第9章洗涤作用..ppt

第九章洗涤作用,定义：,将浸在某种介质中的固体表面的污垢去除的过程称为洗涤。,洗涤剂作用：,减弱污垢与固体表面的粘附作用,9.1洗涤作用的简介,9.1.1污垢,1液体污垢,皮脂、动植物油、矿物油。,2固体污垢,尘埃、粘土、砂、铁锈、灰、碳黑,9.1.2污垢的粘附,1机械力结合,固体尘土的粘附。,2静电力结合,表9.1纤维在水中的带电,图9-1氧离子的桥梁作用,多价阳离子桥,3.化学力结合,污垢通过化学吸附产生的化学结合力与固体表面的粘附,4分子间力粘附,分子间范德华力(包括氢键),不同性质的表面与不同性质的污垢，有不同的粘附强度。,图9-2洗涤基本过程,9.1.3洗涤过程,洗涤过程：,1.洗涤剂对油污及纤维表面吸附作用2.污垢的润湿和渗透3污垢的脱落4污垢的乳化分散,一是降低污垢与物体表面的结合力，具有使污垢脱离物体表面的能力；二是具有防止污垢再沉积的能力。,洗涤剂的作用,9.1.4洗涤剂的作用,1.改善水对洗涤物表面的润湿性,表9-2一些纤维材料的临界表面张力和水在其表面上的接触角,2.增强污垢的分散和悬浮能力,洗涤剂具有乳化能力能将从物品表面脱落下来的液体油污乳化成小油滴而分散悬浮于水中。,9.2液体污垢的去除,卷缩机理,图9-3a表面上的油膜；bc在有表面活性剂存在时卷缩成油珠,(9-2),可推导出：,图9-4a表面上的油膜，水溶液接触角,图9-5油滴（900）图9-6较大油滴（900）,9.3固体污垢的去除,9.3.1固体污垢的去除机理,图9-7污垢粒子P从固体表面S到洗涤液L的分段去除,I段:固体污垢P直接粘附于固体表面S,(9-9),式中，WSP为固体与固体污垢间得粘附能；,为固体的表面能；,为固体污垢的表面能；,为固体与固体污垢间的表面能。,II段:洗涤剂的铺展,(9-10),SW/S0，则洗涤液能在污垢点及被洗物表面铺展,洗涤液在固体表面S和固体污垢P间固-固界面中存在的微缝隙(即毛细管)中的渗透过程,9.3.2固体污垢分段去除过程中体系的能量,图9-8污垢粒子的势能,9.3.3表面活性剂在固体污垢去除中的作用,图9-9表面活性剂在固体污垢去除中的润湿作用,9.4洗涤作用的影响因素,1.被洗织物和污垢的性质，以及污垢与织物之间的结合状态,2洗涤液的组成,1）表面活性剂的性质和浓度；2）助洗剂的性质和浓度；3）洗涤液中由被洗织物带入的悬浮物质(如泥土等)的性质和浓度；4）洗涤液的PH值；5）洗涤液的组成和性质在洗涤过程中发生的变化.,4.污垢、被洗物和洗涤液之间的相对数量等。,3.洗涤过程的物理和机械条件,洗涤时间、洗涤方式等。,5洗涤温度,6污垢质点大小,污垢质点越大，越容易从表面除去。,提高洗涤温度一般来说对去污是有利的。,图9-10液流中表面上不同大小质点受力的情况,9.4.1表面张力,洗涤液的润湿性能好。,9.4.2吸附作用,液体油污:油污“卷缩”，从而有利于油污的清洗。界面张力的降低，有利于形成分散度较大的乳状液；形成的乳状液具有较高的稳定性.,1.阴离子表面活性剂,图9-11炭黑在表面活性剂溶液中的电泳性质【14】1C14H29SO3Na；2C14H29O(C2H4)OH；3C14H29N(CH3)3Cl,污垢质点在水中带正电荷，如硫酸钡质点。,图9-12C12H25SO4Na对BaSO4固体污垢去除的过程,2.阳离子表面活性剂,“反洗涤”作用。