1、表面張力
把液體表面任意單位(wei)長度的收縮力稱為表面張(zhang)力,單位(wei)為N?m-1。
2、表面(mian)活性(xing)和表面(mian)活性(xing)劑
將能降低溶劑表面張力的性質稱為表面活性,而具有表面活性的物質稱為表面活性物質。把能在水溶液中分子發生(sheng)締(di)合且形成膠束(shu)等(deng)締(di)合體,并具有(you)較(jiao)高的表(biao)面(mian)活性,同時還具有(you)潤濕﹑乳化﹑起泡(pao)﹑洗(xi)滌等(deng)作用的表(biao)面(mian)活性物質(zhi)稱(cheng)為(wei)表(biao)面(mian)活性劑。
3、表面(mian)活性(xing)劑的分(fen)子結(jie)構特點
表面活性劑是一種具有特殊結構和性質的有機化合物,它們能明顯地改變兩相間的界面張力或液體(一般為水)的表面張力,具有潤濕﹑起泡﹑乳化﹑洗滌等性能。就結構而言,表面活性劑都有一個共同的特點,即其分子中含有兩種不同性質的基團,一端是長鏈非極性基團,能溶于油而不溶于水,亦即所謂的疏水基團或憎水基,這種憎水基一般都是長鏈的碳氫化合物,有時也為有機氟﹑有機硅﹑有機磷﹑有機錫鏈等。另一端則是水溶性的基團,即親水基團或親水(shui)基。親水(shui)基團必須有(you)足夠(gou)的親水(shui)性,以保證(zheng)整個(ge)表面活性劑能(neng)溶于(yu)水(shui),并有(you)必要的溶解(jie)度。由于(yu)表面活性劑含有(you)親水(shui)基和疏(shu)水(shui)基,因(yin)而它們至少能(neng)溶于(yu)液相(xiang)中(zhong)的某一相(xiang)。表面活性劑的這(zhe)種既親水(shui)又(you)親油的性質稱為兩親性。
4、表(biao)面活性劑的類型(xing)
表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑是(shi)一種既有疏(shu)(shu)水(shui)基(ji)團(tuan)又有親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)的兩(liang)(liang)親(qin)性(xing)分子(zi)(zi)。表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑的疏(shu)(shu)水(shui)基(ji)團(tuan)一般是(shi)由長鏈的碳(tan)氫構成(cheng),如直鏈烷(wan)基(ji)C8~C20,支鏈烷(wan)基(ji)C8~C20,烷(wan)基(ji)苯基(ji)(烷(wan)基(ji)碳(tan)原子(zi)(zi)數(shu)為8~16)等。疏(shu)(shu)水(shui)基(ji)團(tuan)的差(cha)別主要(yao)是(shi)在碳(tan)氫鏈的結構變化(hua)上,差(cha)別較(jiao)(jiao)小,而親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)的種類(lei)則較(jiao)(jiao)多(duo),所(suo)以表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑的性(xing)質除與疏(shu)(shu)水(shui)基(ji)團(tuan)的大小﹑形(xing)狀有關(guan)外,主要(yao)還與親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)有關(guan)。親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)的結構變化(hua)較(jiao)(jiao)疏(shu)(shu)水(shui)基(ji)團(tuan)大,因而表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑的分類(lei)一般以親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)的結構為依(yi)據。這種分類(lei)是(shi)以親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)是(shi)否是(shi)離(li)子(zi)(zi)型為主,將其分為陰(yin)離(li)子(zi)(zi)型﹑陽離(li)子(zi)(zi)型﹑非(fei)離(li)子(zi)(zi)型﹑兩(liang)(liang)性(xing)離(li)子(zi)(zi)型和其他特殊類(lei)型的表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑。
5、表面活性劑水溶液的特(te)性
①表面活性劑在(zai)界(jie)面上的吸附
表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)分子中(zhong)(zhong)具有親(qin)油基和親(qin)水(shui)(shui)(shui)基,為兩(liang)親(qin)分子。水(shui)(shui)(shui)是強極性(xing)液體,當表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)溶于水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)時,根據極性(xing)相(xiang)似相(xiang)引﹑極性(xing)相(xiang)異相(xiang)斥原理,其親(qin)水(shui)(shui)(shui)基與水(shui)(shui)(shui)相(xiang)引而溶于水(shui)(shui)(shui),其親(qin)油基與水(shui)(shui)(shui)相(xiang)斥而離開水(shui)(shui)(shui),結(jie)果表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)分子(或離子)吸(xi)附在(zai)兩(liang)相(xiang)界(jie)面上,使兩(liang)相(xiang)間的界(jie)面張(zhang)力降(jiang)低。表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)分子(或離子)在(zai)界(jie)面上吸(xi)附越多,界(jie)面張(zhang)力降(jiang)低越大。
② 吸附膜的一些性(xing)質
吸(xi)附(fu)(fu)膜(mo)的(de)表面壓力:表面活性劑在(zai)氣液(ye)界(jie)(jie)面吸(xi)附(fu)(fu)形成(cheng)吸(xi)附(fu)(fu)膜(mo),如在(zai)界(jie)(jie)面上放置一無摩擦(ca)可(ke)移動(dong)浮(fu)片(pian),以浮(fu)片(pian)沿溶(rong)液(ye)面推動(dong)吸(xi)附(fu)(fu)質膜(mo),膜(mo)對浮(fu)片(pian)產(chan)生一壓力,此壓力稱為表面壓力。
表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)黏(nian)度(du):與表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)壓力(li)一(yi)(yi)樣(yang),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)黏(nian)度(du)是由不溶性分子膜(mo)(mo)表(biao)(biao)(biao)現出的(de)(de)一(yi)(yi)種性質。以細金屬絲懸吊一(yi)(yi)白金環,令其(qi)平面(mian)(mian)(mian)(mian)接觸水(shui)(shui)槽的(de)(de)水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian),旋轉白金環,白金環受水(shui)(shui)的(de)(de)黏(nian)度(du)阻(zu)礙,振(zhen)幅(fu)逐漸衰(shuai)減,據此可測定表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)黏(nian)度(du),方法是:先(xian)在純水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)進行(xing)實驗,測出振(zhen)幅(fu)衰(shuai)減,然后測定形成表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)后的(de)(de)衰(shuai)減,從兩者的(de)(de)差值(zhi)求(qiu)出表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)的(de)(de)黏(nian)度(du)。
表(biao)(biao)(biao)面黏(nian)度(du)與表(biao)(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)的牢固度(du)密切(qie)有(you)關,由(you)于吸(xi)附(fu)膜(mo)(mo)(mo)有(you)表(biao)(biao)(biao)面壓力和黏(nian)度(du),它必定(ding)具(ju)有(you)彈性。吸(xi)附(fu)膜(mo)(mo)(mo)的表(biao)(biao)(biao)面壓力越大(da),黏(nian)度(du)越高(gao),其彈性模量就越大(da)。表(biao)(biao)(biao)面吸(xi)附(fu)膜(mo)(mo)(mo)的彈性模量在(zai)穩泡過程(cheng)中(zhong)有(you)重(zhong)要意義。
③ 膠束的形成
表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)的(de)稀(xi)溶(rong)液(ye)服從(cong)理(li)想溶(rong)液(ye)所遵循(xun)的(de)規律(lv)。表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)在溶(rong)液(ye)表(biao)面(mian)的(de)吸(xi)附量(liang)隨溶(rong)液(ye)濃度增高而增多,當濃度達到或超過(guo)某(mou)值后,吸(xi)附量(liang)不再增加(jia),這些過(guo)多的(de)表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)分子在溶(rong)液(ye)內(nei)是雜亂無(wu)章(zhang)的(de),抑或以(yi)某(mou)種有規律(lv)的(de)方式存(cun)在。實踐(jian)和理(li)論均表(biao)明,它們在溶(rong)液(ye)內(nei)形成締(di)合(he)體,這種締(di)合(he)體稱(cheng)為膠(jiao)束。
臨界(jie)膠(jiao)束(shu)濃度:表(biao)面活性劑在溶液(ye)中形成膠(jiao)束(shu)的最低濃度稱為臨界(jie)膠(jiao)束(shu)濃度。
6、親水親油平衡值
HLB是(shi)hydrophile lipophile balance的(de)縮寫,表示了表面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)的(de)親(qin)(qin)水(shui)(shui)基(ji)團和親(qin)(qin)油基(ji)團具(ju)有的(de)親(qin)(qin)水(shui)(shui)親(qin)(qin)油平衡值(zhi),即表面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)HLB值(zhi)。HLB值(zhi)大(da),表示分子的(de)親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)強,親(qin)(qin)油性(xing)(xing)(xing)弱;反之親(qin)(qin)油性(xing)(xing)(xing)強,親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)弱。
