STRUCTURA GENERALĂ A SURFACTANȚILOR CLASIFICAREA SUBSTANTELOR TENSIOACTIVE SURFACTANŢI ANIONICI SURFACTANȚI CATIONICI SURFACTANŢI AMFOTERI SURFACTANŢI NEIONICI PROPRIETĂŢILE FIZICO-CHIMICE A SOLUŢIILOR APOASE DE SURFACTANŢI 1) CONCENTRAŢIA CRITICĂ MICELARĂ FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ C. C. M. 2) SOLUBILITATEA SURFACTANŢILOR TEMPERATURA KRAFFT TEMPERATURA DE TULBURARE 3) EMULSIONAREA STABILITATEA EMULSIILOR BALANŢA HIDROFIL - LIPOFILĂ 4) UDAREA
Transcript
STRUCTURA GENERALĂ A SURFACTANȚILORCLASIFICAREA SUBSTANTELOR TENSIOACTIVE
SURFACTANŢI ANIONICI
SURFACTANȚI CATIONICI
SURFACTANŢI AMFOTERI
SURFACTANŢI NEIONICIPROPRIETĂŢILE FIZICO-CHIMICE A SOLUŢIILOR APOASE DE SURFACTANŢI
1) CONCENTRAŢIA CRITICĂ MICELARĂFACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ C. C. M.
6) SOLUBILIZAREAFACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ SOLUBILIZAREA
7) DETERGENŢA
SPUMAREAMacrostructura spumelor:
•dacă volumul de lichid din spumă este mai mare cu cel al gazului, bulele individuale sunt sferice şi nu interacţionează în mod direct;
•dacă volumul fazei gazoase este mai mare, bulele sunt împachetate atât de dens încât nu mai sunt sferice, ci iau forme poliedrice, separate prin bistraturi subţiri sau filme lichide lamelare.
Cei mai mulţi surfactanţi dau naştere la spume.
În unele situații spuma este dorită cum ar fi:•flotarea minereurilor•produse de stins incendii•forajul cu spumă•șampoane
Într-o serie de produse, spuma constitue un important factor negativ:•mașinile de spălat automate •vopsitorii•fluide de curgere •distilare și evaporare
Distrugerea spumei este cunoscută sub denumirea de spargere sau colaps. Se cunosc trei mecanisme fizice fundamentale pentru colapsul unei spume:
•difuzia fazei gazoase din bulele mici, cu presiuni interne mari, în bulele mari, cu presiuni interne mici, sau în volumul fazei gazoase care înconjoară spuma.
•coalescenţa bulelor, datorată ruperii filmelor lamelare dintre faza gazoasă, care decurge cu viteză mai mică decât mecanismul anterior şi care poate avea loc chiar în sisteme stabilizate.
•drenajul hidrodinamic rapid a lichidului dintre bule, care are ca efect spargerea rapidă în absenţa mecanismelor de stabilizare.
SPUMAREA
Proprietăţile spumelor
•Densitatea
•Aria superficiala
•Stabilitatea spumei
FORMAREA SPUMEI
Pentru ca un lichid să formeze o spumă cu un grad oarecare de stabilitate acesta trebuie să fie capabil:
să-şi extindă suprafaţa astfel încât să formeze o membrană în jurul bulelor de gaz;
să aibă proprietăţi reologice şi superficiale corecte pentru a întârzia subţierea lamelelor, care are ca efect coalescenţa bulelor;
să întârzie difuzia gazului din bulele mici în cele mari sau în atmosfera înconjurătoare.
Formarea spumei
SPUMAREA
Controlul formării spumei şi stabilitatea
Mecanismele practice care au ca efect îmbunătăţirea persistentei spumelor trebuie să fie mai puternice decât cele care produc colapsul bulelor. Măsurile efective pentru a obţine spume stabile trebuie să includă una din condiţiile:
Vâscozitate mare a fazei lichide, care are ca efect atât întârzierea drenajului hidrodinamic, cât si amortizarea absorbţiei şocurilor rezultate din mişcarea întâmplătoare sau indusă a sistemului;
Vâscozitate superficială mare care întârzie pierderea de lichid dintre interfeţe şi micşorează deformarea filmului înainte de colapsul picăturilor;
Efecte de suprafaţă care acţioneaza asupra zonelor subţiate ale filmului, determinate de pierderile de lichid;
Repulsia electrostatică sau sterică dintre interfeţele vecine, datorată adsorbtiei surfactanţilor ionici şi neionici care se pot opune drenajului prin efectele presiunii de separare;
Întârzierea difuziei gazului din bulele mai mici în cele mai mari.
