notícies

Els nostres principals productes: silicona amino, silicona en bloc, silicona hidròfila, totes les seves emulsions de silicona, millorador de la resistència a la fricció a la humectació, repel·lent a l'aigua (sense fluor, carboni 6, carboni 8), productes químics de rentat desmintjador (ABS, enzims, protector de spandex, removedor de manganès), per a més detalls, contacteu amb: Mandy +86 19856618619 (Whatsapp).

Les 9 principals relacions entre els tensioactius i les fàbriques de tintura

01 Tensió superficial

La força que actua per contraure la superfície d'un líquid per unitat de longitud s'anomena tensió superficial i es mesura en N·m⁻¹.

02 Activitat superficial i tensioactius

La propietat que redueix la tensió superficial d'un dissolvent s'anomena activitat superficial, i les substàncies que posseeixen aquesta propietat s'anomenen substàncies tensioactives. Els tensioactius són substàncies tensioactives que poden formar agregats en solucions aquoses, com ara micel·les, i presenten una alta activitat superficial juntament amb funcions com ara mullar, emulsionar, formar escuma i rentar.

03 Característiques de l'estructura molecular dels tensioactius

Els tensioactius són compostos orgànics amb estructures i propietats especials; poden alterar significativament la tensió interfacial entre dues fases o la tensió superficial dels líquids (generalment aigua), presentant propietats com ara mullar, formar escuma, emulsionar i rentar. Estructuralment, els tensioactius comparteixen una característica comuna de contenir dos tipus diferents de grups dins de les seves molècules: un extrem té un grup no polar de cadena llarga que és soluble en oli però insoluble en aigua, conegut com a grup hidrofòbic. Aquest grup hidrofòbic és típicament un hidrocarbur de cadena llarga, tot i que de vegades pot consistir en fluorurs orgànics, silicis orgànics, fosfines orgàniques o cadenes organoestany. L'altre extrem té un grup soluble en aigua, conegut com a grup hidrofílic. El grup hidrofílic ha de tenir prou hidrofilicitat per garantir que tot el tensioactiu es pugui dissoldre en aigua i posseeixi la solubilitat necessària. Com que els tensioactius contenen grups hidròfils i hidròfobs, es poden dissoldre en almenys una fase del medi líquid. Aquesta naturalesa de doble afinitat dels tensioactius es coneix com a amfifilicitat.

04 Tipus de tensioactius

Els tensioactius són molècules amfifíliques amb grups hidròfobs i hidròfils. El grup hidròfob generalment està compost per hidrocarburs de cadena llarga, com ara alcans de cadena lineal (C8-C20), alcans ramificats (C8-C20) o alquilbenzens (àtoms de carboni alquil 8-16). Les diferències en els grups hidròfobs sorgeixen principalment de les variacions estructurals de les cadenes de carboni. Tanmateix, la diversitat de grups hidròfils és molt més gran, per la qual cosa les propietats dels tensioactius estan lligades no només a la mida i la forma del grup hidròfob, sinó també en gran part al grup hidròfil. Els tensioactius es poden classificar segons l'estructura del grup hidròfil, principalment segons si és iònic, dividint-los en aniònics, catiònics, no iònics, zwitteriònics i altres tipus especials de tensioactius.

05 Propietats de les solucions tensioactives

①Adsorció a la interfície

Les molècules tensioactives contenen grups hidròfils i hidròfobs. L'aigua, en ser un líquid polar fort, quan els tensioactius s'hi dissolen, segueix el principi de "polaritat similar s'atreu mútuament; polaritats diferents es repel·leixen". El seu grup hidròfil interactua amb l'aigua, fent-la soluble, mentre que el seu grup hidròfob repel·leix l'aigua i surt de la fase aquosa, cosa que fa que les molècules (o ions) tensioactives s'adsorbeixin a la capa interfacial, reduint així la tensió interfacial entre les dues fases. Com més molècules (o ions) tensioactives s'adsorbeixin a la interfície, més gran serà la reducció de la tensió interfacial.

② Propietats de les pel·lícules adsorbides

Pressió superficial de la pel·lícula adsorbida: Els tensioactius formen pel·lícules adsorbides a la interfície gas-líquid. Per exemple, col·locar un flotador lliscant sense fricció a la interfície d'un líquid crearà pressió contra el flotador quan la pel·lícula s'empeny al llarg de la superfície del líquid. Aquesta pressió s'anomena pressió superficial.

