ตามตารางสารลดแรงตึงผิวที่เหมาะสมสำหรับใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์น้ำมันในน้ำมีค่า HLB ที่ 3.5 ถึง 6 ในขณะที่อิมัลซิไฟเออร์ในน้ำในน้ำลดลงระหว่าง 8 ถึง 18

②การกำหนดค่า HLB (ละเว้น)

07 อิมัลชันและการละลาย

อิมัลชันเป็นระบบที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวที่ไม่สามารถแยกออกได้หนึ่งจะกระจายไปในที่อื่นในรูปแบบของอนุภาคละเอียด (หยดหรือผลึกเหลว) อิมัลซิไฟเออร์ซึ่งเป็นชนิดของสารลดแรงตึงผิวเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาเสถียรภาพระบบที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์นี้โดยการลดพลังงานอินเตอร์เซียล เฟสที่มีอยู่ในรูปแบบหยดในอิมัลชันเรียกว่าเฟสกระจาย (หรือเฟสภายใน) ในขณะที่เฟสที่สร้างชั้นต่อเนื่องเรียกว่าสื่อการกระจายตัว (หรือเฟสภายนอก)

①อิมัลซิไฟเออร์และอิมัลชัน

อิมัลชันทั่วไปมักจะประกอบด้วยเฟสหนึ่งเป็นน้ำหรือสารละลายน้ำและอื่น ๆ เป็นสารอินทรีย์เช่นน้ำมันหรือแว็กซ์ อิมัลชั่นสามารถจัดเป็นน้ำในน้ำมัน (w/o) ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของพวกเขาซึ่งน้ำมันถูกกระจายในน้ำหรือน้ำมันในน้ำ (O/W) ที่น้ำกระจายอยู่ในน้ำมัน ยิ่งไปกว่านั้นอิมัลชันที่ซับซ้อนเช่น W/O/W หรือ O/W/O สามารถมีอยู่ได้ อิมัลซิไฟเออร์รักษาเสถียรภาพอิมัลชันโดยการลดความตึงเครียดแบบอินเทอร์เซียลและการสร้างเยื่อหุ้มโมเลกุลโมเลกุล อิมัลซิไฟเออร์จะต้องดูดซับหรือสะสมที่อินเทอร์เฟซเพื่อลดความตึงเครียดแบบอินเทอร์เซียลและส่งประจุให้หยดน้ำสร้างแรงผลักไฟฟ้าสถิตหรือสร้างฟิล์มป้องกันความหนืดสูงรอบอนุภาค ดังนั้นสารที่ใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์จะต้องมีกลุ่ม amphiphilic ซึ่งสารลดแรงตึงผิวสามารถให้ได้

②วิธีการเตรียมอิมัลชันและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความมั่นคง

มีสองวิธีหลักสำหรับการเตรียมอิมัลชั่น: วิธีการทางกลกระจายของเหลวออกเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ในของเหลวอื่นในขณะที่วิธีที่สองเกี่ยวข้องกับการละลายของเหลวในรูปแบบโมเลกุลในอีกรูปแบบหนึ่งและทำให้พวกเขารวมกันอย่างเหมาะสม ความเสถียรของอิมัลชันหมายถึงความสามารถในการต้านทานการรวมตัวของอนุภาคที่นำไปสู่การแยกเฟส อิมัลชันเป็นระบบที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ที่มีพลังงานอิสระสูงกว่าดังนั้นความเสถียรของพวกเขาสะท้อนให้เห็นถึงเวลาที่จำเป็นในการเข้าถึงดุลยภาพเช่นเวลาที่ใช้ในการแยกของเหลวออกจากอิมัลชัน เมื่อแอลกอฮอล์ไขมันกรดไขมันและเอมีนไขมันมีอยู่ในฟิล์มอินเทอร์เซียลความแข็งแรงของเมมเบรนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากโมเลกุลอินทรีย์ขั้วโลกก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ในชั้นดูดซับเสริมเยื่อหุ้มเซลล์

อิมัลซิไฟเออร์ประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิวสองตัวขึ้นไปเรียกว่าอิมัลซิไฟเออร์ผสม อิมัลซิไฟเออร์ผสมดูดซับที่ส่วนต่อประสานกับน้ำมันและการปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลสามารถสร้างคอมเพล็กซ์ที่ลดความตึงเครียดในการแทรกซึมอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มปริมาณของตัวดูดซับและสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ที่หนาแน่นขึ้น

