第八章   表面活性剂的洗涤作用

1．如何评价洗涤剂性能的优劣？

衣料洗涤剂去污力测定标准(GB／T 13174—91)，餐具洗涤剂国家标淮(GB 9985—88) •通用水基清洗剂国家专业标准(ZB 43002—86) •金属材料用水基洗涤剂 (HB 5226—82，航天部标准)

2．简述液体污垢去除的过程。

液体油污的去除是通过油污的卷缩机理而实现的。在洗涤之前油污一般以铺展状态存在于物品表面。此时，在固(S)、液(L)、气(G)三相界面上油污的接触角近于00。将物品置于洗涤液后，油污由处于固、油、气三相界面上变为处于固、油、水三相的界面上，其界面张力由原来的γＳG、 γＯＧ和γ ＳＯ，变为γ ＳＷ／(固—水) γ ＳＯ(固—油)和γ ＯＷ (油—水)于是在洗涤剂的作用下，三个张力发生变化，开始对铺展的油污进行“卷缩”。卷缩同时发生在固、油、水三相界面上，粘附有油污的固体浸入水中时，固、油、水三相平衡时的状态，当加入水溶性洗涤剂后,  由于洗涤剂在固—水界面以疏水基吸附于固体表面，亲水基伸入水中的吸附状态在固—水界面作定向排列使γ ＳＷ下降，在油—水界面上以疏水基伸进油相，亲水基伸入水相的吸附状态在油—水界面作定向排列降低了γ ＯＷ,在固—油界面上由于水溶性洗涤剂不溶于油而不能吸附于固—油界面，因此γ ＳＯ不会发生改变. 由于三相界面上的张力发生变化，为了使杨氏方程达成新的平衡， γ ＯＷcosθ必须增大，因此θ w必须减少，油污就会逐渐地被卷缩

3．油污完全去除的条件是什么？

当洗涤液在固体表面的接触角θ w ＝0 O 即油在固体表面的接触角θo ＝180 O时，油污可以自发地脱离固体表面，若 90< θ o <180时，油污不能自发地脱离表面，但可在流动的水中因水的冲刷力而使其变形伸长，再加之油水密度差而产生的浮力，使油污完全去除。洗涤物品亲油性较强当θo ＝0⁰~90⁰ ，即使在较强的流水冲刷力下，再加上浮力也不能使油污完全除去，但可通过加溶方式除去

4．简述固体污垢去除机理。

固体污垢主要是通过分子间的范德华力和静电力粘附于固体表面。一般说来，粘附的主要原因是范德华引力，其他力(如静电引力)则弱得多。兰格(Lange)的分段去污过程：1。洗涤液在固体表面和污垢表面吸附、渗透和润湿的过程  2。洗涤液在固体表面与固体污垢的固—固界面上的铺展  3。使固体污垢悬浮于洗涤液中。

5．影响洗涤作用的因素有哪些？哪些是主要因素？哪些是次要因素？为什么？

一、表(界)面张力  表面活性剂均具有明显降低水体系表(界)面张力的能力，有利于洗涤液产生润湿作用，有利于液体油污的乳化悬浮，防止油污的再沉积。二、表面活性剂在界面上的吸附状态   表面活性剂在界面上的吸附是洗涤的最基本原因，没有吸附存在就不会降低表面张力，就不会有表面活性剂的洗涤功能。三、表面活性剂疏水链长度  在同系物中，在能保证添加的浓度与真实浓度一致的条件下，洗涤效果随洗涤剂疏水链长度增长而增加。四、乳化与起泡   将油污乳化，阻止液体油污这种再沉积过程，让其能稳定的分散悬浮于洗涤液中。五、加溶作用   当使用临界胶团浓度较小的非离子表面活性剂作为洗涤剂时，加溶作用可能是影响液体油污去除的重要因素。

6．助洗剂有哪些主要类型？在洗涤过程中起何作用？

助洗剂。一、螯合剂    控制水硬度，又有协助活性成分的去污作用   二、抗再沉积剂   提高污垢在洗涤液中的分散性和悬浮稳定性。    三、pH调节剂  使水软化，使污垢和纤维的PH值增加    四、漂白剂   降解发色系统或者对助色基团    五、荧光增白剂    使可见光强度增强使物体增白   六、酶   将这些污垢分解成甘油和脂肪酸的作用。七、填充剂或辅助剂 1．填充剂  降低SAA的CMC值  2．促溶剂 3．抗结块剂 八.  抗静电剂  使被洗物消除静电  九、柔和剂与柔软剂   改善洗涤剂对皮肤的刺激，使之温和的助剂。柔软剂是改善被洗涤织物的手感，使之柔软，手感舒适的助剂  十、钙皂分散剂   防止皂与硬水作用生成沉淀

功能：与高价阳离子能起螯合作用，软化洗涤硬水；对固体污垢有抗絮凝作用或分散作用；起碱性缓冲作用；防止污垢再沉积。此外还有增稠、抑菌、漂白、增白等作用。

7．解释肥皂等洗涤剂在使用中出现皂垢和浴缸圈的原理。如何改善？

8．简述洗涤过程。

固体表面·污垢+洗涤剂+介质＝固体表面·洗涤剂·介质+污垢•洗涤剂·介质

9．污垢分为哪几类？

1．油性污垢(油污) 2．固体污垢 3. 特殊污垢

10．试分析污垢的粘附力。

1.机械粘附:机械粘附主要指的是固体尘土粘附的现象。2．分子间力粘附:被洗涤物品和污垢以分子间范德华力(包括氢键)结合3．静电力粘附:在水介质中，静电引力一般要弱得多。但在有些特殊条件下污垢也可通过静电引力而粘附。4．化学结合力:污垢通过化学吸附产生的化学结合力与固体表面的粘附

