表面活性剂讲解课件.ppt

（2）静电力粘附 在水介质中，静电引力一般较弱，但有时污垢也可以通过静电引力粘附。例如，纤维素和蛋白质纤维的表面在碱性溶液中带有负电（静电），而炭黑、氧化铁等固体污垢粒子在此条件下带有正电，它们可以通过静电引力产生粘附。另外，水中含有的钙、镁、铁、铝等多价金属离子在带负电的纤维和带负电的污垢粒子之间，可以形成多价阳离子桥，从而使带负电的表面粘附上带负电的污垢。静电结合力比机械结合力强，因此污垢去除较困难。 （3）化学结合力 极性固体污垢（如粘土）、脂肪酸、蛋白质等与纤维素的羟基之间通过形成氢键或离子键的化学结合力而粘附在纤维上，这类污垢用通常的洗涤方法很难去除，需要采取特殊的化学处理，使之分解、去除。 （4）分子间力粘附 物品和污垢以分子间范德华力（包括氢键）结合，例如，油污在各种非极性板材上的粘附，油污的疏水基通过与板材间的范德华力，将油污吸附在高分子板材的表面，污垢与表面一般无氢键形成，但若形成氢键，则污垢难以去除。天然纤维制品如：棉、麻和丝织品与血渍的粘附，棉麻织物的纤维上有大量羟基存在，丝织物的主要成分是蛋白质，含有大量的多肽，血渍可以通过氢键与织物粘附，很难去除。 不同性质的表面与不同性质的污垢，有不同的粘附强度。在以水为介质的洗涤过程中，非极性污垢（如炭黑、石油等），比极性污垢（如粘土、粉尘、脂肪等）难以洗净。疏水表面（如聚酯、聚丙烯等）的非极性污垢，比亲水表面（如棉花、玻璃等）的非极性污垢更不容易去除；而在亲水表面的极性污垢则比疏水表面的极性污垢难于去除。 二、污垢的去除 1.液体污垢的去除 洗涤作用的第一步是洗涤液（介质加洗涤剂）润湿被洗物表面，否则洗涤液的洗涤作用难以发挥。水在一般天然纤维（棉、毛等）上的润湿性较好，在人造纤维（如聚丙烯、聚酯等）上的润湿性往往较差。一般洗涤液在浓度稍大（～cmc）时，能很好地润湿纤维表面。 洗涤作用的第二步是油污的去除，液体油污的去除是通过“卷缩”机理实现的。液体油污原来以铺展的油膜存在于表面，将被洗物浸入洗涤液后，洗涤液优先润湿固体表面，而使铺展的油膜卷缩成油珠，如图1-21所示。 a.界面上的油膜 b.有表面活性剂时油膜卷缩成油珠 图1-21 油水界面与固体之间形成的角 图2-24a表示油水界面（无表面活性剂）与固体之间形成的角 ， ＞90°，表示水对固体的润湿不如油污强。油-水、固-水、固-油的界面张力分别为 、 、 ，平衡时有下列关系： （1-14） （1-15） 如果水中加入表面活性剂，由于表面活性剂易在固-水界面和油-水界面吸附，故 和 降低， 而不变，为了维持新的平衡， 值必须变大，即 要变小。也就是说接触角 从大于90°，变为小于90°，甚至接近零，即洗涤液几乎完全润湿固体表面，油膜卷缩成油珠，自表面除去。 在洗涤中，首先发生的是洗涤液对污垢及表面的润湿。洗涤液能否润湿污垢质点或表面，可以从洗涤液能否在固体表面铺展或浸湿来考虑。铺展系数和浸湿功(参见本章第二节)为： （1-21） （1-22） 式中符号意义同前，但下标表示的“固体”包括固体污垢及固体表面。只要 或 ，洗涤液就能在污垢及表面铺展或浸湿。由于能铺展必能浸湿，故只要考虑铺展系数（ ）就足够了。一般已沾污的物体，不易被纯净的水润湿。这是因为此时 低，而 及 较高， 往往小于零。若水中加入足够的表面活性剂，由于表面活性剂在固-液界面和溶液表面的吸附，使 和 降低，这样 可能变得大于零，洗涤液就能很好地润湿污垢及表面。 对于液体中污垢质点在表面的粘附，粘附功为： （1-23） 式中 、 、 ——分别为固体-水溶液、质点-水溶液、固体-质点的界面自由能。 由式(1-23)可知，由于表面活性剂在固（S1或S2）-液界面吸附，会使 和 降低，则粘附功变小。也就是说，表面活性剂的吸附使质点与表面