แรงหดตัวของหน่วยความยาวใดๆ บนพื้นผิวของของเหลวเรียกว่าแรงตึงผิว และมีหน่วยเป็น N.·m-1
คุณสมบัติของการลดแรงตึงผิวของตัวทำละลายเรียกว่ากิจกรรมพื้นผิว และสารที่มีคุณสมบัตินี้เรียกว่าสารที่มีฤทธิ์ต่อพื้นผิว
สารที่ออกฤทธิ์ต่อพื้นผิวที่สามารถจับโมเลกุลในสารละลายที่เป็นน้ำและก่อตัวเป็นไมเซลล์และการเชื่อมโยงอื่นๆ และมีกิจกรรมที่พื้นผิวสูง ในขณะเดียวกันก็มีผลของการทำให้เปียก อิมัลซิไฟเออร์ ฟอง การชะล้าง ฯลฯ เรียกว่าสารลดแรงตึงผิว
สารลดแรงตึงผิวเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติพิเศษ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแรงตึงผิวระหว่างสองเฟสหรือแรงตึงผิวของของเหลว (โดยทั่วไปคือน้ำ) ได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยมีคุณสมบัติทำให้เปียก ฟอง อิมัลซิไฟเออร์ การชะล้าง และคุณสมบัติอื่นๆ
ในแง่ของโครงสร้าง สารลดแรงตึงผิวมีลักษณะทั่วไปคือประกอบด้วยสองกลุ่มที่มีลักษณะแตกต่างกันในโมเลกุลของพวกมันที่ปลายด้านหนึ่งเป็นโซ่ยาวของกลุ่มไม่มีขั้ว ละลายในน้ำมันและไม่ละลายในน้ำ เรียกอีกอย่างว่ากลุ่มไม่ชอบน้ำหรือกลุ่มไม่กันน้ำโดยทั่วไปแล้วกลุ่มที่ไม่ซับน้ำดังกล่าวคือสายโซ่ยาวของไฮโดรคาร์บอน บางครั้งสำหรับฟลูออรีนอินทรีย์ ซิลิกอน ออร์กาโนฟอสเฟต สายออร์กาโนติน ฯลฯ ที่ปลายอีกด้านคือกลุ่มที่ละลายน้ำได้ กลุ่มที่ชอบน้ำ หรือกลุ่มที่ไม่ซับน้ำมันกลุ่มที่ชอบน้ำต้องมีความชอบน้ำเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าสารลดแรงตึงผิวทั้งหมดสามารถละลายได้ในน้ำและมีความสามารถในการละลายที่จำเป็นเนื่องจากสารลดแรงตึงผิวประกอบด้วยกลุ่มที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ จึงสามารถละลายได้ในเฟสของเหลวอย่างน้อยหนึ่งเฟสคุณสมบัติที่ชอบน้ำและไขมันของสารลดแรงตึงผิวนี้เรียกว่าแอมฟิฟิลิซิตี้
สารลดแรงตึงผิวเป็นโมเลกุลของแอมฟิฟิลิกชนิดหนึ่งที่มีทั้งกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำกลุ่มของสารลดแรงตึงผิวที่ไม่ชอบน้ำโดยทั่วไปประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนสายยาว เช่น อัลคิลสายตรง C8~C20, อัลคิลสายโซ่กิ่ง C8~C20，อัลคิลฟีนิล (หมายเลขอะตอมของคาร์บอนอัลคิลคือ 8~16) และอื่นๆ ในทำนองเดียวกันความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำส่วนใหญ่อยู่ที่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนและชนิดของหมู่ที่ชอบน้ำมีมากกว่า ดังนั้น คุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิวจึงเกี่ยวข้องกับหมู่ที่ชอบน้ำเป็นหลัก นอกเหนือไปจากขนาดและรูปร่างของหมู่ที่ไม่ชอบน้ำการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างของกลุ่มที่ชอบน้ำมีมากกว่ากลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ ดังนั้นการจำแนกประเภทของสารลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของกลุ่มที่ชอบน้ำการจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับว่ากลุ่มที่ชอบน้ำนั้นเป็นไอออนิกหรือไม่ และจะแบ่งออกเป็นสารลดแรงตึงผิวประเภทประจุลบ ไอออนบวก ไอออนลบ สวิตเทอร์ไอออนิก และสารลดแรงตึงผิวชนิดพิเศษอื่นๆ
① การดูดซับสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสาน
โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวเป็นโมเลกุลของแอมฟิฟิลิกที่มีทั้งหมู่ไลโปฟิลิกและไฮโดรฟิลิกเมื่อสารลดแรงตึงผิวละลายในน้ำ กลุ่มที่ชอบน้ำจะถูกดึงดูดและละลายในน้ำ ในขณะที่กลุ่มไลโปฟิลิกจะถูกขับไล่ด้วยน้ำและปล่อยน้ำออก ทำให้เกิดการดูดซับของโมเลกุล (หรือไอออน) ของสารลดแรงตึงผิวบนส่วนต่อประสานของทั้งสองเฟส ซึ่งช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างสองเฟสยิ่งมีการดูดซับโมเลกุล (หรือไอออน) ของสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานมากเท่าใด ความตึงระหว่างชั้นผิวก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น
② คุณสมบัติบางอย่างของเมมเบรนดูดซับ
ความดันพื้นผิวของเมมเบรนดูดซับ: การดูดซับสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานของก๊าซและของเหลวเพื่อสร้างเมมเบรนดูดซับ เช่น วางแผ่นลอยที่ถอดออกได้แบบไร้แรงเสียดทานบนส่วนต่อประสาน แผ่นลอยจะดันเมมเบรนดูดซับไปตามพื้นผิวของสารละลาย และเมมเบรนจะสร้างแรงดัน บนแผ่นลอยซึ่งเรียกว่าความดันพื้นผิว
ความหนืดของพื้นผิว: เช่นเดียวกับความดันพื้นผิว ความหนืดของพื้นผิวเป็นคุณสมบัติที่แสดงโดยเยื่อหุ้มโมเลกุลที่ไม่ละลายน้ำแขวนแหวนแพลทินัมลวดโลหะดี เพื่อให้ระนาบของมันสัมผัสกับผิวน้ำของถัง หมุนแหวนแพลทินัม แหวนทองคำขาวตามความหนืดของอุปสรรคน้ำ แอมพลิจูดค่อยๆ สลายตัว ตามความหนืดของพื้นผิวได้ วัด.วิธีการคือ: ขั้นแรก ทำการทดลองบนพื้นผิวน้ำบริสุทธิ์เพื่อวัดการสลายตัวของแอมพลิจูด จากนั้นวัดการสลายตัวหลังจากการก่อตัวของเมมเบรนพื้นผิว และความหนืดของเมมเบรนพื้นผิวจะได้มาจากความแตกต่างระหว่างทั้งสอง .