① HLB值的規定
HLB值是個相對值,故在制定HLB值時,作為標準,規定無親水性能的石蠟的HLB值為0,而水溶性較強的十二烷基硫酸鈉的(de)HLB值(zhi)為(wei)(wei)40。因此(ci)表面活性(xing)劑(ji)的(de)HLB值(zhi)一般在1~40范圍以(yi)內。通(tong)常來說,HLB值(zhi)小(xiao)于(yu)10的(de)乳化劑(ji)為(wei)(wei)親(qin)油(you)性(xing)的(de),而大于(yu)10的(de)乳化劑(ji)則是親(qin)水性(xing)的(de)。因此(ci),由親(qin)油(you)性(xing)到(dao)親(qin)水性(xing)的(de)轉折點(dian)約(yue)為(wei)(wei)10。
根據(ju)表面活(huo)性劑的(de)HLB值,可(ke)大致了解(jie)其(qi)可(ke)能的(de)用途,如(ru)表1-3所示(shi)。
表1-3 HLB范圍及其應用性能
HLB值 | 用途 | HLB值 | 用途 |
1.5~3 | W/O型消泡劑 | 8~18 | O/W型乳化劑 |
3.5~6 | W/O型乳化劑 | 13~15 | 洗滌劑 |
7~9 | 潤濕劑 | 15~18 | 增溶劑 |
由上表(biao)可(ke)知,適合(he)于作油包水型(xing)乳(ru)化劑(ji)的表(biao)面活性劑(ji)的HLB值為(wei)3.5~6,而水包油型(xing)乳(ru)化劑(ji)的HLB值為(wei)8~18。
7、乳化作用和增溶作用
兩(liang)種互不(bu)(bu)溶的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti),一(yi)種以(yi)(yi)微粒(液(ye)(ye)滴(di)或液(ye)(ye)晶)分(fen)散于(yu)(yu)另(ling)一(yi)種中(zhong)形成(cheng)的(de)體(ti)(ti)系稱為(wei)乳(ru)(ru)(ru)狀液(ye)(ye)。形成(cheng)乳(ru)(ru)(ru)狀液(ye)(ye)時由于(yu)(yu)兩(liang)液(ye)(ye)體(ti)(ti)的(de)界(jie)面積增大(da),所以(yi)(yi)這種體(ti)(ti)系在(zai)熱力學上是不(bu)(bu)穩(wen)定的(de),為(wei)使(shi)乳(ru)(ru)(ru)狀液(ye)(ye)穩(wen)定需要加入(ru)第三組分(fen)—乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)(ji)以(yi)(yi)降低體(ti)(ti)系的(de)界(jie)面能。乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)(ji)屬于(yu)(yu)表(biao)面活性劑(ji)(ji),其主要功能是起乳(ru)(ru)(ru)作用。乳(ru)(ru)(ru)狀液(ye)(ye)中(zhong)以(yi)(yi)液(ye)(ye)滴(di)存在(zai)的(de)那一(yi)相稱為(wei)分(fen)散相(或內(nei)相﹑不(bu)(bu)連(lian)續(xu)相),連(lian)成(cheng)一(yi)片的(de)另(ling)一(yi)相叫做分(fen)散介質(或外相﹑連(lian)續(xu)相)。
①乳化劑和乳狀液
常(chang)見的乳(ru)(ru)狀液(ye)(ye)(ye),一相是(shi)水(shui)(shui)(shui)或(huo)水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液(ye)(ye)(ye),另一相是(shi)與水(shui)(shui)(shui)不相混(hun)溶(rong)的有機(ji)物,如油(you)(you)脂﹑蠟等。水(shui)(shui)(shui)和(he)油(you)(you)形(xing)(xing)成的乳(ru)(ru)狀液(ye)(ye)(ye),根據其(qi)分(fen)散(san)情形(xing)(xing)可(ke)(ke)分(fen)為兩(liang)種:油(you)(you)分(fen)散(san)在水(shui)(shui)(shui)中形(xing)(xing)成水(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao)油(you)(you)型(xing)乳(ru)(ru)狀液(ye)(ye)(ye),以O/W(油(you)(you)/水(shui)(shui)(shui))表示:水(shui)(shui)(shui)分(fen)散(san)油(you)(you)中形(xing)(xing)成油(you)(you)包(bao)(bao)水(shui)(shui)(shui)型(xing)乳(ru)(ru)狀液(ye)(ye)(ye),以W/O(水(shui)(shui)(shui)/油(you)(you))表示。此外(wai)還(huan)可(ke)(ke)能形(xing)(xing)成復(fu)雜(za)的水(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao)油(you)(you)包(bao)(bao)水(shui)(shui)(shui)W/O/W型(xing)和(he)油(you)(you)包(bao)(bao)水(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao)油(you)(you)O/W/O型(xing)的多元乳(ru)(ru)狀液(ye)(ye)(ye)。
乳(ru)化(hua)劑是通過降低界面張力和形成單(dan)分子(zi)界面膜使(shi)乳(ru)狀液穩定的。
在(zai)乳(ru)(ru)(ru)化作(zuo)用中對(dui)乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)的要求:a:乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)必(bi)須(xu)能(neng)吸附或富集在(zai)兩(liang)相的界面(mian)上(shang),使界面(mian)張力降低;b:乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)必(bi)須(xu)賦(fu)予(yu)粒(li)子以電荷,使粒(li)子間產(chan)生靜電排斥(chi),或在(zai)粒(li)子周圍形成一層(ceng)穩定的﹑黏度特(te)別高的保(bao)護膜。所以,用作(zuo)乳(ru)(ru)(ru)化劑(ji)的物質必(bi)須(xu)具有(you)兩(liang)親基團(tuan)才能(neng)起乳(ru)(ru)(ru)化作(zuo)用,表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)能(neng)滿足這種要求。
②乳化液的制(zhi)備方法(fa)和影響乳狀液穩(wen)定性的因素
制備(bei)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)的方法有(you)兩種:一(yi)(yi)種是采用(yong)(yong)機械法使(shi)液(ye)體(ti)以(yi)微小的粒子(zi)分(fen)散于(yu)另一(yi)(yi)種液(ye)體(ti)中,工業上多采用(yong)(yong)這種方法制備(bei)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye);另一(yi)(yi)種是將液(ye)體(ti)以(yi)分(fen)子(zi)狀(zhuang)(zhuang)態溶于(yu)另一(yi)(yi)液(ye)體(ti)中,然后使(shi)其(qi)適(shi)當(dang)地聚集而(er)形成(cheng)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)。
乳狀(zhuang)液的(de)(de)穩(wen)(wen)定性是(shi)指反抗粒子聚(ju)集(ji)而導致(zhi)相分離的(de)(de)能(neng)力。乳狀(zhuang)液在熱力學上是(shi)不穩(wen)(wen)定的(de)(de)體(ti)系,有(you)較大的(de)(de)自由(you)能(neng)。因此所謂乳狀(zhuang)液的(de)(de)穩(wen)(wen)定性實際上是(shi)指體(ti)系達到平衡狀(zhuang)態所需要(yao)的(de)(de)時間,即體(ti)系中一種(zhong)液體(ti)發生(sheng)分離所需要(yao)的(de)(de)時間。
當(dang)界(jie)(jie)面膜(mo)(mo)中有脂(zhi)(zhi)肪醇﹑脂(zhi)(zhi)肪酸和脂(zhi)(zhi)肪胺(an)等(deng)極(ji)性(xing)有機(ji)物(wu)分子(zi)時,膜(mo)(mo)強(qiang)度顯著(zhu)增(zeng)高。這是因為,在界(jie)(jie)面吸(xi)附層中乳化劑(ji)分子(zi)與醇﹑酸和胺(an)等(deng)極(ji)性(xing)分子(zi)發生作用形成“復合物(wu)”,使界(jie)(jie)面膜(mo)(mo)強(qiang)度增(zeng)高的緣故。
由(you)兩種以(yi)上表(biao)面(mian)(mian)活性劑(ji)組成的(de)乳化(hua)劑(ji)稱為混(hun)合(he)乳化(hua)劑(ji)。混(hun)合(he)乳化(hua)劑(ji)吸(xi)附(fu)在水/油(you)界面(mian)(mian)上,分子(zi)間(jian)發(fa)生作用可形成絡合(he)物。由(you)于(yu)分子(zi)間(jian)強烈作用,界面(mian)(mian)張力顯著降低(di),乳化(hua)劑(ji)在界面(mian)(mian)上吸(xi)附(fu)量顯著增(zeng)多(duo),形成的(de)界面(mian)(mian)膜密度增(zeng)大,強度增(zeng)高。
液(ye)(ye)(ye)珠的(de)電(dian)荷(he)對(dui)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)(ye)(ye)的(de)穩(wen)定(ding)性有明顯的(de)影響(xiang)。穩(wen)定(ding)的(de)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)(ye)(ye),其液(ye)(ye)(ye)珠一般都(dou)帶有電(dian)荷(he)。當(dang)使用離子(zi)型乳化劑時,吸附在(zai)界(jie)面(mian)上的(de)乳化劑離子(zi)其親(qin)油基插(cha)入油相,親(qin)水(shui)基處于(yu)(yu)水(shui)相,從而使液(ye)(ye)(ye)珠帶電(dian)。由于(yu)(yu)乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)(ye)(ye)的(de)液(ye)(ye)(ye)珠帶同種電(dian)荷(he),它(ta)們之間相互排(pai)斥,不(bu)易聚結,使穩(wen)定(ding)性增高。可(ke)見,液(ye)(ye)(ye)珠上吸附的(de)乳化劑離子(zi)越多,其帶電(dian)量越大,防止液(ye)(ye)(ye)珠聚結能力也越大,乳狀(zhuang)(zhuang)液(ye)(ye)(ye)體系就越穩(wen)定(ding)。
乳(ru)(ru)狀液(ye)分(fen)散(san)(san)介(jie)質的黏度對乳(ru)(ru)狀液(ye)的穩(wen)定性(xing)有(you)一定影響。一般(ban),分(fen)散(san)(san)介(jie)質的黏度越大,乳(ru)(ru)狀液(ye)的穩(wen)定性(xing)越高。這是因為分(fen)散(san)(san)介(jie)質的黏度大,對液(ye)珠的布朗(lang)運動(dong)阻礙(ai)作用強,減緩了液(ye)珠之間(jian)碰撞,使體系(xi)保(bao)持穩(wen)定。通常(chang)能(neng)溶(rong)于乳(ru)(ru)狀液(ye)的高分(fen)子(zi)物質均能(neng)增高體系(xi)的黏度,使乳(ru)(ru)狀液(ye)的穩(wen)定性(xing)增高。此外(wai)高分(fen)子(zi)還能(neng)形成堅固的界面(mian)膜,使乳(ru)(ru)狀液(ye)體系(xi)更加穩(wen)定。
在某(mou)些情況(kuang)下加(jia)入固(gu)體(ti)粉(fen)(fen)未也能(neng)使(shi)乳狀液趨(qu)于(yu)穩定。固(gu)體(ti)粉(fen)(fen)未處于(yu)水﹑油(you)中或界面(mian)上(shang),取決于(yu)油(you)﹑水對(dui)固(gu)體(ti)粉(fen)(fen)未的潤(run)濕(shi)能(neng)力(li),若固(gu)體(ti)粉(fen)(fen)未完全為水潤(run)濕(shi),又能(neng)被油(you)潤(run)濕(shi),才會滯(zhi)留于(yu)水油(you)界面(mian)上(shang)。
固(gu)體(ti)粉(fen)未(wei)使乳狀液(ye)穩定的(de)(de)原因在于(yu),聚(ju)集于(yu)界(jie)面(mian)的(de)(de)粉(fen)未(wei)增強了界(jie)面(mian)膜,這與界(jie)面(mian)吸附(fu)乳化劑分子相(xiang)似,故(gu)固(gu)體(ti)粉(fen)未(wei)料子在界(jie)面(mian)上排列得(de)越(yue)(yue)緊密,乳狀液(ye)越(yue)(yue)穩定。
表面活性劑(ji)在水溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)形成膠束(shu)后(hou)具有(you)(you)能(neng)使不溶(rong)(rong)(rong)或微溶(rong)(rong)(rong)于水的(de)有(you)(you)機物(wu)的(de)溶(rong)(rong)(rong)解度顯著增(zeng)(zeng)大(da)的(de)能(neng)力,且此時溶(rong)(rong)(rong)液呈透(tou)明狀(zhuang),膠束(shu)的(de)這種作用(yong)稱(cheng)為(wei)增(zeng)(zeng)溶(rong)(rong)(rong)。能(neng)產生增(zeng)(zeng)溶(rong)(rong)(rong)作用(yong)的(de)表面活性劑(ji)叫做增(zeng)(zeng)溶(rong)(rong)(rong)劑(ji),被增(zeng)(zeng)溶(rong)(rong)(rong)的(de)有(you)(you)機物(wu)稱(cheng)為(wei)被增(zeng)(zeng)溶(rong)(rong)(rong)物(wu)。
8、泡沫
泡(pao)沫(mo)在洗(xi)滌過程中起著(zhu)重要的作用。泡(pao)沫(mo)是指氣(qi)體分(fen)散(san)在液體或固(gu)體中的分(fen)散(san)體系,氣(qi)體為分(fen)散(san)相,液體或固(gu)體為分(fen)散(san)介質,前者稱為液體泡(pao)沫(mo),而后者稱為固(gu)體泡(pao)沫(mo),如泡(pao)沫(mo)塑(su)料,泡(pao)沫(mo)玻(bo)璃,泡(pao)沫(mo)水泥等。
(1) 泡沫的形成
我們這里所(suo)說的(de)(de)泡(pao)沫,是(shi)指被液體薄膜隔開(kai)的(de)(de)氣泡(pao)的(de)(de)聚集物。這種泡(pao)沫由(you)于分散相(xiang)(氣體)和分散介質(液體)的(de)(de)密(mi)度(du)相(xiang)差較(jiao)大,加之液體的(de)(de)黏度(du)低,因此氣泡(pao)總是(shi)能很快地(di)升到液面。
形成(cheng)泡沫的過程是將(jiang)大量氣(qi)(qi)體帶入液(ye)(ye)體,液(ye)(ye)體中(zhong)的氣(qi)(qi)泡又很快返回到液(ye)(ye)面,形成(cheng)由(you)少(shao)量液(ye)(ye)氣(qi)(qi)隔開(kai)的氣(qi)(qi)泡聚集體。
泡(pao)沫(mo)在形(xing)(xing)態上具有(you)(you)兩(liang)個顯著的(de)(de)(de)(de)特點:其(qi)(qi)一(yi)(yi)是(shi)作(zuo)為(wei)(wei)分(fen)散相的(de)(de)(de)(de)氣泡(pao)常常是(shi)呈多面體形(xing)(xing)狀,這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)在氣泡(pao)的(de)(de)(de)(de)相交處,有(you)(you)一(yi)(yi)種液膜變薄的(de)(de)(de)(de)趨勢使氣泡(pao)成(cheng)為(wei)(wei)多面體,當液膜變薄到一(yi)(yi)定(ding)程度,則導(dao)致氣泡(pao)破裂;其(qi)(qi)二是(shi),純凈液不能(neng)形(xing)(xing)成(cheng)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)泡(pao)沫(mo),能(neng)形(xing)(xing)成(cheng)泡(pao)沫(mo)的(de)(de)(de)(de)液體,至少是(shi)兩(liang)個以上的(de)(de)(de)(de)組分(fen)。表面活性(xing)劑的(de)(de)(de)(de)水溶液是(shi)典型的(de)(de)(de)(de)易產生泡(pao)沫(mo)的(de)(de)(de)(de)體系,其(qi)(qi)生成(cheng)泡(pao)沫(mo)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力與(yu)其(qi)(qi)他性(xing)能(neng)也有(you)(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)關系。
起泡(pao)(pao)力好的(de)(de)(de)表面活性劑(ji)稱為(wei)起泡(pao)(pao)劑(ji)。起泡(pao)(pao)劑(ji)盡管具有良好的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)沫(mo)能(neng)力,但形成的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)沫(mo)不一定(ding)(ding)能(neng)維(wei)持(chi)較長的(de)(de)(de)時間,即其穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性不一定(ding)(ding)良好。為(wei)了保持(chi)泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding),常(chang)在(zai)起泡(pao)(pao)劑(ji)中加入能(neng)增加泡(pao)(pao)沫(mo)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)物質(zhi),這種物質(zhi)稱為(wei)穩(wen)(wen)泡(pao)(pao)劑(ji),常(chang)用的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)泡(pao)(pao)劑(ji)有月桂酰二乙醇胺和十二烷基(ji)二甲基(ji)胺的(de)(de)(de)氧化物。
(2) 泡沫(mo)的(de)穩定(ding)性
泡(pao)沫(mo)是(shi)一種熱力學(xue)不穩定(ding)體(ti)系(xi),最(zui)后的趨勢是(shi)破泡(pao)之后體(ti)系(xi)內(nei)液體(ti)的總(zong)表面積(ji)減小,自由能降(jiang)低。消泡(pao)過程(cheng)就(jiu)是(shi)隔開氣體(ti)的液膜由厚(hou)變薄,直至破裂(lie)的過程(cheng)。因此,泡(pao)沫(mo)的穩定(ding)程(cheng)度(du)主要是(shi)由排液快慢和液膜的強(qiang)度(du)決定(ding)的。其(qi)影(ying)響因素(su)還有以下幾種。
①表面張力
從能(neng)量觀點考慮,低(di)表(biao)面張力對于泡沫的形成比較(jiao)有(you)利(li),但不能(neng)保(bao)證泡沫穩定(ding)。表(biao)面張力低(di),壓差小,排液(ye)(ye)速度(du)變(bian)慢(man),液(ye)(ye)膜變(bian)薄較(jiao)慢(man),有(you)利(li)于泡沫的穩定(ding)。
②表面黏度
決(jue)定泡沫(mo)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)關鍵(jian)因(yin)素在于液膜強度(du)(du),而液膜強度(du)(du)主要決(jue)定于表(biao)(biao)面吸附膜的(de)(de)堅固性(xing),以表(biao)(biao)面黏(nian)度(du)(du)為其(qi)量度(du)(du)。實驗證明(ming),表(biao)(biao)面黏(nian)度(du)(du)較(jiao)大的(de)(de)溶液所(suo)生成的(de)(de)泡沫(mo)壽命(ming)較(jiao)長。這是(shi)因(yin)為表(biao)(biao)面吸附分子間的(de)(de)相互(hu)作用導致膜強度(du)(du)增大,從而提高泡沫(mo)的(de)(de)壽命(ming)。
③溶液黏度
當液(ye)體(ti)本身的黏度增大時,液(ye)膜(mo)(mo)中的液(ye)體(ti)不易排出,液(ye)膜(mo)(mo)厚度變薄的速(su)度較慢,延緩了液(ye)膜(mo)(mo)破裂的時間(jian),增加(jia)了泡沫的穩定(ding)性。
④表(biao)面(mian)張力(li)的“修復”作用
表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑吸(xi)附(fu)(fu)(fu)于(yu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的液膜,有反(fan)抗液膜表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)擴張(zhang)或收(shou)縮(suo)的能(neng)力,我們將(jiang)(jiang)這一(yi)能(neng)力稱為修(xiu)復作用。這是因為有表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑在表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)上吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的液膜,擴張(zhang)其(qi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積將(jiang)(jiang)降低表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)分子(zi)的濃度(du),增大(da)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力。進(jin)一(yi)步(bu)擴大(da)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)將(jiang)(jiang)需要做更(geng)大(da)的功。反(fan)之表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積收(shou)縮(suo)將(jiang)(jiang)增加表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)分子(zi)的濃度(du),即減小表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力,不利于(yu)進(jin)一(yi)步(bu)的收(shou)縮(suo)。