Viscositat superficial: Igual que la pressió superficial, la viscositat superficial és una propietat que presenten les pel·lícules moleculars insolubles. En suspendre un anell de platí en un fil metàl·lic fi de manera que toqui la superfície de l'aigua en un tanc, la rotació de l'anell de platí demostra la resistència deguda a la viscositat de l'aigua. La disminució de l'amplitud observada pot mesurar la viscositat superficial; la diferència en les taxes de disminució entre l'aigua pura i la que conté una pel·lícula superficial proporciona la viscositat de la pel·lícula superficial. La viscositat superficial està estretament relacionada amb la fermesa de la pel·lícula; com que les pel·lícules adsorbides posseeixen pressió superficial i viscositat, necessàriament contenen elasticitat. Com més gran sigui la pressió superficial i la viscositat de la pel·lícula adsorbida, més gran serà el seu mòdul elàstic.

③ Formació de micel·les

El comportament dels tensioactius en solucions diluïdes obeeix les normes de solució ideal. La quantitat de tensioactiu adsorbit a la superfície de la solució augmenta a mesura que augmenta la concentració de la solució fins que s'assoleix una certa concentració, després de la qual l'adsorció no augmenta més. Les molècules de tensioactiu en excés en aquest punt es dispersen aleatòriament o existeixen de manera estructurada. Tant l'evidència pràctica com la teòrica indica que formen agregats a la solució, anomenats micel·les. La concentració mínima a la qual els tensioactius comencen a formar micel·les s'anomena concentració micel·lar crítica (CMC).

06 Valor d'equilibri hidròfil-lipòfil (HLB)

HLB, abreviatura de Hydrophile-Lipophile Balance (Equilibri Hidròfil-Lipòfil), indica l'equilibri entre els grups hidròfils i lipòfils en els tensioactius. Un valor HLB més alt suggereix una hidrofilicitat forta i una lipofilicitat feble, mentre que el contrari passa amb valors HLB baixos.

① Especificació dels valors HLB**:El valor HLB és relatiu; per tant, per establir valors HLB, l'estàndard per a una substància no hidròfila, com la parafina, s'estableix en HLB = 0, mentre que al dodecilsulfat de sodi amb una forta solubilitat en aigua se li assigna HLB = 40. Per tant, els valors HLB per als tensioactius generalment es troben entre 1 i 40. Els tensioactius amb un valor HLB inferior a 10 són lipòfils, i els superiors a 10 són hidròfils. Per tant, el punt d'inflexió entre la lipofilicitat i la hidrofilicitat és al voltant de 10. Els usos potencials dels tensioactius es poden deduir aproximadament a partir dels seus valors HLB.

HLB

Aplicacions

HLB

Aplicacions

1,5~3

Agents antiespumants tipus W/O

8~18

Emulsionants tipus O/W

3,5~6

Emulsionants tipus W/O

13~15

Detergents

7~9

Agents humectants

15~18

Solubilitzants

Segons la taula, els tensioactius adequats per al seu ús com a emulsionants oli-en-aigua tenen un valor HLB de 3,5 a 6, mentre que els d'emulsionants aigua-en-oli es troben entre 8 i 18.

② Determinació dels valors HLB (omès).

07 Emulsificació i solubilització

Una emulsió és un sistema que es forma quan un líquid immiscible es dispersa en un altre en forma de partícules fines (gotes o cristalls líquids). L'emulsionant, que és un tipus de tensioactiu, és essencial per estabilitzar aquest sistema termodinàmicament inestable disminuint l'energia interfacial. La fase existent en forma de gotes a l'emulsió s'anomena fase dispersa (o fase interna), mentre que la fase que forma una capa contínua s'anomena medi de dispersió (o fase externa).

① Emulsionants i emulsions

Les emulsions comunes sovint consten d'una fase com a aigua o solució aquosa, i l'altra com a substància orgànica, com ara olis o ceres. Segons la seva dispersió, les emulsions es poden classificar com a aigua en oli (W/O), on l'oli es dispersa en aigua, o oli en aigua (O/W), on l'aigua es dispersa en oli. A més, poden existir emulsions complexes com W/O/W o O/W/O. Els emulsionants estabilitzen les emulsions reduint la tensió interfacial i formant membranes monomoleculars. Un emulsionant ha d'adsorbir o acumular-se a la interfície per reduir la tensió interfacial i impartir càrregues a les gotes, generant repulsió electrostàtica, o formar una pel·lícula protectora d'alta viscositat al voltant de les partícules. En conseqüència, les substàncies utilitzades com a emulsionants han de posseir grups amfifílics, que els tensioactius poden proporcionar.

