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Las 9 relaciones principales entre tensioactivos y fábricas de teñido

01 tensión superficial

La fuerza que actúa para contraer la superficie de un líquido por unidad de longitud se llama tensión superficial, medida en n · m⁻¹.

02 Actividad superficial y tensioactivos

La propiedad que reduce la tensión superficial de un solvente se llama actividad superficial, y las sustancias que poseen esta propiedad se denominan sustancias activas en la superficie. Los tensioactivos son sustancias de superficie activa que pueden formar agregados en soluciones acuosas, como micelas, y exhiben una alta actividad de la superficie junto con funciones como humectación, emulsionante, espuma y lavado.

03 Características de la estructura molecular de los tensioactivos

Los tensioactivos son compuestos orgánicos con estructuras y propiedades especiales; Pueden alterar significativamente la tensión interfacial entre dos fases o la tensión superficial de los líquidos (generalmente agua), exhibiendo propiedades como humectación, espuma, emulsionante y lavado. Estructuralmente, los tensioactivos comparten una característica común de contener dos tipos diferentes de grupos dentro de sus moléculas: un extremo tiene un grupo no polar de cadena larga que es soluble en aceite pero insoluble en el agua, conocido como el grupo hidrófobo. Este grupo hidrofóbico es típicamente un hidrocarburo de cadena larga, aunque a veces puede consistir en fluoruros orgánicos, siliconas orgánicas, fosfinas orgánicas o cadenas de organotinas. El otro extremo tiene un grupo soluble en agua, conocido como el grupo hidrófilo. El grupo hidrofílico debe tener suficiente hidrofilia para garantizar que todo el tensioactivo pueda disolverse en el agua y poseer la solubilidad necesaria. Debido a que los tensioactivos contienen grupos hidrofílicos e hidrofóbicos, pueden disolverse en al menos una fase del medio líquido. Esta naturaleza de doble afinidad de los tensioactivos se conoce como anfifilicidad.

04 tipos de tensioactivos

Los tensioactivos son moléculas anfifílicas con grupos hidrofóbicos e hidrofílicos. El grupo hidrofóbico generalmente está compuesto por hidrocarburos de cadena larga, como alcanos de cadena recta (C8-C20), alcanos ramificados (C8-C20) o alquilbencenos (átomo de carbono de alquilo número 8-16). Las diferencias en los grupos hidrofóbicos surgen principalmente de variaciones estructurales en las cadenas de carbono. Sin embargo, la diversidad de los grupos hidrofílicos es mucho mayor, por lo tanto, las propiedades de los tensioactivos están vinculadas no solo al tamaño y la forma del grupo hidrofóbico, sino también en gran medida al grupo hidrofílico. Los tensioactivos pueden clasificarse en función de la estructura del grupo hidrofílico, principalmente según si es iónico, dividiéndolos en tipos aniónicos, catiónicos, no iónicos, zwitteriónicos y otros tipos especiales de tensioactivos.

05 Propiedades de las soluciones de tensioactivo

①adsorción en la interfaz

Las moléculas tensioactivas contienen grupos hidrofílicos e hidrofóbicos. El agua, siendo un líquido polar fuerte, cuando los tensioactivos se disuelven en él, sigue el principio de "polaridad similar se atrae entre sí; diferentes polaridades se repelen entre sí". Su grupo hidrofílico interactúa con el agua, lo que lo hace soluble, mientras que su grupo hidrofóbico repele del agua y sale de la fase de agua, lo que resulta en las moléculas tensioactivas (o iones) que se adsorben en la capa interfacial, reduciendo así la tensión interfacial entre las dos fases. Cuantas más moléculas tensioactivas (iones) que se adsorban en la interfaz, mayor será la reducción de la tensión interfacial.

② Propiedades de películas adsorbidas

Presión de superficie de la película adsorbida: los tensioactivos forman películas adsorbidas en la interfaz de gas-líquido. Por ejemplo, colocar un flotador deslizante sin fricción en la interfaz de un líquido creará presión contra el flotador cuando la película se empuja a lo largo de la superficie del líquido. Esta presión se llama presión superficial.