หยดน้ำที่มีประจุไฟฟ้ามีอิทธิพลต่อความเสถียรของอิมัลชัน ในอิมัลชันที่มีเสถียรภาพโดยทั่วไปหยดจะมีประจุไฟฟ้า เมื่อใช้อิมัลซิไฟเออร์ไอออนิกปลายที่ไม่ชอบน้ำของสารลดแรงตึงผิวไอออนิกจะถูกรวมเข้ากับเฟสน้ำมันในขณะที่ปลาย hydrophilic ยังคงอยู่ในเฟสน้ำ เช่นเดียวกับประจุระหว่างหยดทำให้เกิดการขับไล่และป้องกันการรวมตัวกันซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียร ดังนั้นยิ่งความเข้มข้นของอิมัลซิไฟเออร์ไอออนดูดซับบนหยดมากเท่าใดก็ยิ่งประจุและความเสถียรของอิมัลชันก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ความหนืดของสื่อการกระจายตัวยังส่งผลต่อความเสถียรของอิมัลชัน โดยทั่วไปสื่อความหนืดที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มความเสถียรเพราะมันเป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของหยดบราวเนียนทำให้การชนกันของการชนช้าลง สารน้ำหนักโมเลกุลสูงที่ละลายในอิมัลชันสามารถเพิ่มความหนืดและความเสถียรปานกลาง นอกจากนี้สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงสามารถสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งมีความเสถียรต่ออิมัลชัน ในบางกรณีการเพิ่มผงที่เป็นของแข็งสามารถทำให้อิมัลชันมีเสถียรภาพในทำนองเดียวกัน หากอนุภาคของแข็งเปียกด้วยน้ำอย่างเต็มที่และสามารถเปียกด้วยน้ำมันพวกเขาจะถูกเก็บไว้ที่ส่วนต่อประสานน้ำมัน ผงที่เป็นของแข็งทำให้อิมัลชันมีเสถียรภาพโดยการปรับปรุงภาพยนตร์ในขณะที่พวกเขาจัดกลุ่มที่อินเทอร์เฟซเช่นเดียวกับสารลดแรงตึงผิวที่ดูดซับ

สารลดแรงตึงผิวสามารถเพิ่มความสามารถในการละลายของสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำหรือละลายได้เล็กน้อยในน้ำหลังจากไมเซลล์เกิดขึ้นในสารละลาย ในเวลานี้โซลูชันจะปรากฏชัดเจนและความสามารถนี้เรียกว่าการละลาย สารลดแรงตึงผิวที่สามารถส่งเสริมการละลายเรียกว่า solubilizers ในขณะที่สารประกอบอินทรีย์ที่ถูกละลายจะเรียกว่าตัวทำละลาย

08 โฟม

โฟมมีบทบาทสำคัญในกระบวนการซักผ้า โฟมหมายถึงระบบการกระจายของก๊าซกระจายตัวในของเหลวหรือของแข็งโดยมีก๊าซเป็นเฟสกระจายตัวและของเหลวหรือของแข็งเป็นสื่อการกระจายที่รู้จักกันในชื่อโฟมเหลวหรือโฟมของแข็งเช่นพลาสติกโฟมแก้วโฟมและคอนกรีตโฟม

(1) การก่อตัวของโฟม

คำว่าโฟมหมายถึงคอลเลกชันของฟองอากาศที่คั่นด้วยฟิล์มเหลว เนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นอย่างมากระหว่างก๊าซ (เฟสกระจายตัว) และของเหลว (สื่อการกระจาย) และความหนืดต่ำของของเหลวฟองก๊าซจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วสู่พื้นผิว การก่อตัวของโฟมเกี่ยวข้องกับการรวมก๊าซจำนวนมากเข้ากับของเหลว จากนั้นฟองก็กลับไปที่พื้นผิวอย่างรวดเร็วสร้างการรวมของฟองอากาศที่คั่นด้วยฟิล์มของเหลวน้อยที่สุด โฟมมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่โดดเด่นสองประการ: ประการแรกฟองก๊าซมักจะถือว่าเป็นรูปทรงหลายรูปแบบเพราะฟิล์มเหลวบาง ๆ ที่จุดตัดของฟองมีแนวโน้มที่จะบางลงในที่สุดนำไปสู่การแตกฟอง ประการที่สองของเหลวบริสุทธิ์ไม่สามารถสร้างโฟมที่มั่นคงได้ ต้องมีส่วนประกอบอย่างน้อยสององค์ประกอบเพื่อสร้างโฟม สารละลายสารลดแรงตึงผิวเป็นระบบการขึ้นรูปโฟมทั่วไปที่มีความสามารถในการเกิดฟองเชื่อมโยงกับคุณสมบัติอื่น ๆ สารลดแรงตึงผิวที่มีความสามารถในการเกิดฟองที่ดีเรียกว่าตัวแทนฟอง แม้ว่าสารที่มีฟองจะมีความสามารถในการเกิดฟองที่ดีโฟมที่พวกเขาสร้างขึ้นอาจไม่นานซึ่งหมายความว่าไม่รับประกันความมั่นคงของพวกเขา เพื่อปรับปรุงความเสถียรของโฟมสารที่เพิ่มความมั่นคงอาจเพิ่มขึ้น สิ่งเหล่านี้เรียกว่า Stabilizers ที่มีความคงตัวทั่วไปรวมถึง Lauryl diethanolamine และออกไซด์ของ Dodecyl dimethyl amine

(2) ความเสถียรของโฟม

โฟมเป็นระบบที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ความก้าวหน้าตามธรรมชาติของมันนำไปสู่การแตกซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ผิวของเหลวโดยรวมและลดพลังงานอิสระ กระบวนการ defoaming เกี่ยวข้องกับการทำให้ผอมบางอย่างค่อยเป็นค่อยไปของฟิล์มเหลวแยกก๊าซจนกว่าจะเกิดการแตก ระดับความเสถียรของโฟมส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากอัตราการระบายของเหลวและความแข็งแรงของฟิล์มเหลว ปัจจัยที่มีอิทธิพลรวมถึง:

①แรงตึงผิว: จากมุมมองที่มีพลังความตึงผิวที่ต่ำกว่าการก่อตัวของโฟม แต่ไม่รับประกันความเสถียรของโฟม แรงตึงผิวต่ำบ่งบอกถึงความแตกต่างของแรงดันที่เล็กลงซึ่งนำไปสู่การระบายน้ำของเหลวช้าลงและความหนาของฟิล์มเหลวซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นที่โปรดปราน

②ความหนืดของพื้นผิว: ปัจจัยสำคัญในความเสถียรของโฟมคือความแข็งแรงของฟิล์มเหลวซึ่งพิจารณาจากความทนทานของฟิล์มดูดซับพื้นผิวซึ่งวัดได้จากความหนืดของพื้นผิว ผลการทดลองบ่งชี้ว่าการแก้ปัญหาที่มีความหนืดพื้นผิวสูงจะสร้างโฟมที่ยาวนานขึ้นเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นในฟิล์มที่ถูกดูดซับซึ่งเพิ่มความแข็งแรงของเมมเบรนอย่างมีนัยสำคัญ

③ความหนืดของสารละลาย: ความหนืดที่สูงขึ้นในของเหลวนั้นทำให้การระบายน้ำของเหลวช้าลงจากเยื่อหุ้มเซลล์จึงยืดอายุการใช้งานของฟิล์มของเหลวก่อนที่จะเกิดการแตกเพิ่มความเสถียรของโฟม

④การกระทำของแรงตึงผิว“ การซ่อมแซม”: สารลดแรงตึงผิวที่ดูดซับไปยังเมมเบรนสามารถต่อต้านการขยายตัวหรือการหดตัวของพื้นผิวฟิล์ม สิ่งนี้เรียกว่าการซ่อมแซม เมื่อสารลดแรงตึงผิวดูดซับไปยังฟิล์มเหลวและขยายพื้นที่ผิวของมันสิ่งนี้จะช่วยลดความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่พื้นผิวและเพิ่มแรงตึงผิว ในทางกลับกันการหดตัวนำไปสู่ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของสารลดแรงตึงผิวที่พื้นผิวและลดแรงตึงผิว

⑤การแพร่กระจายของก๊าซผ่านฟิล์มเหลว: เนื่องจากความดันเส้นเลือดฝอยฟองขนาดเล็กมักจะมีความดันภายในสูงกว่าเมื่อเทียบกับฟองสบู่ที่ใหญ่กว่าซึ่งนำไปสู่การแพร่กระจายของก๊าซจากฟองขนาดเล็กไปสู่ฟองขนาดใหญ่ การประยุกต์ใช้สารลดแรงตึงผิวที่สอดคล้องกันสร้างฟองสบู่ที่มีการกระจายอย่างละเอียดและยับยั้ง defoaming ด้วยสารลดแรงตึงผิวที่บรรจุอย่างแน่นหนาที่ฟิล์มเหลวการแพร่กระจายของก๊าซจะถูกขัดขวางดังนั้นจึงช่วยเพิ่มเสถียรภาพของโฟม

⑥ผลของการชาร์จพื้นผิว: หากฟิล์มเหลวโฟมมีประจุเท่ากันทั้งสองพื้นผิวจะขับไล่ซึ่งกันและกันป้องกันไม่ให้ฟิล์มบางจากการทำให้ผอมบางหรือถูกทำลาย สารลดแรงตึงผิวอิออนสามารถให้ผลที่เสถียรนี้ได้ โดยสรุปความแข็งแรงของฟิล์มเหลวเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดเสถียรภาพของโฟม สารลดแรงตึงผิวที่ทำหน้าที่เป็นสารที่มีฟองและความคงตัวจะต้องทำให้พื้นผิวดูดซับโมเลกุลที่บรรจุอย่างใกล้ชิดเนื่องจากสิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการมีปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลที่มีนัยสำคัญเพิ่มความแข็งแรงของฟิล์มพื้นผิวและทำให้ของเหลวไหลออกจากฟิล์มใกล้เคียง

