干洗,水洗的原理（3)

　   憎水性
　　第一，　　它的表面張力比水的表面張力小，為25爾格/平方厘米。也就是說(shuō)，它起到了降低水的表面張力的作用。
　　第二，　　它是憎水性的物質(zhì)，具有潤(rùn)濕污垢和纖維憎水性部分性能，也就是說(shuō)，提高了水的潤(rùn)濕性能。
　　加入表面活性劑的水溶液，之所以能夠洗凈衣服的道理之一，就是它增強(qiáng)了潤(rùn)濕度破壞污垢和纖維結(jié)合力的作用，但是，這種溶液一定要達(dá)到一定濃度，如果表面活性劑太少，也是不能形成憎水性層的，一般來(lái)說(shuō)，含表面活性劑的數(shù)量不能少于0.2-0.3%。
吸附
　　什么叫吸附？就是固體物質(zhì)從溶液或氣體中吸收了其它物質(zhì)，并附在它的表面周圍的這種現(xiàn)象，叫做吸附，為什么一個(gè)物質(zhì)能吸收其它物質(zhì)，這就是分子相互吸引的引力作用。
　　吸附作用，廣談泛存在自然界中，人們利用了這種作用為生產(chǎn)服務(wù)。如利用織物纖維從染液中吸收染料分子，并附著在纖維上，這就是衣服染色的最簡(jiǎn)單的原理。同樣，利用污垢從表面活性溶液中吸附表面活性劑分子，清除衣服上的污垢。
污垢為什么能吸附表面活性劑分子呢？我們前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，污垢大多是親油性的、憎水性的物質(zhì)，表面活性劑分子的一端也是親油性、憎水性的。根據(jù)物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)相近引力就大的原理，表面活性劑分子親油性的一端，便被吸附在污垢的表面，而親水性的一端仍在水中，隨時(shí)著污垢附表面活劑分子越來(lái)越多，污垢就同憎水性物質(zhì)變成了親水性物質(zhì)，也就是變成溶性物質(zhì)（即能溶于水），轉(zhuǎn)移到水中去，也就是說(shuō)，從衣服上把污垢清除了。
　　乳化
　　乳化是洗滌過(guò)程中的重要反應(yīng)，對(duì)洗滌起著很大的作用。什么叫乳化？指兩種互不相容的液體，借助別的物質(zhì)而混合在一起，叫做乳化，兩種互不相容的混合物，叫做乳化液。
　　我們拿水和石油做例子，這是兩種本來(lái)是互不相容的液體，我們把這兩種液體放在一起，它們決不會(huì)混合的。如果用力振蕩，它們暫混合一起，變成渾濁的液體，但是只要停止振蕩，油上水下并有其明顯界線。如果加入一些表面活性劑，如肥皂等再振蕩一下，水和油就混合在一起了，分不開(kāi)了，形成不透明的液體，可以保以很長(zhǎng)的時(shí)間，兩種本來(lái)互不相容的液體，借助肥皂的作用溶合在一起，這種現(xiàn)象叫做乳化作用。
　　我們知道，肥皂分子一端是親水性，一端是親油性（憎水性），它在水、油液體中，一端被油分子吸引，一端又被水分子吸引，因此兩種互不相容的物質(zhì)，由于引力作用連接在一起了，形成乳化的反應(yīng).我們所以要舉這個(gè)例子,因?yàn)樗舱f(shuō)明了洗滌過(guò)程中乳化反應(yīng).臟衣服泡在水中,污垢和水是互不相容的.借助肥皂分子乳化作用，把污垢從衣服上轉(zhuǎn)化到水中，失掉重新粘在衣服上的可能性。這就是乳化的洗滌作用。
　　但是污垢并不是液體，怎樣乳化呢？（乳化必須雙方都是液體）這是因?yàn)樵诜试硭?，?jīng)過(guò)磨擦、壓擠等機(jī)械力，有些污垢變?yōu)闃O小的潤(rùn)濕質(zhì)點(diǎn)，又叫做“液滴”已具備乳化的條件，這也說(shuō)明在洗滌過(guò)程中機(jī)械力所起的作用。
