1. पृष्ठ तनाव
किसी द्रव की सतह पर प्रति इकाई लम्बाई पर लगने वाले संकुचन बल को पृष्ठ तनाव कहते हैं, जिसे N • m-1 में मापा जाता है।
2. सतही गतिविधि और पृष्ठसक्रियक
वह गुण जो विलायकों के पृष्ठ तनाव को कम कर सकता है, पृष्ठ सक्रियता कहलाता है, तथा पृष्ठ सक्रियता वाले पदार्थों को पृष्ठ सक्रिय पदार्थ कहते हैं।
पृष्ठसक्रियक (सर्फेक्टेंट) उन सतह सक्रिय पदार्थों को कहते हैं जो जलीय विलयनों में मिसेल्स और अन्य समुच्चय बना सकते हैं, जिनमें उच्च सतह सक्रियता होती है, तथा गीला करने, पायसीकारी करने, झाग बनाने, धोने और अन्य कार्य भी होते हैं।
3. सर्फेक्टेंट की आणविक संरचनात्मक विशेषताएं
पृष्ठसक्रियक (सर्फेक्टेंट) विशेष संरचना और गुणों वाले कार्बनिक यौगिक होते हैं जो दो चरणों के बीच अंतरापृष्ठीय तनाव या तरल पदार्थों (आमतौर पर पानी) के पृष्ठ तनाव को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकते हैं, और इनमें गीलापन, झाग, पायसीकरण और धुलाई जैसे गुण होते हैं।
संरचनात्मक रूप से, सर्फेक्टेंट अपने अणुओं में दो अलग-अलग कार्यात्मक समूहों को शामिल करने की एक सामान्य विशेषता साझा करते हैं। एक छोर एक लंबी श्रृंखला वाला गैर-ध्रुवीय समूह है जो तेल में घुलनशील है लेकिन पानी में अघुलनशील है, जिसे हाइड्रोफोबिक समूह या हाइड्रोफोबिक समूह के रूप में जाना जाता है। ये हाइड्रोफोबिक समूह आम तौर पर लंबी श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं, कभी-कभी कार्बनिक फ्लोरीन, ऑर्गेनोसिलिकॉन, ऑर्गेनोफॉस्फोरस, ऑर्गेनोटिन श्रृंखलाएं आदि भी होते हैं। दूसरा छोर एक पानी में घुलनशील कार्यात्मक समूह है, जिसे हाइड्रोफिलिक समूह या हाइड्रोफिलिक समूह कहा जाता है। हाइड्रोफिलिक समूह में पर्याप्त हाइड्रोफिलिसिटी होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पूरा सर्फेक्टेंट पानी में घुलनशील है और इसमें आवश्यक घुलनशीलता है।
4.सर्फेक्टेंट के प्रकार
पृष्ठसक्रियक उभयचर अणु होते हैं जिनमें जलभीति और जलस्नेही दोनों समूह होते हैं। पृष्ठसक्रियकों के जलभीति समूह सामान्यतः लंबी-श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन से बने होते हैं, जैसे सीधी श्रृंखला वाले एल्काइल C8-C20, शाखित श्रृंखला वाले एल्काइल C8-C20, एल्काइलफेनिल (8-16 एल्काइल कार्बन परमाणुओं सहित), आदि। जलभीति समूहों में अंतर मुख्यतः कार्बन हाइड्रोजन श्रृंखलाओं के संरचनात्मक परिवर्तनों में निहित है, जिनमें अपेक्षाकृत कम अंतर होता है, जबकि जलभीति समूहों के कई प्रकार होते हैं। इसलिए, पृष्ठसक्रियकों के गुण मुख्यतः जलभीति समूहों के आकार और आकृति के अलावा जलभीति समूहों से संबंधित होते हैं। जलभीति समूहों के संरचनात्मक परिवर्तन जलभीति समूहों की तुलना में अधिक होते हैं, इसलिए पृष्ठसक्रियकों का वर्गीकरण सामान्यतः जलभीति समूहों की संरचना पर आधारित होता है। यह वर्गीकरण मुख्यतः जलभीति समूहों के आयनिक होने पर आधारित है, और उन्हें ऋणायनिक, धनायनिक, गैर-आयनिक, ज्विटरआयनिक और अन्य विशेष प्रकार के पृष्ठसक्रियकों में विभाजित करता है।
5. सर्फेक्टेंट जलीय घोल की विशेषताएं
① इंटरफेस पर सर्फेक्टेंट का सोखना
पृष्ठसक्रियक अणुओं में लिपोफिलिक और हाइड्रोफिलिक समूह होते हैं, जो उन्हें उभयचर अणु बनाते हैं। जल एक प्रबल ध्रुवीय द्रव है। जब पृष्ठसक्रियक जल में घुलते हैं, तो ध्रुवीयता समानता और ध्रुवीयता अंतर प्रतिकर्षण के सिद्धांत के अनुसार, उनके जलसक्रियक समूह जल प्रावस्था की ओर आकर्षित होकर जल में घुल जाते हैं, जबकि उनके लिपोफिलिक समूह जल को प्रतिकर्षित करके जल छोड़ देते हैं। परिणामस्वरूप, पृष्ठसक्रियक अणु (या आयन) दोनों प्रावस्थाओं के बीच अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित हो जाते हैं, जिससे दोनों प्रावस्थाओं के बीच अंतरापृष्ठीय तनाव कम हो जाता है। अंतरापृष्ठ पर जितने अधिक पृष्ठसक्रियक अणु (या आयन) अधिशोषित होते हैं, अंतरापृष्ठीय तनाव में उतनी ही अधिक कमी आती है।
② अधिशोषण झिल्ली के कुछ गुण
अधिशोषण झिल्ली का पृष्ठीय दाब: पृष्ठसक्रियक गैस-द्रव अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित होकर एक अधिशोषण झिल्ली बनाते हैं। यदि अंतरापृष्ठ पर एक घर्षणरहित गतिशील तैरती हुई प्लेट रखी जाए और तैरती हुई प्लेट अधिशोषण झिल्ली को विलयन की सतह पर धकेले, तो झिल्ली तैरती हुई प्लेट पर एक दबाव डालती है, जिसे पृष्ठीय दाब कहते हैं।
सतही श्यानता: सतही दाब की तरह, सतही श्यानता भी अघुलनशील आणविक फिल्म द्वारा प्रदर्शित एक गुण है। एक प्लैटिनम वलय को एक पतले धातु के तार से लटकाएँ, उसके तल को सिंक की जल सतह से स्पर्श कराएँ, प्लैटिनम वलय को घुमाएँ। प्लैटिनम वलय जल की श्यानता से बाधित होता है, और आयाम धीरे-धीरे क्षीण होता जाता है, जिसके अनुसार सतही श्यानता मापी जा सकती है। विधि इस प्रकार है: पहले शुद्ध जल की सतह पर प्रयोग करें, आयाम क्षीणन मापें, फिर सतही मुखावरण बनने के बाद क्षीणन मापें, और दोनों के बीच के अंतर से सतही मुखावरण की श्यानता की गणना करें।
