ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм действия моющих средств из "Растворители и составы для очистки машин и механизмов " Механизм действия моющих веществ до настоящего времени еще полностью не изучен, но современная теория рассматривает моющий эффект как результат проявления комплекса физико-химических свойств моющего препарата, т. е. растворяющей, смачивающей, эмульгирующей, диспергирующей, стабилизирующей и пленкообразующей способности. Все эти свойства являются результатом воздействия поверхностно-активных веществ (ПАВ), характерного для растворения мыл и проявляющегося в адсорбции его полярных молекул на границе раздела фаз. Поэтому моющие вещества относятся к группе ПАВ. [c.28] Моющее действие веществ можно охарактеризовать как способность веществ и их растворов удалять с поверхности загрязнения и переводить их во взвешенное состояние в виде эмульсии или суспензии. Для проявления эффективного моющего действия поверхностно-активные вещества должны обладать соответствующим молекулярным строением и свойствами, которые позволяют отнести их к особому классу моющих веществ. Эти свойства и структура характерны для одного из лучших моющих средств — обычного жирового мыла, и поэтому все многочисленные синтетические моющие средства рассматриваются как типичные мыла. Помимо мыл, сложные моющие средства включают еще различные активизирующие добавки — электролиты, гидрофильные защитные коллоиды — стабилизаторы, препятствующие обратному прилипанию отмытых частиц загрязнения к очищенной поверхности. [c.28] Адсорбция ПАВ происходит не только на границе раздела жидкость — воздух , но и на границе раздела жидкость — твердое тело , и это явление лежит в основе моющего эффекта в целом. [c.28] Гидрофилизация загрязнения, т.е. резкое усиление его смачиваемости, характеризует моющее действие. Если загрязнением является жидкое вещество, эффективность моющего препарата определяется эмульгирующей способностью. Этот показатель характеризует способность моющего препарата обрабатывать дисперсную фазу. ПАВ, адсорбируясь на поверхности капель жирового вещества, образует прочную оболочку, препятствующую слиянию других капель. [c.28] Если загрязнение — твердое вещество, основным свойством моющего препарата является диспергирующая, стабилизирующая и пенообразующая способность. Благодаря малому поверхностному натяжению моющий раствор проникает в мельчайшие зазоры и трещины между частицами загрязнения и, адсорбируясь на этих частицах, создает расклинивающее давление, которое размельчает и отрывает их. [c.28] Эмульгирование жидкой фазы загрязнений возможно в воД ных растворах ПАВ. Молекулы ПАВ создают на поверхности капель жирового загрязнения, например нефтепродукта, прочные адсорбционные слои. Гидрофобная часть молекулы связывается с углеводородными жидкостями, а гидрофильная ориентируется в сторону водного раствора. Вещества, которые адсорбируются на поверхности гидрофобных частиц, называются эмульгаторами. [c.29] Диспергирование твердой фазы загрязнений в моющем средстве происходит из-за адсорбции ПАВ на частицах загрязнений за счет возникновения расклинивающего эффекта между частицами загрязнений. [c.29] Солюбилизация заключается в поглощении гидрофобными углеводородными радикалами молекулы нерастворимых в воде веществ. Это означает, что водные растворы коллоидных мылоподобных ПАВ в определенных условиях способны поглощать значительные количества нерастворимых в воде веществ как твердых, так и жидких. [c.29] Проявление поверхностной активности предопределяется ди-фильным строением веществ, т. е. наличием в их молекуле двух частей, противоположных по природе и свойствам и представляющих в общем случае сильнополярные и неполярные группы. Сильнополярная группа — гидрофильная — способна к межмо-лекулярным взаимодействиям, обусловливающим растворимость молекул ПАВ в воде и других полярных средах, а также прочную адсорбцию на границе раздела фаз. Неполярная (или слабополярная) — гидрофобная группа является носителем липо-фильных (маслолюбивых) свойств. В большинстве случаев это углеводородные цепочки, которые определяют сродство ПАВ к газовой фазе, углеводородным и другим средам. [c.29] Если в молекуле ПАВ углеводородный радикал небольшой (Сг—Сз), то такое вещество полностью растворяется в воде и практически не обладает поверхностной активностью. При длине радикалов Сю— is полного растворения ПАВ не происходит — в растворе содержатся неорганические и органические ионы, а также мицеллы-агрегаты из 50—100 плотно упакованных молекул ПАВ, т. е. образуется полуколлоидная система. Образование мицелл начинается при достижении критической концентрации ПАВ и наблюдается в узкой области концентраций. При этом меняется плотность, электрическая проводимость, поверхностное натяжение и моющее действие этих растворов. Поэтому ПАВ являются основным компонентом моющих средств, обеспечивающих эффект очистки. [c.29] Стабилизация — один из важных этапов моющего процесса, суть его заключается в способности моющего раствора удерживать в объеме загрязнения, препятствуя обратному осаждению их на поверхности деталей. [c.29] Важным этапом в моющем процессе является стабилизация в растворе отмытых загрязнений и предупреждение их повторного осаждения на очищенную поверхность. Стабилизация загрязнений зависит в основном от состава моющего раствора и технологических условий его применения (концентрации, температуры, загрязненности). [c.30] На рис. 4 показана схема моющего процесса, состоящего из ряда последующих этапов. Поскольку почти все загрязнения ги-дрофобны, то вода, обладая большим поверхностным натяжением, не смачивает загрязненные поверхности и стягивается в отдельные капли этап I). При растворении в воде моющего средства поверхностное натяжение раствора резко уменьшается н раствор смачивает загрязнение, проникая в его трещины и поры (этап И). При этом снижается сцепляемость частиц загрязнения между собой и с поверхностью. При механическом воздействии увлекаемые молекулами моющего средства грязевые частицы переходят в раствор (этап 1П). Молекулы моющего средства обволакивают загрязнения и отмытую поверхность, что препятствует укрупнению частиц и оседанию их на поверхность (этап IV). В результате частицы загрязнения во взвешенном состоянии стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним. [c.30] Чаще всего загрязнения бывают жирового характера. Поэтому эффективность моющего действия зависит от солюбилизи- рующей способности ПАВ. Молекулы солюбилизирующего вещества входят внутрь мицеллы, располагаясь между гидрофобными концами молекул ПАВ. Растворимые в органических растворителях ПАВ проявляют поверхностную активность в основном на границе раздела жидкость— твердое тело , а также на границе раздела с водой. [c.31] Поверхностная активность на границе с металлом или водой определяет функциональные свойства ПАВ на поверхности — проявление защитных противокоррозионных, противоизносных, антифрикционных и других свойств. Противоизносные и противокоррозионные свойства масел с присадками объясняют адсорбцией присадок на поверхности металла, то же относится и к ингибиторам коррозии. [c.31] Существуют водомаслорастворимые ПАВ, применяемые в системах нефтепродукт — вода . Гидрофильные части молекул обеспечивают им растворимость в воде, а гидрофобные —придают растворимость в углеводородах (горючем и маслах). [c.31] С учетом изложенного в состав технических моющих средств включаются поверхностно-активные вещества, которые проявляют, как правило, универсальные гидрофобно-гидрофильные свойства. При этом один конец молекулы взаимодействует с молекулой загрязнения, другой — с молекулой воды. В таких условиях ПАВ накапливаются на границе раздела фаз поверхность техники — загрязнения, обеспечивая эффективность отделения частиц загрязнений от поверхности. [c.31] Вернуться к основной статье