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洗滌劑為什么能去除衣服上的污垢
集萃印花網(wǎng)  2010-08-26

   【集萃網(wǎng)觀察】一、衣服上污垢的種類與性質(zhì)

  衣服上的污垢,主要來源于空氣傳布、人體分泌以及工作場所接觸三個方面。由于來源條件不同,污垢的種類與成分就有差異。根據(jù)污垢的性質(zhì),可以反污垢分成三類:

  1.油質(zhì)污垢。這是織物污垢的主要成分,這類污垢大都是油溶性的液體或半固體,這里有動植物油脂、脂肪酸、脂肪醇、礦物油及氧化物。其中,動植物油脂,脂肪酸可以被堿液皂化,而脂肪醇、膽固醇、礦物就不能被堿液化。這類污垢由于它們的表面張力比較低,對織物的粘附比較牢固,它們的特征是不溶于水,而溶于某些醚類、醇類、烴類的有機溶劑中,但是可以被洗滌劑的水溶液乳化和分解。

  2.固體污垢。這類污垢屬不溶性污垢,如塵埃、煙灰、泥土、水泥、棉絨、皮屑、金屬氧化物、石灰等。這類污垢雖然不溶于水及有機溶劑中,但是可被子洗滌劑分子吸附而使粒子分散、膠溶、懸浮在水中。

  3.水溶性污垢。這類污垢大都來自人體分泌物或食物,可溶于(或部分溶于)水中,或與水混合形成膠態(tài)溶液。如:糖、淀粉、果汁、有機酸血、蛋白質(zhì)以及尿、無機鹽等,其中有些能與織物起化學作用形成“色斑”。

  上面這些污垢,往往不是單獨存在,不少是互相連結(jié)成為一個復合體,隨著時間的延長或受到外界條件的影響氧化分解,或因微生物的作用而敗壞,產(chǎn)生更為復雜的化合物。

  二、污垢的附著與脫落

  污垢怎樣會粘附在織物上,而怎樣脫落呢?污垢與織物之間存在各種大小不同的結(jié)合力,這里主要有三種情況:

  1.機械的附著。

  主要指固體污垢,隨著空氣的流動而散落在織物纖維的表面或纖維之間,微強的污垢也可直接與織物磨擦,機械地粘附在織物纖維的細小孔道中。這種污垢用攪動、震蕩或搓擦等機械方法很溶易除去,但是顆粒小于0.1微米的細粒,就難于洗除了。

  2.分子間相互引力。

  分子間相互引力是造成污垢附著織物的主要因素,污垢顆粒帶有電荷時,那就更容易聚結(jié)到織物表面,特別是兩者所帶電荷不相同時,粘附更為強烈。例如棉纖維和毛纖維在中性或堿性的水溶液中一般帶有負電,大多數(shù)污垢在水中帶負電,炭黑,氧化鐵這些污垢帶正電。水中難免有微量的多價金屬鹽(鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類),帶電的纖維通過鈣、鎂、鐵等離子的橋梁作用就會場同帶電的污垢強烈地吸附,這是污垢粘附在織物上的主要原因,也就是為什么污垢中有鈣鹽存在時,污垢粘附在織物上顯得特別牢固的原因。

  3.化學結(jié)合與化學吸附。

  真正與織物起化學作用的污垢有果汁、墨水、丹寧、血污、生金屬鹽、鐵銹等,這此污垢都能與織物纖維生成穩(wěn)定的“色斑”,這些色斑需用特殊的化學方法才能除去。而較多的情況是屬化學吸附作用,如粘土、脂肪酸、蛋白質(zhì)等等。

  4.污垢的狀態(tài)

  污垢附著在織物上的牢固程度,還會因外界條件的為化而受到影響,比如:干燥的污垢如塵土之類,一般不易滲入不敷出到纖維內(nèi)部,要看所受機械作用的大小而定;如果是潮濕污垢,液體就有可能借毛強管作用反固粒子帶到纖維束的毛細管中。如果液體是水,那么污垢更容易被帶入纖維內(nèi)部。如果是油脂液體就只有親油性固體粒子才容易滲入到纖維中去。

  三、織物纖維的種類與性質(zhì)

  1.棉織物吸水性較大,并能在水中膨化,對極性污垢的吸附力較強,而對非極性污垢吸附力稍弱。

  2.羊毛織物外表有一層鱗片緊密覆蓋著,可以防止污垢滲入到纖維中去,因此很容易洗凈。但如果鱗片被堿液濕度及機械作用破壞時,就易污染、不易清洗。羊毛纖維的吸水性很強,吸附油比棉纖維多,羊毛織物只能在低溫下洗滌。

