ცხრილის თანახმად, ნავთობის წყლის ემულგატორებად შესაფერისი surfactants აქვს HLB ღირებულება 3.5-დან 6-მდე, ხოლო წყლის ზეთის ემულგატორებისთვის ის 8-დან 18-მდეა.

Hlb HLB მნიშვნელობების განსაზღვრა (გამოტოვებული).

07 ემულსიფიკაცია და ხსნარიზაცია

ემულსიია არის სისტემა, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ერთი გაუგებარი სითხე იშლება მეორეში წვრილი ნაწილაკების სახით (წვეთები ან თხევადი კრისტალები). ემულსიფიკატორი, რომელიც არის surfactant- ის ტიპი, აუცილებელია ამ თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემის სტაბილიზაციისთვის ინტერფაზური ენერგიის შემცირებით. ემულსიაში წვეთოვანი ფორმით არსებული ფაზა ეწოდება დისპერსიულ ფაზას (ან შიდა ფაზას), ხოლო უწყვეტი ფენის შექმნის ფაზას ეწოდება დისპერსიული საშუალო (ან გარე ფაზა).

① ემულგატორები და ემულსიები

საერთო ემულსიები ხშირად შედგება ერთი ფაზისაგან, როგორც წყალი ან წყალხსნარი, ხოლო მეორე, როგორც ორგანული ნივთიერება, მაგალითად, ზეთები ან ცვილი. მათი დისპერსიიდან გამომდინარე, ემულსიები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც წყლის ზეთი (w/o), სადაც ზეთი იშლება წყალში, ან ნავთობის წყალში (O/W), სადაც წყალი იშლება ზეთში. უფრო მეტიც, რთული ემულსიები, როგორიცაა W/O/W ან O/W/O შეიძლება არსებობდეს. ემულგატორები სტაბილიზაციას ახდენენ ემულსიებს ინტერფაზური დაძაბულობის შემცირებით და მონომოლეკულური მემბრანების ფორმირებით. ემულგატორმა უნდა შეამციროს ან დაგროვდეს ინტერფეისი, რათა შეამციროს ინტერფეისალური დაძაბულობა და დააკისროს ბრალდება წვეთებისთვის, წარმოქმნის ელექტროსტატიკური რეპულაციას, ან შექმნას მაღალი სიბრტყე დამცავი ფილმი ნაწილაკების გარშემო. შესაბამისად, ემულგატორებად გამოყენებულ ნივთიერებებს უნდა ჰქონდეთ ამფიფილიური ჯგუფები, რომელთა საშუალებითაც შესაძლებელია სურფაქტანტები.

② ემულსიის მომზადების მეთოდები და ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სტაბილურობაზე

ემულსიების მომზადების ორი ძირითადი მეთოდი არსებობს: მექანიკური მეთოდები სითხეებს აყრიან პატარა ნაწილაკებში სხვა სითხეში, ხოლო მეორე მეთოდი მოიცავს სითხეების დაშლას მოლეკულურ ფორმაში სხვაში და იწვევს მათ სათანადო აგრეგაციას. ემულსიის სტაბილურობა გულისხმობს ნაწილაკების აგრეგაციის წინააღმდეგობის გაწევის უნარს, რაც იწვევს ფაზის განცალკევებას. ემულსიები არის თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემები, რომელთაც აქვთ უფრო მაღალი თავისუფალი ენერგია, ამიტომ მათი სტაბილურობა ასახავს წონასწორობის მიღწევის დრო, ანუ, დრო სჭირდება თხევადს ემულსიისგან განცალკევებით. როდესაც ცხიმოვანი ალკოჰოლები, ცხიმოვანი მჟავები და ცხიმოვანი ამინები გვხვდება ინტერფაზურ ფილმში, მემბრანის სიძლიერე მნიშვნელოვნად იზრდება, რადგან პოლარული ორგანული მოლეკულები ქმნიან კომპლექსებს ადსორბირებულ ფენაში, აძლიერებენ ინტერფაზურ მემბრანას.

ორი ან მეტი სურფაქტანტისგან შედგენილ ემულგატორებს უწოდებენ შერეულ ემულგატორებს. შერეული ემულგატორები ადსორბს წყლის ნავთობის ინტერფეისით, და მოლეკულურ ურთიერთქმედებებს შეუძლიათ შექმნან კომპლექსები, რომლებიც მნიშვნელოვნად შეამცირებენ ინტერფეისალურ დაძაბულობას, იზრდება ადსორბატის რაოდენობა და უფრო მკვრივი, უფრო ძლიერი ინტერფაზური მემბრანების ფორმირება.

ელექტრული დატვირთული წვეთები განსაკუთრებით გავლენას ახდენს ემულსიების სტაბილურობაზე. სტაბილურ ემულსიებში, წვეთები, როგორც წესი, ატარებენ ელექტროენერგიას. როდესაც იონური ემულგატორები გამოიყენება, იონური სურფაქტანტების ჰიდროფობიური დასასრული შედის ნავთობის ფაზაში, ხოლო ჰიდროფილური დასასრული წყლის ფაზაში რჩება, წვეთებს გადასცემს. წვეთებს შორის ბრალდების მსგავსად, იწვევს მოგერიებას და ხელს უშლის თანაარსებობას, რაც აძლიერებს სტაბილურობას. ამრიგად, რაც უფრო დიდია ემულგატორის იონების კონცენტრაცია, რომლებიც იწურებიან წვეთებზე, მით უფრო დიდია მათი მუხტი და უფრო მაღალია ემულსიის სტაბილურობა.

