1. ზედაპირული დაძაბულობა
სითხის ზედაპირზე ერთეულის სიგრძეზე შეკუმშვის ძალა ეწოდება ზედაპირის დაძაბულობას, იზომება n • m-1.
2. ზედაპირული აქტივობა და სურფაქტანტი
ქონებას, რომელსაც შეუძლია შეამციროს გამხსნელების ზედაპირული დაძაბულობა, ეწოდება ზედაპირის აქტივობას, ხოლო ზედაპირის მოქმედების მქონე ნივთიერებებს უწოდებენ ზედაპირულ აქტიურ ნივთიერებებს.
Surfactant ეხება ზედაპირულ აქტიურ ნივთიერებებს, რომელთაც შეუძლიათ შექმნან მიკელები და სხვა აგრეგატები წყალხსნარებში, აქვთ მაღალი ზედაპირის აქტივობა და ასევე აქვთ დასველება, ემულსიფიკაცია, ქაფი, სარეცხი და სხვა ფუნქციები.
3. სურფაქტანტის მოლეკულური სტრუქტურული მახასიათებლები
Surfactant არის ორგანული ნაერთები, რომელთაც აქვთ სპეციალური სტრუქტურები და თვისებები, რომელთაც შეუძლიათ მნიშვნელოვნად შეცვალონ ინტერფეისალური დაძაბულობა ორ ფაზას შორის ან სითხეების ზედაპირული დაძაბულობა (ჩვეულებრივ, წყალი) და აქვთ ისეთი თვისებები, როგორიცაა ჭარბი, ქაფის გაკეთება, ემულსიფიკაცია და სარეცხი.
სტრუქტურულად რომ ვთქვათ, surfactants იზიარებს საერთო მახასიათებელს მათ მოლეკულებში ორი განსხვავებული ფუნქციური ჯგუფის შემცველი. ერთი დასასრული არის გრძელი ჯაჭვის არაპოლარული ჯგუფი, რომელიც ხსნადია ზეთში, მაგრამ წყალში ხსნადია, რომელიც ცნობილია როგორც ჰიდროფობიური ჯგუფი ან ჰიდროფობიური ჯგუფი. ეს ჰიდროფობიური ჯგუფები, ზოგადად, გრძელი ჯაჭვის ნახშირწყალბადია, ზოგჯერ ასევე ორგანული ფტორინი, ორგანოსილიკონი, ორგანოფოსფორი, ორგანოტინის ჯაჭვები და ა.შ., მეორე დასასრული არის წყალში ხსნადი ფუნქციური ჯგუფი, კერძოდ, ჰიდროფილური ჯგუფი ან ჰიდროფილური ჯგუფი. ჰიდროფილურ ჯგუფს უნდა ჰქონდეს საკმარისი ჰიდროფილურობა, რათა უზრუნველყოს, რომ მთელი სურფაქტანტი წყალში ხსნადია და აქვს აუცილებელი ხსნადობა. ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ჯგუფების არსებობის გამო სურფაქტანტებში, მათ შეუძლიათ დაითხოვონ თხევადი ფაზის მინიმუმ ერთ ფაზაში. სურფაქტანტების ჰიდროფილურ და ოლეოფილურ თვისებებს უწოდებენ ამფიფილურობას.
Surfactants- ის 4. ტიპები
Surfactants არის ამფიფილიური მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ როგორც ჰიდროფობიური, ასევე ჰიდროფილური ჯგუფები. სურფაქტანტების ჰიდროფობიური ჯგუფები ზოგადად შედგება გრძელი ჯაჭვის ნახშირწყალბადებისგან, მაგალითად, სწორი ჯაჭვის ალკილ C8-C20, განშტოებული ჯაჭვი ალკილ C8-C20, ალკილფენილი (8-16 ალკილის ნახშირბადის ატომებით) და ა.შ. ჯგუფები. ამრიგად, სურფაქტანტების თვისებები ძირითადად ჰიდროფობიური ჯგუფების ზომისა და ფორმის გარდა ჰიდროფილურ ჯგუფებთან არის დაკავშირებული. ჰიდროფილური ჯგუფების სტრუქტურული ცვლილებები უფრო მეტია, ვიდრე ჰიდროფობიური ჯგუფების, ამიტომ სურფაქტანტების კლასიფიკაცია ზოგადად ემყარება ჰიდროფილური ჯგუფების სტრუქტურას. ეს კლასიფიკაცია ძირითადად ემყარება იმას, არის თუ არა ჰიდროფილური ჯგუფები იონური, ანონიკულ, კატიურ, არაიონურ, ზვიტერიონურ და სხვა სპეციალურ ტიპებად იყოფა.
5. Surfactant წყლის ხსნარის მახასიათებლები
Surfactants– ის ადსორბცია ინტერფეისებში
სურფაქტანტის მოლეკულებს აქვთ ლიპოფილური და ჰიდროფილური ჯგუფები, რაც მათ ამფიფილურ მოლეკულებს ქმნის. წყალი ძლიერად პოლარული სითხეა. როდესაც surfactants წყალში იშლება, პოლარობის მსგავსებისა და პოლარობის განსხვავების ურთიერთობის პრინციპის თანახმად, მათი ჰიდროფილური ჯგუფები იზიდავს წყლის ფაზას და იხსნება წყალში, ხოლო მათი ლიპოფილური ჯგუფები წყალს იკავებენ და წყალი ტოვებენ. შედეგად, surfactant მოლეკულები (ან იონები) ადსორბს ორ ფაზას შორის ინტერფეისით, ამცირებს ინტერფეისალურ დაძაბულობას ორ ფაზას შორის. რაც უფრო მეტი სურფაქტანტული მოლეკულები (ან იონები) იწვებიან ინტერფეისზე, მით უფრო დიდია ინტერფეისალური დაძაბულობის დაქვეითება.
② ადსორბციის მემბრანის ზოგიერთი თვისება
ადსორბციის მემბრანის ზედაპირული წნევა: სურფაქტანტები ადსორბში გაზის თხევადი ინტერფეისით, ადსორბციის მემბრანის შესაქმნელად. თუ ხახუნის მოძრავი მცურავი ფირფიტა მოთავსებულია ინტერფეისზე და მცურავი ფირფიტა უბიძგებს ადსორბციის მემბრანას ხსნარის ზედაპირის გასწვრივ, მემბრანა ახდენს წნევას მცურავ ფირფიტაზე, რომელსაც უწოდებენ ზედაპირის წნევას.
ზედაპირული სიბლანტე: ზედაპირის წნევის მსგავსად, ზედაპირის სიბლანტე არის უხსნადი მოლეკულური ფილმების მიერ გამოფენილი თვისება. შეაჩერეთ პლატინის რგოლი თხელი ლითონის მავთულით, გახადეთ მისი თვითმფრინავი დაუკავშირდით ჩაძირვის წყლის ზედაპირს, გადაატრიალეთ პლატინის რგოლი, პლატინის რგოლი ხელს უშლის წყლის სიბლანტეს, ხოლო ამპლიტუდა თანდათანობით ამცირებს, რომლის მიხედვითაც შესაძლებელია ზედაპირის სიბლანტის გაზომვა. მეთოდია: პირველი ჩატარებული ექსპერიმენტები სუფთა წყლის ზედაპირზე, გაზომეთ ამპლიტუდის შემცირება, შემდეგ გაზომეთ ანაზღაურება ზედაპირული სახის ნიღბის ფორმირების შემდეგ და გამოთვალეთ ზედაპირული სახის ნიღბის სიბლანტე ამ ორს შორის განსხვავებიდან.
