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所謂表麵活性劑是指在兩種物質間的界麵上(shàng)易於聚集,並能顯著改變這(zhè)兩種物質間的界麵性質的物質。
—、表麵張力
在液(yè)體與氣體(tǐ)接(jiē)觸時,液體表麵(miàn)具有一種張(zhāng)力,我們稱之為“表麵張力”,而液體與液體接觸或液體與固體接觸時,我們又(yòu)把物質間界(jiè)麵作用的張力稱為“界麵張力(lì)”。其(qí)實氣體也是物質,為了(le)與表(biǎo)麵活性(xìng)劑的稱謂相統一(yī),也就將“界麵張力”統稱為“表麵張力(lì)”。
表麵活性劑就是(shì)要使兩(liǎng)種具有各自“表麵張力”的液(yè)體或固體融合(hé)在一起(qǐ)的一種(zhǒng)添加劑。
大(dà)家都了解水與油在(zài)其接觸麵上相斥的現象,我們用攪拌器攪拌,可以(yǐ)迫使油變成小粒子分散到水(shuǐ)中去,但這種分散狀態是很(hěn)不穩定的,一旦停止攪拌,油、水仍會恢複原來的分離狀態。油和水相排斥實際上是一種力在起作用,這種力還有一(yī)種使排斥雙(shuāng)方盡量縮小接觸麵積的作用,這種力即為表麵張力”。
因為表麵張力的作用,使水與空氣(qì)間的接觸麵變得最小(xiǎo),水滴即成為球(qiú)狀水珠。
固體表(biǎo)麵也(yě)是有表麵張力的,但目前尚未直接測定出來。
表麵張力使得水和油相排斥,我們找(zhǎo)到了一種可以使水和油(yóu)相溶的物質,就是表麵活性劑,表麵活(huó)性劑有著連接、固定二者的作(zuò)用。表麵活性劑的(de)分子由易(yì)於溶(róng)於油的親油基和易於溶於水的親水基組(zǔ)成。
我們在盛有油和水的燒杯裏加入少量的表(biǎo)麵活性劑,加力攪拌,就會出現圖2-1-4中的情(qíng)形,即油變成了微小的粒子分散到水中成乳狀(稱為乳化現象)。停止攪拌,靜(jìng)置時(shí)間再長,也不會變成互相排斥的(de)上下兩(liǎng)層,如(rú)果再增加表麵(miàn)活性劑(jì)的量(liàng),油會完全溶解於水(shuǐ)中,呈透明狀(稱為溶化現象)。
不同的(de)液體有不同的表麵張(zhāng)力,不同的表麵活性劑降低表麵張力的能力不同,不同的溫度也會產(chǎn)生不同的表(biǎo)麵張力,而不同的溫度也會使表麵活性劑降低表麵張力的能力有所不同。
二、表麵活性劑(jì)的(de)特點與作用
1.表麵活性劑的特點
在實際生活中(zhōng),由於有(yǒu)了表麵活性劑,我(wǒ)們的生活變得豐富多采。例如,在西菜中(zhōng),蛋黃醬(jiàng)是必不(bú)可少的,蛋黃醬中的(de)天然卵磷脂使水與色拉(lā)油(yóu)乳化,天然卵磷脂就是(shì)表麵活性劑。
目前表麵活性劑已廣泛應用於纖(xiān)維(wéi)、醫藥、化妝品(pǐn)、食品、船舶(bó)、建築(zhù)、礦業、家用洗滌劑和我們所關心的建築物清潔(jié)保養所需用的清潔保養劑,但(dàn)是我們對表麵活性劑的了解還十分不夠,尤其(qí)是生產廠家對多數含有表麵活性劑的產品隻宣(xuān)傳其特點、優(yōu)點,對組織結構卻進行保(bǎo)密,使得使用者摸不著頭腦,往往產生使用不當等後果。
實驗發現,一邊漸漸增加表麵(miàn)活性(xìng)劑水溶液的濃度,一邊測(cè)定其表麵張力,任何一(yī)種表麵活性(xìng)劑都會發生開始時表麵張力急劇(jù)下降,最後穩(wěn)定(dìng)在一定水平的現象,即使加入再多(duō)的表(biǎo)麵活性劑,表麵張力(lì)也仍然穩(wěn)定在(zài)這一水平上,這(zhè)是表(biǎo)麵活性劑的基本性質,如圖2-1-5所示。為什麽會產生這種性質?其深奧理論不是本書應(yīng)該交待的內(nèi)容。但這一基本性質(zhì)對(duì)於我們在對建築物進行清潔保養時(shí)合理確定清(qīng)潔保養(yǎng)劑用量,正確對待清潔保養劑的使用說明(míng)、稀釋比例有著(zhe)一定(dìng)的指導意義。
2.表(biǎo)麵活性劑的作用
表麵活性劑對物質表麵會產生以下作用:潤濕作用(滲透作(zuò)用)、乳化作用、分散作用(yòng)、溶解作用、起泡作用(yòng)、消泡作用、洗洛作用、潤(rùn)滑作(zuò)用(yòng)、勻染作用、拔染作用、固染(rǎn)作用、防靜電作用、殺菌作用、防鏽作用。
以上作用中前4項是與(yǔ)表麵活性劑(jì)的基本性質直接有關(guān)的作用,後5項是與表麵活性劑基本(běn)性質間(jiān)接有關的(de)作用。下麵就有關的6種作用逐(zhú)一介紹(shào)。
(1)潤濕作(zuò)用與(yǔ)滲透作用。當我們在(zài)玻璃上塗上一層水時,水層會馬上收縮起(qǐ)來,形成一個個(gè)大的水滴或(huò)一片片水帶(dài),這是水的表麵張力所致。
如果在(zài)水中加入稍(shāo)許表麵活性劑,玻璃表麵的水(shuǐ)層就不會收縮起來,而是均勻地鋪(pù)在玻璃(lí)上,這(zhè)就是表麵活性劑的潤濕作用。這種作(zuò)用使我們在建築(zhù)物清潔保養中大大(dà)地受益,對那些光滑的表麵,如(rú)大理石、花崗岩、地磚、麵磚、鏡麵不鏽鋼、玻璃等的光滑表麵的清洗保(bǎo)養變得容易了很多。
清洗地毯時就要借助表麵活性劑的滲透作(zuò)用。要想很快就將厚(hòu)的毛(máo)氈或(huò)棉花濕透是很(hěn)困難的,但在水中加入表麵活(huó)性劑後,就會很快(kuài)使它們濕透。
(2)乳化作用、分散作用。當(dāng)在液體(tǐ)中混有另一種液體,如極細微的油粒子(zǐ)分散在水中時,即形成乳狀液,這是乳化(huà)作用產生的(de)。建築物清潔保養中使用的地板液體蠟,就(jiù)是利用乳化作用製成的。
如(rú)果液體中有極細的固體粒子分(fèn)散在其中,這液體就叫做懸浮液。這些細粒子的(de)直徑大約(yuē)在0.1微米(mǐ)到數十微米之間,人的肉眼是無(wú)法看清的。隻(zhī)能看(kàn)到乳狀液體。
(3)起泡作用。氣體被液體的薄膜包(bāo)圍(wéi)就形成了氣泡。這種液體(tǐ)的膜容易產生也容易破壞。但當表麵活性(xìng)劑分子被吸附在氣體與液體的表麵時,就形成了堅固的膜,使表麵張(zhāng)力降低,氣泡變得較難破壞。
起泡作用是人們(men)最常見(jiàn)的,在以前很長一段時(shí)間(jiān)裏,泡沫的多少是衡(héng)量洗滌劑清洗能力的標準。在建築物清潔保養材料中(zhōng),除了清洗劑會發(fā)生起泡作用(yòng)外,還有專門的發泡劑和消泡劑添加在清洗劑中,能保護清潔保養機械設備的正常運轉和安全使用。
(4)洗滌作用。從肥皂到(dào)今天各種各(gè)樣的合成洗(xǐ)滌(dí)劑,包括我們以後要介紹(shào)的清潔保養劑,它們都是以表麵活性劑為主體的產品。洗滌作用幾乎需(xū)要表麵活性劑其(qí)他所有作用的支持,同時它在表麵活性劑的所有作用中,有著重要地位。
(5)滅菌作用。由於清洗和(hé)滅菌的功能在洗(xǐ)滌作用中共同(tóng)發揮,使得滅菌工作變得十(shí)分方便。殺菌清洗劑的配製,一(yī)種是以季銨鹽型陽離(lí)子表麵活性劑作為殺菌劑,與非離子表麵活性劑複(fù)配製成(chéng),另一種是用非離(lí)子表麵活性劑或明離子表麵活性劑再複配(pèi)抑菌(jun1)劑製成。
滅(miè)菌清潔劑在建築物清(qīng)潔保養中使用十分普遍,最典型的是應用(yòng)於洗手間牆(qiáng)麵、地麵的清潔保養。
(6)防鏽作用。建(jiàn)築物裝飾材料采用金(jīn)屬材料的不少,因而表麵活性劑的防鏽作用顯得十分重要。其實從清潔保養(yǎng)的概念來說(shuō),鏽也屬於被清(qīng)潔的汙(wū)垢範圍,而防鏽則又屬於保養的範圍,因(yīn)此防鏽作用既有清潔(jié)、又(yòu)有保養建築物裝飾材料的含(hán)義。
表麵活性劑廣(guǎng)泛應用於(yú)人類(lèi)生活的各個方麵,在建築物的清潔保養行業中,表(biǎo)麵活性劑更起著舉足輕重的作用,故本書對表麵活性劑作了較多的表(biǎo)述。應該注意到,在表麵(miàn)活性劑的各種性質和各種作用中,使液體表麵張力降低的作用是最基本、最有用的作用(yòng),但(dàn)它不是全部作用。表麵活性劑的種類很多,其分子結構(gòu)各不相同,產生的(de)效果也各有不同。目前使用和開發的表(biǎo)麵活性(xìng)劑產品是由表麵活性劑(jì)彼此(cǐ)配合所產(chǎn)生的綜合效應。
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