დისპერსიული საშუალო სიბლანტე ასევე გავლენას ახდენს ემულსიური სტაბილურობაზე. საერთოდ, უფრო მაღალი სიბლანტის საშუალებები აუმჯობესებს სტაბილურობას, რადგან ისინი უფრო მეტად აფერხებენ წვეთების ბრაუნის მოძრაობას, შეანელებენ შეჯახების ალბათობას. მაღალი მოლეკულური წონის ნივთიერებები, რომლებიც იშლება ემულსიაში, შეიძლება გაზარდოს საშუალო სიბლანტე და სტაბილურობა. გარდა ამისა, მაღალი მოლეკულური წონის ნივთიერებებს შეუძლიათ შექმნან ძლიერი ინტერფეისალური მემბრანები, რაც კიდევ უფრო სტაბილიზირებს ემულსიას. ზოგიერთ შემთხვევაში, მყარი ფხვნილების დამატებას ანალოგიურად შეუძლია ემულსიების სტაბილიზაცია. თუ მყარი ნაწილაკები სრულად სველია წყლით და შეიძლება ზეთისგან სველი იყოს, ისინი შენარჩუნდება წყლის ზეთის ინტერფეისით. მყარი ფხვნილები სტაბილიზაციას ახდენენ ემულსიას ფილმის გაღრმავებით, რადგან ისინი ინტერფეისით კლასელებენ, ისევე, როგორც ადსორბირებული ზედაპირები.

Surfactants– მა შეიძლება მნიშვნელოვნად გააძლიეროს ორგანული ნაერთების ხსნადობა, რომლებიც წყალში ხსნადი ან ოდნავ ხსნადი არიან, მას შემდეგ რაც ხსნარში ჩამოყალიბდნენ მიკელები. ამ დროს, გამოსავალი აშკარად ჩანს, და ამ შესაძლებლობებს უწოდებენ ხსნარებას. Surfactants, რომლებსაც შეუძლიათ ხელი შეუწყონ ხსნარიზაციას, ეწოდება solubilizers, ხოლო ორგანული ნაერთები, რომლებიც ხსნარდება, ხსნარებს უწოდებენ.

08 ქაფი

ქაფი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სარეცხი პროცესებში. ქაფი ეხება გაზის დისპერსიულ სისტემას, რომელიც დაიშალა თხევადი ან მყარი, გაზით, როგორც დისპერსიული ფაზა და თხევადი ან მყარი, როგორც დისპერსიული საშუალო, რომელიც ცნობილია როგორც თხევადი ქაფი ან მყარი ქაფი, მაგალითად, ქაფის პლასტმასის, ქაფის მინა და ქაფის ბეტონი.

(1) ქაფის წარმოქმნა

ტერმინი ქაფი ეხება თხევადი ფილმებით გამოყოფილი საჰაერო ბუშტების კოლექციას. გაზის (დაშლილი ფაზა) და თხევადი (დისპერსიული საშუალო) და თხევადი, გაზის ბუშტების დაბალი სიბლანტის გამო მნიშვნელოვანი სიმკვრივის განსხვავების გამო, სწრაფად იზრდება ზედაპირზე. ქაფის წარმოქმნა გულისხმობს დიდი რაოდენობით გაზის სითხეში ჩართულობას; ბუშტები შემდეგ სწრაფად ბრუნდებიან ზედაპირზე, ქმნიან ჰაერის ბუშტების აგრეგატს, რომლებიც გამოყოფილია მინიმალური თხევადი ფილმით. ქაფს აქვს ორი გამორჩეული მორფოლოგიური მახასიათებელი: პირველი, გაზის ბუშტები ხშირად ითვალისწინებენ პოლიეთერულ ფორმას, რადგან ბუშტების კვეთაზე თხელი თხევადი ფილმი უფრო თხელი გახდება, საბოლოოდ კი ბუშტის რღვევამდე მიგვიყვანს. მეორე, სუფთა სითხეებს არ შეუძლიათ შექმნან სტაბილური ქაფი; მინიმუმ ორი კომპონენტი უნდა იყოს წარმოდგენილი ქაფის შესაქმნელად. Surfactant გადაწყვეტა არის ტიპიური ქაფის ფორმირების სისტემა, რომლის ქაფის სიმძლავრე უკავშირდება მის სხვა თვისებებს. კარგი ქაფის უნარის მქონე სურფაქტანტებს უწოდებენ ქაფის აგენტებს. მიუხედავად იმისა, რომ ქაფის აგენტები აჩვენებენ ქაფის კარგ შესაძლებლობებს, მათ მიერ წარმოქმნილი ქაფი შეიძლება დიდხანს არ გაგრძელდეს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი სტაბილურობა არ არის გარანტირებული. ქაფის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად, შეიძლება დაემატოს ნივთიერებები, რომლებიც აძლიერებს სტაბილურობას; მათ უწოდებენ სტაბილიზატორებს, საერთო სტაბილიზატორებით, მათ შორისაა ლაურილ დიეთანოლამინი და დოდეცილის დიმეთილ ამინის ოქსიდები.

