки фазанын ортосундагы тилкеде беттик-активдүү заттын молекулалары (же иондор) адсорбцияланып, эки фаза ортосундагы фаза аралык чыңалууну азайтат. Беттик активдүү заттын молекулалары (же иондор) интерфейсте канчалык көп адсорбцияланса, фаза аралык чыңалуу ошончолук азаят.
② Адсорбциялык мембрананын кээ бир касиеттери
Адсорбциялык мембрананын беттик басымы: беттик активдүү заттар газ менен суюктуктун интерфейсинде адсорбцияланып, адсорбциялык мембрананы пайда кылат. Эгерде интерфейске сүрүлмөлүү кыймылдуу калкыма пластинка коюлса жана калкып жүрүүчү пластинка эритме бети боюнча адсорбциялык мембрананы түртсө, мембрана калкып жүрүүчү пластинкага басым жасайт, ал беттик басым деп аталат.
Беттик илешкектүүлүк: беттик басым сыяктуу, беттик илешкектүүлүк эрибеген молекулярдык пленкалар тарабынан көрсөтүлгөн касиет болуп саналат. Платина шакекчесин жука металл зым менен илип, анын тегиздигин раковинанын суу бети менен байланыштырып, платина шакекчесин айлантып, платина шакекчеге суунун илешкектүүлүгү тоскоол болуп, амплитудасы бара-бара алсызданат, ага ылайык беттин илешкектүүлүгүн өлчөөгө болот. Метод: адегенде таза суунун бетинде эксперименттерди жүргүзүү, амплитуданын начарлашын өлчөө, андан кийин беттик бет маскасы пайда болгондон кийин алсызданууну өлчөө жана экөөнүн ортосундагы айырмадан беттик бет маскасынын илешкектүүлүгүн эсептөө.
Беттик илешкектүүлүк беттик бет маскасынын бекемдиги менен тыгыз байланышта. Адсорбциялык пленка беттик басымга жана илешкектүүлүккө ээ болгондуктан, ал ийкемдүү болушу керек. Адсорбциялык мембрананын беттик басымы жана илешкектүүлүгү канчалык жогору болсо, анын серпилгичтик модулу ошончолук чоң болот. Көбүктү стабилдештирүү процессинде беттик адсорбциялык пленканын серпилгичтик модулу чоң мааниге ээ.
③ мицеллалардын пайда болушу
Беттик активдүү заттардын суюлтулган эритмеси идеалдуу эритмелердин мыйзамдарына ылайык келет. Эритменин бетиндеги беттик активдүү заттардын адсорбциялык көлөмү эритменин концентрациясына жараша көбөйөт. Концентрациясы белгилүү бир мааниге жеткенде же андан ашканда, адсорбциянын көлөмү көбөйбөйт. Эритмедеги бул ашыкча беттик активдүү зат молекулалары тартипсиз же үзгүлтүксүз бар. Практика да, теория да алар эритмеде агрегаттарды түзөрүн көрсөттү, алар мицеллалар деп аталат.
Критикалык мицелла концентрациясы: беттик активдүү заттар эритмеде мицеллаларды пайда кылган минималдуу концентрация критикалык мицелла концентрациясы деп аталат.
④ Кадимки беттик активдүү заттын ЖМБ мааниси.
6. Гидрофильдик жана олеофилдик тең салмактуулук мааниси
HLB гидрофильдүү липофилдик балансты билдирет, ал беттик-активдүү заттын гидрофилдик жана липофилдик топторунун гидрофилдик жана липофилдик тең салмактуулук маанилерин, башкача айтканда беттик активдүү заттын HLB маанисин билдирет. Жогорку HLB мааниси молекуланын күчтүү гидрофилдүүлүгүн жана алсыз липофилдүүлүгүн көрсөтөт; Тескерисинче, ал күчтүү липофилдүүлүккө жана алсыз гидрофилдүүлүккө ээ.
① HLB наркы жөнүндө жобо
HLB мааниси салыштырмалуу чоңдук болуп саналат, ошондуктан HLB маанисин түзүүдө стандарт катары гидрофильдик касиеттери жок парафиндин HLB мааниси 0 деп белгиленет, ал эми сууда эригичтиги күчтүү натрий додецил сульфатынын HLB мааниси 40 деп белгиленет. Демек, беттик-активдүү заттардын HLB мааниси жалпысынан 1-40 чегинде. Жалпысынан алганда, HLB маанилери 10дон аз болгон эмульгаторлор липофилдүү, ал эми HLB 10дон жогору болгон эмульгаторлор гидрофилдик болуп саналат. Демек, липофилдүүлүктөн гидрофилдүүлүккө карай бурулуш чекити болжол менен 10.
7. Эмульсия жана эритүү эффекттери
Бири экинчисинде бөлүкчөлөрдүн (тамчылардын же суюк кристаллдардын) дисперсинен пайда болгон эки аралашпаган суюктуктар эмульсиялар деп аталат. Эмульсияны түзүүдө эки суюктуктун ортосундагы фазалык аймак чоңоюп, системаны термодинамикалык жактан туруксуз кылат. Эмульсияны турукташтыруу үчүн системанын фаза аралык энергиясын азайтуу үчүн үчүнчү компонентти – эмульгаторду кошуу керек. Эмульгаторлор беттик активдүү заттарга кирет жана алардын негизги милдети эмульгаторлордун ролун аткаруу. Эмульсияда тамчылар болгон фаза дисперстүү фаза (же ички фаза, үзгүлтүксүз фаза), ал эми бири-бирине кошулган башка фаза дисперстүү чөйрө (же тышкы фаза, үзгүлтүксүз фаза) деп аталат.