ความหนืดของพื้นผิวมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็งของเมมเบรนพื้นผิว และเนื่องจากเมมเบรนดูดซับมีความดันพื้นผิวและความหนืด จึงต้องมีความยืดหยุ่นยิ่งความดันพื้นผิวสูงขึ้นและความหนืดของเมมเบรนที่ดูดซับก็จะยิ่งสูงขึ้น โมดูลัสยืดหยุ่นก็จะยิ่งสูงขึ้นโมดูลัสยืดหยุ่นของเมมเบรนดูดซับพื้นผิวมีความสำคัญในกระบวนการทำให้ฟองอากาศคงที่
③ การก่อตัวของไมเซลล์
สารละลายเจือจางของสารลดแรงตึงผิวเป็นไปตามกฎหมายตามด้วยสารละลายในอุดมคติปริมาณของสารลดแรงตึงผิวที่ดูดซับบนพื้นผิวของสารละลายจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารละลาย และเมื่อความเข้มข้นถึงหรือเกินค่าหนึ่ง ปริมาณของการดูดซับจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป และโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวส่วนเกินเหล่านี้จะอยู่ในสารละลายตามยถากรรม ทางใดทางหนึ่งหรือในทางปกติทั้งการปฏิบัติและทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าพวกมันสร้างความสัมพันธ์ในการแก้ปัญหา และการเชื่อมโยงเหล่านี้เรียกว่าไมเซลล์
ความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC): ความเข้มข้นต่ำสุดที่สารลดแรงตึงผิวก่อตัวเป็นไมเซลล์ในสารละลายเรียกว่าความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต
④ ค่า CMC ของสารลดแรงตึงผิวทั่วไป
HLB เป็นตัวย่อของความสมดุลของไลโปฟิลที่ชอบน้ำ ซึ่งบ่งชี้ถึงสมดุลของไฮโดรฟิลิกและไลโปฟิลิกของกลุ่มที่ชอบน้ำและไลโปฟิลิกของสารลดแรงตึงผิว กล่าวคือ ค่า HLB ของสารลดแรงตึงผิวค่า HLB มากบ่งชี้ถึงโมเลกุลที่มีความชอบน้ำสูงและมีความเหนียวเหนอะหนะที่อ่อนแอในทางกลับกัน lipophilicity ที่แข็งแกร่งและความชอบน้ำที่อ่อนแอ
① ข้อกำหนดของค่า HLB
ค่า HLB เป็นค่าสัมพัทธ์ ดังนั้นเมื่อค่า HLB ได้รับการพัฒนาเป็นมาตรฐาน ค่า HLB ของขี้ผึ้งพาราฟินซึ่งไม่มีคุณสมบัติที่ชอบน้ำจะถูกระบุเป็น 0 ในขณะที่ค่า HLB ของโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต ซึ่งก็คือ ละลายน้ำได้มากขึ้นคือ 40 ดังนั้นค่า HLB ของสารลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 1 ถึง 40 โดยทั่วไปแล้ว อิมัลซิไฟเออร์ที่มีค่า HLB น้อยกว่า 10 เป็นสารลดแรงตึงผิว ในขณะที่สารที่มากกว่า 10 เป็นสารที่ชอบน้ำดังนั้น จุดเปลี่ยนจาก lipophilic เป็น hydrophilic คือประมาณ 10
จากค่า HLB ของสารลดแรงตึงผิว แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการใช้งานที่เป็นไปได้ดังแสดงในตารางที่ 1-3
ของเหลวสองชนิดที่ไม่ละลายน้ำร่วมกัน ของเหลวหนึ่งจะกระจายตัวเป็นอนุภาค (หยดหรือผลึกเหลว) ในรูปแบบที่เรียกว่าอิมัลชันระบบนี้ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ขอบเขตของของเหลวทั้งสองเมื่อเกิดอิมัลชันในการทำให้อิมัลชันมีความเสถียร จำเป็นต้องเพิ่มองค์ประกอบที่สาม - อิมัลซิไฟเออร์ เพื่อลดพลังงานระหว่างผิวหน้าของระบบอิมัลซิไฟเออร์เป็นของสารลดแรงตึงผิว หน้าที่หลักคือทำหน้าที่เป็นอิมัลชันเฟสของอิมัลชันที่มีอยู่เป็นหยดเรียกว่าเฟสกระจาย (หรือเฟสภายใน, เฟสไม่ต่อเนื่อง) และเฟสอื่นที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเรียกว่าตัวกลางกระจาย (หรือเฟสภายนอก, เฟสต่อเนื่อง)
① อิมัลซิไฟเออร์และอิมัลชัน
อิมัลชันทั่วไป เฟสหนึ่งเป็นน้ำหรือสารละลายในน้ำ ส่วนอีกเฟสคือสารอินทรีย์ที่ไม่ผสมกับน้ำ เช่น จารบี ขี้ผึ้ง เป็นต้น อิมัลชันที่เกิดจากน้ำและน้ำมันสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามสถานการณ์การกระจายตัว ได้แก่ น้ำมัน กระจายตัวในน้ำเพื่อสร้างอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ แสดงเป็น O/W (น้ำมัน/น้ำ): น้ำกระจายตัวในน้ำมันเพื่อสร้างอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ แสดงเป็น W/O (น้ำ/น้ำมัน)คอมเพล็กซ์ชนิดน้ำในน้ำมันในน้ำ W/O/W และมัลติอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำในน้ำมัน O/W/O อาจก่อตัวขึ้นได้เช่นกัน
อิมัลซิไฟเออร์ใช้เพื่อทำให้อิมัลชันมีความคงตัวโดยการลดแรงตึงระหว่างผิวหน้าและสร้างเมมเบรนระหว่างผิวหน้าโมเลกุลเดี่ยว
ในการผสมอิมัลซิไฟเออร์ข้อกำหนด:
ตอบ: อิมัลซิไฟเออร์ต้องสามารถดูดซับหรือทำให้ส่วนต่อประสานระหว่างสองเฟสดีขึ้นได้ เพื่อให้แรงตึงระหว่างผิวหน้าลดลง
b: อิมัลซิไฟเออร์ต้องทำให้อนุภาคมีประจุ เพื่อให้เกิดแรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาค หรือสร้างเมมเบรนป้องกันที่มีความหนืดสูงและเสถียรรอบๆ อนุภาค
ดังนั้นสารที่ใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์จึงต้องมีกลุ่มแอมฟิฟิลิกเพื่อให้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ และสารลดแรงตึงผิวสามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้
② วิธีการเตรียมอิมัลชันและปัจจัยที่มีผลต่อความคงตัวของอิมัลชัน
มีสองวิธีในการเตรียมอิมัลชัน วิธีหนึ่งคือการใช้วิธีเชิงกลเพื่อกระจายของเหลวในอนุภาคเล็กๆ ในของเหลวอีกชนิด ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อเตรียมอิมัลชันอีกวิธีหนึ่งคือการละลายของเหลวในสถานะโมเลกุลในของเหลวอื่น จากนั้นทำให้มันรวมตัวกันอย่างเหมาะสมเพื่อสร้างอิมัลชัน