② Mètodes de preparació d'emulsions i factors que influeixen en l'estabilitat

Hi ha dos mètodes principals per preparar emulsions: els mètodes mecànics dispersen líquids en partícules diminutes en un altre líquid, mentre que el segon mètode consisteix a dissoldre líquids en forma molecular en un altre i fer que s'agreguin adequadament. L'estabilitat d'una emulsió es refereix a la seva capacitat de resistir l'agregació de partícules que condueix a la separació de fases. Les emulsions són sistemes termodinàmicament inestables amb una energia lliure més alta, per la qual cosa la seva estabilitat reflecteix el temps necessari per assolir l'equilibri, és a dir, el temps que triga un líquid a separar-se de l'emulsió. Quan hi ha alcohols grassos, àcids grassos i amines grasses presents a la pel·lícula interfacial, la resistència de la membrana augmenta significativament perquè les molècules orgàniques polars formen complexos a la capa adsorbida, reforçant la membrana interfacial.

Els emulsionants compostos per dos o més tensioactius s'anomenen emulsionants mixtos. Els emulsionants mixtos s'adsorbeixen a la interfície aigua-oli, i les interaccions moleculars poden formar complexos que redueixen significativament la tensió interfacial, augmentant la quantitat d'adsorbat i formant membranes interfacials més denses i fortes.

Les gotes carregades elèctricament influeixen notablement en l'estabilitat de les emulsions. En les emulsions estables, les gotes solen portar una càrrega elèctrica. Quan s'utilitzen emulsionants iònics, l'extrem hidròfob dels tensioactius iònics s'incorpora a la fase oliosa, mentre que l'extrem hidròfil roman a la fase aquosa, impartint càrrega a les gotes. Les càrregues similars entre les gotes causen repulsió i impedeixen la coalescència, cosa que millora l'estabilitat. Així, com més gran sigui la concentració d'ions emulsionants adsorbits a les gotes, més gran serà la seva càrrega i més alta serà l'estabilitat de l'emulsió.

La viscositat del medi de dispersió també afecta l'estabilitat de l'emulsió. Generalment, els medis de més viscositat milloren l'estabilitat perquè impedeixen més el moviment brownià de les gotes, cosa que redueix la probabilitat de col·lisions. Les substàncies d'alt pes molecular que es dissolen a l'emulsió poden augmentar la viscositat i l'estabilitat del medi. A més, les substàncies d'alt pes molecular poden formar membranes interfacials robustes, estabilitzant encara més l'emulsió. En alguns casos, afegir pols sòlides pot estabilitzar les emulsions de manera similar. Si les partícules sòlides estan completament humitejades per aigua i poden ser humitejades per oli, es retindran a la interfície aigua-oli. Les pols sòlides estabilitzen l'emulsió millorant la pel·lícula a mesura que s'agrupen a la interfície, de manera molt semblant als tensioactius adsorbits.

Els tensioactius poden millorar significativament la solubilitat dels compostos orgànics que són insolubles o lleugerament solubles en aigua després que s'hagin format micel·les a la solució. En aquest moment, la solució apareix clara i aquesta capacitat s'anomena solubilització. Els tensioactius que poden promoure la solubilització s'anomenen solubilitzants, mentre que els compostos orgànics que es solubilitzen s'anomenen solubilitzats.

08 Escuma

L'escuma juga un paper crucial en els processos de rentat. L'escuma fa referència a un sistema dispersiu de gas dispers en líquid o sòlid, amb el gas com a fase dispersa i el líquid o sòlid com a medi de dispersió, conegut com a escuma líquida o escuma sòlida, com ara plàstics d'escuma, vidre d'escuma i formigó d'escuma.