(2) ქაფის სტაბილურობა

ქაფი არის თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემა; მისი ბუნებრივი პროგრესი იწვევს რღვევას, რითაც ამცირებს თხევადი ზედაპირის საერთო ფართობას და ამცირებს თავისუფალი ენერგიას. დეფოამინგის პროცესი გულისხმობს თხევადი ფილმის თანდათანობით გამიჯნვას გაზზე გამიჯნულ, სანამ არ მოხდება რღვევა. ქაფის სტაბილურობის ხარისხს, პირველ რიგში, გავლენას ახდენს თხევადი დრენაჟის სიჩქარეზე და თხევადი ფილმის სიძლიერეზე. გავლენიანი ფაქტორები მოიცავს:

① ზედაპირის დაძაბულობა: ენერგიული თვალსაზრისით, ქვედა ზედაპირის დაძაბულობა ხელს უწყობს ქაფის წარმოქმნას, მაგრამ არ იძლევა გარანტიას ქაფის სტაბილურობას. დაბალი ზედაპირის დაძაბულობა მიუთითებს მცირე წნევის დიფერენციალზე, რაც იწვევს თხევადი დრენაჟის ნელა და თხევადი ფილმის გასქელება, რაც ორივე ხელს უწყობს სტაბილურობას.

② ზედაპირული სიბლანტე: ქაფის სტაბილურობის მთავარი ფაქტორი არის თხევადი ფილმის სიძლიერე, რომელიც პირველ რიგში განისაზღვრება ზედაპირული ადსორბციული ფილმის სიმტკიცით, რომელიც იზომება ზედაპირის სიბლანტით. ექსპერიმენტული შედეგები მიუთითებს, რომ მაღალი ზედაპირული სიბლანტის მქონე გადაწყვეტილებები წარმოქმნიან უფრო ხანგრძლივ ქაფს ადსორბირებულ ფილმში გაძლიერებული მოლეკულური ურთიერთქმედების გამო, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მემბრანის სიმტკიცეს.

③ ხსნარის სიბლანტე: უფრო მაღალი სიბლანტე სითხეში თავად ანელებს სითხის დრენაჟს მემბრანიდან, რითაც გახანგრძლივებს თხევადი ფილმის სიცოცხლის ხანგრძლივობას რღვევამდე, რაც აძლიერებს ქაფის სტაბილურობას.

④ ზედაპირის დაძაბულობის „სარემონტო“ მოქმედება: მემბრანზე ადსორბციულმა სურფაქტანტებმა შეიძლება წინააღმდეგობა გაუწიონ ფილმის ზედაპირის გაფართოებას ან შეკუმშვას; ამას ეწოდება სარემონტო მოქმედება. როდესაც surfactants adsorb თხევად ფილმს და გააფართოვებს მის ზედაპირს, ეს ამცირებს ზედაპირზე ზედაპირზე კონცენტრაციას და ზრდის ზედაპირის დაძაბულობას; ამის საპირისპიროდ, შეკუმშვა იწვევს ზედაპირზე ზედაპირული ზედაპირის კონცენტრაციის გაზრდას და შემდგომში ამცირებს ზედაპირის დაძაბულობას.

⑤ გაზის დიფუზია თხევადი ფილმის საშუალებით: კაპილარული წნევის გამო, მცირე ზომის ბუშტებს უფრო მაღალი შიდა წნევა აქვთ უფრო დიდ ბუშტებთან შედარებით, რაც იწვევს გაზის დიფუზიას მცირე ბუშტებიდან უფრო დიდ ნაწილებად, რამაც მცირე ბუშტები იზრდება და იზრდება, რაც საბოლოოდ იწვევს ქაფის ჩამონგრევას. Surfactants- ის თანმიმდევრული გამოყენება ქმნის ერთგვაროვან, წვრილად განაწილებულ ბუშტებს და აფერხებს დეფოამინგს. თხევად ფილმზე მჭიდროდ შეფუთული სურფაქტანტებით, გაზის დიფუზია შეფერხებულია, რითაც აძლიერებს ქაფის სტაბილურობას.

⑥ ზედაპირის დატენვის ეფექტი: თუ ქაფის თხევადი ფილმი ერთნაირი ბრალდებითაა, ორი ზედაპირი ერთმანეთს მოგერიებს, ხელს უშლის ფილმის გახვევას ან გატეხას. იონურ სურფაქტანტებს შეუძლიათ უზრუნველყონ ეს სტაბილიზაციის ეფექტი. მოკლედ რომ ვთქვათ, თხევადი ფილმის სიძლიერე არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ქაფის სტაბილურობას. სურფაქტანტებმა, რომლებიც მოქმედებენ როგორც ქაფის აგენტები და სტაბილიზატორები, უნდა გააკეთონ მჭიდროდ შეფუთული ზედაპირი შთანთქმული მოლეკულები, რადგან ეს მნიშვნელოვნად აისახება ინტერფეისალურ მოლეკულურ ურთიერთქმედებაზე, აძლიერებს ზედაპირული ფილმის სიძლიერეს და ამით ხელს უშლის მეზობელ ფილმს მოშორებით, რაც უფრო მიღწეული გახდება ქაფის სტაბილურობა.

(3) ქაფის განადგურება

ქაფის განადგურების ფუნდამენტური პრინციპი გულისხმობს ქაფის წარმოქმნის პირობების შეცვლას ან ქაფის სტაბილიზაციული ფაქტორების აღმოფხვრას, რასაც იწვევს ფიზიკური და ქიმიური დეფოამინგის მეთოდები. ფიზიკური დეფოამინგი ინარჩუნებს ქაფის ხსნარის ქიმიურ შემადგენლობას, ხოლო შეცვლის პირობებს, როგორიცაა გარე დარღვევები, ტემპერატურა ან წნევის ცვლილებები, აგრეთვე ულტრაბგერითი მკურნალობა, ქაფის აღმოფხვრის ყველა ეფექტური მეთოდი. ქიმიური დეფოამინგი ეხება გარკვეული ნივთიერებების დამატებას, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ქაფის აგენტებთან, რათა შეამცირონ თხევადი ფილმის სიძლიერე ქაფში, ამცირებს ქაფის სტაბილურობას და დეფოსინგის მიღწევას. ასეთ ნივთიერებებს უწოდებენ დეფოამერებს, რომელთა უმეტესობა ზედაპირული საშუალებებია. დეფოამერებს, როგორც წესი, აქვთ მნიშვნელოვანი უნარი, რომ შეამცირონ ზედაპირული დაძაბულობა და შეუძლიათ ადვილად იწვებიან ზედაპირებზე, უფრო სუსტი ურთიერთქმედებით შემადგენელ მოლეკულებს შორის, რითაც ქმნიან ფხვიერი მოლეკულური სტრუქტურა. დეფოამერის ტიპები მრავალფეროვანია, მაგრამ ისინი ზოგადად არაიონური სურფაქტანტები არიან, განშტოებული ალკოჰოლით, ცხიმოვანი მჟავებით, ცხიმოვანი მჟავების ეთერით, პოლიამიდებით, ფოსფატებით და სილიკონის ზეთებით, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც შესანიშნავი დეფოამერები.

(4) ქაფი და დასუფთავება

ქაფის ოდენობა პირდაპირ არ უკავშირდება დასუფთავების ეფექტურობას; მეტი ქაფი არ ნიშნავს უკეთეს გაწმენდას. მაგალითად, არაიონურ სურფაქტანტებმა შეიძლება წარმოქმნას ნაკლები ქაფი, ვიდრე საპონი, მაგრამ მათ შეიძლება ჰქონდეთ უმაღლესი დასუფთავების შესაძლებლობები. ამასთან, გარკვეულ პირობებში, ქაფს შეუძლია დაეხმაროს ჭუჭყის ამოღებას; მაგალითად, ჭურჭლის სარეცხი ქაფი ხელს უწყობს ცხიმიანობის ტარებას, ხოლო ხალიჩების გაწმენდა საშუალებას აძლევს ქაფს ჭუჭყისა და მყარი დამაბინძურებლების ამოღება. უფრო მეტიც, ქაფს შეუძლია სიგნალის ეფექტურობის სიგნალი; ზედმეტი ცხიმოვანი ცხიმი ხშირად აფერხებს ბუშტის წარმოქმნას, რაც იწვევს ქაფის ნაკლებობას ან არსებული ქაფის შემცირებას, რაც მიუთითებს სარეცხი საშუალებების დაბალ ეფექტურობაზე. გარდა ამისა, ქაფი შეიძლება გახდეს გამრეცხვის სისუფთავის ინდიკატორი, რადგან გამრეცხვის წყალში ქაფის დონე ხშირად მცირდება უფრო დაბალი სარეცხი კონცენტრაციით.

09 სარეცხი პროცესი

ფართოდ რომ ვთქვათ, სარეცხი არის არასასურველი კომპონენტების ამოღების პროცესი ობიექტისგან გაწმენდილი, გარკვეული მიზნის მისაღწევად. საერთო თვალსაზრისით, სარეცხი ეხება ჭუჭყის ამოღებას გადამზიდავის ზედაპირიდან. სარეცხის დროს, გარკვეული ქიმიური ნივთიერებები (სარეცხი საშუალებების მსგავსად) მოქმედებენ ჭუჭყსა და გადამზიდავს შორის ურთიერთქმედების შესუსტებას ან აღმოფხვრას, ჭუჭყსა და გადამზიდავს შორის კავშირის გადაქცევას ჭუჭყსა და სარეცხი საშუალებებს შორის კავშირში, რაც მათ განცალკევებას იძლევა. იმის გათვალისწინებით, რომ გაწმენდის ობიექტები და ჭუჭყიანი, რომელსაც სჭირდება ამოღება, შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, სარეცხი არის რთული პროცესი, რომელიც შეიძლება გამარტივდეს შემდეგ ურთიერთობაში:

გადამზიდავი • ჭუჭყიანი + სარეცხი საშუალება = გადამზიდავი + ჭუჭყიანი • სარეცხი საშუალება. სარეცხი პროცესი ზოგადად შეიძლება დაიყოს ორ ეტაპზე:

1. ჭუჭყიანი განცალკევებულია გადამზიდავისაგან, სარეცხი მოქმედების მოქმედებით;

2. განცალკევებული ჭუჭყიანი დაშლილია და შეჩერებულია საშუალო. სარეცხი პროცესი შექცევადია, რაც იმას ნიშნავს, რომ დაშლილ ან შეჩერებულ ჭუჭყს შეუძლია პოტენციურად ხელახლა დაასახელოს გაწმენდილი ნივთი. ამრიგად, ეფექტურ სარეცხი საშუალებებს არა მხოლოდ ჭირდება ჭუჭყისგან განშორების უნარი, არამედ ჭუჭყის გაფანტვა და შეჩერება, რაც ხელს უშლის მის გადასახლებას.

(1) ჭუჭყის ტიპები

ერთ ნივთსაც კი შეუძლია დაგროვდეს სხვადასხვა ტიპები, კომპოზიციები და ჭუჭყის რაოდენობა, მისი გამოყენების კონტექსტიდან გამომდინარე. ცხიმიანი ჭუჭყიანი შედგება ძირითადად ცხოველების და მცენარეთა სხვადასხვა ზეთებისა და მინერალური ზეთებისგან (მაგალითად, ნედლი ზეთი, საწვავის ზეთი, ქვანახშირის ტარი და ა.შ.); მყარი ჭუჭყიანი მოიცავს ნაწილაკებს, როგორიცაა ჭვარტლი, მტვერი, ჟანგი და ნახშირბადის შავი. რაც შეეხება ტანსაცმლის ჭუჭყს, ის შეიძლება წარმოიშვას ადამიანის სეკრეციიდან, როგორიცაა ოფლი, სებუმი და სისხლი; საკვებთან დაკავშირებული ლაქები, როგორიცაა ხილის ან ზეთის ლაქები და სუნელები; ნარჩენები კოსმეტიკური საშუალებებისგან, როგორიცაა პომადა და ფრჩხილის პოლონური; ატმოსფერული დამაბინძურებლები, როგორიცაა კვამლი, მტვერი და ნიადაგი; და დამატებითი ლაქები, როგორიცაა მელანი, ჩაი და საღებავი. ჭუჭყის ეს მრავალფეროვნება ზოგადად შეიძლება კატეგორიული იყოს მყარ, თხევად და სპეციალურ ტიპებად.

① მყარი ჭუჭყიანი: საერთო მაგალითებში შედის ჭვარტლი, ტალახი და მტვრის ნაწილაკები, რომელთა უმეტესობას ტენდენცია აქვს ბრალდება - ხშირად უარყოფითად დატვირთული - რომელიც ადვილად ემორჩილება ბოჭკოვან მასალებს. მყარი ჭუჭყიანი, ზოგადად, წყალში ნაკლებად ხსნადია, მაგრამ შეიძლება დაიშალოს და შეჩერდეს სარეცხი საშუალებებში. ნაწილაკები, ვიდრე 0,1μm, შეიძლება განსაკუთრებით რთული იყოს ამოღება.

② თხევადი ჭუჭყიანი: ეს მოიცავს ცხიმიან ნივთიერებებს, რომლებიც ნავთობის ხსნადია, მოიცავს ცხოველთა ზეთებს, ცხიმოვან მჟავებს, ცხიმოვან ალკოჰოლს, მინერალურ ზეთებს და მათ ოქსიდებს. მიუხედავად იმისა, რომ ცხოველურ და მცენარეულ ზეთებს და ცხიმოვან მჟავებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ ტუტეებით საპნის შესაქმნელად, ცხიმოვანი ალკოჰოლები და მინერალური ზეთები არ განიცდიან saponification, მაგრამ შეიძლება მისი დაშლა ალკოჰოლების, ეთერების და ორგანული ნახშირწყალბადებით, და შეიძლება ემულსირებული და დაანგრიოს სარეცხი საშუალებებით. თხევადი ცხიმიანი ჭუჭყიანი, როგორც წესი, მტკიცედ არის დაცული ბოჭკოვანი მასალები ძლიერი ურთიერთქმედების გამო.

③ სპეციალური ჭუჭყიანი: ამ კატეგორიაში შედის ცილები, სახამებელი, სისხლი და ადამიანის სეკრეციები, როგორიცაა ოფლი და შარდი, ასევე ხილისა და ჩაის წვენები. ეს მასალები ხშირად მყარად აკავშირებს ბოჭკოებს ქიმიური ურთიერთქმედების საშუალებით, რაც მათ უფრო რთულდება. ჭუჭყის სხვადასხვა ტიპები იშვიათად არსებობენ დამოუკიდებლად, უფრო მეტიც, ისინი ერთმანეთთან შერწყმულია და კოლექტიურად იცავენ ზედაპირებს. ხშირად, გარე გავლენის ქვეშ, ჭუჭყს შეუძლია დაჟანგვა, დაშლა ან გაფუჭება, ჭუჭყის ახალი ფორმების წარმოება.

(2) ჭუჭყის ადჰეზია

ჭუჭყიანი მიეკუთვნება მასალებს, როგორიცაა ტანსაცმელი და კანი, ობიექტსა და ჭუჭყს შორის გარკვეული ურთიერთქმედების გამო. წებოვანი ძალა ჭუჭყსა და ობიექტს შორის შეიძლება გამოიწვიოს ფიზიკური ან ქიმიური ადჰეზიის შედეგად.

① ფიზიკური გადაბმის: ჭუჭყის ადჰეზია, როგორიცაა ჭვარტლი, მტვერი და ტალახი, ძირითადად, გულისხმობს სუსტი ფიზიკური ურთიერთქმედებებს. საერთოდ, ამ ტიპის ჭუჭყიანი შეიძლება ადვილად მოიხსნას მათი სუსტი ადჰეზიის გამო, რაც ძირითადად წარმოიქმნება მექანიკური ან ელექტროსტატიკური ძალებისგან.

A: მექანიკური ადჰეზია **: ეს ჩვეულებრივ ეხება მყარ ჭუჭყს, როგორიცაა მტვერი ან ქვიშა, რომელიც იცავს მექანიკურ საშუალებებს, რაც შედარებით მარტივია ამოღება, თუმცა 0,1μm– ის ქვეშ მცირე ნაწილაკები საკმაოდ რთულია გაწმენდის.