,3非离子表面活性剂,在非离子表面活性剂的聚氧乙烯周围易形成一层溶剂化的水膜。,a非离子表面活性剂在非极性纤维上的吸附。b非离子表面活性剂极性纤维上的吸附,4.两性离子表面活性剂,通过范德华力以疏水基吸附于非极性固体的表面，以亲水的阴离子头和季铵阳离子头伸进水相，使非极性疏水表面变为亲水表面。,无论污垢固体的表面带何种电荷它都能吸附于其表面上，而不会产生聚沉现象。,从表面活性剂的类型来看,阴离子表面活性剂的洗涤性能较全面，性能最好；非离子表面活性剂次之；而阳离子型表面活性剂不宜用作洗涤剂。,9.4.3加溶作用,非离子表面活性剂作洗涤剂在局部集中使用较大量的洗涤剂时不溶于水的物质，因其性质各异而加溶于胶团的不同部位，形成透明、稳定的溶液。,9.4.4乳化作用,具有高表面活性的表面活性剂，可以最大限度地降低油水界面张力，只要很小的机械功(略作搅动)即可乳化。乳化和加溶仅在防止污垢再沉积方面起作用。,9.4.5泡沫作用,泡沫起到携带污垢的作用泡沫有时可以作为洗涤液是否有效的个标志，,9.4.8表面活性剂疏水基链长,图9-13烷基硫酸钠的洗涤曲线（55）,图9-14钠皂的洗涤曲线(38)图9-15钠皂的洗涤曲线(55),9.4.9洗涤剂的浓度,浓度过低，将影响洗涤过程中织物的润湿，污垢的取代、分散和乳化增溶，从而降低洗涤效果。但洗涤剂的浓度也不是越高越好，因为过高的浓度不但造成浪费，而且洗涤效果还不如适当浓度的好。,特点价廉，与碱类并用可以提高洗涤力，在高温时溶解性也不下降。随着石油化学工业的发展，这类活性剂中的烷基苯磺酸钠的产生量越来越多，价格也越来便宜。,9.6.1阴离子型表面活性剂,脂肪酸盐(肥皂)、烷基苯磺酸盐(ABS)、脂肪醇硫酸盐(AS)、脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐(AES)等。其中，肥皂、高级醇硫酸酯钠盐、烷基苯磺盐是这类活性剂中最常用的洗涤剂。,9.6.2非离子型表面活性剂,优点：洗涤力大，泡沫少，容易制成浓状品，在较广泛的温度范围内都具有好的洗涤性，缺点是价格较阴离子活性剂为贵。,用于配制洗涤剂的非离子表面活性剂有：,聚氧乙烯型非离子表面活性剂，脂肪酰烷醇胺型非离子表面活性剂，聚醚型非离子表面活性剂，多元醇脂肪酸酯型非离子表面活性剂。,阳离子表面活性剂一般不作为洗涤主剂。它在洗涤剂中有两种应用形式：一是与非离子表面活性剂复配；二是在衣物洗涤后的漂洗过程中单独使用。,9.6.3洗涤剂用阳离子表面活性剂,9.6.4两性离子型表面活性剂,低毒性和对皮肤，眼睛的低刺激性；良好生物降解性和配伍性；良好的润湿性，洗涤性和发泡沫性，,9.9干洗,洗涤用的溶剂主要是轻石油烃，主要成分是正癸烷为主的脂肪烃，还可以氯化烃等有机溶剂作溶剂。,干洗是指在有机溶剂中洗涤，是利用溶剂的溶解力和表面活性剂的加溶能力去除织物表面的污垢。,能溶解于洗涤用溶剂中，形成反胶团后，要有足够的加溶水的能力；能很好的分散固体污垢，使污垢在有机溶剂中具有好的悬浮稳定性；在洗涤物和过滤器上残留吸附量小；无异味，对洗涤物无不良影响，对金属无腐蚀性等。,用于干洗的表面活性剂应具备以下条件：,石油碳酸盐、亚烷基苯磺酸钠(或胺盐)、琥珀酸酸磺酸钠，烷基酚、脂肪酰胺，脂肪醇磷酸酯等的聚氧乙烯化物和山梨醇酯,干洗中所使用的表面活性剂，,9.10