Likidoaren gainazalean dagoen edozein unitate-luzeraren uzkurtze-indarrari gainazaleko tentsioa deitzen zaio, eta unitatea N.·m-1 da.
Disolbatzailearen gainazal-tentsioa murrizteko propietateari gainazaleko jarduera deritzo, eta propietate hori duen substantziari substantzia gainazal aktiboa.
Ur-disoluzioan molekulak lotu eta mizelak eta beste elkarte batzuk eratu ditzakeen eta gainazal-jarduera handia duen substantzia gainazal-aktiboa, hezetzea, emultsionatzea, aparra, garbitzea eta abar eragiten duena deitzen zaio.
Surfaktantea egitura eta propietate berezia duten konposatu organikoak dira, bi faseen arteko tentsio interfaciala edo likidoen gainazaleko tentsioa (oro har, ura) nabarmen alda dezaketena, hezetzea, aparra, emultsionatzailea, garbitzea eta beste propietate batzuk dituztenak.
Egiturari dagokionez, surfaktanteek ezaugarri komun bat dute, molekulan izaera ezberdineko bi talde dituztelako. Mutur batean talde ez-polarreko kate luze bat dago, olioan disolbagarria eta uretan disolbaezina, talde hidrofoboa edo talde hidrofoboa edo hidrofugea deritzona. Hidrokarburoen kate luzeak izaten dira, batzuetan, fluor organikoa, silizioa, organofosfatoa, organotin katearena, etab. Beste muturrean ur-disolbagarria den talde bat da, talde hidrofiloa edo olio-iraultzaile talde bat. Talde hidrofilikoak nahikoa hidrofiloa izan behar du surfaktante osoak uretan disolbagarriak direla eta beharrezko disolbagarritasuna duela ziurtatzeko. Surfaktanteek talde hidrofilo eta hidrofoboak dituztenez, fase likidoetako batean gutxienez disolbagarriak izan daitezke. Surfaktantaren propietate hidrofilo eta lipofilo honi anfifilikotasuna deitzen zaio.
Surfaktantea talde hidrofobo eta hidrofilodun molekula anfifilo mota bat da. Surfaktanteen talde hidrofobikoak, oro har, kate luzeko hidrokarburoz osatuta daude, hala nola kate zuzeneko alkil C8 ~ C20, kate adarkatuko alkil C8 ~ C20, alkilfenilo (alkil karbono kopurua 8 ~ 16 da) eta antzekoak. Talde hidrofoboen artean txikia den aldea hidrokarburo-kateen egitura-aldaketetan dago batez ere. Eta talde hidrofilo motak gehiago dira, beraz, surfaktanteen propietateak talde hidrofilikoekin erlazionatuta daude talde hidrofoboen tamaina eta formaz gain. Talde hidrofiloen egitura-aldaketak talde hidrofoboenak baino handiagoak dira, beraz, surfaktanteen sailkapena orokorrean talde hidrofiloen egituran oinarritzen da. Sailkapen hau talde hidrofiloa ionikoa den ala ez, eta anioiko, katioiko, ez-ioniko, zwitterion eta beste surfaktant mota berezietan banatzen da.
① Surfaktanteen xurgapena interfazean
Surfaktante molekulak talde lipofilo eta hidrofiloen molekula anfifiloak dira. Surfaktantea uretan disolbatzen denean, bere talde hidrofilikoa ura erakartzen du eta uretan disolbatzen da, bere talde lipofiloa urak uxatzen duen bitartean eta ura uzten du, eta ondorioz, surfaktanteen molekulak (edo ioiak) xurgatzen dira bi faseen interfazean. , bi faseen arteko tentsio interfaziala murrizten duena. Zenbat eta surfaktante molekula (edo ioi) gehiago xurgatzen diren interfazean, orduan eta murrizketa handiagoa izango da interfasearen tentsioa.
② Adsortzio-mintzaren zenbait propietate
Adsortzio-mintzaren gainazaleko presioa: gas-likidoen interfazean adsortzio surfaktantea adsortzio-mintza osatzeko, hala nola, marruskadurarik gabeko xafla mugikor aldagarri bat jarri interfazean, xafla flotagarriak mintz xurgatzailea disoluzioaren gainazalean zehar bultzatzen du eta mintzak presio bat sortzen du. xafla flotagarrian, gainazaleko presioa deritzona.
Azaleko biskositatea: gainazaleko presioa bezala, gainazaleko biskositatea mintz molekular disolbaezinak erakusten duen propietate bat da. Metalezko alanbre fineko platinozko eraztun batek esekituta, bere planoa deposituaren ur-azalarekin kontaktuan egon dadin, platinozko eraztuna biratu, platinozko eraztuna uraren oztopoaren biskositatearen arabera, anplitudea pixkanaka desintegratzen da, eta horren arabera gainazaleko biskositatea izan daiteke. neurtuta. Metodoa hau da: lehenik, esperimentua ur puruaren gainazalean egiten da anplitudearen desintegrazioa neurtzeko, eta, ondoren, gainazaleko mintza eratu ondoren desintegrazioa neurtzen da eta gainazaleko mintzaren biskositatea bien arteko aldetik ateratzen da. .
Azaleko biskositatea gainazaleko mintzaren sendotasunarekin oso lotuta dago, eta adsortzio-mintzak gainazaleko presioa eta biskositatea dituenez, elastikotasuna izan behar du. Zenbat eta gainazaleko presioa handiagoa izan eta adsorbatutako mintzaren biskositate handiagoa, orduan eta modulu elastiko handiagoa. Azaleko adsortzio-mintzaren modulu elastikoa garrantzitsua da burbuila egonkortzeko prozesuan.
③ Mizelak sortzea
Surfaktanteen disoluzio diluituek soluzio idealek jarraitutako legeak betetzen dituzte. Disoluzioaren gainazalean xurgatutako surfaktante-kantitatea handitzen da disoluzioaren kontzentrazioarekin batera, eta kontzentrazioa balio jakin batera iristen edo gainditzen denean, adsortzio-kopurua ez da gehiago handitzen, eta gehiegizko molekula surfaktante horiek disoluzioan daude kasualitatez. modu edo modu arrunt batean. Praktikak zein teoriak disoluzioan elkarteak osatzen dituztela erakusten dute, eta elkarte horiei mizelak deitzen zaie.
Mizelen kontzentrazio kritikoa (CMC): surfaktanteek disoluzioan mizelak sortzen dituzten gutxieneko kontzentrazioari mizelen kontzentrazio kritikoa deitzen zaio.
④ Tensioaktibo arrunten CMC balioak.
HLB balantze lipofilo hidrofiloaren laburdura da, surfaktantaren talde hidrofilo eta lipofiloen oreka hidrofilo eta lipofiloa adierazten duena, hau da, surfaktantearen HLB balioa. HLB balio handi batek hidrofilia handia eta lipofilia ahula dituen molekula bat adierazten du; alderantziz, lipofilia handia eta hidrofilia ahula.
① HLB balioaren hornidurak
HLB balioa balio erlatiboa da, beraz, HLB balioa garatzen denean, estandar gisa, propietate hidrofilikorik ez duen parafina-argizariaren HLB balioa 0 dela zehazten da, eta sodio dodecil sulfatoaren HLB balioa, berriz, hau da. ur-disolbagarriagoa, 40 da. Beraz, surfaktanteen HLB balioa, oro har, 1 eta 40 arteko tartean dago. Orokorrean, 10 baino gutxiagoko HLB balioak dituzten emultsionatzaileak lipofiloak dira, 10 baino handiagoak, berriz, hidrofiloak. Horrela, lipofilotik hidrofilorako inflexio-puntua 10 ingurukoa da.
Surfaktanteen HLB balioetan oinarrituta, haien erabilpen posibleen ideia orokor bat lor daiteke, 1-3 taulan ageri den moduan.
Elkarren artean disolbaezin diren bi likido, bata bestean partikula gisa barreiatuta (tantak edo kristal likidoak) emultsio izeneko sistema osatzen dute. Sistema hau termodinamikoki ezegonkorra da, emultsioa sortzen denean bi likidoen muga-eremua handitu delako. Emultsioa egonkorra izan dadin, hirugarren osagai bat gehitu behar da - emultsionatzailea sistemaren interfase-energia murrizteko. Emultsionatzailea surfaktanteari dagokio, bere funtzio nagusia emultsioaren papera betetzea da. Tanta moduan dagoen emultsioaren faseari fase sakabanatua (edo barne fasea, fase etena) deritzo, eta elkarrekin lotzen den beste faseari dispertsio bitartekoa (edo kanpo fasea, fase jarraitua).
① Emultsionatzaileak eta emultsioak
Ohiko emultsioak, fase bat ura edo ur-disoluzioa da, beste fasea urarekin nahasten ez diren substantzia organikoak dira, hala nola koipea, argizaria, etab. Urak eta olioak osatutako emultsioa bi motatan bana daiteke dispertsio egoeraren arabera: olioa. uretan barreiatuta olio-ur motako emultsioa osatzeko, O/W (olio/ura) gisa adierazita: olioan barreiatuta dagoen ura olio-ur motako emultsioa osatzeko, W/O gisa adierazita (ura/olioa). Ur-olio-uretan W/O/W motako eta olio-ura-olioan O/W/O motako multi-emultsio konplexuak ere sor daitezke.
Emultsionatzaileak emultsioak egonkortzeko erabiltzen dira, azaleko tentsioa murriztuz eta molekula bakarreko mintz interfacial osatuz.
Emultsionatzaileen eskakizunen emultsioan:
a: Emultsionatzaileak bi faseen arteko interfazea xurgatzeko edo aberasteko gai izan behar du, tentsio interfasea murriztu dadin;
b: Emultsionatzaileak partikulak kargari eman behar dizkio, partikulen arteko aldaratze elektrostatikoa izan dadin, edo partikulen inguruan babes-mintz egonkor eta likatsu bat eratzen du.
Beraz, emultsionatzaile gisa erabiltzen den substantziak talde anfifiloak izan behar ditu emultsionatzeko, eta surfaktanteek baldintza hori bete dezakete.
② Emultsioak prestatzeko metodoak eta emultsioen egonkortasunean eragiten duten faktoreak
Emultsioak prestatzeko bi modu daude: bata, metodo mekanikoa erabiltzea partikula txikietan likidoa beste likido batean barreiatzeko, industrian gehienbat emultsioak prestatzeko erabiltzen dena; bestea, egoera molekularrean dagoen likidoa beste likido batean disolbatzea da, eta gero behar bezala biltzea emultsioak sortzeko.
Emultsio baten egonkortasuna partikulen aurkako agregaziorako gaitasuna da, eta horrek faseak bereiztea dakar. Emultsioak energia aske handiko sistema termodinamiko ezegonkorrak dira. Hori dela eta, emultsio baten egonkortasuna deritzona benetan sistemak oreka lortzeko behar duen denbora da, hau da, sistemako likidoetako bat bereizteko behar den denbora.
Alkohol gantz-azidoak, gantz-azidoak eta gantz-aminak eta beste molekula organiko polar batzuekin mintza interfaciala denean, mintzaren indarra nabarmen handiagoa da. Hau da, emultsionatzaile molekulen eta alkoholen, azidoen eta amineen eta beste molekula polar batzuen adsortzio-geruzan "konplexu" bat osatzeko, beraz, mintz-interfazialaren indarra handitu egin zen.
Bi surfaktante baino gehiagoz osatutako emultsionatzaileei emultsionatzaile misto deitzen zaie. Emultsionatzaile mistoa ura/olioaren interfazean xurgatutakoa; molekulen arteko ekintzak konplexuak sor ditzake. Ekintza intermolekular indartsuaren ondorioz, interfazearen tentsioa nabarmen murrizten da, interfazean xurgatutako emultsionatzaile-kopurua nabarmen handitzen da, mintz-interfazialaren dentsitatea handitzen da, indarra handitzen da.
Ale likidoen kargak eragin handia du emultsioaren egonkortasunean. Emultsio egonkorrak, haien likido aleak, oro har, kargatuta daudenak. Emultsionatzaile ioniko bat erabiltzen denean, interfazean adsorbatutako emultsionatzaile ioiak bere talde lipofiloa olio-fasean txertatzen du eta talde hidrofiloa ur-fasean dago, horrela likido aleak kargatzen ditu. Karga bereko emultsio aleak direnez, elkar uxatzen dute, ez da erraza aglomeratzen, egonkortasuna handitu dadin. Ikusten denez, zenbat eta emultsionatzaile-ioi gehiago adsorbitu aleetan, orduan eta karga handiagoa, orduan eta ahalmen handiagoa izango da aleak aglomerazioa saihesteko, orduan eta egonkorragoa izango da emultsio-sistema.
Emultsioaren dispertsioaren likatasunak eragina du emultsioaren egonkortasunean. Orokorrean, sakabanaketa-bitartekoaren biskositatea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da emultsioaren egonkortasuna. Hau da, sakabanaketa-bitartekoaren biskositatea handia delako, eta horrek eragin handia du likido aleen mugimendu brownian eta likido aleen arteko talka moteldu egiten du, sistema egonkor egon dadin. Normalean, emultsioetan disolba daitezkeen polimero-substantziak sistemaren biskositatea handitu eta emultsioen egonkortasuna handiagoa izan dezakete. Horrez gain, polimeroek mintz interfacial sendoa ere sor dezakete, emultsio sistema egonkorragoa eginez.
Zenbait kasutan, hauts solidoa gehitzeak emultsioa egonkortzeko joera ere eragin dezake. Hauts solidoa uretan, olioan edo interfazean dago, olioaren arabera, ura hauts solidoaren heze-ahalmenaren arabera, hauts solidoa urarekin guztiz bustita ez badago, olioz ere bustita, uretan eta olioan geratuko da. interfazea.
Hauts solidoak ez du emultsioa egonkorra egiten interfazean bildutako hautsak mintza interfaciala hobetzen duelako, hau da, emultsionatzaile molekulen interfasearen xurgapenaren antzekoa baita, beraz, zenbat eta hurbilago egon hauts solidoaren materiala interfazean, orduan eta egonkorragoa izango da. emultsioa da.
Surfaktanteek substantzia organiko disolbaezinen edo apur bat uretan disolbagarrien disolbagarritasuna nabarmen handitzeko gaitasuna dute ur-disoluzioan mizelak eratu ondoren, eta disoluzioa gardena da une honetan. Mizelaren eragin horri solubilizazioa deritzo. Solubilizazioa sor dezakeen surfaktanteari solubilizatzaile deritzo, eta solubilizatuta dagoen materia organikoari materia solubilizatua.
Aparrak garbiketa-prozesuan garrantzi handia du. Aparra gas bat likido edo solido batean barreiatzen den sakabanatze-sistema da, gasa fase sakabanatua eta likidoa edo solidoa sakabanatzeko bitarteko gisa, lehenari apar likidoa deitzen zaio, bigarrenari apar solidoa, hala nola. plastiko aparra, beira aparra, zementu aparduna etab.
(1) Aparra sortzea
Aparrarekin mintz likido batek bereizitako aire-burbuilen agregatua esan nahi dugu. Burbuila mota hau beti azkar igotzen da likidoaren gainazalera, fase barreiatuaren (gasa) eta dispertsioaren (likidoa) arteko dentsitate-alde handia dela eta, likidoaren biskositate baxuarekin konbinatuta.
Burbuila bat osatzeko prozesua gas kopuru handia likidora ekartzea da, eta likidoan dauden burbuilak azkar itzultzen dira gainazalera, gas likido kopuru txiki batek bereizitako burbuilen agregazioa osatuz.
Aparrak bi ezaugarri esanguratsu ditu morfologiari dagokionez: bata, fase sakabanatuta dauden burbuilak askotan forma poliedrikoa izatea da, hau da, burbuilen elkargunean, pelikula likidoa mehetzeko joera dagoelako, burbuilak bilaka daitezen. poliedrikoa, film likidoa neurri batean mehetzen denean, burbuilen haustura dakar; bigarrena, likido puruek ezin dutela apar egonkorra sortu, aparra sor dezakeen likidoa gutxienez bi osagai edo gehiago dira. Surfaktanteen disoluzio urtsuak aparra sortzeko joera duten sistemetan tipikoak dira, eta aparra sortzeko duten gaitasuna beste propietate batzuekin ere lotuta dago.
Apar-ahalmen ona duten surfaktanteei apar-agente deitzen zaie. Apar-agenteak apar-gaitasun ona badu ere, baina baliteke eratutako aparra denbora luzez ezin izatea, hau da, bere egonkortasuna ez da zertan ona izan. Aparren egonkortasuna mantentzeko, sarritan apar-agentean apararen egonkortasuna areagotu dezaketen substantziak gehitzeko, substantzia apar-egonkortzailea deitzen da, normalean erabiltzen den egonkortzailea lauryl dietanolamine eta dodecyl dimetilamina oxidoa da.
(2) Aparren egonkortasuna
Aparra termodinamikoki ezegonkorra den sistema bat da eta azken joera da sistemaren barruan dagoen likidoaren azalera osoa gutxitzen dela burbuila hautsi ondoren eta energia librea gutxitzen dela. Espumatze-prozesua gasa bereizten duen mintz likidoa lodiagoa eta meheagoa den prozesua da, hausten den arte. Hori dela eta, apararen egonkortasun-maila isurketa likidoaren abiadura eta film likidoaren indarrak zehazten du batez ere. Ondorengo faktoreek ere horretan eragiten dute.
(3) Aparra suntsitzea
Aparra suntsitzeko oinarrizko printzipioa aparra sortzen duten baldintzak aldatzea edo apararen egonkortzaile-faktoreak ezabatzea da, beraz, espuma kentzeko metodo fisikoak eta kimikoak daude.
Desfoaming fisikoak aparra ekoizteko baldintzak aldatzea esan nahi du, apar-soluzioaren konposizio kimikoa mantenduz, hala nola kanpoko asaldurak, tenperatura edo presio aldaketak eta ultrasoinuen tratamendua aparra kentzeko metodo fisiko eraginkorrak dira.
