Никогда не задумывались, почему одни средства моют автомобиль хорошо, даже без контакта с поверхностью кузова, механического воздействия, а другие отвратительно? Почему использование одного и того же шампуня приводит к образованию разводов на некоторых авто, а на всех других нет, почему составы, хорошо моющие в одном регионе, неважно работают в другом?

Давайте разберемся в основах моечных технологий и начнем с… грязи.

Что такое грязь?

Для понимания того, как моющие средства воздействуют в процессе мойки автомобиля, нам необходимо дать определение термину «загрязнение» и тому, что оно собой представляет. Итак, загрязнение – это инородные жидкие либо твердые частицы, которые попали на поверхность в результате межмолекулярного взаимодействия. В большинстве своем это поляризационные и электростатические взаимодействия.

Электрические свойства молекулы позволяют считать ее в приближенном отношении электрическим диполем, т.е. совокупностью 2-х одинаковых по величине и противоположных по знаку точечных зарядов. Когда диполя полярных молекул ориентируются определенным образом, происходит электростатическое взаимодействие. Из -за нахождения зарядов диполя в разных пространственных точках не происходит их компенсации друг другом по напряженности, и у каждого заряда возникает свое электрическое поле. Следует обратить внимание на то, что взаимодействие двух электрических диполей происходит с силой, которая в 4-ой степени обратно пропорциональна расстоянию между ними. Неполярные молекулы поляризуются в результате возникновения индуцированного (наведенного, вынужденного) дипольного момента во внешнем электрическом поле. Так образуется индукционное или, другими словами, поляризационное взаимодействие между молекулами.

Главным образом за счет таких взаимодействий и возникает адгезионная сила, т.е. сила, соединяющая два разнородных материала, приведенных в близкий контакт. Эта сила и определяет степень прилипания поверхностей друг к другу.

Чем же мыть?

Органические соединения, которые снижают натяжение поверхности из-за адсорбции на границе раздела фаз, называют поверхностно-активными веществами (ПАВ). Из-за снижения натяжения поверхности и возникает моющий эффект. Молекулы ПАВ имеют одновременно две группы – гидрофобную (т.е. боящуюся воды, от греческих слов «hydor» - вода, «φόβος» - страх) и гидрофильную (т.е. дружественную воде, от греческого «φιλος» - друг).

Гидрофобная неполярная группа – это обычно радикал из углеводорода с линейным строением, в котором содержатся от 10 до 18 углеродных атомов.

Гидрофильная полярная группа – это, в основном, соли, кислоты и их остатки, такие как СООН (карбоксил), - СООNa (соли ПАВ), NH2, -OH, -SO3Na и другие.

Гидрофильные вещества, т.к. они полярны, растворяются в воде и взаимодействуют с ней легко. А вот гидрофобная группа по причине своей неполярности не растворима в воде, водная среда ее «отталкивает». Молекулы ПАВ размещаются в строго ориентированном положении на границе раздела фаз – гидрофильные группы «любят» воду и растворены в ней, а гидрофобные вытолкнутые водой. Граница раздела фаз, где расположены ориентированные молекулы поверхностно-активных веществ – это не что иное, как пленка, всего в 0,1 нм толщиной.

Сами ПАВ принято делить на 2 категории – неионогенные и ионогенные. Ионогенные ПАВ делят еще на 2 группы – катионоактивные (вещества, ионизирующиеся в водном растворе при образовании органических ионов, положительно заряженных частиц) и анионактивные (диссоциирующие в воде химические соединения с образованием длинноцепочечных анионов в виде радикалов). Есть также неионогенные и амфолитные (амфотерные) ПАВ – производные аминокислот и аминофенолов, содержащие гидрофобную часть и гидрофильный радикал.

Анионные ПАВ.

Наличие данного типа веществ свидетельствует о хороших моющих способностях состава. В водной среде анионные ПАВ распадаются на анионы с длинной цепью (за счет которых обеспечивается поверхностная активность раствора) и катионы, влияющие только на растворимость. В молекуле анионных ПАВ содержится одна или несколько полярных групп. К подобным ПАВ относятся мыла, алкилсульфаты, сульфанолы (алкиларилсульфонаты), алкилсульфонаты. Алкилсульфаты – это соли алкисерных кислот (R-O-SO3-Na и другие). Эти вещества способны превосходно мыть поверхность. Это именно они хорошо понижают поверхностное натяжение и способствуют образованию обильной пены. Однако структура подобных солей разрушается в кислой среде, они весьма чувствительны к жесткости воды и обладают высоким раздражающим действием.

Напротив, сульфоэтоксилаты R-O-(CH2CH2O)n-SO3-Na в кислой среде очень устойчивы, обладают не таким уж ярко выраженным раздражающим действием и образуют стабильно высокую пену, при этом неограниченно растворяясь в воде.

Катионные ПАВ.

У катионных ПАВ в водной среде происходит распад на носители поверхностной активности раствора – объемные катионы - и на анионы. Катионоактивные химические соединения – это фофониевые, сульфониевые, аммониевые основания, соли высших аминов. Среди катионактивных ПАВ больше всего азотсодержащих веществ, но имеются и безазотные соединения – соединения иодония, арсония [R3AsR']+Х, фосфония [R3PR']+X, сульфоксония [RR'R:SO]+Х- и, наконец, того же сульфония [RR'R:S]+X-.

Моющая способность у таких ПАВ невысокая - они меньше снижают натяжение поверхности, чем анионактивные ПАВ, поэтому в моющих составах их используют в ограниченных количествах. Зато катионные ПАВ хороши тем, что обуславливают бактерицидное действие, контактируя с поверхностью адсорбента (например, с белками бактерий на клеточном уровне) и могут выступать эмульгатором в эмульсионных полиролях.

Взаимодействуя с анионными поверхностно-активными веществами, катионные ПАВ создают плохо растворимые в воде неполярные соединения, которые и образуют разводы на кузовной поверхности автомобиля. Поэтому, подбирая средства для мойки, полировки, ополаскивания или очистки кузова авто, нужно в обязательном порядке учитывать несовместимость ПАВ и строго следовать рекомендациям производителей.

Амфолитные (амфотерные) и неионогенные ПАВ.

На амфолитные ПАВ влияет величина рН (кислотно-щелочное равновесие) водного раствора. В зависимости от данной величины они могут проявлять свойства как анионактивных, так и катионактивных ПАВ.

В молекуле амфолитных ПАВ содержится радикал гидрофильной группы и гидрофобная часть, способная быть донором либо акцептором протона в зависимости от показателя интенсивности кислотно-щелочного баланса (рН) раствора. Помимо того, что в амфотерных ПАВ обязательно присутствует одна или несколько основных и кислотных групп, они могут также содержать и полигликолевую неионогенную группу. А при некоторых рН-значениях, называемых изоэлектрической точкой, ПАВ могут представлять собой цвиттер-ионы. Ионизация основных и кислотных групп у растворимых амфотерных ПАВ очень низкая, но гораздо чаще встречаются анионно-ориентированные.и катионно-ориентированные цвиттер-ионы. Катионной группой здесь, как правило, выступает первичная, вторичная либо третичная аммониевая группа, остаток имидазолина или пиридина.

Неионогенные ПАВ – это вещества, не образующие ионов в воде, их растворимости способствуют функциональные группы с гидрофильным характером. Неионогенные ПАВ не чувствуют жесткость воды, обладают высокой поверхностной активностью и неплохими моющими свойствами, образуя при этом совсем немного пены.

Неионогенные ПАВ – это хорошие гидротропы, они способствуют повышению растворимости жировых загрязнений в водной среде и хорошо смачивают поверхность. Если их использовать вместе с анионными и амфотерными ПАВ, то возникает заметное улучшение свойств (синергизм). Неионогенные ПАВ слабо раздражают, способствуют качественному пенообразованию, хорошо эмульгируют и разлагают органические вещества. Поэтому такие ПАВ широко применяются сегодня в производстве моющих средств для автомобильной техники.

Моющие составы на основе ПАВ.

В целом, автомобильные моющие средства (так же, как и любые другие) - это сложные композиции, состоящие из нескольких ПАВ и определенных добавок. Химическими добавками из неорганических соединений выступают в моющих растворах, прежде всего, соли слабых минеральных кислот, таких как гексаметафосфат натрия и триполифосфат натрия, пирофосфаты калия и натрия, силикаты натрия, карбонат и гидрокарбонат натрия, их двойная соль. Пенообразование можно повысить за счет щелочных добавок и увеличить моющую способность. Важно и то, что эти добавки недорогие и снижают себестоимость составов для мойки автомобиля.

Механизм действия ПАВ в процессе мойки.

Как же отделяются прилипшие к кузовной поверхности частички грязи под воздействием ПАВ? На каждую молекулу в растворе действуют окружающие ее молекулы. При этом все силы в процессе такого воздействия на каждую молекулу взаимно уравновешены.

Совсем иное дело происходит, когда молекула находится на поверхности раствора (граница раздела фаз). В этом случае остальные молекулы жидкости, давящие на «нашу» молекулу, действуют на нее лишь с одной стороны и стараются втянуть ее назад, в жидкость, стремясь придать минимальные размеры поверхности (так вода скатывается в шар). Так на поверхности образуется пленка.

Растворенные в воде ПАВ меняют натяжение поверхности раствора. Растворяясь, молекулы ПАВ ориентировано скапливаются на поверхности раствора, способствуя тем самым образованию нового поверхностного слоя с определенными свойствами. Т.к. этот слой из ориентированных ПАВ-молекул уже менее энергичен, то натяжение на поверхности воды естественным образом уменьшается. Причем довольно сильно.

А так как поверхностное напряжение – главная преграда, затрудняющая процесс мытья и препятствующая смачиванию грязных поверхностей, то взаимодействуя вышеупомянутым способом, моющие средства улучшают смачивание гидрофобных поверхностей, которые в свою очередь могут быть загрязнены чем угодно: жиром, моторным маслом, сажей и т.д. Т.е. собираясь на границах раздела фаз (в нашем варианте на прилипших к автомобильному кузову частичках грязи), молекулы поверхностно-активных веществ проникают в зазоры между элементами загрязнений.

Каждую частицу загрязнений покрывают адсорбированные молекулы ПАВ, отрывают ее от кузовной поверхности и увлекают в моющий раствор. Сила, отделяющая грязь от металлической поверхности кузова автомобиля у некоторых ПАВ такова, что позволяет полностью обходиться без механического воздействия на эту самую поверхность. Так происходит при бесконтактной мойке автомобилей. Большое значение здесь имеет пенообразование; под воздействием пенных пузырьков прилипшие частицы эмульсии жира удаляются и удерживаются в растворе.

Так, благодаря современным мощным ПАВ, мойка автомобиля становится все более эффективной и простой. Обращайтесь в наши автомоечные центры и убедитесь в качественной современной автомобильной мойке с инновационными подходами и продуктами. И теория станет практикой.

03 ноября 2015, 00:06    Администратор по умолчанию Мойка 0    0 0

Некоторые наши работы в галлерее


Защита кузова, полировка, нанокерамика Саратов
Защита кузова, полировка, нанокерамика Саратов
Защита кузова, полировка, нанокерамика Саратов
Защита кузова, полировка, нанокерамика Саратов

Понравился сайт? Посоветуй друзьям!

Комментарии (0)