Viscosidad de la superficie: como la presión de la superficie, la viscosidad de la superficie es una propiedad exhibida por películas moleculares insolubles. Al suspender un anillo de platino en un alambre de metal fino para que toque la superficie del agua en un tanque, girar el anillo de platino demuestra resistencia debido a la viscosidad del agua. La descomposición en la amplitud observada puede medir la viscosidad de la superficie; La diferencia en las tasas de descomposición entre el agua pura y la que contiene la película superficial proporciona la viscosidad de la película superficial. La viscosidad de la superficie está estrechamente relacionada con la firmeza del cine; Dado que las películas adsorbidas poseen presión de superficie y viscosidad, necesariamente contienen elasticidad. Cuanto mayor sea la presión superficial y la viscosidad de la película adsorbida, mayor es su módulo elástico.

③ Formación de micelas

El comportamiento de los tensioactivos en soluciones diluidas obedece las normas de solución ideales. La cantidad de tensioactivo adsorbido en la superficie de la solución aumenta a medida que aumenta la concentración de la solución hasta que se alcanza una cierta concentración, después de lo cual la adsorción no aumenta aún más. Las moléculas de exceso de tensioactivo en este punto se dispersan al azar o existen de manera estampada. La evidencia práctica y teórica indica que forman agregados en la solución, denominadas micelas. La concentración mínima en la que los tensioactivos comienzan a formar micelas se denomina concentración crítica de micelas (CMC).

06 Valor de equilibrio hidrofílico-lipófilo (HLB)

HLB, abreviatura del equilibrio hidrófilo-lipófilo, indica el equilibrio entre los grupos hidrófilos y lipofílicos en los tensioactivos. Un valor de HLB más alto sugiere una fuerte hidrofilia y lipofilia débil, mientras que lo contrario es cierto para los bajos valores de HLB.

① Especificación de valores de HLB **:El valor de HLB es relativo; Por lo tanto, para establecer los valores de HLB, el estándar para una sustancia no hidrofílica, como parafina, se establece en HLB = 0, mientras que el dodecil sulfato de sodio con una fuerte solubilidad de agua se asigna HLB = 40. Por lo tanto, los valores de HLB para tensioactivos generalmente caen entre 1 y 40. Por lo tanto, el punto de inflexión entre lipofilia e hidrofilia es de alrededor de 10. Los usos potenciales de los tensioactivos pueden inferirse aproximadamente de sus valores de HLB.

HLB

Aplicaciones

HLB

Aplicaciones

1.5 ~ 3

Sin tipo de agentes de defoaming

8 ~ 18

Emulsionantes de tipo O/W

3.5 ~ 6

W/O Tipo emulsionadores

13 ~ 15

Detergentes

7 ~ 9

Agentes humectantes

15 ~ 18

Solubilizantes

Según la tabla, los tensioactivos adecuados para su uso como emulsionantes de aceite en agua tienen un valor de HLB de 3.5 a 6, mientras que los de los emulsionantes de agua en aceite caen entre 8 y 18.

② Determinación de los valores de HLB (omitidos).

07 emulsificación y solubilización

Una emulsión es un sistema formado cuando un líquido inmiscible se dispersa en otra en forma de partículas finas (gotas o cristales líquidos). El emulsionante, que es un tipo de tensioactivo, es esencial para estabilizar este sistema termodinámicamente inestable al disminuir la energía interfacial. La fase existente en forma de gota en la emulsión se llama fase dispersa (o fase interna), mientras que la fase que forma una capa continua se llama medio de dispersión (o fase externa).

① emulsionantes y emulsiones

Las emulsiones comunes a menudo consisten en una fase como agua o solución acuosa, y la otra como sustancia orgánica, como aceites o ceras. Dependiendo de su dispersión, las emulsiones se pueden clasificar como agua en aceite (sin) donde el aceite se dispersa en agua, o aceite en agua (O/W) donde el agua se dispersa en el aceite. Además, pueden existir emulsiones complejas como w/o/w o o/w/o. Los emulsionantes estabilizan las emulsiones bajando la tensión interfacial y formando membranas monomoleculares. Un emulsionante debe adsorbir o acumularse en la interfaz para reducir la tensión interfacial e impartir cargas a las gotas, generar repulsión electrostática o formar una película protectora de alta viscosidad alrededor de las partículas. En consecuencia, las sustancias utilizadas como emulsionantes deben poseer grupos anfifílicos, que los tensioactivos pueden proporcionar.

② Métodos de preparación de emulsión y factores que influyen en la estabilidad

Existen dos métodos principales para preparar emulsiones: los métodos mecánicos dispersan los líquidos en pequeñas partículas en otro líquido, mientras que el segundo método implica disolver líquidos en forma molecular en otro y hacer que se agregen adecuadamente. La estabilidad de una emulsión se refiere a su capacidad para resistir la agregación de partículas que conduce a la separación de fases. Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables con mayor energía libre, por lo que su estabilidad refleja el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio, es decir, el tiempo que tarda un líquido en separarse de la emulsión. Cuando los alcoholes grasos, los ácidos grasos y las aminas grasas están presentes en la película interfacial, la resistencia de la membrana aumenta significativamente porque las moléculas orgánicas polares forman complejos en la capa adsorbida, reforzando la membrana interfacial.

Los emulsionantes compuestos por dos o más tensioactivos se llaman emulsionantes mixtos. Los emulsionantes mixtos adsorben en la interfaz del aceite de agua, y las interacciones moleculares pueden formar complejos que disminuyen significativamente la tensión interfacial, aumentando la cantidad de adsorbato y formando membranas interfaciales más densas y más fuertes.

Las gotas cargadas eléctricamente influyen en la estabilidad de las emulsiones. En emulsiones estables, las gotas generalmente llevan una carga eléctrica. Cuando se usan emulsionantes iónicos, el extremo hidrofóbico de los tensioactivos iónicos se incorpora a la fase de aceite, mientras que el extremo hidrofílico permanece en la fase de agua, impartiendo carga a las gotas. Al igual que las cargas entre las gotas causan repulsión y evitan la coalescencia, lo que mejora la estabilidad. Por lo tanto, cuanto mayor sea la concentración de iones emulsionantes que se adsorben en las gotas, mayor es su carga y mayor es la estabilidad de la emulsión.

La viscosidad del medio de dispersión también afecta la estabilidad de la emulsión. En general, los medios de viscosidad de mayor mejoran la estabilidad porque impiden el movimiento browniano de las gotas, lo que desacelera la probabilidad de colisiones. Las sustancias de alto peso molecular que se disuelven en la emulsión pueden aumentar la viscosidad y la estabilidad media. Además, las sustancias de alto peso molecular pueden formar membranas interfaciales robustas, estabilizando aún más la emulsión. En algunos casos, agregar polvos sólidos puede estabilizar las emulsiones de manera similar. Si las partículas sólidas están completamente humedecidas por el agua y pueden ser humedecidas por el aceite, se conservarán en la interfaz del aceite de agua. Los polvos sólidos estabilizan la emulsión al mejorar la película a medida que se agrupan en la interfaz, al igual que los tensioactivos adsorbidos.

Los tensioactivos pueden mejorar significativamente la solubilidad de los compuestos orgánicos que son insolubles o ligeramente solubles en agua después de que las micelas se hayan formado en la solución. En este momento, la solución parece clara, y esta capacidad se denomina solubilización. Los tensioactivos que pueden promover la solubilización se llaman solubilizantes, mientras que los compuestos orgánicos que se solubilizan se denominan solubilados.

08 espuma

La espuma juega un papel crucial en los procesos de lavado. La espuma se refiere a un sistema dispersivo de gas disperso en líquido o sólido, con gas como fase dispersa y líquido o sólido como medio de dispersión, conocido como espuma líquida o espuma sólida, como plásticos de espuma, vidrio de espuma y concreto de espuma.

(1) Formación de espuma

El término espuma se refiere a una colección de burbujas de aire separadas por películas líquidas. Debido a la considerable diferencia de densidad entre el gas (fase dispersa) y el líquido (medio de dispersión), y la baja viscosidad del líquido, las burbujas de gas se elevan rápidamente a la superficie. La formación de espuma implica incorporar una gran cantidad de gas en el líquido; Las burbujas luego regresan rápidamente a la superficie, creando un agregado de burbujas de aire separadas por una película líquida mínima. La espuma tiene dos características morfológicas distintivas: primero, las burbujas de gas a menudo asumen una forma poliédrica porque la película líquida delgada en la intersección de burbujas tiende a ser más delgada, lo que finalmente conduce a la ruptura de burbujas. En segundo lugar, los líquidos puros no pueden formar espuma estable; Al menos dos componentes deben estar presentes para crear una espuma. Una solución tensioactiva es un sistema de formación de espuma típico cuya capacidad de espuma está vinculada a sus otras propiedades. Los tensioactivos con buena capacidad de espuma se llaman agentes espumosos. Aunque los agentes de espuma exhiben buenas capacidades de espuma, la espuma que generan puede no durar mucho, lo que significa que su estabilidad no está garantizada. Para mejorar la estabilidad de la espuma, se pueden agregar sustancias que mejoran la estabilidad; Estos se denominan estabilizadores, con estabilizadores comunes que incluyen lauril dietanolamina y óxidos de dodecil dimetil amina.

(2) Estabilidad de espuma

La espuma es un sistema termodinámicamente inestable; Su progresión natural conduce a la ruptura, reduciendo así el área de superficie del líquido general y disminuyendo la energía libre. El proceso de desfoaming implica el adelgazamiento gradual de la película líquida que separa el gas hasta que se produce ruptura. El grado de estabilidad de la espuma está influenciado principalmente por la tasa de drenaje líquido y la resistencia de la película líquida. Los factores influyentes incluyen:

① Tensión superficial: desde una perspectiva energética, la tensión superficial inferior favorece la formación de espuma pero no garantiza la estabilidad de la espuma. La baja tensión superficial indica un diferencial de presión más pequeño, que conduce a un drenaje líquido más lento y un engrosamiento de la película líquida, lo que favorece la estabilidad.

② Viscosidad de la superficie: el factor clave en la estabilidad de la espuma es la resistencia de la película líquida, determinada principalmente por la robustez de la película de adsorción de la superficie, medida por la viscosidad de la superficie. Los resultados experimentales indican que las soluciones con alta viscosidad de la superficie producen una espuma más duradera debido a las interacciones moleculares mejoradas en la película adsorbida que aumentan significativamente la resistencia a la membrana.

③ Viscosidad de la solución: una mayor viscosidad en el líquido en sí ralentiza el drenaje del líquido de la membrana, prolongando así la vida de la película líquida antes de que ocurra la ruptura, mejorando la estabilidad de la espuma.

④ Acción de "reparación" de tensión superficial: los tensioactivos adsorbidos a la membrana pueden contrarrestar la expansión o contracción de la superficie de la película; Esto se llama acción de reparación. Cuando los tensioactivos se adsorben a la película líquida y expanden su área de superficie, esto reduce la concentración de tensioactivo en la superficie y aumenta la tensión superficial; Por el contrario, la contracción conduce a una mayor concentración de tensioactivo en la superficie y posteriormente reduce la tensión superficial.

⑤ Difusión de gas a través de la película líquida: debido a la presión capilar, las burbujas más pequeñas tienden a tener una presión interna más alta en comparación con las burbujas más grandes, lo que lleva a la difusión de gas de burbujas pequeñas en las más grandes, lo que hace que las burbujas pequeñas se encogieran y crecen más grandes, lo que finalmente resulta en colapso de espuma. La aplicación consistente de tensioactivos crea burbujas uniformes y finamente distribuidas e inhibe la desfoaming. Con tensioactivos bien empacados en la película líquida, la difusión de gas se ve obstaculizada, lo que mejora la estabilidad de la espuma.

⑥ Efecto de la carga superficial: si la película líquida de espuma conlleva la misma carga, las dos superficies se repelerán entre sí, evitando que la película se adelgace o se rompa. Los tensioactivos iónicos pueden proporcionar este efecto estabilizador. En resumen, la resistencia de la película líquida es el factor crucial que determina la estabilidad de la espuma. Los tensioactivos que actúan como agentes espumantes y estabilizadores deben hacer moléculas absorbidas en la superficie estrechamente empaquetada, ya que esto afecta significativamente la interacción molecular interfacial, mejorando la resistencia de la película superficial y, por lo tanto, evitando que el líquido fluya de la película vecina, lo que hace que la estabilidad de espuma sea más alcanzable.

(3) Destrucción de la espuma

El principio fundamental de la destrucción de la espuma implica alterar las condiciones que producen espuma o eliminar los factores estabilizadores de la espuma, lo que lleva a métodos de desfoaming físico y químico. La desfoaming física mantiene la composición química de la solución espumosa al tiempo que altera afecciones como perturbaciones externas, temperatura o cambios de presión, así como tratamiento ultrasónico, todos los métodos efectivos para eliminar la espuma. La desgracia química se refiere a la adición de ciertas sustancias que interactúan con los agentes espumantes para reducir la resistencia de la película líquida dentro de la espuma, reduciendo la estabilidad de la espuma y logrando la desfoaming. Dichas sustancias se llaman Desfoamers, la mayoría de los cuales son tensioactivos. Los defoamers generalmente poseen una capacidad notable para reducir la tensión superficial y pueden adsorbir fácilmente a las superficies, con una interacción más débil entre las moléculas constituyentes, creando así una estructura molecular libremente arreglada. Los tipos de defoamer son variados, pero generalmente son tensioactivos no iónicos, con alcoholes ramificados, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, poliamidas, fosfatos y aceites de silicona comúnmente utilizados como excelentes desajustes.

(4) espuma y limpieza

La cantidad de espuma no se correlaciona directamente con la eficacia de la limpieza; Más espuma no significa una mejor limpieza. Por ejemplo, los tensioactivos no iónicos pueden producir menos espuma que el jabón, pero pueden tener capacidades de limpieza superiores. Sin embargo, en ciertas condiciones, la espuma puede ayudar a la eliminación de la suciedad; Por ejemplo, la espuma al lavar los platos ayuda a llevar la grasa, mientras que la limpieza de alfombras permite que la espuma elimine la suciedad y los contaminantes sólidos. Además, la espuma puede indicar la efectividad del detergente; La grasa grasa excesiva a menudo inhibe la formación de burbujas, causando una falta de espuma o disminuyendo la espuma existente, lo que indica una baja eficacia de detergente. Además, la espuma puede servir como un indicador para la limpieza del enjuague, ya que los niveles de espuma en el agua de enjuague a menudo disminuyen con concentraciones de detergente más bajas.

09 Proceso de lavado

En términos generales, el lavado es el proceso de eliminar componentes no deseados del objeto que se limpia para lograr un cierto propósito. En términos comunes, el lavado se refiere a la eliminación de la suciedad de la superficie del portador. Durante el lavado, ciertas sustancias químicas (como los detergentes) actúan para debilitar o eliminar la interacción entre la suciedad y el portador, transformando el enlace entre la suciedad y el portador en un enlace entre la suciedad y el detergente, lo que permite su separación. Dado que los objetos a limpiar y la suciedad que necesita eliminar puede variar mucho, el lavado es un proceso complicado, que puede simplificarse en la siguiente relación:

Portador • Dirt + Detergent = portador + suciedad • Detergente. El proceso de lavado generalmente se puede dividir en dos etapas:

1. La suciedad está separada del portador bajo la acción del detergente;

2. La suciedad separada se dispersa y se suspende en el medio. El proceso de lavado es reversible, lo que significa que la suciedad dispersa o suspendida puede volver a colocar en el artículo limpio. Por lo tanto, los detergentes efectivos no solo necesitan la capacidad de separar la suciedad del transportista, sino también para dispersar y suspender la suciedad, evitando que se reasentara.

(1) Tipos de tierra

Incluso un solo elemento puede acumular diferentes tipos, composiciones y cantidades de suciedad dependiendo de su contexto de uso. La suciedad aceitosa consiste principalmente en varios aceites animales y vegetales y aceites minerales (como petróleo crudo, combustible, alquitrán de carbón, etc.); La suciedad sólida incluye partículas como hollín, polvo, óxido y negro de carbono. Con respecto a la tierra de la ropa, puede originarse en secreciones humanas como el sudor, el sebo y la sangre; Manchas relacionadas con la comida como manchas de fruta o aceite y condimentos; residuos de cosméticos como lápiz labial y esmalte de uñas; contaminantes atmosféricos como humo, polvo y suelo; y manchas adicionales como tinta, té y pintura. Esta variedad de suciedad generalmente se puede clasificar en tipos sólidos, líquidos y especiales.

① Discusión sólida: los ejemplos comunes incluyen hollín, lodo y partículas de polvo, la mayoría de las cuales tienden a tener cargas, a menudo cargadas negativamente, que se adhieren fácilmente a los materiales fibrosos. La suciedad sólida es generalmente menos soluble en el agua, pero se puede dispersar y suspender en los detergentes. Las partículas menores de 0.1 μm pueden ser particularmente difícil de eliminar.

② Dirtit líquido: incluyen sustancias grasas que son solubles en aceite, que comprenden aceites animales, ácidos grasos, alcoholes grasos, aceites minerales y sus óxidos. Si bien los aceites animales y vegetales y los ácidos grasos pueden reaccionar con álcalis para formar jabones, los alcoholes grasos y los aceites minerales no se someten a saponificación, sino que pueden disolverse con alcoholes, éteres e hidrocarburos orgánicos, y pueden emulsionarse y dispersarse por soluciones de detergentes. La suciedad aceitosa líquida generalmente se adhiere firmemente a materiales fibrosos debido a fuertes interacciones.

③ Dirt Special: esta categoría consiste en proteínas, almidones, sangre y secreciones humanas como el sudor y la orina, así como los jugos de frutas y té. Estos materiales a menudo se unen firmemente a las fibras a través de interacciones químicas, lo que los hace más difíciles de lavar. Varios tipos de tierra rara vez existen independientemente, sino que se mezclan y se adhieren colectivamente a las superficies. A menudo, bajo influencias externas, la suciedad puede oxidarse, descomponer o descomponer, producir nuevas formas de tierra.

(2) Adhesión de la tierra

La tierra se aferra a materiales como ropa y piel debido a ciertas interacciones entre el objeto y la suciedad. La fuerza adhesiva entre la suciedad y el objeto puede resultar de la adhesión física o química.

① Adhesión física: la adhesión de la suciedad como el hollín, el polvo y el barro implica en gran medida interacciones físicas débiles. En general, estos tipos de suciedad se pueden eliminar con relativa facilidad debido a su adhesión más débil, que surge principalmente de las fuerzas mecánicas o electrostáticas.

R: Adhesión mecánica **: Esto generalmente se refiere a la suciedad sólida como el polvo o la arena que se adhiere a través de medios mecánicos, lo cual es relativamente fácil de eliminar, aunque las partículas más pequeñas de menos de 0.1 μm son bastante difíciles de limpiar.

B: Adhesión electrostática **: Esto implica partículas de suciedad cargadas que interactúan con materiales cargados de manera opuesta; Comúnmente, los materiales fibrosos llevan cargas negativas, lo que les permite atraer adherentes cargados positivamente como ciertas sales. Algunas partículas cargadas negativamente aún pueden acumularse en estas fibras a través de puentes iónicos formados por iones positivos en la solución.

② Adhesión química: esto se refiere a la suciedad que se adhiere a un objeto a través de enlaces químicos. Por ejemplo, la suciedad sólida polar o los materiales como la óxido tienden a adherirse firmemente debido a los enlaces químicos formados con grupos funcionales como los grupos carboxilo, hidroxilo o amina presentes en materiales fibrosos. Estos enlaces crean interacciones más fuertes, lo que hace que sea más difícil eliminar dicha suciedad; Pueden ser necesarios tratamientos especiales para limpiar de manera efectiva. El grado de adhesión de suciedad depende tanto de las propiedades de la suciedad en sí como de las de la superficie a la que se adhiere.

(3) Mecanismos de extracción de tierra

El objetivo de lavar es eliminar la suciedad. Esto implica utilizar las diversas acciones físicas y químicas de los detergentes para debilitar o eliminar la adhesión entre la suciedad y los artículos lavados, ayudados por fuerzas mecánicas (como el fregado manual, la agitación de la lavadora o el impacto del agua), lo que finalmente conduce a la separación de la suciedad.

① Mecanismo de extracción de tierra líquida

R: HOMBERNE: La mayoría de la tierra líquida es aceitosa y tiende a humedecer varios artículos fibrosos, formando una película aceitosa sobre sus superficies. El primer paso en el lavado es la acción del detergente que causa humectación de la superficie.
B: Mecanismo enrollable para la eliminación de aceite: el segundo paso de la eliminación de la suciedad líquida ocurre a través de un proceso de rollup. La suciedad líquida que se propaga como una película en la superficie roda progresivamente en gotas debido a la humectación preferencial del líquido de lavado de la superficie fibrosa, que finalmente se reemplaza por el líquido de lavado.

