ცხრილის მიხედვით, ზეთი-წყალში ემულგატორების სახით გამოსაყენებლად ვარგისი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების HLB მნიშვნელობა 3.5-დან 6-მდეა, ხოლო წყალი-ზეთში ემულგატორების HLB მნიშვნელობა 8-დან 18-მდე მერყეობს.

② HLB მნიშვნელობების განსაზღვრა (გამოტოვებულია).

07 ემულსიფიკაცია და ხსნადობა

ემულსია არის სისტემა, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ერთი შეურევადი სითხე იშლება მეორეში წვრილი ნაწილაკების (წვეთების ან თხევადი კრისტალების) სახით. ემულგატორი, რომელიც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების სახეობაა, აუცილებელია ამ თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემის სტაბილიზაციისთვის ზედაპირული ენერგიის შემცირებით. ემულსიაში წვეთების სახით არსებულ ფაზას ეწოდება დისპერსიული ფაზა (ანუ შიდა ფაზა), ხოლო უწყვეტი ფენის შემქმნელ ფაზას ეწოდება დისპერსიული გარემო (ანუ გარე ფაზა).

① ემულგატორები და ემულსიები

გავრცელებული ემულსიები ხშირად შედგება ერთი ფაზისგან, როგორც წყალი ან წყალხსნარი, ხოლო მეორესგან, როგორც ორგანული ნივთიერებისგან, როგორიცაა ზეთები ან ცვილები. მათი დისპერსიის მიხედვით, ემულსიები შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც წყალი-ზეთში (W/O), სადაც ზეთი წყალშია დისპერგირებული, ან ზეთი-წყალში (O/W), სადაც წყალი ზეთშია დისპერგირებული. გარდა ამისა, შეიძლება არსებობდეს რთული ემულსიები, როგორიცაა W/O/W ან O/W/O. ემულგატორები ასტაბილურებენ ემულსიებს ზედაპირული დაჭიმულობის შემცირებით და მონომოლეკულური მემბრანების წარმოქმნით. ემულგატორი უნდა ადსორბირდეს ან დაგროვდეს ზედაპირულ დაჭიმულობის შესამცირებლად და წვეთებს მუხტები გადასცეს, რაც ელექტროსტატიკური მოგერიების წარმოქმნას გამოიწვევს, ან ნაწილაკების გარშემო მაღალი სიბლანტის დამცავი აპკის წარმოქმნას. შესაბამისად, ემულგატორებად გამოყენებულ ნივთიერებებს უნდა ჰქონდეთ ამფიფილური ჯგუფები, რომელთა უზრუნველყოფაც ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შეუძლიათ.

ემულსიის მომზადების მეთოდები და სტაბილურობაზე მოქმედი ფაქტორები

ემულსიების მომზადების ორი ძირითადი მეთოდი არსებობს: მექანიკური მეთოდებით სითხეების სხვა სითხეში პაწაწინა ნაწილაკებად დაშლა, ხოლო მეორე მეთოდი გულისხმობს სითხეების მოლეკულური ფორმით გახსნას სხვა სითხეში და მათ შესაბამისად აგრეგაციას. ემულსიის სტაბილურობა გულისხმობს მის უნარს, წინააღმდეგობა გაუწიოს ნაწილაკების აგრეგაციას, რაც იწვევს ფაზურ გამოყოფას. ემულსიები თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემებია უფრო მაღალი თავისუფალი ენერგიით, ამიტომ მათი სტაბილურობა ასახავს წონასწორობის მისაღწევად საჭირო დროს, ანუ დროს, რომელიც სჭირდება სითხეს ემულსიიდან გამოსაყოფად. როდესაც ცხიმოვანი სპირტები, ცხიმოვანი მჟავები და ცხიმოვანი ამინები წარმოდგენილია ფაზათშორის ფენაში, მემბრანის სიმტკიცე მნიშვნელოვნად იზრდება, რადგან პოლარული ორგანული მოლეკულები ქმნიან კომპლექსებს ადსორბირებულ ფენაში, რაც აძლიერებს ფაზათშორის მემბრანას.

ორი ან მეტი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებისგან შემდგარ ემულგატორებს შერეულ ემულგატორები ეწოდება. შერეული ემულგატორები ადსორბირდებიან წყალ-ზეთის საზღვარზე და მოლეკულურ ურთიერთქმედებებს შეუძლიათ კომპლექსების წარმოქმნა, რომლებიც მნიშვნელოვნად ამცირებენ ფაზათშორის დაჭიმულობას, ზრდის ადსორბატის რაოდენობას და ქმნის უფრო მკვრივ, ძლიერ ფაზათშორის მემბრანებს.

ელექტრულად დამუხტული წვეთები მნიშვნელოვნად მოქმედებს ემულსიების სტაბილურობაზე. სტაბილურ ემულსიებში წვეთები, როგორც წესი, ელექტრულ მუხტს ატარებენ. იონური ემულგატორების გამოყენებისას, იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ჰიდროფობიური ბოლო შედის ზეთის ფაზაში, ხოლო ჰიდროფილური ბოლო წყლის ფაზაში რჩება, რაც წვეთებს მუხტს ანიჭებს. წვეთებს შორის მსგავსი მუხტები იწვევს მოგერიებას და ხელს უშლის შერწყმას, რაც ზრდის სტაბილურობას. ამრიგად, რაც უფრო დიდია წვეთებზე ადსორბირებული ემულგატორის იონების კონცენტრაცია, მით უფრო დიდია მათი მუხტი და მით უფრო მაღალია ემულსიის სტაბილურობა.