ความเสถียรของอิมัลชันคือความสามารถในการต่อต้านการรวมตัวของอนุภาคที่นำไปสู่การแยกเฟสอิมัลชันเป็นระบบที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งมีพลังงานอิสระจำนวนมากดังนั้น สิ่งที่เรียกว่าความเสถียรของอิมัลชันคือเวลาที่จำเป็นสำหรับระบบในการเข้าถึงสมดุล กล่าวคือ เวลาที่จำเป็นสำหรับการแยกของเหลวในระบบเพื่อให้เกิดขึ้น
เมื่อเยื่อประสานกับไขมันแอลกอฮอล์ กรดไขมัน และเอมีนไขมัน และโมเลกุลอินทรีย์มีขั้วอื่น ๆ ความแข็งแรงของเยื่อจะสูงขึ้นอย่างมากเนื่องจากในชั้นการดูดซับของโมเลกุลอิมัลซิไฟเออร์และแอลกอฮอล์ กรดและเอมีนและโมเลกุลมีขั้วอื่น ๆ จะก่อตัวเป็น "คอมเพล็กซ์" เพื่อให้ความแข็งแรงของเมมเบรนระหว่างผิวหน้าเพิ่มขึ้น
อิมัลซิไฟเออร์ที่ประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิวมากกว่า 2 ชนิดเรียกว่า อิมัลซิไฟเออร์ผสมอิมัลซิไฟเออร์ผสมที่ดูดซับที่ส่วนต่อประสานน้ำ/น้ำมันการกระทำระหว่างโมเลกุลสามารถสร้างสารเชิงซ้อนได้เนื่องจากการกระทำระหว่างโมเลกุลที่รุนแรง ความตึงระหว่างผิวหน้าจึงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ปริมาณของอิมัลซิไฟเออร์ที่ดูดซับที่ส่วนต่อประสานจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การก่อตัวของความหนาแน่นของเยื่อประสานระหว่างหน้าเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น
ประจุของเม็ดบีดเหลวมีผลอย่างมากต่อความคงตัวของอิมัลชันอิมัลชันที่เสถียรซึ่งโดยทั่วไปจะมีเม็ดบีดเหลวเมื่อใช้อิมัลซิไฟเออร์ไอออน อิมัลซิไฟเออร์ไอออนที่ถูกดูดซับที่ส่วนต่อประสานจะมีกลุ่มไลโปฟิลิกแทรกอยู่ในเฟสของน้ำมัน และกลุ่มที่ชอบน้ำจะอยู่ในเฟสของน้ำ จึงทำให้เม็ดบีดเหลวมีประจุเนื่องจากอิมัลชันบีดส์ที่มีประจุเท่ากัน พวกมันจึงผลักกัน ไม่เกาะกันง่าย จึงเพิ่มความคงตัวจะเห็นได้ว่ายิ่งไอออนของอิมัลซิไฟเออร์ถูกดูดซับบนเม็ดบีดมากเท่าใด ประจุก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความสามารถในการป้องกันไม่ให้เม็ดบีดจับตัวกันก็ยิ่งมากขึ้น ระบบอิมัลชันก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้นเท่านั้น
ความหนืดของตัวกลางกระจายอิมัลชันมีอิทธิพลบางอย่างต่อความเสถียรของอิมัลชันโดยทั่วไป ยิ่งความหนืดของตัวกลางกระจายตัวสูงเท่าใด ความเสถียรของอิมัลชันก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นเนื่องจากความหนืดของตัวกลางกระจายตัวมีมาก ซึ่งมีผลอย่างมากต่อการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของเม็ดบีดเหลว และทำให้การชนกันระหว่างเม็ดบีดเหลวช้าลง เพื่อให้ระบบยังคงเสถียรโดยปกติแล้วสารพอลิเมอร์ที่สามารถละลายได้ในอิมัลชันสามารถเพิ่มความหนืดของระบบและทำให้ความคงตัวของอิมัลชันสูงขึ้นนอกจากนี้ โพลิเมอร์ยังสามารถสร้างเมมเบรนระหว่างผิวหน้าที่แข็งแรง ทำให้ระบบอิมัลชันมีความเสถียรมากขึ้น
ในบางกรณี การเติมผงแข็งยังสามารถทำให้อิมัลชันมีแนวโน้มที่จะคงตัวผงแข็งอยู่ในน้ำ น้ำมัน หรืออินเทอร์เฟซ ขึ้นอยู่กับน้ำมัน น้ำขึ้นอยู่กับความสามารถในการเปียกของผงแข็ง ถ้าผงแข็งไม่เปียกน้ำทั้งหมด แต่ยังเปียกด้วยน้ำมัน จะยังคงอยู่บนน้ำและน้ำมัน อินเตอร์เฟซ.
ผงแข็งไม่ได้ทำให้อิมัลชันมีความเสถียรเนื่องจากผงที่รวมตัวกันที่ส่วนต่อประสานจะช่วยเพิ่มเมมเบรนของส่วนต่อประสาน ซึ่งคล้ายกับการดูดซับส่วนหน้าของโมเลกุลของอิมัลซิไฟเออร์ ดังนั้นยิ่งวัสดุผงแข็งถูกจัดเรียงอย่างใกล้ชิดที่ส่วนต่อประสาน ก็ยิ่งมีความเสถียรมากขึ้น อิมัลชันคือ
สารลดแรงตึงผิวมีความสามารถในการเพิ่มความสามารถในการละลายของสารอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำหรือละลายน้ำได้เล็กน้อยอย่างมีนัยสำคัญหลังจากสร้างไมเซลล์ในสารละลายที่เป็นน้ำ และสารละลายจะโปร่งใสในขณะนี้ผลของไมเซลล์นี้เรียกว่าการละลายสารลดแรงตึงผิวที่สามารถสร้างการละลายได้เรียกว่าสารที่ละลายได้ และสารอินทรีย์ที่ละลายได้เรียกว่าสารที่ละลายได้
โฟมมีบทบาทสำคัญในกระบวนการซักโฟมเป็นระบบกระจายตัวที่ก๊าซกระจายตัวในของเหลวหรือของแข็ง โดยมีก๊าซเป็นตัวกลางในการกระจายตัว และของเหลวหรือของแข็งเป็นตัวกลางในการกระจายตัว เดิมเรียกว่าโฟมเหลว ส่วนหลังเรียกว่าโฟมแข็ง เช่น เช่น โฟมพลาสติก โฟมแก้ว โฟมซีเมนต์ เป็นต้น
(1) การเกิดโฟม
โฟมในที่นี้หมายถึงมวลรวมของฟองอากาศที่แยกจากกันโดยเมมเบรนของเหลวฟองอากาศประเภทนี้จะลอยขึ้นสู่ผิวของเหลวอย่างรวดเร็วเสมอ เนื่องจากความแตกต่างอย่างมากของความหนาแน่นระหว่างเฟสที่กระจายตัว (ก๊าซ) และตัวกลางที่กระจายตัว (ของเหลว) ประกอบกับความหนืดต่ำของของเหลว
กระบวนการสร้างฟองคือการนำก๊าซจำนวนมากเข้าไปในของเหลว และฟองในของเหลวจะกลับสู่พื้นผิวอย่างรวดเร็ว ก่อตัวเป็นมวลรวมของฟองอากาศที่แยกออกจากกันโดยก๊าซเหลวจำนวนเล็กน้อย
โฟมมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่สำคัญ 2 ประการ ประการแรก ฟองอากาศในระยะที่กระจายตัวมักจะมีรูปร่างหลายเหลี่ยม เนื่องจากที่จุดตัดของฟองอากาศ มีแนวโน้มที่ฟิล์มของเหลวจะบางลงจนเกิดฟอง รูปทรงหลายเหลี่ยมเมื่อฟิล์มของเหลวบางลงในระดับหนึ่ง จะนำไปสู่การแตกฟองประการที่สองคือของเหลวบริสุทธิ์ไม่สามารถสร้างโฟมที่เสถียรได้ ของเหลวที่สามารถก่อตัวเป็นโฟมได้นั้นมีองค์ประกอบอย่างน้อยสองอย่างขึ้นไปสารละลายของสารลดแรงตึงผิวที่เป็นน้ำเป็นเรื่องปกติของระบบที่มีแนวโน้มที่จะเกิดโฟม และความสามารถในการสร้างโฟมยังเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติอื่นๆ ด้วย
สารลดแรงตึงผิวที่มีพลังในการเกิดฟองที่ดีเรียกว่าสารทำให้เกิดฟองแม้ว่าสารทำฟองจะมีความสามารถเกิดฟองได้ดี แต่โฟมที่เกิดขึ้นอาจไม่สามารถคงสภาพได้นาน กล่าวคือ ไม่จำเป็นต้องมีความคงตัวดีเสมอไปเพื่อรักษาเสถียรภาพของโฟม มักจะเพิ่มสารที่สามารถเพิ่มความคงตัวของโฟมลงในสารเพิ่มฟอง สารนี้เรียกว่า สารเพิ่มความคงตัวของโฟม สารเพิ่มความคงตัวที่ใช้กันทั่วไปคือ lauryl diethanolamine และ dodecyl dimethylamine oxide
(2) ความคงตัวของโฟม
โฟมเป็นระบบที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ และแนวโน้มสุดท้ายคือพื้นที่ผิวทั้งหมดของของเหลวภายในระบบจะลดลงหลังจากฟองสบู่แตกและพลังงานอิสระลดลงกระบวนการลดฟองคือกระบวนการที่เยื่อของเหลวที่แยกก๊าซออกจะหนาขึ้นและบางลงจนกระทั่งแตกออกดังนั้นระดับความเสถียรของโฟมจึงถูกกำหนดโดยความเร็วของการปล่อยของเหลวและความแข็งแรงของฟิล์มของเหลวเป็นหลักปัจจัยต่อไปนี้มีอิทธิพลต่อสิ่งนี้เช่นกัน
(3) การทำลายโฟม
หลักการพื้นฐานของการทำลายโฟมคือการเปลี่ยนสภาวะที่ทำให้เกิดโฟมหรือเพื่อกำจัดปัจจัยที่ทำให้โฟมมีความคงตัว ดังนั้นจึงมีวิธีการทำลายโฟมทั้งทางกายภาพและทางเคมี
การขจัดโฟมทางกายภาพหมายถึงการเปลี่ยนแปลงสภาวะของการผลิตโฟมในขณะที่รักษาองค์ประกอบทางเคมีของสารละลายโฟม เช่น การรบกวนจากภายนอก การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความดัน และการบำบัดด้วยอัลตราโซนิกล้วนเป็นวิธีการทางกายภาพที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดโฟม
วิธีการลดฟองด้วยสารเคมีคือการเติมสารบางอย่างเพื่อทำปฏิกิริยากับสารทำฟองเพื่อลดความแข็งแรงของฟิล์มของเหลวในโฟม และด้วยเหตุนี้จึงลดความคงตัวของโฟมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการสลายฟอง สารดังกล่าวเรียกว่าสารลดฟองสารลดฟองส่วนใหญ่เป็นสารลดแรงตึงผิวดังนั้น ตามกลไกของการทำให้เกิดฟอง สารลดฟองควรมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการลดแรงตึงผิว ง่ายต่อการดูดซับบนพื้นผิว และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของการดูดซับพื้นผิวจะอ่อนแอ โมเลกุลการดูดซับจะจัดเรียงตัวในโครงสร้างที่คลายตัวมากขึ้น
สารลดฟองมีหลายประเภท แต่โดยพื้นฐานแล้วเป็นสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออนิกทั้งหมดสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุมีคุณสมบัติป้องกันการเกิดฟองใกล้หรือเหนือจุดเมฆ และมักใช้เป็นสารลดฟองแอลกอฮอล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแอลกอฮอล์ที่มีโครงสร้างแตกแขนง กรดไขมันและเอสเทอร์ของกรดไขมัน โพลิเอไมด์ ฟอสเฟตเอสเทอร์ น้ำมันซิลิโคน ฯลฯ มักใช้เป็นสารลดฟองที่ดีเยี่ยม
(4) โฟมและการซัก
ไม่มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างโฟมกับประสิทธิภาพการซัก และปริมาณของโฟมไม่ได้บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของการซักตัวอย่างเช่น สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุมีคุณสมบัติในการทำให้เกิดฟองน้อยกว่าสบู่มาก แต่การขจัดสิ่งปนเปื้อนนั้นดีกว่าสบู่มาก
ในบางกรณี โฟมอาจช่วยขจัดสิ่งสกปรกและรอยเปื้อนได้ตัวอย่างเช่น เมื่อล้างจานในบ้าน โฟมของผงซักฟอกจะจับหยดน้ำมัน และเมื่อถูพรม โฟมจะช่วยจับฝุ่นผงและสิ่งสกปรกอื่นๆนอกจากนี้ บางครั้งอาจใช้โฟมเป็นเครื่องบ่งชี้ประสิทธิภาพของผงซักฟอกเนื่องจากน้ำมันไขมันมีผลยับยั้งการเกิดฟองของผงซักฟอก เมื่อมีน้ำมันมากเกินไปและผงซักฟอกน้อยเกินไป จะไม่เกิดฟองหรือฟองเดิมจะหายไปบางครั้งโฟมยังสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ความสะอาดของการล้าง เนื่องจากปริมาณโฟมในน้ำยาล้างมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณผงซักฟอกที่ลดลง ดังนั้นปริมาณโฟมจึงสามารถใช้ประเมินระดับการล้างได้
ในความหมายกว้างๆ การล้างคือกระบวนการขจัดส่วนประกอบที่ไม่ต้องการออกจากวัตถุที่จะล้างและบรรลุวัตถุประสงค์บางอย่างการล้างตามความหมายปกติหมายถึงกระบวนการขจัดสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวของตัวพาในการซัก ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งสกปรกและตัวพาจะอ่อนลงหรือถูกกำจัดโดยการกระทำของสารเคมีบางชนิด (เช่น ผงซักฟอก ฯลฯ) ดังนั้นส่วนผสมของสิ่งสกปรกและตัวพาจะเปลี่ยนเป็นส่วนผสมของสิ่งสกปรกและผงซักฟอก และ ในที่สุดสิ่งสกปรกก็แยกออกจากตัวรองรับเนื่องจากวัตถุที่จะล้างและสิ่งสกปรกที่ต้องกำจัดมีความหลากหลาย การล้างจึงเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมาก และกระบวนการพื้นฐานของการล้างสามารถแสดงได้ในความสัมพันธ์ง่ายๆ ต่อไปนี้
Carrie··Dirt + Detergent= Carrier + Dirt·Detergent
โดยปกติกระบวนการซักสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: ประการแรก ภายใต้การกระทำของผงซักฟอก สิ่งสกปรกจะถูกแยกออกจากตัวพาประการที่สอง สิ่งสกปรกที่แยกออกมาจะกระจายตัวและแขวนลอยอยู่ในตัวกลางกระบวนการล้างเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ และสิ่งสกปรกที่กระจายตัวและแขวนลอยอยู่ในตัวกลางอาจตกตะกอนซ้ำจากตัวกลางไปยังวัตถุที่กำลังล้างดังนั้นผงซักฟอกที่ดีควรมีคุณสมบัติในการกระจายตัวและระงับสิ่งสกปรกและป้องกันการสะสมตัวของสิ่งสกปรกซ้ำ นอกเหนือจากความสามารถในการขจัดสิ่งสกปรกออกจากตัวพา