② Mecanismo de extracción de tierra sólida

A diferencia de la suciedad líquida, la eliminación de la suciedad sólida se basa en la capacidad del líquido de lavado para humedecer las partículas de tierra y la superficie del material portador. La adsorción de tensioactivos en las superficies de la suciedad sólida y el portador reduce sus fuerzas de interacción, bajando así la resistencia de adhesión de las partículas de tierra, lo que las hace más fáciles de eliminar. Además, los tensioactivos, especialmente los tensioactivos iónicos, pueden aumentar el potencial eléctrico de la suciedad sólida y el material de la superficie, facilitando una mayor eliminación.

Los tensioactivos no iónicos tienden a adsorberse en superficies sólidas generalmente cargadas y pueden formar una capa adsorbida significativa, lo que lleva a un reasentamiento reducido de la suciedad. Sin embargo, los tensioactivos catiónicos pueden reducir el potencial eléctrico de la suciedad y la superficie del portador, lo que conduce a disminución de la eliminación de la suciedad de repulsión y obstaculizado.

③ Eliminación de la suciedad especial

Los detergentes típicos pueden luchar con manchas obstinadas de proteínas, almidones, sangre y secreciones corporales. Las enzimas como la proteasa pueden eliminar efectivamente las manchas de proteínas descomponiendo proteínas en aminoácidos o péptidos solubles. Del mismo modo, los almidones pueden descomponerse a los azúcares por amilasa. Las lipasas pueden ayudar a descomponer las impurezas de triacilglicerol que a menudo son difíciles de eliminar a través de medios convencionales. Las manchas de jugos de frutas, té o tinta a veces requieren agentes o reductores oxidantes, que reaccionan con los grupos generadores de colores para degradarlos en fragmentos más solubles en agua.

(4) Mecanismo de limpieza en seco

Los puntos antes mencionados se refieren principalmente al lavado con agua. Sin embargo, debido a la diversidad de telas, algunos materiales pueden no responder bien al lavado de agua, lo que lleva a la deformación, desvanecimiento del color, etc. Muchas fibras naturales se expanden cuando están húmedos y se encogen fácilmente, lo que lleva a cambios estructurales indeseables. Por lo tanto, la limpieza en seco, que generalmente usa solventes orgánicos, a menudo se prefiere para estos textiles.

La limpieza en seco es más suave en comparación con el lavado húmedo, ya que minimiza la acción mecánica que podría dañar la ropa. Para una eliminación de suciedad efectiva en la limpieza en seco, la suciedad se clasifica en tres tipos principales:

① Discusión soluble en aceite: esto incluye aceites y grasas, que se disuelven fácilmente en solventes de limpieza en seco.

② Discusión soluble en agua: este tipo puede disolverse en agua pero no en solventes de limpieza en seco, que comprende sales inorgánicas, almidones y proteínas, que pueden cristalizar una vez que el agua se evapora.

③ DISCURA QUE NO ES GUARIO N-SOLUBLE DE ACUERO: esto incluye sustancias como negros de carbono y silicatos metálicos que no se disuelven en ninguno de los medios.

Cada tipo de suciedad requiere diferentes estrategias para la eliminación efectiva durante la limpieza en seco. La suciedad soluble en aceite se elimina metodológicamente utilizando solventes orgánicos debido a su excelente solubilidad en solventes no polares. Para las manchas solubles en agua, el agua adecuada debe estar presente en el agente de limpieza en seco, ya que el agua es crucial para la eliminación de suciedad efectiva. Desafortunadamente, dado que el agua tiene una solubilidad mínima en los agentes de limpieza en seco, los tensioactivos a menudo se agregan para ayudar a integrar el agua.

Los tensioactivos mejoran la capacidad del agente de limpieza para el agua y ayudan a garantizar la solubilización de las impurezas solubles en agua dentro de las micelas. Además, los tensioactivos pueden inhibir que la suciedad forme nuevos depósitos después del lavado, mejorando la eficacia de la limpieza. Una ligera adición de agua es esencial para eliminar estas impurezas, pero las cantidades excesivas pueden conducir a la distorsión de la tela, lo que requiere un contenido de agua equilibrado en las soluciones de limpieza en seco.