सतह की श्यानता का सतही चेहरे के मास्क की दृढ़ता से गहरा संबंध है। चूँकि अधिशोषण फिल्म में सतही दबाव और श्यानता होती है, इसलिए यह लोचदार होनी चाहिए। अधिशोषण झिल्ली का सतही दबाव और श्यानता जितनी अधिक होगी, उसका प्रत्यास्थता मापांक उतना ही अधिक होगा। फोम स्थिरीकरण की प्रक्रिया में सतही अधिशोषण फिल्म का प्रत्यास्थता मापांक अत्यंत महत्वपूर्ण है।
③ मिसेल्स का निर्माण
पृष्ठसक्रियकों का तनु विलयन आदर्श विलयनों के नियमों का पालन करता है। विलयन की सतह पर पृष्ठसक्रियकों की अधिशोषण मात्रा विलयन की सांद्रता के साथ बढ़ती है। जब सांद्रता एक निश्चित मान तक पहुँच जाती है या उससे अधिक हो जाती है, तो अधिशोषण मात्रा में वृद्धि नहीं होती। विलयन में ये अत्यधिक पृष्ठसक्रियक अणु अव्यवस्थित होते हैं या नियमित रूप से मौजूद रहते हैं। व्यवहार और सिद्धांत दोनों ने दर्शाया है कि ये विलयन में समूह बनाते हैं, जिन्हें मिसेल कहते हैं।
क्रिटिकल मिसेल सांद्रता: वह न्यूनतम सांद्रता जिस पर सर्फेक्टेंट किसी विलयन में मिसेल बनाते हैं, क्रिटिकल मिसेल सांद्रता कहलाती है।
④ सामान्य सर्फेक्टेंट का सीएमसी मूल्य।
6. हाइड्रोफिलिक और ओलियोफिलिक संतुलन मूल्य
एचएलबी का अर्थ है हाइड्रोफिलिक लिपोफिलिक संतुलन, जो एक सर्फेक्टेंट के हाइड्रोफिलिक और लिपोफिलिक समूहों के हाइड्रोफिलिक और लिपोफिलिक संतुलन मानों को दर्शाता है, अर्थात सर्फेक्टेंट का एचएलबी मान। उच्च एचएलबी मान अणु की प्रबल हाइड्रोफिलिसिटी और दुर्बल लिपोफिलिसिटी को दर्शाता है; इसके विपरीत, इसमें प्रबल लिपोफिलिसिटी और दुर्बल हाइड्रोफिलिसिटी होती है।
① एचएलबी मूल्य पर विनियम
एचएलबी मान एक सापेक्ष मान है, इसलिए एचएलबी मान तैयार करते समय, मानक के रूप में, बिना हाइड्रोफिलिक गुणों वाले पैराफिन का एचएलबी मान 0 पर सेट किया जाता है, जबकि प्रबल जल विलेयता वाले सोडियम डोडेसिल सल्फेट का एचएलबी मान 40 पर सेट किया जाता है। इसलिए, सर्फेक्टेंट का एचएलबी मान सामान्यतः 1-40 की सीमा में होता है। सामान्यतः, 10 से कम एचएलबी मान वाले इमल्सीफायर लिपोफिलिक होते हैं, जबकि 10 से अधिक एचएलबी मान वाले इमल्सीफायर हाइड्रोफिलिक होते हैं। इसलिए, लिपोफिलिसिटी से हाइड्रोफिलिसिटी का मोड़ बिंदु लगभग 10 है।
7. पायसीकरण और घुलनशीलता प्रभाव
दो अमिश्रणीय द्रव, जिनमें से एक दूसरे में कणों (बूंदों या द्रव क्रिस्टलों) के परिक्षेपण से बनता है, पायस कहलाते हैं। पायस बनाते समय, दोनों द्रवों के बीच का अंतरापृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ जाता है, जिससे प्रणाली ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर हो जाती है। पायस को स्थिर करने के लिए, प्रणाली की अंतरापृष्ठीय ऊर्जा को कम करने हेतु एक तीसरा घटक - पायसीकारक - मिलाना आवश्यक है। पायसीकारक पृष्ठसक्रियक (सर्फेक्टेंट) होते हैं, और उनका मुख्य कार्य पायसीकारकों के रूप में कार्य करना है। पायस में जिस प्रावस्था में बूंदें मौजूद होती हैं, उसे परिक्षिप्त प्रावस्था (या आंतरिक प्रावस्था, असंतत प्रावस्था) कहते हैं, और आपस में जुड़ी दूसरी प्रावस्था को परिक्षिप्त माध्यम (या बाह्य प्रावस्था, सतत प्रावस्था) कहते हैं।
① पायसीकारी और इमल्शन
सामान्य इमल्शन में एक प्रावस्था जल या जलीय विलयन की होती है, और दूसरी प्रावस्था कार्बनिक यौगिकों की होती है जो जल में अमिश्रणीय होते हैं, जैसे तेल, मोम, आदि। जल और तेल से बने इमल्शन को उनके फैलाव के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: जल में परिक्षेपित तेल, तेल में जल इमल्शन बनाता है, जिसे O/W (तेल/जल) द्वारा दर्शाया जाता है; तेल में परिक्षेपित जल, तेल में जल इमल्शन बनाता है, जिसे W/O (जल/तेल) द्वारा दर्शाया जाता है। इसके अतिरिक्त, जटिल जल में तेल, जल में W/O/W और तेल में जल में तेल, O/W/O इमल्शन भी बन सकते हैं।
पायसीकारक अंतरापृष्ठीय तनाव को कम करके तथा एक एकल परत वाला चेहरे का मास्क बनाकर पायस को स्थिर करता है।
पायसीकरण में पायसीकारकों की आवश्यकताएँ: क: पायसीकारकों को दो प्रावस्थाओं के बीच के अंतरापृष्ठ पर अधिशोषण या संवर्धन करने में सक्षम होना चाहिए, जिससे अंतरापृष्ठीय तनाव कम हो; ख: पायसीकारकों को कणों को विद्युत आवेश प्रदान करना चाहिए, जिससे कणों के बीच स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण उत्पन्न हो या कणों के चारों ओर एक स्थिर, अत्यधिक श्यान सुरक्षात्मक फिल्म बन जाए। इसलिए, पायसीकारकों के रूप में प्रयुक्त पदार्थों में पायसीकारी प्रभाव उत्पन्न करने के लिए उभयचर समूह होने चाहिए, और पृष्ठसक्रियक इस आवश्यकता को पूरा कर सकते हैं।
② इमल्शन तैयार करने की विधियाँ और इमल्शन की स्थिरता को प्रभावित करने वाले कारक
पायस तैयार करने के दो तरीके हैं: एक है यांत्रिक तरीकों का उपयोग करके तरल को दूसरे तरल में छोटे कणों में फैलाना, जो आमतौर पर उद्योग में पायस तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है; दूसरी विधि है आणविक अवस्था में एक तरल को दूसरे तरल में घोलना और फिर उसे उचित रूप से एकत्र होने देना जिससे पायस बन जाए।
इमल्शन की स्थिरता, कण एकत्रीकरण का प्रतिरोध करने और प्रावस्था पृथक्करण उत्पन्न करने की उनकी क्षमता को दर्शाती है। इमल्शन ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर प्रणालियाँ होती हैं जिनमें मुक्त ऊर्जा प्रचुर मात्रा में होती है। इसलिए, इमल्शन की स्थिरता वास्तव में उस समय को संदर्भित करती है जो प्रणाली को संतुलन तक पहुँचने में लगता है, अर्थात, प्रणाली में किसी द्रव को पृथक होने में लगने वाला समय।