დისპერსიული გარემოს სიბლანტე ასევე მოქმედებს ემულსიის სტაბილურობაზე. ზოგადად, მაღალი სიბლანტის მქონე გარემო აუმჯობესებს სტაბილურობას, რადგან ისინი უფრო მეტად აფერხებენ წვეთების ბრაუნის მოძრაობას, რაც ამცირებს შეჯახების ალბათობას. ემულსიაში გახსნილი მაღალი მოლეკულური წონის ნივთიერებები ზრდის გარემოს სიბლანტეს და სტაბილურობას. გარდა ამისა, მაღალი მოლეკულური წონის ნივთიერებებს შეუძლიათ შექმნან მყარი ინტერფეისული მემბრანები, რაც კიდევ უფრო ასტაბილურებს ემულსიას. ზოგიერთ შემთხვევაში, მყარი ფხვნილების დამატებამ შეიძლება ანალოგიურად სტაბილიზაცია გაუწიოს ემულსიებს. თუ მყარი ნაწილაკები სრულად სველდება წყლით და შეიძლება დასველდეს ზეთით, ისინი შეინარჩუნებენ წყალ-ზეთის ინტერფეისს. მყარი ფხვნილები ასტაბილურებენ ემულსიას აპკის გაძლიერებით, რადგან ისინი ჯგუფდებიან ინტერფეისზე, ისევე როგორც ადსორბირებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები.

ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გააძლიერონ წყალში უხსნადი ან ოდნავ ხსნადი ორგანული ნაერთების ხსნადობა მას შემდეგ, რაც ხსნარში მიცელები წარმოიქმნება. ამ დროს ხსნარი გამჭვირვალე ხდება და ამ უნარს ხსნადობა ეწოდება. ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ ხსნადობის ხელშეწყობა, ხსნადი ნივთიერებები ეწოდებათ, ხოლო ხსნად ორგანულ ნაერთებს - ხსნად ნივთიერებები.

08 ქაფი

ქაფი გადამწყვეტ როლს ასრულებს რეცხვის პროცესებში. ქაფი ეხება თხევად ან მყარ სხეულში გაფანტული აირის დისპერსიულ სისტემას, სადაც აირი დისპერსიული ფაზის სახითაა წარმოდგენილი, ხოლო თხევადი ან მყარი ნივთიერება დისპერსიულ გარემოდ ითვლება, რომელიც ცნობილია როგორც თხევადი ქაფი ან მყარი ქაფი, როგორიცაა ქაფიანი პლასტმასი, ქაფიანი მინა და ქაფიანი ბეტონი.

(1) ქაფის წარმოქმნა

ტერმინი „ქაფი“ აღნიშნავს თხევადი აპკით გამოყოფილი ჰაერის ბუშტების ერთობლიობას. გაზსა (დისპერსიული ფაზა) და სითხეს (დისპერსიული გარემო) შორის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი სხვაობისა და სითხის დაბალი სიბლანტის გამო, გაზის ბუშტები სწრაფად ამოდის ზედაპირზე. ქაფის წარმოქმნა გულისხმობს დიდი რაოდენობით გაზის შეტანას სითხეში; შემდეგ ბუშტები სწრაფად ბრუნდებიან ზედაპირზე და ქმნიან მინიმალური თხევადი აპკით გამოყოფილი ჰაერის ბუშტების ერთობლიობას. ქაფს ორი გამორჩეული მორფოლოგიური მახასიათებელი აქვს: პირველი, გაზის ბუშტები ხშირად იღებენ მრავალწახნაგოვან ფორმას, რადგან ბუშტების გადაკვეთაზე თხელი თხევადი აპკი უფრო თხელი ხდება, რაც საბოლოოდ ბუშტის გახეთქვას იწვევს. მეორე, სუფთა სითხეებს არ შეუძლიათ სტაბილური ქაფის წარმოქმნა; ქაფის შესაქმნელად აუცილებელია მინიმუმ ორი კომპონენტის არსებობა. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ხსნარი არის ქაფის წარმომქმნელი ტიპიური სისტემა, რომლის ქაფის უნარი დაკავშირებულია მის სხვა თვისებებთან. კარგი ქაფის უნარის მქონე ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს ქაფის აგენტები ეწოდება. მიუხედავად იმისა, რომ ქაფის აგენტებს კარგი ქაფის უნარი აქვთ, მათ მიერ წარმოქმნილი ქაფი შეიძლება დიდხანს არ გაძლოს, რაც ნიშნავს, რომ მათი სტაბილურობა გარანტირებული არ არის. ქაფის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად შეიძლება დაემატოს ნივთიერებები, რომლებიც აძლიერებენ სტაბილურობას; ამ ნივთიერებებს სტაბილიზატორებს უწოდებენ, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია ლაურილ დიეთანოლამინი და დოდეცილ დიმეთილამინის ოქსიდები.

