Mechanizm prania

W rezultacie dochodzi do prostopadłego ustawienia cząsteczek substancji powierzchniowo czynnej na powierzchni roztworu, czyli na granicy fazy ciekłej i gazowej. Ustawione w ten sposób cząsteczki ściśle pokrywają powierzchnię roztworu. Jeżeli liczba tych cząsteczek jest duża, ciecz wykazuje dążność do powiększenia swej powierzchni, a więc przejawia działanie przeciwne napięciu powierzchniowemu, wydatnie je zmniejszając. Dzięki temu każda dodatkowa powierzchnia, która będzie miała kontakt z kąpielą piorącą zostanie pokryta cząsteczkami związku powierzchniowo czynnego.

Kąpiel piorąca ma zdolność wnikania do różnych „niedostępnych” miejsc pranego materiału. Może przenikać w szczeliny między brudem a włóknem pranego materiału, powodując odrywanie się brudu od tkaniny i przeniesienie go do kąpieli piorącej. Mechaniczne pocieranie powierzchni tkaniny znacznie ułatwia i przyspiesza to działanie.

Charakterystyczne ustawienie cząsteczek amfifilowych na powierzchni cieczy powoduje, że powierzchniowy kontakt roztworu piorącego z brudną powierzchnią odbywa się za pośrednictwem części hydrofobowych. Jest to zjawisko korzystne ze względu na to, że brud ze swej natury jest hydrofobowy i nie łączy się z wodą, natomiast wykazuje powinowactwo do części hydrofobowych cząsteczek amfifilowych. Oznacza to, że części hydrofobowe „zakotwiczają się” w brudzie po zetknięciu się z nim, powodując następnie jego odrywanie od pranej powierzchni i przeniesienie do kąpieli piorącej.

Wewnątrz wodnego roztworu, zawierającego substancję amfifilową, cząsteczki amfifilowe tworzą tzw. micele. Micele mogą mieć różną budowę i kształt, zależnie od środka powierzchniowo czynnego, jego zawartości i temperatury. W roztworach charakteryzujących się nadmiarem wody w stosunku do substancji amfifilowej, a więc w typowych kąpielach piorących, występują na ogół micele kuliste (sferyczne) lub w kształcie prętów. W wyższych stężeniach mogą powstawać micele płaskie. Części hydrofobowe w micelach występujących w kąpieli piorącej są ustawione do wewnątrz. Na zewnątrz powierzchnia miceli jest hydrofilowa i łączy się z cząsteczkami wody. Cząstki brudu połączone z grupami hydrofobowymi, przechodząc do kąpieli piorącej zostają w niej rozproszone lub zamknięte w micelach, dzięki czemu mogą utrzymywać się w roztworze i wraz z nim zostać usunięte.

O efektywności prania decydują także oddziaływania natury elektrostatycznej wewnątrz kąpieli piorącej. Miejsca tkaniny, z których zostały oderwane cząstki brudu są natychmiast pokrywane przez cząsteczki środka piorącego. Jeżeli środek piorący dysocjuje na jony, wówczas na powierzchni włókien oraz na powierzchni brudu tworzy się jednakowy ładunek, co sprzyja oddzielaniu ich od siebie i nie dopuszcza do powtórnego osadzania się brudu na tkaninie. Proces ten może być wspomagany przez wprowadzenie do kąpieli piorącej wielo-wartościowych jonów, np. polifosforanów lub polikrzemianów alkalicznych.

Pokrycie włókna cząsteczkami związku powierzchniowo czynnego zależy od charakteru chemicznego włókna i ma wpływ na powtórne osadzanie się brudu na tkaninie. Aby pokrywanie powierzchni włókien i brudu warstwą środka powierzchniowo czynnego było skuteczne i zapobiegało ponownemu łączeniu się cząstek brudu w kąpieli piorącej oraz osadzaniu go ponownie na tkaninie, do kąpieli piorącej dodaje się wielkocząsteczkowych związków, np. karboksymetylocelulozy.

Mechanizm skutecznego usuwania brudu i niedopuszczenia do powtórnego osadzania się brudu oraz innych środków i produktów ubocznych, powstających w kąpieli piorącej na powierzchni pranego materiału, w obecnie stosowanych środkach do prania, jest bardzo złożony. Znaczna jest również liczba składników tworzących kąpiel piorącą.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *