A táblázat szerint az olaj-víz emulgeálószerként használható felületaktív anyagok HLB-értéke 3,5 és 6 között van, míg a víz-olaj emulgeálószereké 8 és 18 között.

② HLB-értékek meghatározása (kihagyva).

07 Emulgeálás és oldódás

Az emulzió egy olyan rendszer, amely akkor keletkezik, amikor egy nem elegyedő folyadékot egy másikban diszpergálnak finom részecskék (cseppek vagy folyadékkristályok) formájában. Az emulgeálószer, amely egyfajta felületaktív anyag, elengedhetetlen a termodinamikailag instabil rendszer stabilizálásához a határfelületi energia csökkentésével. Az emulzióban csepp formájában lévő fázist diszpergált fázisnak (vagy belső fázisnak), míg a folytonos réteget alkotó fázist diszperziós közegnek (vagy külső fázisnak) nevezzük.

① Emulgeálószerek és emulziók

A gyakori emulziók gyakran az egyik fázisból, vízből vagy vizes oldatból, a másikból pedig szerves anyagból, például olajokból vagy viaszokból állnak. Diszperziójuktól függően az emulziók besorolhatók víz-az-olajban (W/O) típusúra, ahol az olaj vízben van diszpergálva, vagy olaj-a-vízben (O/W) típusúra, ahol a víz olajban van diszpergálva. Ezenkívül összetett emulziók, például W/O/W vagy O/W/O is létezhetnek. Az emulgeálószerek a határfelületi feszültség csökkentésével és monomolekuláris membránok képzésével stabilizálják az emulziókat. Az emulgeálószernek adszorbeálódnia vagy felhalmozódnia kell a határfelületen, hogy csökkentse a határfelületi feszültséget és töltéseket adjon a cseppeknek, elektrosztatikus taszítást generálva, vagy nagy viszkozitású védőfilmet képezve a részecskék körül. Következésképpen az emulgeálószerként használt anyagoknak amfifil csoportokkal kell rendelkezniük, amelyeket a felületaktív anyagok biztosíthatnak.

② Emulziókészítési módszerek és a stabilitást befolyásoló tényezők

Az emulziók előállításának két fő módszere létezik: a mechanikai módszerek során a folyadékokat apró részecskékre diszpergálják egy másik folyadékban, míg a második módszer során molekuláris formában lévő folyadékokat oldanak fel egy másikban, és megfelelő aggregációt idéznek elő. Az emulzió stabilitása azt a képességét jelenti, hogy ellenáll a részecske-aggregációnak, ami fázisszétváláshoz vezet. Az emulziók termodinamikailag instabil rendszerek, nagyobb szabadenergiával, így stabilitásuk az egyensúly eléréséhez szükséges időt tükrözi, azaz azt az időt, amely alatt a folyadék elválik az emulziótól. Amikor zsíralkoholok, zsírsavak és zsíraminok vannak jelen a határfelületi filmben, a membrán szilárdsága jelentősen megnő, mivel a poláris szerves molekulák komplexeket képeznek az adszorbeált rétegben, megerősítve a határfelületi membránt.

A két vagy több felületaktív anyagból álló emulgeálószereket vegyes emulgeálószereknek nevezzük. A vegyes emulgeálószerek a víz-olaj határfelületen adszorbeálódnak, és a molekuláris kölcsönhatások olyan komplexeket képezhetnek, amelyek jelentősen csökkentik a határfelületi feszültséget, növelik az adszorbátum mennyiségét és sűrűbb, erősebb határfelületi membránokat képeznek.

Az elektromos töltésű cseppek jelentősen befolyásolják az emulziók stabilitását. A stabil emulziókban a cseppek jellemzően elektromos töltéssel rendelkeznek. Ionos emulgeálószerek használata esetén az ionos felületaktív anyagok hidrofób vége beépül az olajfázisba, míg a hidrofil vége a vízfázisban marad, töltéssel ruházza fel a cseppeket. A cseppek közötti hasonló töltések taszítást okoznak és megakadályozzák az összeolvadást, ami fokozza a stabilitást. Így minél nagyobb az emulgeálószer-ionok koncentrációja, amelyek adszorbeálódnak a cseppeken, annál nagyobb a töltésük, és annál nagyobb az emulzió stabilitása.