(1) Formació d'escuma

El terme escuma fa referència a un conjunt de bombolles d'aire separades per pel·lícules líquides. A causa de la considerable diferència de densitat entre el gas (fase dispersa) i el líquid (medi de dispersió), i la baixa viscositat del líquid, les bombolles de gas pugen ràpidament a la superfície. La formació d'escuma implica la incorporació d'una gran quantitat de gas al líquid; les bombolles tornen ràpidament a la superfície, creant un agregat de bombolles d'aire separades per una pel·lícula líquida mínima. L'escuma té dues característiques morfològiques distintives: en primer lloc, les bombolles de gas sovint adopten una forma polièdrica perquè la fina pel·lícula líquida a la intersecció de les bombolles tendeix a aprimar-se, cosa que finalment condueix a la ruptura de les bombolles. En segon lloc, els líquids purs no poden formar escuma estable; hi ha d'haver almenys dos components presents per crear una escuma. Una solució de tensioactiu és un sistema típic de formació d'escuma la capacitat d'escuma del qual està lligada a les seves altres propietats. Els tensioactius amb bona capacitat d'escuma s'anomenen agents escumants. Tot i que els agents escumants presenten bones capacitats d'escuma, l'escuma que generen pot no durar gaire, cosa que significa que la seva estabilitat no està garantida. Per millorar l'estabilitat de l'escuma, es poden afegir substàncies que millorin l'estabilitat; aquests s'anomenen estabilitzadors, i els estabilitzadors comuns inclouen la lauril dietanolamina i els òxids de dodecil dimetil amina.

(2) Estabilitat de l'escuma

L'escuma és un sistema termodinàmicament inestable; la seva progressió natural condueix a la ruptura, reduint així la superfície total del líquid i disminuint l'energia lliure. El procés de desescuma implica l'aprimament gradual de la pel·lícula líquida que separa el gas fins que es produeix la ruptura. El grau d'estabilitat de l'escuma està influenciat principalment per la velocitat de drenatge del líquid i la resistència de la pel·lícula líquida. Els factors influents inclouen:

① Tensió superficial: Des d'una perspectiva energètica, una tensió superficial més baixa afavoreix la formació d'escuma però no garanteix l'estabilitat de l'escuma. Una tensió superficial baixa indica un diferencial de pressió més petit, cosa que comporta un drenatge de líquid més lent i un engruiximent de la pel·lícula líquida, la qual cosa afavoreix l'estabilitat.

② Viscositat superficial: El factor clau en l'estabilitat de l'escuma és la resistència de la pel·lícula líquida, determinada principalment per la robustesa de la pel·lícula d'adsorció superficial, mesurada per la viscositat superficial. Els resultats experimentals indiquen que les solucions amb una viscositat superficial elevada produeixen escuma més duradora a causa de les interaccions moleculars millorades a la pel·lícula adsorbida, que augmenten significativament la resistència de la membrana.

③ Viscositat de la solució: una viscositat més alta del líquid alenteix el drenatge del líquid de la membrana, allargant així la vida útil de la pel·lícula líquida abans que es produeixi la ruptura i millorant l'estabilitat de l'escuma.

④ Acció de "reparació" de la tensió superficial: Els tensioactius adsorbits a la membrana poden contrarestar l'expansió o la contracció de la superfície de la pel·lícula; això s'anomena acció de reparació. Quan els tensioactius s'adsorbeixen a la pel·lícula líquida i expandeixen la seva superfície, això redueix la concentració de tensioactiu a la superfície i augmenta la tensió superficial; per contra, la contracció condueix a un augment de la concentració de tensioactiu a la superfície i, posteriorment, redueix la tensió superficial.

⑤ Difusió de gas a través de la pel·lícula líquida: a causa de la pressió capil·lar, les bombolles més petites tendeixen a tenir una pressió interna més alta en comparació amb les bombolles més grans, cosa que provoca la difusió del gas de les bombolles petites a les més grans, fent que les bombolles petites es contreguin i les més grans creixin, cosa que finalment provoca el col·lapse de l'escuma. L'aplicació consistent de tensioactius crea bombolles uniformes i finament distribuïdes i inhibeix la desescumació. Amb els tensioactius compactats a la pel·lícula líquida, la difusió del gas es veu dificultada, millorant així l'estabilitat de l'escuma.

⑥ Efecte de la càrrega superficial: Si la pel·lícula líquida d'escuma porta la mateixa càrrega, les dues superfícies es repel·liran mútuament, evitant que la pel·lícula s'aprima o es trenqui. Els tensioactius iònics poden proporcionar aquest efecte estabilitzador. En resum, la resistència de la pel·lícula líquida és el factor crucial que determina l'estabilitat de l'escuma. Els tensioactius que actuen com a agents escumants i estabilitzadors han de formar molècules absorbides a la superfície estretament empaquetades, ja que això afecta significativament la interacció molecular interfacial, millorant la resistència de la pel·lícula superficial en si i evitant així que el líquid flueixi lluny de la pel·lícula veïna, fent que l'estabilitat de l'escuma sigui més assolible.

(3) Destrucció d'escuma

El principi fonamental de la destrucció de l'escuma implica alterar les condicions que produeixen escuma o eliminar els factors estabilitzadors de l'escuma, donant lloc a mètodes antiespumants físics i químics. L'antiespumant físic manté la composició química de la solució espumosa alhora que altera condicions com ara pertorbacions externes, canvis de temperatura o pressió, així com el tractament per ultrasons, tots ells mètodes eficaços per eliminar l'escuma. L'antiespumant químic es refereix a l'addició de certes substàncies que interactuen amb els agents espumants per reduir la resistència de la pel·lícula líquida dins de l'escuma, reduint l'estabilitat de l'escuma i aconseguint l'antiespumant. Aquestes substàncies s'anomenen antiespumants, la majoria dels quals són tensioactius. Els antiespumants solen tenir una capacitat notable per reduir la tensió superficial i es poden adsorbir fàcilment a les superfícies, amb una interacció més feble entre les molècules constituents, creant així una estructura molecular de disposició laxa. Els tipus d'antiespumants són variats, però generalment són tensioactius no iònics, amb alcohols ramificats, àcids grassos, èsters d'àcids grassos, poliamides, fosfats i olis de silicona que s'utilitzen habitualment com a excel·lents antiespumants.

(4) Escuma i neteja

La quantitat d'escuma no es correlaciona directament amb l'eficàcia de la neteja; més escuma no significa una millor neteja. Per exemple, els tensioactius no iònics poden produir menys escuma que el sabó, però poden tenir capacitats de neteja superiors. Tanmateix, en determinades condicions, l'escuma pot ajudar a eliminar la brutícia; per exemple, l'escuma de rentar els plats ajuda a eliminar el greix, mentre que la neteja de les catifes permet que l'escuma elimini la brutícia i els contaminants sòlids. A més, l'escuma pot indicar l'eficàcia del detergent; l'excés de greix gras sovint inhibeix la formació de bombolles, cosa que provoca una manca d'escuma o una disminució de l'escuma existent, cosa que indica una baixa eficàcia del detergent. A més, l'escuma pot servir com a indicador de la neteja de l'esbandida, ja que els nivells d'escuma a l'aigua d'esbandida sovint disminueixen amb concentracions de detergent més baixes.

09 Procés de rentat

En termes generals, el rentat és el procés d'eliminar components no desitjats de l'objecte que es neteja per aconseguir un propòsit determinat. En termes comuns, el rentat es refereix a l'eliminació de la brutícia de la superfície del suport. Durant el rentat, certes substàncies químiques (com els detergents) actuen per debilitar o eliminar la interacció entre la brutícia i el suport, transformant l'enllaç entre la brutícia i el suport en un enllaç entre la brutícia i el detergent, permetent la seva separació. Atès que els objectes que s'han de netejar i la brutícia que cal eliminar poden variar molt, el rentat és un procés complicat, que es pot simplificar en la següent relació:

Vehicle portador • Brutícia + Detergent = Vehicle portador + Brutícia • Detergent. El procés de rentat generalment es pot dividir en dues etapes:

1. La brutícia se separa del suport sota l'acció del detergent;

2. La brutícia separada es dispersa i es suspèn en el medi. El procés de rentat és reversible, és a dir, la brutícia dispersa o suspesa es pot tornar a dipositar sobre l'article netejat. Per tant, els detergents eficaços no només necessiten la capacitat de separar la brutícia del suport, sinó també de dispersar-la i suspendre-la, evitant que es reassenti.

(1) Tipus de brutícia

Fins i tot un sol article pot acumular diferents tipus, composicions i quantitats de brutícia segons el seu context d'ús. La brutícia oliosa consisteix principalment en diversos olis animals i vegetals i olis minerals (com el petroli cru, el fuel-oil, el quitrà d'hulla, etc.); la brutícia sòlida inclou partícules com el sutge, la pols, el rovell i el negre de carboni. Pel que fa a la brutícia de la roba, pot provenir de secrecions humanes com la suor, el sèu i la sang; taques relacionades amb els aliments com les taques de fruita o oli i els condiments; residus de cosmètics com el pintallavis i l'esmalt d'ungles; contaminants atmosfèrics com el fum, la pols i la terra; i taques addicionals com la tinta, el te i la pintura. Aquesta varietat de brutícia generalment es pot classificar en sòlids, líquids i tipus especials.