Relaţia între puterea de spumare a unui surfactant şi structura sa chimică
C.C.M. a surfactantului se poate utiliza pentru a prevedea capacitatea de spumare• Micşorarea c.c.m. a unei clase de surfactanţi (de ex. creşterea lungimii
lanţului alchilic într-un alchil-sulfat) conduce la mărirea eficienţei ca agent de spumare
Cantitatea de spumă produsă de soluţiile unei serii omoloage de surfactanţi trece printr-un maximum cu creşterea lungimii lanţului hidrofob. Explicatia ar putea consta în faptul ca, deşi un lanţ hidrofob mai lung are ca efect scăderea rapidă a tensiunii superficiale şi o c.c.m. mai mică, totuşi, dacă lanţul devine prea lung scade solubilitatea surfactantului, difuzia este mai lentă ceea ce conduce la scăderea cantităţii de spumă.
Surfactanţii cu grupe hidrofobe ramificate scad tensiunea superficială mai rapid decât lanţurile liniare cu acelaşi număr de atomi de carbon. Cu toate acestea, ramificarea lanţurilor măreşte c.c.m., reduce atât interacţiunea lanţurilor laterale cât şi elasticitatea filmului ceea ce conduce la un sistem cu o înălţime mai mare a spumei iniţiale dar cu stabilitate mai redusă a acesteia. În mod similar, dacă grupa hidrofilă se deplasează din poziţia terminală într-o poziţie internă, înălţimea spumei este mai mare dar persistenţa acesteia este mai scăzută.
În soluţiile în care solubilitatea este puternic dependentă de temperatură, cum este cazul multor surfactanţi neionici polietoxilaţi, capacitatea de spumare scade cu creşterea temperaturii şi implicit cu scăderea solubilităţii.
Pe de altă parte, sărurile acizilor carboxilici cu lanţ lung care pot avea solubilitate limitată în apă şi proprietăţi de spumare slabe la temperatura camerei, devin mai solubile şi spumează mai puternic odată cu mărirea temperaturii.
EFECTELE ADITIVILOR ASUPRA PROPRIETĂŢILOR DE SPUMARE
Aditivii influenţează proprietăţile de spumare
Aditivii care modifică proprietăţile de spumare ale surfactanţilor pot fi divizaţi în trei clase principale:
1.electroliţi anorganici, foarte eficienţi în cazul surfactanţilor ionici;2.aditivi organici polari, care pot afecta toate tipurile de surfactanţi;3.substanţe macromoleculare, care pot afecta proprietăţile de spumare
ale unui sistem în mai multe moduri.
Eficienţa aditivilor polari ca stabilizatori de spumă variază în următoarea ordine:alcooli primari < gliceril eteri < sulfonil eteri < amide < amine N-substituite
EFECTUL POLIMERILOR ASUPRA STABILITĂŢII SPUMEI
Spume foarte stabile se pot obţine dacă se introduc polimeri superficial activi cum sunt albuminele, carboximetilceluloza şi multe dintre cleiurile vegetale. Când polimerii (în special proteinele) se adsorb la interfaţa lichid-aer, conformaţia moleculelor de la suprafaţă este complet diferită de cea din interiorul soluţiei. Stratul de polimer adsorbit relativ dens imprimă rigiditate sau rezistenţă mecanică semnificativă pereţilor lamelar, producând o creştere a stabilităţii spumei finale. Prezenţa unui polimer măreşte stabilitatea spumei iniţiale deoarece are ca efect creşterea vâscozităţii fazei lichide, micşorând astfel procesul de drenaj a filmului.
Prezenţa polimerilor în sistemele care spumează poate provoca probleme în special atunci când stabilitatea spumei nu este dorită. Proteinele, de ex., pot forma chelaţi cu ionii polivalenţi, conducând astfel la filme superficiale cu rigiditate apropiată de a spumelor solide, care pot fi dăunătoare pentru anumite procese. În schimb, în industria alimentară, pentru stingerea incendiilor sau în cosmetică formarea spumelor cu pereţi rigizi este avantajoasă.
