Deposición de una impu eza sólida
en el la ado de ejidos de poliés e
y
poliés e -algodón.
Pa e
1.
-
Es udio elec ociné ico en
p esencia
de
di e en es mezclas
de ensioac i os aniónico
y
no-iónico
*
F.
J.
Ca ion
Fi é
(1)
RESUMEN
Se mues a en es e abajo el co~mpo amien o de la deposición en el
la ado de una impu eza sólida, al como es el neg o de humo, sob e ejidos
de poliés e
y
poliés e -algodón, en p esencia de un ensioac i o aniónico
-dodecil benceno sul onado sódico
(DBSS)-
y
de un no-iónico -T i ón
X-100-
y
en mezcla de ambos sin la p esencia de coadyu an es. Los alo es
de deposición ob enidos se elacionan con los po enciales ze a de los ci ados
ejidos, en unción de a ias concen aciones o ales de ensioac i o
y
de di-
e en es p opo ciones de los ensioac i os mencionados.
RESUME
Dans ce a ail on mon e le compo emen de la déposi ion au la age
d'une impu e é solide, elle que le noi de umée, su des issus polyes e
e polyes e /co on ,en p ésence d'un su ac i anionique -dodécyl benzkne
sul ona e de sodium
(DBSS)-
e d'un su ac i non-ionique -T i on X-100-
e en méllange des deux sans la p ésence de coadju an s. On appo e les a-
leu s de déposi ion ob enues a es les po en ids zé a des issus indiqués, en
onc ion de plusieu s concen a ions en su ac i o ales e de di é en s aux
des su ac i s men ionnés.
"
Es e abajo co esponde a una pa e de la comunicación p esen ada
al
«Second
Symposium on De e gencyn, celeb ado en el Is i u o de Me ceologia (Uni e si-
dad de Roma), Diciemb e de
1982.
(1) D . Ing. F.-Ja ie Ca ión Fi é. Je e del Labo a o io de Físico-Química de la
De e gencia
y
Tensioac i os dd Ins i u o.
BOL.
INTEXTAR,
1983,
N."
83
59
SUMMARY
The beha iou o soil deposi ion, such as ca bon black, on pslyes e and
co on polyes e ab ics in p esence o an anionic su ac an -sodium dode-
cylbenzene sul ona e- and a non-ionic su ac an -T i on X-100-, and a
mix u e o bo h wi hou builde s, is s udied in his pape . Deposi ion alues
a e ela ed o he ze a po en ials o he abo e ab ics as o di e en o al
concen a ions o su ac an s and di e en mix u es o he men ioned su -
ac an s.
En las Eo mulaciones de de e gen es ac ualmen e u ilizadas ienen siendo
empleadas ex ensi amen e las mezclas de ensioac i os aniónicos y no-iónicos.
Una de las unciones p imo diales del de e gen e en el1 la ado es la de man-
ene la suciedad en suspensión en el baño, e i ando que se deposi e nue a-
men e sob e el subs a o. Es a deposición de impu ezas es a iable según la
na u aleza del ensioac i o aniónico o no iónico u ilizado así como la ejlación
de aniónico/no-iónico que sea empleada en el la ado. En el enómeno de la
deposición ac úan en e o as, ue zas o po enciales análogos a los que in e -
ienen en la es abilidad de una dispe sión coloidal, en e las cuales cabe ci a
la ue za eléc ica, que puede se a ac i a o epu'lsi a
y
es debida al enó-
meno de la dobla capa eléc ica. Es a ue za es e aluada en é minos de po-
encial ze a
y
el sis ema de medida más adecuado es el mé odo elec oci-
né ico.
El obje i o p incipal de es e abajo es el de elaciona el po encial ze a
con ,la deposición de una impu eza sólida en el la ado, en p esencia de mezcla
de ensioac i os aniónicos
y
no-iónicos, con el in de explica al deposición
median e el enómeno de la dob'le capa eléc ica que se p oduce en )la in e -
ase ib a-solución.
2.
PARTE EXPERIMENTAL
2.1.
Ma e iales
2.1.1. Tejidos
Fue on empleados los siguien es ipos de ejidos EMPA:
Poliés e ~S yle 767», Dac on 100
%
ipo 54.
