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表(biǎo)面活性劑是兩親(qīn)分子，使它在水溶(róng)液中具有兩種界(jie)面(表面)吸附功能(neng)。其一，通過“正吸附(fù)”可迅速降低水的(de)表面張力，體現了(le)表面活性劑的潤(run)濕、滲透作用; 其二(er)，通過“膠束化”可在(zài)水中形成大量膠(jiāo)束并有效降低兩(liang)相間的界面張力(lì)，使液體、固體、氣體(tǐ)能在水中穩定存(cún)在，體現了表面活(huo)性劑的乳化、分散(sàn)、發泡、增溶等作用(yong)。而洗滌作用則是(shi)表面活性劑發揮(huī)潤濕、乳化、分散、發(fa)泡、增溶等各種功(gōng)能的綜合過程。下(xià)面，就表面活性劑(jì)的潤濕、乳化、分散(san)、發泡、增溶、洗滌等(deng)作用原理以及它(tā)們的反作用原理(li)做簡要論述。 (一) 潤(run)濕和滲透作用剪(jiǎn)一塊坯布輕放于(yu)水面，這塊坯布會(huì)在水面上停留一(yi)段時間再慢慢沉(chén)入水底。若在水中(zhong)加入少許表面活(huó)性劑JFC，我們發現放(fàng)于水面的坯布會(huì)馬上沉入水底，這(zhè)是測試表面活性(xing)劑潤濕能力的一(yi)個常見方法。一般(ban)來講，潤濕是固體(ti)表面上一種流體(ti)被另一種流體所(suǒ)取代的過程。因此(ci)，潤濕作用至少涉(shè)及三相，其中兩相(xiang)是流體，一相是固(gu)體。染整加工中，多(duō)爲纖維(固體) 表面(miàn)上的氣體( 一種流(liu)體) 被水(另一種流(liu)體)所取代的過程(chéng)。坯布在純水中潤(run)濕速度較慢，是因(yin)爲水的表面張力(lì)較大，不能在纖維(wéi)表面迅速鋪展，不(bú)能将坯布内的空(kōng)氣快速取代出去(qù); 水中加入表面活(huó)性劑之後，水的表(biao)面張力明顯下降(jiàng)，使水能在纖維表(biao)面迅速鋪展并将(jiāng)空氣迅速取代出(chu)去，從而加快了潤(run)濕過程。因此，能使(shi)潤濕過程迅速發(fā)生的表面活性劑(ji)被叫做潤濕劑或(huò)滲透劑，表面活性(xìng)劑在這個過程所(suǒ)起的作用叫做潤(run)濕作用或滲透作(zuo)用。潤濕作用與滲(shen)透作用并無本質(zhi)上的區别，前者作(zuò)用在固體表面，後(hou)者作用在固體内(nèi)部，兩者可使用相(xiàng)同的表面活性劑(ji)，因而潤濕劑也可(ke)稱爲滲透劑。表面(mian)活性劑之所以具(ju)有潤濕和滲透作(zuo)用，是由于它能顯(xian)著地降低水的表(biǎo)面張力。如圖1所示(shì)，以液滴在固體平(ping)面上達到平衡時(shí)的情況，來分析表(biao)面活性劑的潤濕(shi)滲透作用。織物與(yu)一般固體平面不(bú)同，它是一個多孔(kong)體系，在紗線之間(jiān)、纖維之間以及纖(xian)維内部的微細結(jié)構之間，均分布着(zhe)無數相互貫通、大(da)小不同的毛細管(guan)，因此在染整加工(gōng)過程中，織物的潤(rùn)濕能力常用毛細(xì)管效應來衡量。染(ran)整工作液中加入(ru)少量潤濕、滲透劑(ji)之後，織物的毛細(xì)管效應就能明顯(xian)提高，保證染整加(jiā)工順利進行。作爲(wèi)潤濕、滲透劑使用(yong)的表面活性劑，其(qi)分子鏈長度宜适(shi)中， HLB值宜适當，疏水(shuǐ)基中含有支鏈的(de)會明顯提高其潤(run)濕能力，離子型表(biǎo)面活性劑其親水(shui)基位于分子鏈中(zhong)央者潤濕性最好(hao)，表面活性劑分子(zǐ)引入第二個親水(shuǐ)基後潤濕性會下(xià)降。