INHIBAREA SPUMĂRII
Există substanţe care reduc semnificativ formarea spumei şi stabilitatea sa, numite inhibitori de spumare.
Componentele capabile de a sparge spumele sunt:•ionii anorganici – prin contracararea efectelor de stabilizare electrostatică sau reducerea solubilităţii multor surfactanţi ionici;•compuşi organici sau siliconici – care acţionează prin etalare la interfaţă şi deplasarea speciilor stabilizatoare de surfactant.
1)Alcoolii alifatici •Alcoolii liniari pot avea ca efect mărirea puterii de spumare a surfactanţilor şi a stabilităţii spumei datorită formării monostraturilor mixte şi creşterii rezistenţei filmului. •Alcoolii ramificaţi reduc rezistenţa coezivă laterală a filmului interfacial, ceea ce măreşte viteza de colaps a bulelor. •Alcoolii superiori au solubilitate limitată în apă şi sunt adsorbiţi puternic la interfaţa aer – apă, deplasând moleculele de surfactant şi reducând chiar eliminând unele mecanisme de stabilizare importante menţinute anterior.
INHIBAREA SPUMĂRII2) Acizii graşi şi esterii cu solubilitate limitată în apă sunt utiliaţi
adesea ca agenţi de inhibare a spumării. Toxicitatea redusă îi face utili în industria alimentară. S-a găsit ca substanţele organice cu grupe polare multiple sunt agenţi buni de inhibare a spumării.
3) Săpunurile acizilor carboxilici cu metalele polivalente – insolubile în apă – ca cele de Ca, Mg, Al sunt agenţi buni de inhibare a spumării atât în sisteme apoase cât şi neapoase. În apă sunt utilizate ca soluţii în solvenţi organici sau ca dispersii fine în fază apoasă.
4) Esterii alchil-fosfaţi au caracteristici de antispumare bune în multe sisteme apoase din cauza solubilităţii reduse în apă şi coeficientului mare de împrăştiere.
5) Compuşii siliconici organici sunt antispumanţi excelenţi atât în sisteme apoase cât şi neapoase. Din cauza energiei superficiale mici inerente şi solubilităţii limitate în multe lichide organice, aceştia constituie una dintre cele două clase de substanţe cu cea mai mare eficienţă în ceea ce priveşte modificarea proprietăţilor superficiale ale lichidelor organice.
6) Alcooli şi acizi floruraţi. Datorită energiei superficiale foarte mici, asemenea compuşi sunt activi în lichide în care hidrocarburile nu au efect.
SOLUBILIZAREA
Un mod particular de aducere a substanţelor insolubile în soluţie într-un mediu dat, care implică prezenţa prealabilă a unei soluţii coloidale ale cărei particule preiau şi încorporează în interior sau pe suprafaţă compuşii insolubili
DEFINITII
McBain şi Hutchinson
Attwood şi Florence
Prepararea unei soluţii izotrope stabile termodinamic a unei substanţe insolubile sau foarte slab solubile într-un solvent dat prin introducerea suplimentară a unor compuşi amfifili
SOLUBILIZAREASolubilizarea în soluţii micelareSolubilizarea în micele directePentru a realiza solubilizarea micelară trebuie să se ţină seama de o serie de
factori importanţi pentru procesul de solubilizare:surfactantul trebuie să fie solubil în apă, adică trebuie să aibă o balanţă
hidrofil-lipofilă mare în intervalul de temperatură considerat;în cazul surfactanţilor ionici temperatura Krafft trebuie să fie sub
temperatura de utilizare;pentru surfactanţii neionici punctul de tulburare trebuie să fie peste
temperatura maximă de utilizare.
Structura chimică a substanţei lipofile determină poziţia solubilizantului în acelaşi sistem micelar. Substanţele lipofile nepolare sunt solubilizate într-o măsură limitată în partea interioară a micelelor din cauza compactităţii micelelor mixte, în timp ce substanţele lipofile mai polare sunt solubilizate în stratul de palisadă a micelelor. Structura surfactantului contribuie la formarea micelelor şi la solubilizare: în sistemele binare de surfactanţi anionici şi neionici solubilizarea creşte cu mărirea gradului de etoxilare a surfactantului neionic.
SOLUBILIZAREACreşterea lungimii lanţului hidrocarbonat măreşte volumul părţii
hidrocarbonate interioare a micelelor şi măreşte solubilizarea compuşilor lipofili nepolari. Cantitatea maximă de substanţă lipofilă care poate fi solubilizată de diferite concentraţii de surfactant se poate determina.
Dată fiind influenţa temperaturii asupra solubilităţii surfactanţilor neionici, se pot obţine sisteme opalescente din cauza micşorării punctului de tulburare produs de solubilizare. Este necesar să se determine “noul punct de tulburare în prezenţa cantităţii dorite de compus lipofil şi să se identifice temperatura maximă la care se poate obţine o soluţie izotropă.
În diferite formulări se utilizează amestecuri de surfactanţi fie din aceeaşi familie, fie din familii diferite. Aceste amestecuri pot avea efecte sinergetice asupra tensiunii superficiale şi c.c.m. şi pot modifica detergenţă, umectabilitatea şi compatibilitatea cutanată
Un alt factor important de care trebuie să se ţină seama este acţiunea cosolventului asupra solubilizării substanţelor lipofile. Utilizarea unui alcool alifatic, a glicerinei, glicolilor, poliglicolilor şi a esterilor glicolilor în amestecuri cu apă ca fază polară a sistemului este destul de obişnuită. Prezenţa cosolvenţilor facilitează solubilizarea atunci când sunt necesare concentraţii mari de surfactanţi.
SOLUBILIZAREASolubilizarea în micele inverse
Dacă se doreşte solubilizarea apei sau a altor componente hidrofile în mediu uleios se utilizează sisteme micelare inverse. În acest caz, surfactantul trebuie să aibă caracter lipofil, adică valoare mică a balanţei hidrofil-lipofile şi să fie solubil în ulei.
Totdeauna când se utilizează surfactanţi neionici temperatura are un efect important asupra solubilizării, din cauză ca solubilitatea acestora în apă scade cu creşterea temperaturii. Caracteristici similare prezintă microemulsiile când temperatura de lucru depăşeşte temperatura de inversie a fazelor. Coalescenţa celor două faze produce solubilizarea maximă a apei.
Dacă se utilizează un surfactant anionic foarte hidrofil, pentru a obţine o soluţie micelară inversă este necesar un cosurfactant. Încorporarea unei cantităţi mari de ulei sau hidrocarbură poate conduce la formarea microemulsiilor pe un interval larg de concentraţii. Factorul critic îl constituie necesitatea unei alternative la alcoolul cu lanţ hidrocarbonat de lungime medie convenţional, de obicei pentanol, care nu este convenabil pentru anumite aplicaţii, cum sunt cele cosmetice.
SOLUBILIZAREASolubilizarea în microemulsii
Microemulsiile sunt sisteme disperse în care faza dispersă este constituită din picături foarte mici, cu dimensiuni cuprinse între 10 şi 200 nm. Acestea pot fi de tip ulei în apă, U/A, apă în ulei, A/U, sau bicontinue. Stabilizarea se poate realiza cu un surfactant neionic, cu o combinaţie de surfactant ionic şi cosurfactant, sau cu un surfactant anionic suficient de hidrofob, cum este dioctil sulfocianatul de sodiu.
În principiu, microemulsiile sunt considerate lichide izotrope, omogene şi transparente. Se obţin spontan când componentele sunt aduse în contact şi sunt stabile termodinamic. Microemulsiile pot solubiliza simultan cantităţi importante de apă şi hidrocarburi la concentraţii mici de surfactanţi, uneori în prezenţa unui cosurfactant. Când se utilizează pentru microemulsionare surfactanţi neionici cu partea hidrofilă polietilenoxidică, solubilizarea depinde de numărul de grupe polietilenoxidice, de natura substanţei ce trebuie emulsionată şi de prezenţa electroliţilor.
Dacă pentru obţinerea unei microemulsii se utilizează un surfactant neionic, influenţa temperaturii asupra sistemului devine o problemă, dat fiind intervalul îngust de temperaturi în care are loc formarea microemulsiilor, în condiţii de stocare sau aplicare putând avea loc separarea de faze.
Dacă procentul de fază uleioasă care trebuie solubilizată este prea scăzut pentru a forma o microemulsie, această poate fi combinată cu un alt component lipofil. În acest caz se poate spune ca cel de al doilea component s-a adăugat pentru a forma microemulsia.
FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ SOLUBILIZAREAEfectul structurii surfactantului
Capacitatea de solubilizare ale surfactanţilor este influenţată de caracteristicile structurale ale acestora precum şi de structura solubilizantului deoareca există unele locuri de solubilizare diferite în micele. Astfel, pentru solubilizatele localizate în centrul părţii hidrofobe a micelelor este de aşteptat ca solubilizarea să depindă de lungimea lanţului alchilic al surfactantului. Într-adevăr, în cazul solubilizării dimetilamino-benzenului s-a găsit o creştere liniară a capacităţii de solubilizare în seria omoloagă începând cu dodecanoat şi terminând cu octadecanoat de potasiu. Introducerea unei duble legături în lanţul hidrocarbonat are ca efect scăderea puterii de solubilizare comparativ cu a compusului saturat cu aceeaşi lungime a lanţului.
A fost studiat efectul modificării structurii grupei hidrofile a surfactanţilor cationici asupra solubilităţii în apă a colorantului orange T şi s-a determinat că eficienţa în ceea ce priveşte solubilizarea creşte cu numărul de agregare pentru surfactanţi cu grupe hidrofile de dimensiuni şi de forme identice şi părţi hidrocarbonate identice şi care formează micele sferice.
Pentru solubilizatele care sunt localizate în interiorul micelelor s-a comparat puterea de solubilizarea a surfactanţilor ionici şi neionici cu aceeaşi lungime a lanţului hidrocarbonat şi această putere creşte în ordinea:
anionici < cationici < neionici
Acest efect s-a atribuit creşterii corespunzătoare a ariei pe grupă hidrofilă ceea ce conduce la micele mai afânate, cu partea centrală hidrocarbonată mai puţin densă. Surfactanţii neionici au, în plus, avantajul că – având c.c.m. mai mică – sunt eficienţi la concentraţii mult mai scăzute decât cei ionici.
Efectul măririi lungimii lanţului etilenoxidic al surfactanţilor polietoxilaţi asupra capacităţii de etoxilare este complex şi depinde de localizarea solubilizatului în micelă. S-a găsit că puterea de solubilizare creşte treptat cu mărirea lungimii lanţului polietilenoxidic datorită modificării dimensiunii micelelor cu creşterea lanţului etilenoxidic.
FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ SOLUBILIZAREA
Efectul structurii substanţei solubilizateFactorii care pot afecta cantitatea de substanţă solubilizată sunt: polaritatea şi
polarizabilitatea, lungimea lanţului şi ramificarea, dimensiunea, forma şi structura moleculară a solubilizatului.
O substanţă solidă cristalină este solubilizată mai puţin decât atunci când aceeaşi substanţă se găseşte în stare lichidă subrăcită. Dependenţa solubilizării de starea de fază s-a explicat prin diferenţa de energie a celor două stări de fază, cristalină şi lichidă, în cazul stării cristaline fiind necesară furnizarea entalpiei de fuziune pentru a se produce solubilizarea, ca şi în cazul dizolvării.
Polaritatea este cel mai obişnuit criteriu de clasificare a substanţelor solubilizate. Între substanţele polare şi nepolare trebuie considerate cele cu polaritate intermediară.
Concluzii generale în ceea ce priveşte dependenţa solubilizării de structură:în seria omoloagă, cu cresterea lungimii lanţului alchilic sau a substituentului nucleului benzenic, scade solubilitatea în soluţii apoase de surfactanţi;compuşii nesaturaţi sunt mai solubili decât cei saturaţi corespunzătoriciclizarea măreşte solubilizarea;ramificarea are efect redus asupra solubilizării.
FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ SOLUBILIZAREAEfectul temperaturiiEfectul temperaturii asupra solubilizării depinde de structura solubilizatului şi a
surfactantului. În cele mai multe cazuri cantitatea solubilizată creşte cu mărirea temperaturii. Această creştere se datorează pe de o parte modificării solubilităţii solubilizatului în apă cu creşterea temperaturii, iar pe de altă parte modificării proprietăţilor micelelor.
Efectul temperaturii asupra puterii de solubilizare a dimetilamino-benzenului pentru unii surfactanţi ionici este prezentat în tabelul de mai jos.
Surfactant Temperatură, °C g solubilizat/mol surfactant
Caprat de Na sau K 3050
0.641.19
Laurat de Na sau K 3050
1.502.43
Miristat de Na sau K 3050
2.714.15
Clorhidrat de dodecilamină
3050
4.325.63
FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ SOLUBILIZAREA
Efectul electroliţilor
În cazul micelelor surfactanţilor ionici electroliţii produc o măririe a dimensiunilor micelelor şi o scădere a c.c.m. ceea ce are ca efect mărirea puterii de solubilizare din cauza creşterii numărului de micele.
Localizarea moleculelor de solubilizat în micele determină efectul electroliţilor asupra capacităţii de solubilizare a unui surfactant dat. Dacă solubilizatul este localizat în centrul micelei se poate aprecia uşor că solubilizarea poate creşte odată cu creşterea volumului micelelor, produsă de adaosul de sare.
Introducerea de electrolit în soluţiile surfactanţilor neionici are ca efect mărirea masei micelare şi capacitatea de solubilizare a hidrocarburilor se măreşte.
Detergenţa este procesul de îndepărtare a murdăriei de pe un substrat imersat într-un mediu lichid, în general prin aplicarea unei forţe mecanice, în prezenţa unor substanţe chimice care micşorează forţele de adeziune dintre murdărie şi substrat. Procesul este considerat complet atunci când murdăria îndepărtată este menţinută în suspensie în soluţia de spălare astfel încât nu se poate redepune şi poate fi îndepărtată prin clătire.
Curăţirea suprafeţelor se realizează prin acţiunea combinată a următoarelor fenomene coloidale:
- adsorbţie la interfeţe;- modificarea tensiunilor interfaciale;- solubilizare;- emulsionare;- apariţie sau distrugere de sarcini electrice superficiale.
DETERGENŢA
În orice proces de curăţire sunt prezente 3 componente: substratul – suprafaţa ce trebuie curăţată murdăria – componentele care trebuie îndepărtate de pe substrat soluţia sau baia de spălare – lichidul care se aplică pe substrat pentru a
îndepărta murdăria
Substratul în procesul de detergenţă
Substratul variază de la o suprafaţă tare şi netedă (ex. sticla) la una moale şi poroasă cum este cea a straturilor textile
Substraturile cele mai complicate întâlnite în procesul de curăţare sunt materialele textile care pot fi clasificate după origine în:
- fibre naturale vegetale (bumbac, in) sau animale (lână, mătase);- fibre artificiale derivate de la celuloză (vâscoză, acetat, relon);- fibre sintetice obţinute prin sinteză din materii prime petroliere (poliester,
poliamidă, poliacril).
Substratul textil trebuie privit în procesul de detergenţă nu numai din punctul de vedere al naturii fibrei, ci şi al colorantului utilizat, care impune un anumit tratament de spălare.
Substratul textil, în corelaţie cu condiţiile de spălare, detergent şi murdărie, determină eficienţa procesului de spălare.
Substraturile poliesterice sunt mai uşor de curăţat în procesul de detergenţă decât cele celulozice. Datorită hidrofobiei acestuia însă substraturile poliesterice ridică probleme din punct de vedere al antiredepunerii murdăriei.
DETERGENŢA
Murdăria în procesul de detergenţă
Murdăria este definită ca totalitatea substanţelor nedorite care se găsesc pe un substrat şi nu pot fi îndepărtate printr-o simplă acţiune mecanică (scuturare, periere, aspirare), ci necesită acţiunea unui lichid de spălare.
O categorie aparte sunt murdăriile adsorbite chimic, reţinute pe substrat prin legături covalente, a căror îndepărtare este posibilă numai prin acţiune chimică, care distruge legăturile formate.