Poliés e /Algodón 65/35 (213) de 80 cm. ancho y 165 g/m2.
Los ejidos se la a on con una mezcila de disol en es o mada po e ano'l
y benceno en la p opo ción
2:
1 (mezcla azeo ópica).
2.1.2. Puoáuc os químicos
Se emplea on los ensioac i os químicos siguien es:
Dodecil benceno snl onado sódico de BDH y el T i ón X-100 pa a análisis,
dc
Me ck.
Se u ilizó el neg o de humo Ra on-1040 de la Fi ma Columbian con un
diáme o de pa ícula de
29
mp, con una á ea supe icial de 85 m2/g., según
ca álogo. Pa a su u ilización en los la ados se empleó dispe sado con enien-
emen e en alcohol isop opílico con ayuda de un ib oagi ado .
60
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2.2.1.
P uebas de deposición
Los p ocesos de deposición se ealiza on en un apa a o Launde -Oine e .
2.2.2.
Re lac ancias
Las e lac ancias ue on ob enidas con un colo íme o El ephoma dc
Ca l Zeiss.
2.2.3.
Apa a o pa a la medición del po encial ze a
Fig.
1.
Esquema del apa a o u ilizado.
Las medidas de po encial ze a se e ec ua on con un apa a o que se mues-
a esquemá icamen e en la Figu a 1, o mado po los siguien es compo-
nen es:
a) La célula de medición es u o cons i uida po un ubo de id io de 12 mm.
de diáme o que con enía dos elec odos de Ag-AgC1 sepa ados a una
dis ancia de
1
cm. En e los elec odos ue colocado el ejido.
b) La disolución dispues a pa a ci cula a a és de la célula se colocó en
sendos ecipien es de 5 li os.
c) Se aplicó una p esión es á ica de ni ógeno a iable en los ecipien es
del apa ado b), midiendo al p esión con un ansduc o de p esión
«Bou n» 5020
P,
con salida pa a egis ado .
d) La di e encia de po encial en e los slec odos ue medida con un pH/
mV-me o ma ca Digimlab 517 de C ison, de una exac i ud de
0,1
mV, p o-
is o de salida pa a egis aldo .
e)
Un egis ado
X-Y,
Riken Denski, modelo
F-43 P,
en el que se egis a on
las medidas de p esión y de po encial.
)
La conduc i idad de la disolución ue de e minada con un conduc íme-
o Radiome e ipo CDM
2
e, p o is o de una célula cuya cons an e es
de
1
cm-' a 20" C.
BOL.
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61
2.3.
P ocedimien os
2.3.1.
P uebas de deposición
Se e ec ua on según la no ma
ISO
105-106/DAD 1. Las mues as de ejido
ue on de 10
x
4
cm. La empe a u a ue de 40"
C.
El iempo de la ado de
30 minu os. El baño ue de 150 ml. de olumen. La can idad de neg o de
humo in oducida po baño de la ado ue de 10 mg., dispe sado con enie i e-
men e en alcohol isop opílico.
2.3.2.
Medida del g ado de ensuciamien o ela i o al ejido inicial
Fue de e minado el g ado de ensuciamien o con la ó mula de Flo io
y
Me se au
(l),
a pa i de los alo es ies ímulos ob enidos con las e lac an-
cias medidas en el ejido. La ó mula es la siguien e:
siendo
X,,
Y,
y
Z,
los alo es ies ímulos de la mues a blanca an es
dc
los 'la ados
y
XS,
Ys,
ZS
los alo es ies ímulos de la mues a una ez e ec-
uada la deposición o ensuciamien o. Es os ue on p omedio de cua o de-
e minaciones.
2.3.3.
Medida del po encial ze a
El po encial ze a se de e minó a 20"
C
+
0,5"
C,
aplicando 'la ecuación
de Helmlhol z-Smoluchwski siguien e
(2):
Siendo
P
(la p esión en cm. de Hg.
A
el po encial medio en mV
x
Conduc i idad especí ica 'del elec oli o en s/cm.
E
Cons an e didéc ica de la solución
q
Viscosidad en poises.
La manipulación del apa a o
(Fig.
1)
ue de la misma o ma que se
indicó en o o abajo an e io
(3).
Las p obe as pa a las mediciones ue on
de
40
discos 'del ejido de igual diáme o que la célula, ambien ados p e ia-
men e en la solución de medida.
2.4.
P uebas ealizadas
a) Ensayos de deposición
La deposición del neg o de humo sob e ejidos de poliés e
y
pdiés e -
algo'dón se ealizó en p esencia de a ias concen aciones de DBSS
y
de
T i on
X
-
100, po sepa ado
y
en mezcla.
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Las mezclas se e ec ua on con las elaciones de ensioac i o aniónico:
no-iónico siguien es: 1:O; 0,8: 0,2; 0,6: 0,4; 0,4: 0,6; 0,2: ,08; 0: 1.
b) Mediciones de po enciales ze a:
Los po enciales ze a se midie on en ,las mismas concen aciones iónicas
que en los la ados de 'los ensayos de deposición.
3.
RESULTADOS
Y
DISCUSION
Las impu ezas edeposi adas sob e subs a os ex iles a endiendo a su
na u aleza, se pueden clasi ica en dos ipos:
a) Impu ezas cons i uidas po componen es luidos , ales como acei es o
g asas.
b) I'mpu ezas sólidas o madas po pequeñas pa ículas, ales como hollín,
a cilla, di e en es óxidos me á~licos, e c.
En es e abajo se ha conside ado (la deposición del neg o de humo como
un ipo de impu eza sólida, muy u ilizada po o os au o es
en
ensayos de
deposición (4).
En
la deposición de impu ezas sólidas in e ienen di e sos ipos de
ue zas, como son las ue zas de epulsión de Bo n, las ue zas
de
Van de
Waals, las ue zas no eléc icas epulsi as
y
las ue zas eléc icas que son
conside adas
en
es e abajo y que al como se ha indicado son debidas al
enómeno de la doble capa eléc ica, que iene ca ac e izada po el po encial
ze a.
3.1. Can idades de neg o de humo deposi adas sob e los ejidos de
poliés e -algodón en p esencia del DBSS
y
del T i on
X
-
100, po
sepa ado
y
en mezcla
Los esul ados de das can idas de neg o de humo deposi adas sob e los
ejidos u ilizados se exponen en la Tabla
1
y 11. Es os alo es se calcula on
a
pa i de las medidas del g ado de ensuciamien o y con el empleo de las
elaciones (lineales, encon adas en o o abajo an e io en e el g ado (de
ensuciamien o
y
el loga i 'mo de la concen ación
de
neg o de humo depoai-
lada (5).
TABLA
1
Can idades de neg o de humo deposi adas sob e el ejido de polies e en unción
de la concen ación de ensioac i o bajo dis in as elaciones de DBSS/T i ón
X-100
1
BOL.
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83
63
Relación
DBSSIT i on X-100
1:
O
0,8: 0,2
0,6: 0,4
0,4: 0,6
0,2: 0,8
O:
1
Concen aciones o ales de ensioac i o
en molll.
4.10" 2.10-3 i.10-~ 5.10-4 2,s.i0-~
Can idades de neg o
de
humo en
mgC/mL
43,6 63 97,7 97,8 138,l
20,9 32,4 38,5 64,9 110
8,6
15,s
26 32,3 65,3
3,s 3,5 6 7,6 8,6
2 1
,5
2,8 2,4 4,7
2 12 1,6 13 1,9

TABLA
11
Can idades de neg o de humo deposi adas sob e el ejido de poliés e -algodón en
unción de la concen ación de ensioac i o bajo dis in as elaciones de
DBSS-
T i ón
X-100
i
-
--
En los alo es de deposición indicados en las an e io es Tablas
1
y
11,
se ap ecia que las can idades de neg o de humo deposi adas sob e cada uno
de los ci ados ejidos disminuye al aumen a la concen ación o al de los
ensioac i os u ilizados an o en las di e en es mezclas como en el ensio-
ac i o
DBSS
y T i on
X-100
u ilizados po sepa ado. En el poiiés e se
obse an unos mayo es aloms de deposición que en el poliés e -algodón.
Es e compo amien o es debido
a
que el poliés e es una ib a más
hid ó oba que el poliés e -algodón, lo que mo i a su mayo e ec o
de
deposi-
ción de impu ezas. Así pues, si se conside a el cambio de ene gía lib e que
acompaña a un p oceso de deposición se iene.