B: ელექტროსტატიკური ადჰეზია **: ეს მოიცავს დამუხტული ჭუჭყიანი ნაწილაკების ურთიერთქმედებას საპირისპიროდ დატვირთულ მასალებთან; ჩვეულებრივ, ბოჭკოვანი მასალები უარყოფით ბრალდებას ატარებენ, რაც მათ საშუალებას აძლევს პოზიტიურად დატვირთული მიმდევრები მოიზიდონ გარკვეული მარილების მსგავსად. ზოგიერთ უარყოფითად დატვირთულ ნაწილაკს ამ ბოჭკოებზე კვლავ შეუძლია დაგროვება ხსნარში პოზიტიური იონებით წარმოქმნილი იონური ხიდებით.

② ქიმიური ადჰეზია: ეს ეხება ქიმიური ობლიგაციების საშუალებით ობიექტის დაცვას. მაგალითად, პოლარული მყარი ჭუჭყიანი ან მასალები, როგორიცაა ჟანგი, მტკიცედ იცავს ქიმიური ობლიგაციების გამო, რომელიც წარმოიქმნება ფუნქციური ჯგუფებით, როგორიცაა კარბოქსილი, ჰიდროქსილი ან ამინური ჯგუფები, რომლებიც იმყოფებიან ბოჭკოვან მასალებში. ეს ობლიგაციები ქმნიან ძლიერ ურთიერთქმედებებს, რაც უფრო რთულდება ასეთი ჭუჭყის ამოღება; სპეციალური მკურნალობა შეიძლება საჭირო გახდეს ეფექტურად გაწმენდის მიზნით. ჭუჭყიანი ადჰეზიის ხარისხი დამოკიდებულია თავად ჭუჭყის თვისებებზე, ასევე იმ ზედაპირზე, რომელსაც იგი ემორჩილება.

(3) ჭუჭყის მოცილების მექანიზმები

სარეცხი მიზანია ჭუჭყის აღმოფხვრა. ეს გულისხმობს სარეცხი საშუალებების მრავალფეროვანი ფიზიკური და ქიმიური მოქმედებების გამოყენებას ჭუჭყსა და გარეცხილ ნივთებს შორის ადჰეზიის შესუსტების ან აღმოფხვრის მიზნით, რომელსაც ეხმარება მექანიკური ძალები (მაგალითად, სახელმძღვანელო სკრაბინგი, სარეცხი მანქანების აგიტაცია ან წყლის ზემოქმედება), რაც საბოლოოდ იწვევს ჭუჭყის განცალკევებას.

① თხევადი ჭუჭყის მოცილების მექანიზმი

A: სველი: თხევადი ჭუჭყიანი ყველაზე ცხიმიანია და ტენდენცია აქვს სხვადასხვა ბოჭკოვანი ნივთების სველი, მათ ზედაპირებზე ცხიმიანი ფილმის შექმნა. სარეცხის პირველი ნაბიჯი არის სარეცხი მოქმედება, რომელიც იწვევს ზედაპირის დასველებას.
B: ნავთობის მოცილების მექანიზმი: თხევადი ჭუჭყის მოცილების მეორე ნაბიჯი ხდება Rollup პროცესის საშუალებით. თხევადი ჭუჭყიანი, რომელიც ვრცელდება როგორც ფილმი ზედაპირზე, თანდათანობით გადადის წვეთებში, რადგან სარეცხი თხევადი შეღავათიანი სველი წვერია ბოჭკოვანი ზედაპირის შეღავათით, საბოლოოდ შეიცვალა სარეცხი სითხე.

② მყარი ჭუჭყის მოცილების მექანიზმი

თხევადი ჭუჭყისგან განსხვავებით, მყარი ჭუჭყის მოცილება ეყრდნობა სარეცხი სითხის უნარს, რომ სველი იყოს როგორც ჭუჭყიანი ნაწილაკები, ასევე გადამზიდავი მასალის ზედაპირი. Surfactants– ის ადსორბცია მყარი ჭუჭყისა და გადამზიდავი ზედაპირებზე ამცირებს მათ ურთიერთქმედების ძალებს, რითაც ამცირებს ჭუჭყიანი ნაწილაკების ადჰეზიის სიმტკიცეს, რაც მათ ამოიღებს. გარდა ამისა, surfactants, განსაკუთრებით იონური surfactants, შეუძლიათ გაზარდონ მყარი ჭუჭყისა და ზედაპირული მასალის ელექტრული პოტენციალი, რაც ხელს შეუწყობს შემდგომ მოცილებას.

არაიონური სურფაქტანტები ტენდენციურად იწვებიან ზოგადად დატვირთულ მყარ ზედაპირებზე და შეუძლიათ შექმნან მნიშვნელოვანი ადსორბირებული ფენა, რამაც გამოიწვია ჭუჭყის გადატვირთვა. ამასთან, კატიონურმა სურფაქტანტებმა შეიძლება შეამცირონ ჭუჭყისა და გადამზიდავი ზედაპირის ელექტრული პოტენციალი, რაც იწვევს შემცირებას და შეაფერხებს ჭუჭყის მოცილებას.

