EJ.
Ca idn
ELECTROCIN~TICA
DE
NEGRO
DE
HUMO
EN
PRESENCIA
DE
HPMC
Y
TENSlOACTlVOS
ELECTROCINÉTICA
DE
NEGRO
DE
HUMO
EN PRESENCIA
DE
HlDROXlPROPlLMETlLCELULOSA
Y
MEZCLA DE TENSIOACTIVOS
E
J.
Ca ión
0.1.
Resumen
Pa a la p e ención de deposición de
impu ezas sólidas sob e los ejidos du an e el la ado
se u ilizan en las o mulaciones de e gen es agen es
de an i edeposición, los cuales se adso ben sob e
la supe i icie de los ejidos y de la impu eza. Uno de
es os p oduc os es la hid oxip opil-
me ilcelulosa(HPMC), que en es e abajo se pone
en con ac o con mezclas de ensioac i os aniónico
con no-iónico
y
con neg o de humo, con el obje o de
es udia la densidad de ca ga supe icie de ales
pa ículas pa a el pos e io es udio de mecanismos
de acción en la an i edeposición de impu ezas.
Se ca ac e izó la doble capa eléc ica de las
pa ículas de neg o de humo median e la écnica de
mic oelec o o esis en p esencia del HPMC
y
bajo
la in luencia de la concen ación de los ensioac i os
aniónico DBSS y no-iónico T i on
X- 1 00
.A
pa i de
/a eo ía de Gouy-Chapman se calculó el po encial
de supe icie y la densidad de ca ga de supe icie.
Palab as cla e: Elec ociné ica, neg o de humo, impu eza de
la ado,
hid oxip opilme ilceluloca,
ensioac i os, agen es de
an i edeposición.
0.2.
Summa y.
ELECTROKINETICS OF
CARBON BLACK IN THE
PRESENCE
OF
HYDROXY-
PROPYLMETHYLCELLULOSEAND
A
MIXTURE OF SURFACTANTS
To p e en deposi ion o solid soil on ab ics
du ing washing, an i edeposi ion agen s a e used in
he de e gen o mula ions which a e adso bed on
he su ace o ab ics and o soil. One o hese
p oduc s is
hyd oxyp opylme hylcel/ulose
(HPMC)
which -in his s udy- has been pu in con ac wi h
mix u es o anionic and non-ionic su ac an s and
ca bon black o s udy i s ly he su ace densi y
cha ge o hese pa icles and, hen, he mechanisms
o ac ions in he soil an i edeposi ion.
The double elec ic laye o he ca bon black
pa icles was cha ac e ized by he
mic oelec opho esis echnique o HPMC unde he
D . Ing. Fco. Ja ie
Camdn
Fi 6.
P o eso
Ti ula
de Uni e sidad
en el Depa amen o de lngenie la Tex il
y
Papele a (U.P.C.).
Di ec o del INTEXTER (U.P.C.). Je e del Labo a o io de
"Tensioadl os
y
Dele genda' del INTEXTER (U.P.C.).
y
Edi o
de es e Bole ln.
in luence o he concen a ion o he DBSS anionic
and T i on X- 100 non-ionic su ac an s. The su ace
po en ial and he su ace densi y cha ge we e
calcula ed om Gouy-Chapman heo y.
Key
wo ds:
Elec okine ic, ca bon black, washing soil,
hyd o~p opylme hyl cellulose, su ac an s, an i edeposi ion
agen s.
0.3.
Résumé.
