表面活性剂化学(第3章)剖析.ppt

3.8 抗静电作用 3.8.1 抗静电作用的基本原理 作为抗静电剂的表面活性剂将在材料表面形成正向吸附，疏水基朝向材料表面，亲水基伸向空间，材料的离子导电性和吸湿导电性增加，产生了放电现象，使表面电阻下降，从而防止了静电积累。 一般要求作为抗静电剂的表面活性剂有比较大的疏水基和比较强的亲水基团。 使用量最多、性能最好的是阳离子表面活性剂。而阴离子型表面活性剂中的高碳磷酸酯盐的抗静电性也可以与阳离子媲美。 3.8.2 抗静电作用的应用 3.9 柔软平滑作用 3.9.1 柔软平滑作用的基本原理 通过表面活性剂的吸附，降低纤维物质的动、静摩擦系数，其中表面活性剂可有效降低纤维的静摩擦系数，而油剂可有效降低纤维的动摩擦系数，两者的差值越小，柔软平滑性越强，从而可获得平滑柔软的纤维物质。 表面活性剂降低纤维静摩擦系数的原因： 表面活性剂能在纤维表面形成疏水基向外的反向吸附，增大了彼此之间的润滑性，同时也与吸湿和再润湿性有关。 3.9.2 柔软平滑作用的应用 3.10 杀菌抑霉作用 3.10.1 杀菌抑霉作用的基本原理 表面活性剂的阳离子电荷吸附于微生物的细胞壁上，破坏细胞壁内的某种酶；与蛋白质发生某种反应并影响微生物正常的代谢过程，最终导致微生物的死亡。因此，一般情况下，阳离子和两性表面活性剂的杀菌抑霉作用显著。 3.10.2 杀菌抑霉作用的应用 作 业 (3) 在发酵工业中的应用 (4) 在轻工业中的应用 3.5 洗涤和去污作用 3.5.1 洗涤的定义 自浸在某种介质(一般为水)中待洗物体表面上去除污垢的过程称为洗涤。洗涤体系是一个复杂的多相分散体系，洗涤过程中涉及到润湿、渗透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等一系列复杂的物理作用或化学反应。 3.5.2 洗涤的过程 洗涤的过程可表示为： 物体表面·污垢+洗涤剂+介质 物体表面·洗涤剂·介质+污垢·洗涤剂·介质 洗涤剂有两方面的作用： (a) 降低水的表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性； (b) 对油污的分散和悬浮作用(乳化作用、静电斥力或空间位阻，防止液滴的聚集)。 3.5.3 液体油污的去除 液体油污的去除主要是依靠洗涤液对固体表面的优先润湿，通过油污的“卷缩”机理实现的。 其中，在洗涤之前，液体油污一般以铺展状态的油膜存在于物品的表面上。 γSO-γSW=γOWcosθw 如图，在洗涤剂作用下，三个表面张力发生变化。其中，γSO不发生变化(水溶性洗涤剂不溶于油)；γSW和γOW减小(洗涤剂的表面活性作用)；因此θW势必减小，于是铺展的油污发生“卷缩”。 如图，θ=180°时，油污可自发脱离固体表面；90°θ180°时，油污可在激流的水中冲走； θ90°时，需做更多机械功，或使用更高浓度的洗涤剂溶液，利用增溶作用去除油污。 3.5.4 固体污垢的去除 固体污垢往往与物体表面是点接触、黏附，主要作用为范德华力。静电引力可以加速空气中灰尘在固体表面的黏附，但并不增加黏附强度。 兰格(Lange)分段去污过程： 如图，第Ⅰ阶段，污垢P直接黏附于固体表面S上的状态；第Ⅱ阶段，洗涤液L通过在毛细管微缝隙中渗透而在S和P的固-固界面上铺展；第Ⅲ阶段，固体污垢P分散、悬浮在洗涤液L中。 洗涤剂在固体污垢去除的作用，主要体现在洗涤液L在固体表面S和固体污垢P的固-固界面上铺展过程中。当铺展系数SL/SP大于零时，洗涤液可以在固-固界面上铺展，其中SL/SP可表示为： SL/SP=γSP-γSL-γPL 洗涤剂在固体污垢去除的作用，如图3-29所示。 3.5.5 影响表面活性剂洗涤作用的因素 洗涤体系是一个复杂的多相分散体系，洗涤过程中涉及到润湿、渗透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等一系列复杂的物理作用或化学反应。因此，影响洗涤效果的因素也多种多样，其中主要有体系的表面或表面张力、表面活性剂在界面上的吸附状态、表面活性剂的分子结构、乳化与起泡作用等。 (1) 体系的表面或表面张力 表面活性剂降低体系的表面或表面张力，将有利于洗涤液产生良好的润湿作用，从而使液体油污“卷缩”得越完全，或使洗涤液在固-固界面更好地铺展开来，提高污垢的去除程度。 (2) 表面活性剂在界面上的吸附状态 当表面活性剂处于疏水基吸附于固-液界面，而以极性头伸入水相的吸附态时，才能提高固体表面的润湿性，有利于洗涤过程的进行。因此，阴离子表面活性剂的洗涤性能最好，非离子型次之，而阳离子型表面活性剂不宜用作洗涤剂。 (3) 表面活性剂的分子结构 表面活性剂的分子结构对洗涤效果有一定程度的影响，其中主要是非极性疏水链的长度。如图所示，烷基硫酸钠的洗涤效果随疏水链长度的增加，洗涤效果增加。 (4) 乳化与起泡作用 通过表面活性剂的乳化作用，可以使油污乳化并稳定地分散悬浮于洗涤液中，有效地阻止液体油污再沉积