表面活性剂的洗涤作用

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1、第八章　表面活性剂的洗涤作用表面活性剂的洗涤作用是表面活性剂具有最大实际用途的基本特性。它涉及到干家万户的日常生活。并且在各行各业和各种工业生产中也得到越来越多地应用。洗涤作用可以这样来描述：将浸在某种介质(一般为水)中的固体表面的污垢去除的过程称为洗涤。在洗涤过程中，加入洗涤剂以减弱污垢与固体表面的粘附作用并施以机械力搅动，借助于介质(水)的冲力将污垢与固体表面分离而悬浮于介质中，最后将污垢冲洗干净。第一节　洗涤作用简介一、污垢1．油性污垢(油污)纤维织物的主要污垢成分是油性污垢，它们大都是油溶性的液体或半固体，其中包括动植物油脂、脂

2、肪酸、脂肪醇、胆固醇和矿物油(如原油，燃料油，煤焦油等)及其氧化物等。其中动植物油脂、脂肪酸类与碱作用经皂化溶于水。而脂肪醇、胆固醇、矿物油则不为碱所皂化，它们的疏水基与纤维表面有较强的范德华相吸力，可牢固地吸附在纤维上而不溶于水，但能溶于某些醚、醇和烃类有机溶剂，并被洗涤剂水溶液乳化和分散。2．固体污垢固体污垢包括：煤烟、灰尘、泥土、沙、水泥、皮屑、石灰和铁锈。液体污垢和固体污垢经常混合在一起形成混合污垢，往往是油污包住固体微粒，其粒径一般在10—20μm，粘附于物品表面。此种混合污垢与物品表面粘附的本质，基本上与液体油类污垢的情形相

3、似。液体污垢和固体污垢在物理性质和化学性质上存在较大差异，所以二者自表面上去除的机理也不相同。除此以外一些污垢被称为特殊污垢如：砂糖、淀粉、食盐、食物碎屑及人体分泌物(汗、尿、血液、蛋白质、无机盐)等在常温下它们能被渗透而溶于纤维中，其中有的能通过化学吸附，牢固地吸附在纤维上，难以脱落。二、污垢的粘附污垢在被洗涤物品表面上的粘附大致有以下4种。1．机械粘附　　机械粘附主要指的是固体尘土粘附的现象2．分子间力粘附　被洗涤物品和污垢以分子间范德华力(包括氢键)结合3．静电力粘附在水介质中，静电引力一般要弱得多。但在有些特殊条件下污垢也可通过

4、静电引力而粘附。4．化学结合力污垢通过化学吸附产生的化学结合力与固体表面的粘附，例如金属表面的锈蚀就是通过化学键粘附于金属表面2.2　　污垢的去除一、洗涤过程　在洗涤过程中，洗涤剂是不可缺少的。洗涤剂在洗涤过程中具有以下作用，一是除去固体表面的污垢，另一种作用是使已经从固体表面脱离下来的圬垢能很好的分散和悬浮在洗涤介质中，使其不再沉积在固体表面。洗涤的过程可以表示为：固体表面·污垢　+　洗涤剂　+　介质＝　固体表面·洗涤剂·介质　+　污垢•洗涤剂·介质在洗涤过程中，洗涤效率取决于以下因素，固体与污垢的粘附强度，固体表面与洗涤剂的粘附强度

5、以及洗涤剂与污垢间的粘附强度。固体表面与洗涤剂间的粘附作用强，有利于污垢从固体表面的去除，而洗涤剂与污垢的粘附作用强，有利于阻止污垢的再沉积。此外，不同性质的表面与不同性质的污垢之间有不同性质的结合力。因此三者间有不同的粘附强度。在水介质中，非极性污垢由于其疏水性不易被水洗净。在非极性表面的非极性污垢，由于可通过范德华力吸附于非极性物品表面上，三者间有较高的粘附强度，因此比在亲水的物品表面难于去除。极性的污垢在疏水的非极性表面上比在极性强的亲水表面上容易去除。二、洗涤剂的洗涤作用洗涤剂在洗涤过程中的主要作用如下。1．降低水的表面张力改善

6、水对洗涤物表面的润湿性洗涤液对洗涤物品的润湿是洗涤过程是否可以完成的先决条件，洗涤液对洗涤物品必须具备较好润湿性，否则洗涤液的洗涤作用不易发挥。对于人造纤维(如聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈等)，未经脱脂的天然纤维等因其具有的临界表面张力低于水的表面张力，因而水在其上的润湿性都不能达到令人满意的程度，加入了洗涤剂后一般都能使水的表面张力降至30mN·m－1以下。因此除聚四氟乙烯外，洗涤剂的水溶液在其物品的表面都会有很好的润湿性，促使污垢脱离其物品表面，而产生洗涤效果。2．洗涤剂能增强污垢的分散和悬浮能力洗涤剂具有乳化能力能将从物品表面脱落下来的

7、液体油污乳化成小油滴而分散悬浮于水中，若是阴离子型洗涤剂还能使油—水界面带电而阻止油珠的并聚增加其在水中的稳定性，对于已进入水相中的固体污垢也可使固体污垢表面带电，会因污垢表面存在同种电荷当其靠近时产生静电斥力而提高了固体污垢在水中的分散稳定性。对于非离子型洗涤剂可以通过较长的水化聚氧乙烯链产生空间位阻来使得油污和固体污垢分散稳定于水中。因此洗涤剂可起到阻止污垢再沉积于物品表面的作用。三、液体油污的去除　液体油污的去除是通过油污的卷缩机理而实现的。在洗涤之前油污一般以铺展状态存在于物品表面。此时，在固(S)、液(L)、气(G)三相界面上

8、油污的接触角近于00。将物品置于洗涤液后，油污由处于固、油、气三相界面上变为处于固、油、水三相的界面上，其界面张力由原来的γＳG、γＯＧ和γＳＯ，变为γＳＷ／(固—水)γＳＯ(固—油)和γＯＷ(油—水)于是