Murdăriile întâlnite pe articolele textile sunt foarte diferite. Acestea conţin: componente solide (praf), lichide (uleiuri) şi amestecuri de solide şi lichide. Celulele de pe piele, transferate pe gulere odată cu sebumul conţin şi pigmenţi bruni şi galbeni: melanina şi oxihemoglobina.
O murdărie frecvent întâlnită pe îmbrăcăminte este cea din transpiraţie (0,5 % NaCl şi alte săruri, 0,5 % compuşi organici: acid tartric, acid piruvic şi uree şi 99 % apă). Alături de acestea se mai întâlnesc resturi de alimente, sânge, pigmenţi din ceai, cafea, vin, produse cosmetice.
DETERGENŢA
a) Murdăriile uleioase
Murdăriile lichide insolubile în apă se numesc murdării uleioase. Acestea pot fi: hidrocarburi, uleiuri minerale, acizi graşi saturaţi sau nesaturaţi, esteri ai acizilor graşi şi alcooli graşi.
Pentru procesul de detergenţă cele mai importante proprietăţi ale murdăriilor uleioase sunt: vâscozitatea, polaritatea şi solubilitatea în soluţia de curăţare la temperatura de spălare.
Îndepărtarea murdăriei uleioase este uşurată de scăderea vâscozităţii. Unele murdării grase polare, cum sunt acizii graşi sunt uşor îndepărtate prin transformarea acestora în săpunuri alcaline solubile în procesul de spălare.
DETERGENŢA
b) Murdării grase de pe piele
Murdăriile frecvent întâlnite pe ţesături sunt murdăriile grase transferate la contactul cu pielea. Acestea conţin atât substanţe solubile în apă cât şi insolubile (lipide, proteine, pigmenţi).
Lipidele provin mai ales din sebum (30–50% trigliceride, 5–10% monogliceride, 15–30% acizi graşi liberi, 12–16% ceruri, 10–20% squalen, 1–3% colesterol şi 1–2% hidrocarburi), dar pot proveni şi din celulele descuamate de pe piele. Sebumul în general solid, începe să se înmoaie la 30 °C, fiind complet lichid la 37 °C, temperatura corpului uman.
Lipidele pot suferi modificări chimice pe substrat (oxidări şi polimerizări ale acizilor graşi nesaturaţi sau a squalenului), ceea ce îngreunează îndepăratarea lor conducând la îngălbenirea ţesăturilor.
DETERGENŢA
c) Murdării solide specifice conţin: particule solide din aer, transportate de curenţi, praf, particule solide de pe sol sau desprinse de pe suprafeţe solide.
Aerul atmosferic conţine, sub formă de aerosoli, funingine, materii organice şi carbonaţi anorganici cu dimensiuni cuprinse între 0,1 – 10 μm.
Argilele minerale sunt aluminosilicaţi care după conţinutul de oxid de fier pot avea diferite culori de la alb la roşu, brun, negru.
Particulele de carbon cu structură cristilină (grafit) sau amorfă (negru de fum, funingine, mangal) încărcate negativ sau pozitiv conţinute în aerul atmosferic, constituie una din cele mai frecvente murdării solide specifice.
DETERGENŢA
Apa în procesul de detergenţă
În apă se dizolvă mai mult sau mai puţin: componentele detergenţilor, sunt menţinute în suspensie murdăriile îndepărtate de pe substraturi prin spălare şi tot aici au loc reacţiile chimice necesare unei bune curăţări. De asemenea, apa este totodată agent de udare, de transfer termic şi de transport.
Un efect negativ în procesul de detergenţă îl au ionii de calciu, magneziu sau ionii grei (ex. Fe). Conţinutul total de ioni de calciu şi magneziu determină duritatea apei şi se exprimă de obicei ca ioni de Ca2+ (mmoli/L).
Apă cu duritate Conţinut de CaCO3 (ppm)
Scăzută Medie Mare
< 200200 – 350
> 350
Clasificarea apei în funcţie de duritatea sa
Pentru o spălare eficientă este necesar ca detergenul să fie dozat şi în funcţie de duritatea apei. De aceea este obligatoriu ca pe ambalajele detergenţilor să fie marcată clar dozarea acestora în funcţie de duritatea apei de spălare.
