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洗滌的原理與作用二之潤濕

時間:2017-10-14 浏覽:
什麼叫潤濕?你是通過一種溶體(溶體又叫溶液,水和洗滌液都是溶體),把幹燥衣物變为潮濕物體,这種現象叫做潤濕,潤濕對洗滌来說具有極其重要的意義。
 
任何洗滌對象,隻有在潤濕以後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,就不會达到洗滌效果。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内部,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。潤濕被認为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,这樣为溶劑分子(例如水分子等)創造了滲透的條件。水分子向裂縫滲透,擠入内部,擴大裂縫,迫使污垢脫離纖維。潤滑的这些作用,對洗滌十分重要,所以我們洗衣服隻要先放在水中浸泡一定時間,然後再洗,就容易洗幹淨,这就是潤濕的作用。
 
作为主要溶劑的是水,但是從洗滌劑的角度来看,水的潤濕潤性能并不很理想,不能达到洗滌的最佳要求,也就是不能起来潤濕的全部作用,这是由于以下的問題引起的:水的表面張力較大,一般来說,表面張力大,潤濕性能差;表面張力小,潤濕性能好。 什麼叫表面張力?这是液體物質的一種物理現象,它是由分子引力作用産生的,液體表面分子(又叫界面分子),既受液體外部化学性質相同物質吸引,又受液體内部分子吸引, 但内部分子引力大于液體外部分子引力,这樣,液體表面分子向内收縮,这種向内收縮的力叫做“表面張力”,又叫内聚力。
 
什麼叫水的表面張力?就是水的表面分子向内的力,就是水的内聚力。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,叫做水的内部分子。處在水的内部分子,對稱均勻地受着周圍水分子的引力;而水的表面分子,情況就不同了,它一方面要受水的内部分子引力,另一方面又受空氣呂水分子吸引。它所受的引力,有内有外,是不均衡的,由于空氣是所氣體,它所含的水分子比水内部分子數量少、引力小,这樣水的表面分子向内收縮,産生了水的表面張力。这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内收縮的力,向内收縮的力越大,表面張力越大,即内聚力越大,表面張力越大,所耗的“功”(爾格)为計量單位 。根據測定,水的表面張力为73爾格/平方厘米,煤油为24、酒精为22、汞水为472。汞的表面張力大,潤濕性能很差,不管放什麼物質的汞液中,是不會被潤濕的,或者把汞液放在任何物質上,都是出現圓珠形态。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,这種表面張力是不理想的,設法降低表面張力,對洗滌来說是很重要的。表面張力大,为什麼潤濕性能差呢?这是由于表面分子和要潤濕物質之間親和力(引力),小于内部分子的引力,所以表面分了内向收縮,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,增強到大于内部分子的分子引力,这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。
 
除了表面張力这個問題外,對潤濕有影響的還有要潤濕物質的化学結構、性質的問題,我們前面已经說過,物質的化学結構、性質是多種多樣的,例如有親水性、親油性、憎水性、憎油性。凡是化学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,这樣就更不易潤濕了。
 
一朵新摘的棉花,放在清水中能夠浮在水面上,不沉,这就是新棉花帶有一層憎水性的物質,植物纖維表面大都有这樣的物質,沒有加以處理,是不易被水潤濕的,再如,一個经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,这是因为石蠟屬于憎水性的物質。
 
我們洗滌的髒衣服,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),这樣就不容易潤濕了,更不能滲透它們内部,这就是用水洗衣物洗不幹淨的道理。
 
为了适應洗滌要求,第一要降低水的表面張力;第二要使水面形成憎水性層,这樣才能潤濕污垢和纖維,达到洗滌去污的目的。 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降为62爾格/平方厘米,这種辦法,表面張力下降幅度不大,也不能形成憎水性層,還是不能适用應洗滌的要求,这也是全靠熱水不能洗幹淨衣服的緣故。但是,经過不斷實踐,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。经過試验,在100克水中,加入0.2克左右的洗衣膏,这樣的水的表面張力由72降为25爾格/平方厘米,并且出現憎水性層,这種溶液具有良好的潤濕作用,滿足洗滌的要求.表面活性劑为會什麼能起这樣的作用?下面就詳細講解之.
 
什麼叫表面活性劑?就是能起表面活性作用的物質;这類物質很多,從洗滌来說,表面活性劑就是指洗衣膏、洗滌劑、洗衣粉而說。
 
表面活性劑为什麼能改善水的潤濕性能?这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,一般說来,洗衣膏的親水基團大都为羧基:洗衣粉的親水基團为磺酸基。
 
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,才能洗淨衣服。
 
在水中加入表面活性劑以後,水溶液變为洗滌劑溶液,这時,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。这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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