ზედაპირული სიბლანტე მჭიდრო კავშირშია ზედაპირული სახის ნიღბის სიმტკიცესთან. მას შემდეგ, რაც ადსორბციულ ფილმს აქვს ზედაპირული წნევა და სიბლანტე, ის უნდა იყოს ელასტიური. რაც უფრო მაღალია ადსორბციის მემბრანის ზედაპირის წნევა და სიბლანტე, მით უფრო დიდია მისი ელასტიური მოდული. ზედაპირული ადსორბციული ფილმის ელასტიური მოდული დიდი მნიშვნელობა აქვს ქაფის სტაბილიზაციის პროცესში.
Micelles- ის ფორმირება
Surfactants- ის განზავებული გადაწყვეტა მიჰყვება იდეალური გადაწყვეტილებების კანონებს. Surfactants- ის ადსორბციის ოდენობა ხსნარის ზედაპირზე იზრდება ხსნარის კონცენტრაციით. როდესაც კონცენტრაცია აღწევს ან აღემატება გარკვეულ მნიშვნელობას, ადსორბციის ოდენობა აღარ იზრდება. ხსნარში ეს გადაჭარბებული სურფაქტანტული მოლეკულები არაკეთილსინდისიერია ან რეგულარულად არსებობს. როგორც პრაქტიკამ, ისე თეორიამ აჩვენა, რომ ისინი ქმნიან აგრეგატებს ხსნარში, რომელსაც ეწოდება მიკელი.
კრიტიკული მიკელის კონცენტრაცია: მინიმალური კონცენტრაცია, რომლის დროსაც surfactants ქმნიან მიკელებს ხსნარში, ეწოდება კრიტიკულ მიკელეს კონცენტრაციას.
Cmc საერთო სურფაქტანტის CMC მნიშვნელობა.
6. ჰიდროფილური და ოლეოფილური წონასწორობის მნიშვნელობა
HLB მხარს უჭერს ჰიდროფილური ლიპოფილური ბალანსს, რომელიც წარმოადგენს სურფაქტანტის ჰიდროფილური და ლიპოფილური წონასწორობის მნიშვნელობებს ჰიდროფილურ და ლიპოფილურ ჯგუფებს, ანუ Surfactant- ის HLB მნიშვნელობას. HLB მაღალი მნიშვნელობა მიუთითებს მოლეკულის ძლიერ ჰიდროფილურობაზე და სუსტი ლიპოფილურობაზე; ამის საწინააღმდეგოდ, მას აქვს ძლიერი ლიპოფილურობა და სუსტი ჰიდროფილურობა.
① რეგულაციები HLB მნიშვნელობის შესახებ
HLB მნიშვნელობა არის ფარდობითი მნიშვნელობა, ასე რომ, HLB მნიშვნელობის ფორმულირებისას, როგორც სტანდარტი, პარაფინის HLB მნიშვნელობა ჰიდროფილური თვისებების გარეშე არის მითითებული 0, ხოლო ნატრიუმის დოდეცილის სულფატის HLB მნიშვნელობა ძლიერი წყლის ხსნადით არის მითითებული 40-ზე. ამიტომ, Surfactants- ის HLB მნიშვნელობის ფარგლებში, ზოგადად, 1-40 დიაპაზონშია 1-40 დიაპაზონში. საერთოდ, 10 -ზე ნაკლები HLB მნიშვნელობებით ემულგატორები ლიპოფილურია, ხოლო 10 -ზე მეტი HLB მნიშვნელობებით ემულგატორები ჰიდროფილურია. ამრიგად, ლიპოფილურობიდან ჰიდროფილურობაზე შემობრუნების წერტილი დაახლოებით 10.
7. ემულსიფიკაცია და ხსნარიზაციის ეფექტები
ორი გაუგებარი სითხე, ერთი წარმოქმნილი ნაწილაკების (წვეთების ან თხევადი კრისტალების) დაშლით, მეორეში ეწოდება ემულსიებს. ემულსიის შექმნისას, ორ სითხეს შორის ინტერფაზური არეა იზრდება, რაც სისტემის თერმოდინამიკურად არასტაბილურ გახდება. ემულსიის სტაბილიზაციის მიზნით, საჭიროა მესამე კომპონენტი - ემულგატორები - სისტემის ინტერფეისური ენერგიის შესამცირებლად. ემულგატორები მიეკუთვნებიან სურფაქტანტებს და მათი მთავარი ფუნქციაა ემულგატორებად მოქმედება. ფაზაში, რომლის დროსაც წვეთები არსებობს ემულსიში, ეწოდება დისპერსიული ფაზა (ან შიდა ფაზა, შეწყვეტილი ფაზა), ხოლო ერთმანეთთან დაკავშირებულ სხვა ფაზას ეწოდება დისპერსიული საშუალო (ან გარე ფაზა, უწყვეტი ფაზა).
① ემულგატორები და ემულსიები
საერთო ემულსიები შედგება წყლის ან წყლის ხსნარის ერთი ფაზისაგან, ხოლო ორგანული ნაერთების სხვა ფაზა, რომლებიც წყალთან ერთად არის გაუგებარი, მაგალითად, ზეთები, ცვილები და ა.შ., წყლისა და ზეთის მიერ წარმოქმნილი ემულსიები შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად, მათი დაშლის საფუძველზე. ზეთში დაგროვილი წყალი ქმნის წყალს ზეთის ემულსიში, რომელიც წარმოდგენილია w/o (წყალი/ზეთი). გარდა ამისა, შეიძლება ასევე შეიქმნას წყალში წყალში W/O/W და ზეთი წყალში ზეთში O/W/O ემულსიებში.
ემულსიფიკატორი სტაბილიზაციას ახდენს ემულსიას ინტერფეისალური დაძაბულობის შემცირებით და მონოლიტერის სახის ნიღბის ფორმირებით.
ემულსიფიკაციის დროს ემულსიფიკატორების მოთხოვნები: A: ემულგატორებს უნდა შეეძლოთ ადსორბაცია ან გამდიდრება ორ ფაზას შორის ინტერფეისით, შეამცირონ ინტერფეისალური დაძაბულობა; B: ემულგატორებმა უნდა მისცეს ნაწილაკებს ელექტრული მუხტი, რაც იწვევს ნაწილაკებს შორის ელექტროსტატიკური რეპულაციას ან ნაწილაკების გარშემო სტაბილური, უაღრესად ბლანტი დამცავი ფილმის ფორმირებას. ამრიგად, ემულგატორებად გამოყენებულ ნივთიერებებს უნდა ჰქონდეთ ამფიფილიური ჯგუფები, რომ ჰქონდეთ ემულსიური ეფექტები, ხოლო ზედაპირული საშუალებები შეიძლება აკმაყოფილებდეს ამ მოთხოვნას.
② ემულსიების და ფაქტორების მომზადების მეთოდები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ემულსიის სტაბილურობაზე
ემულსიების მომზადების ორი მეთოდი არსებობს: ერთი არის გამოიყენოს მექანიკური მეთოდები თხევადი მცირე ნაწილაკებში სხვა სითხეში გასასვლელად, რაც ჩვეულებრივ გამოიყენება ინდუსტრიაში ემულსიების მოსამზადებლად; კიდევ ერთი მეთოდია მოლეკულურ მდგომარეობაში სითხის დაყოფა სხვა სითხეში და შემდეგ დაუშვას იგი სათანადო დაგროვებას ემულსიის ფორმირებისთვის.
ემულსიების სტაბილურობა ეხება მათ უნარს, რომ წინააღმდეგობა გაუწიონ ნაწილაკების აგრეგაციას და იწვევს ფაზის განცალკევებას. ემულსიები არის თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემები, რომელსაც აქვს მნიშვნელოვანი თავისუფალი ენერგია. ამრიგად, ემულსიის სტაბილურობა ფაქტობრივად ეხება სისტემას, რომელიც საჭირო დროა წონასწორობის მისაღწევად, ანუ სისტემაში თხევადი საჭირო დრო განცალკევებისთვის.