(3) การทำลายโฟม

หลักการพื้นฐานของการทำลายโฟมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขที่ผลิตโฟมหรือกำจัดปัจจัยที่มีเสถียรภาพของโฟมซึ่งนำไปสู่วิธีการ defoaming ทางกายภาพและทางเคมี defoaming ทางกายภาพรักษาองค์ประกอบทางเคมีของสารละลายฟองในขณะที่การเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขเช่นการรบกวนภายนอกอุณหภูมิหรือการเปลี่ยนแปลงความดันรวมถึงการรักษาด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงวิธีการที่มีประสิทธิภาพทั้งหมดสำหรับการกำจัดโฟม สารเคมี defoaming หมายถึงการเพิ่มสารบางอย่างที่โต้ตอบกับสารที่มีฟองเพื่อลดความแข็งแรงของฟิล์มเหลวภายในโฟมลดความเสถียรของโฟมและบรรลุ defoaming สารดังกล่าวเรียกว่า defoamers ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารลดแรงตึงผิว โดยทั่วไปแล้ว Defoamers จะมีความสามารถที่โดดเด่นในการลดแรงตึงผิวและสามารถดูดซับไปยังพื้นผิวได้อย่างง่ายดายโดยมีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอลงระหว่างโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบดังนั้นจึงสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่จัดเรียงอย่างหลวม ๆ ประเภท defoamer มีความหลากหลาย แต่โดยทั่วไปจะเป็นสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออนนิกด้วยแอลกอฮอล์กิ่งกรดไขมันเอสเทอร์กรดไขมันโพลีอะไมด์ฟอสเฟตและน้ำมันซิลิโคนที่ใช้กันทั่วไปเป็น defoamers ที่ยอดเยี่ยม

(4) โฟมและการทำความสะอาด

ปริมาณโฟมไม่สัมพันธ์โดยตรงกับประสิทธิภาพของการทำความสะอาด โฟมมากขึ้นไม่ได้หมายถึงการทำความสะอาดที่ดีขึ้น ตัวอย่างเช่นสารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอโซโทปอาจผลิตโฟมน้อยกว่าสบู่ แต่อาจมีความสามารถในการทำความสะอาดที่เหนือกว่า อย่างไรก็ตามในบางสภาวะโฟมสามารถช่วยกำจัดสิ่งสกปรกได้ ตัวอย่างเช่นโฟมจากการล้างจานช่วยในการพกพาจาระบีออกไปในขณะที่การทำความสะอาดพรมช่วยให้โฟมกำจัดสิ่งสกปรกและสารปนเปื้อนที่เป็นของแข็ง ยิ่งไปกว่านั้นโฟมสามารถส่งสัญญาณประสิทธิภาพของผงซักฟอก ไขมันไขมันมากเกินไปมักจะยับยั้งการก่อตัวของฟองทำให้เกิดการขาดโฟมหรือโฟมที่ลดลงซึ่งบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของผงซักฟอกต่ำ นอกจากนี้โฟมสามารถทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ความสะอาดของการล้างเนื่องจากระดับโฟมในน้ำล้างมักจะลดลงตามความเข้มข้นของผงซักฟอกที่ต่ำกว่า

09 กระบวนการซักผ้า

การพูดในวงกว้างการล้างเป็นกระบวนการของการลบส่วนประกอบที่ไม่ต้องการออกจากวัตถุที่ถูกทำความสะอาดเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ที่แน่นอน ในแง่ทั่วไปการล้างหมายถึงการกำจัดสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวของผู้ให้บริการ ในระหว่างการล้างสารเคมีบางชนิด (เช่นผงซักฟอก) ทำหน้าที่อ่อนตัวลงหรือกำจัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งสกปรกและผู้ให้บริการเปลี่ยนพันธะระหว่างสิ่งสกปรกและผู้ให้บริการเป็นพันธะระหว่างสิ่งสกปรกและผงซักฟอก เนื่องจากวัตถุที่จะทำความสะอาดและสิ่งสกปรกที่ต้องการการลบอาจแตกต่างกันอย่างมากการซักเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งสามารถทำให้ง่ายขึ้นในความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

ผู้ให้บริการ•สิ่งสกปรก + ผงซักฟอก = ผู้ให้บริการ + สิ่งสกปรก•ผงซักฟอก โดยทั่วไปกระบวนการซักผ้าสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน:

1. สิ่งสกปรกถูกแยกออกจากผู้ให้บริการภายใต้การกระทำของผงซักฟอก

2. สิ่งสกปรกที่แยกจากกันกระจายและแขวนอยู่ในสื่อ กระบวนการซักผ้าสามารถย้อนกลับได้ซึ่งหมายถึงสิ่งสกปรกที่กระจายหรือระงับสามารถตั้งค่าใหม่ลงในรายการที่ทำความสะอาดได้ ดังนั้นผงซักฟอกที่มีประสิทธิภาพไม่เพียง แต่ต้องการความสามารถในการแยกสิ่งสกปรกออกจากผู้ให้บริการ แต่ยังแยกออกและระงับสิ่งสกปรกป้องกันไม่ให้เกิดการตั้งถิ่นฐานใหม่

