[拼音]:xidi zuoyong
[外文]:detergency
在机械的搅动下从浸在洗涤剂水溶液的固体表面清除污垢的过程。污垢可分液体油污(如动、植物油和矿物油)和固体质点(如灰、铁锈和炭黑)两类。这两类污垢除去的机理是不同的。
液体油污的去除(滚走机理)从固体表面清除液体油污,其实质是洗涤剂液体对固体表面的润湿(图1)。根据杨氏方程,体系达到平衡后应有下列关系:
(1)
式中γso、γsw、γwo分别为固-油污、固-洗涤液和洗涤液-油污的界面张力;θ 是洗涤液在固体表面的接触角。若θ=0°或不存在,则洗涤液可自动在固体表面展开,而油膜则收缩成油珠滚走。若0°<θ<90°,则在水流的作用下油污可从表面上除去(图2),若θ>90°,则油污只能部分除去(图3)。
洗涤液中表面活性剂可在固-水界面上吸附,降低γsw。若γsw降至低于γso,则根据式(1),θ<90°,油污可从表面完全清除。另外,表面活性剂对油污还有乳化和加溶作用,使油污分散在洗涤液中。(见界面现象)
固体污垢的去除固体污垢一般是以小质点形式通过范德瓦耳斯力粘附在固体表面上。在洗涤液中质点与固体表面的粘附功(Wa)应为:
式中、、分别为固-水、质点-水和固-质点的界面自由能。Wa越大,质点与固体表面吸引力越大,质点越不容易从固体表面脱落。洗涤剂(主要是表面活性剂)可在固-水和质点-水界面上吸附,降低和,因而降低了质点对固体的粘附功,使质点容易从表面除去。如果洗涤剂(离子表面活性剂)的吸附,可增加固体和质点的表面电势,则固体与质点间双电层的排斥作用增加,质点更易脱离表面。表面活性剂的洗涤作用与其在固-水和质点-水界面的吸附定向有关。吸附时非极性基朝向固体或质点表面,而极性基伸向水相,不但使质点容易从固体表面上脱落,而且还可使其较稳定地分散于洗涤液中(阻止质点在固体表面再沉淀)。固体或一般纤维在水中常带负电,正离子表面活性剂在它们表面上的吸附定向与前面讨论的相反,因而不宜作洗涤剂。
助洗剂洗涤剂配方中,除表面活性剂外,还有各种助洗剂,如磷酸盐、碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠和少量的羧甲基纤维素钠盐。磷酸盐的主要作用是与多价金属离子螯合,防止离子表面活性剂生成不溶物沉淀。碳酸钠和硅酸钠可使溶液成碱性,后者还有防腐蚀作用。羧甲基纤维素钠盐可增加质点的分散稳定性。
参考书目
赵国玺编:《表面活性剂物理化学》,北京大学出版社,北京,1984。
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