① Brutícia sòlida: Exemples comuns inclouen partícules de sutge, fang i pols, la majoria de les quals tendeixen a tenir càrregues, sovint carregades negativament, que s'adhereixen fàcilment als materials fibrosos. La brutícia sòlida generalment és menys soluble en aigua, però es pot dispersar i suspendre en detergents. Les partícules més petites de 0,1 μm poden ser particularment difícils d'eliminar.

② Brutícia líquida: Inclou substàncies olioses solubles en oli, com ara olis animals, àcids grassos, alcohols grassos, olis minerals i els seus òxids. Mentre que els olis animals i vegetals i els àcids grassos poden reaccionar amb els àlcalis per formar sabons, els alcohols grassos i els olis minerals no pateixen saponificació, sinó que es poden dissoldre amb alcohols, èters i hidrocarburs orgànics, i es poden emulsionar i dispersar amb solucions de detergents. La brutícia oliosa líquida sol estar fermament adherida als materials fibrosos a causa de fortes interaccions.

③ Brutícia especial: Aquesta categoria inclou proteïnes, midons, sang i secrecions humanes com la suor i l'orina, així com sucs de fruita i te. Aquests materials sovint s'uneixen fermament a les fibres mitjançant interaccions químiques, cosa que dificulta l'eliminació. Diversos tipus de brutícia rarament existeixen de manera independent, sinó que es barregen i s'adhereixen col·lectivament a les superfícies. Sovint, sota influències externes, la brutícia es pot oxidar, descompondre o descompondre, produint noves formes de brutícia.

(2) Adherència de brutícia

La brutícia s'adhereix a materials com la roba i la pell a causa de certes interaccions entre l'objecte i la brutícia. La força adhesiva entre la brutícia i l'objecte pot ser el resultat d'una adhesió física o química.

① Adhesió física: L'adhesió de brutícia com el sutge, la pols i el fang implica en gran mesura interaccions físiques febles. Generalment, aquests tipus de brutícia es poden eliminar amb relativa facilitat a causa de la seva adhesió més feble, que prové principalment de forces mecàniques o electrostàtiques.

A: Adhesió mecànica**: Normalment es refereix a la brutícia sòlida com la pols o la sorra que s'adhereix per mitjans mecànics, que és relativament fàcil d'eliminar, tot i que les partícules més petites de menys de 0,1 μm són força difícils de netejar.

B: Adhesió electrostàtica**: Això implica que les partícules de brutícia carregades interactuen amb materials amb càrrega oposada; normalment, els materials fibrosos porten càrregues negatives, cosa que els permet atraure adherents carregats positivament com certes sals. Algunes partícules carregades negativament encara es poden acumular en aquestes fibres a través de ponts iònics formats per ions positius a la solució.

② Adhesió química: Això es refereix a la brutícia que s'adhereix a un objecte a través d'enllaços químics. Per exemple, la brutícia sòlida polar o materials com el rovell tendeixen a adherir-se fermament a causa dels enllaços químics formats amb grups funcionals com ara els grups carboxil, hidroxil o amina presents en materials fibrosos. Aquests enllaços creen interaccions més fortes, cosa que dificulta l'eliminació d'aquesta brutícia; poden ser necessaris tractaments especials per netejar eficaçment. El grau d'adhesió de la brutícia depèn tant de les propietats de la brutícia en si com de les de la superfície a la qual s'adhereix.

(3) Mecanismes d'eliminació de la brutícia

L'objectiu del rentat és eliminar la brutícia. Això implica utilitzar les diverses accions físiques i químiques dels detergents per debilitar o eliminar l'adhesió entre la brutícia i els articles rentats, ajudats per forces mecàniques (com ara el fregat manual, l'agitació de la rentadora o l'impacte de l'aigua), cosa que finalment condueix a la separació de la brutícia.

