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洗涤的原理与作用二之润湿

时间:2017-10-14 浏览:
什么叫润湿?你是通过一种溶体(溶体又叫溶液,水和洗涤液都是溶体),把干燥衣物变为潮湿物体,这种现象叫做润湿,润湿对洗涤来说具有极其重要的意义。
 
任何洗涤对象,只有在润湿以后才有进行洗涤的理化反应,也就是说洗涤剂才能发挥作用,没有润湿,就不会达到洗涤效果。润湿是洗涤的前提条件之一。
 
分子之间的引力距离越大,引力越小,结合就不牢固,就容易被清除掉。润湿起的作用,就是能使溶剂分子渗透纤维内部,使纤维澎胀,扩大纤维同污垢的距离。降低引力作用,从而降低污垢和纤维的结合力。润湿被认为是降低污垢和纤维结合力的重要办法。润湿还能促使纤维和污垢之间出现裂缝,这样为溶剂分子(例如水分子等)创造了渗透的条件。水分子向裂缝渗透,挤入内部,扩大裂缝,迫使污垢脱离纤维。润滑的这些作用,对洗涤十分重要,所以我们洗衣服只要先放在水中浸泡一定时间,然后再洗,就容易洗干净,这就是润湿的作用。
 
作为主要溶剂的是水,但是从洗涤剂的角度来看,水的润湿润性能并不很理想,不能达到洗涤的最佳要求,也就是不能起来润湿的全部作用,这是由于以下的问题引起的:水的表面张力较大,一般来说,表面张力大,润湿性能差;表面张力小,润湿性能好。 什么叫表面张力?这是液体物质的一种物理现象,它是由分子引力作用产生的,液体表面分子(又叫界面分子),既受液体外部化学性质相同物质吸引,又受液体内部分子吸引, 但内部分子引力大于液体外部分子引力,这样,液体表面分子向内收缩,这种向内收缩的力叫做“表面张力”,又叫内聚力。
 
什么叫水的表面张力?就是水的表面分子向内的力,就是水的内聚力。我们用一滴水珠的发生现象加以说明。
 
一滴水的树叶上,一部分水分子接触空气,叫做水的表面分子;一部分水分子不接触空气,叫做水的内部分子。处在水的内部分子,对称均匀地受着周围水分子的引力;而水的表面分子,情况就不同了,它一方面要受水的内部分子引力,另一方面又受空气吕水分子吸引。它所受的引力,有内有外,是不均衡的,由于空气是所气体,它所含的水分子比水内部分子数量少、引力小,这样水的表面分子向内收缩,产生了水的表面张力。这就是一滴水落在树叶上形成小圆珠的道理。
 
从上面分析可以看出,表面张力就是液体表面向内收缩的力,向内收缩的力越大,表面张力越大,即内聚力越大,表面张力越大,所耗的“功”(尔格)为计量单位 。根据测定,水的表面张力为73尔格/平方厘米,煤油为24、酒精为22、汞水为472。汞的表面张力大,润湿性能很差,不管放什么物质的汞液中,是不会被润湿的,或者把汞液放在任何物质上,都是出现圆珠形态。煤油和酒精表面张力小,是优良润湿剂。水的表面张力比较大,也是优良润湿剂。但从洗涤的角度看,这种表面张力是不理想的,设法降低表面张力,对洗涤来说是很重要的。表面张力大,为什么润湿性能差呢?这是由于表面分子和要润湿物质之间亲和力(引力),小于内部分子的引力,所以表面分了内向收缩,不与被润湿物质结合,如果使表面分子和要被润湿物质亲和力增强,增强到大于内部分子的分子引力,这样就更能发挥润湿作用了,也就是降低了表面张力,水的表面张力之所以能够降低,依据就在于此。
 
除了表面张力这个问题外,对润湿有影响的还有要润湿物质的化学结构、性质的问题,我们前面已经说过,物质的化学结构、性质是多种多样的,例如有亲水性、亲油性、憎水性、憎油性。凡是化学结构性质和水不同的,叫憎水性物质,水的表面张力比较大,对憎水性物质亲和力引力很水,这样就更不易润湿了。
 
一朵新摘的棉花,放在清水中能够浮在水面上,不沉,这就是新棉花带有一层憎水性的物质,植物纤维表面大都有这样的物质,没有加以处理,是不易被水润湿的,再如,一个经过石蜡溶液浸泡过小眼筛,筛眼沾上一层很薄的蜡层,不但水不能润湿通过,甚至可以盛水,这是因为石蜡属于憎水性的物质。
 
我们洗涤的脏衣服,一方面大多数污垢都是憎水性的物质,另一方面衣服纤维有亲水性的部分,但也有憎水性的部分(合成纤维憎水性部分很大),这样就不容易润湿了,更不能渗透它们内部,这就是用水洗衣物洗不干净的道理。
 
为了适应洗涤要求,第一要降低水的表面张力;第二要使水面形成憎水性层,这样才能润湿污垢和纤维,达到洗涤去污的目的。 有没有办法改善水的润湿性能呢?人们想了很多办法,如用加热的办法,把水温加到80℃水的表面张力由73降为62尔格/平方厘米,这种办法,表面张力下降幅度不大,也不能形成憎水性层,还是不能适用应洗涤的要求,这也是全靠热水不能洗干净衣服的缘故。但是,经过不断实践,终于找到的理想的方法,不是在水中加入表面活性剂(洗衣膏、洗涤剂、洗衣粉都是表面活性剂),大大改善了水的润湿作用。经过试验,在100克水中,加入0.2克左右的洗衣膏,这样的水的表面张力由72降为25尔格/平方厘米,并且出现憎水性层,这种溶液具有良好的润湿作用,满足洗涤的要求.表面活性剂为会什么能起这样的作用?下面就详细讲解之.
 
什么叫表面活性剂?就是能起表面活性作用的物质;这类物质很多,从洗涤来说,表面活性剂就是指洗衣膏、洗涤剂、洗衣粉而说。
 
表面活性剂为什么能改善水的润湿性能?这要从表面活性剂的分子结构进行分析:凡是表面活性剂,在分子结构上,必然有两个基因,一个是溶于水的亲水基团,一个是不溶于水的憎水基团(因能溶于油,又叫亲油基团),两个基团连接一起,一端是亲水基团,一端是憎水基团,即使溶于水中,它们也是分不开的。
 
憎水基团又叫碳氢键, 是由碳氢分子组成的键状,亲水基团,一般说来,洗衣膏的亲水基团大都为羧基:洗衣粉的亲水基团为磺酸基。
 
两个基团各有不同作用,亲水基团和水结合,憎水基团和污垢结合(因其性质和污垢相近),从而发生了洗涤一系列理化反应,才能洗净衣服。
 
在水中加入表面活性剂以后,水溶液变为洗涤剂溶液,这时,表面活性剂分子的亲水基团即溶于水中,而憎水基团和水没有相似的性质,力图挤出水的表面,以便和空气中相同的物质结合。这样憎水基团就聚集在水的表面层,占据了水的表面位置,形成了憎水性层,也就是说,水的表面已不是水分子,而是表面活性剂的碳氢键。

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