洗涤的原理与作用

洗涤的原理与作用  衣服穿脏了需要洗涤去污,保持其清洁卫生以水作为媒介对织物进行清洁的洗涤方式,我们称为水洗以这种洗涤方式清洁衣服时，由于衣料的种类及构造的不同,也会引起某些洗涤质量问题例如,天然纤维由于吸水后易膨胀，干燥后会收缩，导致衣服的收缩或变形；羊毛制品受水的作用会导致其表面鳞片的粘合,浮现缩水现象;此外水洗还会导致毛织物面料起球收缩、某些面料退色,以至羊毛、毛绸的手感、颜色、光泽等变差如果以恰当的干洗方式去洗涤这些面料的服装,就可以克服掉这些缺陷干洗是解决上述质量问题的另一种方式,是以一定量的挥发性有机溶剂对织物进行洗涤，达到清除污垢的目的在实际的干洗过程中，视其具体状况还要往干洗溶剂中加入添加剂和水，这对洗涤的最后效果相称重要 在以水作为洗涤媒介的体系中,要洗除那些水溶水的污垢，如糖、盐等污垢是容易的事情,由于此类污垢会在水中溶解在干洗过程中，对于那些油或油脂类的污垢的洗除，也是一件容易的事,由于油或油脂容易溶于有机溶剂中在干洗的有机溶剂中要清除水溶性的污垢必须借助于水的作用,但干洗溶剂中只能溶解极其微量的水,这微量的水分是完全达不到洗除水溶性污垢的浓度,然而为了保证干洗溶剂中水的含量,在干洗剂中应加入一定比例的干洗添加剂和水,便可以提高水在干洗溶剂中的存在量,以形成洗涤所需要的最佳清洁效果。

ﻫ　 干洗溶剂在清洁衣物时并不像水洗那样会对天然毛织物产生膨胀作用,也不会形成纤维收缩现象，因此经干洗的织物不会产生明显的绉纹和外观的变化ﻫ　 对于衣物上的油性污垢，以水洗的方式解决时必须以一定的洗涤剂、比较高的洗涤温度和较强的机械作用方能清除，这同步也会导致变形及皱折导致对衣物的某种限度的损伤而以干洗方式解决沾有油性污垢的衣服时,只须以合适的机械作用，油性污垢就会被干洗溶剂分解掉了因此,干洗对于织物来讲是一种比较“温柔”的洗涤方式鉴于干洗的特点,只要技术解决得当,就可以使被洗织物(个别除外)达到洗后基本不变形、不退色、延长使用寿命的优良效果ﻫ 　就洗衣行业而言,洗涤是指以化学和物理作用的措施，将附着在纺织物上的污垢除掉，从而使织物干净的过程ﻫ　 以水作为媒介,对纺织物进行清洗的方式,称为水法洗涤,简称水洗ﻫ洗衣公司每天都要洗涤一定数量的织物，洗涤的目的是把织物上的污垢清除掉因此，洗涤的对象波及两样东西：一是织物；二是污垢由于织物所波及的内容诸多，因而将另辟专项简介这里将具体讨论水洗中织物上的污垢问题要把织物洗涤干净,就必须对污垢有一定的结识，才干在洗涤时有针对性地对“症”下“药”、合理高效地使用化学药物和采用合适的洗涤措施,从而保质保量地完毕洗涤任务。

　就织物而言,污垢是指吸附于织物表面、内部,影响视觉美观并变化了织物表面的外观及质感的物质　 由于空气的流动或人的活动等引起尘埃飘扬,溅落在衣物上的尘埃就是污垢；餐桌上的菜或汤水落到衣物上时,也变成污垢;家里搞卫生，不慎把洗洁剂溅落在正在穿着的衣服上时就变成污垢了……巧克力、牛奶是可口受人喜欢的食品，当落在衣服上时就变成不受人喜欢的污垢了，因此,某些东西本来就是受人讨厌的,当沾在衣服上同样受人讨厌；而那些本来就受人喜欢的东西,但沾在衣服上就是不受人欢迎的污垢了，成为污垢的东西是相称广泛和复杂的，也有一定的相对性ﻫ 　洗涤的过程是一种极其复杂的理化反映,通过一系列的反映,重要起到如下的作用:ﻫ 第一、彻底破坏污垢和纤维的结合力,由相称牢固变为松散无力ﻫ　 第二、迫使污垢离开纤维,也就是说,污垢丧失在纤维存在的条件，不能继续在纤维上存在下去ﻫ　　第三、使离开纤维的污垢丧失重新和纤维结合的能力，再也不能粘到纤维上去 完毕这个过程，实现上述三种作用，需要多种条件,即水、温度、机械力（如搅拌、磨擦、振动力等）、洗洗涤剂(肥皂、洗衣粉等),缺少其中一种条件都是不行的如果只用水,不用洗涤剂,只用洗涤剂不用水,或都只用机械力等，都不也许把衣服洗干净。