(2) ქაფის სტაბილურობა

ქაფი თერმოდინამიკურად არასტაბილური სისტემაა; მისი ბუნებრივი პროგრესირება იწვევს გახევას, რითაც მცირდება სითხის საერთო ზედაპირის ფართობი და თავისუფალი ენერგია. ქაფის მოშორების პროცესი გულისხმობს აირის გამიჯვნელი თხევადი ფენის თანდათანობით გათხელებას გახევამდე. ქაფის სტაბილურობის ხარისხზე ძირითადად გავლენას ახდენს სითხის დრენაჟის სიჩქარე და თხევადი ფენის სიმტკიცე. გავლენიანი ფაქტორებია:

① ზედაპირული დაჭიმულობა: ენერგეტიკული თვალსაზრისით, ზედაპირული დაჭიმულობის დაბალი დონე ხელს უწყობს ქაფის წარმოქმნას, მაგრამ არ იძლევა ქაფის სტაბილურობის გარანტიას. დაბალი ზედაპირული დაჭიმულობა მიუთითებს წნევის უფრო მცირე სხვაობაზე, რაც იწვევს სითხის უფრო ნელ დრენაჟს და თხევადი ფენის გასქელებას, რაც ორივე ხელს უწყობს სტაბილურობას.

② ზედაპირული სიბლანტე: ქაფის სტაბილურობის მთავარი ფაქტორი თხევადი ფენის სიმტკიცეა, რომელიც ძირითადად განისაზღვრება ზედაპირული ადსორბციული ფენის სიმტკიცით, რომელიც იზომება ზედაპირული სიბლანტით. ექსპერიმენტული შედეგები მიუთითებს, რომ მაღალი ზედაპირული სიბლანტის მქონე ხსნარები წარმოქმნიან უფრო ხანგრძლივ ქაფს ადსორბირებულ ფენაში გაძლიერებული მოლეკულური ურთიერთქმედების გამო, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მემბრანის სიმტკიცეს.

③ ხსნარის სიბლანტე: თავად სითხეში მაღალი სიბლანტე ანელებს სითხის გამოდევნას მემბრანიდან, რითაც ახანგრძლივებს სითხის აპკის სიცოცხლის ხანგრძლივობას გახეთქვამდე და აუმჯობესებს ქაფის სტაბილურობას.

④ ზედაპირული დაჭიმულობის „აღდგენითი“ მოქმედება: მემბრანაზე ადსორბირებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ებრძვიან აპკის ზედაპირის გაფართოებას ან შეკუმშვას; ამას აღდგენითი მოქმედება ეწოდება. როდესაც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ადსორბირდება თხევად აპკზე და აფართოებს მის ზედაპირის ფართობს, ეს ამცირებს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების კონცენტრაციას ზედაპირზე და ზრდის ზედაპირულ დაჭიმულობას; პირიქით, შეკუმშვა იწვევს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების კონცენტრაციის ზრდას ზედაპირზე და შესაბამისად ამცირებს ზედაპირულ დაჭიმულობას.

⑤ გაზის დიფუზია თხევადი ფენის მეშვეობით: კაპილარული წნევის გამო, პატარა ბუშტებს, როგორც წესი, უფრო მაღალი შიდა წნევა აქვთ დიდ ბუშტებთან შედარებით, რაც იწვევს გაზის დიფუზიას პატარა ბუშტებიდან უფრო დიდ ბუშტებში, რაც იწვევს პატარა ბუშტების შეკუმშვას და დიდი ბუშტების ზრდას, რაც საბოლოოდ იწვევს ქაფის კოლაფსს. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების თანმიმდევრული გამოყენება ქმნის ერთგვაროვან, წვრილად განაწილებულ ბუშტებს და ხელს უშლის ქაფის მოცილებას. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მჭიდროდ შეფუთვის გამო, გაზის დიფუზია შეფერხებულია, რაც ზრდის ქაფის სტაბილურობას.

⑥ ზედაპირული მუხტის ეფექტი: თუ ქაფის თხევადი ფენა ერთნაირი მუხტით არის დაფარული, ორივე ზედაპირი ერთმანეთს მოიგერიებს, რაც ხელს შეუშლის ფენის გათხელებას ან დაზიანებას. იონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შეუძლიათ ამ სტაბილიზაციის ეფექტის უზრუნველყოფა. შეჯამებისთვის, თხევადი ფენის სიმტკიცე ქაფის სტაბილურობის განმსაზღვრელი გადამწყვეტი ფაქტორია. ქაფის წარმომქმნელი აგენტებისა და სტაბილიზატორების როლში მოქმედი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მჭიდროდ შეკრული ზედაპირით შთანთქმული მოლეკულების შექმნას უზრუნველყოფს, რადგან ეს მნიშვნელოვნად მოქმედებს ფაზათშორის მოლეკულურ ურთიერთქმედებაზე, აძლიერებს თავად ზედაპირული ფენის სიმტკიცეს და ამით ხელს უშლის სითხის მეზობელი ფენიდან გადადინებას, რაც ქაფის სტაბილურობას უფრო მიღწევადს ხდის.

(3) ქაფის განადგურება

ქაფის განადგურების ფუნდამენტური პრინციპი გულისხმობს ქაფის წარმოქმნის პირობების შეცვლას ან ქაფის სტაბილიზაციის ფაქტორების აღმოფხვრას, რაც იწვევს ფიზიკური და ქიმიური ქაფის საწინააღმდეგო მეთოდების გამოყენებას. ფიზიკური ქაფის საწინააღმდეგო ინარჩუნებს ქაფიანი ხსნარის ქიმიურ შემადგენლობას, ამავდროულად ცვლის ისეთ პირობებს, როგორიცაა გარე დარღვევები, ტემპერატურა ან წნევის ცვლილებები, ასევე ულტრაბგერითი დამუშავება, რაც ქაფის მოსაშორებლად ყველა ეფექტური მეთოდია. ქიმიური ქაფის საწინააღმდეგო გულისხმობს გარკვეული ნივთიერებების დამატებას, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ქაფის წარმომქმნელ აგენტებთან, რათა შეამცირონ ქაფში თხევადი ფენის სიმტკიცე, შეამცირონ ქაფის სტაბილურობა და მიაღწიონ ქაფის საწინააღმდეგო მოქმედებას. ასეთ ნივთიერებებს ქაფის საწინააღმდეგო ნივთიერებები ეწოდება, რომელთა უმეტესობა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია. ქაფის საწინააღმდეგო ნივთიერებებს, როგორც წესი, აქვთ ზედაპირული დაჭიმულობის შემცირების მნიშვნელოვანი უნარი და შეუძლიათ ადვილად ადსორბირება ზედაპირებზე, შემადგენელ მოლეკულებს შორის უფრო სუსტი ურთიერთქმედებით, რითაც ქმნიან თავისუფლად განლაგებულ მოლეკულურ სტრუქტურას. ქაფის საწინააღმდეგო ნივთიერებების ტიპები მრავალფეროვანია, მაგრამ ისინი ზოგადად არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია, განშტოებული სპირტებით, ცხიმოვანი მჟავებით, ცხიმოვანი მჟავების ეთერებით, პოლიამიდებით, ფოსფატებით და სილიკონის ზეთებით, რომლებიც ხშირად გამოიყენება როგორც შესანიშნავი ქაფის საწინააღმდეგო ნივთიერებები.

(4) ქაფი და საწმენდი

ქაფის რაოდენობა პირდაპირ არ კორელირებს წმენდის ეფექტურობასთან; მეტი ქაფი არ ნიშნავს უკეთეს წმენდას. მაგალითად, არაიონურმა ზედაპირულად აქტიურმა ნივთიერებებმა შეიძლება ნაკლები ქაფი წარმოქმნან, ვიდრე საპონმა, მაგრამ მათ შეიძლება ჰქონდეთ უკეთესი წმენდის უნარი. თუმცა, გარკვეულ პირობებში, ქაფს შეუძლია ხელი შეუწყოს ჭუჭყის მოცილებას; მაგალითად, ჭურჭლის რეცხვისას წარმოქმნილი ქაფი ხელს უწყობს ცხიმის მოცილებას, ხოლო ხალიჩების წმენდა ქაფს საშუალებას აძლევს მოაშოროს ჭუჭყი და მყარი დამაბინძურებლები. გარდა ამისა, ქაფს შეუძლია სარეცხი საშუალების ეფექტურობის სიგნალი იყოს; ზედმეტი ცხიმიანი ცხიმი ხშირად აფერხებს ბუშტუკების წარმოქმნას, რაც იწვევს ან ქაფის ნაკლებობას, ან არსებული ქაფის შემცირებას, რაც მიუთითებს სარეცხი საშუალების დაბალ ეფექტურობაზე. გარდა ამისა, ქაფი შეიძლება იყოს გავლების სისუფთავის ინდიკატორი, რადგან გამრეცხ წყალში ქაფის დონე ხშირად მცირდება სარეცხი საშუალების დაბალი კონცენტრაციით.

09 რეცხვის პროცესი

ფართო გაგებით, რეცხვა არის გასაწმენდი ობიექტიდან არასასურველი კომპონენტების მოცილების პროცესი გარკვეული მიზნის მისაღწევად. ზოგადი ტერმინებით, რეცხვა გულისხმობს ჭუჭყის მოცილებას მატარებლის ზედაპირიდან. რეცხვის დროს გარკვეული ქიმიური ნივთიერებები (მაგალითად, სარეცხი საშუალებები) ასუსტებენ ან აღმოფხვრიან ჭუჭყსა და მატარებელს შორის ურთიერთქმედებას, ჭუჭყსა და მატარებელს შორის კავშირს გარდაქმნიან ჭუჭყსა და სარეცხ საშუალებას შორის კავშირად, რაც მათ განცალკევებას უწყობს ხელს. იმის გათვალისწინებით, რომ გასაწმენდი ობიექტები და მოსაშორებელი ჭუჭყი შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, რეცხვა რთული პროცესია, რომლის გამარტივებაც შემდეგნაირად შეიძლება:

გადამტანი • ჭუჭყი + სარეცხი საშუალება = გადამტანი + ჭუჭყი • სარეცხი საშუალება. რეცხვის პროცესი ზოგადად შეიძლება დაიყოს ორ ეტაპად:

1. ჭუჭყი გამოყოფილია მატარებლისგან სარეცხი საშუალების მოქმედებით;

2. გამოყოფილი ჭუჭყი იფანტება და სუსპენზირდება გარემოში. რეცხვის პროცესი შექცევადია, რაც იმას ნიშნავს, რომ გაფანტული ან სუსპენზირებული ჭუჭყი პოტენციურად შეიძლება ხელახლა დაილექოს გაწმენდილ ნივთზე. ამრიგად, ეფექტურ სარეცხ საშუალებებს არა მხოლოდ ჭუჭყის მატარებლიდან მოცილების, არამედ ჭუჭყის გაფანტვისა და სუსპენზიის უნარიც სჭირდებათ, რაც ხელს უშლის მის ხელახლა დალექვას.

(1) ჭუჭყის სახეები

ერთ ნივთსაც კი შეუძლია დაგროვოს სხვადასხვა ტიპის, შემადგენლობისა და რაოდენობის ჭუჭყი მისი გამოყენების კონტექსტიდან გამომდინარე. ცხიმიანი ჭუჭყი ძირითადად შედგება სხვადასხვა ცხოველური და მცენარეული ზეთებისა და მინერალური ზეთებისგან (როგორიცაა ნედლი ნავთობი, საწვავი ზეთი, ქვანახშირის ფისი და ა.შ.); მყარი ჭუჭყი მოიცავს ნაწილაკებს, როგორიცაა ჭვარტლი, მტვერი, ჟანგი და ნახშირბადის შავი. რაც შეეხება ტანსაცმლის ჭუჭყს, ის შეიძლება წარმოიშვას ადამიანის სეკრეციისგან, როგორიცაა ოფლი, ცხიმი და სისხლი; საკვებთან დაკავშირებული ლაქებისგან, როგორიცაა ხილის ან ზეთის ლაქები და სანელებლები; კოსმეტიკური საშუალებების ნარჩენებისგან, როგორიცაა პომადა და ფრჩხილის ლაქი; ატმოსფერული დამაბინძურებლებისგან, როგორიცაა კვამლი, მტვერი და ნიადაგი; და დამატებითი ლაქებისგან, როგორიცაა მელანი, ჩაი და საღებავი. ჭუჭყის ეს სახეობა ზოგადად შეიძლება დაიყოს მყარ, თხევად და სპეციალურ ტიპებად.

① მყარი ჭუჭყი: გავრცელებული მაგალითებია ჭვარტლის, ტალახისა და მტვრის ნაწილაკები, რომელთა უმეტესობას, როგორც წესი, აქვს მუხტი - ხშირად უარყოფითად დამუხტული - და ადვილად ეკვრის ბოჭკოვან მასალებს. მყარი ჭუჭყი, როგორც წესი, ნაკლებად ხსნადია წყალში, მაგრამ შეიძლება გაიფანტოს და სუსპენზირდეს სარეცხ საშუალებებში. განსაკუთრებით რთული შეიძლება იყოს 0.1 მკმ-ზე პატარა ნაწილაკების მოცილება.

② თხევადი ჭუჭყი: ესენია ზეთებში ხსნადი ზეთოვანი ნივთიერებები, მათ შორის ცხოველური ზეთები, ცხიმოვანი მჟავები, ცხიმოვანი სპირტები, მინერალური ზეთები და მათი ოქსიდები. მიუხედავად იმისა, რომ ცხოველური და მცენარეული ზეთები და ცხიმოვანი მჟავები შეიძლება რეაგირებდნენ ტუტეებთან საპნის წარმოსაქმნელად, ცხიმოვანი სპირტები და მინერალური ზეთები არ განიცდიან საპონიფიკაციას, მაგრამ შეიძლება გაიხსნას სპირტებში, ეთერებსა და ორგანულ ნახშირწყალბადებში და შეიძლება ემულსირებული და გაფანტული იყოს სარეცხი საშუალებების ხსნარებით. თხევადი ზეთოვანი ჭუჭყი, როგორც წესი, მყარად არის მიკრული ბოჭკოვან მასალებზე ძლიერი ურთიერთქმედების გამო.

③ განსაკუთრებული ჭუჭყი: ეს კატეგორია მოიცავს ცილებს, სახამებელს, სისხლს და ადამიანის სეკრეტებს, როგორიცაა ოფლი და შარდი, ასევე ხილისა და ჩაის წვენებს. ეს მასალები ხშირად მყარად უკავშირდება ბოჭკოებს ქიმიური ურთიერთქმედების გზით, რაც მათ ჩამორეცხვას ართულებს. ჭუჭყის სხვადასხვა სახეობა იშვიათად არსებობს დამოუკიდებლად, ისინი ერთმანეთთან ერევა და ერთად ეკვრება ზედაპირებს. ხშირად, გარე ზემოქმედების ქვეშ, ჭუჭყს შეუძლია დაჟანგვა, დაშლა ან დაშლა, რაც ჭუჭყის ახალ ფორმებს წარმოქმნის.

(2) ჭუჭყის ადჰეზია

ჭუჭყი ობიექტსა და ჭუჭყს შორის გარკვეული ურთიერთქმედების გამო ისეთ მასალებს ეკვრის, როგორიცაა ტანსაცმელი და კანი. ჭუჭყსა და ობიექტს შორის წებოვანი ძალა შეიძლება გამოწვეული იყოს ფიზიკური ან ქიმიური ადჰეზიით.

① ფიზიკური ადჰეზია: ჭვარტლის, მტვრისა და ტალახის მსგავსი ჭვარტლის ადჰეზია ძირითადად სუსტ ფიზიკურ ურთიერთქმედებებს გულისხმობს. ზოგადად, ამ ტიპის ჭუჭყის მოცილება შედარებით ადვილია მათი სუსტი ადჰეზიის გამო, რაც ძირითადად მექანიკური ან ელექტროსტატიკური ძალებით არის გამოწვეული.

მექანიკური ადჰეზია**: ეს, როგორც წესი, ეხება მყარ ჭუჭყს, როგორიცაა მტვერი ან ქვიშა, რომელიც მექანიკური საშუალებებით ეკვრის და რომლის მოცილება შედარებით ადვილია, თუმცა 0.1 მკმ-ზე ნაკლები ზომის პატარა ნაწილაკების გაწმენდა საკმაოდ რთულია.

B: ელექტროსტატიკური ადჰეზია**: ეს გულისხმობს დამუხტული ჭუჭყის ნაწილაკების ურთიერთქმედებას საპირისპიროდ დამუხტულ მასალებთან; როგორც წესი, ბოჭკოვანი მასალები უარყოფით მუხტებს ატარებენ, რაც მათ საშუალებას აძლევს მიიზიდონ დადებითად დამუხტული ადჰეზივები, როგორიცაა გარკვეული მარილები. ზოგიერთ უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკს მაინც შეუძლია დაგროვება ამ ბოჭკოებზე ხსნარში არსებული დადებითი იონების მიერ წარმოქმნილი იონური ხიდების მეშვეობით.

② ქიმიური ადჰეზია: ეს ეხება ობიექტზე ქიმიური ბმებით მიმაგრებულ ჭუჭყს. მაგალითად, პოლარული მყარი ჭუჭყი ან მასალები, როგორიცაა ჟანგი, მიდრეკილია მყარად მიმაგრებისკენ ბოჭკოვან მასალებში არსებულ ფუნქციურ ჯგუფებთან, როგორიცაა კარბოქსილის, ჰიდროქსილის ან ამინური ჯგუფები, წარმოქმნილი ქიმიური ბმების გამო. ეს ბმები ქმნის უფრო ძლიერ ურთიერთქმედებას, რაც ართულებს ასეთი ჭუჭყის მოცილებას; ეფექტური გაწმენდისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს სპეციალური დამუშავება. ჭუჭყის ადჰეზიის ხარისხი დამოკიდებულია როგორც თავად ჭუჭყის თვისებებზე, ასევე იმ ზედაპირის თვისებებზე, რომელზეც ის მიეკრობა.

(3) ჭუჭყის მოცილების მექანიზმები

რეცხვის მიზანია ჭუჭყის მოცილება. ეს გულისხმობს სარეცხი საშუალებების მრავალფეროვანი ფიზიკური და ქიმიური მოქმედებების გამოყენებას ჭუჭყსა და გარეცხილ ნივთებს შორის ადჰეზიის შესასუსტებლად ან აღმოსაფხვრელად, რასაც ხელს უწყობს მექანიკური ძალები (მაგალითად, ხელით ხეხვა, სარეცხი მანქანის რხევა ან წყლის ზემოქმედება), რაც საბოლოოდ ჭუჭყის გამოყოფას იწვევს.

① თხევადი ჭუჭყის მოცილების მექანიზმი

A: სისველე: თხევადი ჭუჭყის უმეტესობა ცხიმიანია და სხვადასხვა ბოჭკოვანი ნივთის დასველებისკენ მიდრეკილია, რაც მათ ზედაპირზე ზეთოვან ფენას წარმოქმნის. რეცხვის პირველი ნაბიჯი არის სარეცხი საშუალების მოქმედება, რომელიც ზედაპირის დასველებას იწვევს.
B: ზეთის მოსაშორებლად შეხვევის მექანიზმი: თხევადი ჭუჭყის მოცილების მეორე ეტაპი შეხვევის პროცესით ხორციელდება. თხევადი ჭუჭყი, რომელიც ზედაპირზე აპკის სახით ვრცელდება, თანდათანობით წვეთებად გორავს, რაც განპირობებულია სარეცხი სითხით ბოჭკოვანი ზედაპირის უპირატესად დასველებით და საბოლოოდ სარეცხი სითხით იცვლება.

② მყარი ჭუჭყის მოცილების მექანიზმი

თხევადი ჭუჭყისგან განსხვავებით, მყარი ჭუჭყის მოცილება დამოკიდებულია სარეცხი სითხის უნარზე, დაასველოს როგორც ჭუჭყის ნაწილაკები, ასევე მატარებელი მასალის ზედაპირი. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბცია მყარი ჭუჭყისა და მატარებლის ზედაპირებზე ამცირებს მათ ურთიერთქმედების ძალებს, რითაც ამცირებს ჭუჭყის ნაწილაკების ადჰეზიურ სიმტკიცეს, რაც მათ მოცილებას აადვილებს. გარდა ამისა, ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს, განსაკუთრებით იონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს, შეუძლიათ გაზარდონ მყარი ჭუჭყისა და ზედაპირის მასალის ელექტრული პოტენციალი, რაც ხელს უწყობს შემდგომ მოცილებას.

არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, როგორც წესი, ადსორბირდება დამუხტულ მყარ ზედაპირებზე და შეიძლება წარმოქმნას მნიშვნელოვანი ადსორბირებული ფენა, რაც იწვევს ჭუჭყის ხელახლა დაგროვების შემცირებას. თუმცა, კათიონურმა ზედაპირულად აქტიურმა ნივთიერებებმა შეიძლება შეამცირონ ჭუჭყისა და მატარებლის ზედაპირის ელექტრული პოტენციალი, რაც იწვევს მოგერიების შემცირებას და ხელს უშლის ჭუჭყის მოცილებას.

③ სპეციალური ჭუჭყის მოცილება

ტიპურ სარეცხ საშუალებებს შეიძლება გაუმკლავდნენ ცილების, სახამებლის, სისხლისა და სხეულის სეკრეციების ჯიუტ ლაქებს. ფერმენტებს, როგორიცაა პროტეაზა, შეუძლიათ ეფექტურად მოაშორონ ცილის ლაქები ცილების ხსნად ამინომჟავებად ან პეპტიდებად დაშლით. ანალოგიურად, სახამებლის შაქრება შესაძლებელია ამილაზას მეშვეობით. ლიპაზებს შეუძლიათ ხელი შეუწყონ ტრიაცილგლიცეროლის მინარევების დაშლას, რომელთა მოცილება ხშირად ძნელია ჩვეულებრივი საშუალებებით. ხილის წვენებიდან, ჩაიდან ან მელნიდან ლაქები ზოგჯერ საჭიროებს დამჟანგავ აგენტებს ან აღმდგენ აგენტებს, რომლებიც რეაგირებენ ფერის წარმომქმნელ ჯგუფებთან, რათა დაშალონ ისინი უფრო წყალში ხსნად ფრაგმენტებად.

(4) ქიმწმენდის მექანიზმი

ზემოაღნიშნული პუნქტები, ძირითადად, წყლით რეცხვას ეხება. თუმცა, ქსოვილების მრავალფეროვნების გამო, ზოგიერთი მასალა შეიძლება კარგად არ რეაგირებდეს წყლით რეცხვაზე, რაც იწვევს დეფორმაციას, ფერის გაუფერულებას და ა.შ. ბევრი ბუნებრივი ბოჭკო ფართოვდება სველ მდგომარეობაში და ადვილად იკუმშება, რაც არასასურველ სტრუქტურულ ცვლილებებს იწვევს. ამრიგად, ამ ტექსტილისთვის ხშირად უპირატესობა ენიჭება ქიმწმენდას, რომელიც, როგორც წესი, ორგანულ გამხსნელებს იყენებს.

ქიმწმენდა სველ რეცხვასთან შედარებით უფრო რბილია, რადგან ის მინიმუმამდე ამცირებს ტანსაცმლის დაზიანებით გამოწვეულ მექანიკურ ზემოქმედებას. ქიმწმენდის დროს ჭუჭყის ეფექტურად მოსაშორებლად, ჭუჭყი სამ ძირითად ტიპად იყოფა:

① ზეთში ხსნადი ჭუჭყი: ეს მოიცავს ზეთებსა და ცხიმებს, რომლებიც ადვილად იხსნება ქიმწმენდის გამხსნელებში.

② წყალში ხსნადი ჭუჭყი: ამ ტიპის ჭუჭყი შეიძლება იხსნებოდეს წყალში, მაგრამ არა ქიმწმენდის გამხსნელებში, რომლებიც შეიცავს არაორგანულ მარილებს, სახამებელს და ცილებს, რომლებიც შეიძლება კრისტალდეს წყლის აორთქლების შემდეგ.

③ ჭუჭყი, რომელიც არც ზეთში და არც წყალში არ იხსნება: ეს მოიცავს ნივთიერებებს, როგორიცაა ნახშირბადის შავი ნაერთი და მეტალის სილიკატები, რომლებიც არ იხსნება არცერთ გარემოში.

ქიმწმენდის დროს ჭუჭყის თითოეული ტიპის ეფექტური მოსაშორებლად სხვადასხვა სტრატეგიას მოითხოვს. ზეთში ხსნადი ჭუჭყი მეთოდოლოგიურად ორგანული გამხსნელების გამოყენებით იწმინდება არაპოლარულ გამხსნელებში მათი შესანიშნავი ხსნადობის გამო. წყალში ხსნადი ლაქების შემთხვევაში, ქიმწმენდის საშუალებაში საკმარისი რაოდენობით წყალი უნდა იყოს, რადგან ის ჭუჭყის ეფექტური მოსაშორებლად აუცილებელია. სამწუხაროდ, რადგან ქიმწმენდის საშუალებებში წყალს მინიმალური ხსნადობა აქვს, წყლის ინტეგრაციისთვის ხშირად ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ემატება.

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები აძლიერებენ საწმენდი საშუალების წყლის შეწოვის უნარს და ხელს უწყობენ მიცელებში წყალში ხსნადი მინარევების ხსნადობის უზრუნველყოფას. გარდა ამისა, ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს შეუძლიათ შეაფერხონ ჭუჭყის ახალი ნადების წარმოქმნა რეცხვის შემდეგ, რაც აძლიერებს წმენდის ეფექტურობას. ამ მინარევების მოსაშორებლად აუცილებელია წყლის მცირედი დამატება, თუმცა ჭარბმა რაოდენობამ შეიძლება გამოიწვიოს ქსოვილის დეფორმაცია, ამიტომ აუცილებელია მშრალი წმენდის ხსნარებში წყლის დაბალანსებული შემცველობა.

(5) რეცხვის მოქმედებაზე მოქმედი ფაქტორები

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბცია ზედაპირულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებზე და შედეგად ზედაპირული დაჭიმულობის შემცირება გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა თხევადი ან მყარი ჭუჭყის მოსაშორებლად. თუმცა, რეცხვა თავისთავად რთულია, რაზეც გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, თუნდაც მსგავსი ტიპის სარეცხი საშუალებების შემთხვევაში. ეს ფაქტორები მოიცავს სარეცხი საშუალების კონცენტრაციას, ტემპერატურას, ჭუჭყის თვისებებს, ბოჭკოების ტიპებს და ქსოვილის სტრუქტურას.

① ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კონცენტრაცია: ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მიერ წარმოქმნილი მიცელები გადამწყვეტ როლს თამაშობენ რეცხვის პროცესში. რეცხვის ეფექტურობა მკვეთრად იზრდება მას შემდეგ, რაც კონცენტრაცია გადააჭარბებს კრიტიკულ მიცელის კონცენტრაციას (CMC), ამიტომ ეფექტური რეცხვისთვის სარეცხი საშუალებები უნდა იქნას გამოყენებული CMC-ზე მაღალი კონცენტრაციით. თუმცა, CMC-ზე მაღალი კონცენტრაციით სარეცხი საშუალებების გამოყენება ამცირებს შედეგს, რაც ჭარბი კონცენტრაციის გამოყენებას არასაჭიროს ხდის.

② ტემპერატურის გავლენა: ტემპერატურას დიდი გავლენა აქვს დასუფთავების ეფექტურობაზე. როგორც წესი, მაღალი ტემპერატურა ხელს უწყობს ჭუჭყის მოცილებას; თუმცა, ჭარბმა სიცხემ შეიძლება უარყოფითი გავლენა მოახდინოს. ტემპერატურის ამაღლება ხელს უწყობს ჭუჭყის გაფანტვას და ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ცხიმიანი ჭუჭყის უფრო ადვილად ემულსიფიკაცია. თუმცა, მჭიდროდ ნაქსოვ ქსოვილებში, მაღალი ტემპერატურა, რომელიც ბოჭკოების შეშუპებას იწვევს, შეიძლება უნებლიედ შეამციროს მოცილების ეფექტურობა.

ტემპერატურის რყევები ასევე მოქმედებს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ხსნადობაზე, CMC-სა და მიცელების რაოდენობაზე, რითაც გავლენას ახდენს წმენდის ეფექტურობაზე. ბევრი გრძელჯაჭვიანი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებისთვის დაბალი ტემპერატურა ამცირებს ხსნადობას, ზოგჯერ მათ CMC-ზე დაბლა; ამრიგად, ოპტიმალური ფუნქციონირებისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს შესაბამისი დათბობა. ტემპერატურის გავლენა CMC-სა და მიცელებზე განსხვავდება იონური და არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისთვის: ტემპერატურის მატება, როგორც წესი, ზრდის იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების CMC-ს, რაც მოითხოვს კონცენტრაციის კორექტირებას.

③ ქაფი: არსებობს გავრცელებული მცდარი წარმოდგენა, რომელიც ქაფის წარმოქმნის უნარს რეცხვის ეფექტურობასთან აკავშირებს - მეტი ქაფი არ ნიშნავს უკეთეს რეცხვას. ემპირიული მტკიცებულებები მიუთითებს, რომ დაბალი ქაფის შემცველი სარეცხი საშუალებები შეიძლება თანაბრად ეფექტური იყოს. თუმცა, ქაფი შეიძლება დაეხმაროს ჭუჭყის მოცილებას გარკვეულ შემთხვევებში, მაგალითად, ჭურჭლის რეცხვაში, სადაც ქაფი ხელს უწყობს ცხიმის გამოდევნას ან ხალიჩების წმენდაში, სადაც ის ჭუჭყს აშორებს. გარდა ამისა, ქაფის არსებობამ შეიძლება მიუთითოს, მუშაობს თუ არა სარეცხი საშუალებები; ზედმეტი ცხიმი შეიძლება აფერხებდეს ქაფის წარმოქმნას, ხოლო ქაფის შემცირება სარეცხი საშუალების კონცენტრაციის შემცირებაზე მიუთითებს.

④ ბოჭკოს ტიპი და ტექსტილის თვისებები: ქიმიური სტრუქტურის გარდა, ბოჭკოების გარეგნობა და ორგანიზება გავლენას ახდენს ჭუჭყის ადჰეზიასა და მოცილების სირთულეზე. უხეში ან ბრტყელი სტრუქტურის მქონე ბოჭკოები, როგორიცაა მატყლი ან ბამბა, უფრო ადვილად იჭერენ ჭუჭყს, ვიდრე გლუვი ბოჭკოები. მჭიდროდ ნაქსოვი ქსოვილები თავდაპირველად შეიძლება ეწინააღმდეგებოდეს ჭუჭყის დაგროვებას, მაგრამ შეიძლება ხელი შეუშალოს ეფექტურ რეცხვას ჩაჭედილი ჭუჭყის შეზღუდული წვდომის გამო.

⑤ წყლის სიხისტე: Ca²⁺, Mg²⁺ და სხვა მეტალის იონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად მოქმედებს რეცხვის შედეგებზე, განსაკუთრებით ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების შემთხვევაში, რომლებმაც შეიძლება წარმოქმნან უხსნადი მარილები, რაც ამცირებს წმენდის ეფექტურობას. მყარ წყალში, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების საკმარისი კონცენტრაციის შემთხვევაშიც კი, წმენდის ეფექტურობა დისტილირებულ წყალთან შედარებით ნაკლებია. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ოპტიმალური ეფექტურობისთვის, Ca²⁺-ის კონცენტრაცია მინიმუმამდე უნდა იყოს დაყვანილი 1×10⁻6 მოლ/ლ-ზე (CaCO₃ 0.1 მგ/ლ-ზე ნაკლები), რაც ხშირად იწვევს წყლის დამარბილებელი აგენტების ჩართვას სარეცხი საშუალებების ფორმულირებებში.