什么叫懸濁化？在液體中不溶性的固體物質(zhì)，吸附了別的物質(zhì)而懸浮在液體中，叫做懸濁化，這種液體叫懸濁液。
　　我們用煤油和水通過(guò)濾紙的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明，煤煙和水混在一起，因其化學(xué)性質(zhì)不同，不能形成懸濁液。在通過(guò)過(guò)濾紙，雖然煙的體積比紙也還要小，但卻不能通過(guò)，而是沾在紙上（因煙子和紙有引力結(jié)合）無(wú)論如何用水沖洗也洗不掉。如果用肥皂水沖一下，就能把煙子吸附成懸濁液，破壞了煙子和紙的聯(lián)合，從而順利通過(guò)，這個(gè)例子也正好說(shuō)明洗滌過(guò)程中懸濁化的作用。
　　臟衣服在水中，污垢質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合在纖維上是不能輕易離開(kāi)的，如果加入肥皂，肥皂分子被污垢吸附形成親水層，破壞污垢和纖維的粘結(jié)，轉(zhuǎn)到溶液中，成為懸浮狀態(tài)。
膠束
　　什么叫膠束？這是表面活性劑在水中的一種形態(tài)，表面活性劑在水中，有單個(gè)分子形態(tài)，有聚合分子形態(tài)（由許多分子凝聚在一起），聚合分子的形態(tài)叫做膠束。
膠束形態(tài)，這是很多單個(gè)分子結(jié)合在一起，它們的內(nèi)部是憎水性的碳?xì)滏I的結(jié)合，外部是親水性基團(tuán)結(jié)合層。
　　從理論上講，單個(gè)分子被污垢吸附力比聚合分子大得多，從這個(gè)角度看，單個(gè)分子越多，洗滌效果越好。但實(shí)際情況不是這樣，因?yàn)槟z束有其特殊性的作用，如果沒(méi)有膠束形態(tài)的存在，是不能洗干凈衣服的。所以在制造洗滌劑（肥皂）時(shí)，總要適當(dāng)加入一些電解質(zhì)填充劑，如碳酸鈉等，目的就是減少單個(gè)分子，增加膠束。那么膠束在洗滌過(guò)程中起到什么作用呢？
　　概括地說(shuō)，膠束能產(chǎn)生牢固而有彈性的洗滌劑膜，在去污上起著重大的作用。前面已經(jīng)講過(guò)，由于吸附作用，表面活性劑分子包圍了污垢，浸入水中，但這種包圍是不牢固的，特別是磨擦、壓擠中，污垢能從表面活性劑分子包圍脫出，并且互相凝結(jié)，重新沾染到衣服上去，所以，只有單個(gè)分子是洗不干凈衣服的。但有了膠束情況就不同了，由于膠束表層是親水層，包圍污垢分子的表面也是親水層，膠束又被吸附，等于對(duì)污垢又增加了一層包圍圈。
　　膠溶
　　表面活性劑分子在包圍污垢時(shí)，也能鉆進(jìn)污垢裂縫中去，使污垢由大變小，不斷分裂，最后把它粉碎成膠粒大小的質(zhì)點(diǎn)或單個(gè)分子，均勻分散在水溶液中，叫做膠溶作用。
膠溶的原理與乳化大體相同，所不同的是乳化的污垢質(zhì)點(diǎn)較大，膠溶的污垢質(zhì)點(diǎn)很小，即比乳化質(zhì)點(diǎn)要小幾十倍，接近單個(gè)分子，從洗滌角度來(lái)看，污垢質(zhì)點(diǎn)粉碎越小越好，因?yàn)?、不易凝聚，重新沾染衣服；2、能穩(wěn)定在溶液中，所以膠溶作用對(duì)洗滌來(lái)說(shuō)也是重要的。
　　泡沫
