Пептизация и эмульгирование в моющем растворе

Автор: admin · Дата: 7 октября 2014 · Прокомментировать

Пептизация и эмульгирование в моющем растворе

Известный французский физик Перрен экспериментально показал, что толщина наиболее тонкой мыльной оболочки между пузырьками в пене составляет около 4 миллимикронов, т. е. в два раза больше толщины адсорбционного слоя мыла на поверхности его водного раствора, так как такая оболочка состоит из двух слоев.

Концентрация мыла в пленках, в том числе и в пене, значительно превышает (вследствие адсорбции) концентрацию мыла в растворе, образовавшем эту пену. Так, например, установлено, что из 0,5% мыльного раствора образуется пена, содержащая более 30% мыла. Некоторые мыла образуют пену, содержащую и большее количество мыла. Пена при мытье содействует механическому уносу загрязнений. Она является показателем наличия в растворе еще не израсходованного мыла.

Мы ознакомились с явлениями адсорбции, эмульгирования, суспензирования — пептизации и ценообразования, являющихся частями сложного механизма моющего действия. Теперь нам остается рассмотреть еще одно важное явление — флотационное действие мыла в водном растворе.

Ранее было сказано, что многие твердые загрязнения, будучи в целом гидрофобными, имеют на своей поверхности гидрофильные участки. Существуют загрязнения, частицы которых в целом гидрофильны.

На гидрофильных участках или частицах загрязнений, не покрытых жировыми веществами, молекулы мыла адсорбируются своими полярными, гидрофильными группами, гидрофобные же углеводородные концы их направлены в воду. В результате такой ориентации мыльных молекул вокруг ранее гидрофильной частицы создается гидрофобный адсорбционный слой, который Лишает эту частицу смачиваемости водой. Поэтому такие гидрофобные частицы прилипают к пленкам пузырьков воздуха, с которыми они соударяются в мыльном растворе, и вместе с этими пузырьками всплывают на поверхность, где и остаются прилипшими к пузырькам в пене.

Эмульгирование

На этом основан широко распространенный в технике так называемый процесс флотации, с помощью которого удается извлекать полезные минералы из бедных ими руд. Процесс флотации возможен лишь при малых концентрациях мыла в растворе (не выше 0,1%). При больших же количествах мыла в растворе на образовавшейся гидрофобной пленке, как на гидрофобной поверхности, адсорбируется второй слой молекул мыла, обращенных гидрофильными группами в воду, образуя как бы мицеллы. Частица загрязнения, обтянутая таким двойным слоем, становится вновь гидрофильной и суспензируется в растворе.

Таким образом, механизм моющего действия с помощью поверхности активных моющих средств первой группы может быть представлен следующим образом. При растворении их в воде поверхностное натяжение ее резко понижается. Благодаря этому мыльная вода хорошо смачивает гидрофобные загрязнения. При погружении загрязненной ткани в моющий раствор достаточно высокой концентрации (не ниже 0,1—0,2% мыла) ткань быстро смачивается и набухает, что ослабляет связи грязевых частиц с волокнами ткани.

Мыльный раствор, обладая хорошей смачиваемостью, проникает в тончайшие щели, трещинки грязевых гидрофобных агрегатов и раздробляет их до частиц коллоидных размеров. Адсорбировавшиеся на таких гидрофобных частицах молекулы и мицеллы мыла образуют гидрофильный слой, который еще более ослабляет связи этих частиц с тканью. В этих условиях достаточно слабого механического воздействия (перемешивание, трение и т. п.), чтобы эти «плененные» мылом мельчайшие грязевые частицы окончательно потеряли связь с тканью, а также друг с другом, и перешли в водный раствор и пену. Процесс пептизации и эмульгирования изображен на рисунке ниже.

Пептизация и эмульгирование

Схематическое изображение моющего процесса:

  • I стадия — молекулы мыла активно адсорбируются как на твердой грязевой частице, так и отмываемой поверхности;
  • II стадия — молекулы мыла отделяют саму грязевую частицу непосредственно от отмываемой поверхности;
  • III стадия — твердая грязевая частица находится в моющем растворе.
  • А — молекулы мыла начинают адсорбироваться на поверхности гидрофобной твердой грязевой частицы;
  • Б — молекулы мыл, при адсорбировании на поверхности гидрофобных жидких грязевых частиц, своими гидрофобными концами внедряются внутрь грязевой частицы.
  • Крупные частицы загрязнений, которые остались не раздробленными, также обволакиваются мыльной пленкой и эмульгируются или суспензируются, т. е. как и коллоидные частицы переводятся в моющий раствор и остаются в нем во взвешенном состоянии. При смене моющего раствора все грязевые частицы удаляются. Подчеркиваем, хороший моющий эффект препаратов первой группы обусловливается их высокой поверхностной активностью и прочностью адсорбционных пленок, обеспечивающих образование устойчивых эмульсий и суспензий грязевых частиц в моющем растворе.

    Как видно из изложенного выше, в моющем процессе с помощью поверхностно-активных веществ основную роль играет адсорбция, следствием которой являются следующие процессы: понижение поверхностного натяжения воды, повышение ее смачивающей способности, пептизация, эмульгирование, суспензирование, а также флотация.

    Рубрика: Технологии ·  

    загрузка...


    Оставить комментарий или два