A diszperziós közeg viszkozitása szintén befolyásolja az emulzió stabilitását. Általában a nagyobb viszkozitású közegek javítják a stabilitást, mivel jobban gátolják a cseppek Brown-mozgását, lassítva az ütközések valószínűségét. Az emulzióban oldódó nagy molekulatömegű anyagok növelhetik a közeg viszkozitását és stabilitását. Ezenkívül a nagy molekulatömegű anyagok robusztus határfelületi membránokat képezhetnek, tovább stabilizálva az emulziót. Bizonyos esetekben szilárd porok hozzáadása hasonlóan stabilizálhatja az emulziókat. Ha a szilárd részecskéket a víz teljesen nedvesíti, és az olaj nedvesítheti őket, akkor a víz-olaj határfelületen maradnak. A szilárd porok az adszorbeált felületaktív anyagokhoz hasonlóan a film erősítésével stabilizálják az emulziót, miközben a határfelületen klasztereződnek.

A felületaktív anyagok jelentősen növelhetik a vízben oldhatatlan vagy kis mértékben oldódó szerves vegyületek oldhatóságát, miután micellák képződtek az oldatban. Ekkor az oldat tisztának tűnik, és ezt a képességet oldódásnak nevezzük. Az oldódást elősegítő felületaktív anyagokat oldódást elősegítő anyagoknak, míg az oldódó szerves vegyületeket oldódó anyagoknak nevezzük.

08 Hab

A hab kulcsszerepet játszik a mosási folyamatokban. A hab egy folyékony vagy szilárd halmazállapotú gázból álló diszperziós rendszer, amelyben a gáz a diszpergált fázis, a folyékony vagy szilárd pedig a diszperziós közeg. Ezt folyékony habnak vagy szilárd habnak nevezzük, mint például a habanyagok, a habüveg és a habbeton.

(1) Habképződés

A hab kifejezés folyadékfilmekkel elválasztott légbuborékok gyűjteményére utal. A gáz (diszpergált fázis) és a folyadék (diszperziós közeg) közötti jelentős sűrűségkülönbség, valamint a folyadék alacsony viszkozitása miatt a gázbuborékok gyorsan a felszínre emelkednek. A habképződés nagy mennyiségű gáz folyadékba való beépülését jelenti; a buborékok ezután gyorsan visszatérnek a felszínre, légbuborékok halmazát hozva létre, amelyeket egy minimális folyadékfilm választ el egymástól. A habnak két jellegzetes morfológiai jellemzője van: először is, a gázbuborékok gyakran sokszögű alakot öltenek, mivel a buborékok metszéspontjában lévő vékony folyadékfilm hajlamos elvékonyodni, ami végül buborékrepedéshez vezet. Másodszor, a tiszta folyadékok nem képesek stabil habot képezni; legalább két komponensnek jelen kell lennie a hab létrehozásához. A felületaktív oldat egy tipikus habképző rendszer, amelynek habképző képessége összefügg a többi tulajdonságával. A jó habképző képességű felületaktív anyagokat habképző szereknek nevezik. Bár a habképző szerek jó habképző képességgel rendelkeznek, az általuk képződő hab nem tart sokáig, ami azt jelenti, hogy stabilitásuk nem garantált. A hab stabilitásának javítása érdekében olyan anyagok adhatók hozzá, amelyek fokozzák a stabilitást; Ezeket stabilizátoroknak nevezik, a gyakori stabilizátorok közé tartozik a lauril-dietanol-amin és a dodecil-dimetil-amin oxidjai.