聚氧乙烯型非(fei)離子表面活性劑(jì)在高溫下用做滲(shèn)透劑時，宜與陰離(li)子型表面活性劑(ji)共用，以提高其熱(re)穩定性，在強酸、強(qiang)堿條件下使用的(de)潤濕、滲透劑，要充(chong)分考慮其化學穩(wěn)定性，以免分解失(shi)效。在染整加工中(zhong)經常作爲潤濕、滲(shen)透劑使用的産品(pǐn)，有滲透劑JFC、滲透劑(jì)T、拉開粉BX、滲透劑5881、絲(si)光滲透劑MP 等品牌(pái)。 (二) 乳化作用兩種(zhong)互不相溶的液體(ti)，其中一相以微滴(di)狀分散于另一相(xiang)中，這種作用稱爲(wei)乳化作用。乳化作(zuo)用往往不會自動(dong)發生或長久存在(zài)。例如，将油和水放(fang)在一起進行劇烈(lie)攪拌，雖然也能形(xing)成暫時乳化狀态(tai)，但攪拌一旦停止(zhi)，油與水又馬上分(fen)爲上下兩層，這是(shi)由于油—水間存在(zai)着較大的界面張(zhāng)力，油在攪拌作用(yòng)下變成微滴之後(hòu)，油—水間的接觸面(miàn)積會大大增加，表(biao)面能迅速增大，成(chéng)爲一種不穩定體(tǐ)系，以緻一旦停止(zhǐ)攪拌，便會分爲兩(liǎng)層，恢複成爲兩相(xiàng)接觸面積最小的(de)穩定狀态。如果在(zai)油和水中加入一(yi)定量适當的表面(miàn)活性劑，再給以攪(jiao)拌，由于表面活性(xing)劑在油—水界面上(shàng)有定向吸附的能(néng)力，親水基伸向水(shuǐ)，疏水基伸向油，從(cong)而降低了油—水間(jiān)的界面張力，使體(ti)系的界面能下降(jiàng)。在降低界面張力(lì)的同時，表面活性(xìng)劑分子緊密地吸(xi)附在油滴周圍，形(xing)成具有一定機械(xiè)強度的吸附膜，當(dang)油滴相互接觸、碰(pèng)撞時，吸附膜能阻(zu)止油滴的聚集，從(cóng)而使乳液穩定存(cun)在。這種能使乳化(hua)作用順利發生的(de)表面活性劑叫做(zuò)乳化劑。如果選擇(zé)離子型表面活性(xìng)劑作爲乳化劑，還(hái)會在油—水界面上(shàng)形成雙電層和水(shui)化層，都有進一步(bu)防止油滴聚集的(de)作用。若使用非離(lí)子型表面活性劑(jì)作爲乳化劑，則會(huì)在油滴周圍形成(chéng)比較牢固的水化(hua)層，起防凝聚作用(yòng)。肥皂作爲乳化劑(ji)使用時的乳液狀(zhuàng)态如圖2所示。經乳(rǔ)化作用形成的油(yóu)—水分散體系叫做(zuo)乳狀液，乳狀液有(yǒu)兩種類型。一種是(shì)水包油型(油/水型(xíng))，以O/W表示，水包油型(xing)是油類液體以微(wēi)粒狀分散在水中(zhōng)，其中油是内相(不(bu)連續相)、水是外相(xiàng)(連續相); 另一種是(shi)油包水型(水/油型(xing))，以W/O表示，油包水型(xíng)是水呈微粒狀分(fen)散在油中，其中水(shuǐ)是内相(不連續相(xiàng))、油是外相(連續相(xiàng))。一般來講，親水性(xìng)強的乳化劑易形(xing)成油/水型乳狀液(yè)，而疏水性強的乳(rǔ)化劑易形成水/油(yóu)型乳狀液。圖3表示(shì)了親水能力不同(tong)的乳化劑對乳液(yè)類型的影響。乳化(hua)劑都是表面活性(xing)劑，但不是所有的(de)表面活性劑都能(neng)成爲良好的乳化(huà)劑，隻有在水中能(neng)形成穩定膠束的(de)表面活性劑才具(ju)有良好的乳化分(fen)散能力。乳化劑應(ying)有适當的HLB值，例如(ru)非離子表面活性(xing)劑，其HLB值在8～18之間可(ke)形成油/水型乳液(ye)，在3～6之間則可形成(cheng)水/油型乳液;乳化(huà)劑與被乳化物應(yīng)有相似的分子結(jié)構，應能顯著地降(jiàng)低被乳化物與水(shui)之間的界面張力(lì);乳化劑應具有強(qiáng)烈的水化作用在(zài)乳化粒子周圍形(xíng)成水化層或使乳(ru)化粒子帶有較高(gao)電荷，以阻止乳化(hua)粒子的聚集。