③ სპეციალური ჭუჭყის მოცილება

ტიპიური სარეცხი საშუალებები შეიძლება ებრძოლონ ჯიუტი ლაქების ცილებს, სახამებელს, სისხლს და სხეულის სეკრეციას. პროტეაზას მსგავს ფერმენტებს შეუძლიათ ეფექტურად წაშალონ ცილის ლაქები ცილების ხსნადი ამინომჟავების ან პეპტიდების ცილების შემცირებით. ანალოგიურად, სახამებლები შეიძლება დაიშალოს შაქრით ამილაზას მიერ. ლიპაზებს შეუძლიათ ხელი შეუწყონ ტრიცილგლიცეროლის მინარევების დაშლას, რაც ხშირად ძნელია ამოიღონ ჩვეულებრივი საშუალებებით. ხილის წვენებისგან, ჩაის ან მელნისგან ზოგჯერ საჭიროებს ჟანგვის აგენტებს ან რედუქტორებს, რომლებიც რეაგირებენ ფერის გამომუშავების ჯგუფებთან, რათა მათ უფრო წყალგაუმტარი ფრაგმენტებად გადაგვარონ.

(4) მშრალი გაწმენდის მექანიზმი

ზემოხსენებული წერტილები, ძირითადად, წყლით დაბანაზეა დაკავშირებული. ამასთან, ქსოვილების მრავალფეროვნების გამო, ზოგიერთმა მასალამ შეიძლება არ რეაგირება მოახდინოს წყლის დაბანაზე, რამაც გამოიწვია დეფორმაცია, ფერის ქრებოდა და ა.შ., მრავალი ბუნებრივი ბოჭკოები აფართოებენ სველს და ადვილად შემცირებას, რაც იწვევს არასასურველი სტრუქტურული ცვლილებებს. ამრიგად, მშრალი გაწმენდა, როგორც წესი, ორგანული გამხსნელების გამოყენებით, ხშირად უპირატესობას ანიჭებს ამ ქსოვილებს.

მშრალი გაწმენდა უფრო მსუბუქია სველ სარეცხი საშუალებებთან შედარებით, რადგან ის ამცირებს მექანიკურ მოქმედებას, რამაც შეიძლება დააზიანოს ტანსაცმელი. მშრალი გაწმენდის ეფექტური ჭუჭყის მოცილებისთვის, ჭუჭყიანი კატეგორიზებულია სამ მთავარ ტიპად:

① ზეთის ხსნადი ჭუჭყიანი: ეს მოიცავს ზეთებს და ცხიმებს, რომლებიც ადვილად იშლება მშრალი გაწმენდის გამხსნელებში.

② წყალში ხსნადი ჭუჭყიანი: ამ ტიპს შეუძლია წყალში დაითხოვოს, მაგრამ არა მშრალი საწმენდი გამხსნელებში, რომელიც მოიცავს არაორგანულ მარილებს, სახამებელს და ცილებს, რამაც შეიძლება კრისტალიზაცია მოახდინოს მას შემდეგ, რაც წყალი აორთქლდება.

③ ჭუჭყიანი, რომელიც არც ზეთია- და არც წყალში ხსნადი: ეს მოიცავს ნივთიერებებს, როგორიცაა ნახშირბადის შავი და მეტალის სილიკატები, რომლებიც არცერთ საშუალოზე არ იშლება.

თითოეული ჭუჭყიანი ტიპი მოითხოვს სხვადასხვა სტრატეგიას მშრალი გაწმენდის დროს ეფექტური მოსაშორებლად. ნავთობის ხსნადი ჭუჭყიანი მეთოდოლოგიურად ამოღებულია ორგანული გამხსნელების გამოყენებით, არაპოლარული გამხსნელებში მათი შესანიშნავი ხსნადობის გამო. წყლის ხსნადი ლაქებისთვის, ადეკვატური წყალი უნდა იყოს წარმოდგენილი მშრალი დასუფთავების აგენტში, რადგან წყალი გადამწყვეტია ეფექტური ჭუჭყის მოსაშორებლად. სამწუხაროდ, იმის გამო, რომ წყალს აქვს მინიმალური ხსნადობა მშრალი საწმენდი საშუალებებში, surfactants ხშირად ემატება წყლის ინტეგრირებას.

Surfactants აძლიერებს დასუფთავების აგენტის შესაძლებლობებს წყლისა და დახმარების მისაღწევად მიკელებში წყალში ხსნადი მინარევების ხსნადი. გარდა ამისა, surfactants– ს შეუძლია შეუშალოს ჭუჭყიანი ჭუჭყის ჩამოყალიბება ახალი საბადოების ჩამოყალიბებისგან, გაწმენდის ეფექტურობის გაძლიერების შემდეგ. წყლის უმნიშვნელო დამატება აუცილებელია ამ მინარევების მოსაშორებლად, მაგრამ გადაჭარბებულმა რაოდენობამ შეიძლება გამოიწვიოს ქსოვილის დამახინჯება, რითაც საჭიროა წყლის დაბალანსებული წყლის შემცველობა მშრალი დასუფთავების ხსნარებში.

(5) ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სარეცხი მოქმედებაზე

ზედაპირული ნაწლავებზე ზედაპირული საშუალებების ადსორბცია და ინტერფეისალური დაძაბულობის შედეგად შემცირდება თხევადი ან მყარი ჭუჭყის მოსაშორებლად. ამასთან, სარეცხი საშუალებები თანდაყოლილი რთულია, რაც გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორებით, თუნდაც მსგავსი სარეცხი ტიპების მიხედვით. ამ ფაქტორებში შედის სარეცხი კონცენტრაცია, ტემპერატურა, ჭუჭყიანი თვისებები, ბოჭკოვანი ტიპები და ქსოვილის სტრუქტურა.