(2) Hab stabilitása

A hab termodinamikailag instabil rendszer; természetes előrehaladása repedéshez vezet, ezáltal csökkentve a folyadék teljes felületét és a szabad energiát. A habzásmentesítési folyamat során a gázt elválasztó folyadékfilm fokozatosan elvékonyodik, amíg repedés nem következik be. A hab stabilitásának mértékét elsősorban a folyadék elfolyásának sebessége és a folyadékfilm szilárdsága befolyásolja. A befolyásoló tényezők a következők:

① Felületi feszültség: Energetikai szempontból az alacsonyabb felületi feszültség kedvez a habképződésnek, de nem garantálja a hab stabilitását. Az alacsony felületi feszültség kisebb nyomáskülönbséget jelez, ami lassabb folyadéklefolyást és a folyadékfilm sűrűsödését eredményezi, mindkettő a stabilitást segíti elő.

② Felületi viszkozitás: A hab stabilitásának kulcstényezője a folyadékfilm szilárdsága, amelyet elsősorban a felületi adszorpciós film robusztussága határoz meg, amelyet a felületi viszkozitás mér. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a nagy felületi viszkozitású oldatok hosszabb ideig tartó habot képeznek az adszorbeált filmben fokozott molekuláris kölcsönhatások miatt, amelyek jelentősen növelik a membrán szilárdságát.

③ Oldat viszkozitása: A folyadék magasabb viszkozitása lelassítja a folyadék elvezetését a membránból, ezáltal meghosszabbítja a folyadékfilm élettartamát a repedés bekövetkezte előtt, és fokozza a hab stabilitását.

④ Felületi feszültség „javító” hatása: A membránra adszorbeált felületaktív anyagok ellensúlyozhatják a film felületének tágulását vagy összehúzódását; ezt nevezzük javító hatásnak. Amikor a felületaktív anyagok adszorbeálódnak a folyékony filmhez és megnövelik annak felületét, ez csökkenti a felületaktív anyag koncentrációját a felületen és növeli a felületi feszültséget; ezzel szemben az összehúzódás a felületaktív anyag koncentrációjának növekedéséhez vezet a felületen, és ennek következtében csökkenti a felületi feszültséget.

⑤ Gázdiffúzió folyadékfilmen keresztül: A kapilláris nyomás miatt a kisebb buborékok általában nagyobb belső nyomással rendelkeznek a nagyobb buborékokhoz képest, ami a gáz kisebb buborékokból nagyobbakba való diffúziójához vezet, aminek következtében a kisebb buborékok összezsugorodnak, a nagyobbak pedig növekednek, ami végső soron a hab összeomlásához vezet. A felületaktív anyagok következetes alkalmazása egyenletes, finoman eloszlatott buborékokat hoz létre, és gátolja a habzásmentesedést. A folyadékfilmhez szorosan kötődő felületaktív anyagok akadályozzák a gázdiffúziót, ezáltal javítják a hab stabilitását.

⑥ A felületi töltés hatása: Ha a habfolyadékfilm azonos töltéssel rendelkezik, a két felület taszítja egymást, megakadályozva a film elvékonyodását vagy szakadását. Az ionos felületaktív anyagok biztosíthatják ezt a stabilizáló hatást. Összefoglalva, a folyékony film szilárdsága a hab stabilitását meghatározó kulcsfontosságú tényező. A habképzőként és stabilizátorként ható felületaktív anyagoknak szorosan csomagolt, felületen abszorbeált molekulákat kell létrehozniuk, mivel ez jelentősen befolyásolja a határfelületi molekuláris kölcsönhatást, növelve magának a felületi filmnek a szilárdságát, és így megakadályozva, hogy a folyadék elfolyjon a szomszédos filmtől, így a hab stabilitása elérhetőbbé válik.