① Mecanisme d'eliminació de la brutícia líquida

A: Humitat: La majoria de la brutícia líquida és oliosa i tendeix a mullar diversos articles fibrosos, formant una pel·lícula oliosa sobre les seves superfícies. El primer pas en el rentat és l'acció del detergent que provoca la mulladura de la superfície.
B: Mecanisme d'enrotllament per a l'eliminació d'oli: El segon pas de l'eliminació de la brutícia líquida es produeix mitjançant un procés d'enrotllament. La brutícia líquida que s'estén com una pel·lícula sobre la superfície s'enrotlla progressivament en gotes a causa de la mullada preferent del líquid de rentat de la superfície fibrosa, i finalment és substituïda pel líquid de rentat.

② Mecanisme d'eliminació de brutícia sòlida

A diferència de la brutícia líquida, l'eliminació de la brutícia sòlida depèn de la capacitat del líquid de rentat per mullar tant les partícules de brutícia com la superfície del material portador. L'adsorció de tensioactius a les superfícies de la brutícia sòlida i el portador redueix les seves forces d'interacció, disminuint així la força d'adhesió de les partícules de brutícia, cosa que facilita la seva eliminació. A més, els tensioactius, especialment els tensioactius iònics, poden augmentar el potencial elèctric de la brutícia sòlida i del material superficial, facilitant una major eliminació.

Els tensioactius no iònics tendeixen a adsorbir-se en superfícies sòlides generalment carregades i poden formar una capa adsorbida significativa, cosa que redueix la reassentació de la brutícia. Els tensioactius catiònics, però, poden reduir el potencial elèctric de la brutícia i la superfície portadora, cosa que disminueix la repulsió i dificulta l'eliminació de la brutícia.

③ Eliminació de brutícia especial

Els detergents típics poden tenir problemes amb les taques persistents de proteïnes, midons, sang i secrecions corporals. Els enzims com la proteasa poden eliminar eficaçment les taques de proteïnes descomponent les proteïnes en aminoàcids o pèptids solubles. De la mateixa manera, els midons es poden descompondre en sucres per l'amilasa. Les lipases poden ajudar a descompondre les impureses de triacilglicerol, que sovint són difícils d'eliminar per mitjans convencionals. Les taques de sucs de fruita, te o tinta de vegades requereixen agents oxidants o reductors, que reaccionen amb els grups generadors de color per degradar-los en fragments més solubles en aigua.

(4) Mecanisme de la neteja en sec

Els punts esmentats es refereixen principalment al rentat amb aigua. Tanmateix, a causa de la diversitat de teixits, alguns materials poden no respondre bé al rentat amb aigua, cosa que provoca deformacions, esvaïment del color, etc. Moltes fibres naturals s'expandeixen quan estan mullades i s'encongeixen fàcilment, cosa que provoca canvis estructurals indesitjables. Per tant, sovint es prefereix la neteja en sec, normalment amb dissolvents orgànics, per a aquests tèxtils.

La neteja en sec és més suau en comparació amb el rentat en humit, ja que minimitza l'acció mecànica que podria danyar la roba. Per a una eliminació eficaç de la brutícia en la neteja en sec, la brutícia es classifica en tres tipus principals:

① Brutícia soluble en oli: Això inclou olis i greixos, que es dissolen fàcilment en dissolvents de neteja en sec.

② Brutícia soluble en aigua: Aquest tipus es pot dissoldre en aigua però no en dissolvents de neteja en sec, i conté sals inorgàniques, midons i proteïnes, que poden cristal·litzar un cop s'evapora l'aigua.

③ Brutícia que no és soluble ni en oli ni en aigua: Això inclou substàncies com el negre de carboni i els silicats metàl·lics que no es dissolen en cap dels dos medis.

Cada tipus de brutícia requereix estratègies diferents per a la seva eliminació eficaç durant la neteja en sec. La brutícia soluble en oli s'elimina metodològicament mitjançant dissolvents orgànics a causa de la seva excel·lent solubilitat en dissolvents no polars. Per a les taques solubles en aigua, cal que hi hagi una quantitat adequada d'aigua present a l'agent de neteja en sec, ja que l'aigua és crucial per a una eliminació eficaç de la brutícia. Malauradament, com que l'aigua té una solubilitat mínima en els agents de neteja en sec, sovint s'afegeixen tensioactius per ajudar a integrar l'aigua.