ÉLECTROCINÉTIQUE
DU
NOIR DE FUMÉE EN PRÉSENCE
D'HYDROXYPROPYL-
MÉTHYLCELLULOSE ET D'UN
MÉLANGE
DE
TENSIOACTIFS
Pou p é eni le dép6 des impu e es solides
su les issus pendan le la age, on u ilise des agen s
an i- edéposi ion dans les o mula ions de
dé e gen s. Ces agen s son adso bés
a
la
su ace
des issus e des impu e és. L'un de ces p odui s es
I'hyd oxyp opyl-mé hylcellulose
(HPMC) qui es mis
en con ac , dans ce e é ude, a ec des mélanges de
ensioac i s anionique e non-ionique e a ec du noi
de umée, pou é udie la densi é de cha ge de
supe icie de ces pa icles, en ue de I'é ude
pos é ieu e des mécanismes d'ac ion dans l'an i-
edéposi ion des impu e és.
Nous a ons ca ac e isé la double couche
élec ique des pa icles de noi de umée en u ilisan
la echnique de la mic o-élec opho ese en p ésence
d'HPMC e sous I'in luence de la concen acion des
ensioac i s anionique DBSS e non-ionique T i on
X- 100.
A
pa i de la héo ie de Gouy-Chapman, nous
a ons calculé le po en jel de supe icie e la densi é
de cha ge de supe icie.
Mo s
clé:
Éle~ mciné i~ue, noi de umée,
hyd oxyp opylmé hylcellulose,
ensioac i s, agen s an i-
edéposi ion.
Pa a p e eni la deposición du an e el la ado
de ejidos, agen es de an i edeposición son
añadidos al p oceso, los cuales se adso ben sob e
la supe icie del ejido
y
de las impu ezas1).
En
la
deposición de impu eza sólida
,
al como el neg o
de humo, sob e la supe icie del ejido du an e el
la ado, exis en muchos ac o es o po enciales que
son simila es a los que in e ienen en la es abilidad
de dispe siones coloidales, uno de ellos es la ue za
eléc ica, la cual puede se a ac i a
o
epulsi a
debido al enómeno de la doble capa eléc ica2~,
EJ.
Ca ión
ELECTROCINÉTICA DE NEGRO DE HUMO EN PRESENCIA DE HPMC
Y
TENSIOACTJVOS
Las pa ículas de neg o de humo, en
p esencia de las mezclas de los indicados
ensioac i os, mos a on unos mayo es alo es de
los po enciales ze a nega i os en ausencia del
agen e de an i edeposición HPMC, es udiado que
en p esencia del mismo en las condiciones de mezcla
es udiadas (Fig.
1
y
2). Es e compo amien o del
po encial ze a ue bas an e simila al de los alo es
de deposición de neg o de humo du an e el p oceso
de la ado del poliés e , en p esencia de HPMC,
encon ada en o o abajo an e io ).El mecanismo
de acción de es e agen e de an i edeposición
du an e el la ado pa a p e eni la deposición de
impu eza cólida(neg o de humo) sob e el poliés e
iene luga median e un e ec o de epulsión
compues o po a ias ue zas y dependien e de
a ias a iables, ales como la in e acción en e la
cadena polioxie ilenada del ensioac i o no-iónico,
mayo hid o obicidad del agen e de
an i edeposiciQn, e c.
3.2. Va iación de la densidad de ca ga
de supe icie
donde
Y
es el po encial a la dis ancia
x
cm de la
capa de S e n donde el po encial es
y,
,
Z
es la
alencia del anión, e es la ca ga del elec on en
esu,
K
el ecíp oco del espeso de la doble capa
eléc ica (cm-'), la cons an e de Bol zman,
y
T la
empe a u a absolu a.
El alo de
K
ue calculado a pa i de la
ecuación siguien e:
2 2
1=(
8.n.Z .e
.N.
C
1000.~ .K.T
il)?
(2)
donde e es la ca ga del elec ón,
E
es la cons an e
dieléc ica del agua,
K
es la cons an e de Bol zmann,
T es la empe a u a absolu a,
N
es el núme o de
A ogad o y
C
es la concen ación o al de los
ensioac i os.
En nues o caso la pa ícula es é ica iene
un adio a,
K
>1
O,
el modelo de la doble capa eléc ica
se i á como una buena ap oximación.