⑤氣體通(tong)過液膜(mo)的擴散
由(you)于毛細壓力(li)的(de)存在,泡(pao)沫(mo)中小(xiao)泡(pao)的(de)壓力(li)要比大泡(pao)壓力(li)高,會造成小(xiao)泡(pao)中的(de)氣體透過(guo)液(ye)膜擴(kuo)散到低(di)壓的(de)大泡(pao)中,造成小(xiao)泡(pao)變小(xiao),大泡(pao)變大,最終泡(pao)沫(mo)破裂(lie)的(de)現象。如(ru)果加(jia)入表面活性劑(ji),發泡(pao)時則可使(shi)(shi)泡(pao)沫(mo)均勻(yun)細密,不(bu)易消(xiao)泡(pao)。由(you)于表面活性劑(ji)緊(jin)密排列在液(ye)膜上,透氣困難,而(er)使(shi)(shi)泡(pao)沫(mo)更加(jia)穩定(ding)。
⑥表面電荷的影響
如(ru)果泡沫液(ye)膜帶有相同符號的電(dian)荷(he),液(ye)膜兩個表面(mian)將(jiang)互相排斥(chi),防止了液(ye)膜變薄乃(nai)至破壞(huai)。離子型表面(mian)活性劑可起這種穩定作用。
綜上所述,液(ye)膜(mo)強(qiang)度是決定泡沫(mo)穩定性的(de)(de)關鍵(jian)因(yin)素(su)。作為起泡劑和穩泡劑的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)活(huo)性劑,其表(biao)(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)分(fen)子(zi)排列的(de)(de)緊(jin)(jin)密(mi)性和牢(lao)固性是最重(zhong)要的(de)(de)因(yin)素(su)。表(biao)(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)分(fen)子(zi)相互作用強(qiang)時(shi),吸(xi)附(fu)分(fen)子(zi)排列結構緊(jin)(jin)密(mi),這不(bu)僅使(shi)表(biao)(biao)面(mian)膜(mo)本身具有較高(gao)的(de)(de)強(qiang)度,而(er)且因(yin)表(biao)(biao)面(mian)黏度較高(gao)使(shi)鄰近(jin)表(biao)(biao)面(mian)膜(mo)的(de)(de)溶(rong)液(ye)不(bu)易流(liu)動,液(ye)膜(mo)排液(ye)相對困難,液(ye)膜(mo)的(de)(de)厚度易于(yu)維持。此外(wai),排列緊(jin)(jin)密(mi)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)分(fen)子(zi)還能減(jian)低(di)氣體分(fen)子(zi)的(de)(de)透過性從而(er)也可(ke)增加(jia)泡沫(mo)的(de)(de)穩定性。
(3) 泡沫(mo)的破壞
破(po)壞泡沫(mo)的(de)基本原則就是(shi)改變產生泡沫(mo)的(de)條件或(huo)消除泡沫(mo)的(de)穩(wen)定因素(su),因而有物理和化學兩種消泡方(fang)法。
物(wu)(wu)理消(xiao)泡就是(shi)在維持泡沫溶液的(de)化學成分不變的(de)情況下改變泡沫產生的(de)條(tiao)件,如外力(li)的(de)擾動(dong)﹑溫度(du)或壓(ya)力(li)的(de)改變以及超聲處理等都是(shi)消(xiao)除泡沫的(de)有效物(wu)(wu)理方法。
化(hua)學消泡(pao)(pao)(pao)法是加入某(mou)些物質(zhi)與起泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)發生作(zuo)用(yong),降低泡(pao)(pao)(pao)沫中液膜的(de)強度進而降低泡(pao)(pao)(pao)沫的(de)穩定性以達到消泡(pao)(pao)(pao)的(de)目的(de),這樣的(de)物質(zhi)稱為(wei)(wei)消泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)。消泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)大(da)多數為(wei)(wei)表面(mian)活性劑(ji)(ji)。因此根據消泡(pao)(pao)(pao)的(de)作(zuo)用(yong)機(ji)理,消泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)應(ying)當具有較(jiao)強的(de)降低表面(mian)張(zhang)力的(de)能力,容(rong)易(yi)吸(xi)附(fu)(fu)在表面(mian)上,且表面(mian)吸(xi)附(fu)(fu)分子間的(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)較(jiao)弱,吸(xi)附(fu)(fu)分子排列結構較(jiao)為(wei)(wei)疏(shu)松。
消(xiao)泡(pao)劑的(de)種(zhong)類多種(zhong)多樣,但(dan)基本上都為非(fei)(fei)離(li)子(zi)表面(mian)(mian)活性劑。非(fei)(fei)離(li)子(zi)表面(mian)(mian)活性劑在其濁(zhuo)點附近(jin)或濁(zhuo)點以上時具有防泡(pao)性能,常(chang)用作(zuo)消(xiao)泡(pao)劑。醇類,特別是有分支結構的(de)醇﹑脂肪酸(suan)及脂肪酸(suan)酯﹑多酰(xian)胺(an)﹑磷(lin)酸(suan)酯﹑硅油等也是常(chang)用的(de)優良(liang)消(xiao)泡(pao)劑。
(4) 泡(pao)沫與洗滌
泡沫與洗滌作用(yong)并沒有直(zhi)接的(de)聯(lian)系,泡沫量的(de)多少并不(bu)表示洗滌效果的(de)好壞。例如非離(li)子表面活性(xing)劑的(de)起泡性(xing)能遠(yuan)不(bu)如肥皂,但其去污力卻(que)比肥皂優異得多。
在某些情況下,泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)在去除污(wu)垢(gou)方面還是(shi)有幫助的(de)(de)(de)。例(li)如(ru):家庭(ting)洗(xi)滌餐具時(shi),洗(xi)滌液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)可(ke)以將洗(xi)下來(lai)的(de)(de)(de)油(you)(you)滴帶走(zou);擦洗(xi)地毯時(shi),泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)有助于帶走(zou)塵(chen)土(tu)﹑粉未等(deng)固(gu)體污(wu)垢(gou)。另外,泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)有時(shi)可(ke)以作(zuo)為洗(xi)滌液(ye)(ye)(ye)是(shi)否(fou)(fou)有效(xiao)的(de)(de)(de)一個(ge)標志,因為脂肪性(xing)油(you)(you)污(wu)對洗(xi)滌液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)有抑制作(zuo)用,當油(you)(you)污(wu)過(guo)多(duo)﹑洗(xi)滌劑量(liang)(liang)少(shao)(shao)時(shi),就不會有泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)生成,或使原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)消失。泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)有時(shi)還可(ke)以作(zuo)為漂洗(xi)是(shi)否(fou)(fou)干凈的(de)(de)(de)指示(shi)劑,因為漂洗(xi)液(ye)(ye)(ye)中泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)量(liang)(liang)往往隨(sui)洗(xi)滌劑含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)減少(shao)(shao)而(er)減少(shao)(shao),因此可(ke)以泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)多(duo)少(shao)(shao)來(lai)評價漂洗(xi)的(de)(de)(de)程度。
9、洗滌過程
從(cong)廣義上講,洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)是從(cong)被洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)對象(xiang)中除(chu)(chu)去不(bu)需要的成分(fen)并(bing)達到(dao)某種目(mu)的的過程(cheng)(cheng)。通常意義的洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)是指(zhi)從(cong)載體表面去除(chu)(chu)污(wu)垢的過程(cheng)(cheng)。在洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)時(shi),通過一些化(hua)學(xue)物(wu)質(如洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)劑(ji)(ji)等)的作(zuo)用以減(jian)弱或消除(chu)(chu)污(wu)垢與(yu)載體之間的相互作(zuo)用,使污(wu)垢與(yu)載體的結(jie)合轉變為污(wu)垢與(yu)洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)劑(ji)(ji)的結(jie)合,最(zui)終使污(wu)垢與(yu)載體脫離,因被洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)對象(xiang)和要清除(chu)(chu)的污(wu)垢是多種多樣的,因此洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)是一個十分(fen)復(fu)雜(za)的過程(cheng)(cheng),洗(xi)滌(di)(di)(di)(di)(di)作(zuo)用的基本過程(cheng)(cheng)可(ke)用如下簡單關系(xi)表示
載體(ti)??污(wu)垢(gou)+洗滌劑=載體(ti)+污(wu)垢(gou)?洗滌劑
洗(xi)滌(di)過程通(tong)常可分(fen)(fen)為兩個階段(duan):一(yi)是(shi)在洗(xi)滌(di)劑(ji)的作用下,污(wu)(wu)垢(gou)與其(qi)載體分(fen)(fen)離(li)(li);二是(shi)脫離(li)(li)的污(wu)(wu)垢(gou)被(bei)分(fen)(fen)散﹑懸(xuan)浮(fu)于介質(zhi)中(zhong)。洗(xi)滌(di)過程是(shi)一(yi)個可逆過程,分(fen)(fen)散﹑懸(xuan)浮(fu)于介質(zhi)中(zhong)的污(wu)(wu)垢(gou)也(ye)有(you)可能從介質(zhi)中(zhong)重新沉(chen)淀到(dao)被(bei)洗(xi)物上。因(yin)此(ci),一(yi)種優良(liang)的洗(xi)滌(di)劑(ji)除(chu)了具有(you)使污(wu)(wu)垢(gou)脫離(li)(li)載體的能力(li)外,還應有(you)較好的分(fen)(fen)散和懸(xuan)浮(fu)污(wu)(wu)垢(gou)﹑防止污(wu)(wu)垢(gou)再沉(chen)積(ji)的能力(li)。
