洗滌原理與作用三

時間:2017-10-14 瀏覽:
憎水性 
第一,它的表面張力比水的表面張力小,為25爾格/平方厘米。也就是說,它起到了降低水的表面張力的作用。 
第二它是憎水性的物質,具有潤濕污垢和纖維憎水性部分性能,也就是說,提高了水的潤濕性能。
 
加入表面活性劑的水溶液,之所以能夠洗凈衣服的道理之一,就是它增強了潤濕度破壞污垢和纖維結合力的作用,但是,這種溶液一定要達到一定濃度,如果表面活性劑太少,也是不能形成憎水性層的,一般來說,含表面活性劑的數量不能少于0.2-0.3%。吸附 什么叫吸附?就是固體物質從溶液或氣體中吸收了其它物質,并附在它的表面周圍的這種現象,叫做吸附,為什么一個物質能吸收其它物質,這就是分子相互吸引的引力作用。
 
吸附作用,廣談泛存在自然界中,人們利用了這種作用為生產服務。如利用織物纖維從染液中吸收染料分子,并附著在纖維上,這就是衣服染色的最簡單的原理。同樣,利用污垢從表面活性溶液中吸附表面活性劑分子,清除衣服上的污垢。污垢為什么能吸附表面活性劑分子呢?我們前面已經說過,污垢大多是親油性的、憎水性的物質,表面活性劑分子的一端也是親油性、憎水性的。根據物質化學結構性質相近引力就大的原理,表面活性劑分子親油性的一端,便被吸附在污垢的表面,而親水性的一端仍在水中,隨時著污垢附表面活劑分子越來越多,污垢就同憎水性物質變成了親水性物質,也就是變成溶性物質(即能溶于水),轉移到水中去,也就是說,從衣服上把污垢清除了。
 
乳化 乳化是洗滌過程中的重要反應,對洗滌起著很大的作用。什么叫乳化?指兩種互不相容的液體,借助別的物質而混合在一起,叫做乳化,兩種互不相容的混合物,叫做乳化液。
 
我們拿水和石油做例子,這是兩種本來是互不相容的液體,我們把這兩種液體放在一起,它們決不會混合的。如果用力振蕩,它們暫混合一起,變成渾濁的液體,但是只要停止振蕩,油上水下并有其明顯界線。如果加入一些表面活性劑,如肥皂等再振蕩一下,水和油就混合在一起了,分不開了,形成不透明的液體,可以保以很長的時間,兩種本來互不相容的液體,借助肥皂的作用溶合在一起,這種現象叫做乳化作用。
 
我們知道,肥皂分子一端是親水性,一端是親油性(憎水性),它在水、油液體中,一端被油分子吸引,一端又被水分子吸引,因此兩種互不相容的物質,由于引力作用連接在一起了,形成乳化的反應.我們所以要舉這個例子,因為它也正說明了洗滌過程中乳化反應.臟衣服泡在水中,污垢和水是互不相容的.借助肥皂分子乳化作用,把污垢從衣服上轉化到水中,失掉重新粘在衣服上的可能性。這就是乳化的洗滌作用。
 
但是污垢并不是液體,怎樣乳化呢?(乳化必須雙方都是液體)這是因為在肥皂水中,經過磨擦、壓擠等機械力,有些污垢變為極小的潤濕質點,又叫做“液滴”已具備乳化的條件,這也說明在干洗機洗滌過程中機械力所起的作用。什么叫懸濁化?在液體中不溶性的固體物質,吸附了別的物質而懸浮在液體中,叫做懸濁化,這種液體叫懸濁液。
 
我們用煤油和水通過濾紙的現象來說明,煤煙和水混在一起,因其化學性質不同,不能形成懸濁液。在通過過濾紙,雖然煙的體積比紙也還要小,但卻不能通過,而是沾在紙上(因煙子和紙有引力結合)無論如何用水沖洗也洗不掉。如果用肥皂水沖一下,就能把煙子吸附成懸濁液,破壞了煙子和紙的聯合,從而順利通過,這個例子也正好說明洗滌過程中懸濁化的作用。
 
臟衣服在水中,污垢質點聯合在纖維上是不能輕易離開的,如果加入肥皂,肥皂分子被污垢吸附形成親水層,破壞污垢和纖維的粘結,轉到溶液中,成為懸浮狀態。
 
膠束 什么叫膠束?這是表面活性劑在水中的一種形態,表面活性劑在水中,有單個分子形態,有聚合分子形態(由許多分子凝聚在一起),聚合分子的形態叫做膠束。膠束形態,這是很多單個分子結合在一起,它們的內部是憎水性的碳氫鍵的結合,外部是親水性基團結合層。
 
從理論上講,單個分子被污垢吸附力比聚合分子大得多,從這個角度看,單個分子越多,洗滌效果越好。但實際情況不是這樣,因為膠束有其特殊性的作用,如果沒有膠束形態的存在,是不能洗干凈衣服的。所以在制造洗滌劑(肥皂)時,總要適當加入一些電解質填充劑,如碳酸鈉等,目的就是減少單個分子,增加膠束。那么膠束在洗滌過程中起到什么作用呢?
 