Els tensioactius milloren la capacitat de l'agent de neteja per a l'aigua i ajuden a garantir la solubilització de les impureses solubles en aigua dins de les micel·les. A més, els tensioactius poden inhibir la formació de nous dipòsits de la brutícia després del rentat, millorant l'eficàcia de la neteja. Una lleugera addició d'aigua és essencial per eliminar aquestes impureses, però quantitats excessives poden provocar la distorsió del teixit, per la qual cosa cal un contingut d'aigua equilibrat en les solucions de neteja en sec.

(5) Factors que influeixen en l'acció de rentat

L'adsorció de tensioactius a les interfícies i la reducció resultant de la tensió interfacial és crucial per eliminar la brutícia líquida o sòlida. Tanmateix, el rentat és inherentment complex i està influenciat per nombrosos factors, fins i tot en tipus de detergents similars. Aquests factors inclouen la concentració del detergent, la temperatura, les propietats de la brutícia, els tipus de fibra i l'estructura del teixit.

① Concentració de tensioactius: Les micel·les formades pels tensioactius tenen un paper fonamental en el rentat. L'eficiència del rentat augmenta dràsticament un cop la concentració supera la concentració micel·lar crítica (CMC), per tant, els detergents s'han d'utilitzar a concentracions superiors a la CMC per a un rentat eficaç. Tanmateix, les concentracions de detergent per sobre de la CMC produeixen rendiments decreixents, fent que l'excés de concentració sigui innecessari.

② Efecte de la temperatura: La temperatura té una profunda influència en l'eficàcia de la neteja. Generalment, les temperatures més altes faciliten l'eliminació de la brutícia; tanmateix, la calor excessiva pot tenir efectes adversos. Augmentar la temperatura tendeix a afavorir la dispersió de la brutícia i també pot fer que la brutícia oliosa s'emulsioni més fàcilment. Tot i això, en teixits densament teixits, l'augment de la temperatura, que fa que les fibres s'inflin, pot reduir inadvertidament l'eficiència de l'eliminació.

Les fluctuacions de temperatura també afecten la solubilitat dels tensioactius, la CMC i el recompte de micel·les, influint així en l'eficiència de la neteja. Per a molts tensioactius de cadena llarga, les temperatures més baixes redueixen la solubilitat, de vegades per sota de la seva pròpia CMC; per tant, pot ser necessari un escalfament adequat per a un funcionament òptim. Els impactes de la temperatura sobre la CMC i les micel·les difereixen per als tensioactius iònics i no iònics: augmentar la temperatura normalment eleva la CMC dels tensioactius iònics, cosa que requereix ajustaments de concentració.

③ Escuma: Hi ha una idea errònia molt estesa que relaciona la capacitat d'escuma amb l'eficàcia del rentat: més escuma no equival a un rentat superior. L'evidència empírica suggereix que els detergents amb baixa escuma poden ser igualment eficaços. Tanmateix, l'escuma pot ajudar a eliminar la brutícia en determinades aplicacions, com ara en el rentat de plats, on l'escuma ajuda a desplaçar el greix, o en la neteja de catifes, on aixeca la brutícia. A més, la presència d'escuma pot indicar si els detergents funcionen; l'excés de greix pot inhibir la formació d'escuma, mentre que la disminució de l'escuma significa una concentració reduïda de detergent.

④ Tipus de fibra i propietats tèxtils: Més enllà de l'estructura química, l'aspecte i l'organització de les fibres influeixen en l'adhesió de la brutícia i la dificultat d'eliminació. Les fibres amb estructures rugoses o planes, com la llana o el cotó, tendeixen a atrapar la brutícia més fàcilment que les fibres llises. Els teixits densament teixits poden resistir inicialment l'acumulació de brutícia, però poden dificultar el rentat eficaç a causa de l'accés limitat a la brutícia atrapada.

⑤ Duresa de l'aigua: Les concentracions de Ca²⁺, Mg²⁺ i altres ions metàl·lics tenen un impacte significatiu en els resultats del rentat, especialment en el cas dels tensioactius aniònics, que poden formar sals insolubles que disminueixen l'eficàcia de la neteja. En aigua dura, fins i tot amb una concentració adequada de tensioactiu, l'eficàcia de la neteja és inferior a l'aigua destil·lada. Per a un rendiment òptim dels tensioactius, la concentració de Ca²⁺ s'ha de minimitzar per sota d'1×10⁻⁶ mol/L (CaCO₃ per sota de 0,1 mg/L), cosa que sovint requereix la inclusió d'agents suavitzants d'aigua a les formulacions dels detergents.


Data de publicació: 05-09-2024