El po encial de la ecuación (1) ue
eemplazado po el alo del po encial ze a del
sis ema es udiado. Se ob u o un ajus e lineal en e
In anh (Z .e.
y
/
4.K.T) en unción de
x
,donde su
La
de e minación
de
la
densidad
de
ca ga alo
x
=
O
co esponde al bo de ex e io de la capa
de supe icie en la doble capa eléc ica se lle ó a
de
S e n
y
de
la
o denada
en
el
o igen
se puede
cabo eniendo en cuen a el modelo de E e sole and
cakula el
po encial
de
supe icie
.
Boa dman, el cual a pa i de la eo ía de Gouy- La eg esión lineal en e In an h (Z.e.y
/
Chapman
de
la
a iación
del
po encial
la
4.K. ) en unción de
x
y los alo es del po encial de
dis ancia es ablece la ecuación siguien e: supe icie ob enidos a pa i de la o denada en el
Z~W Z.e.ys
ln anh'=ln an
h-
o igen se indican en la ~abla 1 pa a cada linealidad
4.K.T 4.K.T
K-X
(') ob enida en las di e en es p opo ciones de mezcla
DBSSI T i on X-100 ensayadas: 1:O; 0.5:0.5 y
0.2:0.8.
TABLA
1
Reg esión lineal en e In anh( Z.e.
y,
/
4. K
.T
)
en unción de
x
y los co espondien es alo es del
po encial de supe icie.
P opo ción Agen e de
mola de la an i edeposición
mezcla
DBSSI
T i on
X-100
0.5:0.5
1
0.5:0.5
1
HPMC
1
Y=-1.5283+1.2286.10-~.i
1
0.81 5
I
22
I
i
-
Reg esión lineal
sin
1
Y=-1.0360+1.8905.1
07.x
1
0.961
sin
sin
37.1
Tal como se puede deduci de la Tabla
1
odos los alo es de los po enciales de supe icie
an e io , el po encial de supe icie del neg o de humo ue on meno es que en ausencia del mismo en las
en p esencia del ensioac i o aniónico ue supe io an e io es p opo ciones de mezcla de los
a
sus mezclas con ensioac i o no-iónico( 0.5:0.5 y ensioac i os.
0.2:0.8)
,
an o con
y
sin agen e de an i edeposición.
En p esencia del agen e de an i edeposición HPMC
Coe i.
co e.
HPMC
1
Y=-1.0672+1 .0471.1
07.
1
0.81 9 35.8
L
0.2:0.8
I
'4'0
Y=-0.751 2+1 .O1 44.1
07.x
Y=-0.8294+7.9085.1
07.x
HPMC
0.841
0.845 51.2
/
46.7
Y=-1.7543+2.1029.1
07.x
0.977 17.4
EJ
Camón
ELECTROCINÉTICA DE NEGRO DE HUMO EN PRESENCIA DE HPMC
Y
TENSIOACTIVOS
3.3.
De e minación de la densidad de
La a iación de ca ga de supe icie del neg o
ca ga
de supe icie
de las pa ículas de neg o de humo en unción de la
concen ación o al de las mezclas de ensioac i os
La densidad de ca ga de supe icie Pa a cada a di e en es p opo ciones mola es de mezcla de
concen ación, ue calculada po la ecuación:
DBSS
con el Tiion X-100 se indica en la Figu a
3.
Con las mismas concen aciones de ensioac i os y
o
=
(
(2)
en p esencia del HPMC a 0.01 g/l se indica en la
1
OO.n
2.K.T
Figu a
4.
-
.-.-.
1
o
o-o-c
0.5
0.5
.-.-.