AG
=
YFP
-
YFA
-
YPA
donde
YFP,
YFA,
yPA
ep esen an espec i amen e las ene gías in e aciales i-
b a-pa ícula de neg o de humo, ib a-agua y pa ícula de neg o de hums-
agua. Pa a que ,exis a deposición, hab á un descenso de la ene gía lib e,
en onces
A
G
<
O.
Po an o, la deposición se a o ece, po los g andes
a~lls es de
YFA
y
y
PA
y bajos allo es de
YPF,
al como sucede en e ib as de
poliés e
y
pa ículas (de neg o de humo.
Los alo es de deposición ob enidos en las mezclas de ensioac i os, p e-
sen an una disminución al i aumen ando la concen ación de ensioac i o
no-iónico {T i on
X-100)
en la mezcla y po consiguien e disminuye la con-
cen ación de ensioac i o aniónico (DBSS).
El ensioac i o anibnico DBSS p esen a mayo es alo es de (deposición
que el no-iónico (T i on
X-108)
que iene alo es casi nulos.
3.2.
Po enciales ze a de los ejidos de pdiés e
y
poliés e -algodón en
p esencia del
DBSS
y
el T i on
X
-
100
y
en mezcla de ambos
Los alo es de los po enciales ze a, encon ados en las mismas condi-
ciones iónicas de las soluciones de la ado u i'lizados en lo ensayos de deps-
sición, se exponen en las Tablas
111
y
IV.
64
BOL.
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1983,
N."
83
Relación
DBSSIT i on
X-100
1:0
0,8: 0,2
0,6: 0,4
0,4: 0,6
@,2: 0,8
O: 1
Concen aciones o ales de ensioac i o
en molll.
4.10' 2.
lo-'
1.
loJ
5.
lo-'
2,5.10-~
Can idades de neg o de humo en mg Clm2
1
O
11,2 13,6 21,4 30,9
7,1 9,1 11,8 14,5 26,3
4,9 4,9 7,9 10,2 18,6
3,8 3,6 67 14,3 18,6
1,8 2,l 2,3 2,4 2,8
1,l 1,6 1,8 19 2,l
TABLA
111
Po enciales ze a de los ejidos de poliés e en unción de la concen ación de
ensioac i o bajo dis in as elaciones de DBSS/T i ón
X-100
TABLA
IV
Relación
DBSS/T i on
X-100
1:0
0,8: 0,2
0,6: 0,4
0,4: 0,6
0,2: 0,8
O:
1
Po enciales ze a de los ejidos de poliés e -algodón en unción de
la
concen ación
de ensioac i o bajo dis in as elaciones de DBSS/T i ón
X-100
Concen aciones o ales de ensioac i o
en molll.
4.101 2.102 1.10" 5
.
10-",5
Po enciales ze a en (-mV)
106,8 100,3 102 95,5 87,4
99,6 98,3 96,6 86,6 85,6
100,8 85,5 87,7 88,3 74,8
97,3 8 5 8 5 84,6 71,9
83,3 81,4 83,7 80,5 70,6
79,8 76,6 72,7 65,61 61,02
Tal como se ap ecia en las an e io es Tablas 111 y IV, los po enciales
ze a de los ejidos de poliés e y poliés e -algodón ienen el mismo signo
nega i o y aumen an en alo cuan i a i o al aumen a la concen ación
o al de los ensioac i os u ilizados po sepa ado en la mezcla.
Relación
DBSSIT i on
X-100
1:0
0,8: 0,2
0,6: 0,4
0,4:
0,6
0,2:0,8
O: 1
Los po enciales ze a del ensioac i o aniónico son supe io es a los del
ensioac i o no-iónico, lo que lle a implíci o que en el ensioac i o aniónico
se p esen a una doble capa eléc ica de mayo espeso que en el no-iónico,
Concen aciones o ales de ensioac i o
en molll.
4.102 2.103 1.10-' 5.10-4 2,5.10-"
Po enciales ze a en (-mV)
47,5 43,3 37,7 35,3 29,9
52,2 42,8 35,2 29 22,2
48,8 43,9 3 3 32 23,9
42 3 9 32 25,9 10,5
36,4 31,7 28,3 26,7 22,3
20 17 12,6 12,2 13,4
mo i ado po su mayo ca ác e pola .
