สารลดแรงตึงผิวมีประโยชน์อย่างไรในการทำความสะอาดทางเคมี?

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม สิ่งสกปรกประเภทต่างๆ เช่น เขม่า คราบน้ำมัน ตะกรัน ตะกอน และคราบกัดกร่อน จะสะสมอยู่ในอุปกรณ์และท่อส่งของระบบการผลิต สิ่งสกปรกเหล่านี้มักนำไปสู่ความเสียหายของอุปกรณ์และท่อส่ง ประสิทธิภาพของระบบการผลิตลดลง การสิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มขึ้น และในกรณีที่รุนแรง อาจถึงขั้นก่อให้เกิดอุบัติเหตุได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสังเคราะห์ใหม่ๆ คราบสกปรกทางอุตสาหกรรมรูปแบบใหม่ๆ จึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และโครงสร้างโมเลกุลของคราบสกปรกเหล่านั้นก็มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ กลไกและรูปแบบการยึดเกาะระหว่างคราบสกปรกทางอุตสาหกรรมกับเป้าหมายการทำความสะอาดต่างๆ มักขึ้นอยู่กับชนิดของคราบสกปรก ตลอดจนองค์ประกอบโครงสร้างและคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของพื้นผิวของวัตถุที่กำลังทำความสะอาด เนื่องจากข้อกำหนดด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม จึงมีความต้องการสารเคมีที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่เป็นพิษเพิ่มมากขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายใหม่ๆ อย่างต่อเนื่องต่อเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยสารเคมี

การทำความสะอาดด้วยสารเคมีเป็นเทคโนโลยีที่ครอบคลุมหลายด้าน ตั้งแต่การศึกษาการก่อตัวและคุณสมบัติของคราบสกปรก การคัดเลือกและการกำหนดสูตรของสารทำความสะอาดและสารเติมแต่ง การเลือกสารยับยั้งการกัดกร่อน เทคนิคกระบวนการทำความสะอาด การพัฒนาและการใช้งานอุปกรณ์ทำความสะอาด เทคโนโลยีการตรวจสอบระหว่างการทำความสะอาด และการบำบัดน้ำเสีย เป็นต้น ในบรรดาปัจจัยเหล่านี้ การเลือกสารทำความสะอาดเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความสำเร็จของการทำความสะอาด เนื่องจากส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำความสะอาด อัตราการขจัดคราบตะกรัน อัตราการกัดกร่อน และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของอุปกรณ์

สารทำความสะอาดส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 อย่าง ได้แก่ สารทำความสะอาดหลัก สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลที่มีทั้งกลุ่มที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ สารลดแรงตึงผิวจึงมีบทบาทในการดูดซับ การแทรกซึม การทำให้เป็นอิมัลชัน การละลาย และการชะล้างในระหว่างการทำความสะอาดทางเคมี นอกจากจะใช้เป็นสารเสริมแล้ว ยังถือเป็นส่วนประกอบสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการต่างๆ เช่น การทำความสะอาดด้วยกรด การทำความสะอาดด้วยด่าง การยับยั้งการกัดกร่อน การขจัดคราบไขมัน และการฆ่าเชื้อ ซึ่งสารลดแรงตึงผิวได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่สำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ

สารทำความสะอาดหลัก สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว เป็นส่วนประกอบหลักสามอย่างของน้ำยาทำความสะอาดทางเคมี โครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของสารลดแรงตึงผิวทำให้เมื่อละลายในสารละลายแล้ว จะช่วยลดแรงตึงผิวของสารละลายได้อย่างมาก จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเปียก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในสารละลายถึงความเข้มข้นวิกฤตของการเกิดไมเซลล์ (CMC) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดในแรงตึงผิว ความดันออสโมติก ความหนืด และคุณสมบัติทางแสงของสารละลาย

คุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิวในการทำให้เปียก แทรกซึม กระจายตัว ทำให้เป็นอิมัลชัน และละลาย ในกระบวนการทำความสะอาดทางเคมี ช่วยให้ได้ผลลัพธ์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าโดยใช้ความพยายามเพียงครึ่งเดียว กล่าวโดยสรุป สารลดแรงตึงผิวในการทำความสะอาดทางเคมีมีหน้าที่หลักสองประการ ประการแรก ช่วยเพิ่มความเข้มข้นของสารมลพิษอินทรีย์ที่ละลายได้ยากผ่านการทำงานของไมเซลล์ ซึ่งเรียกว่าผลการละลาย และประการที่สอง เนื่องจากมีหมู่แอมฟิฟิลิก สารลดแรงตึงผิวจะดูดซับหรือสะสมอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างเฟสน้ำมันและน้ำ ลดแรงตึงผิวระหว่างเฟส

ในการเลือกใช้สารลดแรงตึงผิว ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับคุณสมบัติของสารทำความสะอาด สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารลดแรงตึงผิว รวมถึงความเข้ากันได้ของปฏิกิริยาระหว่างสารเหล่านั้นด้วย