(5) Factores que influyen en la acción de lavado

La adsorción de tensioactivos en las interfaces y la reducción resultante de la tensión interfacial es crucial para eliminar la suciedad líquida o sólida. Sin embargo, el lavado es inherentemente complejo, influenciado por numerosos factores incluso en tipos de detergentes similares. Estos factores incluyen concentración de detergente, temperatura, propiedades de suciedad, tipos de fibra y estructura de tela.

① Concentración de tensioactivos: las micelas formadas por tensioactivos juegan un papel fundamental en el lavado. La eficiencia de lavado aumenta drásticamente una vez que la concentración supera la concentración crítica de micelas (CMC), por lo tanto, los detergentes deben usarse a concentraciones más altas que el CMC para un lavado efectivo. Sin embargo, las concentraciones de detergente por encima de CMC producen rendimientos decrecientes, lo que hace que el exceso de concentración sea innecesario.

② Efecto de la temperatura: la temperatura tiene una influencia profunda en la eficacia de la limpieza. En general, las temperaturas más altas facilitan la eliminación de la suciedad; Sin embargo, el calor excesivo puede tener efectos adversos. La elevación de la temperatura tiende a ayudar a la dispersión de tierra y también puede hacer que la suciedad aceitosa emulsione más fácilmente. Sin embargo, en las telas estrechamente tejidas, el aumento de la temperatura que hace que las fibras se hinchen pueden reducir inadvertidamente la eficiencia de eliminación.

Las fluctuaciones de temperatura también afectan la solubilidad tensioactiva, CMC y los recuentos de micelas, lo que influye en la eficiencia de la limpieza. Para muchos tensioactivos de cadena larga, las temperaturas más bajas reducen la solubilidad, a veces por debajo de su propio CMC; Por lo tanto, el calentamiento apropiado puede ser necesario para una función óptima. Los impactos de la temperatura en CMC y las micelas difieren para los tensioactivos iónicos versus no iónicos: el aumento de la temperatura típicamente eleva el CMC de los tensioactivos iónicos, lo que requiere ajustes de concentración.

③ Espuma: hay una idea errónea común que vincula la capacidad de espuma con la efectividad del lavado: más espuma no es igual a un lavado superior. La evidencia empírica sugiere que los detergentes bajos en foaming pueden ser igualmente efectivos. Sin embargo, la espuma puede ayudar a la eliminación de suciedad en ciertas aplicaciones, como en el lavado de lavado, donde la espuma ayuda a desplazar la grasa o en la limpieza de alfombras, donde levanta la suciedad. Además, la presencia de espuma puede indicar si funcionan los detergentes; El exceso de grasa puede inhibir la formación de espuma, mientras que la espuma decreciente significa una concentración de detergente reducida.

④ Tipo de fibra y propiedades textiles: más allá de la estructura química, la apariencia y la organización de las fibras influyen en la adhesión de tierra y la dificultad de eliminación. Las fibras con estructuras ásperas o planas, como la lana o el algodón, tienden a atrapar la suciedad más fácilmente que las fibras lisas. Las telas estrechamente tejidas pueden resistir inicialmente la acumulación de suciedad, pero pueden obstaculizar un lavado efectivo debido al acceso limitado a la suciedad atrapada.

⑤ Dureza del agua: las concentraciones de Ca²⁺, Mg²⁺ y otros iones metálicos afectan significativamente los resultados de lavado, particularmente para los tensioactivos aniónicos, que pueden formar sales insolubles que disminuyen la eficacia de la limpieza. En agua dura, incluso con una concentración adecuada de tensioactivo, la efectividad de la limpieza cae corta en comparación con el agua destilada. Para un rendimiento óptimo de tensioactivo, la concentración de Ca²⁺ debe minimizarse a inferior a 1 × 10 ⁻⁶ mol/L (Caco₃ por debajo de 0.1 mg/L), lo que a menudo requiere la inclusión de agentes que sofocan el agua dentro de las formulaciones de detergentes.


Tiempo de publicación: sep-05-2024