Desfoaming kimikoaren metodoa espuma-agentearekin elkarreragiteko substantzia batzuk gehitzea da, apararen pelikula likidoaren indarra murrizteko eta, horrela, apararen egonkortasuna murrizteko espuma kentzeko helburua lortzeko, substantzia horiei espuma deitzen zaie. Espumatzaile gehienak surfaktanteak dira. Hori dela eta, esparra kentzeko mekanismoaren arabera, esparragailuak gainazaleko tentsioa murrizteko gaitasun handia izan behar du, gainazalean xurgatzeko erraza eta gainazaleko adsortzio molekulen arteko elkarrekintza ahula da, adsortzio molekulak egitura laxoago batean antolatuta.
Askotariko espuma-espuin mota daude, baina, funtsean, denak surfaktante ez-ionikoak dira. Surfaktant ez-ionikoek apararen aurkako propietateak dituzte beren hodei-puntutik gertu edo gainetik eta sarritan espuma kentzeko erabiltzen dira. Alkoholak, batez ere adarkatze-egitura duten alkoholak, gantz-azidoak eta gantz-azidoen esterrak, poliamidak, fosfato-esterrak, silikona-olioak, etab.-ak ere erabili ohi dira espuma-kontrako bikain gisa.
(4) Aparra eta garbiketa
Ez dago lotura zuzenik aparra eta garbiketaren eraginkortasunaren artean eta apar kantitateak ez du garbiketaren eraginkortasuna adierazten. Esaterako, tensioaktibo ez-ionikoek xaboiak baino askoz apar propietate gutxiago dituzte, baina haien deskontaminazioa xaboiak baino askoz hobea da.
Zenbait kasutan, aparra lagungarria izan daiteke zikinkeria eta zikinkeria kentzeko. Adibidez, etxean platerak garbitzean, detergentearen aparrak olio-tantak jasotzen ditu eta alfonbrak garbitzean, aparrak hautsa, hautsa eta bestelako zikinkeria solidoa hartzen laguntzen du. Horrez gain, aparra batzuetan erabil daiteke detergente baten eraginkortasunaren adierazgarri gisa. Gantz-olioek detergentearen aparan eragin inhibitzailea dutenez, olio gehiegi eta detergente gutxi dagoenean ez da aparra sortuko edo jatorrizko aparra desagertuko da. Aparra ere erabil daiteke batzuetan garbiketa baten garbitasunaren adierazle gisa, garbiketa-soluzioaren apar-kopurua detergentea murriztearekin batera murrizten baita, beraz, apar-kopurua garbiketa-maila ebaluatzeko erabil daiteke.
Zentzu zabalean, garbiketa garbitu beharreko objektuari nahi ez diren osagaiak kentzeko eta helbururen bat lortzeko prozesua da. Garbiketa ohiko zentzuan garraiolariaren gainazaletik zikinkeria kentzeko prozesuari egiten dio erreferentzia. Garbiketan, zikinkeriaren eta eramailearen arteko elkarrekintza ahuldu edo ezabatzen da substantzia kimiko batzuen eraginez (adibidez, detergentea, etab.), beraz, zikinkeria eta eramailearen konbinazioa zikinkeria eta detergentearen konbinazioa bihurtzen da, eta azkenik, zikinkeria eramailetik bereizten da. Garbitu beharreko objektuak eta kendu beharreko zikinkeria askotarikoak direnez, garbiketa prozesu oso konplexua da eta ondoko erlazio sinpleetan adieraz daiteke garbitzeko oinarrizko prozesua.
Carrie··Dirt + Detergente= Eramailea + Dirt·Detergent
Garbiketa prozesua normalean bi fasetan bana daiteke: lehenik, detergentearen eraginez, zikinkeria bere garraiolaritik bereizten da; bigarrenik, kendutako zikinkeria erdibidean barreiatu eta esekitzen da. Garbiketa-prozesua prozesu itzulgarria da eta medioan sakabanatuta eta esekita dagoen zikinkeria ere berriro prezipitatu daiteke mediotik garbitzen den objektura. Hori dela eta, detergente on batek zikinkeria sakabanatu eta esekitzeko eta zikinkeria berriro ez jartzea saihesteko gaitasuna izan behar du, garraiolaritik zikinkeria kentzeko gaitasunaz gain.
(1) Zikinkeria motak
Elementu berari dagokionez ere, mota, konposizioa eta zikinkeria kopurua alda daitezke erabiltzen den ingurunearen arabera. Olioaren gorputzaren zikinkeria animalia- eta landare-olio batzuk eta olio mineralak dira (esaterako, petrolio gordina, fuel-olioa, ikatz-alkitrana, etab.), zikinkeria solidoa batez ere kedarra, errautsa, herdoila, karbono beltza, etab. Arropa zikinkeriari dagokionez, giza gorputzetik zikinkeria dago, hala nola izerdia, seboa, odola, etab.; elikagaien zikinkeria, hala nola, fruta-orbanak, sukaldeko olio-orbanak, ongailu-orbanak, almidoia, etab.; kosmetikoen zikinkeria, hala nola ezpainetako pintadak, iltzetako esmalteak, etab.; atmosferako zikinkeria, hala nola kedarra, hautsa, lokatza, etab.; beste batzuk, hala nola, tinta, tea, estaldura... Hainbat motatakoak dira.
Zikinkeria mota desberdinak normalean hiru kategoria nagusitan bana daitezke: zikinkeria solidoa, zikinkeria likidoa eta zikinkeria berezia.
① Zikinkeria sendoa
Ohiko zikinkeria solidoa errauts, lokatza, lurra, herdoila eta karbono beltzaren partikulak daude. Partikula horietako gehienek karga elektrikoa dute gainazalean, gehienak negatiboki kargatuta daude eta erraz xurga daitezke zuntz-elementuetan. Zikinkeria solidoa, oro har, zaila da uretan disolbatzea, baina disoluzio detergenteen bidez sakabanatu eta eseki daiteke. Masa puntu txikiagoa duen zikinkeria solidoa zailagoa da kentzen.
② Zikinkeria likidoa
Zikinkeria likidoa olio-disolbagarria da gehienetan, landare- eta animalia-olioak, gantz-azidoak, gantz-alkoholak, olio mineralak eta haien oxidoak barne. Horien artean, landare- eta animalia-olioak, gantz-azidoak eta alkalino-saponifikazioa gerta daitezke, eta gantz-alkoholak, olio mineralak ez dira alkalinoak saponifikatzen, baina alkoholetan, eteretan eta hidrokarburo-disolbatzaile organikoetan disolbagarriak izan daitezke, eta detergenteen ur-soluzioen emultsio eta sakabanaketa. Olioan disolbagarria den zikinkeria likidoa, oro har, indar handia du zuntz-elementuekin, eta irmoago xurgatzen da zuntzetan.
③ Zikinkeria berezia
Zikinkeria bereziak proteinak, almidoia, odola, gizakien jariaketak dira, hala nola izerdia, seboa, gernua eta fruta zukua eta tea. Mota honetako zikinkeria gehiena kimikoki eta biziki xurgatu daiteke zuntz-elementuetan. Hori dela eta, zaila da garbitzea.
Zikinkeria mota desberdinak oso gutxitan aurkitzen dira bakarrik, baina askotan elkarrekin nahasten dira eta objektuan xurgatzen dira. Zikinkeria batzuetan oxidatu, deskonposatu edo usteldu daiteke kanpoko eraginez, eta horrela zikinkeria berria sortuz.
（2）Zikinkeriaren atxikimendua
Arropa, eskuak eta abar zikindu daitezke objektuaren eta zikinkeriaren artean nolabaiteko elkarrekintza dagoelako. Zikinkeria hainbat modutan itsasten da objektuei, baina atxikimendu fisiko eta kimikoak baino ez daude.
①Kardar, hautsa, lokatza, harea eta ikatza arroparekin atxikitzea atxikimendu fisikoa da. Orokorrean, zikinkeriaren atxikimendu honen bidez, eta zikindutako objektuaren arteko papera nahiko ahula da, zikinkeria kentzea ere nahiko erraza da. Indar ezberdinen arabera, zikinkeriaren atxikimendu fisikoa atxikimendu mekanikoa eta atxikimendu elektrostatikoan bana daiteke.
A: Atxikimendu mekanikoa
Atxikimendu mota honek zikinkeria solido batzuen (adibidez, hautsa, lokatza eta harea) atxikitzeari egiten dio erreferentzia. Atxikimendu mekanikoa zikinkeriaren atxikimendu ahulenetako bat da eta ia bide mekaniko hutsez ken daiteke, baina zikinkeria txikia denean (<0,1um), zailagoa da kentzea.
B: Atxikimendu elektrostatikoa
Atxikimendu elektrostatikoa, batez ere, kargatutako zikinkeria partikulen ekintzan agertzen da kontrako kargatutako objektuetan. Zuntz-objektu gehienak negatiboki kargatuta daude uretan eta erraz atxiki daitezke positiboki kargatutako zikinkeria batzuek, adibidez, kare motak. Zikinkeria batzuk, negatiboki kargatuta egon arren, uretako disoluzioetako karbono beltz partikulak adibidez, uretan ioi positiboek eratutako zubi ionikoen bidez (kontrako kargatutako hainbat objekturen arteko ioiak, haiekin batera zubi moduan jarduten dute) zuntzetara atxiki daitezke (adib. , Ca2+, Mg2+ etab.).
Ekintza elektrostatikoa ekintza mekaniko sinplea baino indartsuagoa da, zikinkeria kentzea nahiko zaila egiten du.
② Atxikimendu kimikoa
Atxikimendu kimikoak lotura kimikoen edo hidrogenoaren bidez objektu baten gainean eragiten duen zikinkeriaren fenomenoari deritzo. Esate baterako, polar zikinkeria solidoa, proteina, herdoila eta beste zuntz elementuen atxikimendua, zuntz eduki karboxilo, hidroxilo, amida eta beste talde batzuk, talde horiek eta zikinkeria koipetsua gantz-azidoak, gantz-alkoholak erraza da hidrogeno loturak osatzeko. Indar kimikoak, oro har, indartsuak dira eta, beraz, zikinkeria sendoago lotzen da objektuarekin. Zikinkeria mota hau ohiko metodoen bidez kentzea zaila da eta horri aurre egiteko metodo bereziak behar ditu.
Zikinkeriaren atxikimendu-maila zikinkeria beraren izaerarekin eta atxikitzen den objektuaren izaerarekin dago lotuta. Orokorrean, partikulak erraz itsasten dira zuntz-elementuetara. Zenbat eta txikiagoa izan zikinkeria solidoaren ehundura, orduan eta sendoagoa da atxikimendua. Kotoia eta beira bezalako objektu hidrofiloetako zikinkeria polarrak zikinkeria ez-polarrak baino indartsuago itsasten dira. Zikinkeria ez-polarra zikinkeria polarra baino indartsuago itsasten da, hala nola gantz polarrak, hautsa eta buztina, eta ez da hain erraza kentzen eta garbitzen.
(3) Zikinkeria kentzeko mekanismoa
Garbiketaren helburua zikinkeria kentzea da. Tenperatura jakin bateko medio batean (ura batez ere). Detergentearen hainbat efektu fisiko eta kimiko erabiltzea zikinkeriaren eta garbitutako objektuen eragina ahultzeko edo ezabatzeko, indar mekaniko batzuen eraginez (eskuak igurztea, garbigailuaren asaldura, uraren eragina, esaterako), zikinkeria eta garbitutako objektuak. deskontaminazioaren helburutik.
① Zikinkeria likidoa kentzeko mekanismoa
A: bustitzea
Zikinkeria likidoa gehienetan olioa da. Olio-orbanek zuntz-elementu gehienak bustitzen dituzte eta olio-film gisa hedatzen dira zuntz-materialaren gainazalean. Garbiketa ekintzaren lehen urratsa garbiketa-likidoaren gainazala bustitzea da. Ilustrazioaren mesedetan, zuntz baten gainazala gainazal solido leun gisa pentsa daiteke.