जब फेशियल मास्क में फैटी अल्कोहल, फैटी एसिड और फैटी अमीन जैसे ध्रुवीय कार्बनिक अणु होते हैं, तो झिल्ली की मजबूती काफी बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि इंटरफ़ेस सोखना परत में मौजूद इमल्सीफायर अणु अल्कोहल, एसिड और अमीन जैसे ध्रुवीय अणुओं के साथ मिलकर एक "कॉम्प्लेक्स" बनाते हैं, जिससे इंटरफ़ेस फेशियल मास्क की मजबूती बढ़ जाती है।
दो या अधिक पृष्ठसक्रियकों से बने पायसीकारकों को मिश्रित पायसीकारक कहते हैं। मिश्रित पायसीकारक जल/तेल अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित होते हैं, और अंतराआणविक अंतःक्रियाओं के कारण संकुल बन सकते हैं। प्रबल अंतराआणविक अंतःक्रिया के कारण, अंतरापृष्ठीय तनाव में उल्लेखनीय कमी आती है, अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित पायसीकारकों की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, और निर्मित अंतरापृष्ठीय मुखाकृति का घनत्व और शक्ति बढ़ जाती है।
बूंदों के आवेश का पायसों की स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। स्थिर पायसों में आमतौर पर विद्युत आवेश वाली बूंदें होती हैं। आयनिक पायसीकारकों का उपयोग करते समय, इंटरफ़ेस पर अधिशोषित पायसीकारक आयन अपने लिपोफिलिक समूहों को तेल प्रावस्था में प्रविष्ट करा देते हैं, जबकि जलस्नेही समूह जल प्रावस्था में होते हैं, जिससे बूंदें आवेशित हो जाती हैं। पायस की बूंदों में समान आवेश होने के कारण, वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करती हैं और आसानी से एकत्रित नहीं होतीं, जिसके परिणामस्वरूप स्थिरता बढ़ जाती है। यह देखा जा सकता है कि बूंदों पर जितने अधिक पायसीकारक आयन अधिशोषित होते हैं, उनका आवेश उतना ही अधिक होता है, और बूंदों के संलयन को रोकने की उनकी क्षमता भी उतनी ही अधिक होती है, जिससे पायस प्रणाली अधिक स्थिर हो जाती है।
पायस परिक्षेपण माध्यम की श्यानता का पायस की स्थिरता पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। सामान्यतः, परिक्षेपण माध्यम की श्यानता जितनी अधिक होती है, पायस की स्थिरता भी उतनी ही अधिक होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परिक्षेपण माध्यम की श्यानता अधिक होती है, जो द्रव बूंदों की ब्राउनियन गति को दृढ़ता से बाधित करती है, बूंदों के बीच टकराव को धीमा करती है, और प्रणाली को स्थिर रखती है। पायस में आमतौर पर घुलनशील बहुलक पदार्थ प्रणाली की श्यानता को बढ़ा सकते हैं और पायस की स्थिरता को बढ़ा सकते हैं। इसके अलावा, बहुलक एक ठोस इंटरफ़ेस फ़ेशियल मास्क भी बना सकते हैं, जिससे पायस प्रणाली अधिक स्थिर हो जाती है।
कुछ मामलों में, ठोस पाउडर मिलाने से भी इमल्शन स्थिर हो सकता है। ठोस पाउडर पानी, तेल या अंतरापृष्ठ पर नहीं होता, यह ठोस पाउडर पर तेल और पानी की गीला करने की क्षमता पर निर्भर करता है। यदि ठोस पाउडर पानी से पूरी तरह गीला नहीं होता है और तेल से गीला हो सकता है, तो वह पानी और तेल के अंतरापृष्ठ पर ही रहेगा।
ठोस पाउडर के पायस को स्थिर न कर पाने का कारण यह है कि इंटरफ़ेस पर एकत्रित पाउडर इंटरफ़ेस फ़ेशियल मास्क को मज़बूत नहीं कर पाता, जो इंटरफ़ेस सोखना पायसीकारी अणुओं के समान है। इसलिए, इंटरफ़ेस पर ठोस पाउडर के कण जितने पास व्यवस्थित होंगे, पायस उतना ही अधिक स्थिर होगा।
पृष्ठसक्रियक, जलीय विलयन में मिसेल बनने के बाद, जल में अघुलनशील या अल्प घुलनशील कार्बनिक यौगिकों की घुलनशीलता को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा सकते हैं, और इस समय विलयन पारदर्शी होता है। मिसेल के इस प्रभाव को विलेयीकरण कहते हैं। वे पृष्ठसक्रियक जो घुलनशील प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं, विलेयक कहलाते हैं, और वे कार्बनिक यौगिक जो घुलनशील होते हैं, विलेय यौगिक कहलाते हैं।
8. फोम
धुलाई प्रक्रिया में फोम की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। फोम उस परिक्षेपण प्रणाली को कहते हैं जिसमें गैस को द्रव या ठोस में परिक्षिप्त किया जाता है। गैस परिक्षेपण प्रावस्था है, और द्रव या ठोस परिक्षेपण माध्यम है। पहले वाले को द्रव फोम कहते हैं, जबकि दूसरे वाले को ठोस फोम कहते हैं, जैसे फोम प्लास्टिक, फोम ग्लास, फोम सीमेंट, आदि।
(1) झाग का निर्माण
यहाँ झाग का तात्पर्य तरल फिल्म द्वारा अलग किए गए बुलबुलों के एकत्रीकरण से है। परिक्षिप्त प्रावस्था (गैस) और परिक्षिप्त माध्यम (तरल) के बीच घनत्व में बड़े अंतर और तरल की कम श्यानता के कारण, झाग हमेशा तरल स्तर तक तेज़ी से बढ़ सकता है।
फोम बनाने की प्रक्रिया में तरल में बड़ी मात्रा में गैस लाना होता है, और तरल में बुलबुले जल्दी से तरल सतह पर लौट आते हैं, जिससे तरल और गैस की थोड़ी मात्रा से अलग बुलबुला समुच्चय बनता है
