第九章洗涤作用1.pptVIP

不同性质的表面与不同性质的污垢，有不同的粘附强度。 水为介质时，非极性污垢（炭黑、石油等），比极性污垢(如粘土、粉尘、脂肪等)不容易洗涤；对于非极性污垢，疏水表面(如聚脂、聚丙烯) 比亲水表面(如棉花、玻璃) 更不容易去除；对于极性污垢，亲水表面比疏水表面更不易洗涤。 从纯粹机械作用考虑，固体污垢在纤维性物品表面上，较光滑表面上易粘附，固体污垢质点越小则越不易去除。 * 若SW/S＞0，则洗涤液能在污垢点及被洗物表面铺展，也能浸湿。或 W i＞0，则能浸湿，但不一定能铺展，故只要考虑铺展系数(S W/S) 即已足够。 * 洗涤剂就可渗入固体污垢P和固体表面S的固-固界面中的微缝隙中。 若洗涤液在固体表面和固体污垢表面上的接触角θL均等零时，洗涤液就能在其固-固界面上铺展形成一层水膜，使固体污垢脱离固体表面进入洗涤液中， 实际上此时固-固界面的铺展系数SL/P/S0。 * 固体污垢分段去除过程中体系能量的变化可用DLVO理论的势能曲线作定性描述。如图9-8所示，使污垢粒子离开纤维表面距离H的动力，依据长程范德华相吸能VA、双电层相斥能VR和博恩相斥能VB的总和势能模型来描述。A表示固体污垢粘附于固体表面的状态，C表示固体污垢完全脱离的状态。C表示过渡状态的最大能垒，B标识过渡态状态的最大能垒，固体污垢的完全去除必须越过Vmax+Vmin这一能垒。为防止再附着Vmax应该尽量高，若Vmax／(Vmax+Vmin)大，则污垢就容易脱离，而且可阻止再附着，对洗涤有利。 * 表面活性剂作为洗涤剂在固体污垢去除过程中的作用，主要体现在分段去除过程中的Ⅱ段中，即洗涤液L在固体表面S与固体污垢P固-固界面上铺展过程中。在前面我们已谈到了可把这个过程作为毛细渗透过程来处理。 若以普通的水作为洗涤液，由于水的表面张力γ较高会使中的θL即在固体表面和固体污垢表面上的接触角θL有较大值而不利于渗透过程进行。当水中加入水溶性表面活性剂后，由于表面活性剂在水-界面上的定向吸附使γ大幅度降低，会使接触角θL减小，毛细管力ΔP增大有利于洗涤液在微缝隙中的渗透。当溶有表面活性剂的洗涤液渗入微缝隙后，表面活性剂将以疏水基分别吸附于固体和固体污垢的表面上，其亲水基伸入洗涤液中，形成单分子吸附膜如图9-9所示。 把固体和污垢的表面变成亲水性强的表面，与洗涤液有很好的相容性从而使γSL和γPL大幅度降低导致洗涤液在固体表面与固体污垢间的固-固界面上的铺展系数SL／P／S0，最终洗涤液铺展于固体污垢和固体表面间的固-固界面上，形成一层水膜使固体污垢与固体表面间的固-固界面变成了两个新的固-液界面，即固体表面与洗涤液和固体污垢与洗涤液间的固-液界面。 表面活性剂在固体污垢和固体的固-固界面上的吸附可有效的提高固体污垢与固体的势能，使其能超过Vmax+Vmin这一能垒使固体污垢完全去除。 * 5洗涤温度 提高洗涤温度一般来说对去污是有利的。但未洗涤的衣物，忌用开水浸泡，因为衣物污垢中含有一些由于人体新陈代谢而积聚的蛋白质，这种污垢遇到高温后会发生蛋白质的变性作用，而变性蛋白质污垢很难除去，如长期下去，可使衣物发黄发暗，遇潮还易发霉。冷水洗涤的去污效果较差，但过高的洗涤温度可能会由于临界胶束浓度的提高，以及污垢与纤维间粘合的增加而影响洗涤效果。 * 6污垢质点大小 经验表明，污垢质点越大，越容易从表面除去。小于0.1um的质点很难去除。对于固体污垢，即使有表面活性剂存在，如果不加机械作用也很难除去，这是因为固体的污垢质点不是流体，由于污垢与被洗物表而的粘附，洗涤液很难渗入污垢质点与被洗固体表面之间，所以必须加机械作用来帮助洗涤液渗透，从而减弱表面与污垢之间的结合力，使污垢易于脱离。污垢质点越大，在洗涤过程中承受水溶液的冲击力越大，如图9-10所示，越靠近固体表面，液流的速度愈小，在固体表面处，液体流量为零，而离开表面的距离(d)越大，则流速(u)越大。因此大的质点不仅因截面积大而承受较大的冲击力，而且因离表面较远处的液流速度高，冲击力更大一些，而容易洗掉。纺织品上粘附的0.1um以下的固体污垢很难洗掉。 由于对洗涤机理的了解还不够深入，所以要对影响洗涤作用的因素作全面、系统的分析还有困难。这里仅对表面活性剂在洗涤过程中的作用作一般的定性讨论。表面活性剂在洗涤剂混合物中主要起两方面的作用，即具有被吸附于被洗物与污垢的交界面和在洗涤液中形成胶束的能力。这些能力形成了有效的洗涤体系，提供了润湿、污垢取代、尘土去除、污垢悬浮以及污垢溶解等作用。 * 9.4.1表面张力 表面张力是表面活性剂水溶液的一种重要的物理化学性质，而表面活性剂是洗涤剂的必要组分，洗涤剂的去污作用主要是通过表面活性剂来实