Աղյուսակի համաձայն, որպես յուղ-ջրային էմուլգատորներ օգտագործելու համար պիտանի մակերևութային ակտիվ նյութերը ունեն 3.5-ից 6 HLB արժեք, մինչդեռ ջուր-յուղային էմուլգատորների համար նախատեսվածները տատանվում են 8-ից 18-ի սահմաններում։

② HLB արժեքների որոշում (բաց թողնված):

07 Էմուլսիֆիկացիա և լուծելիացում

Էմուլսիան համակարգ է, որը ձևավորվում է, երբ մեկ անլուծելի հեղուկը ցրվում է մեկ այլ հեղուկի մեջ՝ մանր մասնիկների (կաթիլների կամ հեղուկ բյուրեղների) տեսքով: Էմուլգատորը, որը մակերևութային ակտիվ նյութի տեսակ է, կարևոր է այս թերմոդինամիկորեն անկայուն համակարգը կայունացնելու համար՝ նվազեցնելով միջերեսային էներգիան: Էմուլսիայում կաթիլների տեսքով գոյություն ունեցող փուլը կոչվում է ցրված փուլ (կամ ներքին փուլ), մինչդեռ անընդհատ շերտ ձևավորող փուլը կոչվում է ցրման միջավայր (կամ արտաքին փուլ):

① Էմուլգատորներ և էմուլսիաներ

Սովորական էմուլսիաները հաճախ բաղկացած են մեկ փուլից՝ ջրից կամ ջրային լուծույթից, իսկ մյուսից՝ օրգանական նյութից, ինչպիսիք են յուղերը կամ մոմերը: Կախված դրանց դիսպերսիայից, էմուլսիաները կարող են դասակարգվել որպես ջուր-յուղի մեջ (W/O), որտեղ յուղը դիսպերսված է ջրի մեջ, կամ յուղ-ջրի մեջ (O/W), որտեղ ջուրը դիսպերսված է յուղի մեջ: Ավելին, կարող են գոյություն ունենալ բարդ էմուլսիաներ, ինչպիսիք են W/O/W կամ O/W/O: Էմուլգատորները կայունացնում են էմուլսիաները՝ նվազեցնելով միջերեսային լարվածությունը և ձևավորելով մոնոմոլեկուլային թաղանթներ: Էմուլգատորը պետք է ներծծի կամ կուտակվի միջերեսում՝ միջերեսային լարվածությունը նվազեցնելու և կաթիլներին լիցքեր հաղորդելու համար՝ առաջացնելով էլեկտրաստատիկ վանողականություն, կամ մասնիկների շուրջ ձևավորելով բարձր մածուցիկության պաշտպանիչ թաղանթ: Հետևաբար, որպես էմուլգատորներ օգտագործվող նյութերը պետք է ունենան ամֆիֆիլային խմբեր, որոնք կարող են ապահովել մակերևութային ակտիվ նյութերը:

2. Էմուլսիայի պատրաստման մեթոդները և կայունության վրա ազդող գործոնները

Էմուլսիաներ պատրաստելու երկու հիմնական մեթոդ կա. մեխանիկական մեթոդներով հեղուկները մեկ այլ հեղուկի մեջ ցրվում են փոքր մասնիկների, մինչդեռ երկրորդ մեթոդը ներառում է մոլեկուլային տեսքով հեղուկները մեկ այլ հեղուկի մեջ լուծելը և դրանց համապատասխանաբար ագրեգացումը: Էմուլսիայի կայունությունը վերաբերում է մասնիկների ագրեգացմանը դիմադրելու նրա ունակությանը, որը հանգեցնում է փուլային բաժանման: Էմուլսիաները թերմոդինամիկորեն անկայուն համակարգեր են՝ ավելի բարձր ազատ էներգիայով, ուստի դրանց կայունությունը արտացոլում է հավասարակշռության հասնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը, այսինքն՝ այն ժամանակը, որը պահանջվում է հեղուկին էմուլսիայից անջատելու համար: Երբ միջմակերեսային թաղանթում առկա են ճարպային սպիրտներ, ճարպաթթուներ և ճարպային ամիններ, թաղանթի ամրությունը զգալիորեն մեծանում է, քանի որ բևեռային օրգանական մոլեկուլները բարդույթներ են առաջացնում ադսորբված շերտում՝ ամրացնելով միջմակերեսային թաղանթը:

Երկու կամ ավելի մակերևութային ակտիվ նյութերից կազմված էմուլգատորները կոչվում են խառը էմուլգատորներ: Խառը էմուլգատորները ադսորբվում են ջուր-յուղ միջերեսում, և մոլեկուլային փոխազդեցությունները կարող են առաջացնել կոմպլեքսներ, որոնք զգալիորեն իջեցնում են միջմակերեսային լարվածությունը՝ մեծացնելով ադսորբատի քանակը և առաջացնելով ավելի խիտ, ամուր միջմակերեսային թաղանթներ:

Էլեկտրական լիցքավորված կաթիլները զգալիորեն ազդում են էմուլսիաների կայունության վրա: Կայուն էմուլսիաներում կաթիլները սովորաբար կրում են էլեկտրական լիցք: Երբ օգտագործվում են իոնային էմուլգատորներ, իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի հիդրոֆոբ ծայրը ներառվում է յուղային փուլի մեջ, մինչդեռ հիդրոֆիլ ծայրը մնում է ջրային փուլում՝ կաթիլներին լիցք հաղորդելով: Կաթիլների միջև եղած նմանատիպ լիցքերը առաջացնում են վանում և կանխում են միաձուլումը, ինչը մեծացնում է կայունությունը: Այսպիսով, որքան մեծ է կաթիլների վրա ադսորբված էմուլգատոր իոնների կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է դրանց լիցքը և այնքան բարձր է էմուլսիայի կայունությունը:

Դիսպերսիոն միջավայրի մածուցիկությունը նույնպես ազդում է էմուլսիայի կայունության վրա: Ընդհանուր առմամբ, բարձր մածուցիկության միջավայրերը բարելավում են կայունությունը, քանի որ դրանք ավելի ուժեղ խոչընդոտում են կաթիլների Բրաունյան շարժումը՝ դանդաղեցնելով բախումների հավանականությունը: Էմուլսիայում լուծվող բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերը կարող են բարձրացնել միջավայրի մածուցիկությունը և կայունությունը: Բացի այդ, բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերը կարող են ձևավորել ամուր միջերեսային թաղանթներ՝ ավելի կայունացնելով էմուլսիան: Որոշ դեպքերում, պինդ փոշիների ավելացումը կարող է նմանապես կայունացնել էմուլսիաները: Եթե պինդ մասնիկները լիովին թրջվում են ջրով և կարող են թրջվել յուղով, դրանք կպահպանվեն ջուր-յուղ միջերեսում: Պինդ փոշիները կայունացնում են էմուլսիան՝ ուժեղացնելով թաղանթը, քանի որ դրանք կույտավորվում են միջերեսում, ինչպես ադսորբված մակերևութային ակտիվ նյութերը:

Մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են զգալիորեն բարձրացնել ջրում անլուծելի կամ թեթևակի լուծվող օրգանական միացությունների լուծելիությունը՝ լուծույթում միցելների առաջացումից հետո։ Այս պահին լուծույթը թվում է թափանցիկ, և այս ունակությունը կոչվում է լուծելիացում։ Լուծելիությունը խթանող մակերևութային ակտիվ նյութերը կոչվում են լուծելիացուցիչներ, մինչդեռ լուծելի դարձող օրգանական միացությունները՝ լուծվողներ։

08 Փրփուր

Փրփուրը կարևոր դեր է խաղում լվացման գործընթացներում: Փրփուրը վերաբերում է հեղուկ կամ պինդ վիճակում ցրված գազի դիսպերսիոն համակարգին, որտեղ գազը դիսպերսիոն փուլն է, իսկ հեղուկը կամ պինդը դիսպերսիոն միջավայրը, որը հայտնի է որպես հեղուկ փրփուր կամ պինդ փրփուր, ինչպիսիք են փրփրապլաստիկները, փրփրապլաստե ապակին և փրփրապլաստե բետոնը:

(1) Փրփուրի առաջացում

«Փրփուր» տերմինը վերաբերում է հեղուկ թաղանթներով բաժանված օդային պղպջակների հավաքածուին: Գազի (դիսպերսված փուլ) և հեղուկի (դիսպերսիոն միջավայր) միջև խտության զգալի տարբերության և հեղուկի ցածր մածուցիկության պատճառով գազի պղպջակները արագորեն բարձրանում են մակերես: Փրփուրի առաջացումը ենթադրում է մեծ քանակությամբ գազի ներառում հեղուկի մեջ. այնուհետև պղպջակները արագ վերադառնում են մակերես՝ ստեղծելով նվազագույն հեղուկ թաղանթով բաժանված օդային պղպջակների ագրեգատ: Փրփուրն ունի երկու տարբերակիչ ձևաբանական բնութագիր. նախ, գազի պղպջակները հաճախ ընդունում են բազմանիստ ձև, քանի որ պղպջակների հատման կետում բարակ հեղուկ թաղանթը հակված է դառնալ ավելի բարակ, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է պղպջակների պատռվածքի: Երկրորդ, մաքուր հեղուկները չեն կարող ձևավորել կայուն փրփուր. փրփուր ստեղծելու համար պետք է առկա լինեն առնվազն երկու բաղադրիչ: Մակերևութային ակտիվ նյութի լուծույթը փրփուր առաջացնող տիպիկ համակարգ է, որի փրփրացման ունակությունը կապված է դրա մյուս հատկությունների հետ: Լավ փրփրացման ունակություն ունեցող մակերևութային ակտիվ նյութերը կոչվում են փրփրացնող նյութեր: Չնայած փրփրացնող նյութերը ցուցաբերում են լավ փրփրացման ունակություն, նրանց կողմից առաջացած փրփուրը կարող է երկար չտևել, ինչը նշանակում է, որ դրանց կայունությունը երաշխավորված չէ: Փրփուրի կայունությունը բարելավելու համար կարող են ավելացվել կայունությունը բարելավող նյութեր. սրանք կոչվում են կայունացուցիչներ, որոնց թվում են լաուրիլ դիէթանոլամինը և դոդեցիլ դիմեթիլամինի օքսիդները։

