08

2016-Jul

계면활성제 - 물세탁의 경우(1)

작성자: 관리자 IP ADRESS: *.162.77.237 조회 수: 222

계면활성제 중에서 특히 세정작용을 발휘하는 것이 세제로써 사용된다. 계면활성제에는 다음의 성질을 갖고 있다

 

① 물과 공기 등의 경계면(계면)에서 계면장력을 저하시키다.

② 한 개의 분자 내에 친수기와 친유기를 가지고 있다.

③ 분자가 모여 미셀(micelle)을 형성한다.

④ 습윤, 침투, 분산, 가용화, 유화, 기포 등의 세정작용을 갖는다.

 

1. 물세탁의 경우

(1) 계면장력의 저하

 

 

 

물의 계면(표면)에서 물의 분자끼리 끌어당기고 있기 때문에 물방울은 동그랗게 되며 또 수면에 바늘을 눕혀 살짝 놓으면 물위에 뜬다. 이와 같은 수면의 힘을 계면장력이라고 한다.

 

이것에 계면활성제를 가하면 바늘이 가라앉게 되는데 이것은 계면에 세제분자가 면에 배열되어 수면의 장력을 현저히 약화시키기 때문이다. 이상과 같이 표면장력이 저하된 물은 물방울도 만들지 못하고 천(布)도 젖기 쉬워진다.

 

 


* 계면과 표면 : 물질은 기체상·액체상·고체상 등 3상이 있는데, 이들 중 2개의 상 사이에 생기는 경계면을 계면이라고 하고 계면 중 한쪽 상이 기체상일 때는 표면이라는 말을 사용하는 경우가 많다.

 

(2) 친수기와 친유기

 

계면활성제의 분자는 아래 그림과 같이 물과 잘 어울리는 부분과 기름과 잘 어울리는 부분을 가지고 있다.

대표적 계면활성제인 비누를 물에 녹이면 다음과 같이 지방산이온과 나트륨이온으로 분리된다. 계면활성제는 친수기와 친유기의 균형이 잡혔을 때, 유효하게 작용하며 친수기의 작용이 친유기에 비하여 강하면 그 계면활성제는 물에 잘 녹고 반대의 경우는 드라이용제(기름)에 잘 녹는다. 이와 같이 친수기와 친유기의 균형을 친수. 친유평형(HLB, Hydrophile-Lipophile Balance)이라 한다.

HLB는 친유성이 가장 큰 것부터 1(올레산)로 시작하여 친수성이 큰 것이 40(라우르황산나트륨)에 이르고 있는데 널리 쓰이고 있는 계면활성제의 HLB는 1에서 20사이에 있다.

 


각각 용도에 맞는 세제의 HLB

        용      도

요구 HLB

  소포

  드라이클리닝

                     - 광유

        o 유중수적형  - 라놀린

  유화 

                      - 면실유

        o 수중유적형  - 광유

                      - 라로린

  습식세탁

                - 양모

   정련         - 모멘

                - 레이온

   손세탁

   샴푸

    1 ~ 3

    3 ~ 4

       8

     7.5

 

   10 ~ 12

      15   

 

      13

   11 ~ 15  

      13

      14

   13 ~ 14

   13 ~ 15

 

(3) 미셀의 형성

 

계면활성제를 물에 넣으면 다음 그림과 같이 미셀을 형성한다. 이 미셀이 오구를 떨어뜨리는데 큰 역할을 한다.

미셀은 일정농도 이상에서 형성되는데 [이 농도를 임계 미셀농도(CMC, Critical Micelle Concentration)] 실제의 세탁에서는 임계미셀농도보다 높은 농도로서 세정력이 커진다.

이것은 세제가 오구나 섬유에 흡착되기 때문이라고 생각할 수 있다.

또 계면활성제 수용액은 투명하지만 비이온 계면활성제의 경우 그 수용액의 온도를 높이면 액이 흐려진다. 이때의 온도를 담점(Cloud Point)이라 한다.

담점 이상의 온도에서는 계면활성제의 성능이 저하되기 때문에 세정온도에 맞는 계면활성제를 선택해야 한다.

 

미셀의 형성


 

먼저 세제분자는 수면에 모인다.

이것은 친유기가 물을 싫어하여 물 밖으로 나가려고 하기 때문이다.

 



 

 

수면이 만원이 되어 부득이 여분의 계면활성제는 물속에 들어갈 수 밖에 없다. 그러나 이렇다면 물속의 세제분자는 너무 불안정하기 때문에 안정화하려고 한다.

 

 


유기끼리 안쪽으로 주위를 친수기가 둘러싸 안정화한다. 이것을 미셀이라 한다.

List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
21 천연섬유의 특성 관리자 2016-07-08 104
20 섬유의 미세구조 관리자 2016-07-08 112
19 섬유의 성질 관리자 2016-07-08 226
18 실의 종류 관리자 2016-07-08 150
17 실의 굵기 표시 방법 관리자 2016-07-08 173
16 부속품 및 기타 관리자 2016-07-08 55
15 레이스 관리자 2016-07-08 49
14 편성물 관리자 2016-07-08 96
13 직물의 삼원조직 관리자 2016-07-08 182
12 단일천 구조 관리자 2016-07-08 46
11 계면활성제의 종류 관리자 2016-07-08 908
10 계면활성제-드라이클리닝 관리자 2016-07-08 125
9 계면활성제 - 물세탁의 경우(2) 관리자 2016-07-08 178
» 계면활성제 - 물세탁의 경우(1) 관리자 2016-07-08 222
7 세정 메카니즘 관리자 2016-07-08 129
6 세탁의 분류 관리자 2016-07-08 156
5 오구의 부착 메카니즘 관리자 2016-07-08 112
4 오구의 성질로부터 본 분류 관리자 2016-07-08 139
3 3. 란드리와 웻클리닝 관리자 2016-07-08 77
2 2. 클리닝 대상품 관리자 2016-07-08 136