胶体化学

洗涤剂的去污原理

摘要

洗涤剂是我们日常生活中必不可少的物品，正是因为有了它，我们才得以远离污垢的困扰，生活得更洁净、健康和自信。随着人类生活水平的不断提高，人类对于美与洁净的要求也越来越高，人们要求有更加洁净的衣着，更加干净的餐具等等。因此也对洗涤剂的要求也越来越高，同时也对化学工作者提出了更高的挑战。洗涤剂在我们生活中扮演着如此重要的一个角色，究竟是什么使它拥有如此强大的能力呢？

本文主要从洗涤剂的主要成分、洗涤剂的理论原理、几个作用力、古代和现代的几种常用洗涤剂的去污原理这几个部分进行论述。同时，由于现在的用的洗涤剂对人体和坏境有一定的危害，所以根据自己的判断大概论述了洗涤剂的发展方向。

洗涤剂的主要成分

洗涤剂的主要成分是表面活性剂，表面活性剂是分子结构中含有亲水基和亲油基两部分的有机化合物。一般是根据表面活性剂在水溶液中能否分解为离子，又将其分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的两大类。离子型表面活性剂又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂三种。

洗涤剂的理论原理

表面活性物质的分子能定向地排列于任意两相之间的界面层中产生正吸附，使界面的不饱和力场得到某种程度的补偿，从而降低界面张力，使系统的表面吉布斯函数降低，稳定性增加。

表明由于水的界面张力大，而且润湿性差，只靠水是不能去污的。

说明加入洗涤剂后洗涤剂分子以亲油基向固体表面或污垢的方式吸附，结果在机械力作用下污垢开始从固体表面脱落洗涤剂分子在干净固体表面和污垢粒子表面上形成吸附层或增溶，使污垢脱离固体表面而悬浮在水相中很容易被水冲走。

一种好的洗涤剂应能吸附在固（如织物）-水界面和污垢-水界面上，表面活性剂一般都能吸附在水-气界面上使表面张力降低，有利于形成泡沫，但这并不表示它必然是一种好的洗涤剂，根据起泡的多少来判断洗涤剂的好坏实际上是人们的一种误解。例如：非离子型表面活性剂一般有很好的洗涤效果，但并不是好的起泡剂，表面活性剂产生泡沫的多少不是唯一判断洗涤剂好坏的指标，在工业上或用洗衣机洗涤时人们都喜欢用低泡洗涤剂。

单独使用洗涤剂中的有效成分（如C2～C4烷基苯磺酸钠）其去污效果并不显著，只有添加某些助剂后，才能进一步提高去污力，例如：Na2CO3、三聚磷酸钠、羟甲基纤维素或甲基纤维素等，称为污垢悬浮剂，对洗下的污垢起到分散作用，其中三聚磷酸钠等是最好的和应用最广的助剂，它与水中Ca2+和Mg2+形成不被织物吸附的可溶性螯合物，有助于避免形成浮渣和防止污垢再沉积。

使洗涤剂有去污能力的几个作用

任何洗涤剂的去污都是由于下列几种作用：(1)润湿作用即使得纺织品或其他固态物质能被水所润湿，为此要求任何洗涤剂都必须是表面活性剂，能降低水的表面张力，使水分子易于渗透到织物组织中去。(2)乳化力污物被肥皂或洗涤剂分子包围后，易于分散到液体中去形成乳状液，因此，也要求洗涤剂能降低水的表面张力。(3)分散作用或胶溶作用这就要求洗涤剂分子是分散剂，把油渍、污物变成分散的胶体溶液，其中主要靠洗涤剂分子和水形成的双电层的吸附引力。(4)保护作用即是保护胶体粒子不发生聚沉作用。(5)携污能力防止污垢重新沉积在织物上的能力。(6)泡沫力起泡是洗涤过程中很普遍的现象，但并不是洗涤剂中表面活性物质的主要性质，起泡决定于界面上洗涤剂分子的定向吸附作用，它和表面张力的降低有密切的关系，它间接地增加了洗涤剂的携污能力。