(3) A hab megsemmisítése

A habbontás alapelve a habot termelő körülmények megváltoztatása vagy a hab stabilizáló tényezőinek kiküszöbölése, ami fizikai és kémiai habzásgátló módszerekhez vezet. A fizikai habzásgátló megőrzi a habos oldat kémiai összetételét, miközben megváltoztatja a körülményeket, mint például a külső zavaró tényezők, a hőmérséklet- vagy nyomásváltozások, valamint az ultrahangos kezelés, amelyek mind hatékony módszerek a hab eltávolítására. A kémiai habzásgátló bizonyos anyagok hozzáadását jelenti, amelyek kölcsönhatásba lépnek a habképző szerekkel, hogy csökkentsék a folyékony film szilárdságát a habban belül, csökkentve a hab stabilitását és elérve a habzásgátló hatást. Az ilyen anyagokat habzásgátlóknak nevezik, amelyek többsége felületaktív anyag. A habzásgátlók jellemzően jelentős képességgel rendelkeznek a felületi feszültség csökkentésére, és könnyen adszorbeálódnak a felületekhez, gyengébb kölcsönhatással az alkotó molekulák között, így lazán elrendezett molekulaszerkezetet hoznak létre. A habzásgátlók típusai változatosak, de általában nemionos felületaktív anyagok, elágazó alkoholokkal, zsírsavakkal, zsírsav-észterekkel, poliamidokkal, foszfátokkal és szilikonolajokkal, amelyeket általában kiváló habzásgátlóként használnak.

(4) Hab és tisztítás

A hab mennyisége nem közvetlenül korrelál a tisztítás hatékonyságával; a több hab nem jelent jobb tisztítást. Például a nemionos felületaktív anyagok kevesebb habot termelhetnek, mint a szappan, de jobb tisztítóképességgel rendelkezhetnek. Bizonyos körülmények között azonban a hab segíthet a szennyeződések eltávolításában; például a mosogatásból származó hab segít a zsír eltávolításában, míg a szőnyegtisztítás lehetővé teszi a hab számára, hogy eltávolítsa a szennyeződéseket és a szilárd szennyeződéseket. Ezenkívül a hab jelezheti a mosószer hatékonyságát; a túlzott zsíros zsiradék gyakran gátolja a buborékképződést, ami vagy a hab hiányát, vagy a meglévő hab csökkenését okozza, ami alacsony mosószerhatékonyságra utal. Ezenkívül a hab az öblítés tisztaságának mutatójaként is szolgálhat, mivel az öblítővíz habszintje gyakran csökken az alacsonyabb mosószerkoncentrációval.

09 Mosási folyamat

Általánosságban elmondható, hogy a mosás az a folyamat, amelynek során a tisztítandó tárgyról eltávolítunk a nem kívánt összetevőket egy adott cél elérése érdekében. Köznyelven a mosás a szennyeződések eltávolítását jelenti a hordozó felületéről. Mosás során bizonyos vegyi anyagok (például mosószerek) gyengítik vagy megszüntetik a szennyeződés és a hordozó közötti kölcsönhatást, a szennyeződés és a hordozó közötti kötést szennyeződés és mosószer közötti kötéllé alakítva, lehetővé téve azok szétválását. Tekintettel arra, hogy a tisztítandó tárgyak és az eltávolítandó szennyeződések nagymértékben változhatnak, a mosás bonyolult folyamat, amely a következő összefüggésre egyszerűsíthető:

Hordozóanyag • Szennyeződés + Mosószer = Hordozóanyag + Szennyeződés • Mosószer. A mosási folyamat általában két szakaszra osztható:

1. A szennyeződés a mosószer hatására elválik a hordozótól;

2. A leválasztott szennyeződést diszpergálják és szuszpendálják a közegben. A mosási folyamat megfordítható, ami azt jelenti, hogy a diszpergált vagy szuszpendált szennyeződés potenciálisan újra leülepedhet a tisztított tárgyra. Így a hatékony mosószereknek nemcsak arra kell képesek lenniük, hogy leválasszák a szennyeződést a hordozóról, hanem arra is, hogy diszpergálják és szuszpendálják a szennyeződést, megakadályozva annak újralerakódását.