概括地說,膠束能產生牢固而有彈性的洗滌劑膜,在去污上起著重大的作用。前面已經講過,由于吸附作用,表面活性劑分子包圍了污垢,浸入水中,但這種包圍是不牢固的,特別是磨擦、壓擠中,污垢能從表面活性劑分子包圍脫出,并且互相凝結,重新沾染到衣服上去,所以,只有單個分子是洗不干凈衣服的。但有了膠束情況就不同了,由于膠束表層是親水層,包圍污垢分子的表面也是親水層,膠束又被吸附,等于對污垢又增加了一層包圍圈。
 
膠溶 表面活性劑分子在包圍污垢時,也能鉆進污垢裂縫中去,使污垢由大變小,不斷分裂,最后把它粉碎成膠粒大小的質點或單個分子,均勻分散在水溶液中,叫做膠溶作用。膠溶的原理與乳化大體相同,所不同的是乳化的污垢質點較大,膠溶的污垢質點很小,即比乳化質點要小幾十倍,接近單個分子,從洗滌角度來看,污垢質點粉碎越小越好,因為1、不易凝聚,重新沾染衣服;2、能穩定在溶液中,所以膠溶作用對洗滌來說也是重要的。
 
泡沫 我們在洗滌劑溶液中通過空氣或用手攪動,就發生白花花的一片,一般叫做泡沫,泡沫實際上就是表面活性劑分子包圍了空氣,或者說表面活性劑分子里面充滿了空氣,這和肥皂分子包圍污垢是一樣的道理,因為空氣也是憎水性的,當它進入肥皂溶液,肥皂分子即向它靠攏集中,很快吸附在空氣表面,表面活性劑分子憎水性的一端插入空氣和空氣聯結,親水性一端仍在水中。打個比方說,就是空氣穿了一件“小皮襖”,不過是毛朝里(憎水性的碳氫鍵,形狀像細長的毛)皮朝外。
 
泡沫的第一個作用,它對已被包圍的污垢吸附力非常強大,所以它像膠束作用一樣,很快吸附被包圍的污垢外層,把污垢“拉”出衣服表面。 由于泡沫內部是氣體,比重較輕,總想脫離溶液鉆出表面,但是它穿著一件親水性的“小皮襖”,被水吸引,冒不出來,可是當它穿上第二件“小皮襖”,也就是又和肥皂分子結合,這時它就有了兩層肥皂分子,但第二層肥皂分子,親水性向里(即皮朝里),憎水性向外(即毛朝外)。
 
在這種情況下,泡沫的外層變成憎水性層,就紛紛冒出來,這就是我們經常看到的皂溶液的表面白花花的泡沫,這個泡沫起著降低表面張力、形成憎水性層的作用,這就是泡沫的第二個作用,泡沫的兩個作用都是洗滌所必需的。隨著工業洗滌劑的技術進步,目前洗滌品大都屬于低泡或無泡,上面所述的只是講洗滌原理,并不代表現代的化學技術水平。
 
浮選 衣服上的污垢,主要是增水性的物質,上面所說的一系列的反應,也都是針對污垢憎水性的特點而產生的,但是,事物是很復雜的,也是多種多樣的,污垢也是一樣,也就是說,污垢也具有多種多樣的性質,污垢除了憎水性物質外,它還有親水性的物質,就是憎水性物質在其表面又有部分親水性。但總的來看,主要是憎水性物質,親水性的污垢在肥皂溶液中,由于化學結構性質相近引力就大的原理,肥皂分子親水性基團被吸附在污垢周圍,因為是親水性一端和污垢結合,所以憎水性的碳氫鍵朝外,形成憎水性基團,在這種情況下親水性污垢又變成了憎水性的污垢
 
。 這樣它就和憎水性污垢一樣,繼續被肥皂分水憎水性一端吸附,成為兩層包圍形成膠束,離開纖維。或者它像泡沫一樣漂到溶液的表面,這種現象叫做浮選作用。浮選作用也是洗滌過程中一個不可缺少的反應。否則就不能把衣服完全洗干凈。
 
以上就是洗滌的主要反應,也就是洗滌的基本原理,經過這一系列反應,就達到破壞污垢和纖維結合,迫使污垢離開纖維,并失掉重新污垢的能力,這樣衣服就洗干凈了,在這些變化中,表面活性作用(降低表面張力,形成憎水性層)是前提,沒有這個前提,就沒法進行各種反應;在各種反應中吸附起著基本的作用,沒有吸附,以后一系列的反應,也不可能產生,如乳化、懸濁化、膠粒、膠溶、泡沫浮選等,都是吸附作用的結果,所以任何一種洗滌劑必須具有表面活性、吸附作用,否則就沒有去污的效果,不能發揮洗滌的作用,不能叫洗滌劑。(完)

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