染整(zheng)加工過程中要經(jīng)常使用一些乳化(huà)工作液，以油/水型(xíng)乳狀液居多。經常(chang)使用的乳化劑如(rú)平平加O系列、Span—Tween系列(liè)、EL等。 (三)分散作用将(jiang)不溶性固體物質(zhi)以微小的顆粒均(jun1)勻地分散在液體(tǐ)中所形成的體系(xi)稱爲分散體或懸(xuan)浮體，這種作用稱(cheng)爲分散作用，能使(shǐ)分散作用順利發(fa)生的表面活性劑(jì)稱爲分散劑。被分(fèn)散的固體顆粒稱(chēng)分散相(内相)，分散(sàn)的液體稱分散介(jie)質(外相)。乳化與分(fèn)散這兩種作用十(shi)分相似，其主要區(qu)别是乳狀液的内(nei)相是液體，而分散(sàn)液的内相是固體(tǐ)。表面活性劑必須(xū)具有三種作用才(cai)能成爲良好的分(fèn)散劑。首先，它必須(xu)具有良好的潤濕(shi)性能，使液體充分(fen)潤濕每一個固體(tǐ)顆粒、取代顆粒中(zhōng)的空氣，進一步使(shǐ)固體顆粒碎裂成(chéng)更小的晶體。其次(cì)，它必須能顯著地(di)降低固體—液體之(zhī)間的界面張力，增(zēng)加固體—液體之間(jiān)吸附、相容的能力(li)，使體系内存在的(de)能量降低。最後，它(tā)必須以水化層或(huò)帶電層的形式在(zài)固體顆粒周圍形(xíng)成機械強度較高(gao)的界面膜，以阻止(zhǐ)固體顆粒間的聚(ju)集。對于被分散的(de)固體，必須盡量減(jian)小其顆粒體積，其(qí)顆粒體積越小，越(yue)有利于表面活性(xing)劑對其潤濕、分化(hua)、吸附，在其周圍形(xíng)成界面膜。例如分(fèn)散染料，必須經過(guò)預先加工、研磨成(chéng)2μm以下的微小顆粒(li)，才能在分散劑的(de)作用下形成比較(jiào)穩定的懸浮體染(rǎn)色工作液。盡管如(rú)此，分散體仍是一(yī)種熱力學不穩定(dìng)體系，與乳狀液相(xiang)比，其不穩定因素(sù)更多、不穩定性更(geng)大，更易産生凝聚(jù)、分層現象，影響正(zheng)常使用。因此，分散(san)體工作液不宜存(cún)放時間太長，最好(hao)現用現配。分散體(ti)在染整加工中應(ying)用較多，如分散染(ran)料、還原染料的配(pèi)制等。常用的分散(sàn)劑有擴散劑NNO、分散(san)劑WA等，其中陰離子(zi)型表面活性劑較(jiao)多。 (四)發泡作用氣(qì)體分散在液體中(zhong)的狀态稱爲氣泡(pao)，大量氣泡聚集在(zai)一起形成的分散(san)體系稱爲泡沫，能(neng)促使泡沫形成的(de)能力稱爲發泡作(zuò)用。泡沫類似于乳(rǔ)狀液和懸浮體，所(suǒ)不同的是内相爲(wèi)氣體，而不是液體(tǐ)和固體。泡沫在表(biao)面活性劑的作用(yong)下更容易産生和(he)穩定存在，能促進(jìn)泡沫生成的表面(miàn)活性劑稱爲發泡(pào)劑或起泡劑，能促(cu)使泡沫穩定存在(zai)的表面活性劑稱(cheng)爲穩泡劑。形成的(de)泡沫同樣是一個(gè)熱力學不穩定體(tǐ)系，容易因爲氣泡(pao)間液膜層産生排(pái)液現象和小氣泡(pao)穿透大氣泡的合(hé)并作用，而使氣泡(pào)不斷破裂、泡沫消(xiāo)失。若液體中存在(zài)表面活性劑，由于(yú)氣泡表面能吸附(fù)表面活性劑分子(zǐ)，這些定向排列的(de)分子在氣泡表面(miàn)達到一定程度時(shí)，氣泡壁就成爲一(yi)層堅固的薄膜，從(cóng)而使氣泡間不易(yì)發生合并; 又由于(yu)表面活性劑在液(yè)體表面的定向排(pai)列，使液體的表面(miàn)張力明顯下降，并(bing)導緻氣泡間的内(nei)壓差降低，因而排(pai)液速度減慢。