干洗,水洗的原理（3)

　   憎水性
　　第一，　　它的表面张力比水的表面张力小，为25尔格/平方厘米。也就是说，它起到了降低水的表面张力的作用。
　　第二，　　它是憎水性的物质，具有润湿污垢和纤维憎水性部分性能，也就是说，提高了水的润湿性能。
　　加入表面活性剂的水溶液，之所以能够洗净衣服的道理之一，就是它增强了润湿度破坏污垢和纤维结合力的作用，但是，这种溶液一定要达到一定浓度，如果表面活性剂太少，也是不能形成憎水性层的，一般来说，含表面活性剂的数量不能少于0.2-0.3%。
吸附
　　什么叫吸附？就是固体物质从溶液或气体中吸收了其它物质，并附在它的表面周围的这种现象，叫做吸附，为什么一个物质能吸收其它物质，这就是分子相互吸引的引力作用。
　　吸附作用，广谈泛存在自然界中，人们利用了这种作用为生产服务。如利用织物纤维从染液中吸收染料分子，并附着在纤维上，这就是衣服染色的最简单的原理。同样，利用污垢从表面活性溶液中吸附表面活性剂分子，清除衣服上的污垢。
污垢为什么能吸附表面活性剂分子呢？我们前面已经说过，污垢大多是亲油性的、憎水性的物质，表面活性剂分子的一端也是亲油性、憎水性的。根据物质化学结构性质相近引力就大的原理，表面活性剂分子亲油性的一端，便被吸附在污垢的表面，而亲水性的一端仍在水中，随时着污垢附表面活剂分子越来越多，污垢就同憎水性物质变成了亲水性物质，也就是变成溶性物质（即能溶于水），转移到水中去，也就是说，从衣服上把污垢清除了。
　　乳化
　　乳化是洗涤过程中的重要反应，对洗涤起着很大的作用。什么叫乳化？指两种互不相容的液体，借助别的物质而混合在一起，叫做乳化，两种互不相容的混合物，叫做乳化液。
　　我们拿水和石油做例子，这是两种本来是互不相容的液体，我们把这两种液体放在一起，它们决不会混合的。如果用力振荡，它们暂混合一起，变成浑浊的液体，但是只要停止振荡，油上水下并有其明显界线。如果加入一些表面活性剂，如肥皂等再振荡一下，水和油就混合在一起了，分不开了，形成不透明的液体，可以保以很长的时间，两种本来互不相容的液体，借助肥皂的作用溶合在一起，这种现象叫做乳化作用。
　　我们知道，肥皂分子一端是亲水性，一端是亲油性（憎水性），它在水、油液体中，一端被油分子吸引，一端又被水分子吸引，因此两种互不相容的物质，由于引力作用连接在一起了，形成乳化的反应.我们所以要举这个例子,因为它也正说明了洗涤过程中乳化反应.脏衣服泡在水中,污垢和水是互不相容的.借助肥皂分子乳化作用，把污垢从衣服上转化到水中，失掉重新粘在衣服上的可能性。这就是乳化的洗涤作用。
　　但是污垢并不是液体，怎样乳化呢？（乳化必须双方都是液体）这是因为在肥皂水中，经过磨擦、压挤等机械力，有些污垢变为极小的润湿质点，又叫做“液滴”已具备乳化的条件，这也说明在洗涤过程中机械力所起的作用。
什么叫悬浊化？在液体中不溶性的固体物质，吸附了别的物质而悬浮在液体中，叫做悬浊化，这种液体叫悬浊液。
　　我们用煤油和水通过滤纸的现象来说明，煤烟和水混在一起，因其化学性质不同，不能形成悬浊液。在通过过滤纸，虽然烟的体积比纸也还要小，但却不能通过，而是沾在纸上（因烟子和纸有引力结合）无论如何用水冲洗也洗不掉。如果用肥皂水冲一下，就能把烟子吸附成悬浊液，破坏了烟子和纸的联合，从而顺利通过，这个例子也正好说明洗涤过程中悬浊化的作用。
　　脏衣服在水中，污垢质点联合在纤维上是不能轻易离开的，如果加入肥皂，肥皂分子被污垢吸附形成亲水层，破坏污垢和纤维的粘结，转到溶液中，成为悬浮状态。
胶束
　　什么叫胶束？这是表面活性剂在水中的一种形态，表面活性剂在水中，有单个分子形态，有聚合分子形态（由许多分子凝聚在一起），聚合分子的形态叫做胶束。
胶束形态，这是很多单个分子结合在一起，它们的内部是憎水性的碳氢键的结合，外部是亲水性基团结合层。
　　从理论上讲，单个分子被污垢吸附力比聚合分子大得多，从这个角度看，单个分子越多，洗涤效果越好。但实际情况不是这样，因为胶束有其特殊性的作用，如果没有胶束形态的存在，是不能洗干净衣服的。所以在制造洗涤剂（肥皂）时，总要适当加入一些电解质填充剂，如碳酸钠等，目的就是减少单个分子，增加胶束。那么胶束在洗涤过程中起到什么作用呢？
　　概括地说，胶束能产生牢固而有弹性的洗涤剂膜，在去污上起着重大的作用。前面已经讲过，由于吸附作用，表面活性剂分子包围了污垢，浸入水中，但这种包围是不牢固的，特别是磨擦、压挤中，污垢能从表面活性剂分子包围脱出，并且互相凝结，重新沾染到衣服上去，所以，只有单个分子是洗不干净衣服的。但有了胶束情况就不同了，由于胶束表层是亲水层，包围污垢分子的表面也是亲水层，胶束又被吸附，等于对污垢又增加了一层包围圈。
　　胶溶
　　表面活性剂分子在包围污垢时，也能钻进污垢裂缝中去，使污垢由大变小，不断分裂，最后把它粉碎成胶粒大小的质点或单个分子，均匀分散在水溶液中，叫做胶溶作用。
胶溶的原理与乳化大体相同，所不同的是乳化的污垢质点较大，胶溶的污垢质点很小，即比乳化质点要小几十倍，接近单个分子，从洗涤角度来看，污垢质点粉碎越小越好，因为1、不易凝聚，重新沾染衣服；2、能稳定在溶液中，所以胶溶作用对洗涤来说也是重要的。
　　泡沫
　　我们在洗涤剂溶液中通过空气或用手搅动，就发生白花花的一片，一般叫做泡沫，泡沫实际上就是表面活性剂分子包围了空气，或者说表面活性剂分子里面充满了空气，这和肥皂分子包围污垢是一样的道理，因为空气也是憎水性的，当它进入肥皂溶液，肥皂分子即向它靠拢集中，很快吸附在空气表面，表面活性剂分子憎水性的一端插入空气和空气联结，亲水性一端仍在水中。打个比方说，就是空气穿了一件“小皮袄”，不过是毛朝里（憎水性的碳氢键，形状像细长的毛）皮朝外。
　　泡沫的第一个作用，它对已被包围的污垢吸附力非常强大，所以它像胶束作用一样，很快吸附被包围的污垢外层，把污垢“拉”出衣服表面。
　　由于泡沫内部是气体，比重较轻，总想脱离溶液钻出表面，但是它穿着一件亲水性的“小皮袄”，被水吸引，冒不出来，可是当它穿上第二件“小皮袄”，也就是又和肥皂分子结合，这时它就有了两层肥皂分子，但第二层肥皂分子，亲水性向里（即皮朝里），憎水性向外（即毛朝外）。
　　在这种情况下，泡沫的外层变成憎水性层，就纷纷冒出来，这就是我们经常看到的皂溶液的表面白花花的泡沫，这个泡沫起着降低表面张力、形成憎水性层的作用，这就是泡沫的第二个作用，泡沫的两个作用都是洗涤所必需的。随着工业洗涤剂的技术进步，目前洗涤品大都属于低泡或无泡，上面所述的只是讲洗涤原理，并不代表现代的化学技术水平。
　　浮选
　　衣服上的污垢，主要是增水性的物质，上面所说的一系列的反应，也都是针对污垢憎水性的特点而产生的，但是，事物是很复杂的，也是多种多样的，污垢也是一样，也就是说，污垢也具有多种多样的性质，污垢除了憎水性物质外，它还有亲水性的物质，就是憎水性物质在其表面又有部分亲水性。但总的来看，主要是憎水性物质，亲水性的污垢在肥皂溶液中，由于化学结构性质相近引力就大的原理，肥皂分子亲水性基团被吸附在污垢周围，因为是亲水性一端和污垢结合，所以憎水性的碳氢键朝外，形成憎水性基团，在这种情况下亲水性污垢又变成了憎水性的污垢。
　　这样它就和憎水性污垢一样，继续被肥皂分水憎水性一端吸附，成为两层包围形成胶束，离开纤维。或者它像泡沫一样漂到溶液的表面，这种现象叫做浮选作用。浮选作用也是洗涤过程中一个不可缺少的反应。否则就不能把衣服完全洗干净。
　　以上就是洗涤的主要反应，也就是洗涤的基本原理，经过这一系列反应，就达到破坏污垢和纤维结合，迫使污垢离开纤维，并失掉重新污垢的能力，这样衣服就洗干净了，在这些变化中，表面活性作用（降低表面张力，形成憎水性层）是前提，没有这个前提，就没法进行各种反应；在各种反应中吸附起着基本的作用，没有吸附，以后一系列的反应，也不可能产生，如乳化、悬浊化、胶粒、胶溶、泡沫浮选等，都是吸附作用的结果，所以任何一种洗涤剂必须具有表面活性、吸附作用，否则就没有去污的效果，不能发挥洗涤的作用，不能叫洗涤剂。（完）