这是由于只有多种条件共同配合,发挥不同的作用，才干把污垢从衣服上除掉在洗涤工艺上，洗涤剂起一定性的作用本章是以洗涤剂为主,解说洗涤的原理和洗涤过程中的多种理化反映         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ﻫ 任何洗涤对象,只有在润湿后来才有进行洗涤的理化反映,也就是说洗涤剂才干发挥作用，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入纤维内部,使纤维澎胀,扩大纤维同污垢的距离减少引力作用，从而减少污垢和纤维的结合力润湿被觉得是减少污垢和纤维结合力的重要措施ﻫ润湿还能促使纤维和污垢之间浮现裂缝，这样为溶剂分子(例如水分子等）发明了渗入的条件水分子向裂缝渗入,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,因此我们洗衣服只要先放在水中浸泡一定期间,然后再洗，就容易洗干净,这就是润湿的作用　 作为重要溶剂的是水,但是从洗涤剂的角度来看,水的润湿润性能并不很抱负，不能达到洗涤的最佳规定,也就是不能起来润湿的所有作用,这是由于如下的问题引起的: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似物质吸引，又受液体内部分子吸引, 但内部分子引力不小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ﻫ 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阐明ﻫ　 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,对称均匀地受着周边水分子的引力;而水的表面分子，状况就不同了,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ﻫ 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,都是浮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,这种表面张力是不抱负的,设法减少表面张力，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)，不不小于内部分子的引力,因此表面分了内向收缩,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,增强到不小于内部分子的分子引力,这样就更能发挥润湿作用了,也就是减少了表面张力，水的表面张力之因此可以减少,根据就在于此 除了表面张力这个问题外，对润湿有影响的尚有要润湿物质的化学构造、性质的问题,我们前面已经说过，物质的化学构造、性质是多种多样的,例如有亲水性、亲油性、憎水性、憎油性但凡化学构造性质和水不同的,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ﻫ　　一朵新摘的棉花,放在清水中可以浮在水面上，不沉,这就是新棉花带有一层憎水性的物质,植物纤维表面大均有这样的物质,没有加以解决,是不易被水润湿的，再如,一种通过石蜡溶液浸泡过小眼筛,筛眼沾上一层很薄的蜡层,不仅水不能润湿通过,甚至可以盛水,这是由于石蜡属于憎水性的物质。

ﻫ 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,更不能渗入它们内部,这就是用水洗衣物洗不干净的道理ﻫ　 为了适应洗涤规定，第一要减少水的表面张力;第二要使水面形成憎水性层,这样才干润湿污垢和纤维,达到洗涤去污的目的ﻫ　　有无措施改善水的润湿性能呢?人们想了诸多措施，如用加热的措施,把水温加到80℃水的表面张力由７3降为６2尔格/平方厘米，这种措施，表面张力下降幅度不大，也不能形成憎水性层，还是不能合用应洗涤的规定,这也是全靠热水不能洗干净衣服的缘故但是,通过不断实践,终于找到的抱负的措施,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通过实验，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，并且浮现憎水性层，这种溶液具有良好的润湿作用,满足洗涤的规定.表面活性剂为会什么能起这样的作用？下面就具体解说之．ﻫ 　什么叫表面活性剂?就是能起表面活性作用的物质;此类物质诸多，从洗涤来说,表面活性剂就是指洗衣膏、洗涤剂、洗衣粉而说。

ﻫ　 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构造进行分析：ﻫ但凡表面活性剂,在分子构造上,必然有两个基因,一种是溶于水的亲水基团，一种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，虽然溶于水中,它们也是分不开的ﻫ 憎水基团又叫碳氢键， 是由碳氢分子构成的键状,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ﻫ　　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映,才干洗净衣服 在水中加入表面活性剂后来,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,以便和空气中相似的物质结合这样憎水基团就汇集在水的表面层，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憎水性ﻫ 　第一, 它的表面张力比水的表面张力小，为２5尔格/平方厘米也就是说,它起到了减少水的表面张力的作用ﻫ 第二， 它是憎水性的物质,具有润湿污垢和纤维憎水性部分性能，也就是说,提高了水的润湿性能。

ﻫ　 加入表面活性剂的水溶液,之因此可以洗净衣服的道理之一,就是它增强了润湿度破坏污垢和纤维结合力的作用,但是，这种溶液一定要达到一定浓度，如果表面活性剂太少,也是不能形成憎水性层的,一般来说，含表面活性剂的数量不能少于０.2－0.3%ﻫ吸附ﻫ 　什么叫吸附？就是固体物质从溶液或气体中吸取了其他物质,并附在它的表面周边的这种现象,叫做吸附，为什么一种物质能吸取其他物质，这就是分子互相吸引的引力作用ﻫ 吸附作用,广谈泛存在自然界中，人们运用了这种作用为生产服务如运用织物纤维从染液中吸取染料分子,并附着在纤维上，这就是衣服染色的最简朴的原理同样,运用污垢从表面活性溶液中吸附表面活性剂分子,清除衣服上的污垢ﻫ污垢为什么能吸附表面活性剂分子呢？我们前面已经说过,污垢大多是亲油性的、憎水性的物质,表面活性剂分子的一端也是亲油性、憎水性的根据物质化学构造性质相近引力就大的原理,表面活性剂分子亲油性的一端，便被吸附在污垢的表面，而亲水性的一端仍在水中,随时着污垢附表面活剂分子越来越多，污垢就同憎水性物质变成了亲水性物质,也就是变成溶性物质(即能溶于水)，转移到水中去,也就是说,从衣服上把污垢清除了。

ﻫ 　乳化ﻫ 乳化是洗涤过程中的重要反映,对洗涤起着很大的作用什么叫乳化?指两种互不相容的液体，借助别的物质而混合在一起，叫做乳化,两种互不相容的混合物,叫做乳化液　 我们拿水和石油做例子，这是两种本来是互不相容的液体,我们把这两种液体放在一起，它们决不会混合的如果用力振荡,它们暂混合一起,变成浑浊的液体,但是只要停止振荡，油上水下并有其明显界线如果加入某些表面活性剂,如肥皂等再振荡一下,水和油就混合在一起了,分不开了，形成不透明的液体，可以保以很长的时间,两种本来互不相容的液体,借助肥皂的作用溶合在一起，这种现象叫做乳化作用ﻫ 　我们懂得,肥皂分子一端是亲水性,一端是亲油性(憎水性）,它在水、油液体中,一端被油分子吸引，一端又被水分子吸引，因此两种互不相容的物质,由于引力作用连接在一起了,形成乳化的反映.我们因此要举这个例子,由于它也正阐明了洗涤过程中乳化反映.脏衣服泡在水中,污垢和水是互不相容的．借助肥皂分子乳化作用,把污垢从衣服上转化到水中,失掉重新粘在衣服上的也许性这就是乳化的洗涤作用ﻫ　 但是污垢并不是液体,如何乳化呢?(乳化必须双方都是液体)这是由于在肥皂水中，通过磨擦、压挤等机械力,有些污垢变为极小的润湿质点,又叫做“液滴”已具有乳化的条件,这也阐明在洗涤过程中机械力所起的作用。

ﻫ什么叫悬浊化?在液体中不溶性的固体物质，吸附了别的物质而悬浮在液体中，叫做悬浊化,这种液体叫悬浊液ﻫ　　我们用煤油和水通过滤纸的现象来阐明,煤烟和水混在一起，因其化学性质不同,不能形成悬浊液在通过过滤纸，虽然烟的体积比纸也还要小,但却不能通过，而是沾在纸上(因烟子和纸有引力结合)无论如何用水冲洗也洗不掉如果用肥皂水冲一下，就能把烟子吸附成悬浊液,破坏了烟子和纸的联合，从而顺利通过,这个例子也正好阐明洗涤过程中悬浊化的作用ﻫ　　脏衣服在水中，污垢质点联合在纤维上是不能容易离开的,如果加入肥皂,肥皂分子被污垢吸附形成亲水层，破坏污垢和纤维的粘结,转到溶液中，成为悬浮状态ﻫ胶束 什么叫胶束？这是表面活性剂在水中的一种形态，表面活性剂在水中，有单个分子形态,有聚合分子形态(由许多分子凝聚在一起),聚合分子的形态叫做胶束ﻫ胶束形态,这是诸多单个分子结合在一起,它们的内部是憎水性的碳氢键的结合,外部是亲水性基团结合层ﻫ　　从理论上讲,单个分子被污垢吸附力比聚合分子大得多,从这个角度看，单个分子越多,洗涤效果越好但实际状况不是这样,由于胶束有其特殊性的作用，如果没有胶束形态的存在,是不能洗干净衣服的。