(1) 污(wu)垢的種(zhong)類(lei)
即(ji)使(shi)是同一(yi)種物(wu)品(pin),如(ru)(ru)果使(shi)用環(huan)境不同,則污(wu)垢的(de)(de)種類﹑成(cheng)分和數量也(ye)會不同。油(you)體污(wu)垢主要(yao)(yao)是一(yi)些動﹑植(zhi)物(wu)油(you)及礦物(wu)油(you)(如(ru)(ru)原油(you)﹑燃料(liao)油(you)﹑煤焦油(you)等),固(gu)體污(wu)垢主要(yao)(yao)是煙塵(chen)﹑灰土﹑鐵銹﹑炭黑等。就衣服的(de)(de)污(wu)垢而言,有來(lai)自(zi)人體的(de)(de)污(wu)垢,如(ru)(ru)汗﹑皮脂﹑血(xue)等;來(lai)自(zi)食品(pin)的(de)(de)污(wu)垢,如(ru)(ru)水果漬﹑食用油(you)漬﹑調味(wei)品(pin)漬﹑淀粉(fen)等;有化妝品(pin)帶來(lai)的(de)(de)污(wu)垢,如(ru)(ru)唇膏﹑指甲油(you)等;從大氣中來(lai)的(de)(de)污(wu)垢,如(ru)(ru)煙塵(chen)﹑灰塵(chen)﹑泥土等;其他如(ru)(ru)墨水﹑茶水﹑涂料(liao)等。可以說形形色色,種類繁多。
各種(zhong)各樣的(de)污垢(gou)通常可(ke)分(fen)為固體污垢(gou)﹑液體污垢(gou)和特(te)殊(shu)污垢(gou)三大(da)類。
①固(gu)體污垢(gou)(gou) 常見的固(gu)體污垢(gou)(gou)有灰﹑泥(ni)﹑土﹑鐵銹和炭黑等顆粒。這些顆粒表(biao)面(mian)大多帶有電荷,多數帶負電,容易吸(xi)附(fu)在纖維物品上。一(yi)般固(gu)體污垢(gou)(gou)較難溶(rong)于水,但可被洗滌(di)劑溶(rong)液分散(san)﹑懸浮。質點較小的固(gu)體污垢(gou)(gou),除去較為困難。
②液體污(wu)垢(gou) 液體污(wu)垢(gou)大都是(shi)油溶(rong)性的,包(bao)括動植油﹑脂肪(fang)酸﹑脂肪(fang)醇﹑礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)油及其氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)等。其中動植物(wu)(wu)(wu)油﹑脂肪(fang)酸類(lei)能與堿發生皂(zao)化(hua)作用(yong),而脂肪(fang)醇 ﹑礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)油則(ze)不為堿所皂(zao)化(hua),但能溶(rong)于醇﹑醚(mi)和烴類(lei)有(you)機溶(rong)劑(ji),并被洗滌劑(ji)水溶(rong)液乳化(hua)和分散(san)。油溶(rong)性液體污(wu)垢(gou)一般與纖維(wei)物(wu)(wu)(wu)品(pin)具有(you)較強(qiang)的作用(yong)力,在(zai)纖維(wei)上吸附較為牢固。
③特殊污垢 特殊污垢有蛋白(bai)質﹑淀粉﹑血(xue)﹑人體分泌物如汗﹑皮脂﹑尿以及果汁(zhi)﹑茶(cha)汁(zhi)等。這類污垢大多能通過化學(xue)作(zuo)用而較強地吸附在纖維(wei)物品上(shang)。故(gu)洗滌起來比較困(kun)難。
各(ge)種污垢很少單獨存(cun)在,往往是(shi)混在一起,共同吸附在物品上。污垢有時在外界(jie)的(de)影響下還會氧化(hua)﹑分解或(huo)腐敗,從而產生新(xin)的(de)污垢。
(2) 污(wu)垢的黏附(fu)作用
衣服﹑手等之(zhi)(zhi)所以能沾上污垢,是因為(wei)物體與(yu)污垢之(zhi)(zhi)間(jian)存在著(zhu)某種(zhong)相互作用(yong)。污垢在物體上的黏附作用(yong)多(duo)種(zhong)多(duo)樣,但不外(wai)乎物理性黏附和化(hua)學黏附兩種(zhong)。
①煙灰﹑塵土﹑泥(ni)沙﹑炭黑等在衣(yi)物(wu)上的黏附屬物(wu)理黏附
一(yi)般來(lai)說,通(tong)過(guo)這種黏(nian)(nian)附(fu)(fu)的(de)(de)污(wu)垢(gou),與被沾污(wu)的(de)(de)物體之間的(de)(de)作用相(xiang)對較(jiao)弱,污(wu)垢(gou)的(de)(de)去除也(ye)比較(jiao)容易。依作用力的(de)(de)不同,污(wu)垢(gou)的(de)(de)物理黏(nian)(nian)附(fu)(fu)又可分為機械力黏(nian)(nian)附(fu)(fu)和靜(jing)電(dian)力黏(nian)(nian)附(fu)(fu)。
A:機(ji)械(xie)(xie)力黏(nian)(nian)(nian)附(fu) 這一類黏(nian)(nian)(nian)附(fu)主要(yao)指(zhi)的(de)是(shi)一些(xie)固體污(wu)垢(gou)(gou)(如塵土﹑泥沙)的(de)黏(nian)(nian)(nian)附(fu)作(zuo)用。機(ji)械(xie)(xie)力黏(nian)(nian)(nian)附(fu)是(shi)污(wu)垢(gou)(gou)比較(jiao)弱的(de)一種黏(nian)(nian)(nian)附(fu)方式,幾乎可以用單純的(de)機(ji)械(xie)(xie)方法(fa)將污(wu)垢(gou)(gou)去(qu)除掉,但當污(wu)垢(gou)(gou)的(de)質點比較(jiao)小時(<0.1um),去(qu)除起來比較(jiao)困難。
B:靜電力黏(nian)附(fu) 靜電力黏(nian)附(fu)主要表(biao)現在(zai)(zai)帶(dai)(dai)電的(de)(de)(de)污垢(gou)粒(li)子(zi)在(zai)(zai)異(yi)性(xing)電荷(he)(he)物體上的(de)(de)(de)作(zuo)用。大多數纖(xian)維性(xing)物品在(zai)(zai)水(shui)(shui)中帶(dai)(dai)負電,很容易(yi)被(bei)某些(xie)帶(dai)(dai)正電荷(he)(he)的(de)(de)(de)污垢(gou),如石(shi)灰類所黏(nian)附(fu)。有些(xie)污垢(gou)盡管帶(dai)(dai)負電荷(he)(he),如水(shui)(shui)溶液中的(de)(de)(de)炭黑(hei)粒(li)子(zi),但可以通過(guo)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)正離子(zi)(如Ca2+﹑Mg2+等)所形成的(de)(de)(de)離子(zi)橋(離子(zi)在(zai)(zai)多個異(yi)性(xing)電荷(he)(he)之間,與(yu)它們共同作(zuo)用,起類似橋梁的(de)(de)(de)作(zuo)用)附(fu)著在(zai)(zai)纖(xian)維上。
靜電作用比簡單的機械作用要強,因而(er)污(wu)垢去除相對困(kun)難些。
②化學黏附
化(hua)學(xue)黏(nian)附是指污(wu)垢通過化(hua)學(xue)鍵(jian)或(huo)氫(qing)鍵(jian)作(zuo)(zuo)用(yong)到物體上(shang)的(de)現(xian)象(xiang)。如極性固體污(wu)垢﹑蛋白(bai)質﹑鐵銹等(deng)在(zai)纖維物品上(shang)的(de)黏(nian)附,纖維中含有(you)羧基(ji)﹑羥基(ji)﹑酰(xian)胺等(deng)基(ji)團(tuan),這(zhe)些基(ji)團(tuan)和油(you)性污(wu)垢的(de)脂肪酸﹑脂肪醇容易(yi)形成氫(qing)鍵(jian)。化(hua)學(xue)作(zuo)(zuo)用(yong)力一般比較(jiao)強,因而污(wu)垢在(zai)物體上(shang)結合得較(jiao)為牢(lao)固。這(zhe)類(lei)污(wu)垢用(yong)通常的(de)方法(fa)很難去除,需采用(yong)特殊的(de)方法(fa)來處理。
污(wu)垢(gou)黏(nian)附(fu)的(de)牢固程度與(yu)污(wu)垢(gou)本身的(de)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)和被黏(nian)附(fu)物(wu)(wu)(wu)的(de)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)有關(guan)。一般顆(ke)粒(li)容(rong)易(yi)在纖維性(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)品上黏(nian)附(fu)。固體污(wu)垢(gou)質(zhi)點越(yue)小(xiao),則黏(nian)附(fu)得越(yue)牢固。親水(shui)性(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)體如棉花﹑玻璃等表(biao)面上的(de)極性(xing)(xing)(xing)污(wu)垢(gou)要(yao)比非(fei)極性(xing)(xing)(xing)污(wu)垢(gou)黏(nian)附(fu)得更(geng)(geng)牢固。而非(fei)極性(xing)(xing)(xing)污(wu)垢(gou)的(de)黏(nian)附(fu)強度比極性(xing)(xing)(xing)污(wu)垢(gou)如極性(xing)(xing)(xing)脂肪﹑灰(hui)塵﹑黏(nian)土等要(yao)大,更(geng)(geng)不容(rong)易(yi)去(qu)除和清(qing)洗。
(3) 污垢的去除機理
洗(xi)滌的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)在于去除污垢。在一(yi)定(ding)溫度的(de)(de)(de)(de)介(jie)質中(主(zhu)要以水(shui)為介(jie)質)。利用(yong)洗(xi)滌劑所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)各種物(wu)理化學作(zuo)用(yong),減弱或消(xiao)除污垢與被(bei)洗(xi)物(wu)品的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),在一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)機械力作(zuo)用(yong)下(如手搓﹑洗(xi)衣機的(de)(de)(de)(de)攪動(dong)﹑水(shui)的(de)(de)(de)(de)沖擊),使污垢與被(bei)洗(xi)物(wu)品脫離,達到(dao)去污的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。
①液體污垢的去除機理
A:潤(run)(run)濕 液體(ti)污(wu)垢大(da)多為油(you)(you)性(xing)污(wu)垢。油(you)(you)污(wu)能(neng)潤(run)(run)濕大(da)部分的(de)纖(xian)維物品,在(zai)纖(xian)維材料的(de)表面上或多或少擴散成一層油(you)(you)膜(mo)。洗滌作用的(de)第一步,是(shi)(shi)洗滌液潤(run)(run)濕表面。為說明方便(bian),可將纖(xian)維的(de)表面看(kan)成是(shi)(shi)平滑的(de)固體(ti)表面。