आकृति विज्ञान में झाग की दो उल्लेखनीय विशेषताएँ हैं: एक यह कि परिक्षिप्त अवस्था में बुलबुले प्रायः बहुफलकीय होते हैं, क्योंकि बुलबुलों के प्रतिच्छेदन पर, द्रव फिल्म के पतले होने की प्रवृत्ति होती है, जिससे बुलबुले बहुफलकीय हो जाते हैं। जब द्रव फिल्म एक निश्चित सीमा तक पतली हो जाती है, तो बुलबुले टूट जाएँगे; दूसरा, शुद्ध द्रव स्थिर झाग नहीं बना सकता, लेकिन झाग बनाने वाले द्रव में कम से कम दो या अधिक घटक होते हैं। पृष्ठसक्रियक का जलीय विलयन झाग उत्पन्न करने में आसान एक विशिष्ट प्रणाली है, और इसकी झाग उत्पन्न करने की क्षमता अन्य गुणों से भी संबंधित है।
अच्छी झाग क्षमता वाले सर्फेक्टेंट को फोमिंग एजेंट कहते हैं। हालाँकि फोमिंग एजेंट में अच्छी झाग क्षमता होती है, फिर भी बनने वाला झाग लंबे समय तक बना नहीं रह सकता, यानी उसकी स्थिरता अच्छी नहीं हो सकती। झाग की स्थिरता बनाए रखने के लिए, अक्सर झाग की स्थिरता बढ़ाने वाले पदार्थ को फोमिंग एजेंट में मिलाया जाता है, जिसे फोम स्टेबलाइज़र कहते हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले फोम स्टेबलाइज़र लॉरॉयल डायथेनॉलमाइन और डोडेसिल डाइमिथाइल एमाइन ऑक्साइड हैं।
(2) फोम की स्थिरता
फोम एक ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर प्रणाली है, और अंतिम प्रवृत्ति यह है कि बुलबुला टूटने के बाद प्रणाली में तरल का कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल कम हो जाता है और मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है। विफोमिंग प्रक्रिया वह प्रक्रिया है जिसमें गैस को अलग करने वाली तरल फिल्म की मोटाई तब तक बदलती रहती है जब तक वह फट नहीं जाती। इसलिए, फोम की स्थिरता मुख्य रूप से तरल के निकलने की गति और तरल फिल्म की मजबूती से निर्धारित होती है। कई अन्य प्रभावशाली कारक भी हैं।
① पृष्ठ तनाव
ऊर्जा के दृष्टिकोण से, कम पृष्ठ तनाव फोम निर्माण के लिए अधिक अनुकूल है, लेकिन यह फोम की स्थिरता की गारंटी नहीं दे सकता। कम पृष्ठ तनाव, कम दबाव अंतर, धीमी द्रव निर्वहन गति और धीमी द्रव फिल्म का पतला होना फोम की स्थिरता के लिए अनुकूल हैं।
② सतही चिपचिपाहट
फोम की स्थिरता निर्धारित करने वाला प्रमुख कारक द्रव फिल्म की मजबूती है, जो मुख्य रूप से सतही अधिशोषण फिल्म की दृढ़ता से निर्धारित होती है, जिसे सतही श्यानता द्वारा मापा जाता है। प्रयोगों से पता चलता है कि उच्च सतही श्यानता वाले विलयन द्वारा निर्मित फोम का जीवनकाल अधिक होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सतह पर अधिशोषित अणुओं के बीच परस्पर क्रिया से झिल्ली की मजबूती बढ़ती है, जिससे फोम का जीवनकाल बेहतर होता है।
③ विलयन श्यानता
जब तरल की चिपचिपाहट बढ़ जाती है, तो तरल फिल्म में तरल को डिस्चार्ज करना आसान नहीं होता है, और तरल फिल्म की मोटाई कम होने की गति धीमी होती है, जो तरल फिल्म के टूटने के समय में देरी करती है और फोम की स्थिरता को बढ़ाती है।
④ पृष्ठ तनाव का 'मरम्मत' प्रभाव
द्रव फिल्म की सतह पर अधिशोषित सर्फेक्टेंट में द्रव फिल्म की सतह के विस्तार या संकुचन का प्रतिरोध करने की क्षमता होती है, जिसे हम मरम्मत प्रभाव कहते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि सतह पर अधिशोषित सर्फेक्टेंट की एक द्रव फिल्म होती है, और इसके पृष्ठीय क्षेत्रफल का विस्तार करने से सतह पर अधिशोषित अणुओं की सांद्रता कम हो जाएगी और पृष्ठीय तनाव बढ़ जाएगा। सतह को और अधिक विस्तारित करने के लिए अधिक प्रयास की आवश्यकता होगी। इसके विपरीत, पृष्ठीय क्षेत्रफल में संकुचन से सतह पर अधिशोषित अणुओं की सांद्रता बढ़ जाएगी, जिससे पृष्ठीय तनाव कम होगा और आगे संकुचन में बाधा आएगी।
⑤ तरल फिल्म के माध्यम से गैस का प्रसार
केशिका दाब के कारण, फोम में छोटे बुलबुलों का दाब बड़े बुलबुलों की तुलना में अधिक होता है, जिसके कारण छोटे बुलबुलों में मौजूद गैस तरल फिल्म से होकर कम दाब वाले बड़े बुलबुलों में फैल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप छोटे बुलबुले छोटे हो जाते हैं, बड़े बुलबुले बड़े हो जाते हैं, और अंततः फोम फट जाता है। यदि सर्फेक्टेंट मिलाया जाता है, तो झाग बनाते समय झाग एक समान और सघन होगा, और इसे डीफोमर करना आसान नहीं होगा। चूँकि सर्फेक्टेंट तरल फिल्म पर बारीकी से व्यवस्थित होता है, इसलिए इसे हवादार करना मुश्किल होता है, जिससे फोम अधिक स्थिर हो जाता है।
⑥ सतही आवेश का प्रभाव
यदि फोम द्रव फिल्म को एक ही प्रतीक से आवेशित किया जाए, तो द्रव फिल्म की दोनों सतहें एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगी, जिससे द्रव फिल्म पतली होने या नष्ट होने से बच जाएगी। आयनिक सर्फेक्टेंट यह स्थिरीकरण प्रभाव प्रदान कर सकते हैं।
निष्कर्षतः, तरल फिल्म की मजबूती फोम की स्थिरता निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। फोमिंग एजेंट और फोम स्टेबलाइजर के लिए एक सर्फेक्टेंट के रूप में, सतह पर अधिशोषित अणुओं की जकड़न और दृढ़ता सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। जब सतह पर अधिशोषित अणुओं के बीच परस्पर क्रिया प्रबल होती है, तो अधिशोषित अणु एक-दूसरे के निकट व्यवस्थित होते हैं, जिससे न केवल सतह पर स्थित फेशियल मास्क की ताकत बढ़ जाती है, बल्कि सतह पर स्थित फेशियल मास्क से सटे घोल का उच्च सतही श्यानता के कारण बहना भी मुश्किल हो जाता है, इसलिए तरल फिल्म का निकास अपेक्षाकृत कठिन होता है, और तरल फिल्म की मोटाई बनाए रखना आसान होता है। इसके अलावा, सतह पर निकट व्यवस्थित अणु गैस अणुओं की पारगम्यता को भी कम कर सकते हैं और इस प्रकार फोम की स्थिरता को बढ़ा सकते हैं।