11．分析阳离子SAA不作为洗涤剂的原因。

因为固体在水中容易吸附负离子,一般表面是带负电荷的。阳离子表面活性剂的第二层吸附是通过范德华相吸力而吸附的物理吸附。若溶液中阳离子表面活性剂浓度降低，很容易脱附，质点表面重又变成疏水的和不带电的，容易发生再度沉积，降低了洗涤效果。所以阳离子表面活性剂不易作洗涤剂。

12．简述主要主洗剂的类型。

一、阴离子型表面活性剂：脂肪酸盐(肥皂)、烷基苯磺酸盐(ABS)、脂肪醇硫酸盐(AS)、脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐(AES)、α—烯烃硫酸盐(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯羧酸盐(AEC)和脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)；

二、非离子型表面活性剂：聚氧乙烯烷基醇醚，聚氧乙烯烷基酚醚,烷基糖苷(APG)

三、两性离子型表面活性剂: N—酰基氨基酸型:N—酰基多缩氨基(多酞)羧酸盐,雷米帮A(613洗涤剂，油酰氨基(多肽)羧酸钠); 甜菜碱型:十二烷基二甲基甜菜碱,羟丙基甜菜碱(HSB)

主洗涤剂多采用烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚及其硫酸盐或其他芳基化合物的磺酸盐。

13．用作抗再沉积剂的羧甲基纤维酸钠有什么要求？

固体表面的亲水亲油性对聚合物抗再沉积效果起着决定性作用。用于洗涤剂中的羧甲基纤维素钠盐的粘度和抗再沉积性与纤维素的聚合度和取代度有关，通常要求纤维分子的聚合度为200—500，取代度为0.6∽0.7为宜。聚合度太高溶解速度太慢，取代度太低水溶性差会影响在固体和污垢表面的吸附量，取代度太高，羧甲基纤维素钠的水溶性太好也会影响羧甲基纤维素负离子的吸附量。

14．重垢、轻垢洗衣粉配方各组分的作用及有关要求。

我国重垢洗衣粉典型配方： 

配方1(高泡)

    组分                              质量分数／％

    直链烷基苯磺酸钠                16

    烷基酚聚氧乙烯(10)醚          5

    三聚磷酸钠                            30

    碳酸钠                                     5

    硅酸钠                                     7

    羧甲基纤维素钠                       l

    硫酸钠                                   24

    荧光增白剂                        0．1

    对甲苯磺酸钠                         2

轻垢洗衣粉典型配方：

配方1(美国)

组分                           质量分数／％

                                              (1)    (2)

烷基苯磺酸钠                      10    25

三聚磷酸钠                          15    25

硅酸钠(模数3)                       3    5

羧甲基纤维素钠                   0    1

月桂酸单乙醇酰胺            0.2    0.2

硫酸钠                             71.8    43.8

配方2    (英国)

组分                                                            质量分数／％

十二烷基苯磺酸钠                                           12．5

脂肪醇聚氧乙烯 [7]醚                                            3．5

肥皂                                                                       2

三聚磷酸钠                                                             25

碳酸钠                                                                    5

羧甲基纤维素钠                                                  0．35

羟乙基纤维素乙酯                                            0．35

顺丁烯二酸酐—甲基丙烯酸共聚物钠盐          1.5                                                           荧光增白剂                                                        0．01

硫酸钠                                                                    39

消泡剂                                                                  1．5

蛋白酶                                                                  0．65

15．试述洗涤剂的发展趋势。

液体洗涤剂近几年的新的发展趋势： (1)浓缩化 (2)温和化、安全化(3)专业化 (4)功能化(5)生态化: ①无磷化 ②表面活性剂生物降解 ③以氧代氯

16．简述光学白度法测定去污力的过程。

将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。

17．SAA临界排列参数与自组排列有何关系？

表面活性剂分子可以通过定向排列形成多种分子聚集结构。它在表(界)面上可以形成单分子膜，包括气态膜、液态膜、固态膜等；在溶液中可以形成不同形态的胶团、囊泡、液晶、双分子层、多层，以及多种类型的微乳状液等，这就是表面活性剂的自组现象。

两亲分子的临界排列参数为CPP，CPP ＝ V0 /lc AoV。和 lc，分别代表疏水基的体积和伸展长度；Ao代表亲水基的截面积。

CPP≤1／3形成球形胶团； 1／3<CPP≤1／2形成棒状胶团； 1／2<CPP≤1形成囊泡； CPP≈1形成层状胶团、液晶

CPP≥1形成反胶团等  在水环境中CPP值越大越趋向形成平的定向单分子层。如果CPP值过大则失去水溶性。

18．简述SAA调控自组对除油能力的经验规律。

a．加盐能显著提高离子型表面活性剂的洗涤效力，

b．非离子表面活性剂的去油力与其EO链的长度有关：存在一个最适宜的EO数，太大或太小时洗涤效果都不好，

c．非离子表面活性剂洗涤效果随温度改变，存在最适宜的温度，这个适宜温度一般在该表面活性剂体系的相转变温度PIT附近。

d．在非离子表面活性剂溶液中加入少量烷烃可改变体系的去油力。

e．在非离子表面活性剂溶液中加入醇可以提高洗涤效力、醇的碳原子数较大的效果较好。

19．简述干洗的原理