(1) Szennyeződéstípusok

Még egyetlen tárgy is különböző típusú, összetételű és mennyiségű szennyeződést halmozhat fel a felhasználási kontextustól függően. Az olajos szennyeződések főként különféle állati és növényi olajokból és ásványi olajokból (például nyersolajból, fűtőolajból, kőszénkátrányból stb.) állnak; a szilárd szennyeződések közé tartoznak a részecskék, mint például a korom, a por, a rozsda és a korom. A ruházati szennyeződések származhatnak emberi váladékokból, mint az izzadság, a faggyú és a vér; élelmiszerrel kapcsolatos foltokból, mint például a gyümölcs- vagy olajfoltok és fűszerek; kozmetikumok maradványaiból, mint például a rúzs és a körömlakk; légköri szennyező anyagokból, mint a füst, a por és a talaj; valamint további foltokból, mint a tinta, a tea és a festék. Ez a szennyeződésfajta általában szilárd, folyékony és speciális típusokra osztható.

① Szilárd szennyeződés: Gyakori példák a korom, a sár és a porrészecskék, amelyek többsége általában töltéssel rendelkezik – gyakran negatív töltésű –, amelyek könnyen tapadnak a rostos anyagokhoz. A szilárd szennyeződés általában kevésbé oldódik vízben, de diszpergálható és szuszpendálható a mosószerekben. A 0,1 μm-nél kisebb részecskék eltávolítása különösen nehézkes lehet.

② Folyékony szennyeződések: Ide tartoznak az olajban oldódó olajos anyagok, beleértve az állati olajokat, zsírsavakat, zsíralkoholokat, ásványi olajokat és azok oxidjait. Míg az állati és növényi olajok és zsírsavak lúgokkal reagálva szappanokat képezhetnek, a zsíralkoholok és az ásványi olajok nem szappanosodnak, hanem alkoholokban, éterekben és szerves szénhidrogénekben oldhatók, és mosószeres oldatok emulgeálhatják és diszpergálhatják őket. A folyékony olajos szennyeződések általában erős kölcsönhatások miatt szorosan tapadnak a rostos anyagokhoz.

③ Speciális szennyeződések: Ez a kategória fehérjéket, keményítőket, vért és emberi váladékokat, például izzadságot és vizeletet, valamint gyümölcs- és tealeveket tartalmaz. Ezek az anyagok gyakran kémiai kölcsönhatások révén szilárdan kötődnek a szálakhoz, így nehezebb kimosni őket. A különféle szennyeződések ritkán léteznek önállóan, inkább összekeverednek és csoportosan tapadnak a felületekhez. Külső hatások hatására a szennyeződés gyakran oxidálódhat, lebomolhat vagy rothadhat, új szennyeződési formákat hozva létre.

(2) A szennyeződés tapadása

A szennyeződés bizonyos, a tárgy és a szennyeződés közötti kölcsönhatások miatt tapad az olyan anyagokhoz, mint a ruházat és a bőr. A szennyeződés és a tárgy közötti tapadóerő fizikai vagy kémiai tapadásból eredhet.

① Fizikai tapadás: A korom, por és sárhoz hasonló szennyeződések tapadása nagyrészt gyenge fizikai kölcsönhatásokon alapul. Általában az ilyen típusú szennyeződések viszonylag könnyen eltávolíthatók gyengébb tapadásuk miatt, amely főként mechanikai vagy elektrosztatikus erőkből ered.

A: Mechanikai tapadás**: Ez jellemzően szilárd szennyeződésekre, például porra vagy homokra utal, amelyek mechanikus úton tapadnak meg, és viszonylag könnyen eltávolíthatók, bár a 0,1 μm alatti kisebb részecskéket meglehetősen nehéz eltávolítani.

B: Elektrosztatikus tapadás**: Ez a folyamat töltéssel rendelkező szennyeződésrészecskék és ellentétesen töltött anyagok kölcsönhatását jelenti; a rostos anyagok általában negatív töltéseket hordoznak, ami lehetővé teszi számukra, hogy vonzóak legyenek a pozitív töltésű tapadóanyagokhoz, például bizonyos sókhoz. Egyes negatív töltésű részecskék továbbra is felhalmozódhatnak ezeken a rostokon az oldatban lévő pozitív ionok által létrehozott ionos hidakon keresztül.

② Kémiai tapadás: Ez azt jelenti, hogy a szennyeződés kémiai kötések révén tapad egy tárgyhoz. Például a poláris szilárd szennyeződések vagy az olyan anyagok, mint a rozsda, hajlamosak szorosan tapadni a rostos anyagokban jelen lévő funkcionális csoportokkal, például karboxil-, hidroxil- vagy amincsoportokkal kialakított kémiai kötések miatt. Ezek a kötések erősebb kölcsönhatásokat hoznak létre, ami megnehezíti az ilyen szennyeződések eltávolítását; a hatékony tisztításhoz speciális kezelésekre lehet szükség. A szennyeződés tapadásának mértéke mind a szennyeződés tulajdonságaitól, mind a tapadó felület tulajdonságaitól függ.

(3) A szennyeződés eltávolításának mechanizmusai

A mosás célja a szennyeződések eltávolítása. Ez magában foglalja a mosószerek különféle fizikai és kémiai hatásainak kihasználását a szennyeződés és a mosott tárgyak közötti tapadás gyengítésére vagy megszüntetésére, mechanikai erők (például kézi súrolás, mosógép rázása vagy vízhatás) segítségével, ami végső soron a szennyeződések leválásához vezet.

① A folyékony szennyeződés eltávolításának mechanizmusa

A: Nedvesség: A legtöbb folyékony szennyeződés olajos, és hajlamos nedvesíteni a különféle rostos tárgyakat, olajos filmet képezve a felületükön. A mosás első lépése a mosószer hatása, amely nedvesíti a felületet.
B: Feltekeredési mechanizmus az olaj eltávolításához: A folyékony szennyeződés eltávolításának második lépése egy feltekeredési folyamaton keresztül történik. A felületen filmként szétterülő folyékony szennyeződés fokozatosan cseppekké alakul, mivel a mosófolyadék elsősorban a rostos felületet nedvesíti, majd végül a mosófolyadék váltja fel.

② A szilárd szennyeződések eltávolításának mechanizmusa

A folyékony szennyeződésekkel ellentétben a szilárd szennyeződések eltávolítása a mosófolyadék azon képességén múlik, hogy nedvesíti mind a szennyeződésrészecskéket, mind a hordozóanyag felületét. A felületaktív anyagok adszorpciója a szilárd szennyeződés és a hordozóanyag felületén csökkenti a kölcsönhatási erőket, ezáltal csökkenti a szennyeződésrészecskék tapadási szilárdságát, így könnyebben eltávolíthatók. Továbbá a felületaktív anyagok, különösen az ionos felületaktív anyagok, növelhetik a szilárd szennyeződés és a felületi anyag elektromos potenciálját, elősegítve a további eltávolítást.

A nemionos felületaktív anyagok hajlamosak adszorbeálódni az általában töltött szilárd felületeken, és jelentős adszorbeált réteget képezhetnek, ami a szennyeződés visszatapadásának csökkenéséhez vezet. A kationos felületaktív anyagok azonban csökkenthetik a szennyeződés és a hordozófelület elektromos potenciálját, ami a taszítás csökkenéséhez és a szennyeződés eltávolításához vezet.

③ Különleges szennyeződések eltávolítása

A tipikus mosószerek nehezen távolítják el a makacs fehérjékből, keményítőkből, vérből és testváladékokból származó foltokat. Az olyan enzimek, mint a proteáz, hatékonyan eltávolítják a fehérjefoltokat azáltal, hogy a fehérjéket oldható aminosavakká vagy peptidekké bontják. Hasonlóképpen, a keményítőket az amiláz cukrokká bonthatja. A lipázok segíthetnek a triacilglicerin-szennyeződések lebontásában, amelyeket gyakran nehéz eltávolítani hagyományos módszerekkel. A gyümölcslevek, tea vagy tinta foltjaihoz néha oxidálószerekre vagy redukálószerekre van szükség, amelyek reakcióba lépnek a színképző csoportokkal, és vízben oldódóbb fragmensekké bontják azokat.

(4) A vegytisztítás mechanizmusa

A fent említett pontok elsősorban a vízzel való mosásra vonatkoznak. Azonban az anyagok sokfélesége miatt egyes anyagok nem biztos, hogy jól reagálnak a vízzel való mosásra, ami deformációhoz, színfakuláshoz stb. vezethet. Sok természetes szál nedvesen kitágul és könnyen összezsugorodik, ami nemkívánatos szerkezeti változásokhoz vezet. Ezért ezeknél a textíliáknál gyakran előnyben részesítik a száraz tisztítást, jellemzően szerves oldószerekkel.

A vegytisztítás enyhébb eljárás a nedves mosáshoz képest, mivel minimalizálja a ruhákat károsító mechanikai hatásokat. A vegytisztítás során a hatékony szennyeződés-eltávolítás érdekében a szennyeződéseket három fő típusba sorolják:

① Olajban oldódó szennyeződések: Ide tartoznak az olajok és zsírok, amelyek könnyen oldódnak a száraztisztító oldószerekben.

② Vízben oldódó szennyeződés: Ez a típus vízben oldódik, de a száraztisztító oldószerekben nem. Szervetlen sókat, keményítőket és fehérjéket tartalmaz, amelyek a víz elpárolgása után kristályosodhatnak.

③ Olajban és vízben sem oldódó szennyeződések: Ide tartoznak olyan anyagok, mint a korom és a fémszilikátok, amelyek egyik közegben sem oldódnak.

Minden szennyeződéstípusnak más stratégiája van a hatékony eltávolításhoz a vegytisztítás során. Az olajban oldódó szennyeződéseket módszertanilag szerves oldószerekkel távolítják el, mivel ezek kiválóan oldódnak a nem poláros oldószerekben. A vízben oldódó foltok esetén elegendő víznek kell jelen lennie a vegytisztító szerben, mivel a víz elengedhetetlen a hatékony szennyeződéseltávolításhoz. Sajnos, mivel a víz minimálisan oldódik a vegytisztító szerekben, gyakran felületaktív anyagokat adnak hozzá a víz integrálásának elősegítésére.

A felületaktív anyagok fokozzák a tisztítószer vízmegkötő képességét, és elősegítik a vízben oldódó szennyeződések micellákban való oldódását. Ezenkívül a felületaktív anyagok megakadályozhatják a szennyeződések új lerakódásainak kialakulását mosás után, fokozva a tisztító hatást. Ezen szennyeződések eltávolításához kis mennyiségű víz hozzáadása elengedhetetlen, de a túlzott mennyiség a szövet deformálódásához vezethet, ezért a vegytisztító oldatokban kiegyensúlyozott víztartalomra van szükség.

(5) A mosási műveletet befolyásoló tényezők

A felületaktív anyagok adszorpciója a határfelületeken és az ebből eredő határfelületi feszültség csökkenése kulcsfontosságú a folyékony vagy szilárd szennyeződések eltávolításához. A mosás azonban eredendően összetett folyamat, amelyet számos tényező befolyásol, még a hasonló mosószertípusok esetében is. Ezek a tényezők magukban foglalják a mosószer koncentrációját, a hőmérsékletet, a szennyeződés tulajdonságait, a száltípusokat és a szövet szerkezetét.