(3) फोम का विनाश
फोम को नष्ट करने का मूल सिद्धांत फोम के उत्पादन के लिए स्थितियों को बदलना या फोम के स्थिरता कारकों को खत्म करना है, इसलिए दो डीफोमिंग विधियां हैं, भौतिक और रासायनिक।
भौतिक विफोमिंग का अर्थ है उन परिस्थितियों को बदलना जिनके तहत झाग उत्पन्न होता है, जबकि फोम विलयन की रासायनिक संरचना अपरिवर्तित रहती है। उदाहरण के लिए, बाहरी बल विक्षोभ, तापमान या दबाव में परिवर्तन और अल्ट्रासोनिक उपचार, ये सभी झाग को हटाने के प्रभावी भौतिक तरीके हैं।
रासायनिक विफोमिंग विधि में फोमिंग एजेंट के साथ क्रिया करने के लिए कुछ पदार्थ मिलाए जाते हैं, जिससे फोम में तरल फिल्म की मजबूती कम हो जाती है, और फिर विफोमिंग के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए फोम की स्थिरता कम हो जाती है। ऐसे पदार्थों को विफोमर कहते हैं। अधिकांश विफोमर सर्फेक्टेंट होते हैं। इसलिए, विफोमिंग की क्रियाविधि के अनुसार, विफोमर में सतह के तनाव को कम करने की प्रबल क्षमता होनी चाहिए, सतह पर आसानी से अधिशोषित होना चाहिए, और सतह पर अधिशोषित अणुओं के बीच कमजोर अंतःक्रिया होनी चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप अधिशोषित अणुओं की अपेक्षाकृत ढीली व्यवस्था संरचना बनती है।
डिफोमिंग एजेंट कई प्रकार के होते हैं, लेकिन ये ज़्यादातर नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट होते हैं। नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट में अपने क्लाउड पॉइंट के पास या उससे ऊपर एंटी-फोमिंग गुण होते हैं और इन्हें आमतौर पर डिफोमिंग एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। अल्कोहल, खासकर शाखाओं वाली संरचना वाले, फैटी एसिड और एस्टर, पॉलियामाइड, फॉस्फेट, सिलिकॉन ऑयल आदि, भी आमतौर पर बेहतरीन डिफोमिंग एजेंट के रूप में इस्तेमाल किए जाते हैं।
(4) फोम और धुलाई
झाग और धुलाई प्रभाव के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है, और झाग की मात्रा का मतलब यह नहीं है कि धुलाई प्रभाव अच्छा है या बुरा। उदाहरण के लिए, गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट का झाग प्रदर्शन साबुन से बहुत कमतर होता है, लेकिन उनकी सफाई शक्ति साबुन से कहीं बेहतर होती है।
कुछ मामलों में, झाग गंदगी हटाने में मददगार होता है। उदाहरण के लिए, घर पर टेबलवेयर धोते समय, डिटर्जेंट का झाग नीचे गिरी हुई तेल की बूंदों को हटा सकता है; कालीन साफ़ करते समय, झाग धूल और पाउडर जैसी ठोस गंदगी को हटाने में मदद करता है। इसके अलावा, झाग को कभी-कभी इस बात का संकेत भी माना जा सकता है कि डिटर्जेंट प्रभावी है या नहीं, क्योंकि वसायुक्त तेल के दाग डिटर्जेंट के झाग को रोक सकते हैं। जब तेल के दाग बहुत ज़्यादा और डिटर्जेंट बहुत कम हो, तो झाग नहीं बनेगा या मूल झाग गायब हो जाएगा। कभी-कभी, झाग का उपयोग यह जानने के लिए भी किया जा सकता है कि धुलाई साफ़ है या नहीं। चूँकि धुलाई के घोल में झाग की मात्रा डिटर्जेंट की मात्रा कम होने के साथ कम हो जाती है, इसलिए धुलाई की मात्रा का आकलन झाग की मात्रा से किया जा सकता है।
9. धुलाई प्रक्रिया
व्यापक अर्थ में, धुलाई, धुली जा रही वस्तु से अवांछित घटकों को हटाने और एक निश्चित उद्देश्य प्राप्त करने की प्रक्रिया है। सामान्य अर्थ में धुलाई, किसी वाहक की सतह से गंदगी हटाने की प्रक्रिया को संदर्भित करती है। धुलाई के दौरान, कुछ रासायनिक पदार्थों (जैसे डिटर्जेंट) की क्रिया द्वारा गंदगी और वाहक के बीच की अंतःक्रिया कमज़ोर या समाप्त हो जाती है, जिससे गंदगी और वाहक का संयोजन गंदगी और डिटर्जेंट के संयोजन में बदल जाता है, जिससे अंततः गंदगी और वाहक अलग हो जाते हैं। चूँकि धुली जाने वाली वस्तुएँ और हटाई जाने वाली गंदगी विविध हैं, इसलिए धुलाई एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है, और धुलाई की मूल प्रक्रिया को निम्नलिखित सरल संबंध द्वारा दर्शाया जा सकता है।
वाहक • गंदगी+डिटर्जेंट=वाहक+गंदगी • डिटर्जेंट
धुलाई प्रक्रिया को आमतौर पर दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है: एक है डिटर्जेंट की क्रिया के तहत गंदगी और उसके वाहक का पृथक्करण; दूसरा है अलग हुई गंदगी को माध्यम में फैलाकर निलंबित करना। धुलाई प्रक्रिया एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, और माध्यम में फैली या निलंबित गंदगी माध्यम से कपड़ों पर पुनः अवक्षेपित भी हो सकती है। इसलिए, एक उत्कृष्ट डिटर्जेंट में न केवल वाहक से गंदगी को अलग करने की क्षमता होनी चाहिए, बल्कि गंदगी को फैलाने और निलंबित करने, और गंदगी को फिर से जमा होने से रोकने की भी अच्छी क्षमता होनी चाहिए।
(1) गंदगी के प्रकार
यहां तक कि एक ही वस्तु के लिए, गंदगी का प्रकार, संरचना और मात्रा उपयोग के वातावरण के आधार पर अलग-अलग होगी। तेल शरीर की गंदगी में मुख्य रूप से पशु और वनस्पति तेल, साथ ही खनिज तेल (जैसे कच्चे तेल, ईंधन तेल, कोयला टार, आदि) शामिल हैं, जबकि ठोस गंदगी में मुख्य रूप से धुआं, धूल, जंग, कार्बन ब्लैक आदि शामिल हैं। कपड़ों की गंदगी के संदर्भ में, मानव शरीर से गंदगी होती है, जैसे पसीना, सीबम, रक्त, आदि; भोजन से गंदगी, जैसे फलों के दाग, खाद्य तेल के दाग, मसाला के दाग, स्टार्च, आदि; सौंदर्य प्रसाधनों द्वारा लाई गई गंदगी, जैसे लिपस्टिक और नेल पॉलिश; वातावरण से गंदगी, जैसे धुआं, धूल, मिट्टी, आदि; अन्य सामग्री जैसे स्याही, चाय, पेंट, आदि। यह कहा जा सकता है कि विभिन्न और विविध प्रकार हैं।