B:油(you)污的(de)(de)(de)(de)脫離(li)-卷縮(suo)(suo)機理 洗(xi)滌(di)作用的(de)(de)(de)(de)第二(er)步是(shi)油(you)污的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu),液(ye)(ye)體(ti)污垢的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)是(shi)用一種卷縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)方式來實現的(de)(de)(de)(de)。液(ye)(ye)體(ti)污垢原來是(shi)以鋪開的(de)(de)(de)(de)油(you)膜形(xing)式存在(zai)于表面(mian)上,在(zai)洗(xi)滌(di)液(ye)(ye)對固體(ti)表面(mian)(即(ji)纖(xian)維表面(mian))優先潤濕作用下,逐級卷縮(suo)(suo)成為(wei)油(you)珠(zhu),被洗(xi)滌(di)液(ye)(ye)替換下來,在(zai)一定外力作用下最終離(li)開表面(mian)。
②固體(ti)污垢的去除機理
液體(ti)(ti)污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)的去(qu)除(chu),主要是通(tong)過洗滌液對污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)載(zai)體(ti)(ti)的優(you)先潤濕,而對于固體(ti)(ti)污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)的去(qu)除(chu)機理則(ze)有所(suo)不同,在洗滌過程中,主要是洗滌液對污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點及其(qi)(qi)載(zai)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的潤濕。由(you)于表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑在固體(ti)(ti)污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)及其(qi)(qi)載(zai)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的吸(xi)附(fu),減小(xiao)了污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)與表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)之(zhi)間的相(xiang)互作(zuo)用,降低了污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點在表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的黏(nian)附(fu)強度,因而污(wu)(wu)(wu)垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點容易從載(zai)體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上除(chu)去(qu)。
不僅(jin)如此,表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji),尤其(qi)(qi)是離(li)子型表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji),在(zai)固(gu)(gu)(gu)體污垢(gou)(gou)(gou)(gou)及(ji)(ji)其(qi)(qi)載體表(biao)(biao)面上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附有(you)可能(neng)增加固(gu)(gu)(gu)體污垢(gou)(gou)(gou)(gou)及(ji)(ji)其(qi)(qi)載體表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面電勢,更有(you)利于(yu)(yu)(yu)污垢(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)去除(chu)。固(gu)(gu)(gu)體或(huo)一般纖維表(biao)(biao)面在(zai)水(shui)介質中通(tong)常(chang)帶(dai)負電,因(yin)(yin)此,在(zai)污垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點(dian)或(huo)固(gu)(gu)(gu)體表(biao)(biao)面上能(neng)形成擴散雙電層。由于(yu)(yu)(yu)同性(xing)電荷(he)相斥,因(yin)(yin)此,水(shui)中污垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點(dian)在(zai)固(gu)(gu)(gu)體表(biao)(biao)面上的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)附強度會有(you)所減弱。當加入陰離(li)子表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)時,由于(yu)(yu)(yu)陰離(li)子表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)能(neng)同時提高污垢(gou)(gou)(gou)(gou)質點(dian)及(ji)(ji)固(gu)(gu)(gu)體表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)負表(biao)(biao)面電勢,使它(ta)們之間的(de)(de)(de)(de)排斥力更為(wei)增強,因(yin)(yin)而,質點(dian)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)附強度更加降(jiang)低(di),污垢(gou)(gou)(gou)(gou)更易(yi)于(yu)(yu)(yu)除(chu)去。
非離(li)子(zi)表面活性劑在一般帶電的(de)固體表面上(shang)(shang)都能產生吸(xi)附,盡管不能明顯改(gai)變界(jie)面電勢,但(dan)吸(xi)附的(de)非離(li)子(zi)表面活性劑往往在表面上(shang)(shang)形成一定厚度的(de)吸(xi)附層,有(you)助于防(fang)止(zhi)污垢再沉積。
對于(yu)(yu)(yu)(yu)陽離(li)子表(biao)面(mian)(mian)活性劑(ji),由于(yu)(yu)(yu)(yu)它(ta)們的(de)吸附(fu)會(hui)使(shi)污垢(gou)(gou)質(zhi)點及(ji)其載體(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)的(de)負表(biao)面(mian)(mian)電勢降低(di)或消除,這(zhe)使(shi)得污垢(gou)(gou)與(yu)表(biao)面(mian)(mian)之間的(de)排斥降低(di),因而(er)不利于(yu)(yu)(yu)(yu)去除污垢(gou)(gou);再者,陽離(li)子表(biao)面(mian)(mian)活性劑(ji)在固(gu)體(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)吸附(fu)以后,往(wang)往(wang)將固(gu)體(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)變成疏(shu)水性,因而(er)不利于(yu)(yu)(yu)(yu)表(biao)面(mian)(mian)的(de)潤濕(shi),也就不利于(yu)(yu)(yu)(yu)洗滌。
③特殊污垢的去除
蛋白質﹑淀粉﹑人(ren)體(ti)分泌物﹑果(guo)汁(zhi)﹑茶(cha)汁(zhi)等這類污垢用一般的表面(mian)活性劑難以除去,需采用特(te)殊的處理方(fang)法。
像奶油﹑雞(ji)蛋(dan)﹑血液(ye)﹑牛(niu)奶﹑皮膚排泄(xie)物(wu)等(deng)蛋(dan)白(bai)(bai)質污垢容易在纖維(wei)上凝結變(bian)性,黏(nian)附較為牢固。對于蛋(dan)白(bai)(bai)質污垢,可以利用蛋(dan)白(bai)(bai)酶將其(qi)除去(qu)。其(qi)中的蛋(dan)白(bai)(bai)酶能(neng)將污垢中的蛋(dan)白(bai)(bai)質分解成水溶性氨(an)基酸或低聚肽。
淀(dian)粉(fen)污(wu)垢主要來(lai)自于(yu)食品,其他的(de)如肉(rou)汁(zhi)﹑糨(jiang)糊等,淀(dian)粉(fen)酶對淀(dian)粉(fen)類污(wu)垢的(de)水解(jie)(jie)有催化作用,使淀(dian)粉(fen)分解(jie)(jie)成(cheng)糖類。
脂(zhi)肪酶能催(cui)化分解(jie)一些用(yong)通常(chang)方(fang)法難以除(chu)去的三脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)甘油(you)(you)酯(zhi)類污垢(gou),如人體(ti)分泌的皮脂(zhi)﹑食(shi)用(yong)油(you)(you)脂(zhi)等,使三脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)甘油(you)(you)酯(zhi)分解(jie)成可(ke)溶性的甘油(you)(you)和(he)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)。
一(yi)些來(lai)自果汁﹑茶汁﹑墨水﹑唇膏(gao)等(deng)有(you)顏色的(de)污(wu)(wu)漬(zi),即使反復洗滌(di)也常(chang)常(chang)難以(yi)徹底(di)洗干凈(jing)。此類污(wu)(wu)漬(zi)可以(yi)通過一(yi)些像漂白粉之類的(de)氧化劑或還(huan)原劑進行氧化還(huan)原反應(ying),破壞生色基(ji)團或助色基(ji)團的(de)結構,使之降(jiang)解成較小(xiao)的(de)水溶性(xing)成分而除去。
(4) 干洗的去污(wu)機(ji)理
以(yi)上(shang)所說實際上(shang)是(shi)針對以(yi)水(shui)(shui)(shui)為介質的(de)(de)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)滌(di)(di)作用(yong)。實際上(shang),由于(yu)衣物(wu)的(de)(de)種類和(he)結(jie)構不同(tong),某些衣物(wu)采(cai)用(yong)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)方式(shi)不方便或不容易(yi)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)干凈(jing),有(you)的(de)(de)衣物(wu)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)后(hou)甚至變形(xing)﹑褪色等(deng),例如:大部分天然纖維吸水(shui)(shui)(shui)易(yi)于(yu)膨脹,而(er)干燥后(hou)又(you)容易(yi)縮水(shui)(shui)(shui),因(yin)此經水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)后(hou)會變形(xing);經水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)羊(yang)毛制品也常出(chu)現(xian)縮水(shui)(shui)(shui)現(xian)象,一(yi)些毛紡制品用(yong)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)后(hou)還容易(yi)起球﹑顏色走樣;一(yi)些絲(si)綢用(yong)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)后(hou)手感(gan)變差﹑失去光澤等(deng)。對于(yu)這些衣物(wu)常常采(cai)用(yong)干洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)方法進行去污(wu)。所謂的(de)(de)干洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)一(yi)般是(shi)指在有(you)機溶(rong)劑特別是(shi)在非極(ji)性溶(rong)劑中(zhong)的(de)(de)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)滌(di)(di)方式(shi)。