(1) ประเภทของสิ่งสกปรก

แม้แต่รายการเดียวก็สามารถสะสมประเภทต่าง ๆ องค์ประกอบและจำนวนของสิ่งสกปรกขึ้นอยู่กับบริบทการใช้งาน สิ่งสกปรกมันส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำมันสัตว์และน้ำมันพืชและน้ำมันแร่ (เช่นน้ำมันดิบน้ำมันเชื้อเพลิงน้ำมันดิน ฯลฯ ); สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งรวมถึงอนุภาคฝุ่นเช่นเขม่าฝุ่นสนิมและคาร์บอนแบล็ก เกี่ยวกับสิ่งสกปรกเสื้อผ้ามันสามารถเกิดจากการหลั่งของมนุษย์เช่นเหงื่อออกความมันและเลือด คราบที่เกี่ยวข้องกับอาหารเช่นผลไม้หรือคราบน้ำมันและเครื่องปรุงรส สารตกค้างจากเครื่องสำอางเช่นลิปสติกและยาทาเล็บ มลพิษในบรรยากาศเช่นควันฝุ่นและดิน และคราบเพิ่มเติมเช่นหมึกชาและสี สิ่งสกปรกที่หลากหลายนี้สามารถแบ่งออกเป็นของแข็งของเหลวและชนิดพิเศษ

①สิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง: ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ เขม่าโคลนและอนุภาคฝุ่นซึ่งส่วนใหญ่มักจะมีค่าใช้จ่าย - มักจะมีประจุลบ - ซึ่งยึดติดกับวัสดุที่มีเส้นใยได้ง่าย โดยทั่วไปแล้วสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งจะละลายได้น้อยกว่าในน้ำ แต่สามารถแยกย้ายกันไปและแขวนอยู่ในผงซักฟอก อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า0.1μmอาจเป็นสิ่งที่ท้าทายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลบ

②สิ่งสกปรกของเหลว: สิ่งเหล่านี้รวมถึงสารมันที่ละลายในน้ำมันประกอบด้วยน้ำมันสัตว์กรดไขมันแอลกอฮอล์ไขมันน้ำมันแร่และออกไซด์ ในขณะที่น้ำมันสัตว์และพืชและกรดไขมันสามารถทำปฏิกิริยากับอัลคาลิสในรูปแบบสบู่แอลกอฮอล์ไขมันและน้ำมันแร่ไม่ได้รับการทำให้เป็นพิษ แต่สามารถละลายได้โดยแอลกอฮอล์อีเทอร์และไฮโดรคาร์บอนอินทรีย์ สิ่งสกปรกของเหลวมันมักจะยึดติดกับวัสดุที่มีเส้นใยอย่างแน่นหนาเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง

③สิ่งสกปรกพิเศษ: หมวดหมู่นี้ประกอบด้วยโปรตีนแป้งเลือดและการหลั่งของมนุษย์เช่นเหงื่อและปัสสาวะรวมถึงผลไม้และน้ำชา วัสดุเหล่านี้มักจะผูกกับเส้นใยผ่านการโต้ตอบทางเคมีทำให้ยากต่อการล้างออก สิ่งสกปรกประเภทต่าง ๆ ไม่ค่อยมีอยู่อย่างอิสระ แต่พวกมันผสมเข้าด้วยกันและยึดติดกับพื้นผิว บ่อยครั้งภายใต้อิทธิพลภายนอกสิ่งสกปรกสามารถออกซิไดซ์สลายตัวหรือสลายตัวทำให้เกิดสิ่งสกปรกรูปแบบใหม่

(2) การยึดเกาะของสิ่งสกปรก

สิ่งสกปรกยึดติดกับวัสดุเช่นเสื้อผ้าและผิวหนังเนื่องจากการโต้ตอบบางอย่างระหว่างวัตถุและสิ่งสกปรก แรงกาวระหว่างสิ่งสกปรกและวัตถุอาจเป็นผลมาจากการยึดเกาะทางกายภาพหรือทางเคมี

①การยึดเกาะทางกายภาพ: การยึดเกาะของสิ่งสกปรกเช่นเขม่าฝุ่นและโคลนส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการมีปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพที่อ่อนแอ โดยทั่วไปสิ่งสกปรกประเภทนี้สามารถกำจัดได้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากการยึดเกาะที่อ่อนแอกว่าซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากแรงทางกลหรือไฟฟ้าสถิต