Surfactants- ის კონცენტრაცია: ზედაპირული საშუალებებით წარმოქმნილი მიკელები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სარეცხიში. სარეცხი ეფექტურობა მკვეთრად იზრდება მას შემდეგ, რაც კონცენტრაცია გადააჭარბებს მიკელეს კრიტიკულ კონცენტრაციას (CMC), შესაბამისად, სარეცხი საშუალებები უნდა იქნას გამოყენებული კონცენტრაციებზე, ვიდრე CMC- ზე უფრო მაღალი კონცენტრაციაზე, ეფექტური სარეცხი საშუალებებისთვის. ამასთან, სარეცხი კონცენტრაცია CMC– ის მოსავლიანობის შემცირების ანაზღაურებით, რაც ზედმეტი კონცენტრაციას ზედმეტი გახდის.

② ტემპერატურის ეფექტი: ტემპერატურას ღრმა გავლენა აქვს დასუფთავების ეფექტურობაზე. საერთოდ, უფრო მაღალი ტემპერატურა ხელს უწყობს ჭუჭყის მოცილებას; ამასთან, გადაჭარბებულმა სითბოს შეიძლება უარყოფითი გავლენა მოახდინოს. ტემპერატურის ამაღლება ხელს უწყობს ჭუჭყის დისპერსიის დახმარებას და შეიძლება გამოიწვიოს ცხიმიანი ჭუჭყიანი ემულსირება უფრო ადვილად. მიუხედავად ამისა, მჭიდროდ ნაქსოვი ქსოვილებში, ტემპერატურის მომატება ბოჭკოების შეშუპებამ შეიძლება უნებურად შეამციროს მოცილების ეფექტურობა.

ტემპერატურის რყევები ასევე გავლენას ახდენს surfactant ხსნადობაზე, CMC და Micelle Counts- ზე, რითაც გავლენას ახდენს დასუფთავების ეფექტურობაზე. მრავალი გრძელი ჯაჭვის ზედაპირისთვის, დაბალი ტემპერატურა ამცირებს ხსნადობას, ზოგჯერ საკუთარ CMC- ს ქვემოთ; ამრიგად, სათანადო დათბობა შეიძლება საჭირო გახდეს ოპტიმალური ფუნქციონირებისთვის. ტემპერატურის ზემოქმედება CMC- ზე და მიკელებზე განსხვავდება იონური და არაიონური ზედაპირული საშუალებების მიმართ: ტემპერატურის გაზრდა, როგორც წესი, ამაღლებს იონური ზედაპირული საშუალებების CMC- ს, რითაც მოითხოვს კონცენტრაციის კორექტირებას.

③ ქაფი: არსებობს გავრცელებული მცდარი წარმოდგენა, რომელიც აკავშირებს ქაფის უნარს სარეცხი ეფექტურობასთან - უფრო ქაფი არ არის თანაბარი უმაღლესი რეცხვის. ემპირიული მტკიცებულებები ვარაუდობენ, რომ დაბალი ქაფის სარეცხი საშუალებები შეიძლება თანაბრად ეფექტური იყოს. ამასთან, ქაფმა შეიძლება ხელი შეუწყოს ჭუჭყის მოცილებას გარკვეულ პროგრამებში, მაგალითად, ჭურჭლის სარეცხი მანქანაში, სადაც ქაფი ხელს უწყობს ცხიმიანობის გადაადგილებას ან ხალიჩის გაწმენდას, სადაც ის აძლიერებს ჭუჭყს. უფრო მეტიც, ქაფის არსებობამ შეიძლება მიუთითოს, ფუნქციონირებს თუ არა სარეცხი საშუალებები; ჭარბი ცხიმიანი შეიძლება შეაფერხოს ქაფის წარმოქმნა, ხოლო ქაფის შემცირება ნიშნავს სარეცხი კონცენტრაციის შემცირებას.

④ ბოჭკოვანი ტიპი და ტექსტილის თვისებები: ქიმიური სტრუქტურის მიღმა, ბოჭკოების გარეგნობა და ორგანიზაცია გავლენას ახდენს ჭუჭყის ადჰეზიაზე და მოცილების სირთულეზე. ბოჭკოები უხეში ან ბრტყელი სტრუქტურებით, მატყლის ან ბამბის მსგავსად, უფრო ჭუჭყს უფრო ადვილად ხვდებიან, ვიდრე გლუვი ბოჭკოები. მჭიდროდ ნაქსოვი ქსოვილები შეიძლება თავდაპირველად წინააღმდეგობას გაუწიონ ჭუჭყის დაგროვებას, მაგრამ შეიძლება ხელი შეუშალოს ეფექტურ რეცხვას ხაფანგში ჭუჭყის შეზღუდული წვდომის გამო.

⑤ წყლის სიმტკიცე: Ca²⁺, Mg²⁺ და სხვა მეტალის იონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად აისახება შედეგებზე, განსაკუთრებით ანიონური ზედაპირული საშუალებებისთვის, რომელთაც შეუძლიათ შექმნან ხსნადი მარილები, რომლებიც ამცირებენ დასუფთავების ეფექტურობას. მყარ წყალში თუნდაც სათანადო ზედაპირული კონცენტრაციით, დასუფთავების ეფექტურობა მოკლებულია გამოხურებულ წყალთან შედარებით. ოპტიმალური სურფაქტანტის შესრულებისთვის, Ca²⁺- ს კონცენტრაცია უნდა შემცირდეს 1 × 10⁻⁶ მოლ/ლ-ზე ქვემოთ (CACO₃ 0,1 მგ/ლ-ზე ქვემოთ), რაც ხშირად მოითხოვს წყლის დამბინავების აგენტების ჩართვას სარეცხი ფორმულირებებში.