विभिन्न प्रकार की गंदगी को आमतौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: ठोस गंदगी, तरल गंदगी और विशेष गंदगी।
1 सामान्य ठोस गंदगी में राख, कीचड़, मिट्टी, जंग और कार्बन ब्लैक जैसे कण शामिल होते हैं। इनमें से अधिकांश कणों पर सतही आवेश होता है, जो अधिकतर ऋणात्मक होता है, और ये रेशेदार वस्तुओं पर आसानी से अवशोषित हो जाते हैं। आमतौर पर, ठोस गंदगी पानी में घुलना मुश्किल होता है, लेकिन डिटर्जेंट के घोल से इसे फैलाया और निलंबित किया जा सकता है। छोटे कणों वाली ठोस गंदगी को हटाना मुश्किल होता है।
② तरल मिट्टी अधिकांशतः तेल में घुलनशील होती है, जिसमें पशु और वनस्पति तेल, वसीय अम्ल, वसीय ऐल्कोहॉल, खनिज तेल और उनके ऑक्साइड शामिल हैं। इनमें से, पशु और वनस्पति तेल और वसीय अम्ल क्षार द्वारा साबुनीकरण से गुज़र सकते हैं, जबकि वसीय ऐल्कोहॉल और खनिज तेल क्षार द्वारा साबुनीकरण नहीं करते, बल्कि ऐल्कोहॉल, ईथर और हाइड्रोकार्बन कार्बनिक विलायकों में घुल सकते हैं, और डिटर्जेंट जलीय विलयनों द्वारा पायसीकृत और परिक्षेपित हो सकते हैं। तेल में घुलनशील तरल मिट्टी में आमतौर पर रेशेदार वस्तुओं के साथ एक मजबूत अंतःक्रिया बल होता है और यह रेशों पर मजबूती से अधिशोषित हो जाती है।
3. विशेष गंदगी में प्रोटीन, स्टार्च, रक्त, मानव स्राव जैसे पसीना, सीबम, मूत्र, साथ ही फलों का रस, चाय का रस आदि शामिल हैं। इनमें से अधिकांश गंदगी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से रेशेदार वस्तुओं पर दृढ़ता से अवशोषित हो सकती है। इसलिए, इसे धोना काफी मुश्किल होता है।
विभिन्न प्रकार की गंदगी शायद ही कभी अकेले पाई जाती है, बल्कि अक्सर आपस में मिलकर वस्तुओं पर अवशोषित हो जाती है। गंदगी कभी-कभी बाहरी प्रभावों के कारण ऑक्सीकृत, विघटित या सड़ सकती है, जिसके परिणामस्वरूप नई गंदगी बनती है।
(2) गंदगी का आसंजन प्रभाव
कपड़े, हाथ वगैरह गंदे होने का कारण यह है कि वस्तुओं और गंदगी के बीच किसी न किसी तरह की परस्पर क्रिया होती है। वस्तुओं पर गंदगी के कई तरह के आसंजन प्रभाव होते हैं, लेकिन ये मुख्य रूप से भौतिक आसंजन और रासायनिक आसंजन होते हैं।
1 सिगरेट की राख, धूल, तलछट, कार्बन ब्लैक और अन्य पदार्थों का कपड़ों से भौतिक आसंजन। सामान्यतया, चिपकी हुई गंदगी और दूषित वस्तु के बीच परस्पर क्रिया अपेक्षाकृत कमज़ोर होती है, और गंदगी को हटाना भी अपेक्षाकृत आसान होता है। विभिन्न बलों के अनुसार, गंदगी के भौतिक आसंजन को यांत्रिक आसंजन और स्थिरवैद्युत आसंजन में विभाजित किया जा सकता है।
उत्तर: यांत्रिक आसंजन मुख्य रूप से धूल और तलछट जैसी ठोस गंदगी के आसंजन को संदर्भित करता है। यांत्रिक आसंजन गंदगी के लिए एक कमज़ोर आसंजन विधि है, जिसे लगभग सरल यांत्रिक विधियों द्वारा हटाया जा सकता है। हालाँकि, जब गंदगी के कण आकार छोटे (<0.1 माइक्रोन) होते हैं, तो इसे हटाना अधिक कठिन होता है।
B: स्थिरवैद्युत आसंजन मुख्यतः विपरीत आवेश वाली वस्तुओं पर आवेशित धूल कणों की क्रिया द्वारा प्रकट होता है। अधिकांश रेशेदार वस्तुएँ जल में ऋणात्मक आवेश रखती हैं और चूने जैसी धनात्मक आवेशित धूल से आसानी से चिपक जाती हैं। कुछ धूल, यद्यपि ऋणात्मक आवेशित होती हैं, जैसे जलीय विलयन में कार्बन ब्लैक कण, जल में धनात्मक आयनों (जैसे Ca2+, Mg2+, आदि) द्वारा निर्मित आयन सेतुओं के माध्यम से रेशों से चिपक सकती हैं (आयन अनेक विपरीत आवेशों के बीच मिलकर सेतुओं की तरह कार्य करते हैं)।
स्थैतिक विद्युत साधारण यांत्रिक क्रिया से अधिक शक्तिशाली होती है, जिससे गंदगी को हटाना अपेक्षाकृत कठिन हो जाता है।
③ विशेष गंदगी को हटाना
प्रोटीन, स्टार्च, मानव स्राव, फलों का रस, चाय का रस और अन्य प्रकार की गंदगी को सामान्य सर्फेक्टेंट से हटाना मुश्किल होता है और इसके लिए विशेष उपचार विधियों की आवश्यकता होती है।
क्रीम, अंडे, खून, दूध और त्वचा के मल जैसे प्रोटीन के दाग रेशों पर जमने और विकृत होने की संभावना रखते हैं, और ज़्यादा मज़बूती से चिपक जाते हैं। प्रोटीन की गंदगी को हटाने के लिए प्रोटीएज़ का इस्तेमाल किया जा सकता है। प्रोटीएज़ गंदगी में मौजूद प्रोटीन को पानी में घुलनशील अमीनो एसिड या ऑलिगोपेप्टाइड में तोड़ सकता है।
स्टार्च के दाग मुख्य रूप से भोजन से आते हैं, जबकि अन्य दाग मांस के रस, पेस्ट आदि से आते हैं। स्टार्च एंजाइम स्टार्च के दागों के हाइड्रोलिसिस पर उत्प्रेरक प्रभाव डालते हैं, स्टार्च को शर्करा में तोड़ देते हैं।
लाइपेज कुछ ट्राइग्लिसराइड्स के अपघटन को उत्प्रेरित कर सकता है, जिन्हें पारंपरिक तरीकों से निकालना मुश्किल होता है, जैसे मानव शरीर द्वारा स्रावित सीबम, खाद्य तेल, आदि, जिससे ट्राइग्लिसराइड्स को घुलनशील ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में तोड़ा जा सकता है।
फलों के रस, चाय के रस, स्याही, लिपस्टिक आदि के कुछ रंगीन दाग अक्सर बार-बार धोने के बाद भी पूरी तरह से साफ़ करना मुश्किल होता है। इस प्रकार के दागों को ऑक्सीडेंट या ब्लीच जैसे अपचायक एजेंटों का उपयोग करके ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं द्वारा हटाया जा सकता है, जो क्रोमोफोर या क्रोमोफोर समूहों की संरचना को तोड़कर उन्हें छोटे जल-घुलनशील घटकों में विघटित कर देते हैं।
ड्राई क्लीनिंग के दृष्टिकोण से, मोटे तौर पर गंदगी तीन प्रकार की होती है।
① तेल में घुलनशील गंदगी में विभिन्न तेल और वसा शामिल होते हैं, जो तरल या चिकना होते हैं और सूखी सफाई सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं।
2 जल में घुलनशील गंदगी जलीय घोल में घुलनशील होती है, लेकिन ड्राई क्लीनिंग एजेंटों में अघुलनशील होती है। यह जलीय घोल के रूप में कपड़ों पर अवशोषित हो जाती है, और पानी के वाष्पित होने के बाद, अकार्बनिक लवण, स्टार्च, प्रोटीन आदि जैसे दानेदार ठोस पदार्थ अवक्षेपित हो जाते हैं।
③ तेल पानी अघुलनशील गंदगी पानी और सूखी सफाई सॉल्वैंट्स, जैसे कार्बन ब्लैक, विभिन्न धातु सिलिकेट और ऑक्साइड दोनों में अघुलनशील है।
विभिन्न प्रकार की गंदगी के अलग-अलग गुणों के कारण, ड्राई क्लीनिंग प्रक्रिया के दौरान गंदगी हटाने के अलग-अलग तरीके होते हैं। तेल में घुलनशील गंदगी, जैसे पशु और वनस्पति तेल, खनिज तेल और वसा, कार्बनिक विलायकों में आसानी से घुलनशील होती हैं और ड्राई क्लीनिंग के दौरान आसानी से हटाई जा सकती हैं। तेल और ग्रीस के लिए ड्राई क्लीनिंग विलायकों की उत्कृष्ट घुलनशीलता मुख्यतः अणुओं के बीच वैन डेर वाल्स बलों के कारण होती है।
अकार्बनिक लवण, शर्करा, प्रोटीन, पसीना आदि जल में घुलनशील गंदगी को हटाने के लिए ड्राई क्लीनिंग एजेंट में उचित मात्रा में पानी मिलाना भी आवश्यक है, अन्यथा जल में घुलनशील गंदगी को कपड़ों से हटाना मुश्किल होगा। लेकिन ड्राई क्लीनिंग एजेंट में पानी घुलना मुश्किल होता है, इसलिए पानी की मात्रा बढ़ाने के लिए सर्फेक्टेंट मिलाना पड़ता है। ड्राई क्लीनिंग एजेंट में मौजूद पानी गंदगी और कपड़ों की सतह को हाइड्रेट कर सकता है, जिससे सर्फेक्टेंट के ध्रुवीय समूहों के साथ बातचीत करना आसान हो जाता है, जो सतह पर सर्फेक्टेंट के सोखने के लिए फायदेमंद है। इसके अलावा, जब सर्फेक्टेंट मिसेल बनाते हैं, तो जल में घुलनशील गंदगी और पानी मिसेल में घुल सकते हैं। सर्फेक्टेंट न केवल ड्राई क्लीनिंग सॉल्वैंट्स में पानी की मात्रा बढ़ा सकते हैं, बल्कि सफाई प्रभाव को बढ़ाने के लिए गंदगी के पुन: जमाव को भी रोक सकते हैं।
पानी में घुलनशील गंदगी को हटाने के लिए थोड़ी मात्रा में पानी की उपस्थिति आवश्यक है, लेकिन अत्यधिक पानी कुछ कपड़ों को ख़राब कर सकता है, झुर्रियां आदि डाल सकता है, इसलिए सूखे डिटर्जेंट में पानी की मात्रा मध्यम होनी चाहिए।
राख, कीचड़, मिट्टी और कार्बन ब्लैक जैसे ठोस कण, जो न तो पानी में घुलनशील होते हैं और न ही तेल में, आमतौर पर इलेक्ट्रोस्टैटिक अवशोषण द्वारा या तेल के दागों के साथ मिलकर कपड़ों से चिपक जाते हैं। ड्राई क्लीनिंग में, विलायकों के प्रवाह और प्रभाव से इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों द्वारा अवशोषित गंदगी गिर सकती है, जबकि ड्राई क्लीनिंग एजेंट तेल के दागों को घोल सकते हैं, जिससे तेल के दागों के साथ मिलकर कपड़ों से चिपके ठोस कण ड्राई क्लीनिंग एजेंट से अलग हो जाते हैं। ड्राई क्लीनिंग एजेंट में मौजूद पानी और सर्फेक्टेंट की थोड़ी मात्रा, गिरे हुए ठोस गंदगी कणों को स्थिर रूप से निलंबित और तितर-बितर कर सकती है, जिससे वे कपड़ों पर दोबारा जमा नहीं हो पाते।
(5) धुलाई प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक
अंतरापृष्ठ पर पृष्ठसक्रियकों का दिशात्मक अधिशोषण और पृष्ठ (अंतरापृष्ठीय) तनाव में कमी, द्रव या ठोस गंदगी को हटाने के मुख्य कारक हैं। लेकिन धुलाई प्रक्रिया अपेक्षाकृत जटिल होती है, और एक ही प्रकार के डिटर्जेंट का धुलाई प्रभाव भी कई अन्य कारकों से प्रभावित होता है। इन कारकों में डिटर्जेंट की सांद्रता, तापमान, गंदगी की प्रकृति, रेशे का प्रकार और कपड़े की संरचना शामिल हैं।
① सर्फेक्टेंट की सांद्रता
विलयन में सर्फेक्टेंट के मिसेल धुलाई प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जब सांद्रता क्रांतिक मिसेल सांद्रता (cmc) तक पहुँच जाती है, तो धुलाई प्रभाव तेज़ी से बढ़ जाता है। इसलिए, अच्छा धुलाई प्रभाव प्राप्त करने के लिए विलायक में डिटर्जेंट की सांद्रता CMC मान से अधिक होनी चाहिए। हालाँकि, जब सर्फेक्टेंट की सांद्रता CMC मान से अधिक हो जाती है, तो बढ़ता धुलाई प्रभाव कम महत्वपूर्ण हो जाता है, और सर्फेक्टेंट सांद्रता में अत्यधिक वृद्धि अनावश्यक हो जाती है।
तेल के दाग हटाने के लिए घुलनशीलता का उपयोग करते समय, भले ही सांद्रता CMC मान से अधिक हो, सर्फेक्टेंट की सांद्रता बढ़ने के साथ घुलनशीलता प्रभाव भी बढ़ता है। इस समय, स्थानीय रूप से डिटर्जेंट का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जैसे कपड़ों के कफ और कॉलर पर जहाँ बहुत अधिक गंदगी होती है। धोते समय, तेल के दागों पर सर्फेक्टेंट के घुलनशीलता प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए पहले डिटर्जेंट की एक परत लगाई जा सकती है।