(1) ประเภทของสิ่งสกปรก
แม้แต่สำหรับสิ่งของชนิดเดียวกัน ประเภท ส่วนประกอบ และปริมาณของสิ่งสกปรกอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ใช้งานสิ่งสกปรกบนตัวน้ำมันส่วนใหญ่เป็นน้ำมันจากสัตว์และพืชและน้ำมันแร่ (เช่น น้ำมันดิบ น้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันถ่านหิน ฯลฯ) สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่เป็นเขม่า เถ้า สนิม เขม่าดำ ฯลฯ ในแง่ของสิ่งสกปรกบนเสื้อผ้า มีสิ่งสกปรกจากร่างกาย เช่น เหงื่อ ไขมัน เลือด เป็นต้น;สิ่งสกปรกจากอาหาร เช่น คราบผลไม้ คราบน้ำมันปรุงอาหาร คราบเครื่องปรุง แป้ง ฯลฯสิ่งสกปรกจากเครื่องสำอาง เช่น ลิปสติก ยาทาเล็บ เป็นต้นสิ่งสกปรกจากบรรยากาศ เช่น เขม่า ฝุ่น โคลน เป็นต้นอื่นๆ เช่น หมึก สีชา น้ำยาเคลือบ ฯลฯ มีหลากหลายประเภท
สิ่งสกปรกประเภทต่างๆ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่ สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง สิ่งสกปรกที่เป็นของเหลว และสิ่งสกปรกพิเศษ
① สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง
สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งทั่วไปรวมถึงอนุภาคของเถ้า โคลน ดิน สนิม และคาร์บอนแบล็คอนุภาคเหล่านี้ส่วนใหญ่มีประจุไฟฟ้าบนพื้นผิว อนุภาคเหล่านี้ส่วนใหญ่มีประจุไฟฟ้าลบและสามารถดูดซับบนสิ่งของที่เป็นเส้นใยได้ง่ายโดยทั่วไปแล้วสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งจะละลายในน้ำได้ยาก แต่สามารถกระจายตัวและแขวนลอยได้ด้วยสารละลายผงซักฟอกสิ่งสกปรกที่มีมวลน้อยจะขจัดออกได้ยากกว่า
② สิ่งสกปรกที่เป็นของเหลว
สิ่งสกปรกที่เป็นของเหลวส่วนใหญ่จะละลายในน้ำมันได้ รวมถึงน้ำมันจากพืชและสัตว์ กรดไขมัน แฟตตี้แอลกอฮอล์ น้ำมันแร่ และออกไซด์ของพวกมันในหมู่พวกเขา น้ำมันจากพืชและสัตว์ กรดไขมันและอัลคาไลซาพอนิฟิเคชันสามารถเกิดขึ้นได้ ในขณะที่แฟตตี้แอลกอฮอล์ น้ำมันแร่จะไม่ถูกซาปอนโดยอัลคาไล แต่สามารถละลายได้ในแอลกอฮอล์ อีเทอร์ และตัวทำละลายอินทรีย์ไฮโดรคาร์บอน และอิมัลชันและการกระจายตัวของสารละลายในน้ำของผงซักฟอกสิ่งสกปรกที่เป็นของเหลวที่ละลายในน้ำมันโดยทั่วไปจะมีแรงกระทำกับเส้นใย และดูดซับบนเส้นใยได้แน่นกว่า
③ สิ่งสกปรกพิเศษ
สิ่งสกปรกพิเศษรวมถึงโปรตีน แป้ง เลือด สารคัดหลั่งของมนุษย์ เช่น เหงื่อ ซีบัม ปัสสาวะ น้ำผลไม้และน้ำชาสิ่งสกปรกประเภทนี้ส่วนใหญ่สามารถดูดซับได้ทางเคมีและรุนแรงบนสิ่งของที่เป็นเส้นใยดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะล้าง
สิ่งสกปรกประเภทต่างๆ ไม่ค่อยพบเดี่ยวๆ แต่มักจะผสมรวมกันและดูดซับลงบนวัตถุบางครั้งสิ่งสกปรกอาจถูกออกซิไดซ์ ย่อยสลาย หรือสลายตัวภายใต้อิทธิพลจากภายนอก จึงทำให้เกิดสิ่งสกปรกใหม่
(2) การเกาะติดของสิ่งสกปรก
เสื้อผ้า มือ ฯลฯ สามารถเปื้อนได้เนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุกับสิ่งสกปรกสิ่งสกปรกเกาะติดกับวัตถุได้หลายวิธี แต่ไม่มีสิ่งใดมากไปกว่าการเกาะติดทางกายภาพและทางเคมี
①การเกาะของเขม่า ฝุ่น โคลน ทราย และถ่านกับเสื้อผ้าเป็นการเกาะติดทางกายภาพโดยทั่วไปแล้ว ผ่านการเกาะติดของสิ่งสกปรกและบทบาทระหว่างวัตถุที่เปื้อนค่อนข้างอ่อนแอ การกำจัดสิ่งสกปรกก็ค่อนข้างง่ายเช่นกันตามแรงที่แตกต่างกัน การยึดเกาะทางกายภาพของสิ่งสกปรกสามารถแบ่งออกเป็นการยึดเกาะทางกลและการยึดเกาะด้วยไฟฟ้าสถิต
A: การยึดเกาะเชิงกล
การยึดเกาะประเภทนี้ส่วนใหญ่หมายถึงการยึดเกาะของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง (เช่น ฝุ่น โคลน และทราย)การยึดเกาะทางกลเป็นหนึ่งในรูปแบบการเกาะติดของสิ่งสกปรกที่อ่อนแอกว่า และสามารถขจัดออกได้เกือบหมดด้วยวิธีเชิงกล แต่เมื่อสิ่งสกปรกมีขนาดเล็ก (<0.1um) จะขจัดออกได้ยากกว่า
B：การยึดเกาะด้วยไฟฟ้าสถิต
การยึดเกาะของไฟฟ้าสถิตส่วนใหญ่ปรากฏในการกระทำของอนุภาคสิ่งสกปรกที่มีประจุบนวัตถุที่มีประจุตรงข้ามวัตถุเส้นใยส่วนใหญ่มีประจุลบในน้ำและสามารถเกาะติดได้ง่ายด้วยสิ่งสกปรกที่มีประจุบวกบางชนิด เช่น ปูนขาวสิ่งสกปรกบางชนิด แม้ว่าจะมีประจุลบ เช่น อนุภาคคาร์บอนแบล็คในสารละลายที่เป็นน้ำ สามารถเกาะกับเส้นใยผ่านสะพานไอออนิก (ไอออนระหว่างวัตถุที่มีประจุตรงข้ามหลายๆ อัน ทำหน้าที่ร่วมกับพวกมันในลักษณะคล้ายสะพาน) ที่เกิดจากไอออนบวกในน้ำ (เช่น , Ca2+， Mg2+ เป็นต้น).
การกระทำของไฟฟ้าสถิตนั้นรุนแรงกว่าการกระทำเชิงกลทั่วไป ทำให้การกำจัดสิ่งสกปรกค่อนข้างยาก
② การยึดเกาะทางเคมี
การยึดเกาะทางเคมีหมายถึงปรากฏการณ์ของสิ่งสกปรกที่กระทำต่อวัตถุผ่านพันธะเคมีหรือไฮโดรเจนตัวอย่างเช่น สิ่งสกปรกที่มีขั้วแข็ง โปรตีน สนิม และการยึดเกาะอื่นๆ บนเส้นใย เส้นใยประกอบด้วยคาร์บอกซิล ไฮดรอกซิล เอไมด์ และกลุ่มอื่นๆ กลุ่มนี้และสิ่งสกปรกที่เป็นน้ำมัน กรดไขมัน แฟตตี้แอลกอฮอล์จะสร้างพันธะไฮโดรเจนได้ง่ายโดยทั่วไปแล้ว แรงเคมีจะรุนแรง ดังนั้นสิ่งสกปรกจึงติดแน่นกับวัตถุมากกว่าสิ่งสกปรกประเภทนี้ยากต่อการกำจัดด้วยวิธีปกติ และต้องใช้วิธีพิเศษในการจัดการ
ระดับการเกาะติดของสิ่งสกปรกจะสัมพันธ์กับธรรมชาติของสิ่งสกปรกเองและลักษณะของวัตถุที่เกาะติดโดยทั่วไปแล้ว อนุภาคจะเกาะติดกับสิ่งของที่มีเส้นใยได้ง่ายยิ่งพื้นผิวของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งมีขนาดเล็กเท่าใดก็ยิ่งมีการยึดเกาะมากขึ้นเท่านั้นสิ่งสกปรกที่มีขั้วบนวัตถุที่ชอบน้ำ เช่น ผ้าฝ้ายและแก้วจะยึดติดแน่นกว่าสิ่งสกปรกที่ไม่มีขั้วสิ่งสกปรกที่ไม่มีขั้วจะเกาะติดแน่นกว่าสิ่งสกปรกที่มีขั้ว เช่น ไขมันมีขั้ว ฝุ่นและดินเหนียว และถอดและทำความสะอาดได้ง่ายกว่า
(3) กลไกการกำจัดสิ่งสกปรก
จุดประสงค์ของการล้างคือการขจัดสิ่งสกปรกในอุณหภูมิปานกลาง (ส่วนใหญ่เป็นน้ำ)การใช้ผลกระทบทางกายภาพและเคมีต่างๆ ของผงซักฟอกเพื่อลดหรือกำจัดผลกระทบของสิ่งสกปรกและวัตถุที่ถูกซัก ภายใต้การกระทำของแรงเชิงกลบางอย่าง (เช่น การถูมือ การกวนเครื่องซักผ้า การกระทบน้ำ) เพื่อให้สิ่งสกปรกและวัตถุที่ถูกล้าง จากวัตถุประสงค์ของการปนเปื้อน
① กลไกการกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของเหลว
A： ปัสสาวะรดที่นอน
คราบของเหลวส่วนใหญ่เป็นน้ำมันคราบน้ำมันทำให้สิ่งของที่เป็นเส้นใยส่วนใหญ่เปียกและกระจายตัวเป็นฟิล์มน้ำมันบนพื้นผิวของวัสดุเส้นใยมากหรือน้อยขั้นตอนแรกในการซักคือการทำให้พื้นผิวเปียกด้วยน้ำยาล้างเพื่อประโยชน์ของภาพประกอบ พื้นผิวของเส้นใยอาจถูกมองว่าเป็นพื้นผิวแข็งเรียบ
B: การแยกน้ำมัน - กลไกการดัดผม
ขั้นตอนที่สองในการล้างคือการกำจัดน้ำมันและจาระบี การกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของเหลวทำได้โดยการม้วนแบบหนึ่งเดิมทีสิ่งสกปรกที่เป็นของเหลวมีอยู่บนพื้นผิวในรูปของฟิล์มน้ำมันที่กระจายตัว และภายใต้ผลกระทบพิเศษของการทำให้เปียกของน้ำยาซักล้างบนพื้นผิวของแข็ง (เช่น พื้นผิวเส้นใย) มันขดตัวเป็นเม็ดน้ำมันทีละขั้นตอน ซึ่ง ถูกแทนที่ด้วยน้ำยาล้างจานและทิ้งพื้นผิวไว้ภายใต้แรงภายนอกในที่สุด
② กลไกการกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง
การกำจัดสิ่งสกปรกแบบของเหลวส่วนใหญ่ผ่านการทำให้ตัวพาสิ่งสกปรกเปียกแบบพิเศษด้วยน้ำยาซักล้าง ในขณะที่กลไกการกำจัดสิ่งสกปรกแบบแข็งจะแตกต่างกัน โดยกระบวนการล้างจะเกี่ยวกับการทำให้มวลสิ่งสกปรกและพื้นผิวตัวพาสิ่งสกปรกเปียกโดยการซัก วิธีการแก้.เนื่องจากการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวบนสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและพื้นผิวที่เป็นพาหะ ปฏิกิริยาระหว่างสิ่งสกปรกกับพื้นผิวจะลดลงและแรงยึดเกาะของมวลสิ่งสกปรกบนพื้นผิวจะลดลง ดังนั้นมวลของสิ่งสกปรกจึงถูกขจัดออกจากพื้นผิวได้อย่างง่ายดาย ผู้ให้บริการ.
นอกจากนี้ การดูดซับสารลดแรงตึงผิวโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารลดแรงตึงผิวไอออนิกบนพื้นผิวของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและตัวพาของมันมีศักยภาพในการเพิ่มศักยภาพของพื้นผิวบนพื้นผิวของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและตัวพาของมัน ซึ่งเอื้อต่อการกำจัดของ สิ่งสกปรกพื้นผิวที่เป็นของแข็งหรือโดยทั่วไปเป็นเส้นใยมักจะมีประจุลบในตัวกลางที่เป็นน้ำ ดังนั้นจึงสามารถสร้างชั้นอิเล็กทรอนิกส์สองชั้นที่กระจายตัวบนมวลสิ่งสกปรกหรือพื้นผิวที่เป็นของแข็งเนื่องจากการขับไล่ของประจุที่เป็นเนื้อเดียวกัน การยึดเกาะของอนุภาคสิ่งสกปรกในน้ำกับพื้นผิวของแข็งจึงลดลงเมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวประจุลบ เนื่องจากสามารถเพิ่มศักยภาพพื้นผิวด้านลบของอนุภาคสิ่งสกปรกและพื้นผิวของแข็งได้พร้อมกัน แรงผลักระหว่างอนุภาคทั้งสองจะดีขึ้น แรงยึดเกาะของอนุภาคจะลดลงมากขึ้น และสิ่งสกปรกจะกำจัดออกได้ง่ายขึ้น .
สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของแข็งที่มีประจุโดยทั่วไป และแม้ว่าสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออนจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออนที่ถูกดูดซับมักจะสร้างความหนาของชั้นดูดซับบนพื้นผิว ซึ่งช่วยป้องกันการเกาะตัวของสิ่งสกปรกซ้ำ
ในกรณีของสารลดแรงตึงผิวที่เป็นประจุบวก การดูดซับของสารดังกล่าวจะลดหรือกำจัดศักยภาพพื้นผิวด้านลบของมวลสิ่งสกปรกและพื้นผิวตัวพา ซึ่งลดแรงผลักระหว่างสิ่งสกปรกกับพื้นผิว ดังนั้นจึงไม่เอื้อต่อการกำจัดสิ่งสกปรกนอกจากนี้ หลังจากการดูดซับบนพื้นผิวของแข็ง สารลดแรงตึงผิวประจุบวกมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนพื้นผิวของแข็งที่ไม่ชอบน้ำ ดังนั้นจึงไม่เอื้อต่อการทำให้พื้นผิวเปียกและทำให้เกิดการชะล้าง
③ การกำจัดดินพิเศษ
โปรตีน แป้ง สารคัดหลั่งของมนุษย์ น้ำผลไม้ น้ำชา และสิ่งสกปรกอื่น ๆ นั้นยากต่อการกำจัดออกด้วยสารลดแรงตึงผิวปกติ และต้องการการดูแลเป็นพิเศษ
คราบโปรตีน เช่น ครีม ไข่ เลือด นม และของเสียจากผิวหนังมีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อนบนเส้นใยและความเสื่อมและยึดเกาะแน่นขึ้นคราบโปรตีนสามารถกำจัดออกได้โดยใช้โปรตีเอสเอนไซม์โปรตีเอสจะย่อยโปรตีนในสิ่งสกปรกให้เป็นกรดอะมิโนหรือโอลิโกเปปไทด์ที่ละลายน้ำได้
คราบแป้งส่วนใหญ่มาจากอาหาร อื่นๆ เช่น น้ำเกรวี่ กาว เป็นต้น อะไมเลสมีผลในการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของคราบแป้ง ทำให้แป้งแตกตัวเป็นน้ำตาล
ไลเปสเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของไตรกลีเซอไรด์ซึ่งยากต่อการกำจัดด้วยวิธีการปกติ เช่น ไขมันและน้ำมันที่บริโภคได้ แล้วแตกออกเป็นกลีเซอรอลและกรดไขมันที่ละลายน้ำได้
คราบสีบางชนิดจากน้ำผลไม้ น้ำชา หมึกพิมพ์ ลิปสติก ฯลฯ มักจะทำความสะอาดได้หมดจดแม้ล้างซ้ำหลายครั้งก็ตามคราบเหล่านี้สามารถขจัดออกได้ด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์กับตัวออกซิไดซ์หรือตัวรีดิวซ์ เช่น สารฟอกขาว ซึ่งจะทำลายโครงสร้างของกลุ่มสร้างสีหรือกลุ่มเสริมสี และย่อยสลายพวกมันเป็นส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้ขนาดเล็กลง
(4) กลไกการขจัดคราบของการซักแห้ง
ข้างต้นใช้สำหรับน้ำเป็นสื่อกลางในการซักในความเป็นจริง เนื่องจากเสื้อผ้าประเภทต่างๆ และโครงสร้าง เสื้อผ้าบางชนิดที่ใช้การซักด้วยน้ำจึงไม่สะดวกหรือไม่สะอาดง่าย เสื้อผ้าบางชนิดหลังการซักและแม้กระทั่งการเสียรูป การซีดจาง เป็นต้น ตัวอย่างเช่น เส้นใยธรรมชาติส่วนใหญ่ดูดซับน้ำและ ง่ายต่อการบวม และแห้ง และง่ายต่อการหดตัว ดังนั้น หลังจากซักจะเสียรูปโดยการล้างผลิตภัณฑ์ขนสัตว์มักจะปรากฏปรากฏการณ์การหดตัว ผลิตภัณฑ์ขนสัตว์บางชนิดที่มีการล้างน้ำยังง่ายต่อการเกิดขุย เปลี่ยนสี;ความรู้สึกที่มือของผ้าไหมบางชนิดแย่ลงหลังจากการซักและสูญเสียความมันวาวสำหรับเสื้อผ้าเหล่านี้มักจะใช้วิธีการซักแห้งเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนการซักแห้งที่เรียกว่าโดยทั่วไปหมายถึงวิธีการซักในตัวทำละลายอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว
การซักแห้งเป็นการซักที่อ่อนโยนกว่าการซักด้วยน้ำเนื่องจากการซักแห้งไม่ต้องการการดำเนินการเชิงกลมากนัก จึงไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย รอยยับ และการเสียรูปทรงกับเสื้อผ้า ในขณะที่สารซักแห้งซึ่งแตกต่างจากน้ำคือแทบไม่สร้างการขยายตัวและหดตัวตราบใดที่มีการจัดการเทคโนโลยีอย่างเหมาะสม เสื้อผ้าสามารถซักแห้งได้โดยไม่ผิดเพี้ยน สีไม่ซีดจาง และยืดอายุการใช้งาน
ในแง่ของการซักแห้ง มีสิ่งสกปรกสามประเภทกว้างๆ
① สิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำมัน สิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำมัน ได้แก่ น้ำมันและจาระบีทุกชนิด ซึ่งเป็นของเหลวหรือมันเยิ้ม และสามารถละลายได้ในตัวทำละลายในการซักแห้ง
②สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้ สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้จะละลายได้ในสารละลายที่เป็นน้ำ แต่ไม่อยู่ในสารซักแห้ง จะถูกดูดซับบนเสื้อผ้าในสถานะที่เป็นน้ำ น้ำจะระเหยหลังจากการตกตะกอนของของแข็งที่เป็นเม็ด เช่น เกลืออนินทรีย์ แป้ง โปรตีน ฯลฯ
③สิ่งสกปรกที่ไม่ละลายน้ำและน้ำมัน สิ่งสกปรกที่ไม่ละลายน้ำและน้ำมันไม่สามารถละลายได้ในน้ำและไม่ละลายในตัวทำละลายในการซักแห้ง เช่น คาร์บอนแบล็ค ซิลิเกตของโลหะและออกไซด์ต่างๆ เป็นต้น
เนื่องจากธรรมชาติของสิ่งสกปรกประเภทต่างๆ แตกต่างกัน จึงมีวิธีการขจัดสิ่งสกปรกในกระบวนการซักแห้งที่แตกต่างกันดินที่ละลายในน้ำมันได้ เช่น น้ำมันจากสัตว์และพืช น้ำมันแร่ และจาระบี สามารถละลายได้ง่ายในตัวทำละลายอินทรีย์ และสามารถขจัดออกได้ง่ายกว่าในการซักแห้งความสามารถในการละลายที่ยอดเยี่ยมของตัวทำละลายซักแห้งสำหรับน้ำมันและจาระบีมาจากแรงแวนเดอร์วอลล์ระหว่างโมเลกุล
สำหรับการขจัดสิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้ เช่น เกลืออนินทรีย์ น้ำตาล โปรตีน และเหงื่อ จะต้องเติมน้ำในปริมาณที่เหมาะสมลงในสารซักแห้ง มิฉะนั้น สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้จะขจัดออกจากเสื้อผ้าได้ยากอย่างไรก็ตาม น้ำยาซักแห้งละลายน้ำได้ยาก ดังนั้นเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำ คุณต้องเพิ่มสารลดแรงตึงผิวด้วยการมีน้ำอยู่ในสารซักแห้งสามารถทำให้พื้นผิวของสิ่งสกปรกและเสื้อผ้ามีความชุ่มชื้น เพื่อให้ง่ายต่อการโต้ตอบกับกลุ่มสารลดแรงตึงผิวที่มีขั้ว ซึ่งเอื้อต่อการดูดซับสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวนอกจากนี้ เมื่อสารลดแรงตึงผิวก่อตัวเป็นไมเซลล์ สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้และน้ำสามารถละลายเข้าไปในไมเซลล์ได้นอกจากการเพิ่มปริมาณน้ำในตัวทำละลายสำหรับซักแห้งแล้ว สารลดแรงตึงผิวยังสามารถมีบทบาทในการป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกสะสมซ้ำอีกเพื่อเพิ่มผลการปนเปื้อน
จำเป็นต้องมีน้ำปริมาณเล็กน้อยเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้ แต่น้ำที่มากเกินไปอาจทำให้ผ้าบิดเบี้ยวและยับ ดังนั้นปริมาณน้ำในสารซักแห้งต้องอยู่ในระดับปานกลาง
สิ่งสกปรกที่ไม่ละลายน้ำและไม่ละลายในน้ำมัน อนุภาคของแข็ง เช่น เถ้า โคลน ดิน และคาร์บอนแบล็ค โดยทั่วไปจะติดอยู่กับเสื้อผ้าด้วยแรงไฟฟ้าสถิตหรือร่วมกับน้ำมันในการซักแห้ง การไหลของตัวทำละลาย การกระแทกสามารถทำให้แรงไฟฟ้าสถิตดูดซับสิ่งสกปรกออกได้ และสารซักแห้งสามารถละลายน้ำมัน เพื่อให้อนุภาคของแข็งที่ผสมน้ำมันและสิ่งสกปรกติดอยู่ที่เสื้อผ้าหลุดออกในที่แห้ง - น้ำยาทำความสะอาด, สารซักแห้งในน้ำปริมาณเล็กน้อยและสารลดแรงตึงผิว, เพื่อให้อนุภาคสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งสามารถแขวนลอย, กระจายตัวได้อย่างเสถียร, เพื่อป้องกันไม่ให้ตกตะกอนซ้ำบนเสื้อผ้า.
(5) ปัจจัยที่ส่งผลต่อการซัก
การดูดซับตามทิศทางของสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานและการลดแรงตึงผิว (ส่วนต่อประสาน) เป็นปัจจัยหลักในการกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของเหลวหรือของแข็งอย่างไรก็ตาม กระบวนการซักมีความซับซ้อน และผลการซักแม้จะใช้ผงซักฟอกประเภทเดียวกัน ก็ยังได้รับอิทธิพลจากปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายปัจจัยเหล่านี้รวมถึงความเข้มข้นของผงซักฟอก อุณหภูมิ ลักษณะของคราบสกปรก ประเภทของเส้นใย และโครงสร้างของผ้า
① ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิว
ไมเซลล์ของสารลดแรงตึงผิวในสารละลายมีบทบาทสำคัญในกระบวนการล้างเมื่อความเข้มข้นถึงความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC) ผลการซักจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วดังนั้นความเข้มข้นของผงซักฟอกในตัวทำละลายควรสูงกว่าค่า CMC เพื่อให้ได้ผลการซักที่ดีอย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวสูงกว่าค่า CMC ผลการชะล้างที่เพิ่มขึ้นจะไม่ชัดเจน และไม่จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวมากเกินไป
เมื่อขจัดน้ำมันโดยการละลาย ผลการละลายจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่เพิ่มขึ้น แม้ว่าความเข้มข้นจะสูงกว่า CMCในขณะนี้ ขอแนะนำให้ใช้ผงซักฟอกในลักษณะรวมศูนย์ในท้องถิ่นตัวอย่างเช่น หากมีสิ่งสกปรกจำนวนมากที่ข้อมือและปกเสื้อของเสื้อผ้า สามารถใช้ผงซักฟอกหลายชั้นระหว่างการซักเพื่อเพิ่มผลการละลายของสารลดแรงตึงผิวในน้ำมัน
②อุณหภูมิมีผลอย่างมากต่อการปนเปื้อนโดยทั่วไป การเพิ่มอุณหภูมิจะช่วยอำนวยความสะดวกในการกำจัดสิ่งสกปรก แต่บางครั้งอุณหภูมิที่สูงเกินไปก็ทำให้เกิดผลเสียได้เช่นกัน
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้สิ่งสกปรกกระจายตัวได้ง่าย จาระบีที่เป็นของแข็งจะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้ง่ายที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลว และเส้นใยจะพองตัวเพิ่มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการกำจัดสิ่งสกปรกอย่างไรก็ตาม สำหรับผ้าที่มีขนาดกะทัดรัด ช่องว่างขนาดเล็กระหว่างเส้นใยจะลดลงเมื่อเส้นใยขยายตัว ซึ่งเป็นอันตรายต่อการกำจัดสิ่งสกปรก
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังส่งผลต่อความสามารถในการละลาย ค่า CMC และขนาดไมเซลล์ของสารลดแรงตึงผิว จึงส่งผลต่อผลการชะล้างความสามารถในการละลายของสารลดแรงตึงผิวที่มีสายโซ่คาร์บอนยาวจะต่ำที่อุณหภูมิต่ำ และบางครั้งความสามารถในการละลายจะต่ำกว่าค่า CMC ด้วยซ้ำ ดังนั้นควรเพิ่มอุณหภูมิในการซักให้เหมาะสมผลกระทบของอุณหภูมิต่อค่า CMC และขนาดไมเซลล์นั้นแตกต่างกันสำหรับสารลดแรงตึงผิวแบบไอออนิกและไม่ใช่ไอออนิกสำหรับสารลดแรงตึงผิวแบบไอออนิก อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยทั่วไปจะเพิ่มค่า CMC และลดขนาดไมเซลล์ ซึ่งหมายความว่าควรเพิ่มความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในน้ำยาซักล้างสำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออน การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะทำให้ค่า CMC ลดลงและปริมาตรไมเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าการเพิ่มอุณหภูมิที่เหมาะสมจะช่วยให้สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิกแสดงฤทธิ์ที่พื้นผิวของมัน .อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิไม่ควรเกินจุดเมฆ
กล่าวโดยย่อ อุณหภูมิในการซักที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับสูตรผงซักฟอกและวัตถุที่จะซักผงซักฟอกบางชนิดมีฤทธิ์ในการซักที่ดีที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่บางชนิดมีคุณสมบัติในการซักที่แตกต่างกันมากระหว่างการซักด้วยน้ำเย็นและการซักร้อน
③ โฟม
เป็นเรื่องปกติที่จะสับสนระหว่างพลังฟองกับผลการซัก โดยเชื่อว่าผงซักฟอกที่มีพลังฟองสูงจะให้ผลการซักที่ดีการวิจัยพบว่าไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างผลการซักและปริมาณโฟมตัวอย่างเช่น การซักด้วยผงซักฟอกที่มีฟองน้อยจะมีประสิทธิภาพไม่น้อยไปกว่าการซักด้วยผงซักฟอกที่มีฟองสูง
แม้ว่าโฟมจะไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการล้าง แต่ก็มีบางครั้งที่ช่วยขจัดสิ่งสกปรก เช่น เมื่อล้างจานด้วยมือเมื่อขัดพรม โฟมยังสามารถกำจัดฝุ่นและสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งอื่นๆ ได้ สิ่งสกปรกบนพรมมีสัดส่วนของฝุ่นจำนวนมาก ดังนั้น น้ำยาทำความสะอาดพรมควรมีความสามารถในการเกิดฟองในระดับหนึ่ง
พลังการเกิดฟองก็สำคัญสำหรับแชมพูเช่นกัน โดยโฟมละเอียดที่ผลิตจากของเหลวระหว่างสระผมหรืออาบน้ำจะทำให้ผมรู้สึกสบายและหล่อลื่น
④ ความหลากหลายของเส้นใยและคุณสมบัติทางกายภาพของสิ่งทอ
นอกจากโครงสร้างทางเคมีของเส้นใยที่ส่งผลต่อการยึดเกาะและการขจัดสิ่งสกปรกแล้ว ลักษณะของเส้นใยและการจัดระเบียบของเส้นด้ายและผ้ายังมีอิทธิพลต่อการขจัดสิ่งสกปรกได้ง่ายอีกด้วย
เกล็ดของเส้นใยขนสัตว์และริบบิ้นแบนโค้งของเส้นใยฝ้ายมีแนวโน้มที่จะสะสมสิ่งสกปรกมากกว่าเส้นใยเรียบตัวอย่างเช่น เขม่าดำที่เปื้อนบนฟิล์มเซลลูโลส (ฟิล์มวิสโคส) นั้นสามารถขจัดออกได้ง่าย ในขณะที่เขม่าดำที่เปื้อนบนผ้าฝ้ายนั้นล้างออกยากอีกตัวอย่างหนึ่งคือผ้าใยสั้นที่ทำจากโพลีเอสเตอร์มีแนวโน้มที่จะสะสมคราบน้ำมันมากกว่าผ้าใยยาว และคราบน้ำมันบนผ้าใยสั้นก็กำจัดออกได้ยากกว่าคราบน้ำมันบนผ้าใยยาว
เส้นด้ายที่บิดแน่นและผ้าเนื้อแน่น เนื่องจากช่องว่างขนาดเล็กระหว่างเส้นใยสามารถต้านทานการบุกรุกของสิ่งสกปรกได้ แต่เช่นเดียวกันยังสามารถป้องกันไม่ให้น้ำยาซักล้างขจัดสิ่งสกปรกภายใน ดังนั้นผ้าที่แน่นจึงเริ่มต้านทานสิ่งสกปรกได้ดี แต่เมื่อเปื้อนแล้ว การล้างก็ยากขึ้นเช่นกัน
⑤ ความกระด้างของน้ำ
ความเข้มข้นของ Ca2+, Mg2+ และไอออนของโลหะอื่นๆ ในน้ำมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลการชะล้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบพบกับไอออนของ Ca2+ และ Mg2+ ที่ก่อตัวเป็นเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมซึ่งละลายน้ำได้น้อย และจะลดความชะล้างลงในน้ำกระด้าง แม้ว่าความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวจะสูง แต่สารชำระล้างก็ยังแย่กว่าการกลั่นมากเพื่อให้สารลดแรงตึงผิวมีผลการชะล้างที่ดีที่สุด ความเข้มข้นของไอออน Ca2+ ในน้ำควรลดลงเหลือ 1 x 10-6 โมล/ลิตร (CaCO3 ถึง 0.1 มก./ลิตร) หรือน้อยกว่าต้องเติมน้ำยาปรับผ้านุ่มต่างๆ ลงในผงซักฟอก
เวลาโพสต์: กุมภาพันธ์-25-2022