Zasada mycia przytoczona w poprzednim
poście jest dość mocno uproszczona. Środki powierzchniowo czynne
bowiem ,,robią” w trakcie mycia całkiem sporo, a usuwanie brudu
to nie tylko rozpuszczanie. Owszem, zwiększenie rozpuszczalności
czegoś, co w wodzie się nie rozpuszcza to istotna cecha
surfaktantu. Ale żeby usunąć brud musi on także mieć zdolność
do zwilżania powierzchni, obniżania napięcia powierzchniowego i
zdyspergowania (czyli rozproszenia) brudzidła w fazie wodnej.
Autor ksiażki ,,Handbook of detergents" (U. Zoeller) wydanej przez CRC Press (2009) tak właśnie zobrazował ideę mycia:
- w pierwszej części woda z surfaktantem zwilża brudną powierzchnię (tworzy warstewkę)
- w drugiej części surfaktant swoimi cząsteczkami ,,otacza" brud (co nazywa się adsorpcją)
-elegancko go rozpuszcza, a czego nie rozpuszcza, emulguje
-przenosi go, czyli dysperguje, w wodzie
Surfaktant powinien być rozpuszczalny
w wodzie (albo innym medium, chociaż w przypadku skóry i włosów w
grę wchodzi raczej tylko ona ;). Jeśli nie będzie, to wiadomo co
bombki strzeli. Wydaje się być banalne, ale schodki mogą pojawić
się, kiedy weźmiemy pod uwagę, że to zwykliśmy nazywać wodą i
co płynie u nas w kranie, może mieć skrajnie różne właściwości,
ponieważ poza H2O zawiera różnej maści jony. Środek
powierzchniowo czynny powinien więc rozpuszczać się w tejże
wodzie z jonami. Czy jest aż tak dobrze za każdym razem? Nie,
niestety i z tego właśnie względu jest dość niewielu sympatyków
mycia twarzy lub włosów zwykłym mydłem (o tym w jednym z następnych odcinków :).
W wyniku rozpuszczania cząsteczek
surfaktantu w wodzie, obniża się jej napięcie powierzchniowe
(polecam serdecznie ten filmik
https://www.youtube.com/watch?v=vjK9oPuoooY).
Facet tłumaczy istotę napięcia. Nie umie sobie z nim dać rady nie
tylko spinacz położony na powierzchni. Surfaktant także nie jest
mile w wodzie widziany. Jako, że ma część hydrofobową, która
nie jest skłonna do wiązania się z wodą, jest nią wypychany do
góry i tworzy warstewkę o niższym napięciu powierzchniowym.
Spinacz utopić jest wówczas znacznie łatwiej, przełamać opory przed zapoznaniem wody z brudem również (ponieważ wypychany z wody surfaktant będzie otaczał brud, podobnie jak powierzchnię cieczy- a brud wejdzie w wodę łatwo jak wpadający spinacz):
Moje kochane spinacze, ten po prawej utopił się natychmiast
Dość istotne jest też także to, w
jaki sposób układają się między sobą cząsteczki wody i
surfaktantu. Każdy prawdopodobnie miał okazję obserwować
jakikolwiek słój z mniejszymi i większymi ziarenkami grochu albo
karton z różnej wielkości cukierkami, ostatecznie owoce w
skrzynce. Inaczej układają się po potrząśnięciu, inaczej bez.
Inaczej układają się owoce okrągłe, inaczej podłużne.
Cząsteczki również można wyobrazić sobie jako usypane bryłki, w
dodatku całkiem wyrachowane, bo szukające z sąsiadem takiego
układu, który pozwala na uzyskanie jak największej energii. Czy to
ma jakiś wpływ na właściwości układu surfaktant – woda.
Oczywiście. To, jak cząsteczki surfaktantu są otoczone woda i jaki
tworzą z nią układ uzależnia to, jak będzie wyglądać ich
reakcja z brudem i jak będą go usuwały. Oczywiście, na logikę,
zależy to również od stężenia. Jeśli zastanawiał kogoś z Was fenomen dlaczego po dodaniu niewielkiej wody do płynu do mycia naczyń, płyn zrobił się jeszcze gęstszym żelem, to macie odpowiedź - swoją postać zawdzięczał on wówczas innemu wzajemnemu usytuowaniu cząsteczek wody i surfaktantu (oraz innych substancji obecnych w płynie).
Dla każdego, kto wie, czym jest emulsja (drobne kropelki jednej cieczy zawieszone w drugiej), zdolność emulgowania to dość
intuicyjna rzecz – brudek ma zostać wprowadzony do wody i bardzo
mocno rozproszony, tak, żeby można było go łatwo spłukać i żeby
na mytej powierzchni ponownie nie osiadł.
Pianotwórczość, a właściwie jej postrzeganie to jeden z ciekawszych fenomenów. Gdybym miała
możliwość przeprowadzenia jakiejkolwiek ankiety na grupie
przypadkowych osób dla własnych niecnych celów, strasznie
chciałabym wiedzieć jak dużo ludzi widzi związek między
tworzeniem piany a zdolnością do usuwania zabrudzeń. Serio! Bo z
moich domorosłych obserwacji wynika, że dla większości osób
detergent, który słabo się pieni, automatycznie słabo myje.
Tymczasem teoria zakłada wprost odwrotnie, bo pęcherzyki powietrza ograniczają zdolność zwilżania, o której za chwilę, czyli
najprościej, kontakt detergentu z brudem. Sporo nie pieniących się substancji myje wręcz doskonale dlatego, jeśli muszę wyczyścić bardzo tłusty garnek robię to wodą po ugotowaniu ziemniaków ;)
Piana jednak ma z efektywnym myciem coś
wspólnego – mianowicie to, że łatwiej środek rozprowadzić.
Niemniej jednak, piany nie kocha ani środowisko ani pralki i inne
maszyny – a skłonność środków powierzchniowo czynnych do
pienienia obecnie raczej się w praktyce ogranicza niż potęguje.
Pozostaje jeszcze jedna (last but
absolutely not least) właściwość (wspólna dla surfaktantu i
powierzchni)– zwilżalność. To zdolność do pokrycia mytej
powierzchni przez środek powierzchniowo czynny. Intuicyjnie, mogę
to pokazać na przykładzie kropli wody (lewa) oraz wody z
surfaktantem (prawa) na powierzchni z tworzywa sztucznego. Krople mają tę samą objętość, ale ta po prawej zwilża
większą powierzchnię. Biorąc pod uwagę, że mamy, zarówno w
przypadku włosów jak i skóry, powierzchnie dużo mocniej
rozwinięte i pełne zakamarków, to, jak zwilża je środek myjący,
jest bardzo, bardzo ważne.
Wiecie, że to, co potrafi surfaktant
bardzo mocno zależy od tego, jak jest zbudowany? Postaram się napisać o tym coś więcej i podać kilka popularnych przykładów.