როდესაც სახის ნიღბში არსებობს პოლარული ორგანული მოლეკულები, როგორიცაა ცხიმოვანი ალკოჰოლი, ცხიმოვანი მჟავა და ცხიმოვანი ამინი, მემბრანის სიძლიერე მნიშვნელოვნად იზრდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ინტერფეისის ადსორბციის ფენაში ემულგატორის მოლეკულები ურთიერთქმედებენ პოლარულ მოლეკულებთან, როგორიცაა ალკოჰოლი, მჟავა და ამინი, რათა შექმნან "რთული", რაც ზრდის ინტერფეისის სახის ნიღბის სიმტკიცეს.
ორი ან მეტი სურფაქტანტისგან შედგენილ ემულგატორებს უწოდებენ შერეულ ემულგატორებს. შერეული ემულგატორები ადსორბს წყლის/ზეთის ინტერფეისზე, ხოლო ინტერმოლეკულურ ურთიერთქმედებებმა შეიძლება შექმნას კომპლექსები. ძლიერი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების გამო, ინტერფაზური დაძაბულობა მნიშვნელოვნად მცირდება, მნიშვნელოვნად იზრდება ინტერფეისზე ადსორბირებული ემულგატორის რაოდენობა, იზრდება წარმოქმნილი ინტერფაზური სახის ნიღბის სიმკვრივე და სიძლიერე.
წვეთების მუხტი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ემულსიების სტაბილურობაზე. როგორც წესი, სტაბილურ ემულსიებს აქვთ წვეთები ელექტრული მუხტით. იონური ემულგატორების გამოყენებისას, ინტერფეისზე ადსორბირებული ემულგატორის იონები ჩადებენ თავიანთ ლიპოფილურ ჯგუფებს ნავთობის ფაზაში, ხოლო ჰიდროფილური ჯგუფები წყლის ფაზაშია, რითაც წვეთები დამუხტულია. გამომდინარე იქიდან, რომ ემულსიის წვეთები ერთსა და იმავე მუხტს ატარებენ, ისინი ერთმანეთს მოგერიებენ და ადვილად არ არიან აგლომერირებული, რის შედეგადაც გაიზარდა სტაბილურობა. ჩანს, რომ რაც უფრო მეტი ემულგატორის იონები იწურებიან წვეთებზე, მით უფრო დიდია მათი მუხტი და რაც უფრო დიდია მათი უნარი, თავიდან აიცილონ წვეთოვანი თანაფარდობა, რაც უფრო სტაბილური გახდება ემულსიური სისტემა.
ემულსიის დისპერსიული საშუალო სიბლანტე გარკვეულ გავლენას ახდენს ემულსიის სტაბილურობაზე. საერთოდ, რაც უფრო მაღალია დისპერსიული საშუალო სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ემულსიის სტაბილურობა. ეს იმიტომ ხდება, რომ დისპერსიული საშუალო სიბლანტე მაღალია, რაც მკაცრად აფერხებს თხევადი წვეთების ბრაუნის მოძრაობას, ანელებს წვეთებს შორის შეჯახებას და ინარჩუნებს სისტემას სტაბილურობას. პოლიმერული ნივთიერებები, რომლებიც, როგორც წესი, ხსნადია ემულსიებში, შეიძლება გაზარდოს სისტემის სიბლანტე და გააძლიეროს ემულსიის სტაბილურობა. გარდა ამისა, პოლიმერს ასევე შეუძლია შექმნას მყარი ინტერფეისის სახის ნიღაბი, რაც უფრო სტაბილური გახდება ემულსიური სისტემა.
ზოგიერთ შემთხვევაში, მყარი ფხვნილის დამატებას ასევე შეუძლია ემულსიის სტაბილიზაცია. მყარი ფხვნილი არ არის წყალში, ზეთში ან ინტერფეისში, დამოკიდებულია მყარ ფხვნილზე ზეთის და წყლის ჭარბი უნარის მიხედვით. თუ მყარი ფხვნილი წყლით მთლიანად არ არის დაგროვილი და მას ზეთისგან სველდება, ის წყლის ზეთის ინტერფეისით დარჩება.
მიზეზი, რის გამოც მყარი ფხვნილი არ სტაბილიზაციას უწევს ემულსიას, არის ის, რომ ინტერფეისში შეკრებილი ფხვნილი არ აძლიერებს ინტერფეისის სახის ნიღბს, რაც მსგავსია ინტერფეისის ადსორბციის ემულგატორის მოლეკულებთან. აქედან გამომდინარე, რაც უფრო ახლოს არის მყარი ფხვნილის ნაწილაკები ინტერფეისით, მით უფრო სტაბილური იქნება ემულსი.
Surfactants– ს აქვთ შესაძლებლობა მნიშვნელოვნად გაზარდონ ორგანული ნაერთების ხსნადობა, რომლებიც წყალში ხსნარში ხსნადი ან ოდნავ ხსნადი არიან წყალხსნარში მიკელის ფორმირების შემდეგ, და ამ დროისთვის გამოსავალი გამჭვირვალეა. მიკელის ამ ეფექტს ეწოდება ხსნარიზაცია. სურფაქტანტებს, რომლებსაც შეუძლიათ ხსნადი ეფექტების წარმოება, უწოდებენ solubilizers, ხოლო ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც ხსნარში არიან, უწოდებენ ხსნარულ ნაერთებს.
8. ქაფი
ქაფი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სარეცხი პროცესში. ქაფი ეხება დისპერსიულ სისტემას, რომელშიც გაზი იშლება თხევადი ან მყარი. გაზი არის დისპერსიული ფაზა, ხოლო თხევადი ან მყარი არის დისპერსიული საშუალო. პირველს ეწოდება თხევადი ქაფი, ხოლო ამ უკანასკნელს უწოდებენ მყარ ქაფს, მაგალითად, ქაფის პლასტიკური, ქაფის მინა, ქაფის ცემენტი და ა.შ.
(1) ქაფის ფორმირება
აქ ქაფი ეხება თხევადი ფილმით გამოყოფილი ბუშტების აგრეგაციას. დაშლილ ფაზასა (გაზს) და დაშლილ საშუალო (თხევადი) და თხევადი სიბლანტის სიმკვრივის დიდი განსხვავების გამო, ქაფი ყოველთვის შეიძლება სწრაფად მოიმატოს თხევად დონეზე.
ქაფის ფორმირების პროცესი არის დიდი რაოდენობით გაზის თხევადში შემოტანა, ხოლო თხევადში ბუშტები თხევად ზედაპირზე სწრაფად უბრუნდება, ბუშტის აგრეგატს წარმოქმნის მცირე რაოდენობით თხევადი და გაზით
ქაფს მორფოლოგიაში ორი შესანიშნავი მახასიათებელი აქვს: ერთი ის არის, რომ ბუშტები, როგორც დაშლილი ფაზა, ხშირად პოლიეთერულია, რადგან ბუშტების კვეთაზე, არსებობს ტენდენცია, რომ თხევადი ფილმი გახდეს გამხდარი, რაც ბუშტუკებს პოლიეთრალს ქმნის. როდესაც თხევადი ფილმი გარკვეულწილად თხელი გახდება, ბუშტები იშლება; მეორე, სუფთა სითხეს არ შეუძლია შექმნას სტაბილური ქაფი, მაგრამ სითხე, რომელსაც შეუძლია ქაფის შექმნა, მინიმუმ ორი ან მეტი კომპონენტია. Surfactant- ის წყალხსნარი არის ტიპიური სისტემა, რომელიც მარტივია ქაფის წარმოქმნა, ხოლო ქაფის წარმოქმნის მისი უნარი ასევე დაკავშირებულია სხვა თვისებებთან.
კარგი ქაფის უნარის მქონე სურფაქტანტებს უწოდებენ ქაფის აგენტებს. მიუხედავად იმისა, რომ ქაფის აგენტს აქვს კარგი ქაფის უნარი, ჩამოყალიბებულ ქაფს შეიძლება დიდი ხნის განმავლობაში ვერ შეინარჩუნოს, ანუ მისი სტაბილურობა შეიძლება არ იყოს კარგი. ქაფის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად, ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს ქაფის სტაბილურობა, ხშირად ემატება ქაფის აგენტს, რომელსაც ეწოდება ქაფის სტაბილიზატორი. საყოველთაოდ გამოყენებული ქაფის სტაბილიზატორებია ლაუროილ დიეთანოლამინი და დოდეცილის დიმეთილ ამინ ოქსიდი.
(2) ქაფის სტაბილურობა
ქაფი არის თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემა და საბოლოო ტენდენციაა ის, რომ სისტემაში თხევადი სითხის მთლიანი ზედაპირი მცირდება და თავისუფალი ენერგია მცირდება ბუშტის დაშლის შემდეგ. დეფოამინგის პროცესი არის პროცესი, რომლის დროსაც გაზის გამიჯვნის თხევადი ფილმი ცვლის სისქეს, სანამ ის არბილდება. ამრიგად, ქაფის სტაბილურობა ძირითადად განისაზღვრება თხევადი გამონადენის სიჩქარით და თხევადი ფილმის სიძლიერით. არსებობს კიდევ რამდენიმე გავლენის ფაქტორი.
① ზედაპირის დაძაბულობა
ენერგეტიკული თვალსაზრისით, დაბალი ზედაპირული დაძაბულობა უფრო ხელსაყრელია ქაფის ფორმირებისთვის, მაგრამ მას არ შეუძლია უზრუნველყოს ქაფის სტაბილურობა. ზედაპირული დაძაბულობა, დაბალი წნევის სხვაობა, თხევადი გამონადენის ნელი სიჩქარე და ნელი თხევადი ფილმის გამონაყარი ხელს უწყობს ქაფის სტაბილურობას.
② ზედაპირის სიბლანტე
ქაფის სტაბილურობის განსაზღვრის მთავარი ფაქტორი არის თხევადი ფილმის სიძლიერე, რომელიც ძირითადად განისაზღვრება ზედაპირული ადსორბციული ფილმის სიმტკიცით, რომელიც იზომება ზედაპირის სიბლანტით. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ უფრო მაღალი ზედაპირული სიბლანტის მქონე ხსნარის მიერ წარმოქმნილ ქაფს უფრო გრძელი სიცოცხლე აქვს. ეს იმიტომ ხდება, რომ ზედაპირზე ადსორბირებული მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება იწვევს მემბრანის სიმტკიცის ზრდას, რითაც აუმჯობესებს ქაფის სიცოცხლეს.
③ ხსნარის სიბლანტე
როდესაც სითხის სიბლანტე თავისთავად იზრდება, თხევად ფილმში თხევადი არ არის ადვილი განთავისუფლება, ხოლო თხევადი ფილმის სისქის სისქის სიჩქარე ნელია, რაც აჭიანურებს თხევადი ფილმის რღვევის დროს და ზრდის ქაფის სტაბილურობას.
④ ზედაპირული დაძაბულობის "გამოსწორების" ეფექტი
თხევადი ფილმის ზედაპირზე ადსორბატორებს აქვთ უნარი, წინააღმდეგობა გაუწიონ თხევადი ფილმის ზედაპირის გაფართოებას ან შეკუმშვას, რომელსაც ჩვენ სარემონტო ეფექტს ვუწოდებთ. ეს იმიტომ ხდება, რომ ზედაპირზე ადსორბირებული ზედაპირული ზედაპირის თხევადი ფილმი არსებობს და მისი ზედაპირის ფართობის გაფართოება შეამცირებს ზედაპირის ადსორბირებული მოლეკულების კონცენტრაციას და გაზრდის ზედაპირის დაძაბულობას. ზედაპირის შემდგომი გაფართოება უფრო მეტ ძალისხმევას მოითხოვს. ამის საპირისპიროდ, ზედაპირის ფართობის შემცირება გაზრდის ზედაპირზე ადსორბირებული მოლეკულების კონცენტრაციას, ამცირებს ზედაპირის დაძაბულობას და ხელს უშლის შემდგომ შემცირებას.
⑤ გაზის დიფუზია თხევადი ფილმის საშუალებით
კაპილარული წნევის არსებობის გამო, ქაფში მცირე ბუშტების წნევა უფრო მაღალია, ვიდრე დიდი ბუშტები, რაც გამოიწვევს პატარა ბუშტებში გაზს თხევად ფილმის მეშვეობით დაბალ წნევის დიდ ბუშტებში, რის შედეგადაც მცირე ზომის ბუშტები გახდებიან უფრო დიდი ბუშტები. თუ surfactant დაემატება, ქაფი ქაფის დროს ერთგვაროვანი და მკვრივი იქნება, და ადვილი არ არის დეფოამერი. მას შემდეგ, რაც surfactant მჭიდროდ არის მოწყობილი თხევად ფილმზე, ძნელია ვენტილაცია, რაც ქაფს უფრო სტაბილურად აქცევს.
⑥ ზედაპირის მუხტის გავლენა
თუ ქაფის თხევადი ფილმი ერთი და იგივე სიმბოლოა, თხევადი ფილმის ორი ზედაპირი ერთმანეთს მოგერიებს, ხელს უშლის თხევადი ფილმის გამონაყარს ან თუნდაც განადგურებას. იონურ სურფაქტანტებს შეუძლიათ უზრუნველყონ ეს სტაბილიზაციის ეფექტი.
დასკვნის სახით, თხევადი ფილმის სიძლიერე არის ქაფის სტაბილურობის დასადგენად მთავარი ფაქტორი. როგორც ქაფის აგენტებისა და ქაფის სტაბილიზატორების სურფაქტანტი, ზედაპირული ადსორბირებული მოლეკულების გამკაცრება და სიმტკიცე ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორებია. როდესაც ზედაპირზე adsorbed მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება ძლიერია, ადსორბირებული მოლეკულები მჭიდროდ არის მოწყობილი, რაც არა მხოლოდ ზედაპირულ სახის ნიღბს თავად აქვს მაღალი სიძლიერე, არამედ ასევე ხდის ზედაპირის სახის ნიღბის მიმდებარე ხსნარს, რომელიც რთულდება მაღალი ზედაპირის სიბლანტის გამო, ასე რთულია თხევადი ფილმის სანიაღვრე და სითხის სისქე. გარდა ამისა, მჭიდროდ მოწყობილი ზედაპირული მოლეკულები ასევე შეიძლება შეამცირონ გაზის მოლეკულების გამტარიანობა და ამით გაზარდონ ქაფის სტაბილურობა.
(3) ქაფის განადგურება
ქაფის განადგურების ძირითადი პრინციპია ქაფის წარმოქმნის პირობების შეცვლა ან ქაფის სტაბილურობის ფაქტორების აღმოფხვრა, ამიტომ არსებობს ორი დეფოამინგის მეთოდი, ფიზიკური და ქიმიური.
ფიზიკური დეფუირება არის იმ პირობების შეცვლა, რომლის თანახმად, ქაფი წარმოიქმნება ქაფის ხსნარის ქიმიური შემადგენლობის შენარჩუნებისას უცვლელი. მაგალითად, გარე ძალის დარღვევა, ტემპერატურის ან წნევის შეცვლა და ულტრაბგერითი მკურნალობა ქაფის აღმოსაფხვრელად ყველა ეფექტური ფიზიკური მეთოდია.
ქიმიური დეფოომინგის მეთოდი არის ქაფის აგენტთან ურთიერთობის რამდენიმე ნივთიერების დამატება, ქაფის თხევადი ფილმის სიძლიერის შემცირება, შემდეგ კი ქაფის სტაბილურობა შეამციროს, რათა მიაღწიოს დეფოამინგის მიზანს. ასეთ ნივთიერებებს უწოდებენ დეფოამერებს. დეფოკერების უმეტესობა ზედაპირული საშუალებებია. ამრიგად, დეფოამინგის მექანიზმის თანახმად, დეფოამერებს უნდა ჰქონდეთ ძლიერი უნარი, რომ შეამცირონ ზედაპირული დაძაბულობა, ადვილად იწოვონ ზედაპირზე და ჰქონდეთ სუსტი ურთიერთქმედება ზედაპირის ადსორბირებულ მოლეკულებს შორის, რის შედეგადაც ხდება ადსორბირებული მოლეკულების შედარებით ფხვიერი მოწყობის სტრუქტურა.
არსებობს სხვადასხვა ტიპის დეფოამერები, მაგრამ ისინი ძირითადად არაიონური სურფაქტანტები არიან. არა იონური სურფაქტანტებს აქვთ ქაფის საწინააღმდეგო თვისებები ღრუბლის წერტილის მახლობლად ან ზემოთ და ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც დეფოამერები. ალკოჰოლები, განსაკუთრებით მათ, ვისაც აქვთ განშტოების სტრუქტურები, ცხიმოვანი მჟავები და ეთერები, პოლიამიდები, ფოსფატები, სილიკონის ზეთები და ა.შ., ასევე ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც შესანიშნავი დეფოამერები.
(4) ქაფი და სარეცხი
ქაფსა და სარეცხი ეფექტს შორის პირდაპირი ურთიერთობა არ არსებობს, ხოლო ქაფის რაოდენობა არ ნიშნავს რომ სარეცხი ეფექტი კარგია ან ცუდი. მაგალითად, არაიონური სურფაქტანტების ქაფის შესრულება საპნისთან შედარებით ბევრად დაბალია, მაგრამ მათი დასუფთავების ძალა ბევრად უკეთესია, ვიდრე საპონი.
ზოგიერთ შემთხვევაში, ქაფი სასარგებლოა ჭუჭყის ამოღებაში. მაგალითად, სახლში ჭურჭლის ჭურჭლის დაბანისას, სარეცხი ქაფს შეუძლია წაართვას გარეცხილი ნავთობის წვეთები; ხალიჩის გაფუჭებისას, ქაფი ხელს უწყობს მყარი ჭუჭყის წართმევას, როგორიცაა მტვერი და ფხვნილი. გარდა ამისა, ქაფი ზოგჯერ შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც ნიშანი იმისა, რამდენად ეფექტურია სარეცხი საშუალება, რადგან ცხიმოვანი ნავთობის ლაქებს შეუძლიათ შეუშალონ სარეცხი ქაფი. როდესაც ძალიან ბევრი ნავთობის ლაქებია და ძალიან ცოტა სარეცხი საშუალება, არ იქნება ქაფი, ან ორიგინალური ქაფი გაქრება. ზოგჯერ, ქაფი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც ინდიკატორი იმის შესახებ, არის თუ არა ჩამოიბანა სუფთა. იმის გამო, რომ გამრეცხვის ხსნარში ქაფის რაოდენობა მცირდება სარეცხი შემცველობის შემცირებით, გამრეცხვის ხარისხი შეიძლება შეფასდეს ქაფის ოდენობით.
9. სარეცხი პროცესი
ფართო გაგებით, სარეცხი არის არასასურველი კომპონენტების ამოღების პროცესი გარეცხილი ობიექტიდან და გარკვეული მიზნის მისაღწევად. ჩვეულებრივი გაგებით დაბანა ეხება გადამზიდავი ზედაპირიდან ჭუჭყის ამოღების პროცესს. სარეცხი დროს, ჭუჭყსა და გადამზიდავს შორის ურთიერთქმედება დასუსტებულია ან აღმოფხვრის ზოგიერთი ქიმიური ნივთიერებების მოქმედებით (მაგალითად, სარეცხი საშუალებები), ჭუჭყისა და გადამზიდავების კომბინაცია გადაკეთება ჭუჭყისა და სარეცხი საშუალებების კომბინაციაში, საბოლოოდ იწვევს ჭუჭყს და გადამზიდავს განცალკევებას. როგორც გარეცხილი ობიექტები და ამოღება ჭუჭყიანი მრავალფეროვანია, სარეცხი არის ძალიან რთული პროცესი, ხოლო სარეცხი ძირითადი პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი მარტივი ურთიერთობით
გადამზიდავი • ჭუჭყიანი+სარეცხი საშუალება = გადამზიდავი+ჭუჭყიანი • სარეცხი საშუალება
სარეცხი პროცესი, როგორც წესი, შეიძლება დაიყოს ორ ეტაპზე: ერთი არის ჭუჭყისა და მისი გადამზიდავი გამიჯვნა სარეცხი მოქმედების ქვეშ; მეორე ის არის, რომ განცალკევებული ჭუჭყიანი დაშლა და შეჩერებულია საშუალო. სარეცხი პროცესი შექცევადი პროცესია, ხოლო ჭუჭყს, რომელიც დაარბია ან შეჩერებულია საშუალო, შეიძლება ასევე გამოიწვიოს საშუალოდან სამრეცხაოზე. ამრიგად, შესანიშნავი სარეცხი საშუალება არ უნდა ჰქონდეს მხოლოდ ჭუჭყისგან განშორების უნარი, არამედ ჰქონდეს ჭუჭყის გაფანტვა და შეჩერების კარგი უნარი, და თავიდან აიცილოს ჭუჭყიანი განმეორება.
(1) ჭუჭყის ტიპები
იმავე ნივთისთვისაც კი, ჭუჭყის ტიპი, შემადგენლობა და რაოდენობა განსხვავდება გამოყენების გარემოზე. ნავთობის სხეულის ჭუჭყიანი ძირითადად შეიცავს ცხოველურ და მცენარეულ ზეთებს, ასევე მინერალურ ზეთებს (მაგალითად, ნედლი ზეთი, საწვავის ზეთი, ქვანახშირის ტარი და ა.შ.), ხოლო მყარი ჭუჭყიანი ძირითადად მოიცავს კვამლს, მტვერს, ჟანგს, ნახშირბადს და ა.შ. ტანსაცმლის ჭუჭყის თვალსაზრისით, ადამიანის სხეულიდან არის ჭუჭყიანი, მაგალითად, ოფლი, სუბი, სისხლი და ა.შ.; ჭუჭყიანი საკვებისგან, როგორიცაა ხილის ლაქები, საკვები ნავთობის ლაქები, სუნელი ლაქები, სახამებელი და ა.შ. კოსმეტიკური საშუალებების მიერ შემოტანილი ჭუჭყიანი, როგორიცაა პომადა და ფრჩხილის პოლონური; ჭუჭყიანი ატმოსფეროდან, როგორიცაა კვამლი, მტვერი, ნიადაგი და ა.შ.; სხვა მასალები, როგორიცაა მელანი, ჩაი, საღებავი და ა.შ., შეიძლება ითქვას, რომ არსებობს სხვადასხვა და მრავალფეროვანი ტიპები.
ჩვეულებრივ, ჭუჭყის სხვადასხვა ტიპები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად: მყარი ჭუჭყიანი, თხევადი ჭუჭყიანი და სპეციალური ჭუჭყიანი.