① Felületaktív anyagok koncentrációja: A felületaktív anyagok által képzett micellák kulcsszerepet játszanak a mosásban. A mosás hatékonysága drámaian megnő, ha a koncentráció meghaladja a kritikus micellakoncentrációt (CMC), ezért a hatékony mosás érdekében a mosószereket a CMC-nél magasabb koncentrációban kell használni. A CMC feletti mosószerkoncentrációk azonban csökkenő hozamot eredményeznek, így a túlzott koncentráció szükségtelenné válik.

② A hőmérséklet hatása: A hőmérséklet jelentős hatással van a tisztítás hatékonyságára. Általában a magasabb hőmérséklet elősegíti a szennyeződések eltávolítását; azonban a túlzott hőhatásnak káros hatásai lehetnek. A hőmérséklet emelése általában elősegíti a szennyeződések szétszóródását, és a zsíros szennyeződések könnyebb emulgeálódását is okozhatja. A sűrű szövésű anyagokban azonban a megnövekedett hőmérséklet, ami a szálak duzzadását okozza, akaratlanul is csökkentheti az eltávolítás hatékonyságát.

A hőmérséklet-ingadozások a felületaktív anyagok oldhatóságát, a CMC-t és a micellaszámot is befolyásolják, ezáltal befolyásolva a tisztítási hatékonyságot. Számos hosszú szénláncú felületaktív anyag esetében az alacsonyabb hőmérséklet csökkenti az oldhatóságot, néha a saját CMC-jük alá is; ezért az optimális működéshez megfelelő melegítésre lehet szükség. A hőmérséklet CMC-re és micellákra gyakorolt ​​hatása eltérő az ionos és a nem ionos felületaktív anyagok esetében: a hőmérséklet emelése jellemzően növeli az ionos felületaktív anyagok CMC-jét, így koncentrációmódosítást igényel.

③ Hab: Gyakori tévhit, hogy a habzóképességet a mosási hatékonysággal kötik össze – a több hab nem jelent jobb mosást. Empirikus bizonyítékok arra utalnak, hogy a kevés habzású mosószerek ugyanolyan hatékonyak lehetnek. A hab azonban bizonyos alkalmazásokban segítheti a szennyeződések eltávolítását, például mosogatásnál, ahol a hab segít a zsír kiszorításában, vagy szőnyegtisztításnál, ahol felemeli a szennyeződéseket. Ezenkívül a hab jelenléte jelezheti, hogy a mosószerek működnek-e; a túlzott zsír gátolhatja a habképződést, míg a csökkenő hab a mosószer koncentrációjának csökkenését jelzi.

④ Száltípus és textiltulajdonságok: A kémiai szerkezeten túl a szálak megjelenése és szerveződése is befolyásolja a szennyeződések tapadását és eltávolításának nehézségét. Az érdes vagy lapos szerkezetű szálak, mint például a gyapjú vagy a pamut, könnyebben megkötik a szennyeződéseket, mint a sima szálak. A sűrűn szövött anyagok kezdetben ellenállhatnak a szennyeződés felhalmozódásának, de a megrekedt szennyeződésekhez való korlátozott hozzáférés miatt akadályozhatják a hatékony mosást.

⑤ Vízkeménység: A Ca²⁺, Mg²⁺ és más fémionok koncentrációja jelentősen befolyásolja a mosás eredményét, különösen az anionos felületaktív anyagok esetében, amelyek oldhatatlan sókat képezhetnek, ami csökkenti a tisztító hatásfokot. Kemény vízben még megfelelő felületaktív anyagkoncentráció esetén is elmarad a tisztítóhatékonyság a desztillált vízhez képest. Az optimális felületaktív anyagteljesítmény érdekében a Ca²⁺ koncentrációját 1×10⁻⁶ mol/l alá kell csökkenteni (CaCO₃ 0,1 mg/l alatt), ami gyakran szükségessé teszi vízlágyító szerek hozzáadását a mosószer-formulákhoz.