0,2
osa
h
2000
-
E
O
zi
4
al
w
13
'T
1000
-
*-.-u
1
u
0-0-0
G,S
0.5
l
.-a-,
02
0.8
1
I
1
<5
3
z5
3
$5
-
109
c
(md
1-9
FIGURA
3:
Va iación de la densidad de ca ga de FIGURA
4:
Va iación de la densidad de ca ga de
supe icie del neg o de humo en unción supe icie del neg o de humo en unción
de la concen ación o al de los de la concen ación o al de los
ensioac i os
y
de la mezcla de ensioac i os en la mezcla de di e en es
di e en es p opo ciones mola es de p opo ciones mola es de ensioac i o
ensioac i o aniónico
(DBSS)
con aniónico
(DBSS)
con ensioac i o no-
ensioac i o no-iónico (T i on X-100) iónico (T i on X-100), con la p esencia
de 0.01 g/l de HPMC.
Tal como se ap ecia en las Figu as
3
y
4
4.
CONCLUSIONES
an e io es, la densidad de ca ga de supe icie del
neg o de humo en p esencia de las mezclas de los Con e e encia a la ca ac e ización de la
indicados ensioca i os mues a mayo es alo es doble capa eléc ica de las pa ículas de neg o de
en ausencia del HPMC que en p esencia del humo en p esencia de las soluciones acuosas
mismo.La densidad de ca ga de supe icie del neg o compues as de un ensioac i o aniónica
DBSS
y de
de
humo
aumen ó al aumen a la concen ación de sus mezclas, con el ensioac i o no-iónico T i on
X-
ensioac i o con y sin la p esencia del indicado 100, con y sin la p esencia de HPMC, cabe indica
agen e de an i edeposición. lo siguien e:
La densidad de ca ga de supe icie del
4.1.
Los po enciales ze a y la densidad de
ensioac i o aniónico mues a mayo es alo es que ca ga de supe icie del neg o de humo, con y sin la
sus mezclas con el ensioac i o no-iónico,el cual p esencia de
HPMC,
en p esencia del ensioac i o
mues a meno es alo es al aumen a la p opo ción aniónico
(DBSS)
ue on, en gene al, más ele ados
de mismo en la mezcla pa a cada concen ación que los ob enidos con sus mezclas con el
ensayada, con y sin la p esencia del agen e de ensioac i o no-iónico (T i on X-100). El po encial
an i edeposición ensayado. ze a y la densidad de ca ga de supe icie, en gene al,
EJ
Ca idn
ELECTROCINÉTICA DE NEGRO DE HUMO EN PRESENCIA DE HPMC
Y
TENSlOACiiVOS
aumen ó al aumen a la concen ación de los 2. De jaguin
.V.
y Landau L.D. Ac a Physim.
ensioac i os y disminuyó al aumen a la p opo ción U.R.S.S. 14,663 y De jaguin D.V.,
de ensioac i o no-iónico en la mezcla. T ans Fa aday Soc.
36,
730
(1
940)
4.2.
En gene al, los po enciales ze a
y
la
3.
Ca ión F.J. Comunicaciones de la XII Jo nadas
densidad de ca ga de supe icie del neg o de humo CEDIAID F b. 1981, 12, 375-
sin agen e de an i edeposición ue on mayo es que 398
.
Bole in INTEXTER 79,23 (1981)
con la p esencia de al p oduc o HPMC. En ambos 4. Ve wey E.J.W. y O e beek J.Th.G. Theo y o he
casos aumen ó la densidad de ca ga de supe ice S abili y o Lyophobic Colloids.
con la concen ación de los ensioac i os
y
la Else ie
,
Ams e dam (1 948)
p oopo ción de ensioac i o aniónico en la mezcla.
5.
E e sole W.G. y Boa dman
W.W.,
J. Chem. Phys.
9,798
(1
941)
5.
BIBLIOGRAF~A
6.
Ca ión F.J.Tenside Su ac an De e gen s, 21,
1. Cu le
W.G.
y
Da is R.C. edi o es. De e gency
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3, 128
(1
984)
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T abajo p esen ado en: 1998.04.27.
Ma cel Dekke , New Yo k
(1
972). Acep ado en: 1998.06.02.