相對于水洗,干(gan)洗是一種比較(jiao)溫和(he)的(de)(de)洗滌方式。因為干(gan)洗并不(bu)需要(yao)太大的(de)(de)機械作用(yong),對衣物不(bu)至于造(zao)成(cheng)損傷﹑起皺和(he)變形,同時干(gan)洗劑不(bu)像水那樣,很少(shao)產生膨脹(zhang)和(he)收(shou)縮作用(yong)。只要(yao)技術處理(li)得當,就可以使衣物干(gan)洗后達(da)到不(bu)變形﹑不(bu)褪色和(he)延長使用(yong)壽命等優良(liang)效果。
從干洗角(jiao)度來說(shuo),各種(zhong)污垢大致(zhi)有(you)以下三(san)種(zhong)。
①油(you)溶(rong)性(xing)污(wu)(wu)垢(gou)(gou) 油(you)溶(rong)性(xing)污(wu)(wu)垢(gou)(gou)包括(kuo)各種(zhong)油(you)和油(you)脂,是液體(ti)或油(you)膩狀,可(ke)溶(rong)于干洗溶(rong)劑。
②水溶性(xing)污(wu)垢 水溶性(xing)污(wu)垢可溶于(yu)水溶液,但不(bu)溶于(yu)干洗劑(ji),是以水溶液狀態(tai)吸附在衣物上,水揮發后析出顆粒狀固(gu)體,如無機鹽﹑淀粉﹑蛋白(bai)質等。
③油(you)水(shui)不(bu)溶(rong)性污垢(gou) 油(you)水(shui)不(bu)溶(rong)性污垢(gou)既不(bu)溶(rong)于(yu)水(shui),也不(bu)溶(rong)于(yu)干(gan)洗溶(rong)劑(ji),如炭(tan)黑﹑各種(zhong)金屬(shu)的硅(gui)酸鹽和(he)氧化物等。
由(you)于各種污(wu)(wu)垢(gou)的(de)性質(zhi)不(bu)同(tong),因而(er)在干洗(xi)(xi)過程中對(dui)于污(wu)(wu)垢(gou)的(de)去除存(cun)在不(bu)同(tong)的(de)作用方式(shi)。油(you)(you)溶(rong)性污(wu)(wu)垢(gou),如動植油(you)(you)﹑礦物油(you)(you)和油(you)(you)脂(zhi)等,易(yi)溶(rong)于有機(ji)溶(rong)劑,在干洗(xi)(xi)中較(jiao)容易(yi)除去。干洗(xi)(xi)溶(rong)劑對(dui)油(you)(you)和油(you)(you)脂(zhi)極好的(de)溶(rong)解能(neng)力(li)實質(zhi)上來自分子間(jian)的(de)范(fan)德華作用力(li)。
對于水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢如無機(ji)鹽﹑糖類﹑蛋白質﹑汗等(deng)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu),還必須(xu)在(zai)(zai)干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)加入適量(liang)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),否則水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢難以(yi)從衣(yi)(yi)物中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)。但水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)較難溶(rong)于干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong),因此(ci)為增加水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)量(liang),還需加入表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能使污(wu)(wu)(wu)(wu)垢及衣(yi)(yi)物的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)化(hua),從而(er)(er)容易與(yu)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)極性(xing)(xing)基團發生相互作用,有利于表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)(zai)表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)。此(ci)外,在(zai)(zai)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)形(xing)成膠(jiao)束(shu)時,水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢及水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能被增溶(rong)進膠(jiao)束(shu)中(zhong)(zhong)。表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)除(chu)能增加干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)含量(liang)外,還能起到防(fang)止污(wu)(wu)(wu)(wu)垢再沉(chen)積的(de)(de)(de)作用,以(yi)增強去(qu)污(wu)(wu)(wu)(wu)效果。少量(liang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)對去(qu)除(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢是必要的(de)(de)(de),但過量(liang)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)會導(dao)致一些(xie)(xie)衣(yi)(yi)物變形(xing)﹑起皺等(deng),故干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)含量(liang)必須(xu)適度。既非(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)也非(fei)油(you)(you)(you)溶(rong)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢如灰﹑泥(ni)﹑土和炭黑等(deng)固(gu)體顆(ke)粒(li)一般(ban)以(yi)靜(jing)電(dian)力吸(xi)附(fu)或與(yu)油(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)結合(he)附(fu)著在(zai)(zai)衣(yi)(yi)物上(shang)。在(zai)(zai)干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)中(zhong)(zhong),溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)流動(dong)﹑沖擊(ji)能使以(yi)靜(jing)電(dian)力吸(xi)附(fu)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)垢脫落下來,而(er)(er)干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)能溶(rong)解油(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu),使與(yu)油(you)(you)(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)相結合(he)并附(fu)著在(zai)(zai)衣(yi)(yi)物上(shang)的(de)(de)(de)固(gu)體顆(ke)粒(li)脫落于干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong),干(gan)(gan)(gan)(gan)洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)少量(liang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),則使那(nei)些(xie)(xie)脫落下來的(de)(de)(de)固(gu)體污(wu)(wu)(wu)(wu)垢粒(li)子能穩定地懸浮(fu)﹑分散,防(fang)止其再沉(chen)積到衣(yi)(yi)物上(shang)。
(5) 影響(xiang)洗滌作用的因(yin)素
表面活性劑(ji)在界面上的(de)定向(xiang)吸附以及表面(界面)張力的(de)降低是液體或固體污垢(gou)去除的(de)主要因素。但洗(xi)(xi)滌(di)過程(cheng)較為復雜(za),即(ji)使同(tong)一(yi)類(lei)洗(xi)(xi)滌(di)劑(ji)的(de)洗(xi)(xi)滌(di)效果還受到其他許多因素的(de)影響。這(zhe)些因素包括洗(xi)(xi)滌(di)劑(ji)的(de)濃度(du)﹑溫(wen)度(du)﹑污垢(gou)的(de)性質﹑纖維(wei)的(de)種類(lei)﹑織物的(de)組織結構等。
①表面活性劑的濃度
溶液中(zhong)(zhong)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑的膠束在洗滌(di)過(guo)程中(zhong)(zhong)起到(dao)重要(yao)作用。當濃度達到(dao)臨界膠束濃度(cmc)時(shi),洗滌(di)效(xiao)果急劇增(zeng)加。因此(ci)溶劑中(zhong)(zhong)洗滌(di)劑的濃度應高于cmc值,才(cai)有良好的洗滌(di)效(xiao)果。但是當表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑的濃度高于cmc值后,洗滌(di)效(xiao)果遞增(zeng)就(jiu)不明顯了,過(guo)多(duo)的增(zeng)加表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑的濃度是沒有必要(yao)的。
借助增(zeng)溶(rong)作用去(qu)除油(you)污時,即使濃度在(zai)cmc值以(yi)上(shang),增(zeng)溶(rong)作用仍隨表面活(huo)(huo)性(xing)劑濃度的(de)提高(gao)而增(zeng)加。這時就宜在(zai)局部(bu)集中使用洗滌(di)劑,例如在(zai)衣服的(de)袖口和衣領處污垢較(jiao)多,洗滌(di)時可先涂(tu)沫一(yi)層洗滌(di)劑,以(yi)提高(gao)表面活(huo)(huo)性(xing)劑對(dui)油(you)污的(de)增(zeng)溶(rong)效果。