2 तापमान का सफाई प्रभाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। कुल मिलाकर, तापमान बढ़ाना गंदगी हटाने के लिए फायदेमंद है, लेकिन कभी-कभी अत्यधिक तापमान प्रतिकूल कारक भी पैदा कर सकता है।
तापमान में वृद्धि गंदगी के फैलाव के लिए फायदेमंद होती है। ठोस तेल के दाग अपने गलनांक से ऊपर के तापमान पर आसानी से पायसीकृत हो जाते हैं, और तापमान में वृद्धि के कारण रेशों का विस्तार भी बढ़ जाता है। ये सभी कारक गंदगी हटाने के लिए फायदेमंद हैं। हालाँकि, कसे हुए कपड़ों के लिए, रेशों के विस्तार के बाद रेशों के बीच सूक्ष्म अंतराल कम हो जाते हैं, जो गंदगी हटाने के लिए अनुकूल नहीं है।
तापमान में परिवर्तन सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता, सीएमसी मान और मिसेल आकार को भी प्रभावित करते हैं, जिससे धुलाई प्रभाव प्रभावित होता है। लंबी कार्बन श्रृंखला वाले सर्फेक्टेंट की कम तापमान पर घुलनशीलता कम होती है, और कभी-कभी सीएमसी मान से भी कम घुलनशीलता होती है। इस स्थिति में, धुलाई तापमान को उचित रूप से बढ़ाया जाना चाहिए। आयनिक और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए सीएमसी मान और मिसेल आकार पर तापमान का प्रभाव अलग-अलग होता है। आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए, तापमान में वृद्धि आम तौर पर सीएमसी मान में वृद्धि और मिसेल आकार में कमी की ओर ले जाती है। इसका मतलब है कि धुलाई घोल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता बढ़ाई जानी चाहिए। गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए, तापमान बढ़ाने से उनके सीएमसी मान में कमी और उनके मिसेल आकार में उल्लेखनीय वृद्धि होती है
संक्षेप में, सबसे उपयुक्त धुलाई तापमान डिटर्जेंट के सूत्र और धोई जा रही वस्तु पर निर्भर करता है। कुछ डिटर्जेंट कमरे के तापमान पर अच्छी सफाई करते हैं, जबकि कुछ डिटर्जेंट ठंडे और गर्म धुलाई पर काफ़ी अलग-अलग सफाई प्रभाव डालते हैं।
③ फोम
लोग अक्सर झाग बनाने की क्षमता और धुलाई के प्रभाव को भ्रमित करते हैं, यह मानते हुए कि ज़्यादा झाग बनाने की क्षमता वाले डिटर्जेंट का धुलाई प्रभाव बेहतर होता है। परिणाम बताते हैं कि धुलाई प्रभाव सीधे तौर पर झाग की मात्रा से संबंधित नहीं होता। उदाहरण के लिए, कम झाग वाले डिटर्जेंट का इस्तेमाल ज़्यादा झाग वाले डिटर्जेंट से ज़्यादा खराब धुलाई प्रभाव नहीं डालता।
हालाँकि झाग का धुलाई से कोई सीधा संबंध नहीं है, फिर भी कुछ स्थितियों में झाग गंदगी हटाने में मददगार होता है। उदाहरण के लिए, हाथ से बर्तन धोते समय वाशिंग लिक्विड का झाग तेल की बूंदों को सोख सकता है। कालीन को रगड़ते समय, झाग धूल जैसे ठोस कणों को भी हटा सकता है। कालीन की गंदगी में धूल का एक बड़ा हिस्सा होता है, इसलिए कालीन क्लीनर में झाग बनाने की एक खास क्षमता होनी चाहिए।
शैम्पू के लिए झाग बनाने की क्षमता भी महत्वपूर्ण है। बाल धोते या नहाते समय तरल पदार्थ से निकलने वाला महीन झाग लोगों को आरामदायक महसूस कराता है।
④ रेशों के प्रकार और वस्त्रों के भौतिक गुण
फाइबर की रासायनिक संरचना के अलावा गंदगी के आसंजन और हटाने को प्रभावित करने के अलावा, फाइबर की उपस्थिति और यार्न और कपड़ों की संगठनात्मक संरचना का भी गंदगी हटाने की कठिनाई पर प्रभाव पड़ता है।
ऊनी रेशों के शल्क और सूती रेशों की सपाट पट्टी जैसी संरचना चिकने रेशों की तुलना में गंदगी जमा होने की अधिक संभावना रखती है। उदाहरण के लिए, सेल्यूलोज़ फिल्म (चिपकने वाली फिल्म) पर चिपके कार्बन ब्लैक को हटाना आसान होता है, जबकि सूती कपड़े पर चिपके कार्बन ब्लैक को धोना मुश्किल होता है। उदाहरण के लिए, पॉलिएस्टर के छोटे रेशों वाले कपड़ों पर लंबे रेशों वाले कपड़ों की तुलना में तेल के दाग जमा होने की अधिक संभावना होती है, और छोटे रेशों वाले कपड़ों पर लगे तेल के दागों को लंबे रेशों वाले कपड़ों की तुलना में हटाना भी अधिक कठिन होता है।
कसकर मुड़े हुए धागे और कसे हुए कपड़े, रेशों के बीच छोटे सूक्ष्म अंतराल के कारण, गंदगी के आक्रमण का प्रतिरोध कर सकते हैं, लेकिन सफाई के घोल को आंतरिक गंदगी को हटाने से भी रोक सकते हैं। इसलिए, कसे हुए कपड़ों में शुरुआत में गंदगी के प्रति अच्छा प्रतिरोध होता है, लेकिन एक बार दूषित हो जाने पर उन्हें साफ करना भी मुश्किल होता है।
⑤ पानी की कठोरता
जल में Ca2+ और Mg2+ जैसे धातु आयनों की सांद्रता, धुलाई प्रभाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है, खासकर जब ऋणायनिक सर्फेक्टेंट, Ca2+ और Mg2+ आयनों के संपर्क में आकर कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण बनाते हैं जिनकी घुलनशीलता कम होती है, जिससे उनकी सफाई क्षमता कम हो सकती है। कठोर जल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता अधिक होने पर भी, उनका सफाई प्रभाव आसवन की तुलना में बहुत खराब होता है। सर्फेक्टेंट के सर्वोत्तम धुलाई प्रभाव को प्राप्त करने के लिए, जल में Ca2+ आयनों की सांद्रता को 1 × 10-6mol/L से कम किया जाना चाहिए (CaCO3 को 0.1mg/L तक कम किया जाना चाहिए)। इसके लिए डिटर्जेंट में विभिन्न सॉफ़्नर मिलाना आवश्यक है।
पोस्ट करने का समय: 16 अगस्त 2024