Pa a una misma concen ación o al, los po enciales ze a en las mezclas
de ensioac i os, [disminuyen al disminui la p opo ción de ensioac i o anió-
nico (DBSS) en la mezcla po an o aumen a la de ensioac i o no-iónico
(T i on
X-100).
BOL. INTEXTAR,
1983,
N."
83
65
3.3.
Relación en e el po encial ze a
y
la deposición de neg o de humo
sob e los ejidos de poliés e
y
poliés e -algodón en p esencia de
los ensioac i os DBSS, T i on
X
-
100
y
mezcla de ambos
1
OO.
Í
0,8:0,2
6
0.
*
0:l
.
.c.
'.
.oL.
a-b,.~.'
-.
-O
--:&: -
.
l:o
o.L:o,?*~L 08:0,2
1
o
06:O.L
25
-
log
C
Img
C/m2)
Fig.
2.
Relación en e los po enciales ze a
y
las can idades de neg o de humo
deposi adas sob e poliés e
y
poliés e -algodon, en p esencia de a ias concen a-
ciones
y
di e en es mezclas de ensioac i o
(SDBS:
T i ón
X-100).
poliés e
-----
poliés e -algodón
Tal como se ap ecia en la igu a
2,
en la que se incluyen odas las mez-
clas de los ensioac i os u ilizados, se p esen a una cie a linealidad en e
el po encial ze a y el loga i mo de la can idad del neg o de hu'mo deposi aida
sob e 110s ejidos de poliés e -algodón.
En
odas las linealidades ob enidas
pa a calda mezcla ensayada, con la disminución del po encial ze a como con-
secuencia de la disminución de concen ación o al de ensioac i os, se p e-
sen a un aumen o de la can idad de neg o de humo deposi ada. Es e enóme-
no es consecuencia que en la doble capa eléc ica exis en e, al disminui el
po encial1 ze a, se iene un meno espeso
y
po an o exis e una mayo e-
pulsión en e la ib a y la impu eza sólida que mo i a la mayo acilidad pa a
deposi a se sob e la ib a. Cabe señalla que es e e ec o, se 'mues a más acu-
sado, pa a los ejidos es udiados, en p esencia del DBSS y en meno medida
en p esencia del (T i ón
X-100),
como consecuencia que an o el po encial ze a
como la deposición ob enidas son mayo es con la u ilización del ensioac i e
aniónics.
CONCLUSIONES
Pa a los ejidoms ensayados de poliés e y poliés e -algodón en p esencia
del DBSS
y
del T i ón
X-100,
cabe indica lo siguien e:
1)
El ensioac i o aniónico (DBSS) p esen a mayo es alo es de deposición
de neg o de humo que el no-iónico (T i ón
X-100).
2)
La deposición de neg o de humo ob enida en p esencia de las mezclas
de ensioac i os (DBSS y T i ón
X-100),
disminuye
al
aumen a la con-
cen ación
de
aniónico.
66
BOL.
INTEXTAR,
1983,
N,"
83
3)
La deposición disminuye al aumen a la concen ación de los ensioac-
i os es udiados, an o po sepa ado como en mezcla.
4)
Los po enciales ze a del poliés e son mayo es que los ob enidos con el
poliés e -algodón.
5)
Los po enciales ze a de los ejidos ensayados, en p esencia del DBSS son
supe io es a los ob enidos con T i ón
X-100.
6)
Los po enciales ze a en p esencia del DBSS y del T i ón
X-100
y en mez-
cla de ambos, disminuyen al disminui la p opo ción de aniónico en la
mezcla y po an o aumen a la de no-iónico.
7)
Se ha p esen ado una endencia a la linealidad en e el po encial ze a y
el loga i mo de la deposición.
8)
Al disminui el po encial ze a, se ha encon ado un aumen o de la can-
idad de neg o humo deposi ada en la mezcla de ensioac i os ensayos.
Es o se ha jus i icado po la mayo a acción exis en e en e la ib a y la
pa ícula sólida.
BIBLIOGRAFIA
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