① Эмульгаторлор жана эмульсиялар
Кадимки эмульсиялар суу же суудагы эритменин бир фазасынан, ал эми суу менен аралашпаган органикалык кошулмалардын экинчи фазасынан турат, мисалы, майлар, момдор ж.б.. Суу жана мунайдан пайда болгон эмульсия дисперсиясына жараша эки түргө бөлүнөт: сууда дисперстүү мунай мунай эмульсиясында сууну түзөт, O/W (oil) менен көрсөтүлөт; мунайга дисперстелген суу май эмульсиясындагы сууну түзөт, W/O (суу/май) менен көрсөтүлгөн. Мындан тышкары, суудагы мунайдагы комплекстүү суу W/O/W жана мунайдагы суудагы май O/W/O эмульсиялары да пайда болушу мүмкүн.
Эмульгатор фазалар аралык чыңалууну азайтуу жана бир катмарлуу бет маскасын түзүү аркылуу эмульсияны турукташтырат.
Эмульгациялоодо эмульгаторлорго коюлуучу талаптар: а: эмульгаторлор фаза аралык чыңалууну азайтып, эки фазанын ортосундагы тилкеде адсорбциялоо же байытуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болушу керек; б: Эмульгаторлор бөлүкчөлөргө электр зарядын берип, бөлүкчөлөрдүн ортосунда электростатикалык түртүүнү пайда кылышы керек же бөлүкчөлөрдүн айланасында туруктуу, жогорку илешкектүү коргоочу пленканы түзүшү керек. Ошентип, эмульгаторлор катары колдонулган заттар эмульгациялоочу таасирге ээ болушу үчүн амфифилдик топторго ээ болушу керек жана беттик активдүү заттар бул талапка жооп бере алат.
② Эмульсияларды даярдоо ыкмалары жана эмульсиялардын туруктуулугуна таасир этүүчү факторлор
Эмульсияларды даярдоонун эки ыкмасы бар: бири суюктукту башка суюктуктагы майда бөлүкчөлөргө чачуу үчүн механикалык ыкмаларды колдонуу, ал эмульсияларды даярдоо үчүн өнөр жайда кеңири колдонулат; Дагы бир ыкма суюктукту молекулярдык абалда башка суюктукта эритип, эмульсияны түзүү үчүн тийиштүү түрдө бириктирүү.
Эмульсиялардын туруктуулугу алардын бөлүкчөлөрдүн агрегациясына каршы туруу жана фазалык бөлүнүүнү пайда кылуу жөндөмүн билдирет. Эмульсиялар олуттуу бош энергиясы бар термодинамикалык туруксуз системалар. Демек, эмульсиянын туруктуулугу чындыгында системанын тең салмактуулукка жетиши үчүн талап кылынган убакытты, башкача айтканда, системадагы суюктуктун бөлүнүшү үчүн зарыл болгон убакытты билдирет.
Бет маскасында майлуу спирт, май кислотасы жана майлуу амин сыяктуу полярдуу органикалык молекулалар болгондо мембрананын күчү бир топ жогорулайт. Себеби интерфейстин адсорбциялык катмарындагы эмульгатор молекулалары спирт, кислота жана амин сыяктуу полярдык молекулалар менен өз ара аракеттенип, «комплекс» пайда болуп, интерфейс бет маскасынын күчүн жогорулатат.
Эки же андан көп беттик активдүү заттардан турган эмульгаторлор аралаш эмульгаторлор деп аталат. Аралаш эмульгаторлор суу/май интерфейсине адсорбцияланат, ал эми молекулалар аралык өз ара аракеттенүү комплекстерди түзүшү мүмкүн. Күчтүү молекулалар аралык өз ара аракеттенүүнүн аркасында фаза аралык чыңалуу бир топ азаят, интерфейсте адсорбцияланган эмульгатордун саны бир топ көбөйөт, пайда болгон фаза аралык бет маскасынын тыгыздыгы жана күчү жогорулайт.
Тамчылардын заряды эмульсиялардын туруктуулугуна олуттуу таасирин тийгизет. Туруктуу эмульсияларда, адатта, электр заряды бар тамчылар болот. Иондук эмульгаторлорду колдонууда, интерфейсте адсорбцияланган эмульгатор иондору май фазасына өздөрүнүн липофилдик топторун киргизет, ал эми гидрофилдик топтор суу фазасында болушат, ошентип тамчылардын заряды пайда болот. Эмульсиянын тамчылары бирдей заряд алып жүргөндүктөн, алар бири-бирин түртүшөт жана оңой агломерацияланбайт, натыйжада туруктуулук жогорулайт. Эмульгатор иондору тамчыларга канчалык көп адсорбцияланса, алардын заряды ошончолук чоң болуп, тамчылардын биригишине жол бербөө жөндөмдүүлүгү жогору болуп, эмульсия системасын туруктуураак кылаарын көрүүгө болот.
Эмульсиялык дисперсиялык чөйрөнүн илешкектүүлүгү эмульсиянын туруктуулугуна белгилүү бир таасирин тийгизет. Негизинен дисперстик чөйрөнүн илешкектүүлүгү канчалык жогору болсо, эмульсиянын туруктуулугу ошончолук жогору болот. Себеби дисперстик чөйрөнүн илешкектүүлүгү жогору, бул суюктук тамчыларынын броундук кыймылына катуу тоскоол болуп, тамчылардын кагылышуусун жайлатып, системаны туруктуу кармап турат. Көбүнчө эмульсияларда эрүүчү полимердик заттар системанын илешкектүүлүгүн жогорулатып, эмульсиянын туруктуулугун жогорулатат. Мындан тышкары, полимер эмульсия системасын туруктуураак кылып, катуу интерфейстүү бет маскасын түзө алат.