表面(miàn)活性劑的上述兩(liǎng)方面作用，降低了(le)氣泡的破裂能力(lì)，有利于泡沫的形(xing)成和穩定存在。表(biao)面活性劑協助泡(pào)沫形成的過程見(jiàn)圖4 泡沫對于污垢(gou)的去除和懸浮有(yǒu)一定作用，染整加(jiā)工中也有一些依(yī)靠發泡劑而完成(cheng)的工藝，如泡沫染(ran)色、泡沫印花等新(xīn)工藝。然而，在染整(zheng)加工過程中，更多(duō)的場合要求低泡(pao)或無泡，因而如何(hé)抑泡和消泡更受(shou)人們的關注。 (五)增(zēng)溶作用在溶劑中(zhōng)完全不溶或微溶(róng)的物質進入表面(mian)活性劑形成的膠(jiao)束中得到溶解，并(bìng)成爲熱力學穩定(ding)溶液，這種現象稱(cheng)爲增溶作用，所形(xing)成的透明溶液稱(cheng)爲增溶溶液或膠(jiāo)束溶液，被增溶的(de)物質稱爲增溶溶(róng)解質，起增溶作用(yòng)的表面活性劑稱(cheng)爲增溶劑。增溶作(zuò)用與乳化作用和(he)分散作用既有區(qu)别又有聯系。其區(qu)别在于: (1)乳化作用(yòng)僅限于液體—液體(tǐ)之間形成的分散(sàn)體系，分散作用僅(jin)限于固體—液體之(zhi)間形成的分散體(ti)系，而增溶作用所(suǒ)溶解的物質，既可(ke)以是液體，也可以(yi)是固體。 (2)乳化作用(yong)和分散作用形成(cheng)的是熱力學不穩(wěn)定多相分散體系(xi)，而增溶作用形成(cheng)的是熱力學穩定(dìng)的均相體系。 (3)外觀(guan)上明顯不同，乳狀(zhuàng)液和分散液多爲(wèi)乳白狀和懸濁狀(zhuàng)，而增溶溶液爲透(tou)明狀。其聯系在于(yú): 增溶作用可以看(kan)作是乳化作用或(huò)分散作用的極限(xiàn)階段、理想狀态，它(tā)們之間有相互轉(zhuǎn)化的途徑。例如:乳(ru)狀液也可以成爲(wei)微乳狀液———外觀由(yóu)乳白狀轉爲透明(míng)狀，已接近了增溶(róng)溶液;向增溶溶液(yè)中繼續加入增溶(rong)溶解質達到一定(ding)數量時，增溶溶液(yè)即轉變爲乳狀液(ye)———外觀由透明狀轉(zhuan)爲乳白色。增溶溶(róng)液與真溶液也有(you)本質區别，真溶液(ye)是有機物或無機(ji)物以分子或離子(zi)形式溶解于溶劑(ji)中，而增溶溶液“溶(rong)解”的增溶溶解質(zhi)是以遠比分子大(dà)得多的“分子集團(tuán)”的形式包圍在膠(jiao)束中。作爲增溶劑(ji)而使用的表面活(huo)性劑，必須在溶液(ye)中達到足夠的濃(nóng)度，在溶液中形成(chéng)足夠多的膠束，才(cai)能保證增溶作用(yong)的順利産生，而且(qie)形成的棒狀、層狀(zhuang)等高級膠束數量(liang)越多，增溶效果就(jiu)會越明顯。增溶作(zuò)用對于染整加工(gōng)也有許多特殊作(zuò)用，例如:分散染料(liao)經合适的增溶劑(ji)增溶處理，其在水(shuǐ)中的溶解度會明(míng)顯提高，有利于工(gōng)作液穩定并提高(gao)染色效果;許多高(gāo)檔含矽類柔軟整(zhěng)理劑需要調制成(cheng)穩定性非常高的(de)微乳液、增溶溶液(yè)才能産生優良的(de)整理效果;在去除(chú)織物上污垢的過(guò)程中，增溶也發揮(hui)重要的去污作用(yong)。 (六)洗滌作用從浸(jin)在某種介質(多爲(wei)水)中的固體表面(miàn)除去異物或污垢(gou)的過程稱爲洗滌(di)，能發揮洗滌作用(yòng)的化學品稱爲洗(xǐ)滌劑，洗滌劑多以(yǐ)表面活性劑作爲(wei)主要成分。