Công thức hoá học của chúng là [13]:
1.3.2.2 Sự gột tẩy các vết bẩn dạng hạt
* Thuyết nhiệt động học và điện học
Các hiện tợng bám và tẩy các vết bẩn dạng hạt đợc dựa trên lý thuyết về điện và thuyết hấp phụ. Thuyết đó sau này đã đợc đề cập trong các trờng hợp các vết bẩn có chất béo. Sau đây là lý thuyết về điện chủ yếu dựa trên lý thuyết của Dujaguin-Landau- Vervey và Overbeck:
Xét một bề mặt F và một hạt P. ở một khoảng cách δ cho trớc, F và P đều chịu lực hút Van Der Waals hay lực đẩy tĩnh điện. Các đờng biểu diễn ở hình 1.6 cho thấy các lực đẩy hay hút của F và P tuỳ theo khoảng cách:
Thế Thế
năng Lực hút năng Lực hút
δ
δ (khoảng cách)
Lực đẩy Lực đẩy
Hình 1.6: Lực hút và lực đẩy. Hình 1.7: Các lực hút và đẩy chồng lên nhau
Hình 1.7 minh họa thế năng do các lực hút và lực đẩy chồng lên nhau. Khi P và F tiếp xúc nhau ( δ = 0), thì có sự gắn liền nhau bởi lực hút. Việc tách hạt P ra khỏi bề mặt F có thể biểu diễn theo hình 1.8:
Không khí
Hình 1.8: Sơ đồ tách P ra khỏi bề mặt nhiễm bẩn
P
P
P
Sự tách các hạt P ra khỏi bề mặt F là đi từ I đến II rồi mới đến III. Trong giai đoạn I, ta phải cung cấp một công W1 để tách hạt P ra khỏi bề mặt một khoảng cách.Trong đó giai đoạn II, dung dịch tẩy len vào giữa hạt P và bề mặt F và ta có tổng số công bằng J. Toàn bộ công thức đợc biểu diễn là:
AW = W1 + J (8) Trong đó:
W1 : Công đợc cấp J : Công đợc tạo nên
Nhng với J = γFP - γFE- γPE Trong đó:
γFP :Sức căng bề mặt giao diện giữa F và P trong thể I
γFE,γPE:Sức căng bề mặt giao diện giữa F và P với dung dịch tẩy trong thể III.
Sự thêm các chất HĐBM làm giảm γFE,γPE và do đó tăng J.Trong trờng hợp này, AW giảm đi và công lấy P thì dễ dàng hơn. Đó là sự tham gia của nhiệt động học trong quá trình tẩy rửa các vết bẩn dạng hạt này. Giải thích về điện học: Trong phơng trình (8) AW yếu khi W1 yếu. Điều này sẽ diễn ra các lực đẩy lớn hay lực hút yếu. Nói cách khác, ta phải có thế năng của lực hút yếu nhất. Hình 1.9 mô tả trờng hợp hai lực đẩy khác nhau
Thế Lực đẩy
năng δ hàng rào chắn δ
Lực hấp dẫn
Những hình này cho thấy rằng, đầu tiên công cung cấp để tách P ra khỏi bề mặt F một khoảng cách δ thì yếu hơn bởi vì lực đẩy quan trọng hơn : đó là trờng hợp của một hạt và bề mặt có cực và giải thích tại sao, chất HĐBM trong bị hút trên các hạt và các bề mặt điều này có tác dụng gia tăng lực đẩy của chúng và do đó việc tẩy sạch trở nên dễ dàng hơn.
* Phơng thức Lanza
Cũng nh các vết bẩn có chất béo và vẫn còn dựa vào những dữ kiện nhiệt
động học, ngời ta có thể nói rằng, vết bẩn dạng hạt tự tách rời khỏi sợi khi năng
lợng tự do ở thể cuối cùng (đợc tẩy sạch) kém hơn ở toàn thể ban đầu (bị vấy
bẩn) theo phơng trình sau:
γPE + γFE < γFP
Các chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng giao diện γPE và γFE cho đến khi tình trạng cho thấy dới đây đợc thực hiện và ta có hạt tự tách khỏi sợi do khuấy quậy theo sơ đồ hình 1.10: γPE
γFP γFE Không khí
(F) (F)
Hình 1.10: Phơng thức Plaza
Cùng một lập luận đó, nếu vết bẩn do một hỗn hợp chất dầu và các hạt thì chất dầu và hạt tách khỏi nhau một cách tự phát khi mối liên hệ dới đây đợc xác minh :
γHP > γHE + γPE
Sự tách rời tự phát của dầu /bề mặt, hạt/ bề mặt, dầu/hạt, tạo nên điều mà ta gọi là “phơng thức Lanza”.
P