ตอบ: การยึดเกาะทางกล **: โดยทั่วไปจะหมายถึงสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งเช่นฝุ่นหรือทรายที่ยึดติดกับวิธีการทางกลซึ่งค่อนข้างง่ายต่อการลบแม้ว่าอนุภาคขนาดเล็กภายใต้0.1μmนั้นค่อนข้างยากที่จะทำความสะอาด

B: การยึดเกาะด้วยไฟฟ้าสถิต **: สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับอนุภาคสิ่งสกปรกที่มีประจุซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุที่มีประจุตรงข้าม; โดยทั่วไปวัสดุที่มีเส้นใยมีค่าใช้จ่ายเชิงลบทำให้พวกเขาสามารถดึงดูดผู้สมัครที่มีประจุบวกเช่นเกลือบางชนิด อนุภาคที่มีประจุลบบางส่วนยังคงสามารถสะสมบนเส้นใยเหล่านี้ผ่านสะพานไอออนิกที่เกิดจากไอออนบวกในสารละลาย

②การยึดเกาะทางเคมี: สิ่งนี้หมายถึงสิ่งสกปรกที่ยึดติดกับวัตถุผ่านพันธะเคมี ตัวอย่างเช่นสิ่งสกปรกหรือวัสดุที่เป็นของแข็งขั้วโลกเช่นสนิมมีแนวโน้มที่จะยึดมั่นอย่างแน่นหนาเนื่องจากพันธะเคมีที่เกิดขึ้นกับกลุ่มการทำงานเช่นคาร์บอกซิลไฮดรอกซิลหรือกลุ่มเอมีนที่มีอยู่ในวัสดุที่มีเส้นใย พันธบัตรเหล่านี้สร้างปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งขึ้นทำให้ยากต่อการกำจัดสิ่งสกปรกดังกล่าว การรักษาพิเศษอาจจำเป็นต้องทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ ระดับของการยึดเกาะของสิ่งสกปรกขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทั้งสองของสิ่งสกปรกและพื้นผิวที่เป็นไปตาม

(3) กลไกการกำจัดสิ่งสกปรก

วัตถุประสงค์ของการซักคือการกำจัดสิ่งสกปรก สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์จากการกระทำทางกายภาพและทางเคมีที่หลากหลายของผงซักฟอกเพื่อทำให้อ่อนลงหรือกำจัดการยึดเกาะระหว่างสิ่งสกปรกและสิ่งของที่ล้างแล้วซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากแรงทางกล (เช่นการขัดด้วยตนเองการปั่นป่วนเครื่องซักผ้าหรือการกระแทกน้ำ) ซึ่งนำไปสู่การแยกสิ่งสกปรก

①กลไกการกำจัดสิ่งสกปรกของเหลว

ตอบ: ความชื้น: สิ่งสกปรกของเหลวส่วนใหญ่มีความมันและมีแนวโน้มที่จะเปียกสิ่งของที่มีเส้นใยต่าง ๆ ทำให้เกิดฟิล์มมันเหนือพื้นผิวของพวกเขา ขั้นตอนแรกในการซักคือการกระทำของผงซักฟอกที่ทำให้พื้นผิวเปียก
B: กลไกการหมุนสำหรับการกำจัดน้ำมัน: ขั้นตอนที่สองของการกำจัดสิ่งสกปรกของเหลวเกิดขึ้นผ่านกระบวนการหมุน สิ่งสกปรกของเหลวที่แพร่กระจายเป็นฟิล์มบนพื้นผิวม้วนเป็นหยดน้ำอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการล้างของของเหลวที่เป็นพิเศษของพื้นผิวที่มีเส้นใยในที่สุดก็ถูกแทนที่ด้วยของเหลวซักผ้า

②กลไกการกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง

ซึ่งแตกต่างจากสิ่งสกปรกของเหลวการกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งขึ้นอยู่กับความสามารถของของเหลวในการล้างในการเปียกทั้งอนุภาคสิ่งสกปรกและพื้นผิวของวัสดุพาหะ การดูดซับของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและตัวพาลดแรงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาซึ่งจะช่วยลดความแข็งแรงของการยึดเกาะของอนุภาคสิ่งสกปรกทำให้ง่ายต่อการลบออก นอกจากนี้สารลดแรงตึงผิวโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารลดแรงตึงผิวอิออนสามารถเพิ่มศักยภาพไฟฟ้าของสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งและวัสดุพื้นผิวซึ่งช่วยในการกำจัดต่อไป

สารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีไอออนมีแนวโน้มที่จะดูดซับบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งที่มีประจุโดยทั่วไปและสามารถสร้างชั้นที่ดูดซับได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งนำไปสู่การลดลงของสิ่งสกปรก อย่างไรก็ตามสารลดแรงตึงผิวประจุบวกอาจลดศักยภาพไฟฟ้าของสิ่งสกปรกและพื้นผิวของผู้ให้บริการซึ่งนำไปสู่การลดแรงผลักดันและการกำจัดสิ่งสกปรก

③การกำจัดสิ่งสกปรกพิเศษ

ผงซักฟอกทั่วไปอาจต่อสู้กับคราบที่ดื้อรั้นจากโปรตีนแป้งเลือดและการหลั่งทางร่างกาย เอนไซม์เช่นโปรตีเอสสามารถกำจัดคราบโปรตีนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการแบ่งโปรตีนลงในกรดอะมิโนที่ละลายน้ำได้หรือเปปไทด์ ในทำนองเดียวกันแป้งสามารถย่อยสลายเป็นน้ำตาลโดยอะไมเลส ไลเปสสามารถช่วยสลายสิ่งสกปรก triacylglycerol ซึ่งมักจะยากที่จะลบผ่านวิธีการทั่วไป คราบจากน้ำผลไม้ชาหรือหมึกบางครั้งต้องการสารออกซิไดซ์หรือสารลดลงซึ่งทำปฏิกิริยากับกลุ่มที่สร้างสีเพื่อลดระดับลงในชิ้นส่วนที่ละลายน้ำได้มากขึ้น

(4) กลไกการซักแห้ง

จุดดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการซักด้วยน้ำเป็นหลัก อย่างไรก็ตามเนื่องจากความหลากหลายของเนื้อผ้าวัสดุบางอย่างอาจไม่ตอบสนองต่อการซักน้ำได้ดีนำไปสู่การเสียรูปสีซีดจาง ฯลฯ เส้นใยธรรมชาติจำนวนมากขยายตัวเมื่อเปียกและหดตัวได้ง่ายนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นการซักแห้งโดยทั่วไปโดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์มักจะเป็นที่ต้องการสำหรับสิ่งทอเหล่านี้

การซักแห้งนั้นรุนแรงกว่าเมื่อเทียบกับการซักเปียกเนื่องจากช่วยลดการกระทำเชิงกลที่อาจทำให้เสื้อผ้าเสียหายได้ สำหรับการกำจัดสิ่งสกปรกที่มีประสิทธิภาพในการซักแห้งสิ่งสกปรกแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:

①สิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำมัน: รวมถึงน้ำมันและไขมันซึ่งละลายได้อย่างง่ายดายในตัวทำละลายซักแห้ง

②สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำได้: ประเภทนี้สามารถละลายในน้ำ แต่ไม่ได้อยู่ในตัวทำละลายซักแห้งซึ่งประกอบด้วยเกลืออนินทรีย์แป้งและโปรตีนซึ่งอาจตกผลึกเมื่อน้ำระเหย

③สิ่งสกปรกที่ไม่ได้เป็นน้ำมัน- หรือละลายน้ำ: ซึ่งรวมถึงสารเช่นคาร์บอนแบล็กและซิลิเกตโลหะที่ไม่ละลายในสื่อใด

แต่ละประเภทสิ่งสกปรกต้องการกลยุทธ์ที่แตกต่างกันสำหรับการกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการซักแห้ง สิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำมันถูกลบออกโดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เนื่องจากความสามารถในการละลายที่ยอดเยี่ยมในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้ว สำหรับคราบที่ละลายน้ำได้จะต้องมีน้ำเพียงพอในสารทำความสะอาดแห้งเนื่องจากน้ำมีความสำคัญต่อการกำจัดสิ่งสกปรกที่มีประสิทธิภาพ น่าเสียดายเนื่องจากน้ำมีความสามารถในการละลายน้อยที่สุดในสารทำความสะอาดแห้งสารลดแรงตึงผิวจึงถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อช่วยบูรณาการน้ำ

สารลดแรงตึงผิวช่วยเพิ่มความสามารถของตัวแทนทำความสะอาดสำหรับน้ำและช่วยในการสร้างความมั่นใจว่าการละลายของสิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำภายในไมเซลล์ นอกจากนี้สารลดแรงตึงผิวยังสามารถยับยั้งสิ่งสกปรกจากการสร้างเงินฝากใหม่หลังการล้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำความสะอาด การเติมน้ำเล็กน้อยเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกำจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้ แต่ปริมาณที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การบิดเบือนของผ้าซึ่งจำเป็นต้องมีปริมาณน้ำที่สมดุลในสารละลายซักแห้ง

(5) ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการซัก

การดูดซับของสารลดแรงตึงผิวในอินเทอร์เฟซและการลดผลลัพธ์ของความตึงเครียดแบบอินเทอร์เซียลเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการกำจัดสิ่งสกปรกของเหลวหรือของแข็ง อย่างไรก็ตามการซักมีความซับซ้อนโดยเนื้อแท้ซึ่งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่างในผงซักฟอกที่คล้ายกัน ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงความเข้มข้นของผงซักฟอกอุณหภูมิคุณสมบัติสิ่งสกปรกชนิดของเส้นใยและโครงสร้างผ้า

①ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิว: micelles ที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวมีบทบาทสำคัญในการซัก ประสิทธิภาพการซักเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความเข้มข้นเกินกว่าความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC) ดังนั้นผงซักฟอกจึงควรใช้ที่ความเข้มข้นสูงกว่า CMC สำหรับการซักที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของผงซักฟอกเหนือผลตอบแทนที่ลดลงของ CMC ทำให้ความเข้มข้นส่วนเกินไม่จำเป็น

②ผลของอุณหภูมิ: อุณหภูมิมีอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อประสิทธิภาพการทำความสะอาด โดยทั่วไปอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะช่วยในการกำจัดสิ่งสกปรก อย่างไรก็ตามความร้อนที่มากเกินไปอาจมีผลข้างเคียง การเพิ่มอุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะช่วยให้เกิดการกระจายสิ่งสกปรกและอาจทำให้สิ่งสกปรกมีชีวิตชีวาให้กับอิมัลซิไฟเออร์มากขึ้น แต่ในผ้าทออย่างแน่นหนาการเพิ่มอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้เส้นใยบวมสามารถลดประสิทธิภาพการกำจัดได้โดยไม่ได้ตั้งใจ

ความผันผวนของอุณหภูมิยังส่งผลกระทบต่อความสามารถในการละลายของสารลดแรงตึงผิว CMC และจำนวนไมเซลล์ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการทำความสะอาด สำหรับสารลดแรงตึงผิวสายยาวหลาย ๆ อุณหภูมิลดลงลดความสามารถในการละลายบางครั้งต่ำกว่า CMC ของตัวเอง ดังนั้นภาวะโลกร้อนที่เหมาะสมอาจจำเป็นสำหรับการทำงานที่ดีที่สุด ผลกระทบของอุณหภูมิต่อ CMC และ micelles แตกต่างกันไปสำหรับไอออนิกกับสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออน: การเพิ่มอุณหภูมิโดยทั่วไปจะช่วยยกระดับ CMC ของสารลดแรงตึงผิวไอออนิกดังนั้นจึงต้องมีการปรับความเข้มข้น

③โฟม: มีความเข้าใจผิดทั่วไปที่เชื่อมโยงความสามารถในการเกิดฟองกับประสิทธิภาพการซัก - โฟมมากกว่าไม่เท่ากับการซักที่เหนือกว่า หลักฐานเชิงประจักษ์ชี้ให้เห็นว่าผงซักฟอกที่มีความโกลาหลต่ำสามารถมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกัน อย่างไรก็ตามโฟมอาจช่วยในการกำจัดสิ่งสกปรกในแอพพลิเคชั่นบางอย่างเช่นในการล้างจานซึ่งโฟมช่วยกำจัดจาระบีหรือในการทำความสะอาดพรม ยิ่งไปกว่านั้นการปรากฏตัวของโฟมสามารถระบุได้ว่าผงซักฟอกทำงานได้หรือไม่ ไขมันส่วนเกินสามารถยับยั้งการก่อตัวของโฟมในขณะที่โฟมลดลงหมายถึงความเข้มข้นของผงซักฟอกลดลง

④ประเภทของเส้นใยและคุณสมบัติสิ่งทอ: นอกเหนือจากโครงสร้างทางเคมีการปรากฏตัวและการจัดระเบียบของเส้นใยมีอิทธิพลต่อการยึดเกาะของสิ่งสกปรกและความยากลำบากในการกำจัด เส้นใยที่มีโครงสร้างหยาบหรือแบนเช่นผ้าขนสัตว์หรือฝ้ายมักจะดักจับสิ่งสกปรกได้ง่ายกว่าเส้นใยที่เรียบ ผ้าทออย่างใกล้ชิดในขั้นต้นอาจต้านทานการสะสมสิ่งสกปรก แต่สามารถขัดขวางการซักที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากการเข้าถึงสิ่งสกปรกที่ถูก จำกัด

⑤ความแข็งของน้ำ: ความเข้มข้นของCa²⁺, mg²⁺และไอออนโลหะอื่น ๆ ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์การล้างโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสารลดแรงตึงผิวประจุลบซึ่งสามารถสร้างเกลือที่ไม่ละลายน้ำที่ลดประสิทธิภาพการทำความสะอาด ในน้ำกระด้างแม้จะมีความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวเพียงพอประสิทธิภาพการทำความสะอาดก็สั้นเมื่อเทียบกับน้ำกลั่น เพื่อประสิทธิภาพการลดแรงตึงผิวที่ดีที่สุดความเข้มข้นของCa²จะต้องลดลงเหลือต่ำกว่า 1 ×10⁻⁶ mol/L (Caco₃ต่ำกว่า 0.1 mg/L) ซึ่งมักจะจำเป็นต้องรวมการรวมของสารนิ่มน้ำภายในสูตรผงซักฟอก