洗滌作(zuo)用較複雜，是表面(miàn)活性劑的潤濕、乳(rǔ)化、分散、增溶等綜(zong)合作用以及攪拌(bàn)、揉搓、水流等機械(xiè)作用的共同結果(guǒ)。以織物爲例洗滌(di)過程可用下式表(biǎo)示: 織物·污垢+洗滌(dí)劑織物·洗滌劑+污(wū)垢·洗滌劑織物+洗(xi)滌劑在洗滌過程(chéng)中，污垢的去除通(tong)過如下具體方式(shì): (1)洗滌劑向纖維表(biǎo)面和污垢表面做(zuò)定向界面吸附，并(bìng)進一步向纖維與(yu)污垢之間(相互接(jiē)觸處)潤濕、滲透。 (2)在(zài)洗滌劑的分割、取(qu)代作用下，污垢與(yǔ)纖維之間的結合(he)力減弱，并在機械(xie)或水流的作用下(xia)脫離纖維。 (3)脫離下(xia)來的污垢在水溶(rong)液中被洗滌劑乳(rǔ)化分散或增溶，不(bu)使其再沉積回到(dao)織物表面。 (4)污垢與(yu)洗滌劑随水溶液(ye)被沖洗除去，吸附(fù)于織物表面的殘(cán)餘洗滌劑也一同(tóng)被沖洗除去。織物(wu)洗滌過程見圖污(wū)垢一般分爲油性(xing)污垢和固體污垢(gòu)兩類，油性污垢多(duo)由動、植物油，礦物(wu)油等組成，固體污(wu)垢主要是塵土、鐵(tiě)鏽、炭黑等。油性污(wū)垢與織物間通過(guo)分子間引力以面(miàn)粘接形式結合在(zai)一起，較不易清除(chú)，固體污垢與織物(wu)間以點粘接形式(shì)相連，較易去除。實(shí)際上，油性污垢與(yǔ)固體污垢多以混(hun)雜形式摻合在一(yi)起形成混合污垢(gou)，因此隻需采取措(cuò)施将油性污垢清(qīng)除，在油性污垢被(bèi)有效清除的同時(shí)，固體污垢就被一(yī)并洗除。油性污垢(gòu)的去除過程符合(hé)“卷縮”機理。油性污(wū)垢脫離纖維表面(miàn)過程的示意圖見(jiàn)圖6。作爲洗滌劑而(ér)使用的表面活性(xing)劑，其HLB值應适當，通(tōng)常分子結構爲直(zhi)鏈型，親水基處

表面活(huó)性劑用脂肪醇介(jie)紹

洗滌劑用醇的(de)R一般爲C12~C18的烴基。這(zhè)種高碳脂肪醇原(yuan)具有兩親的✏️特性(xing)，即在分子中有疏(shu)水基如碳氫鏈，又(you)有親水❄️基如羟基(jī)。但由于在水中的(de)溶解度很低，必須(xu)添加親水🈲基或将(jiang)羟基轉變爲硫酸(suan)基，使親水親油平(píng)衡📧值達到必要數(shù)值後，脂肪醇衍生(shēng)物有了足夠的親(qin)水♋基能使之溶🎯解(jiě)于水，并能成爲聚(jù)集體(膠束)時，這種(zhong)脂肪醇衍生物才(cai)☁️是表面活性劑。例(lì)如，十二醇不溶于(yu)水，但當它變成十(shi)二醇硫酸鈉時，由(you)于接上了一個硫(liú)酸基(-SO3-)，水溶性變好(hǎo)，并能在水中生成(chéng)膠束，達到一定濃(nong)度時，顯示出非常(cháng)好的表面活⁉️性。人(ren)們就是利用這種(zhǒng)特性，以脂肪醇爲(wèi)🍓原料，制出了多種(zhǒng)具有各種優異性(xìng)能✌️的表面活性劑(ji)。

花王(wang)化學Kao Chemicals GmbH AKYPO LF 4陰離子表面(miàn)活性劑

• hydrotropic properties • acid-, alcaline- and electrolyte stable • reduced foamstability when combined with foaming surfactants • solubiliser for metalworking fluids

發布時間(jian):

2025-12-13

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