B: Olioa kentzea - kizkurtzeko mekanismoa
Garbiketa ekintzaren bigarren urratsa olioa eta koipea kentzea da, zikinkeria likidoa kentzea bobina moduko baten bidez lortzen da. Zikinkeria likidoa jatorriz gainazalean zegoen olio-film hedatu baten moduan, eta garbiketa-likidoak gainazal solidoaren (hau da, zuntz gainazalean) hezetasun-efektuaren menpe, olio-aleetan kiribiltzen zen urratsez urrats, eta horrek garbiketa-likidoaz ordezkatu ziren eta, azkenean, gainazala kanpoko indar batzuen menpe utzi zuten.
② Zikinkeria solidoa kentzeko mekanismoa
Zikinkeria likidoa kentzea, batez ere, garbiketa-soluzioaren bidez zikinkeria-eramailearen lehentasunezko bustitzearen bidez egiten da, zikinkeria solidoa kentzeko mekanismoa desberdina den bitartean, non garbiketa-prozesua zikinkeria-masaren eta bere eramailearen gainazala garbitzearen bidez bustitzeari buruzkoa den bitartean. irtenbidea. Zikinkeria solidoan eta bere gainazalean tensioaktiboen xurgapena dela eta, zikinkeriaren eta gainazalaren arteko elkarrekintza murrizten da eta gainazaleko zikinkeria-masaren atxikimendu-indarra murrizten da, beraz, zikinkeria-masa erraz kentzen da gainazaletik. eramailea.
Gainera, zikinkeria solidoaren gainazalean eta bere garraiatzaileen gainazalean surfaktanteak, batez ere tensioaktibo ionikoak, xurgatzeak zikinkeria solidoaren gainazalean eta bere eramailearen gainazaleko potentziala areagotzeko potentziala du, eta horrek hobetzen du zikinkeria kentzeko. zikinkeria. Gainazal solidoak edo, orokorrean, zuntzezkoak izan ohi dira negatiboki kargatuta ur-euskarrietan eta, beraz, geruza elektroniko bikoitzak era ditzakete zikinkeria-masen edo gainazal solidoen gainean. Karga homogeneoen aldaraztearen ondorioz, uretan dauden zikinkeria partikulen gainazal solidoarekiko atxikimendua ahuldu egiten da. Surfaktant anioniko bat gehitzen denean, aldi berean zikinkeria partikulen eta gainazal solidoaren gainazal potentzial negatiboa areagotu daitekeelako, haien arteko aldarapena areagotu egiten da, partikulen atxikimendu-indarra murrizten da eta zikinkeria errazago kentzen da. .
Surfaktante ez-ionikoak orokorrean kargatutako gainazal solidoetan xurgatzen dira eta interfazial-potentziala nabarmen aldatzen ez badute ere, adsorbatutako surfaktante ez-ionikoek gainazalean adsorbatutako geruza lodiera jakin bat eratzen dute eta horrek zikinkeria berriro jartzea saihesten laguntzen du.
Surfaktant katioikoen kasuan, haien adsortzioak zikinkeria-masaren eta bere gainazal garraiatzaileen gainazal-potentzial negatiboa murrizten edo ezabatzen du, eta horrek zikinkeriaren eta gainazalaren arteko aldarapena murrizten du eta, beraz, ez da zikinkeria kentzeko lagungarri; gainera, gainazal solidoan xurgatu ondoren, tensioaktibo katioikoek azalera solidoa hidrofobo bihurtzeko joera dute eta, beraz, ez dira mesedegarriak gainazala hezetzeko eta, beraz, garbitzeko.
③ Lurzoru bereziak kentzea
Proteina, almidoia, giza sekretuak, fruta-zukua, te-zukua eta horrelako beste zikinkeria batzuk zailak dira surfaktante arruntekin kentzen eta tratamendu berezia behar dute.
Proteina-orbanak, hala nola krema, arrautzak, odola, esnea eta azaleko iraizketak zuntzetan koagulatu eta endekapenean eta atxikimendu sendoagoa lortzen dute. Proteasen zikinkeria ken daiteke proteasak erabiliz. Proteasa entzimak zikinkerian dauden proteinak uretan disolbagarriak diren aminoazido edo oligopeptidoetan hausten ditu.
Almidoi-orbanak batez ere elikagaietatik datoz, beste batzuk, hala nola saltsa, kola eta abar. Amilasak eragin katalitikoa du almidoi-orbanen hidrolisian, eta almidoia azukre bihurtzea eragiten du.
Lipasak metodo arrunten bidez kentzen zailak diren triglizeridoen deskonposizioa katalizatzen du, hala nola seboa eta olio jangarriak, eta glizerola disolbagarrietan eta gantz-azidoetan zatitzen ditu.
Fruta-zuku, te-zuku, tinta, ezpainetako eta abarretako koloretako orban batzuk askotan zailak dira ondo garbitzen behin eta berriz garbitu ondoren ere. Orban hauek lixiba bezalako agente oxidatzaile edo erreduktore batekin erredox erreakzio baten bidez ezaba daitezke, koloreak sortzen dituzten edo kolore-lagungarriak diren taldeen egitura suntsitzen duena eta uretan disolbagarriak diren osagai txikiagoetan degradatzen dituena.
(4) Garbiketa lehorreko orbanak kentzeko mekanismoa
Aurrekoa, benetan, ura garbitzeko bitarteko gisa da. Izan ere, arropa eta egitura mota desberdinak direla eta, ur-garbiketa erabiltzen duten arropa batzuk ez dira komenigarriak edo ez dira erraz garbitzen, arropa batzuk garbitu ondoren eta baita deformazioa, lausotzea, etab., adibidez: zuntz natural gehienek ura xurgatzen dute eta erraz puzten, eta lehortzen eta txikitzen erraza, beraz, garbitu ondoren deformatu egingo da; artilezko produktuak garbituz gero, uzkurtze-fenomenoa ere agertzen da, ura garbitzeko artilezko produktu batzuk ere pilling erraza da, kolore-aldaketa; Zetazko eskuen sentsazioa okerrago bihurtzen da garbitu ondoren eta distira galtzen dute. Arropa horietarako sarritan garbiketa-metodoa erabili deskontaminatzeko. Garbiketa lehorra deritzonak, oro har, disolbatzaile organikoetan garbitzeko metodoari egiten dio erreferentzia, batez ere disolbatzaile ez polarretan.
Garbiketa lehorra ura baino garbiketa modu leunagoa da. Lehorreko garbiketak ekintza mekaniko handirik behar ez duenez, ez ditu arropak kalterik, zimurrik eta deformaziorik eragiten, eta garbiketa lehorreko agenteek, urak ez bezala, oso gutxitan hedapena eta uzkurdura sortzen dute. Teknologia behar bezala maneiatzen den bitartean, arropa lehorrean garbitu daiteke distortsiorik gabe, kolorea desagerrarazi eta bizitza luzeagorik gabe.
Lehorreko garbiketari dagokionez, hiru zikinkeria mota zabal daude.
①Olio-disolbagarria den zikinkeria Olio-disolbagarria den zikinkeria mota guztietako olio eta koipea da, likidoa edo koipetsua dena eta lehorreko disolbatzaileetan disolba daitekeena.
②Uretan disolbagarria den zikinkeria Ur disolbagarria den zikinkeria ur-soluzioetan disolbagarria da, baina ez garbiketa lehorreko agenteetan, arropetan xurgatzen da egoera urtsuan, ura lurrundu egiten da solido pikortsuak hauspeatu ondoren, hala nola gatz ez-organikoak, almidoia, proteinak, etab.
③Olioan eta uretan disolbaezinak diren zikinkeria Olioa eta uretan disolbaezinak diren zikinkeria ez dira uretan disolbagarriak, ezta lehorreko disolbatzaileetan ere, hala nola karbono beltza, hainbat metal eta oxidotako silikatoak, etab.
Zikinkeria mota ezberdinen izaera desberdina dela eta, garbiketa-prozesuan zikinkeria kentzeko modu desberdinak daude. Olioan disolbagarriak diren lurzoruak, hala nola animalia eta landare olioak, olio mineralak eta koipeak, erraz disolbagarriak dira disolbatzaile organikoetan eta errazago ken daitezke lehorreko garbiketan. Olio eta koipeetarako lehorreko disolbatzaileen disolbagarritasun bikaina, funtsean, molekulen arteko van der Walls-en indarretatik dator.
Ur-disolbagarria den zikinkeria kentzeko, hala nola gatz ez-organikoak, azukreak, proteinak eta izerdia, ur kantitate egokia ere gehitu behar zaio garbiketa-agenteari, bestela, uretan disolbagarria den zikinkeria zaila da arropatik kentzea. Hala ere, ura zaila da lehorreko garbiketa-agentean disolbatzea, beraz, ur kantitatea handitzeko, tensioaktiboak ere gehitu behar dituzu. Garbiketa-agentean ura egoteak zikinkeriaren eta arroparen gainazala hidratatu egin dezake, eta, beraz, erraza da surfaktanteen talde polarrekin elkarreragina, eta horrek gainazalean surfaktanteak xurgatzeko lagungarria da. Gainera, surfaktanteek mizelak sortzen dituztenean, uretan disolbagarriak diren zikinkeria eta ura mizeletan disolba daitezke. Garbiketa lehorreko disolbatzailearen ur-edukia handitzeaz gain, surfaktanteek ere zeresana izan dezakete zikinkeria birjartzea ekiditeko, deskontaminazio-efektua hobetzeko.
Ur kantitate txiki baten presentzia beharrezkoa da ur disolbagarria den zikinkeria kentzeko, baina ur gehiegik distortsioa eta zimurrak eragin ditzake arropa batzuetan, beraz, garbiketa-agentearen ur kantitatea moderatua izan behar da.
Ez uretan disolbatzen ez olioan disolbatzen ez den zikinkeria, errautsa, lokatza, lurra eta karbono beltza bezalako partikula solidoak, oro har, indar elektrostatikoen bidez edo olioarekin konbinatuta lotzen dira jantziari. Garbiketa lehorrean, disolbatzailearen fluxuak, inpaktuak zikinkeriaren indar elektrostatikoa xurgatzea eragin dezake, eta lehorreko garbiketa-agenteak olioa disolbatu dezake, horrela olioa eta zikinkeria konbinatuta eta partikula solidoen arroparekin lotuta lehorrean desagerrarazteko. -garbiketa-agentea, lehorreko garbiketa-agentea ur eta surfaktante kopuru txiki batean, zikinkeria partikula solidoetatik kanpo daudenak esekidura egonkorra izan dadin, dispertsioa, arropetan berriro jar ez dadin.
(5) Garbiketa ekintzan eragiten duten faktoreak
Surfaktanteen norabide-adsortzioa interfazean eta gainazaleko (azaleko) tentsioaren murrizketa dira zikinkeria likidoa edo solidoa kentzeko faktore nagusiak. Hala ere, garbiketa-prozesua konplexua da eta garbiketa-efektua, detergente-mota bera izanda ere, beste faktore askok eragiten dute. Faktore horien artean daude detergentearen kontzentrazioa, tenperatura, zikintasunaren izaera, zuntz mota eta ehunaren egitura.
① Surfaktantaren kontzentrazioa
Disoluzioan dauden surfaktanteen mizelek zeregin garrantzitsua dute garbiketa-prozesuan. Kontzentrazioa mizelen kontzentrazio kritikora (CMC) iristen denean, garbiketa-efektua nabarmen handitzen da. Hori dela eta, disolbatzailearen detergentearen kontzentrazioa CMC balioa baino handiagoa izan behar da garbiketa efektu ona izateko. Hala ere, surfaktantaren kontzentrazioa CMC balioa baino handiagoa denean, garbiketa-efektuaren gehikuntza gehikuntza ez da nabaria eta ez da beharrezkoa surfaktantaren kontzentrazioa gehiegi handitzea.
Olioa solubilizazio bidez kentzean, solubilizazio-efektua areagotu egiten da surfaktantaren kontzentrazioa handituz gero, nahiz eta kontzentrazioa CMC-tik gorakoa izan. Une honetan, garbigarria tokiko era zentralizatuan erabiltzea komeni da. Esaterako, arropa baten eskumuturretan eta lepoan zikinkeria handia badago, garbiketan zehar detergente geruza bat jar daiteke olioaren gainean tensioaktiboen efektu disolbatzailea areagotzeko.
②Tenperaturak eragin oso garrantzitsua du deskontaminazio ekintzan. Oro har, tenperatura igotzeak zikinkeria kentzea errazten du, baina batzuetan tenperatura altuegiak desabantailak ere sor ditzake.
Tenperaturaren igoerak zikinkeriaren hedapena errazten du, koipe solidoa erraz emultsionatzen da bere urtze-puntutik gorako tenperaturetan eta zuntzak handitu egiten dira tenperaturaren igoeraren ondorioz, eta horrek guztiak zikinkeria kentzea errazten du. Hala ere, ehun trinkoetarako, zuntzen arteko mikrohutsuneak murrizten dira zuntzak hedatu ahala, eta horrek kalte egiten du zikinkeria kentzeko.
Tenperatura aldaketek disolbagarritasunari, CMC balioari eta surfaktanteen mizelen tamainari ere eragiten diote, eta horrela garbiketa-efektuari eragiten diote. Karbono-kate luzeak dituzten surfaktanteen disolbagarritasuna baxua da tenperatura baxuetan eta batzuetan disolbagarritasuna CMC balioa baino txikiagoa da, beraz, garbiketa-tenperatura behar bezala igo behar da. Tenperaturak CMC balioan eta mizelen tamainan duen eragina desberdina da surfaktante ionikoentzat eta ez-ionikoentzat. Surfaktant ionikoetarako, tenperatura igotzeak, oro har, CMC balioa handitzen du eta mizelen tamaina murrizten du, hau da, garbiketa-soluzioko surfaktantearen kontzentrazioa handitu egin behar da. Surfaktante ez-ionikoetarako, tenperatura igotzeak CMC balioa gutxitzea eta mizelen bolumenaren igoera nabarmena dakar, beraz, argi dago tenperaturaren igoera egokiak surfaktante ez-ionikoak bere gainazal-efektua gauzatzen lagunduko duela. . Hala ere, tenperaturak ez luke bere hodei puntua gainditu behar.
Laburbilduz, garbiketa-tenperatura optimoa detergentearen formulazioaren eta garbitzen den objektuaren araberakoa da. Garbigarri batzuek detergente-efektu ona dute giro-tenperaturan, eta beste batzuek, berriz, garbiketa hotzaren eta beroaren arteko garbiketa desberdina dute.
③ Aparra
Ohikoa da apar-ahalmena garbiketa-efektuarekin nahastea, apar-ahalmen handiko detergenteek garbiketa-efektu ona dutela uste baitute. Ikerketek frogatu dute ez dagoela erlazio zuzenik garbiketaren efektuaren eta apar kantitatearen artean. Esate baterako, apar gutxiko detergenteekin garbitzea ez da eraginkorra aparra handiko detergenteekin garbitzea baino.
Aparra garbiketarekin zerikusi zuzena ez badago ere, badira zikinkeria kentzen laguntzen duen kasuetan, adibidez, platerak eskuz garbitzean. Alfonbrak garbitzean, aparrak hautsa eta beste zikinkeria solido batzuk ere ken ditzake, alfonbraren zikinkeriak hautsaren proportzio handia hartzen du, beraz, alfonbrak garbitzeko agenteek apar-gaitasun jakin bat izan behar dute.
Apar-ahalmena ere garrantzitsua da xanpuetarako, non likidoak xanpuan edo bainuan sortzen duen apar finak ilea lubrikatu eta eroso uzten baitu.
④ Ehunen zuntz barietateak eta propietate fisikoak
Zuntzen egitura kimikoaz gain, zikinkeria atxikitzea eta kentzea eragiten duena, zuntzen itxurak eta hariaren eta ehunaren antolakuntzak eragina dute zikinkeria kentzeko erraztasunean.
Artile-zuntzen ezkatak eta kotoi-zuntzen zinta lau kurbatuek litekeena da zikinkeria pilatzea zuntz leunak baino. Adibidez, zelulosazko filmetan (biskosazko filmetan) zikindutako karbono beltza erraz kentzen da, eta kotoizko ehunetan zikindutako karbono beltza, berriz, zaila da garbitzea. Beste adibide bat da poliesterrez egindako zuntz motzeko ehunek zuntz luzeko ehunek baino olio-orbanak metatzeko joera handiagoa dutela, eta zuntz motzeko ehunetan olio-orbanak ere zailagoak direla kentzen zuntz luzeko ehunetan olio-orbanak baino.
Ondo bihurritutako hariek eta ehun estuek, zuntzen arteko hutsune txikia dela eta, zikinkeriaren inbasioari aurre egin diezaiokete, baina berdinak garbiketa-likidoak barneko zikinkeria baztertzea eragotzi dezake, beraz, ehun estuak zikinkeriari ondo aurre egiten hasten dira, baina behin orbanduta. garbiketa ere zailagoa da.
⑤ Uraren gogortasuna
Uretan Ca2+, Mg2+ eta beste ioi metaliko batzuen kontzentrazioa eragin handia du garbiketa-efektuan, batez ere tensioaktibo anionikoek Ca2+ eta Mg2+ ioiak topatzen dituztenean, hain disolbagarriak ez diren kaltzio eta magnesio gatzak sortzen dituztenean, eta garbigarritasuna murriztuko dute. Ur gogorretan, surfaktantaren kontzentrazioa handia bada ere, detergentzia destilazioan baino askoz okerragoa da oraindik. Surfaktanteak garbiketa-efektu onena izan dezan, uretan Ca2+ ioien kontzentrazioa 1 x 10-6 mol/L (CaCO3-ra 0,1 mg/L) edo gutxiagora murriztu behar da. Horretarako, detergenteari hainbat leungarri gehitu behar zaizkio.
Argitalpenaren ordua: 2022-02-25