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表面活性剂的洗涤作用

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表面活性剂的洗涤作用

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  • 发布时间:2020-12-24 14:51
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【概要描述】洗涤是指当固体表面与某种液体介质(一般为溶剂和水)接触过程中固体表面污垢被去除的过程。清洗过程中,借助于清洗剂中多种化学物质协同作用,通过减弱污物与固体表面的粘附,再借助清洗剂的渗透润湿、溶解或增溶、分散作用,并施以机械力搅动,清洗液的冲刷,使固态和液态污垢与固体表面分离而分散悬浮于液体介质中,最后通过漂洗彻底将污物洗去。

表面活性剂的洗涤作用

【概要描述】洗涤是指当固体表面与某种液体介质(一般为溶剂和水)接触过程中固体表面污垢被去除的过程。清洗过程中,借助于清洗剂中多种化学物质协同作用,通过减弱污物与固体表面的粘附,再借助清洗剂的渗透润湿、溶解或增溶、分散作用,并施以机械力搅动,清洗液的冲刷,使固态和液态污垢与固体表面分离而分散悬浮于液体介质中,最后通过漂洗彻底将污物洗去。

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  洗涤是指当固体表面与某种液体介质(一般为溶剂和水)接触过程中固体表面污垢被去除的过程。清洗过程中,借助于清洗剂中多种化学物质协同作用,通过减弱污物与固体表面的粘附,再借助清洗剂的渗透润湿、溶解或增溶、分散作用,并施以机械力搅动,清洗液的冲刷,使固态和液态污垢与固体表面分离而分散悬浮于液体介质中,最后通过漂洗彻底将污物洗去。
(一)洗涤作用的大致过程
  在清洗过程中,表面活性剂作为作为清洗剂中最关键的成分,其作用是对底物上的污垢参透液化、乳化、悬浮、分散,使之脱离底物表面不让脏物再沉积,整个过程是在介质(一般是水)中进行的。清洗过程是平衡可逆的。若洗涤剂性能甚差,如使污垢与物品表面分离的能力差,乳化、分散、悬浮污垢的能力差,易于再沉积,则清洗不干净,洗涤过程不能很好的完成。底物和污垢的不同,洗涤过程也会千差万别,很难用基于同一机理开发的产品来对待。
  污垢一般可分为液体污垢及固体污垢。前者包括动、植物油及矿物油(如原油、燃料油、煤焦油)、炭黑及聚合脂等,后者主要为尘土、泥灰、无机盐、铁锈等。液体污垢和固体污垢经常一起构成混合污垢,相互包裹并粘附于物品表面。因此这种混合污垢与物品表面粘附的本质,基本上与液体油类污垢的情形相似。液体污垢与固体污垢在物理及化学性质上存在较大差异,故二者自表面上去除的机理亦不相同。两类污垢与表面的粘附主要是通过范德华引力;在水介质中,静电引力一般要弱得多。污垢与表面一般无氢键形成,但若形成时,则污斑难以去除。
  不同性质的表面与不同性质的污垢有不同的粘附强度,在水为介质的洗涤过程中,非极性污垢(如炭黑与石油等非极性油污)比极性污垢(如极性脂肪物质、粉尘、粘土)不容易洗净。在疏水表面(如聚丙烯、聚酯等塑料)上的非极性污垢,比在亲水表面(如棉纺、玻璃)上者更不易去除;而在亲水表面上的极性污垢则比在疏水表面上者不易洗涤。如果从纯粹机械作用考虑,则固体在纤维性物品表面上较易粘附,固体污垢质点越小,则越不容易冲洗去除。
  (二)污垢的去除
  不同的污垢在不同的底物上附着是通过不同的相互作用来实现的,因而污垢的去除机理也不相同。下面讨论的是关于表面活性剂起主要作用的污垢去除,不包括机械作用、化学试剂作用如漂白剂、还原剂及酶等作用。应用表面活性剂去除的污垢一般是通过物理吸附(范德华力,偶极相互作用)或是静电作用附着于基底上的。污垢去除作用涉及介质中表面活性剂与污垢及基底表面相互作用效应。表面活性剂的吸附渗透改变了污垢/介质界面及基底/介质界面的界面张力和电势,减弱了污垢和底物的粘附力,也降低了污垢分子间的相互作用力,使污垢易于从底物上脱离并分散于溶液中。根据不同的去除污垢机理,污垢的去除可分为液体和固体污垢的去除。
  1.液体污垢的去除
  洗涤作用的第一步是洗涤液润湿表面,否则洗涤液的洗涤作用不易发挥。水在一般在极性表面上的润湿性较好,在非极性表面润湿性则较差。结合底物表面及污垢的性质选择合适的表面活性剂,使污垢和材料表面均能得到充分湿润。
  洗涤作用的第二步就是油污的去除,即润湿了表面的洗涤液如何把油污顶替下来。液体和固体有机污垢的去除是通过液化、卷缩和界面的顶替机理而实现的,即洗涤液先润湿污垢和固体表面,油污液化并卷缩成为油珠,在吸附于底物/污垢界面的表面活性剂的顶替作用下,最后因分子运动、清洗的冲洗力或浮力而离开固体表面。
  洗涤作用的第三步就是污垢的抗沉积。离开固体表面通过乳化增溶而悬浮于洗涤剂中。
  2.固体无机污垢的去除
  对于固体污垢的去除,主要是由于表面活性剂在固体质点(污垢)及固体表面上的吸附而使污垢与底物粘附力减弱,或起粘结作用的有机污垢被去除。表面活性剂自溶液中吸附于污垢质点及固体表面,不仅使粘附功降低,同时也可能增加质点与固体表面的表面电势(特别是离子性表面活性剂),由于同电荷相斥,使质点更容易自表面除去。阴离子表面活性剂增加质点与固体表面的负表面电势,非离子表面活性剂不能明显地改变界面电势,可以预计,其去除表面粘附质点的能力将低于阴离子表面活性剂。然而,被吸附的非离子表面活性剂往往可以在固体表面上形成空间阻碍,对于防止污垢质点的再沉积有利。因此,非离子表面活性剂洗涤作用总的效果不错。
  许多阳离子表面活性剂也有很好洗涤作用,一般通过复配来消除阳离子的不利影响。

 

 

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