　　我們?cè)谙礈靹┤芤褐型ㄟ^(guò)空氣或用手?jǐn)噭?dòng)，就發(fā)生白花花的一片，一般叫做泡沫，泡沫實(shí)際上就是表面活性劑分子包圍了空氣，或者說(shuō)表面活性劑分子里面充滿了空氣，這和肥皂分子包圍污垢是一樣的道理，因?yàn)榭諝庖彩窃魉缘模?dāng)它進(jìn)入肥皂溶液，肥皂分子即向它靠攏集中，很快吸附在空氣表面，表面活性劑分子憎水性的一端插入空氣和空氣聯(lián)結(jié)，親水性一端仍在水中。打個(gè)比方說(shuō)，就是空氣穿了一件“小皮襖”，不過(guò)是毛朝里（憎水性的碳?xì)滏I，形狀像細(xì)長(zhǎng)的毛）皮朝外。
　　泡沫的第一個(gè)作用，它對(duì)已被包圍的污垢吸附力非常強(qiáng)大，所以它像膠束作用一樣，很快吸附被包圍的污垢外層，把污垢“拉”出衣服表面。
　　由于泡沫內(nèi)部是氣體，比重較輕，總想脫離溶液鉆出表面，但是它穿著一件親水性的“小皮襖”，被水吸引，冒不出來(lái)，可是當(dāng)它穿上第二件“小皮襖”，也就是又和肥皂分子結(jié)合，這時(shí)它就有了兩層肥皂分子，但第二層肥皂分子，親水性向里（即皮朝里），憎水性向外（即毛朝外）。
　　在這種情況下，泡沫的外層變成憎水性層，就紛紛冒出來(lái)，這就是我們經(jīng)常看到的皂溶液的表面白花花的泡沫，這個(gè)泡沫起著降低表面張力、形成憎水性層的作用，這就是泡沫的第二個(gè)作用，泡沫的兩個(gè)作用都是洗滌所必需的。隨著工業(yè)洗滌劑的技術(shù)進(jìn)步，目前洗滌品大都屬于低泡或無(wú)泡，上面所述的只是講洗滌原理，并不代表現(xiàn)代的化學(xué)技術(shù)水平。
　　浮選
　　衣服上的污垢，主要是增水性的物質(zhì)，上面所說(shuō)的一系列的反應(yīng)，也都是針對(duì)污垢憎水性的特點(diǎn)而產(chǎn)生的，但是，事物是很復(fù)雜的，也是多種多樣的，污垢也是一樣，也就是說(shuō)，污垢也具有多種多樣的性質(zhì)，污垢除了憎水性物質(zhì)外，它還有親水性的物質(zhì)，就是憎水性物質(zhì)在其表面又有部分親水性。但總的來(lái)看，主要是憎水性物質(zhì)，親水性的污垢在肥皂溶液中，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)相近引力就大的原理，肥皂分子親水性基團(tuán)被吸附在污垢周圍，因?yàn)槭怯H水性一端和污垢結(jié)合，所以憎水性的碳?xì)滏I朝外，形成憎水性基團(tuán)，在這種情況下親水性污垢又變成了憎水性的污垢。
　　這樣它就和憎水性污垢一樣，繼續(xù)被肥皂分水憎水性一端吸附，成為兩層包圍形成膠束，離開(kāi)纖維?；蛘咚衽菽粯悠饺芤旱谋砻妫@種現(xiàn)象叫做浮選作用。浮選作用也是洗滌過(guò)程中一個(gè)不可缺少的反應(yīng)。否則就不能把衣服完全洗干凈。
　　以上就是洗滌的主要反應(yīng)，也就是洗滌的基本原理，經(jīng)過(guò)這一系列反應(yīng)，就達(dá)到破壞污垢和纖維結(jié)合，迫使污垢離開(kāi)纖維，并失掉重新污垢的能力，這樣衣服就洗干凈了，在這些變化中，表面活性作用（降低表面張力，形成憎水性層）是前提，沒(méi)有這個(gè)前提，就沒(méi)法進(jìn)行各種反應(yīng)；在各種反應(yīng)中吸附起著基本的作用，沒(méi)有吸附，以后一系列的反應(yīng)，也不可能產(chǎn)生，如乳化、懸濁化、膠粒、膠溶、泡沫浮選等，都是吸附作用的結(jié)果，所以任何一種洗滌劑必須具有表面活性、吸附作用，否則就沒(méi)有去污的效果，不能發(fā)揮洗滌的作用，不能叫洗滌劑。（完）