洗滌的原理與作用二之潤濕

時間:2017-10-14 瀏覽:
什么叫潤濕?你是通過一種溶體(溶體又叫溶液,水和洗滌液都是溶體),把干燥衣物變為潮濕物體,這種現象叫做潤濕,潤濕對洗滌來說具有極其重要的意義。
 
任何洗滌對象,只有在潤濕以后才有進行洗滌的理化反應,也就是說洗滌劑才能發揮作用,沒有潤濕,就不會達到洗滌效果。潤濕是洗滌的前提條件之一。
 
分子之間的引力距離越大,引力越小,結合就不牢固,就容易被清除掉。潤濕起的作用,就是能使溶劑分子滲透纖維內部,使纖維澎脹,擴大纖維同污垢的距離。降低引力作用,從而降低污垢和纖維的結合力。潤濕被認為是降低污垢和纖維結合力的重要辦法。潤濕還能促使纖維和污垢之間出現裂縫,這樣為溶劑分子(例如水分子等)創造了滲透的條件。水分子向裂縫滲透,擠入內部,擴大裂縫,迫使污垢脫離纖維。潤滑的這些作用,對洗滌十分重要,所以我們洗衣服只要先放在水中浸泡一定時間,然后再洗,就容易洗干凈,這就是潤濕的作用。
 
作為主要溶劑的是水,但是從洗滌劑的角度來看,水的潤濕潤性能并不很理想,不能達到洗滌的最佳要求,也就是不能起來潤濕的全部作用,這是由于以下的問題引起的:水的表面張力較大,一般來說,表面張力大,潤濕性能差;表面張力小,潤濕性能好。 什么叫表面張力?這是液體物質的一種物理現象,它是由分子引力作用產生的,液體表面分子(又叫界面分子),既受液體外部化學性質相同物質吸引,又受液體內部分子吸引, 但內部分子引力大于液體外部分子引力,這樣,液體表面分子向內收縮,這種向內收縮的力叫做“表面張力”,又叫內聚力。
 
什么叫水的表面張力?就是水的表面分子向內的力,就是水的內聚力。我們用一滴水珠的發生現象加以說明。
 
一滴水的樹葉上,一部分水分子接觸空氣,叫做水的表面分子;一部分水分子不接觸空氣,叫做水的內部分子。處在水的內部分子,對稱均勻地受著周圍水分子的引力;而水的表面分子,情況就不同了,它一方面要受水的內部分子引力,另一方面又受空氣呂水分子吸引。它所受的引力,有內有外,是不均衡的,由于空氣是所氣體,它所含的水分子比水內部分子數量少、引力小,這樣水的表面分子向內收縮,產生了水的表面張力。這就是一滴水落在樹葉上形成小圓珠的道理。
 
從上面分析可以看出,表面張力就是液體表面向內收縮的力,向內收縮的力越大,表面張力越大,即內聚力越大,表面張力越大,所耗的“功”(爾格)為計量單位 。根據測定,水的表面張力為73爾格/平方厘米,煤油為24、酒精為22、汞水為472。汞的表面張力大,潤濕性能很差,不管放什么物質的汞液中,是不會被潤濕的,或者把汞液放在任何物質上,都是出現圓珠形態。煤油和酒精表面張力小,是優良潤濕劑。水的表面張力比較大,也是優良潤濕劑。但從洗滌的角度看,這種表面張力是不理想的,設法降低表面張力,對洗滌來說是很重要的。表面張力大,為什么潤濕性能差呢?這是由于表面分子和要潤濕物質之間親和力(引力),小于內部分子的引力,所以表面分了內向收縮,不與被潤濕物質結合,如果使表面分子和要被潤濕物質親和力增強,增強到大于內部分子的分子引力,這樣就更能發揮潤濕作用了,也就是降低了表面張力,水的表面張力之所以能夠降低,依據就在于此。
 
除了表面張力這個問題外,對潤濕有影響的還有要潤濕物質的化學結構、性質的問題,我們前面已經說過,物質的化學結構、性質是多種多樣的,例如有親水性、親油性、憎水性、憎油性。凡是化學結構性質和水不同的,叫憎水性物質,水的表面張力比較大,對憎水性物質親和力引力很水,這樣就更不易潤濕了。
 
一朵新摘的棉花,放在清水中能夠浮在水面上,不沉,這就是新棉花帶有一層憎水性的物質,植物纖維表面大都有這樣的物質,沒有加以處理,是不易被水潤濕的,再如,一個經過石蠟溶液浸泡過小眼篩,篩眼沾上一層很薄的蠟層,不但水不能潤濕通過,甚至可以盛水,這是因為石蠟屬于憎水性的物質。
 
我們洗滌的臟衣服,一方面大多數污垢都是憎水性的物質,另一方面衣服纖維有親水性的部分,但也有憎水性的部分(合成纖維憎水性部分很大),這樣就不容易潤濕了,更不能滲透它們內部,這就是用水洗衣物洗不干凈的道理。
 
為了適應洗滌要求,第一要降低水的表面張力;第二要使水面形成憎水性層,這樣才能潤濕污垢和纖維,達到洗滌去污的目的。 有沒有辦法改善水的潤濕性能呢?人們想了很多辦法,如用加熱的辦法,把水溫加到80℃水的表面張力由73降為62爾格/平方厘米,這種辦法,表面張力下降幅度不大,也不能形成憎水性層,還是不能適用應洗滌的要求,這也是全靠熱水不能洗干凈衣服的緣故。但是,經過不斷實踐,終于找到的理想的方法,不是在水中加入表面活性劑(洗衣膏、洗滌劑、洗衣粉都是表面活性劑),大大改善了水的潤濕作用。經過試驗,在100克水中,加入0.2克左右的洗衣膏,這樣的水的表面張力由72降為25爾格/平方厘米,并且出現憎水性層,這種溶液具有良好的潤濕作用,滿足洗滌的要求.表面活性劑為會什么能起這樣的作用?下面就詳細講解之.
 
什么叫表面活性劑?就是能起表面活性作用的物質;這類物質很多,從洗滌來說,表面活性劑就是指洗衣膏、洗滌劑、洗衣粉而說。
 
表面活性劑為什么能改善水的潤濕性能?這要從表面活性劑的分子結構進行分析:凡是表面活性劑,在分子結構上,必然有兩個基因,一個是溶于水的親水基團,一個是不溶于水的憎水基團(因能溶于油,又叫親油基團),兩個基團連接一起,一端是親水基團,一端是憎水基團,即使溶于水中,它們也是分不開的。
 
憎水基團又叫碳氫鍵, 是由碳氫分子組成的鍵狀,親水基團,一般說來,洗衣膏的親水基團大都為羧基:洗衣粉的親水基團為磺酸基。
 
兩個基團各有不同作用,親水基團和水結合,憎水基團和污垢結合(因其性質和污垢相近),從而發生了洗滌一系列理化反應,才能洗凈衣服。
 
在水中加入表面活性劑以后,水溶液變為洗滌劑溶液,這時,表面活性劑分子的親水基團即溶于水中,而憎水基團和水沒有相似的性質,力圖擠出水的表面,以便和空氣中相同的物質結合。這樣憎水基團就聚集在水的表面層,占據了水的表面位置,形成了憎水性層,也就是說,水的表面已不是水分子,而是表面活性劑的碳氫鍵。

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