Кээ бир учурларда, катуу порошок кошуу эмульсияны турукташтыра алат. Катуу порошок майдын жана суунун катуу порошоктун нымдоо жөндөмүнө жараша сууда, майда же интерфейсте эмес. Эгерде катуу порошок суу менен толук нымдалбаса жана май менен нымдалышы мүмкүн болсо, ал суу майынын интерфейсинде калат.
Катуу порошок эмульсияны турукташтырбоосунун себеби, интерфейсте чогулган порошок интерфейстин адсорбциялык эмульгатор молекулаларына окшош интерфейстин бет маскасын бекемдебейт. Демек, катуу порошок бөлүкчөлөрү интерфейсте канчалык жакын жайгашса, эмульсия ошончолук туруктуу болот.
Беттик-активдүү заттар суудагы эритмеде мицеллаларды пайда кылгандан кийин сууда эрибеген же бир аз эрүүчү органикалык бирикмелердин эригичтигин бир кыйла жогорулатууга жөндөмдүү, ал эми бул учурда эритме тунук болот. Мицеллалардын мындай таасири эритүү деп аталат. Эритүүчү эффекттерди бере алган беттик-активдүү заттар эригичтер, ал эми эриген органикалык бирикмелер эриген бирикмелер деп аталат.
8. Пено
Жуу процессинде көбүк маанилүү роль ойнойт. Foam газ суюк же катуу чачылган дисперсиялык системаны билдирет. Газ - дисперсиялык фаза, ал эми суюк же катуу - дисперсиялык чөйрө. Биринчиси суюк көбүк деп аталса, экинчиси катуу көбүк деп аталат, мисалы, пенопласт, пенопласт, пеноцемент ж.б.
(1) көбүктүн пайда болушу
Бул жерде көбүк суюк пленка менен бөлүнгөн көбүктөрдүн агрегациясын билдирет. Дисперстүү фаза (газ) менен дисперстүү чөйрөнүн (суюктук) ортосундагы тыгыздыктын чоң айырмасынан жана суюктуктун илешкектүүлүгү төмөн болгондуктан, көбүк суюктуктун деңгээлине дайыма тез көтөрүлө алат.
Көбүктү пайда кылуу процесси суюктукка көп сандагы газды алып келүү жана суюктуктагы көбүкчөлөр суюктуктун бетине тез кайтып келип, аз өлчөмдөгү суюктук жана газ менен бөлүнгөн көбүктүү агрегатты пайда кылуу болуп саналат.
Көбүктүн морфологияда эки таң калыштуу өзгөчөлүгү бар: бири дисперстүү фаза катары көбүкчөлөр көбүнчө көп кырдуу болот, анткени көбүкчөлөрдүн кесилишинде суюк пленка жукарып, көбүкчөлөрдү көп кырдуу кылып көрсөтүү тенденциясы бар. Суюк пленка белгилүү бир даражада жукарганда, көбүкчөлөр сынып калат; Экинчиден, таза суюктук туруктуу көбүк түзө албайт, бирок көбүк пайда кыла турган суюктук кеминде эки же андан көп компоненттен турат. Сурфактанттын суудагы эритмеси көбүктү түзүүгө оңой типтүү система болуп саналат жана анын көбүк пайда кылуу жөндөмү башка касиеттерге да байланыштуу.
Көбүрөөк жөндөмдүүлүгү жакшы болгон беттик активдүү заттар көбүк түзүүчү деп аталат. көбүк берүүчү агент жакшы көбүк жөндөмдүүлүгүнө ээ болсо да, пайда болгон көбүк узак убакыт бою сактай албайт, башкача айтканда, анын туруктуулугу жакшы эмес болушу мүмкүн. Көбүктүн туруктуулугун сактоо үчүн көбүк түзүүчүгө көбүктүн туруктуулугун жогорулата турган зат кошулат, ал көбүк стабилизатору деп аталат. Көбүнчө колдонулган көбүк стабилизаторлор lauroyl diethanolamine жана dodecyl диметил амин оксиди болуп саналат.
(2) көбүктүн туруктуулугу
Пено – термодинамикалык жактан туруксуз система жана акыркы тенденция – бул системадагы суюктуктун жалпы бетинин аянты азайып, көбүк сынгандан кийин бош энергия азаят. Көбүктү кетирүү процесси – газды бөлүп турган суюк пленканын калыңдыгы ал жарылмайынча өзгөрүп турган процесс. Демек, көбүктүн туруктуулугу негизинен суюктуктун агып чыгуу ылдамдыгы жана суюк пленканын күчү менен аныкталат. Дагы бир нече таасир этүүчү факторлор бар.
① Беттик чыңалуу
Энергетикалык көз караштан алганда, аз беттик чыңалуу көбүк пайда болушу үчүн жагымдуураак, бирок ал көбүктүн туруктуулугуна кепилдик бере албайт. Төмөн беттик чыңалуу, төмөнкү басымдын айырмасы, жай суюктук разряддын ылдамдыгы жана жай суюк пленканын жукарышы көбүктүн туруктуулугуна өбөлгө түзөт.