古代与现代几种常用洗涤剂的去污原理

在古代，人们常常用草木灰水、贝壳灰与栏木灰、皂角等作为洗涤剂洗衣服、洗面等。为什么这些东西能有洗涤剂的效果呢？原来草木灰中含有碳酸钾，所以能去污；贝壳灰，其中只要成分是氧化钙，它与“栏木灰”作用，可以生成强碱氢氧化钾，用它的水溶液洗涤丝织品时，会与丝表面附着的油脂发生反应，生成钾肥皂，钾肥皂能够被水冲去，从而可以把丝洗得干脆亮丽；皂角中含有皂甙，它的水溶液能生成泡沫，有去污性能。当时社会上已出现售卖皂荚的店铺，可见它颇受时人采用。各种皂荚中，以“猪牙皂荚”品质最低劣，去污能力弱，也毫不滋润；“肥皂荚”则去污能力强，气味也浓郁；

现代几种常用洗涤剂的去污原理。（1）洗衣粉它是一种碱性的合成洗涤剂，去污力强、溶解性能好、使用方便，在抗硬水、泡沫丰富等方面都更胜一筹。洗衣粉种类日益增多，性能也不尽相同。目前有一种加酶洗衣粉，即加入了碱性蛋白酶生物催化剂，能“消化”顽固的蛋白质类污垢，如血渍、奶渍、草渍等，还能去除异味。酶是一种热敏性物质，温度是影响酶活性的一个重要因素。因此，使用加酶洗衣粉洗涤水温应控制在40℃左右，不可用60℃以上的水泡洗衣粉，以免酶制剂失去活性，影响去污效果。加酶洗衣粉也不能用来洗涤毛、丝绸类含蛋白质纤维的织物，因为酶能破坏蛋白质纤维结构。长时间使用洗衣粉会使衣服发灰发黄，白色衣物最为明显。（2）洗衣液它是一种液态的衣物洗涤剂，成分与洗衣粉相似，适合洗涤内衣、被褥床单等重垢织物。它的水溶性好，冷水中也能迅速溶解，充分地发挥作用。洗衣液中常加入低泡的非离子表面活性剂，因此较易漂洗。相对洗衣粉来说，洗衣液碱性较低，性能较温和，不损伤衣物，使用更方便;洗衣液一般选用耐硬水的非离子表面活性剂，在软硬水中都有效;因可制成中性的洗衣液(如丝、毛洗衣液等)，碱性低，故可用于洗涤丝绸、毛等纤细织物，洗出的衣物对皮肤刺激也较小。（3）普通的肥皂它的主要成分是高级脂肪酸的钠盐和钾盐。这些盐的分子，一部分能溶于水，叫“亲水基”；另一部分却不溶于水，而溶于油，叫“亲油基”。当肥皂分子与油污分子相遇的时候，肥皂的亲水基溶于水，而亲油基则溶于油中。肥皂分子因为既有亲水又有亲油的两重性，所以就能使原来互不相溶的油和水联系起来。油污等物被肥皂分子和水分子包围后，它们与衣服纤维间的附着力减小，一经搓洗，肥皂液就渗入不等量的空气，生成了大量泡沫。泡沫表面好象有一层紧张的薄膜，它既扩增了肥皂液的表面积，又使肥皂液更具有收缩力，通常把这种液面的收缩力叫做表面张力。在表面张力的

作用下，衣服所沾有的油污灰尘等微粒，就容易脱离衣物，随水而去，这就是肥皂能去污的秘密。（4）皂粉普通洗衣粉中的表面活性剂，一般是以石油为原料合成而来，而皂粉的主表面活性剂则由天然油脂经简单皂化而来，由于主表面活性剂的不同，产品的特性也表现出较大的差异。与洗衣粉相比，洗衣皂粉通常具有更好的柔顺效果、有效减少衣物损伤、洗衣时泡沫少、易漂清等优点。皂粉对水要求较低，即使在低温和高硬度水中仍然表现出优良的洗涤性能。皂粉更适合用于手洗贴身衣物、婴幼儿的衣裤和尿布等。

随着科学技术的进步，洗涤剂的种类越来越多，洗涤效果也越来越好，人类也掌握了洗涤剂的去污原理与过程，进而为洗涤剂的改进提供了知识基础。工业清洗技术的发展已取得很大的进步，成功解决了生产实践中的很多实际问题。但为了保护自然环境和地下水资源，符合人类生存和发展的需要，研发去污效果好、无污染的洗涤剂的要求越来越迫切。洗涤剂将向环保型、功能性、精细化、集成化方向发展。

参考文献：

1.《胶体与表面化学》作者:沈钟等编著出版社：化学工业出版社

2.《胶体与界面化学》作者:陈宗淇等编著出版社：高等教育出版社

3.合成洗涤剂及其应用作者：唐育民编著出版社：中国纺织出版社

4.百度百科

5.《物理化学及胶体化学》作者:叶非出版社：中国农业出版社