表面活性剂影响洗涤的因素

亚美体育电竞(中国)有限公司:2023-06-13 浏览量:375

表面活性剂的洗涤作用可以简单地定义为,自浸在某种液体介质(一般为水)中的固体表面去除污垢的过程。在此过程中,借助于某些化学物质(洗涤剂)以减弱污物与固体表面的粘附作用,并施以机械力搅动,使污垢与固体表面分离而悬浮于液体介质中,最后将污物洗净、冲去。

1.表面张力

    表面张力是表面活性剂水溶液的一种重要的物理化学性质,而表面活性剂又是洗涤液中的主要成分(必需成分),故表面张力与洗涤作用的关系必然有一定的规律。大多数有优良洗涤作用的洗涤剂水溶液,均具有较低的表面张力和油/水界面张力。根据固体表面润湿的原理,对于一定的固体表面,较低的表面张力的液体有较好的润湿性能,从而才有可能进一步起洗涤作用。此外,较低的表、界面张力有利于液体油污的清除,也有利于油污的乳化、分散,因而有利于洗涤作用。阳离子表面活性剂,虽然也可有好的表面活性,其水溶液的表面张力也可以达到较低的数值,但在很多情况下易吸附于固体表面,使表面疏水,就容易粘附油污,故阳离子表面活性剂一般不是好的洗涤剂。

2.加溶作用

    表面活性剂胶团对油污的加溶,可能是自固体表面去除少量液体污垢的最重要的机理。不溶于水的种种有机物质,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。非极性油污加溶于胶团的非极性内核中,极性油污则根据其极性大小及分子结构形式不同而加溶于胶团外壳的极性基团区域,或者油污分子的极性基锚于胶团表面,而非极性碳氢链插入胶团内核中。因此,去除油污的加溶作用,实际上就是油污溶解于洗涤液中,使得油污不可能再沉积于物件表面,大大提高了洗涤效果。

3.吸附作用

    表面活性剂在污垢及洗涤物品表面上(自溶液中)的吸附,对洗涤作用有重要影响。这一影响主要是由于吸附使得界面及表面在各种性质(如机械性质、电性质及化学性质)上均有变化而产生的。

    对于液体油污,表面活性剂在油/水界面上的吸附主要导致界面张力降低,从而有利于油污的清洗。界面张力的降低,也有利于形成分散度较大的乳状液,同时由于界面吸附所形成的界面膜一般具有较大的强度,而且吸附膜可能带电(若是吸附表面活性离子),于是使形成的乳状液具有较高的稳定性,不易沉积于洗涤物表面。

4.表面活性剂疏水链长

    表面活性剂同系物中,碳氢链长与物理化学性质,如表面活性、润湿性、乳化作用等,有密切关系,在洗涤性能的表现上也不例外。一般而论,碳氢链较长者,洗涤性能较好。但也有例外,当长链皂在较低的使用温度时,溶度太小(未超过cmc),不能发挥其洗涤作用,因而比短链皂的洗涤作用差。

5.表面活性剂亲水基的影响

    离子性表面活性剂的电荷在洗涤、分散作用中比较重要,由于离子表面活性剂的亲水离子基团极易吸附于与之带相反电荷的洗涤物表面或污垢质点,使表面活性剂的疏水链朝向水相,故离子表面活性剂在此种情况下不能有效地自带相反电荷的物品表面去除污垢。

6.乳化与起泡

    对于少量油污,表面活性剂胶团的加溶作用在洗涤过程中可能有重要的影响,也有不少事实与此论述不符。但无论如何,表面活性剂的乳化作用,不管油污多少,在洗涤过程红棕总是相当重要的。要使乳化作用顺利进行,必须加入有高表面活性的表面活性剂,以最大限度地降低界面张力。这样,只需用最小的机械功(略做搅拌)即可乳化。在降低界面张力的同时,界面吸附伴随发生,形成有一定强度的界面膜,防止油珠聚结,有利于乳状液的稳定,油污质点也一步再沉积于固体表面,然而很明显,仅仅是油污的乳化、分散,尚不足以有效地完成洗涤过程,还需要根据具体情况,考虑前面讨论过的各种因素的影响。
   
     至于起泡作用与洗涤作用的关系,则不像乳化作用和洗涤作用的关系那样清楚,在过去习惯于把起泡作用与洗涤作用混为一谈。往往认为一种洗涤液的好坏决定于其起泡作用,实际上并非如此,二者之间并无直接相应的联系。在很多场合中,采用低泡型的表面活性剂水溶液极性洗涤有很好的效果,但在某些场合,泡沫还是有助于去除污垢的。另外泡沫的存在,有时的确可以作为洗涤液尚有效的标志,因为脂肪性油污往往对洗涤剂的起泡力有抑制作用。总括而言,在工业洗涤过程或家庭洗涤过程中,很难看出泡沫对洗涤作用有直接的帮助。