② Беттик илешкектүүлүк
Көбүктүн туруктуулугун аныктоочу негизги фактор болуп суюк пленканын күчү саналат, ал негизинен беттик илешкектүүлүк менен өлчөнгөн беттик адсорбциялык пленканын бекемдиги менен аныкталат. Тажрыйбалар көрсөткөндөй, жогорку беттик илешкектүүлүк менен эритмеден өндүрүлгөн көбүк узак мөөнөткө ээ. Себеби, беттеги адсорбцияланган молекулалардын өз ара аракеттенүүсү мембрананын бекемдигинин жогорулашына алып келет, ошентип көбүктүн иштөө мөөнөтү жакшырат.
③ Эритменин илешкектүүлүгү
Суюктуктун илешкектүүлүгү жогорулаганда, суюк пленкадагы суюктукту бошотуу оңой эмес, ал эми суюк пленканын калыңдыгын суюлтуу ылдамдыгы жай, бул суюк пленканын жарылуу убактысын кечеңдетет жана көбүктүн туруктуулугун жогорулатат.
④ Беттик чыңалуунун "оңдоочу" эффекти
Суюк пленканын бетине адсорбцияланган беттик активдүү заттар суюк пленканын бетинин кеңейишине же жыйрылышына туруштук берүү жөндөмүнө ээ, муну биз оңдоо эффектиси деп атайбыз. Себеби бетинде адсорбцияланган беттик активдүү заттардын суюк кабыкчасы бар жана анын бетинин аянтын кеңейтүү беттик адсорбцияланган молекулалардын концентрациясын азайтып, беттик чыңалуу күчөйт. Мындан ары бетин кеңейтүү көбүрөөк күч-аракетти талап кылат. Тескерисинче, бетинин аянтынын кичирейүүсү беттеги адсорбцияланган молекулалардын концентрациясын жогорулатып, беттик чыңалууларды азайтат жана андан ары кичирейүүгө тоскоол болот.
⑤ Суюк пленка аркылуу газдын диффузиясы
Капиллярдык басымдын бар болгондугуна байланыштуу көбүктөгү майда көбүкчөлөрдүн басымы чоң көбүкчөлөргө караганда жогору, бул майда көбүкчөлөрдөгү газдын суюк пленка аркылуу төмөнкү басымдагы чоң көбүкчөлөргө таралышын шарттайт, натыйжада майда көбүкчөлөр кичирейип, чоң көбүкчөлөр чоңоюп, акырында көбүк үзүлөт. Эгерде беттик-активдүү зат кошулса, көбүктөнгөндө көбүк бир калыпта жана тыгыз болуп калат, аны кетирүү оңой эмес. Беттик активдүү зат суюк пленкада тыгыз жайгашкандыктан, аны желдетүү кыйын, бул көбүктү туруктуураак кылат.
⑥ Беттик заряддын таасири
Эгерде көбүк суюктук пленкасы бирдей белги менен заряддалса, суюк пленканын эки бети бири-бирин түртүп, суюк пленканын жукарып кетишине, ал тургай бузулушуна жол бербейт. Иондук беттик активдүү заттар бул турукташтыруучу эффектти камсыздай алат.
Жыйынтыктап айтканда, суюк пленканын күчү көбүктүн туруктуулугун аныктоо үчүн негизги фактор болуп саналат. Көбүк берүүчү агенттер жана көбүк стабилизаторлор үчүн беттик активдүү зат катары беттик адсорбцияланган молекулалардын тыгыздыгы жана бекемдиги эң маанилүү факторлор болуп саналат. Бетинде адсорбцияланган молекулалардын ортосундагы өз ара аракеттенүү күчтүү болгондо, адсорбцияланган молекулалар тыгыз жайгашат, бул беттик бет маскасынын өзүн гана жогорку күчкө ээ кылбастан, ошондой эле беттик бет капка жакын жайгашкан эритмени беттин жогорку илешкектүүлүгүнөн улам агып кетишин кыйындатат, ошондуктан суюктук пленка үчүн суюктуктун калыңдыгын кармап туруу салыштырмалуу кыйынга турат. Мындан тышкары, тыгыз жайгаштырылган беттик молекулалар да газ молекулаларынын өткөрүмдүүлүктү азайтып, ошентип көбүктүн туруктуулугун жогорулатат.
(3) Көбүктү жок кылуу
Көбүктү жок кылуунун негизги принциби көбүктү өндүрүү шарттарын өзгөртүү же көбүктүн туруктуулук факторлорун жок кылуу болуп саналат, ошондуктан көбүктү жок кылуунун физикалык жана химиялык эки ыкмасы бар.
Физикалык көбүк жок кылуу – көбүк эритменин химиялык курамын өзгөртүүсүз сактоо менен көбүк пайда болгон шарттарды өзгөртүү. Мисалы, сырткы күчтүн бузулушу, температуранын же басымдын өзгөрүшү жана УЗИ дарылоо көбүктү жок кылуунун бардык эффективдүү физикалык ыкмалары болуп саналат.
Химиялык деfoaming ыкмасы көбүктөнгөн агент менен өз ара кээ бир заттарды кошуу, көбүктүн суюк пленка күчүн азайтуу, андан кийин деfoaming максатына жетүү үчүн көбүктүн туруктуулугун азайтуу болуп саналат. Мындай заттар көбүк жок кылуучу деп аталат. Көпчүлүк дефоамерлер беттик активдүү заттар болуп саналат. Демек, көбүктү кетирүү механизмине ылайык, көбүк жок кылуучулар беттик чыңалууну азайтуу үчүн күчтүү жөндөмгө ээ болушу керек, бетинде оңой адсорбцияланууга жана беттик адсорбцияланган молекулалардын ортосунда начар өз ара аракеттенүүгө ээ болушу керек, натыйжада адсорбцияланган молекулалардын салыштырмалуу бош жайгашуу структурасы пайда болот.
Дефоамерлердин ар кандай түрлөрү бар, бирок алар негизинен иондук эмес беттик активдүү заттар. Иондук эмес беттик активдүү заттар булут чекитине жакын же андан жогору көбүктөнгөндөргө каршы касиетке ээ жана көбүнчө көбүктү кетирүүчү катары колдонулат. Спирттер, айрыкча, бутактануучу структуралар, май кислоталары жана эфирлери, полиамиддер, фосфаттар, силикон майлары ж.б.
(4) көбүк жана жуу
Көбүк менен жуугуч эффектинин ортосунда түздөн-түз байланыш жок жана көбүктүн көлөмү жууган эффект жакшы же жаман дегенди билдирбейт. Мисалы, иондук эмес беттик-активдүү заттардын көбүктөнгөн сапаты самындан алда канча төмөн, бирок алардын тазалоочу күчү самынга караганда алда канча жакшы.
Кээ бир учурларда, көбүк кирди жок кылууга жардам берет. Мисалы, үй шартында идиш-аяктарды жууганда, жуучу каражаттын көбүгү жууган май тамчыларын кетириши мүмкүн; Килемди сүрткөндө көбүк чаң жана порошок сыяктуу катуу кирди кетирүүгө жардам берет. Мындан тышкары, көбүк кээде жуучу каражаттын эффективдүү экендигинин белгиси катары колдонулушу мүмкүн, анткени майлуу майдын тактары жуучу каражаттын көбүгүнө тоскоол болот. Майдын тактары өтө көп жана жуучу каражат өтө аз болгондо, көбүк болбойт же баштапкы көбүк жок болот. Кээде, көбүк да чайкоо таза же жокпу, бир көрсөткүчү катары колдонулушу мүмкүн. Чайгыч эритмедеги көбүктүн көлөмү жуучу каражаттын азайышы менен азайгандыктан, чайкоо даражасын көбүктүн саны менен баалоого болот.
9. Жуу процесси
Кеңири мааниде жууп жаткан нерседен керексиз компоненттерди алып салуу жана белгилүү бир максатка жетүү процесси. Кадимки мааниде жууп-ташыгычтын бетинен кирди кетирүү процессин билдирет. Жуу учурунда кир менен ташуучунун ортосундагы өз ара аракеттенүү кээ бир химиялык заттардын (мисалы, жуучу каражаттар) таасири аркылуу алсыратат же жок кылынат, кир менен ташуучунун айкалышы кир менен жуучу каражаттын айкалышына айланып, акыры кирдин жана ташуучунун ажырап кетишине алып келет. Жуула турган нерселер жана тазалана турган кирлер ар түрдүү болгондуктан, жуу абдан татаал процесс жана жуунуунун негизги процессин төмөнкү жөнөкөй байланыш менен көрсөтүүгө болот.
Ташуучу • Кир+Жуучу каражат=Ташуучу+Кир • Жуучу каражат
Жуу процессин, адатта, эки этапка бөлүүгө болот: бири - кирди жана аны жуучу каражаттын таасири астында бөлүү; Экинчиси, ажыратылган топурак чачылып, чөйрөдө токтоп турат. Жуу процесси кайра кайтарылуучу процесс жана чөйрөдө чачылган же суспензияланган кир да чөйрөдөн кирге кайра түшүп калышы мүмкүн. Демек, эң сонун жуугуч каражаттар ташыгычтан кирди ажыратуу жөндөмүнө гана ээ болбостон, кирди таркатууга жана токтото турууга жана кирдин кайра төгүлүп калышына жол бербөө үчүн жакшы жөндөмгө ээ болушу керек.
(1) Кирдин түрлөрү
Ал тургай, бир эле буюм үчүн кирдин түрү, курамы жана саны колдонуу чөйрөсүнө жараша ар кандай болот. Майдын дене кирлерине негизинен мал жана өсүмдүк майлары, ошондой эле минералдык майлар (мисалы, чийки май, мазут, көмүр смоласы ж.б.), катуу кирге негизинен түтүн, чаң, дат, кара көмүртек ж.б. кирет. Кийимдин кирине келсек, адамдын денесиндеги кир, мисалы, тер, май, кан ж.б.; Тамактан чыккан кир, мисалы, жемиш тактары, жегенге жарамдуу май тактары, татымал тактары, крахмал ж.б. Косметика алып келген кир, мисалы, помада жана тырмак боёгу; Атмосферадагы кир, мисалы, түтүн, чаң, топурак ж.б.; Башка материалдар сыя, чай, боёк ж.б.. Ар кандай жана ар түрдүү түрлөрү бар деп айтууга болот.
Кирдин ар кандай түрлөрүн, адатта, үч категорияга бөлүүгө болот: катуу топурак, суюк кир жана өзгөчө кир.
① Кадимки катуу кирге күл, ылай, топурак, дат жана кара көмүртек сыяктуу бөлүкчөлөр кирет. Бул бөлүкчөлөрдүн көбү беттик зарядга ээ, негизинен терс жана жипчелүү объекттерге оңой адсорбцияланат. Негизинен катуу кирди сууда эритүү кыйын, бирок жуучу каражаттардын эритмелери менен чачылып, токтотулушу мүмкүн. Майда бөлүкчөлөрү бар катуу кирди кетирүү кыйын.
② Суюк кир көбүнчө майда эрийт, анын ичинде жаныбарлардын жана өсүмдүктүн майлары, май кислоталары, май спирттери, минералдык майлар жана алардын оксиддери. Алардын ичинен жаныбарлардын жана өсүмдүктүн майлары жана май кислоталары щелоч менен сабындашуудан өтүшү мүмкүн, ал эми майлуу спирттер жана минералдык майлар щелоч менен сабындалбайт, ал эми спирттерде, эфирлерде, углеводороддук органикалык эриткичтерде эрийт жана жуугуч каражаттын суу эритмелери менен эмульсияга жана дисперске кете алат. Майда эрүүчү суюк кир көбүнчө жипчелүү объекттер менен күчтүү өз ара аракеттенүү күчүнө ээ жана жипчелерге бекем адсорбцияланат.
③ Атайын кирге протеин, крахмал, кан, адамдын секрециялары, мисалы, тер, май, заара, ошондой эле жемиш ширеси, чай ширеси ж.б. кирет. Кирдин бул түрлөрүнүн көбү химиялык реакциялар аркылуу жипчелүү нерселерге катуу сиңип кетиши мүмкүн. Ошондуктан, аны жуу абдан кыйын.
Кирдин ар кандай түрлөрү сейрек кездешет, көбүнчө бири-бирине аралашып, объекттерде бири-бирине сиңишет. Кир кээде кычкылданат, чирип же тышкы таасирлерден улам чирип, натыйжада жаңы кирдин пайда болушуна алып келет.
(2) Кирдин адгезия эффектиси
Кийим-кече, кол ж.б.лардын кирдеп калышынын себеби, буюм менен кирдин ортосунда кандайдыр бир өз ара аракеттешүү бар. Кирдин объекттерге ар кандай адгезия таасирлери бар, бирок алар негизинен физикалык адгезия жана химиялык адгезия.
① Тамеки күлүнүн, чаңдын, чөкмөнүн, кара көмүртектин жана башка заттардын кийимге физикалык адгезиясы. Жалпысынан алганда, жабышкан кир менен булганган объекттин ортосундагы өз ара аракеттенүү салыштырмалуу алсыз, кирди алып салуу да салыштырмалуу оңой. Ар кандай күчтөр боюнча кирдин физикалык адгезиясы механикалык адгезия жана электростатикалык адгезия болуп бөлүнөт.
A: Механикалык адгезия, негизинен, чаң жана чөкмө сыяктуу катуу кирдин адгезиясын билдирет. Механикалык адгезия кир үчүн алсыз адгезия ыкмасы болуп саналат, аны дээрлик жөнөкөй механикалык ыкмалар менен жок кылууга болот. Бирок, кирдин бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү кичине (<0,1um) болгондо, аны алып салуу кыйыныраак.
Б: Электростатикалык адгезия негизинен заряддуу кир бөлүкчөлөрүнүн карама-каршы заряддуу объекттерге аракетинен көрүнүп турат. Көпчүлүк жипчелүү объекттер сууда терс зарядды алып жүрүшөт жана акиташ сыяктуу оң заряддуу кир менен оңой жабышат. Кээ бир кир, терс заряддуу болсо да, мисалы, суудагы эритмелердеги кара көмүртек бөлүкчөлөрү, суудагы оң иондордон (мисалы, Ca2+, Mg2+ ж.
Статикалык электр жөнөкөй механикалык аракетке караганда күчтүүрөөк болгондуктан, кирди тазалоону салыштырмалуу кыйындатат.
③ Атайын кирди кетирүү
Белок, крахмал, адамдын секрециялары, жемиш ширеси, чай ширеси жана кирдин башка түрлөрүн жалпы беттик активдүү заттар менен тазалоо кыйын жана атайын тазалоо ыкмаларын талап кылат.
Каймак, жумуртка, кан, сүт, теринин экскрециясы сыяктуу белоктун тактары жипчелерде уюп, денатурацияга жакын болуп, бекем жабышат. Протеиндин булганышы үчүн, протеазды алып салуу үчүн колдонсо болот. Протеаза кирдеги белокторду сууда эрүүчү аминокислоталарга же олигопептиддерге ажырата алат.
Крахмалдын тактары негизинен тамак-аштан келип чыгат, ал эми башкалар, мисалы, эт ширеси, паста, ж.б.
Липаз триглицериддерди эрүүчү глицеринге жана май кислоталарына ажыратуу үчүн кадимки ыкмалар менен алып салуу кыйын болгон кээ бир триглицериддердин, мисалы, адам денеси бөлүп чыгарган майдын, жегич майлардын ж.б. ажырашын катализдей алат.
Кээ бир түстүү тактар жемиш ширеси, чай ширеси, сыя, помада ж. Бул түрдөгү тактар хромофордун же хромофордук топтордун структурасын бузуп, аларды сууда эрүүчү майда компоненттерге деградациялоочу оксиданттарды же редуценттерди, мисалы, агартуучу заттарды колдонуу менен кычкылдануу-калыбына келтирүү реакциялары аркылуу жок кылынышы мүмкүн.
Кургак тазалоонун көз карашынан алганда, кирдин болжол менен үч түрү бар.
① Майда эрүүчү кирге суюк же майлуу жана кургак тазалоочу эриткичтерде эрүүчү түрдүү майлар жана майлар кирет.
② Сууда эрүүчү кир суудагы эритмеде эрийт, бирок кургак тазалоочу каражаттарда эрибейт. Ал суу эритмеси түрүндө кийимге сиңип, суу буулангандан кийин органикалык эмес туздар, крахмал, белоктор ж.б гранулдуу катуу заттар чөктүрүлөт.
③ Мунай сууда эрибеген кир сууда да, кургак тазалоочу эриткичтерде да эрибейт, мисалы, кара көмүртек, түрдүү металл силикаттары жана оксиддер.
Кирдин ар кандай түрлөрүнүн ар кандай касиеттеринен улам, кургак тазалоо процессинде кирди тазалоонун ар кандай жолдору бар. Майда эрүүчү кир, мисалы, жаныбарлардын жана өсүмдүк майлары, минералдык майлар жана майлар органикалык эриткичтерде оңой эрийт жана кургак тазалоодо оңой тазаланат. Май жана май үчүн кургак тазалоо эриткичтеринин эң сонун эригичтиги молекулалар арасындагы ван дер Ваальс күчтөрүнө байланыштуу.
Органикалык эмес туздар, кант, белоктор, тер ж.б. сыяктуу сууда эрүүчү кирди тазалоо үчүн кургак тазалоочу каражатка тиешелүү өлчөмдө суу кошуу керек, антпесе кийимден сууда эрүүчү кирди кетирүү кыйынга турат. Бирок кургак тазалоочу каражаттарда сууну эритүү кыйын, ошондуктан суунун көлөмүн көбөйтүү үчүн беттик активдүү заттарды кошуу керек. Кургак тазалоочу каражаттардын курамындагы суу кирди жана кийимдин бетин гидраттап, беттик активдүү заттардын полярдуу топтору менен өз ара аракеттенүүнү жеңилдетет, бул беттик активдүү заттардын беттеги адсорбциясы үчүн пайдалуу. Мындан тышкары, беттик активдүү заттар мицеллаларды пайда кылганда, сууда эрүүчү кир жана суу мицеллаларга эрийт. Surfactants кургак тазалоочу эриткичтердин курамындагы суунун көлөмүн гана көбөйтпөстөн, тазалоо эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн кирдин кайра чөктүрүлүшүнө жол бербейт.
Суунун аз өлчөмдө болушу сууда эрүүчү кирди кетирүү үчүн зарыл, бирок ашыкча суу кээ бир кийимдердин деформацияланышына, бырыштарына ж.б. алып келиши мүмкүн, ошондуктан кургак жуучу каражаттын курамында суунун өлчөмү орточо болушу керек.
Күл, ылай, топурак жана сууда эрибеген жана майда эрибеген кара көмүр сыяктуу катуу бөлүкчөлөр көбүнчө электростатикалык адсорбция же май тактары менен биригип кийимге жабышат. Кургак тазалоодо эриткичтердин агымы жана таасири электростатикалык күчтөр менен адсорбцияланган кирдин түшүп кетишине алып келиши мүмкүн, ал эми кургак тазалоочу каражаттар май тактарын эритип, майдын тактары менен биригип, кийимге жабышып калган катуу бөлүкчөлөрдүн кургак тазалоочу каражаттан түшүп кетишине алып келет. Кургак тазалоочу каражаттын курамындагы аз өлчөмдөгү суу жана беттик активдүү заттар түшүп жаткан катуу кир бөлүкчөлөрүн туруктуу токтотуп, чачыратып, алардын кайра кийимге түшүшүнө жол бербейт.
(5) Жуу эффектине таасир этүүчү факторлор
Интерфейстеги беттик активдүү заттардын багыттуу адсорбциясы жана беттик (фаза аралык) чыңалуунун азайышы суюк же катуу булганууну жоюунун негизги фактору болуп саналат. Бирок кир жуугуч процесси салыштырмалуу татаал, ал тургай ошол эле түрдөгү жуучу каражаттын жууган эффектине дагы көптөгөн башка факторлор таасир этет. Бул факторлорго жуучу каражаттын концентрациясы, температура, кирдин табияты, була түрү жана кездеменин түзүлүшү кирет.
① Беттик активдүү заттардын концентрациясы
Жуу процессинде эритмедеги беттик активдүү заттардын мицеллалары маанилүү роль ойнойт. Концентрациясы критикалык мицелла концентрациясына (смк) жеткенде жуу эффектиси кескин жогорулайт. Ошондуктан, эриткичтеги жуучу каражаттын концентрациясы жакшы жуу эффектине жетишүү үчүн ЖМБнын маанисинен жогору болушу керек. Бирок, беттик-активдүү заттардын концентрациясы ЖМБнын маанисинен ашып кеткенде, жууш эффектинин жогорулашы анча маанилүү эмес болуп калат жана беттик-активдүү заттын концентрациясын ашыкча жогорулатуунун кереги жок.
Майдын тактарын кетирүү үчүн эритүүнү колдонууда концентрация ЖМБнын маанисинен жогору болсо дагы, эритме эффектиси беттик активдүү заттын концентрациясынын көбөйүшү менен дагы эле жогорулайт. Бул убакта кир көп болгон кийимдердин манжеталарына жана жакаларына жуучу каражатты жергиликтүү түрдө колдонуу максатка ылайык. Жуунуп жатканда беттик активдүү заттардын майдын тактарына эритүү таасирин жакшыртуу үчүн адегенде жуучу каражаттын катмарын коюуга болот.
② Температура тазалоо эффектине олуттуу таасирин тийгизет. Жалпысынан алганда, температураны жогорулатуу кирди кетирүү үчүн пайдалуу, бирок кээде ашыкча температура да терс факторлорду жаратышы мүмкүн.
Температуранын жогорулашы кирдин диффузиясы үчүн пайдалуу. Температура эрүү температурасынан жогору болгондо катуу май тактары оңой эмульсияланат, ал эми жипчелер температуранын жогорулашынан улам кеңейүү даражасын жогорулатат. Бул факторлордун бардыгы кирди кетирүү үчүн пайдалуу. Бирок, бекем кездемелер үчүн, була кеңейгенден кийин булалардын ортосундагы микро ажырымдар азаят, бул кирди кетирүүгө шарт түзбөйт.
Температуранын өзгөрүшү, ошондой эле беттик активдүү заттардын эригичтигине, ЖМБнын маанисине жана мицелдин өлчөмүнө таасир этет, ошону менен жуу эффектине таасирин тийгизет. Узун көмүртек чынжырлуу беттик активдүү заттар төмөнкү температурада эригичтиги төмөн, ал эми кээде ЖМБнын маанисинен да төмөн эригичке ээ. Бул учурда, жуу температурасын тиешелүү түрдө жогорулатуу керек. Температуранын ЖМБ маанисине жана мицелла өлчөмүнө тийгизген таасири иондук жана иондук эмес беттик активдүү заттар үчүн ар түрдүү. Иондук беттик активдүү заттар үчүн температуранын жогорулашы жалпысынан ЖМБ маанисинин жогорулашына жана мицелла өлчөмүнүн азайышына алып келет. Бул жуугуч эритмеде беттик активдүү заттардын концентрациясын жогорулатуу керек дегенди билдирет. Иондук эмес беттик активдүү заттар үчүн температуранын жогорулашы алардын ЖМБ маанисинин төмөндөшүнө жана мицелла өлчөмүнүн олуттуу өсүшүнө алып келет. Температураны тийиштүү түрдө жогорулатуу иондук эмес беттик активдүү заттардын беттик активдүүлүгүнө жардам берерин көрүүгө болот. Бирок температура анын булут чегинен ашпашы керек.
Кыскача айтканда, эң ылайыктуу жуу температурасы жуугуч каражаттын формуласына жана жуулчу нерсеге байланыштуу. Кээ бир жуучу каражаттар бөлмө температурасында жакшы тазалоочу эффекттерге ээ, ал эми кээ бир жуучу каражаттар муздак жана ысык жуугучта бир кыйла айырмаланат.
③ көбүк
Көбүнчө адамдар көбүк чыгаруу жөндөмдүүлүгүн жууган эффект менен чаташтырышат, анткени күчтүү көбүк чыгаруучу жуучу каражаттар жакшыраак жуугуч эффекттерге ээ деп эсептешет. Жыйынтыктар жууган эффект көбүктүн көлөмүнө түздөн-түз байланыштуу эмес экенин көрсөтүп турат. Мисалы, аз көбүктүү жуучу каражатты жуу үчүн колдонуу, көбүктөнгөн жуучу каражатка караганда начар жуугуч эффектке ээ болбойт.
көбүк түздөн-түз кир жуугуч менен байланышы жок болсо да, көбүк дагы эле кээ бир жагдайларда кирди жок кылууга жардам берет. Мисалы, кир жуугуч суюктуктун көбүгү идиштерди кол менен жууганда май тамчыларын алып кетиши мүмкүн. Килемди сүрткөндө көбүк чаң сыяктуу катуу кир бөлүкчөлөрүн да жок кыла алат. Чаң килемдин киринин көп бөлүгүн түзөт, ошондуктан килем тазалагычтын көбүк чыгаруучу касиети болушу керек.
Шампунь үчүн көбүк берүүчү күч да маанилүү. Чачты жууганда же жуунганда суюктуктан чыккан майда көбүк адамдарды ыңгайлуу сезет.
④ Булалардын түрлөрү жана текстилдиктердин физикалык касиеттери
Кирди кетирүүнүн кыйынчылыгына булалардын жабышуусуна жана кирди кетирүүгө таасир этүүчү химиялык түзүлүшүнөн тышкары, жиптердин жана кездемелердин сырткы көрүнүшү жана уюштуруу түзүлүшү да таасирин тийгизет.
Жүн булаларынын кабырчыгы жана пахта булаларынын жалпак тилкеси сыяктуу түзүлүшү жылмакай булаларга караганда кирди көп топтойт. Мисалы, целлюлоза пленкасына (жабышма пленка) жабышкан көмүртектин карасын алуу оңой, ал эми пахта кездемеге жабышкан кара көмүртекти жууп салуу кыйын. Мисалы, полиэстердик кыска була кездемелери узун булалуу кездемелерге караганда май тактарын чогултууга көбүрөөк жакын, ал эми кыска була кездемелериндеги май тактары да узун булалуу кездемелерге караганда кетирүү кыйыныраак.
Катуу буралган жиптер жана бекем кездемелер, булалардын ортосундагы кичинекей микро боштуктардан улам, кирдин басып киришине туруштук бере алат, ошондой эле тазалоочу эритменин ички кирди кетирүүсүнө жол бербейт. Ошондуктан, бекем кездемелер башында кирге жакшы туруштук берет, бирок булгангандан кийин тазалоо да кыйын.
⑤ Суунун катуулугу
Са2+ жана Mg2+ сыяктуу металл иондорунун суудагы концентрациясы, айрыкча аниондук беттик активдүү заттар Са2+ жана Mg2+ иондору менен кездешип, эригичтиги начар кальций жана магний туздарын пайда кылып, алардын тазалоо жөндөмдүүлүгүн төмөндөтөт. Катуу сууда беттик активдүү заттардын концентрациясы жогору болсо дагы, алардын тазалоочу эффектиси дистилляцияга караганда алда канча начар. Беттик активдүү заттардын эң жакшы жууган эффектине жетишүү үчүн суудагы Са2+иондорунун концентрациясын 1 × 10-6моль/лден төмөн түшүрүү керек (CaCO3 0,1мг/л чейин азайтылышы керек). Бул жуучу каражатка ар кандай жумшарткычтарды кошууну талап кылат.
Посттун убактысы: 16-август-2024