① საერთო მყარი ჭუჭყიანი მოიცავს ნაწილაკებს, როგორიცაა ნაცარი, ტალახი, ნიადაგი, ჟანგი და ნახშირბადის შავი. ამ ნაწილაკების უმეტესობას აქვს ზედაპირის მუხტი, ძირითადად უარყოფითი, და ადვილად იწვება ბოჭკოვან ობიექტებზე. საერთოდ, მყარი ჭუჭყიანი ძნელია წყალში დაშლა, მაგრამ მისი გაფანტვა და შეჩერება შესაძლებელია სარეცხი ხსნარებით. მცირე ნაწილაკებით მყარი ჭუჭყიანი ამოღება რთულია.
② თხევადი ჭუჭყიანი ძირითადად ნავთობის ხსნადია, მათ შორის ცხოველური და მცენარეული ზეთები, ცხიმოვანი მჟავები, ცხიმოვანი ალკოჰოლები, მინერალური ზეთები და მათი ოქსიდები. მათ შორის, ცხოველთა და მცენარეული ზეთები და ცხიმოვანი მჟავები შეიძლება გაიარონ ტუტეებით saponification, ხოლო ცხიმოვანი ალკოჰოლები და მინერალური ზეთები არ არის ტუტეებით, მაგრამ შეიძლება დაიშალოს ალკოჰოლებში, ეთერებში და ნახშირწყალბადების ორგანულ გამხსნელებში და განაწილდეს და გაანაწილოს სარეცხი წყალგამტარი წყალგამტარი. ნავთობის ხსნადი თხევადი ჭუჭყიანი ზოგადად აქვს ძლიერი ურთიერთქმედების ძალა ბოჭკოვანი ობიექტებით და თანაბრად მყარად იწევს ბოჭკოებზე.
③ სპეციალური ჭუჭყიანი მოიცავს ცილას, სახამებელს, სისხლს, ადამიანის სეკრეციებს, როგორიცაა ოფლი, სებატი, შარდი, ასევე ხილის წვენი, ჩაის წვენი და ა.შ., ამ ტიპის ჭუჭყის უმეტესობამ შეიძლება მკაცრად იწვა ბოჭკოვანი ობიექტები ქიმიური რეაქციების საშუალებით. ამიტომ, მისი დაბანა საკმაოდ რთულია.
ჭუჭყის სხვადასხვა ტიპები იშვიათად არსებობენ მარტო, ხშირად ერთმანეთთან შერეული და ერთმანეთთან ერთად იწურებიან. ჭუჭყს ზოგჯერ შეუძლია დაჟანგვა, დაშლა ან დაშლა გარე გავლენის ქვეშ, რის შედეგადაც ხდება ახალი ჭუჭყის წარმოქმნა.
(2) ჭუჭყის ადჰეზიური ეფექტი
მიზეზი, რის გამოც ტანსაცმელი, ხელები და ა.შ. შეიძლება ბინძური მიიღოთ, რადგან ობიექტებსა და ჭუჭყს შორის რაიმე სახის ურთიერთქმედებაა. არსებობს ჭუჭყის სხვადასხვა ადჰეზიური მოქმედება ობიექტებზე, მაგრამ ისინი ძირითადად ფიზიკური ადჰეზიისა და ქიმიური ადჰეზიებია.
Care სიგარეტის ნაცარი, მტვრის, ნალექების, ნახშირბადის შავი და სხვა ნივთიერებების ფიზიკური ადჰეზია ტანსაცმელი. საერთოდ, დაცულ ჭუჭყსა და დაბინძურებულ ობიექტს შორის ურთიერთქმედება შედარებით სუსტია, ხოლო ჭუჭყის მოცილება ასევე შედარებით მარტივია. სხვადასხვა ძალების თანახმად, ჭუჭყის ფიზიკური ადჰეზია შეიძლება დაიყოს მექანიკურ ადჰეზიად და ელექტროსტატიკური ადჰეზიად.
A: მექანიკური ადჰეზია ძირითადად ეხება მყარი ჭუჭყის ადჰეზიას, როგორიცაა მტვერი და ნალექი. მექანიკური ადჰეზია არის სუსტი ადჰეზიის მეთოდი ჭუჭყისთვის, რომლის ამოღებაც თითქმის შესაძლებელია მარტივი მექანიკური მეთოდებით. ამასთან, როდესაც ჭუჭყის ნაწილაკების ზომა მცირეა (<0.1um), მისი ამოღება უფრო რთულია.
ბ: ელექტროსტატიკური ადჰეზია ძირითადად ვლინდება დატვირთული ჭუჭყიანი ნაწილაკების მოქმედებით საპირისპირო ბრალდებით ობიექტებზე. ბოჭკოვანი ობიექტების უმეტესობა წყალში უარყოფით მუხტს ატარებს და ადვილად იცავს დადებითად დატვირთულ ჭუჭყს, როგორიცაა ცაცხვი. ზოგი ჭუჭყიანი, თუმცა უარყოფითად დატვირთული, მაგალითად, ნახშირბადის შავი ნაწილაკები წყალხსნარებში, შეიძლება დაიცვან ბოჭკოები პოზიტიური იონებით (მაგალითად, Ca2+, Mg2+და ა.შ.) იონური ხიდების საშუალებით, წყალში (იონები მოქმედებენ მრავალჯერადი საპირისპირო ბრალდებით, მოქმედებენ ხიდების მსგავსად).
სტატიკური ელექტროენერგია უფრო ძლიერია, ვიდრე მარტივი მექანიკური მოქმედება, რაც შედარებით რთულია ჭუჭყის ამოღება.
③ სპეციალური ჭუჭყის მოცილება
ცილა, სახამებელი, ადამიანის სეკრეციები, ხილის წვენი, ჩაის წვენი და სხვა ტიპის ჭუჭყიანი ძნელია ზოგადი ზედაპირული საშუალებების ამოღება და მკურნალობის სპეციალური მეთოდების საჭიროება.
ცილის ლაქები, როგორიცაა კრემი, კვერცხი, სისხლი, რძე და კანის ექსკრეცია მიდრეკილია კოაგულაციისა და დენატურაციისკენ ბოჭკოებზე და უფრო მტკიცედ იცავს. ცილის ფუჟინგისთვის, პროტეაზა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მის მოსაშორებლად. პროტეაზას შეუძლია ცილები დაანგრიოს ჭუჭყში წყალში ხსნადი ამინომჟავების ან ოლიგოპეპტიდებში.
სახამებლის ლაქები ძირითადად საკვებიდან მოდის, ზოგი კი, როგორიცაა ხორცის წვენები, პასტა და ა.შ., სახამებლის ფერმენტებს აქვთ კატალიტიკური მოქმედება სახამებლის ლაქების ჰიდროლიზზე, სახამებლის შაქრით იშლება.
ლიპაზას შეუძლია კატალიზაცია მოახდინოს ზოგიერთი ტრიგლიცერიდების დაშლა, რომელთა ამოღებაც რთულია ჩვეულებრივი მეთოდებით, მაგალითად, ადამიანის სხეულის მიერ სეკრეციული, საკვები ზეთების და ა.შ.
ზოგიერთი ფერადი ლაქა ხილის წვენიდან, ჩაის წვენი, მელანი, პომადა და ა.შ. ამ ტიპის ლაქების ამოღება შესაძლებელია ჟანგვის შემცირების რეაქციებით, ოქსიდანტების გამოყენებით ან შემცირების აგენტებით, როგორიცაა Bleach, რომელიც იშლება ქრომოფორის ან ქრომოფორული ჯგუფების სტრუქტურას და ამცირებს მათ უფრო მცირე წყალში ხსნადი კომპონენტებში.
მშრალი გაწმენდის თვალსაზრისით, დაახლოებით სამი ტიპის ჭუჭყია.
① ზეთის ხსნადი ჭუჭყიანი მოიცავს სხვადასხვა ზეთებს და ცხიმებს, რომლებიც თხევადი ან ცხიმიანია და ხსნადი მშრალი დასუფთავების გამხსნელებში.