(2) Փրփուրի կայունություն

Փրփուրը թերմոդինամիկորեն անկայուն համակարգ է. դրա բնական զարգացումը հանգեցնում է պատռվածքի, այդպիսով նվազեցնելով հեղուկի ընդհանուր մակերեսը և ազատ էներգիան: Փրփրազերծման գործընթացը ներառում է գազը բաժանող հեղուկ թաղանթի աստիճանական նոսրացումը մինչև պատռվածքի առաջացումը: Փրփուրի կայունության աստիճանը հիմնականում կախված է հեղուկի արտահոսքի արագությունից և հեղուկ թաղանթի ամրությունից: Ազդեցիկ գործոններից են՝

① Մակերեսային լարվածություն. Էներգետիկ տեսանկյունից, ցածր մակերևութային լարվածությունը նպաստում է փրփուրի առաջացմանը, բայց չի երաշխավորում փրփուրի կայունությունը: Ցածր մակերևութային լարվածությունը ցույց է տալիս ավելի փոքր ճնշման տարբերություն, ինչը հանգեցնում է հեղուկի դանդաղ արտահոսքի և հեղուկ թաղանթի խտացման, որոնք երկուսն էլ նպաստում են կայունությանը:

② Մակերեսային մածուցիկություն. Փրփուրի կայունության հիմնական գործոնը հեղուկ թաղանթի ամրությունն է, որը հիմնականում որոշվում է մակերեսային ադսորբցիոն թաղանթի ամրությամբ, որը չափվում է մակերեսային մածուցիկությամբ: Փորձարարական արդյունքները ցույց են տալիս, որ բարձր մակերեսային մածուցիկությամբ լուծույթները առաջացնում են ավելի երկարակյաց փրփուր՝ ադսորբված թաղանթում ուժեղացված մոլեկուլային փոխազդեցությունների շնորհիվ, որոնք զգալիորեն մեծացնում են թաղանթի ամրությունը:

③ Լուծույթի մածուցիկություն. Հեղուկի բարձր մածուցիկությունը դանդաղեցնում է հեղուկի արտահոսքը թաղանթից, դրանով իսկ երկարացնելով հեղուկ թաղանթի կյանքի տևողությունը մինչև պատռվելը, բարելավելով փրփուրի կայունությունը։

④ Մակերևութային լարվածության «վերականգնողական» ազդեցություն. թաղանթին ադսորբված մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են հակազդել թաղանթի մակերեսի ընդարձակմանը կամ կծկմանը. սա կոչվում է վերականգնման գործողություն: Երբ մակերևութային ակտիվ նյութերը ադսորբվում են հեղուկ թաղանթի վրա և ընդարձակում դրա մակերեսը, դա նվազեցնում է մակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիան մակերեսին և մեծացնում մակերեսային լարվածությունը. ընդհակառակը, կծկումը հանգեցնում է մակերևութային ակտիվ նյութի կոնցենտրացիայի աճի մակերեսին և, հետևաբար, նվազեցնում է մակերեսային լարվածությունը:

⑤ Գազի դիֆուզիա հեղուկ թաղանթի միջով. Մազանոթային ճնշման պատճառով փոքր փուչիկները հակված են ավելի բարձր ներքին ճնշման, քան մեծերը, ինչը հանգեցնում է գազի դիֆուզիային փոքր փուչիկներից դեպի ավելի մեծերը, ինչը հանգեցնում է փոքր փուչիկների կծկմանը, իսկ մեծերը՝ մեծանալուն, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է փրփուրի փլուզմանը: Մակերևութային ակտիվ նյութերի հետևողական կիրառումը ստեղծում է միատարր, նուրբ բաշխված փուչիկներ և կանխում է փրփրազերծումը: Մակերևութային ակտիվ նյութերի հեղուկ թաղանթի վրա սերտորեն դասավորված լինելու պատճառով գազի դիֆուզիան խոչընդոտվում է, այդպիսով բարելավելով փրփուրի կայունությունը:

⑥ Մակերեսային լիցքի ազդեցությունը. Եթե փրփուրի հեղուկ թաղանթը կրում է նույն լիցքը, երկու մակերեսները կվանեն միմյանց՝ կանխելով թաղանթի նոսրացումը կամ կոտրվելը: Իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են ապահովել այս կայունացնող ազդեցությունը: Ամփոփելով՝ հեղուկ թաղանթի ամրությունը փրփուրի կայունությունը որոշող վճռորոշ գործոն է: Փրփրացնող նյութերի և կայունացուցիչների դերում հանդես եկող մակերևութային ակտիվ նյութերը պետք է ստեղծեն սերտորեն դասավորված մակերեսային կլանված մոլեկուլներ, քանի որ դա էականորեն ազդում է միջմակերեսային մոլեկուլային փոխազդեցության վրա՝ ուժեղացնելով մակերեսային թաղանթի ամրությունը և այդպիսով կանխելով հեղուկի հոսքը հարևան թաղանթից՝ փրփուրի կայունությունն ավելի հասանելի դարձնելով:

(3) Փրփուրի ոչնչացում

Փրփուրի ոչնչացման հիմնարար սկզբունքը ներառում է փրփուր առաջացնող պայմանների փոփոխությունը կամ փրփուրի կայունացնող գործոնների վերացումը, ինչը հանգեցնում է ֆիզիկական և քիմիական փրփրազերծման մեթոդների կիրառմանը: Ֆիզիկական փրփրազերծումը պահպանում է փրփրացող լուծույթի քիմիական կազմը՝ միաժամանակ փոխելով այնպիսի պայմաններ, ինչպիսիք են արտաքին խանգարումները, ջերմաստիճանը կամ ճնշման փոփոխությունները, ինչպես նաև ուլտրաձայնային մշակումը, որոնք բոլորն էլ արդյունավետ մեթոդներ են փրփուրը վերացնելու համար: Քիմիական փրփրազերծումը վերաբերում է որոշակի նյութերի ավելացմանը, որոնք փոխազդում են փրփրացնող նյութերի հետ՝ փրփուրի ներսում հեղուկ թաղանթի ամրությունը նվազեցնելու համար, նվազեցնելով փրփուրի կայունությունը և հասնելով փրփրազերծման: Նման նյութերը կոչվում են փրփրազերծող նյութեր, որոնց մեծ մասը մակերևութային ակտիվ նյութեր են: Փրփրազերծողները սովորաբար ունեն մակերեսային լարվածությունը նվազեցնելու նշանակալի ունակություն և կարող են հեշտությամբ կլանվել մակերեսների վրա՝ բաղադրիչ մոլեկուլների միջև ավելի թույլ փոխազդեցությամբ, այդպիսով ստեղծելով թույլ դասավորված մոլեկուլային կառուցվածք: Փրփրազերծողների տեսակները բազմազան են, բայց դրանք ընդհանուր առմամբ ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր են՝ ճյուղավորված սպիրտներով, ճարպաթթուներով, ճարպաթթուների էսթերներով, պոլիամիդներով, ֆոսֆատներով և սիլիկոնային յուղերով, որոնք սովորաբար օգտագործվում են որպես գերազանց փրփրազերծող նյութեր:

(4) Փրփուր և մաքրում

Փրփուրի քանակը ուղղակիորեն չի կապվում մաքրման արդյունավետության հետ. ավելի շատ փրփուրը չի նշանակում ավելի լավ մաքրում: Օրինակ, ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են ավելի քիչ փրփուր առաջացնել, քան օճառը, բայց դրանք կարող են ունենալ գերազանց մաքրման ունակություններ: Այնուամենայնիվ, որոշակի պայմաններում փրփուրը կարող է օգնել հեռացնել կեղտը. օրինակ՝ աման լվացող փրփուրը օգնում է հեռացնել ճարպը, մինչդեռ գորգերը մաքրելը թույլ է տալիս փրփուրին հեռացնել կեղտը և պինդ աղտոտիչները: Ավելին, փրփուրը կարող է ազդարարել լվացքի միջոցի արդյունավետության մասին. ավելորդ ճարպը հաճախ կանխում է փուչիկների առաջացումը՝ առաջացնելով կա՛մ փրփուրի պակաս, կա՛մ առկա փրփուրի նվազում, ինչը ցույց է տալիս լվացքի միջոցի ցածր արդյունավետությունը: Բացի այդ, փրփուրը կարող է ծառայել որպես լվացման մաքրության ցուցիչ, քանի որ լվացման ջրում փրփուրի մակարդակը հաճախ նվազում է լվացքի միջոցի ցածր կոնցենտրացիաների հետ:

09 Լվացքի գործընթաց

Լայն իմաստով, լվացումը մաքրվող առարկայից անցանկալի բաղադրիչները հեռացնելու գործընթաց է՝ որոշակի նպատակի հասնելու համար: Ընդհանուր առմամբ, լվացումը վերաբերում է կրողի մակերեսից կեղտի հեռացմանը: Լվացման ընթացքում որոշակի քիմիական նյութեր (օրինակ՝ լվացող միջոցները) թուլացնում կամ վերացնում են կեղտի և կրողի միջև փոխազդեցությունը՝ կեղտի և կրողի միջև կապը վերածելով կեղտի և լվացող միջոցի միջև կապի, որը թույլ է տալիս դրանք բաժանել: Հաշվի առնելով, որ մաքրվող առարկաները և հեռացվող կեղտը կարող են մեծապես տարբեր լինել, լվացումը բարդ գործընթաց է, որը կարելի է պարզեցնել հետևյալ հարաբերակցությամբ.

Լվացքի միջոց • Կեղտ + Լվացքի միջոց = Լվացքի միջոց + Կեղտ • Լվացքի միջոց։ Լվացքի գործընթացը սովորաբար կարելի է բաժանել երկու փուլի՝

1. Կեղտը անջատվում է կրողից լվացող միջոցի ազդեցության տակ։

2. Առանձնացված կեղտը ցրվում և կախված է միջավայրում: Լվացման գործընթացը շրջելի է, ինչը նշանակում է, որ ցրված կամ կախված կեղտը կարող է կրկին նստել մաքրված իրի վրա: Այսպիսով, արդյունավետ լվացող միջոցները պետք է ունենան ոչ միայն կեղտը կրիչից անջատելու, այլև կեղտը ցրելու և կախված վիճակում պահելու ունակություն՝ կանխելով դրա վերաբնակեցումը:

(1) Կեղտի տեսակները

Նույնիսկ մեկ իրը կարող է կուտակել տարբեր տեսակի, կազմի և քանակի կեղտ՝ կախված օգտագործման համատեքստից: Յուղոտ կեղտը հիմնականում բաղկացած է տարբեր կենդանական և բուսական յուղերից և հանքային յուղերից (օրինակ՝ հում նավթ, վառելիքային նավթ, ածխածնային խեժ և այլն). պինդ կեղտը ներառում է մասնիկային նյութեր, ինչպիսիք են մուրը, փոշին, ժանգը և ածխածնի սևը: Ինչ վերաբերում է հագուստի կեղտին, այն կարող է առաջանալ մարդու արտազատուկներից, ինչպիսիք են քրտինքը, ճարպը և արյունը, սննդի հետ կապված բծերից, ինչպիսիք են մրգերի կամ յուղի բծերը և համեմունքները, կոսմետիկայի մնացորդներից, ինչպիսիք են շրթներկը և եղունգների լաքը, մթնոլորտային աղտոտող նյութերից, ինչպիսիք են ծուխը, փոշին և հողը, ինչպես նաև լրացուցիչ բծերից, ինչպիսիք են թանաքը, թեյը և ներկը: Այս տեսակի կեղտը սովորաբար կարելի է դասակարգել պինդ, հեղուկ և հատուկ տեսակների:

① Պինդ կեղտ. Հաճախակի օրինակներ են մուրը, ցեխը և փոշու մասնիկները, որոնց մեծ մասը հակված է ունենալ լիցքեր՝ հաճախ բացասական լիցքավորված, որոնք հեշտությամբ կպչում են մանրաթելային նյութերին: Պինդ կեղտը, որպես կանոն, ավելի քիչ է լուծվում ջրում, բայց կարող է ցրվել և կախույթի մեջ մնալ լվացող միջոցներում: 0.1 մկմ-ից փոքր մասնիկները կարող են հատկապես դժվար լինել հեռացնելու համար:

2. Հեղուկ կեղտ. Դրանք ներառում են յուղալույծ յուղային նյութեր, այդ թվում՝ կենդանական յուղեր, ճարպաթթուներ, ճարպային սպիրտներ, հանքային յուղեր և դրանց օքսիդներ: Մինչդեռ կենդանական և բուսական յուղերը և ճարպաթթուները կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել ալկալիների հետ՝ առաջացնելով օճառ, ճարպային սպիրտները և հանքային յուղերը չեն ենթարկվում օճառացման, այլ կարող են լուծվել սպիրտներում, եթերներում և օրգանական ածխաջրածիններում, և կարող են էմուլգացվել և ցրվել լվացող միջոցների լուծույթներում: Հեղուկ յուղային կեղտը սովորաբար ամուր կպչում է մանրաթելային նյութերին՝ ուժեղ փոխազդեցությունների պատճառով:

③ Հատուկ կեղտ. Այս կատեգորիան ներառում է սպիտակուցներ, օսլաներ, արյուն և մարդու արտազատուկներ, ինչպիսիք են քրտինքն ու մեզը, ինչպես նաև մրգային և թեյի հյութերը: Այս նյութերը հաճախ ամուր կապվում են մանրաթելերի հետ քիմիական փոխազդեցությունների միջոցով, ինչը դժվարացնում է դրանց լվացումը: Կեղտի տարբեր տեսակներ հազվադեպ են գոյություն ունենում ինքնուրույն, այլ խառնվում են միմյանց և կպչում մակերեսներին: Հաճախ, արտաքին ազդեցությունների տակ, կեղտը կարող է օքսիդանալ, քայքայվել կամ փչանալ՝ առաջացնելով կեղտի նոր ձևեր:

(2) Հողի կպչունություն

Կեղտը կպչում է այնպիսի նյութերի, ինչպիսիք են հագուստը և մաշկը, առարկայի և կեղտի միջև որոշակի փոխազդեցության պատճառով: Կեղտի և առարկայի միջև կպչուն ուժը կարող է առաջանալ ֆիզիկական կամ քիմիական կպչունության հետևանքով:

① Ֆիզիկական կպչունություն. Կեղտի, փոշու և ցեխի նման կպչունությունը հիմնականում ենթադրում է թույլ ֆիզիկական փոխազդեցություններ: Ընդհանուր առմամբ, այս տեսակի կեղտը կարելի է համեմատաբար հեշտությամբ հեռացնել իրենց թույլ կպչունության պատճառով, որը հիմնականում առաջանում է մեխանիկական կամ էլեկտրաստատիկ ուժերից:

Ա. Մեխանիկական կպչունություն**: Սա սովորաբար վերաբերում է պինդ կեղտին, ինչպիսիք են փոշին կամ ավազը, որը կպչում է մեխանիկական միջոցներով և համեմատաբար հեշտ է հեռացնել, չնայած 0.1 մկմ-ից փոքր մասնիկները բավականին դժվար է մաքրել:

Բ. Էլեկտրաստատիկ կպչունություն**: Սա ենթադրում է լիցքավորված կեղտի մասնիկների փոխազդեցություն հակադիր լիցքավորված նյութերի հետ. սովորաբար մանրաթելային նյութերը կրում են բացասական լիցքեր, ինչը թույլ է տալիս նրանց գրավել դրական լիցքավորված կպչուն նյութեր, ինչպիսիք են որոշակի աղերը: Որոշ բացասական լիցքավորված մասնիկներ դեռ կարող են կուտակվել այս մանրաթելերի վրա լուծույթում դրական իոնների կողմից առաջացած իոնային կամուրջների միջոցով:

② Քիմիական կպչունություն. Սա վերաբերում է կեղտին, որը կպչում է առարկային քիմիական կապերի միջոցով: Օրինակ, բևեռային պինդ կեղտը կամ նյութերը, ինչպիսին է ժանգը, հակված են ամուր կպչելու՝ մանրաթելային նյութերում առկա ֆունկցիոնալ խմբերի, ինչպիսիք են կարբօքսիլային, հիդրօքսիլային կամ ամինային խմբերը, հետ առաջացած քիմիական կապերի շնորհիվ: Այս կապերը ստեղծում են ավելի ուժեղ փոխազդեցություններ, ինչը դժվարացնում է նման կեղտի հեռացումը. արդյունավետ մաքրման համար կարող են անհրաժեշտ լինել հատուկ մշակումներ: Կեղտի կպչունության աստիճանը կախված է ինչպես կեղտի հատկություններից, այնպես էլ այն մակերեսի հատկություններից, որին այն կպչում է:

(3) Կեղտի հեռացման մեխանիզմներ

Լվացման նպատակը կեղտը վերացնելն է: Սա ենթադրում է լվացող միջոցների բազմազան ֆիզիկական և քիմիական ազդեցությունների օգտագործում՝ կեղտի և լվացվող իրերի միջև կպչունությունը թուլացնելու կամ վերացնելու համար, որին նպաստում են մեխանիկական ուժերը (օրինակ՝ ձեռքով մաքրումը, լվացքի մեքենայի խառնումը կամ ջրի ազդեցությունը), ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է կեղտի առանձնացմանը:

① Հեղուկ կեղտի հեռացման մեխանիզմ

Ա. Թրջություն. Հեղուկ կեղտի մեծ մասը յուղոտ է և հակված է թրջել տարբեր մանրաթելային իրեր՝ դրանց մակերեսին յուղոտ թաղանթ առաջացնելով: Լվացման առաջին քայլը լվացող միջոցի գործողությունն է, որը մակերեսը թրջում է:
Բ. Յուղի հեռացման փաթաթման մեխանիզմ. Հեղուկ կեղտի հեռացման երկրորդ քայլը տեղի է ունենում փաթաթման գործընթացի միջոցով: Լվացքի հեղուկի կողմից մանրաթելային մակերեսը նախընտրելիորեն թրջելու շնորհիվ մակերեսին թաղանթի տեսքով տարածվող հեղուկ կեղտը աստիճանաբար գլորվում է կաթիլների մեջ և, ի վերջո, փոխարինվում լվացքի հեղուկով:

② Պինդ կեղտի հեռացման մեխանիզմ

Ի տարբերություն հեղուկ կեղտի, պինդ կեղտի հեռացումը կախված է լվացող հեղուկի՝ կեղտի մասնիկները և կրող նյութի մակերեսը թրջելու ունակությունից: Պինդ կեղտի և կրողի մակերեսներին մակերևույթային ակտիվ նյութերի ադսորբցիան ​​նվազեցնում է դրանց փոխազդեցության ուժերը, դրանով իսկ նվազեցնելով կեղտի մասնիկների կպչունության ուժը, ինչը հեշտացնում է դրանց հեռացումը: Ավելին, մակերևութային ակտիվ նյութերը, մասնավորապես իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը, կարող են մեծացնել պինդ կեղտի և մակերեսային նյութի էլեկտրական պոտենցիալը՝ նպաստելով հետագա հեռացմանը:

Ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը հակված են ադսորբվելու ընդհանուր լիցքավորված պինդ մակերեսների վրա և կարող են առաջացնել զգալի ադսորբված շերտ, ինչը հանգեցնում է կեղտի վերաբնակեցման նվազմանը: Սակայն կատիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են նվազեցնել կեղտի և կրիչի մակերեսի էլեկտրական պոտենցիալը, ինչը հանգեցնում է վանողականության նվազմանը և խոչընդոտում է կեղտի հեռացմանը:

③ Հատուկ կեղտի հեռացում

Սովորական լվացող միջոցները կարող են պայքարել սպիտակուցներից, օսլայից, արյունից և մարմնի արտազատուկներից առաջացող համառ բծերի դեմ: Պրոտեազի նման ֆերմենտները կարող են արդյունավետորեն հեռացնել սպիտակուցային բծերը՝ սպիտակուցները քայքայելով լուծելի ամինաթթուների կամ պեպտիդների: Նմանապես, օսլաները կարող են քայքայվել շաքարների ամիլազի միջոցով: Լիպազները կարող են օգնել քայքայել տրիացիլգլիցերինի խառնուրդները, որոնք հաճախ դժվար է հեռացնել ավանդական միջոցներով: Մրգային հյութերից, թեյից կամ թանաքից առաջացող բծերը երբեմն պահանջում են օքսիդացնող նյութեր կամ վերականգնիչներ, որոնք ռեակցիայի մեջ են մտնում գույն առաջացնող խմբերի հետ՝ դրանք քայքայելով ավելի ջրում լուծվող բեկորների:

(4) Քիմմաքրման մեխանիզմ

Վերոնշյալ կետերը հիմնականում վերաբերում են ջրով լվացմանը: Սակայն, գործվածքների բազմազանության պատճառով, որոշ նյութեր կարող են լավ չանդրադառնալ ջրով լվացման վրա, ինչը կարող է հանգեցնել դեֆորմացիայի, գույնի խամրման և այլն: Շատ բնական մանրաթելեր լայնանում են թրջվելիս և հեշտությամբ կծկվում, ինչը հանգեցնում է անցանկալի կառուցվածքային փոփոխությունների: Այսպիսով, այս գործվածքների համար հաճախ նախընտրելի է քիմմաքրումը, որը սովորաբար օգտագործում է օրգանական լուծիչներ:

Քիմմաքրումն ավելի մեղմ է թաց լվացման համեմատ, քանի որ այն նվազագույնի է հասցնում հագուստը վնասող մեխանիկական ազդեցությունը: Քիմմաքրման ժամանակ կեղտի արդյունավետ հեռացման համար կեղտը դասակարգվում է երեք հիմնական տեսակի՝

① Յուղերում լուծվող կեղտ. Սա ներառում է յուղեր և ճարպեր, որոնք հեշտությամբ լուծվում են քիմմաքրման լուծիչներում:

② Ջրում լուծվող կեղտ. Այս տեսակը կարող է լուծվել ջրում, բայց ոչ քիմմաքրման լուծիչներում, որոնք ներառում են անօրգանական աղեր, օսլաներ և սպիտակուցներ, որոնք կարող են բյուրեղանալ ջրի գոլորշիացումից հետո:

③ Կեղտ, որը ո՛չ յուղում է լուծվում, ո՛չ էլ ջրում. Սա ներառում է այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ածխածնի սևը և մետաղական սիլիկատները, որոնք չեն լուծվում ոչ մի միջավայրում։

Քիմմաքրման ընթացքում կեղտի յուրաքանչյուր տեսակ պահանջում է տարբեր ռազմավարություններ արդյունավետ հեռացման համար: Յուղում լուծվող կեղտը մեթոդաբար հեռացվում է օրգանական լուծիչների միջոցով՝ ոչ բևեռային լուծիչներում դրանց գերազանց լուծելիության շնորհիվ: Ջրում լուծվող բծերի դեպքում քիմմաքրման միջոցում պետք է բավարար քանակությամբ ջուր լինի, քանի որ ջուրը կարևոր է կեղտի արդյունավետ հեռացման համար: Ցավոք, քանի որ ջուրը քիմմաքրման միջոցներում նվազագույն լուծելիություն ունի, մակերևութային ակտիվ նյութերը հաճախ ավելացվում են ջրի ինտեգրմանը նպաստելու համար:

Մակերևութային ակտիվ նյութերը մեծացնում են մաքրող միջոցի ջրի կլանման ունակությունը և նպաստում են միցելների ներսում ջրում լուծվող խառնուրդների լուծելիության ապահովմանը: Բացի այդ, մակերևութային ակտիվ նյութերը կարող են կանխել լվացքից հետո կեղտի նոր նստվածքների առաջացումը՝ բարձրացնելով մաքրման արդյունավետությունը: Այս խառնուրդները հեռացնելու համար անհրաժեշտ է ջրի փոքր քանակություն ավելացնել, սակայն չափազանց մեծ քանակությունը կարող է հանգեցնել գործվածքի դեֆորմացման, այդպիսով անհրաժեշտ դարձնելով չոր մաքրման լուծույթներում ջրի հավասարակշռված պարունակությունը:

(5) Լվացքի գործողության վրա ազդող գործոններ

Մակերեսային ակտիվ նյութերի ադսորբցիան ​​միջերեսների վրա և դրա հետևանքով միջերեսային լարվածության նվազումը կարևորագույն նշանակություն ունի հեղուկ կամ պինդ կեղտը հեռացնելու համար: Այնուամենայնիվ, լվացումը բնույթով բարդ է, որի վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ նույնիսկ նմանատիպ լվացող միջոցների տեսակների դեպքում: Այդ գործոնները ներառում են լվացող միջոցի կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը, կեղտի հատկությունները, մանրաթելերի տեսակները և գործվածքի կառուցվածքը:

① Մակերևութային ակտիվ նյութերի կոնցենտրացիան. Մակերևութային ակտիվ նյութերի կողմից առաջացած միցելները կարևոր դեր են խաղում լվացման գործընթացում: Լվացքի արդյունավետությունը զգալիորեն մեծանում է, երբ կոնցենտրացիան գերազանցում է կրիտիկական միցելային կոնցենտրացիան (ԿՄԿ), հետևաբար, արդյունավետ լվացման համար լվացող միջոցները պետք է օգտագործվեն ԿՄԿ-ից բարձր կոնցենտրացիաներով: Այնուամենայնիվ, ԿՄԿ-ից բարձր լվացող միջոցների կոնցենտրացիաները հանգեցնում են նվազող արդյունքների, ինչը ավելորդ կոնցենտրացիան դարձնում է ավելորդ:

2. Ջերմաստիճանի ազդեցությունը. Ջերմաստիճանը խոր ազդեցություն ունի մաքրման արդյունավետության վրա: Ընդհանուր առմամբ, բարձր ջերմաստիճանները նպաստում են կեղտի հեռացմանը, սակայն չափազանց ջերմությունը կարող է բացասական ազդեցություն ունենալ: Ջերմաստիճանի բարձրացումը նպաստում է կեղտի ցրմանը և կարող է նաև հանգեցնել յուղոտ կեղտի ավելի հեշտությամբ էմուլգացմանը: Այնուամենայնիվ, խիտ հյուսված գործվածքներում, բարձր ջերմաստիճանը, որը հանգեցնում է մանրաթելերի այտուցմանը, կարող է անզգուշորեն նվազեցնել մաքրման արդյունավետությունը:

Ջերմաստիճանի տատանումները նույնպես ազդում են մակերևութային ակտիվ նյութերի լուծելիության, CMC-ի և միցելների քանակի վրա, այդպիսով ազդելով մաքրման արդյունավետության վրա: Շատ երկար շղթայով մակերևութային ակտիվ նյութերի դեպքում ցածր ջերմաստիճանները նվազեցնում են լուծելիությունը, երբեմն՝ իրենց սեփական CMC-ից ցածր. հետևաբար, օպտիմալ գործառույթի համար կարող է անհրաժեշտ լինել համապատասխան տաքացում: Ջերմաստիճանի ազդեցությունը CMC-ի և միցելների վրա տարբերվում է իոնային և ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի համար. ջերմաստիճանի բարձրացումը սովորաբար բարձրացնում է իոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի CMC-ն, այդպիսով պահանջելով կոնցենտրացիայի ճշգրտումներ:

③ Փրփուր. Կա տարածված սխալ կարծիք, որը փրփրելու ունակությունը կապում է լվացքի արդյունավետության հետ. ավելի շատ փրփուր չի նշանակում որակյալ լվացում: Փորձարարական տվյալները ցույց են տալիս, որ ցածր փրփրացող լվացող միջոցները կարող են նույնքան արդյունավետ լինել: Այնուամենայնիվ, փրփուրը կարող է օգնել կեղտի հեռացմանը որոշակի դեպքերում, ինչպիսիք են աման լվացումը, որտեղ փրփուրը օգնում է դուրս մղել ճարպը կամ գորգերի մաքրումը, որտեղ այն բարձրացնում է կեղտը: Ավելին, փրփուրի առկայությունը կարող է ցույց տալ, թե արդյոք լվացող միջոցները արդյունավետ են. ավելորդ ճարպը կարող է կանխել փրփուրի առաջացումը, մինչդեռ փրփուրի նվազումը նշանակում է լվացքի միջոցի կոնցենտրացիայի նվազում:

④ Մանրաթելի տեսակը և տեքստիլի հատկությունները. Քիմիական կառուցվածքից զատ, մանրաթելերի տեսքը և կազմակերպվածությունը ազդում են կեղտի կպչման և հեռացման դժվարության վրա: Կոպիտ կամ հարթ կառուցվածք ունեցող մանրաթելերը, ինչպիսիք են բուրդը կամ բամբակը, հակված են ավելի հեշտությամբ կլանել կեղտը, քան հարթ մանրաթելերը: Խիտ հյուսված գործվածքները սկզբում կարող են դիմադրել կեղտի կուտակմանը, բայց կարող են խոչընդոտել արդյունավետ լվացմանը՝ կլանված կեղտին սահմանափակ հասանելիության պատճառով:

⑤ Ջրի կարծրություն. Ca²⁺, Mg²⁺ և այլ մետաղական իոնների կոնցենտրացիաները զգալիորեն ազդում են լվացման արդյունքների վրա, մասնավորապես անիոնային մակերևութային ակտիվ նյութերի դեպքում, որոնք կարող են առաջացնել անլուծելի աղեր, որոնք նվազեցնում են մաքրման արդյունավետությունը: Կոշտ ջրում, նույնիսկ մակերևութային ակտիվ նյութի բավարար կոնցենտրացիայի դեպքում, մաքրման արդյունավետությունը ցածր է թորած ջրի համեմատ: Մակերևութային ակտիվ նյութի օպտիմալ արդյունավետության համար Ca²⁺-ի կոնցենտրացիան պետք է նվազագույնի հասցվի մինչև 1×10⁻6 մոլ/լ-ից ցածր (CaCO₃-ը՝ 0.1 մգ/լ-ից ցածր), ինչը հաճախ անհրաժեշտ է դարձնում լվացքի միջոցների մեջ ջրի մեղմացուցիչ նյութերի ներառումը: