洗滌劑的去污原理

關(guān)于洗滌劑的去污原理第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月洗滌劑指以去污為目的而設(shè)計配合的制品，有必須的活性成分（活性組分）和輔助成分構(gòu)成。作為活性組分的是表面活性劑，作為輔助成分的有助劑、抗沉淀劑、酶、填充劑等，其作用是增強和提高洗滌劑的各種效能。第一節(jié)洗滌劑去污原理第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、常用洗滌劑洗滌劑肥皂合成洗滌劑家用工業(yè)用服裝用廚房硬表面紡織、印染輕工、食品金屬、機器洗發(fā)沐浴化工、醫(yī)藥第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類(1)顆粒狀污垢(2)覆蓋膜狀污垢(3)無定形污垢(4)溶解狀態(tài)的污垢1、根據(jù)污垢存在的形狀分類污垢是指吸附于基質(zhì)的表面、內(nèi)部，不受歡迎，可改變清潔表面外觀及質(zhì)感特性的物質(zhì)第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類2.根據(jù)污垢的化學(xué)組成分類按這種分類方法可把污垢分為無機物和有機物兩大類。不同化學(xué)成分的污垢使用不同方法去除，一般情況下，無機污垢常采用酸堿等化學(xué)試劑使其溶解而去除，而有機污垢則經(jīng)常利用氧化分解或乳化分散的方法從物體表面去除。第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類3.根據(jù)污垢的親水性和親油性分類(1)親水性污垢如可溶于水的食鹽等無機物和蔗糖等有機物。(2)親油性污垢如油脂、礦物油、樹脂等有機物。親水性強的污垢通常用水做溶劑加以去除，親油性污垢則利用有機溶劑溶解，或用表面活性劑溶液乳化分散加以去除。第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類3.各種污垢按照物理和化學(xué)性質(zhì)分類1）水溶性和分散性有機物和無機物。如砂糖、果汁果實酸之類的有機酸跟食鹽、石灰等無機物。此外淀粉小麥粉以及蛋白質(zhì)類的血液、黏液等雖然不是完全水溶的，但可以分散在大量的水中，在水中可以溶解、分散，借助表面活性劑等可以完全洗凈，如果單獨以大量的水和適當(dāng)?shù)臋C械力處理，也可以大體洗凈。第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類3.各種污垢按照物理和化學(xué)性質(zhì)分類2）非水溶性的無機物。如水泥、熟石膏、煤煙塵、油煙、土壤等，不僅不溶于水，而且大多數(shù)也不溶于有機溶劑。對于這類無機物，以適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┖蜋C械力處理，就可以使他們脫離被洗物，分散、懸浮在洗滌液中。第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類3.各種污垢按照物理和化學(xué)性質(zhì)分類3）非水溶性非活性有機物。如潤滑油、潤滑脂、瀝青、煤焦油、油漆、顏料動植物油等。這類物質(zhì)雖不溶于水，但多數(shù)溶于某些有機溶劑，所以可以利用溶劑介質(zhì)把他們?nèi)芙獬?。干洗就是利用這一性能。第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、污垢的分類3.各種污垢按照物理和化學(xué)性質(zhì)分類4）非水溶性活性有機物。屬于這一類的較少，洗滌時必須采取特殊的方法。例如脂肪酸之類的物質(zhì)往往是少量存在于油和汗等之中，他本身是非水溶性的，因為洗滌劑中含有堿性的助劑，結(jié)合后成為水溶性皂，具有表面活性作用，提高洗滌效果，但是同時與硬水的鈣鎂離子結(jié)合，形成難以處理的不溶性皂，成為皂垢。第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、污垢的去除原理一般污漬與特殊污漬，都有很多種類，性質(zhì)也不同，要達(dá)到去除污漬的目的，必須采用不同的物理、化學(xué)方法進行處理，目前去漬處理是按其特性可分為四類：溶解作用、乳化作用、化學(xué)作用、分解作用。

（1）溶解作用

溶解就是將液體或固體分散于另一種液體的總稱，是利用某些液體去溶解另一種液體，或者利用某些液體去溶解某些固體，而達(dá)到去除污漬的目的。例如，用酒精或四氯乙烯去溶解不溶于水的油質(zhì)污垢，或者用水去溶解淀粉、糖類污漬。

第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）乳化作用

利用表面活性類洗滌劑或皂液，通過潤濕、滲透、分散、乳化等作用，能使原來憎水性污漬，變成親水性污漬而溶解于水，加上適當(dāng)?shù)臋C械力，產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)揮乳化作用，污漬隨之脫離織物，達(dá)到去除污漬的作用。

第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）化學(xué)作用

化學(xué)作用包括含有氧化作用和還原作用，是利用某些化學(xué)藥劑與某些污漬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使污漬變成無色狀物或可溶性物質(zhì)。以及利用酸和堿的化學(xué)反應(yīng)作用去除污漬。例如鐵銹不溶于水，用一般方法是洗不掉的，但可用草酸溶液作處理劑與之作用反應(yīng)，生成草酸亞鐵，再以水洗除，又如某些色素污漬可采用氧化或還原反應(yīng)的作用，使之變成無，達(dá)到去漬目的。

（4）分解作用

利用某類物質(zhì)對另一類物質(zhì)的特殊分解作用，使之變成另一類易于去掉的物質(zhì)，達(dá)到去漬目的。例如牛奶、汗?jié)n、血漬等蛋質(zhì)類的陳舊污漬，利用堿性蛋白質(zhì)、脂肪酶可將其消化分解成水溶性的可分散于水的氨基酸或多肽，而達(dá)到去漬目的。

酶除了堿性酶外，還有脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶三種。

第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月5表面活性作用表面活性劑是一類具有特定的分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，即具有親水和憎水集團于一身的物質(zhì)，他具有重要的特性是能夠富集在液-液、液-氣和氣固界面，顯著改變界面狀態(tài)和物質(zhì)，降低界面?zhèn)魉妥枇Γ瑥亩鸬剿徒蝗诘淖饔?，使原來互不相容的親水物和親油物充分混合。第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月四、污垢的去除過程第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月洗滌劑的重要性質(zhì)：①潤濕和滲透作用。在水中加入表面活性劑可降低水的表面張力，促進潤濕;在有些液體中還可以促進液體滲透到固體內(nèi)部.②發(fā)泡作用。加入表面活性劑的水溶液，可以使空氣進入溶液，能形成氣泡。③乳化作用。水溶液中加入表面活性劑，親水基進入水中，親油基進入油中，就會排列形成保護層，防止分散了的液滴凝聚，維持體系的穩(wěn)定性.第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月水滴在棉布上潤濕水滴在棉布上潤濕第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

發(fā)泡作用第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

乳化作用第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月影響去污作用的因素

1.表面活性劑結(jié)構(gòu)

2.水的硬度

3.機械作用

4.織物類型

5.溫度

6.泡沫

第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類

表面活性劑的分類：按分子結(jié)構(gòu)中親水基團的帶電性分為陰離子、陽離子、非離子和兩性表面活性劑四大類

陰離子表面活性劑非離子表面活性劑陽離子表面活性劑兩性表面活性劑第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類1、陰離子表面活性劑（1）羧酸鹽---肥皂主要性能特點是它的水溶液的pH在9.0～9.8，呈弱堿性，它有良好的潤濕、發(fā)泡、去污等作用而被廣泛用作洗滌劑

優(yōu)點—去污力好、價格便宜、原料來源豐富，生物降解性好。缺點—不耐硬水、不耐酸、水溶液呈堿性。應(yīng)用--第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類1、陰離子表面活性劑（2）烷基硫酸鹽---月桂酸硫酸鈉（K12）主要性能特點是它有很好的洗滌能力，在硬水中穩(wěn)定，其水溶液呈中性或微堿性，它們是配制液體洗滌劑的主要原料，作為重垢棉織物洗滌劑，也可作為輕垢液體洗滌劑，在配制餐具、洗滌液、香波、地毯和室內(nèi)裝飾物品清潔劑和硬表面清潔劑，在酸性條件下通過自催化作用，表面活性劑會很快水解。

第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類1、陰離子表面活性劑（3）烷基磺酸鹽比烷基硫酸鹽的化學(xué)性更好，表面活性也更強烷基苯磺酸鈉（ABS/LAS）潤濕能力好，去污能力好，但不易生物降解排放后污染環(huán)境。刺激性大常用于衣用液體洗滌劑和洗潔精(餐具液洗劑)。

第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類1、陰離子表面活性劑（3）烷基磺酸鹽仲烷基苯磺酸鈉（SAS）表面活性與LAS相近，但溶解性和生物降解性優(yōu)于LAS。缺點是洗衣粉發(fā)粘，不松散，只能用于液體洗滌劑中。常用于應(yīng)用于香波、餐洗等洗滌劑

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第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類1、陰離子表面活性劑（3）烷基磺酸鹽a-烯基磺酸鹽（AOC）表面活性與LAS相近，但溶解性和生物降解性優(yōu)于LAS。缺點是洗衣粉發(fā)粘，不松散，只能用于液體洗滌劑中。常用于應(yīng)用于香波、餐洗等洗滌劑

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第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類2、陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑的去污力差，甚至有負(fù)洗滌效果，一般主要用作殺菌劑，柔軟劑、破乳劑、抗靜電劑等。第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、兩性離子表面活性劑兩性表面活性劑在水中電離，電離后所帶的電性與溶液的pH值有關(guān)，在等電點以下的pH值溶液中呈陽性，顯示陽離子表面活性劑的作用，在等電點以上的pH值溶液中呈陰性，顯示陰離子表面活性劑的作用。在等電點的pH值溶液中形成內(nèi)鹽，呈現(xiàn)非離子性，此時表面活性差，且溶于水，因此在任何pH中可以使用，且與其他表面活性劑相溶性好，耐硬水、發(fā)泡力強，無毒性，刺激性小，缺點-原料來源少，成本高第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、非離子表面活性劑親水親油平衡值HLB：分子中親水基分子量對表面活性劑分子量之百分比。HLB3~7：W/O型乳化劑

8~18：O/W型乳化劑

12~16：去污劑非離子表面活性劑在水溶液中，不解離為離子狀態(tài)，而是以分子活膠團狀態(tài)存在于溶液中，該類產(chǎn)品，大部分呈溶液或漿態(tài)，與離子型不同之處。具有增容、滲透、去污、乳化等性質(zhì)第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、非離子表面活性劑HLB越大，濁點越高，親水性越大，如果遠(yuǎn)高于濁點的溫度使用聚乙二醇性表面活性劑，則不能發(fā)揮其所具有的功能。在水中的溶解度與離子型表面活性劑不同，聚乙二醇型的非離子表面活性劑在水中隨溫度的升高而降低，開始在較低溫度表面活性劑溶液呈透明狀，當(dāng)溫度升高到某一溫度時，溶液開始變渾濁，此時的溫度點稱為濁點第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、非離子表面活性劑對酸堿穩(wěn)定，還可以與離子型表面活性劑并用。臨界膠束濃度比離子性表面活性劑小，所以可在更低濃度下使用，一般泡沫更少。可以制的任意HLB值可作為乳化劑、分散劑、消泡劑、滲透劑、增容劑1）聚氧乙烯醚類--第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、非離子表面活性劑具有增黏性、增泡性和泡沫溫度性，緩和一般表面活性劑對皮膚刺激的效果，常用于香波、家庭用洗滌劑。2）酰胺型第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、表面活性劑的種類3、非離子表面活性劑吐溫-表面活性劑無毒，常用于食品工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)和化妝品3）多元醇型APG-1-性能優(yōu)異，其溶解能力和相行為與聚氧乙烯型比較，更不易受溫度變化影響，且對皮膚刺激性小2-以植物油淀粉再生資源為原料，對人體作用溫和、無毒3-可作為吸濕劑、保濕劑、潤濕劑、塊皂添加劑和強酸條件下的硬表面清潔劑等第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、表面活性劑的選擇及復(fù)配表面活性劑的選擇--考慮去污性能以及對織物的褪色和手感的影響。1-水中的纖維一般帶負(fù)電，使用陰離子和非離子2-非離子受溫度的影響較大.3-陰離子受硬水影響Krafft點：離子型表面活性劑的溶解度隨溫度增加而急劇增大這一溫度稱為Krafft點，Krafft點越高，其臨界膠束濃度(cmc)越小當(dāng)洗滌溫度低于Krafft點時，表面活性劑的溶解量很少，達(dá)不到CMC，得不到較好的去污效果第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月表面活性劑的復(fù)配協(xié)同效應(yīng)：表面活性劑復(fù)配的目的是達(dá)到加和增效作用，即協(xié)同效應(yīng)。即把不同類型的表面活性劑人為地進行混合，得到的混合物性能比原來單一組分的性能更加優(yōu)良，也就是通常所說的“1+1〉2”的效果。例如：十二烷基硫酸鈉中混有少量的十二醇、十二酰醇胺等物質(zhì)，可改善其在洗滌劑配方中的起泡、洗滌、降低表面張力、乳化等性能。第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)洗滌劑助劑助劑與表面活性劑配合，能夠發(fā)揮各組分互相協(xié)調(diào)，互相補償?shù)淖饔?，進一步提高產(chǎn)品的洗凈力，使其綜合性能更趨完善，成本更為低廉。洗滌助劑分為無機和有機助劑兩類。

洗滌助劑種類很多，大部分為專用產(chǎn)品，其在洗滌劑中的使用頻率和重要性不亞于主表面活性劑。第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月洗滌助劑有以下的一些作用：（1）增強表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉積。（2）軟化硬水，防止表面活性劑水解，提高洗滌液堿性，并有堿性緩沖作用。（3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高產(chǎn)品粘度。（4）降低皮膚的刺激性，并對紡織品起柔軟、抑菌、殺菌、抗靜電、整飾等作用。（5）改善產(chǎn)品外觀，賦予產(chǎn)品美觀的色彩和優(yōu)雅的香氣，從而使消費者喜愛選用，提高商品的商業(yè)價值。

第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1.無機助劑（1）磷酸鹽

常用的磷酸鹽有磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸四鉀。合成洗滌劑中最常用也是性能最好的螯合劑是三聚磷酸鈉。第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月磷酸鹽的污染及其代用品

傳統(tǒng)的合成洗衣劑都含有三聚磷酸鹽(STTP)的成分，其含量在15%～30%之間。然而，“磷”是造成水體富營養(yǎng)化的罪魁禍?zhǔn)?，因為磷是一種營養(yǎng)物質(zhì)，它可以造成水中藻類的瘋長。而大量藻類又會消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐敗，水體失去自凈功能從而破壞水質(zhì)。作為有磷洗滌劑中的“磷”造成水體富營養(yǎng)化已被國內(nèi)外環(huán)保專家所公認(rèn)。第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月含磷洗衣粉的污染問題已經(jīng)引起了世界各國的普遍重視。很多國家提出了禁磷和限磷措施，并在不斷地研究和開發(fā)三聚磷酸鹽的替代品，取得了不少成果，其中比較有效的助劑有：有機螯合助劑，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、葡萄糖酸鹽等；高分子電解質(zhì)助劑，如聚丙烯酸鹽以及人造沸石等。目前普遍認(rèn)為，人造沸石是比較有發(fā)展前途的洗滌助劑。第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）硫酸鈉

分子式為Na2SO4，是白色固體結(jié)晶或粉末。硫酸鈉是合成洗滌劑的無機助劑和粉狀洗滌劑的填料，在粉狀洗滌劑中加入量為20%～40%。

第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）硅酸鈉

硅酸鈉（Na2O·nSiO2）通常稱為水玻璃或泡花堿，水玻璃的水溶液相當(dāng)于由硅酸鈉與硅酸組成的緩沖溶液。水玻璃在溶液中能控制pH值、貯存堿性物質(zhì)，起到減少洗滌劑消耗和保護織物的作用。此外，水玻璃還具有懸浮力、乳化力和泡沫穩(wěn)定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉積的作用，并對金屬（如鐵、鋁、銅、鋅等）具有防腐蝕作用。制造粉狀洗滌劑時，加入水玻璃能使產(chǎn)品保持疏松，防止結(jié)塊，增加顆粒的強度、流動性和均勻性。

第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）漂白劑

洗滌劑中加入的漂白劑主要是次氯酸鹽和過酸鹽兩大類。次氯酸鹽主要用次氯酸鈉，分子式NaClO，為白色粉末，穩(wěn)定性差，易受光、熱與重金屬和pH值的影響。次氯酸鈉易溶于水，生成氫氧化鈉和新生態(tài)氧，氧化力很強，具有刺激性。過酸鹽主要是過硼酸鈉和過碳酸鈉，常在粉狀洗滌劑生產(chǎn)的后配料工序加入，用量一般占粉質(zhì)量的10%～30%。

第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2.有機助劑

（1）羧甲基纖維素鈉（CMC）

羧甲基纖維素鈉最重要的作用是攜污作用。如果在洗滌劑中加入1%～2%的CMC，則在洗滌時CMC被吸附在被洗物表面，同時也被吸附在污垢粒子的表面上，使二者都帶上負(fù)電荷。在同性電的相互排斥作用下，污垢就難以重新沉積到被洗物的表面上。另一方面，CMC還具有增稠、分散、乳化、懸浮和穩(wěn)定泡沫的作用。這些作用能使污垢穩(wěn)定地懸浮于洗滌液中，更不容易再發(fā)生沉積。

第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）泡沫穩(wěn)定劑與泡沫調(diào)節(jié)劑

高泡洗滌劑在配方中常加入少量泡沫穩(wěn)定劑，使洗滌液的泡沫穩(wěn)定而持久。烷醇酰胺又稱脂肪醇酰胺，屬非離子型表面活性劑。在洗滌劑的配方中，它的主要作用是增稠和穩(wěn)定泡沫，兼有懸浮污垢防止其再沉積的作用。在與主要活性物間的互相配合下，其脫脂力（乳化動植物油脂及礦物油的能力）有顯著的提高。較常使用的烷醇酰胺品種是月桂醇二乙醇胺以及椰子油二乙醇胺。低泡洗滌劑在配方中需加入少量泡沫調(diào)節(jié)劑，常用的有二十二烷酸皂或硅氧烷，使水液消泡或低泡。第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）酶

酶是一種生物制品，無毒并能完全生物降解。酶作為洗滌劑的助劑具有專一性，洗滌劑中的復(fù)合酶能將污垢中的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉等較難去除的成分分解為易溶于水的化合物，因而提高了洗滌劑的洗滌效果。因此，在洗滌劑中添加酶制劑可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷或無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。

第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月已商品化的洗滌劑用酶有：蛋白酶淀粉酶脂肪酶纖維素酶第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）助溶劑

在配制高濃度的液體洗滌劑時，往往有些活性物不能完全溶解，加入助溶劑就是為了解決這個問題。常用的助溶劑有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸鹽等。凡能減弱溶質(zhì)及溶劑的內(nèi)聚力，增加溶質(zhì)與溶劑的吸引力而對洗滌功能無害、價格低廉的物質(zhì)都可用作助溶劑

第48頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）熒光增白劑

熒光增白劑（FluorescentB