② წყლის ხსნადი ჭუჭყიანი ხსნადია წყალხსნარში, მაგრამ ხსნადი მშრალი დასუფთავების აგენტებში. იგი იწევს ტანსაცმელს წყლის ხსნარის სახით, ხოლო წყლის აორთქლების შემდეგ, მარცვლოვანი მყარი, როგორიცაა არაორგანული მარილები, სახამებელი, ცილები და ა.შ.
③ ზეთის წყლის ხსნადი ჭუჭყიანი ჭუჭყიანია როგორც წყალში, ასევე მშრალი გაწმენდის გამხსნელებში, მაგალითად, ნახშირბადის შავი, სხვადასხვა ლითონის სილიკატები და ოქსიდები.
სხვადასხვა ტიპის ჭუჭყის სხვადასხვა თვისებების გამო, მშრალი გაწმენდის პროცესში ჭუჭყის ამოღების სხვადასხვა გზა არსებობს. ზეთის ხსნადი ჭუჭყიანი, მაგალითად, ცხოველური და მცენარეული ზეთები, მინერალური ზეთები და ცხიმები, ადვილად ხსნადია ორგანულ გამხსნელებში და მისი ადვილად ამოღება შესაძლებელია მშრალი გაწმენდის დროს. მშრალი საწმენდი გამხსნელების შესანიშნავი ხსნადობა ზეთისა და ცხიმისთვის არსებითად განპირობებულია მოლეკულებს შორის ვან დერ ვალის ძალებით.
წყლის ხსნადი ჭუჭყის მოსაშორებლად, როგორიცაა არაორგანული მარილები, შაქარი, ცილები, ოფლი და ა.შ., ასევე აუცილებელია წყლის დასუფთავების აგენტში შესაბამისი რაოდენობის დამატება, სხვაგვარად წყალში ხსნადი ჭუჭყიანი ტანსაცმლის ამოღება რთულია. მაგრამ წყლის დაშლა რთულია მშრალი დასუფთავების აგენტებში, ამიტომ წყლის რაოდენობის გასაზრდელად, საჭიროა ზედაპირული საშუალებების დამატება. მშრალი დასუფთავების აგენტებში არსებულ წყალს შეუძლია ატენიანოს ჭუჭყიანი და ტანსაცმლის ზედაპირი, რაც ამარტივებს სურფაქტანტების პოლარულ ჯგუფებთან ურთიერთქმედებას, რაც სასარგებლოა ზედაპირზე ზედაპირული ზედაპირის ადსორბციისთვის. გარდა ამისა, როდესაც surfactants ქმნიან მიკელებს, წყალში ხსნადი ჭუჭყიანი და წყალი შეიძლება ხსნადი იყოს მიკელებში. სურფაქტანტებს არა მხოლოდ წყლის შემცველობა გაზარდონ მშრალი დასუფთავების გამხსნელებში, არამედ ხელს უშლის ჭუჭყის განმეორებით განლაგებას დასუფთავების ეფექტის გასაუმჯობესებლად.
მცირე რაოდენობით წყლის არსებობა აუცილებელია წყლის ხსნადი ჭუჭყის მოსაშორებლად, მაგრამ გადაჭარბებულმა წყალმა შეიძლება გამოიწვიოს ზოგიერთი ტანსაცმლის დეფორმირება, ნაოჭები და ა.შ., ამიტომ მშრალი სარეცხი საშუალების წყლის შემცველობა უნდა იყოს ზომიერი.
მყარი ნაწილაკები, როგორიცაა ნაცარი, ტალახი, ნიადაგი და ნახშირბადის შავი, რომლებიც არც წყალში ხსნადი და არც ნავთობის ხსნადი არიან, ზოგადად ემორჩილებიან ტანსაცმელს ელექტროსტატიკური ადსორბციით ან ნავთობის ლაქებთან ერთად. მშრალი გაწმენდის დროს, გამხსნელების ნაკადმა და ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ელექტროსტატიკური ძალების მიერ დაცემული ჭუჭყიანი ჭუჭყიანი, ხოლო მშრალი საწმენდი საშუალებები შეიძლება დაიშალონ ნავთობის ლაქები, რამაც გამოიწვია მყარი ნაწილაკები, რომლებიც აერთიანებს ზეთის ლაქებს და დაიცვან ტანსაცმელი, რომ ჩამოიშალოს მშრალი საწმენდი აგენტი. მშრალი დასუფთავების აგენტში წყლისა და სურფაქტანტების მცირე რაოდენობა შეიძლება შეაჩეროს და დაარბიოს მყარი ჭუჭყიანი ნაწილაკები, რომლებიც იშლება, რაც თავიდან აიცილებს მათ ტანსაცმელს.
(5) ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სარეცხი ეფექტზე
ინტერფეისში ზედაპირული საშუალებების მიმართულებითი ადსორბცია და ზედაპირის (ინტერფაზური) დაძაბულობის შემცირება თხევადი ან მყარი ფუჟინგის ამოღების ძირითადი ფაქტორია. მაგრამ სარეცხი პროცესი შედარებით რთულია, და იმავე ტიპის სარეცხი საშუალების სარეცხი მოქმედებაც კი მრავალი სხვა ფაქტორზეა გავლენას. ეს ფაქტორები მოიცავს სარეცხი საშუალების კონცენტრაციას, ტემპერატურას, ჭუჭყის ბუნებას, ბოჭკოს ტიპს და ქსოვილის სტრუქტურას.
① ზედაპირული საშუალებების კონცენტრაცია
Surfactants- ის მიკელებმა ხსნარში მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სარეცხი პროცესში. როდესაც კონცენტრაცია აღწევს კრიტიკულ მიკელის კონცენტრაციას (CMC), სარეცხი ეფექტი მკვეთრად იზრდება. ამრიგად, გამხსნელში სარეცხი საშუალების კონცენტრაცია უნდა იყოს უფრო მაღალი, ვიდრე CMC მნიშვნელობა, რათა მიაღწიოს კარგი სარეცხი ეფექტის მიღწევას. ამასთან, როდესაც სურფაქტანტების კონცენტრაცია აღემატება CMC მნიშვნელობას, მზარდი სარეცხი ეფექტი ხდება ნაკლებად მნიშვნელოვანი, ხოლო ზედაპირული კონცენტრაციის გადაჭარბებული ზრდა ზედმეტია.
ხსნარიზაციის გამოყენებისას ნავთობის ლაქების მოსაშორებლად, მაშინაც კი, თუ კონცენტრაცია არის CMC მნიშვნელობის ზემოთ, ხსნარიზაციის ეფექტი კვლავ იზრდება ზედაპირული კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. ამ დროს, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ სარეცხი საშუალებები ადგილობრივად, მაგალითად, ტანსაცმლის ყუთებზე და საყელოებზე, სადაც უამრავი ჭუჭყია. დაბანისას, სარეცხი საშუალების ფენა პირველ რიგში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზედაპირული საშუალებების ხსნარიზაციის ეფექტის გასაუმჯობესებლად ნავთობის ლაქებზე.
② ტემპერატურა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს დასუფთავების ეფექტზე. საერთო ჯამში, ტემპერატურის გაზრდა სასარგებლოა ჭუჭყის მოსაშორებლად, მაგრამ ზოგჯერ გადაჭარბებულმა ტემპერატურამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს უარყოფითი ფაქტორები.
ტემპერატურის ზრდა სასარგებლოა ჭუჭყის დიფუზიისთვის. მყარი ნავთობის ლაქები ადვილად ემულსირებულია, როდესაც ტემპერატურა დნობის წერტილზე მაღლა დგას, ხოლო ბოჭკოები ასევე ზრდის მათი გაფართოების ხარისხს ტემპერატურის ზრდის გამო. ეს ფაქტორები ყველა სასარგებლოა ჭუჭყის მოსაშორებლად. ამასთან, მჭიდრო ქსოვილებისთვის, ბოჭკოებს შორის მიკრო ხარვეზები მცირდება ბოჭკოვანი გაფართოების შემდეგ, რაც ხელს უწყობს ჭუჭყის მოცილებას.
ტემპერატურის ცვლილებები ასევე გავლენას ახდენს surfactants- ის ხსნადობაზე, CMC მნიშვნელობასა და მიკელეს ზომაზე, რითაც გავლენას ახდენს სარეცხი ეფექტზე. ნახშირბადის ჯაჭვის გრძელი ზედაპირული საშუალებები აქვთ უფრო დაბალი ხსნადობა დაბალ ტემპერატურაზე, ზოგჯერ კი უფრო დაბალი ხსნადობა, ვიდრე CMC მნიშვნელობა. ამ შემთხვევაში, სარეცხი ტემპერატურა სათანადოდ უნდა გაიზარდოს. ტემპერატურის გავლენა CMC მნიშვნელობასა და მიკელის ზომაზე განსხვავებულია იონური და არაიონური ზედაპირული სურფაქტანტებისთვის. იონური სურფაქტანტებისთვის, ტემპერატურის მატება ზოგადად იწვევს CMC მნიშვნელობის ზრდას და მიკელის ზომების შემცირებას. ეს ნიშნავს, რომ სურფაქტანტების კონცენტრაცია უნდა გაიზარდოს სარეცხი ხსნარში. არაიონური სურფაქტანტებისთვის, ტემპერატურის გაზრდა იწვევს მათი CMC მნიშვნელობის შემცირებას და მათი მიკელის ზომების მნიშვნელოვან ზრდას. ჩანს, რომ სათანადოდ მზარდი ტემპერატურა შეიძლება დაეხმაროს არაიონური ზედაპირული საშუალებების განხორციელებას მათი ზედაპირული მოქმედების განხორციელებაში. მაგრამ ტემპერატურა არ უნდა აღემატებოდეს მის ღრუბლის წერტილს.
მოკლედ რომ ვთქვათ, ყველაზე შესაფერისი სარეცხი ტემპერატურა უკავშირდება სარეცხი საშუალების ფორმულას და გარეცხვის ობიექტს. ზოგიერთ სარეცხი საშუალებებს აქვს კარგი დასუფთავების ეფექტები ოთახის ტემპერატურაზე, ხოლო ზოგიერთ სარეცხი საშუალებებს მნიშვნელოვნად განსხვავებული საწმენდი ეფექტები აქვთ ცივი და ცხელი სარეცხი საშუალებებისთვის.
③ ქაფი
ადამიანები ხშირად აწყნარებენ ქაფის უნარს სარეცხი ეფექტით, მიაჩნიათ, რომ ძლიერი ქაფის უნარის მქონე სარეცხი საშუალებები უკეთეს სარეცხი ეფექტებს განიცდიან. შედეგები აჩვენებს, რომ სარეცხი ეფექტი პირდაპირ არ არის დაკავშირებული ქაფის ოდენობასთან. მაგალითად, სარეცხი სარეცხი საშუალების დაბალი სარეცხი საშუალებების გამოყენებას არ აქვს უარესი სარეცხი ეფექტი, ვიდრე მაღალი ქაფის სარეცხი საშუალება.
მიუხედავად იმისა, რომ ქაფი პირდაპირ არ არის დაკავშირებული სარეცხი საშუალებებთან, ქაფი მაინც სასარგებლოა ზოგიერთ სიტუაციაში ჭუჭყის მოსაშორებლად. მაგალითად, სარეცხი სითხის ქაფს შეუძლია ზეთის წვეთები გადაიტანოს, როდესაც ხელით ჭურჭლის დაბანა. ხალიჩის გაფუჭებისას, ქაფს ასევე შეუძლია წაართვას მყარი ჭუჭყიანი ნაწილაკები, როგორიცაა მტვერი. მტვერი გულისხმობს ხალიჩის ჭუჭყის დიდ ნაწილს, ამიტომ ხალიჩის გამწმენდს უნდა ჰქონდეს გარკვეული ქაფის უნარი.
ქაფის ძალა ასევე მნიშვნელოვანია შამპუნისთვის. თხევადი წარმოქმნილი მშვენიერი ქაფი, როდესაც თმის ან აბაზანის დაბანა, ხალხს კომფორტულად გრძნობს.
④ ბოჭკოების ტიპები და ტექსტილის ფიზიკური თვისებები
ბოჭკოების ქიმიური სტრუქტურის გარდა, რომლებიც გავლენას ახდენენ ჭუჭყის ადჰეზიასა და მოცილებაზე, ბოჭკოების გამოჩენა და ძაფებისა და ქსოვილების ორგანიზაციული სტრუქტურა ასევე გავლენას ახდენს ჭუჭყის მოცილების სირთულეზე.
მატყლის ბოჭკოების სასწორები და ბამბის ბოჭკოების სტრუქტურის მსგავსი ბრტყელი ზოლები უფრო მიდრეკილია ჭუჭყის დაგროვებაზე, ვიდრე გლუვი ბოჭკოები. მაგალითად, ნახშირბადის შავი ცელულოზის ფილმს (წებოვანი ფილმი) მარტივია ამოღება, ხოლო ნახშირბადის შავი ბამბის ქსოვილზე დასაბუთება რთულია. მაგალითად, პოლიესტერის მოკლე ბოჭკოვანი ქსოვილები უფრო მიდრეკილნი არიან ნავთობის ლაქების დაგროვებაზე, ვიდრე გრძელი ბოჭკოვანი ქსოვილები, ხოლო მოკლე ბოჭკოვანი ქსოვილების ნავთობის ლაქები ასევე უფრო რთულია ამოღება, ვიდრე გრძელი ბოჭკოვანი ქსოვილები.
მჭიდროდ გადაბმული ძაფები და მჭიდრო ქსოვილები, ბოჭკოებს შორის მცირე მიკრო ხარვეზების გამო, შეუძლიათ წინააღმდეგობა გაუწიონ ჭუჭყის შეჭრას, მაგრამ ასევე ხელს უშლის გაწმენდის ხსნარს შიდა ჭუჭყის ამოღებაში. ამრიგად, მჭიდრო ქსოვილებს დასაწყისში ჭუჭყისადმი კარგი წინააღმდეგობა აქვთ, მაგრამ დაბინძურების შემდეგ ასევე ძნელია გაწმენდა.
⑤ წყლის სიმტკიცე
ლითონის იონების კონცენტრაცია, როგორიცაა Ca2+და Mg2+წყალში, მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს სარეცხი ეფექტზე, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ანიონური სურფაქტანტები ხვდებიან Ca2+და Mg2+იონებს, რათა შექმნან კალციუმი და მაგნიუმის მარილები ცუდი ხსნადობით, რამაც შეიძლება შეამციროს მათი დასუფთავების უნარი. მაშინაც კი, თუ სურფაქტანტების კონცენტრაცია მძიმე წყალში მაღალია, მათი დასუფთავების ეფექტი მაინც გაცილებით უარესია, ვიდრე დისტილაციაში. სურფაქტანტების საუკეთესო სარეცხი ეფექტის მისაღწევად, წყალში Ca2+იონების კონცენტრაცია უნდა შემცირდეს 1 × 10-6mol/L- ზე ქვემოთ (CACO3 უნდა შემცირდეს 0.1 მგ/ლ-მდე). ეს მოითხოვს სარეცხი საშუალების სხვადასხვა დარბილების დამატებას.
პოსტის დრო: აგვისტო -16-2024