②溫度對去污作用有很重要的影(ying)響
總的(de)(de)(de)來說,提(ti)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)有(you)利(li)(li)(li)(li)于污垢的(de)(de)(de)去除(chu),但有(you)時(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)過(guo)高(gao)也會引起不(bu)利(li)(li)(li)(li)因(yin)素。溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)提(ti)高(gao)有(you)利(li)(li)(li)(li)于污垢的(de)(de)(de)擴散,固體油垢在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)高(gao)于其熔點時(shi)易(yi)被乳化(hua),纖(xian)維(wei)也因(yin)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)提(ti)高(gao)而(er)增加膨化(hua)程度(du)(du)(du)(du),這些(xie)因(yin)素都(dou)有(you)利(li)(li)(li)(li)于污垢的(de)(de)(de)去除(chu)。但是對于緊(jin)密織(zhi)物,纖(xian)維(wei)膨化(hua)后纖(xian)維(wei)之(zhi)間的(de)(de)(de)微隙減(jian)(jian)小(xiao)了,這對污垢的(de)(de)(de)去除(chu)是不(bu)利(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)。溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)變化(hua)還(huan)影響(xiang)(xiang)到(dao)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)(du)﹑cmc值﹑膠(jiao)束量(liang)大小(xiao)等,從而(er)影響(xiang)(xiang)洗滌(di)效果。長碳鏈的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)低時(shi)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)(du)較小(xiao),有(you)時(shi)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)(du)甚至低于cmc值,此時(shi)就應適當提(ti)高(gao)洗滌(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)。溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對cmc值及膠(jiao)束量(liang)大小(xiao)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),對于離子(zi)(zi)型(xing)(xing)和非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)是不(bu)同(tong)的(de)(de)(de),對離子(zi)(zi)型(xing)(xing)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji),溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)升高(gao)一般能使cmc值上升而(er)膠(jiao)束量(liang)減(jian)(jian)小(xiao),這就意味著(zhu)在(zai)洗滌(di)溶(rong)(rong)液中(zhong)要提(ti)高(gao)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)(du)(du)。對于非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji),溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)升高(gao),導致其cmc值減(jian)(jian)小(xiao),而(er)膠(jiao)束量(liang)顯著(zhu)增加,可(ke)見適當提(ti)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du),有(you)助(zhu)于非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)發揮其表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)作用。但溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)不(bu)宜(yi)超(chao)過(guo)其濁點。
總(zong)之(zhi),最適宜的(de)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)溫度與(yu)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)劑(ji)的(de)配方及被洗(xi)(xi)(xi)滌(di)的(de)對象有(you)關。有(you)些洗(xi)(xi)(xi)滌(di)劑(ji)在室溫下就有(you)良(liang)好的(de)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)效果,而(er)有(you)些洗(xi)(xi)(xi)滌(di)劑(ji)冷(leng)洗(xi)(xi)(xi)和熱洗(xi)(xi)(xi)的(de)去污效果相差很多。
③泡沫
人們(men)習慣上往往把(ba)發(fa)(fa)泡能(neng)力(li)與(yu)洗(xi)滌(di)(di)效果(guo)混為一(yi)談(tan),認為發(fa)(fa)泡力(li)強的洗(xi)滌(di)(di)劑洗(xi)滌(di)(di)效果(guo)好。研究(jiu)結果(guo)表明(ming),洗(xi)滌(di)(di)效果(guo)與(yu)泡沫的多(duo)少并沒有直(zhi)接關系。例(li)如,用低泡洗(xi)滌(di)(di)劑進(jin)行洗(xi)滌(di)(di),其洗(xi)滌(di)(di)效果(guo)并不比高(gao)泡洗(xi)滌(di)(di)劑差。
泡(pao)(pao)(pao)沫雖與洗(xi)滌(di)沒有直接關系,但在某些(xie)場合下,泡(pao)(pao)(pao)沫還是(shi)有助(zhu)于(yu)去除污(wu)垢(gou)(gou)的(de),例(li)如,手洗(xi)餐(can)具時洗(xi)滌(di)液的(de)泡(pao)(pao)(pao)沫可(ke)以將洗(xi)下來的(de)油滴攜帶(dai)走(zou)。擦洗(xi)地毯時,泡(pao)(pao)(pao)沫也可(ke)以帶(dai)走(zou)塵土(tu)等(deng)固體污(wu)垢(gou)(gou)粒子,地毯污(wu)垢(gou)(gou)中塵土(tu)占很大比例(li),因此地毯清洗(xi)劑(ji)應具有一(yi)定的(de)發泡(pao)(pao)(pao)能力。
發(fa)泡(pao)力(li)對于(yu)洗發(fa)香(xiang)波也是重要(yao)的,洗發(fa)或(huo)沐(mu)浴(yu)時液體產(chan)生的細密泡(pao)沫使人感(gan)到潤滑舒適。
④纖(xian)維(wei)的品種和(he)紡(fang)織品的物(wu)理特(te)性
除了纖(xian)維(wei)的化學結(jie)構影響污垢的黏附和(he)去除外,纖(xian)維(wei)的外觀形態以及紗線和(he)織(zhi)物的組織(zhi)結(jie)構對污垢去除的難易均有影響。
羊毛纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)鱗片(pian)和棉纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)彎曲的(de)扁平帶狀結(jie)構比光滑的(de)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)更易(yi)積累污垢。例如(ru),沾在(zai)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)素膜(黏(nian)膠(jiao)薄膜)上(shang)(shang)的(de)炭黑容易(yi)去除,而(er)沾在(zai)棉織(zhi)(zhi)物(wu)上(shang)(shang)的(de)炭黑就難以洗脫。又如(ru)聚酯的(de)短纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)織(zhi)(zhi)物(wu)比長纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)織(zhi)(zhi)物(wu)容易(yi)積聚油污,短纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)織(zhi)(zhi)物(wu)上(shang)(shang)的(de)油污也比長纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)織(zhi)(zhi)物(wu)上(shang)(shang)的(de)油污難以去除。
緊(jin)(jin)捻(nian)的(de)紗線(xian)和緊(jin)(jin)密織物,由于纖維之間的(de)微隙較小,能(neng)抗(kang)拒污(wu)垢的(de)侵入(ru),但同樣也能(neng)阻(zu)止洗(xi)滌液把內部(bu)污(wu)垢排除出去,故緊(jin)(jin)密織物開始時抗(kang)污(wu)性好,但一經沾污(wu)洗(xi)滌也比較困難(nan)。
⑤水的硬度
水中Ca2+﹑Mg2+等(deng)金屬(shu)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)濃度(du)對洗滌(di)(di)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)影響很大,特別是陰(yin)離(li)子(zi)(zi)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)遇到(dao)(dao) Ca2+﹑Mg2+離(li)子(zi)(zi)形(xing)成的(de)(de)(de)鈣(gai)﹑鎂(mei)鹽溶解性(xing)(xing)均(jun)較差,會降低它的(de)(de)(de)去(qu)污(wu)能(neng)力。在(zai)硬水中即使(shi)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)濃度(du)較高,其去(qu)污(wu)效(xiao)果(guo)仍(reng)比在(zai)蒸餾中差得多。要(yao)使(shi)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)發(fa)揮(hui)最(zui)佳洗滌(di)(di)效(xiao)果(guo),水中 Ca2+離(li)子(zi)(zi)濃度(du)要(yao)降到(dao)(dao)1×10-6mol/L(CaCO3要(yao)降到(dao)(dao)0.1mg/L)以(yi)下(xia)。這就需要(yao)在(zai)洗滌(di)(di)劑(ji)(ji)中加入各種軟水劑(ji)(ji)。
轉載自:化工好料到
來源:表面(mian)活(huo)性劑發(fa)展(zhan)中心