  3.絲織物表面比較光滑,污垢附著較輕,易于濕潤,也易于洗滌。

  4.化學纖維織物的性質(zhì)與棉纖維相似,但是纖維表面光滑,不易沾污,沾污后也容易洗凈。而合成纖維織物相互磨擦時,卻容易產(chǎn)生靜電效應,容易吸塵、容易臟,但是這種污垢易洗去,洗后很快就干燥。

  5.織物的條件?椢锛徔椀臈l件也會影響到污垢附著的程度。粗纖維紡織成的松疏織物就比細纖維給成的精級織物容易粘附污垢,被子水潮濕的織物對含水污垢的吸附就強,而對油污的粘附就較弱。

  從上面分析,可以得到這樣的看法,污垢粘附織物是受各種結(jié)合力支配的,也隨著污垢與織物性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與外界條件而有差異。關(guān)鍵問題是污垢與織物間的相互吸引力,因此,要使污垢與織物有效地分離,應從消除和降低兩者之間的引力,破裂其聯(lián)結(jié)鍵入物。

  四、洗滌劑活性物的分子結(jié)構(gòu)

  洗滌劑去污過程和機理比較復雜,這是由于污垢和洗滌液的組分本身復雜,而織物纖維的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)又很不一致。洗滌劑之所以能去污,與洗滌劑活性物的分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。洗少要劑活性物就是指洗滌劑中所含的表面活性物質(zhì),也就是指它的有效成分而言。表面活性物是一種能在低濃度下降低溶劑表面張力的物質(zhì)。例如一種優(yōu)良的濕潤劑在濃度下可以把水的表面張國和從73達因/厘米降低致電30達因/厘米;肥皂、合成洗滌劑卻有降低水溶液表面張力的性能,都是表面活性劑的一種。

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  洗滌劑活性物或表面活性物都有一個共同的基本結(jié)構(gòu),分子的一端是由一個較長的碳氫鏈(烴鏈)組成的,它是疏水性的,能溶入油中,介不能溶于水中,而不能溶入油中,稱為親水基。當水分子處在水中時,它受到各方面的吸引力是相等的,而在水表的水分子就不一樣,它所受到的吸引力不平衡,而這種不平衡的吸引力有將水表面上的分子向下拉的趨勢。所以水的表面總有自動縮小的傾向。在水中加入一肥皂,因為極性的水對對肥皂分子的親水基有吸引力,所以親水基可以溶于水中,但水對肥皂分子的疏水基的吸引力很小,疏水基力圖將整個肥皂分子從水中拉出來。處于水表面上的肥皂分子,其親水基就埋入水下,而疏水基則越出水面。這樣一來,表面上的水分就少了它們被子水中分子吸引的力就低了,因此水的表面張力就大大降低。洗滌劑活性物的分子不論在水表面或是在水中都同樣存在,隨著洗滌劑活性物濃度的增加,水中的活性物分子同于長鏈烴基的不親水性,而且彼此間又存在分子吸引力,因此逐漸聚集成幾十個分子組成的膠束,疏水基朝內(nèi),親水基朝外,這是一種帶有幾個到幾十個“價電荷”的膠體離子開始大批形成膠束的濃度,一般稱為膠束臨界濃度。這時形成的膠束可能是球狀的,隨著濃度的增大,它的形狀可變?yōu)閷訝、圓柱狀。膠束的形成對洗滌液的性能有著重要意義。一般來說,洗滌劑在臨界膠束濃度時的去污性能最好。另外分子中疏水基團與親水基團要有恰當?shù)钠胶,才能顯示出優(yōu)良的去污能力,例如同樣一個烷基磺酸鈉,如果硫水基烴鏈碳原子數(shù)少于12,是一種潤濕劑,碳原子數(shù)大于18,則是一種乳化劑,碳原子數(shù)在14~18之間才是洗滌劑。通常洗滌劑活性物分子上的羧酸基-COO,硫酸基磺酸基都有親水性,親水性不強的基軒和有乙氧莖,胺基酰胺基等。疏水基團在大多數(shù)情況下是由10到18個碳原子的烴鏈成的。

  五、劑活性物的基本性質(zhì)

  洗滌劑活性物具備一系列物理,化學性質(zhì);粳F(xiàn)象有潤濕、分散、乳化、泡沫,增溶等作用,這是由它既有表面活性又有膠束性能的雙重性質(zhì)所支配的。

  1.潤濕作用

  滴液后落在固體表面很溶易擴展開來,使表面濕潤,甚至滲入到微細孔道中,這是由于該液體具有潤濕作用的緣故。例如我們?吹铰端谥参锶~子上、草上呈水珠狀,這是因為葉子、草不能被水潤濕。沒有處理過的棉麻毛織物以及合成纖維等表面上常覆有一層蠟油脂、鱗片,或者本身結(jié)構(gòu)就是疏水性的,就不容易被水潤濕,或者完全不被水潤濕。被機油或汗液的油脂分泌物所污染的織物也是不易被子水潤濕的。但是我們把一滴肥皂水或洗滌劑的液滴落在衣服織物上就容易擴散開來,衣服上落了幾滴煤油、酒精,如會很快散開,這就是說洗滌液或煤油對衣物的潤濕作用比較強。

  同樣的衣物織物,為什么純用水不容易被潤濕,而水中加了些滌滌劑,或者在煤油中就很快潤濕呢?這完全是由衣物與水或衣物與洗滌液兩者之間的界面張力的大小而定。被油脂弄臟的衣物是疏水性的,而水的表面張力是比較大的,這樣就使得水滴力圖保持成球形,而球形的表面積最小,水滴就不大能在織物表面上擴展開來,也就不能潤濕織物。但是,水中加少許洗滌劑后,洗滌劑分子可以吸附在水的表面上,使水的表面張力大大降低,水就容易吸附,擴展在衣物表面上,甚至滲透到纖維的微細孔道中,衣物就容易被子潤濕,同時洗滌溶液又能鉆入疏水的污垢顆粒之間,將顆粒粉碎成膠體大小的微粒子,織物與污垢之間原來存在的結(jié)合力就松弛了,污垢就容易洗去。潤濕作用雖然對去污過程極為重要,但它并不起去污作用。

  洗滌劑的潤濕作用,除了由于降低液體的表面強力外,織物表面的結(jié)構(gòu)與粗糙度、液體的濃度、濕度、粘度以及有沒有電介質(zhì)都有影響。

  2.乳化作用

  在一杯水中加上一薄層煤油或豆油,用力振蕩時,就發(fā)現(xiàn)這種互不相溶的溶體中,油層被粉碎成細滴,互相混合,成為混濁體,但是振蕩完不久又重新分水和油兩層,但是如果在其中加入少許洗劑,再用力振蕩,則油滴被分成極細的液滴,分散在水中后形成乳狀,經(jīng)過相當長時間,仍不分層,這就稱乳化作用不著。

  水和油乳化的形式有兩種,一種是少量油分散在多量水中稱為油在水中型(水包油)。另一咱是少量水分散在多量水分散在多量油中,稱為水在油中型(亦稱油包水)。日常洗物后的污水都為第一種類型。

  油、水這兩互不相溶的液體放入洗滌劑后會乳化是因為洗滌劑活必物分子具有一個疏水基和一個親水基,疏水基一端溶入到滴中,而親水基一端留在水中,這樣活性物分就吸附在界面上,按一定方向排列成一層保護層,原來疏水性的油滴就帶有親水的性質(zhì),就可以和水連接在一起了。也就是說由于洗滌劑分子本身的定向吸附能力,在油垢微滴表面形成定向的保護層,降低了油水兩相界面上的界面張力,減低了油在水中分散所需的功能,再輔攪拌使油與水很好乳化。

  洗滌劑所有能去掉衣物上的油污,是與它的乳化作用分不開的,但是優(yōu)良的乳化劑卻不一定好的洗滌劑。

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  3.吸附作用

  吸附作用去掉污垢的機理,主要是利用同污垢有親和性的某種物質(zhì),將附著的被子洗物上的污垢吸附到某種親和性物質(zhì)的表面上。一般使用表面積極大的膠體粒子作為吸附劑,例如廚房和擦洗玻璃用的去污粉的活性土,洗發(fā)粉中用的膨潤土,洗身粉中的淀粉等都是屬于有機高分子膠體粒子,這些膠體粒子的吸附務對于污垢是有選擇的。吸附溶液中的污垢。

  4.物理作用

  僅僅將被洗物浸泡在含有表面活性劑和助劑的洗滌液中并不能充分提高洗滌效果,還要施加和達當?shù)奈锢碜饔。物理的作用主要是為了提高洗少要劑中不知性物的活度,使新鮮的洗滌液和纖維的接觸更好,從而利用機械力促使污垢的脫離和移走。但是,施用物理的力時,需防止對被子洗物的損傷,而且需要使被洗物的每個部位都受力均等。

  加熱也是一種重要的物理作用,一般化學反應的溫度,每上升10度其反應速度增加一倍。按照不同種類的纖維進行加熱洗滌時,可以使纖維的表面迅速潤濕膨脹,從而提高洗滌效果。但是,利用加熱進行洗滌時,必須注意選取用不損傷被洗物的溫度,而且要洗擇在這里邊種溫度條件下能發(fā)揮最大洗滌效果的洗滌劑。

來源:印染在線

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