因此在制造洗涤剂(肥皂)时，总要合适加入某些电解质填充剂,如碳酸钠等，目的就是减少单个分子,增长胶束那么胶束在洗涤过程中起到什么作用呢?ﻫ　　概括地说,胶束能产生牢固而有弹性的洗涤剂膜,在去污上起着重大的作用前面已经讲过,由于吸附作用,表面活性剂分子包围了污垢,浸入水中,但这种包围是不牢固的,特别是磨擦、压挤中，污垢能从表面活性剂分子包围脱出,并且互相凝结，重新沾染到衣服上去，因此,只有单个分子是洗不干净衣服的但有了胶束状况就不同了，由于胶束表层是亲水层,包围污垢分子的表面也是亲水层,胶束又被吸附,等于对污垢又增长了一层包围圈　 胶溶ﻫ　 表面活性剂分子在包围污垢时,也能钻进污垢裂缝中去，使污垢由大变小，不断分裂,最后把它粉碎成胶粒大小的质点或单个分子,均匀分散在水溶液中,叫做胶溶作用ﻫ胶溶的原理与乳化大体相似，所不同的是乳化的污垢质点较大,胶溶的污垢质点很小,即比乳化质点要小几十倍,接近单个分子,从洗涤角度来看,污垢质点粉碎越小越好，由于1、不易凝聚,重新沾染衣服；２、能稳定在溶液中,因此胶溶作用对洗涤来说也是重要的ﻫ 　泡沫 我们在洗涤剂溶液中通过空气或用手搅动,就发生白花花的一片,一般叫做泡沫，泡沫事实上就是表面活性剂分子包围了空气,或者说表面活性剂分子里面布满了空气,这和肥皂分子包围污垢是同样的道理,由于空气也是憎水性的,当它进入肥皂溶液，肥皂分子即向它靠拢集中,不久吸附在空气表面,表面活性剂分子憎水性的一端插入空气和空气联结，亲水性一端仍在水中。

打个比方说,就是空气穿了一件“小皮袄”,但是是毛朝里(憎水性的碳氢键，形状像细长的毛）皮朝外　 泡沫的第一种作用，它对已被包围的污垢吸附力非常强大，因此它像胶束作用同样，不久吸附被包围的污垢外层,把污垢“拉”出衣服表面ﻫ 由于泡沫内部是气体,比重较轻,总想脱离溶液钻出表面，但是它穿着一件亲水性的“小皮袄”,被水吸引,冒不出来，可是当它穿上第二件“小皮袄”,也就是又和肥皂分子结合，这时它就有了两层肥皂分子,但第二层肥皂分子,亲水性向里（即皮朝里),憎水性向外(即毛朝外)ﻫ 在这种状况下,泡沫的外层变成憎水性层,就纷纷冒出来，这就是我们常常看到的皂溶液的表面白花花的泡沫,这个泡沫起着减少表面张力、形成憎水性层的作用,这就是泡沫的第二个作用,泡沫的两个作用都是洗涤所必需的随着工业洗涤剂的技术进步,目前洗涤品大都属于低泡或无泡,上面所述的只是讲洗涤原理,并不代体现代的化学技术水平ﻫ 浮选　 衣服上的污垢,重要是增水性的物质,上面所说的一系列的反映,也都是针对污垢憎水性的特点而产生的，但是，事物是很复杂的,也是多种多样的，污垢也是同样,也就是说,污垢也具有多种多样的性质,污垢除了憎水性物质外,它尚有亲水性的物质,就是憎水性物质在其表面又有部分亲水性。

但总的来看,重要是憎水性物质，亲水性的污垢在肥皂溶液中,由于化学构造性质相近引力就大的原理,肥皂分子亲水性基团被吸附在污垢周边,由于是亲水性一端和污垢结合，因此憎水性的碳氢键朝外,形成憎水性基团,在这种状况下亲水性污垢又变成了憎水性的污垢 这样它就和憎水性污垢同样,继续被肥皂分水憎水性一端吸附，成为两层包围形成胶束,离开纤维或者它像泡沫同样漂到溶液的表面,这种现象叫做浮选作用浮选作用也是洗涤过程中一种不可缺少的反映否则就不能把衣服完全洗干净ﻫ 以上就是洗涤的重要反映,也就是洗涤的基本原理，通过这一系列反映，就达到破坏污垢和纤维结合,迫使污垢离开纤维,并失掉重新污垢的能力,这样衣服就洗干净了,在这些变化中，表面活性作用(减少表面张力，形成憎水性层)是前提,没有这个前提,就没法进行多种反映；在多种反映中吸附起着基本的作用，没有吸附,后来一系列的反映，也不也许产生，如乳化、悬浊化、胶粒、胶溶、泡沫浮选等，都是吸附作用的成果,因此任何一种洗涤剂必须具有表面活性、吸附作用，否则就没有去污的效果，不能发挥洗涤的作用,不能叫洗涤剂。