在機械的攪動下從浸在洗滌劑水溶液的固體表面清除污垢的過程。污垢可分液體油污(如動、植物油和礦物油)和固體質點(如灰、鐵銹和炭黑)兩類。這兩類污垢除去的機理是不同的。

  液體油污的去除(滾走機理) 從固體表面清除液體油污,其實質是洗滌劑液體對固體表面的潤濕(圖1)。根據楊氏方程,體系達到平衡後應有下列關係:

  (1)

式中γsoγswγwo分別為固-油污、固-洗滌液和洗滌液-油污的界面張力;θ是洗滌液在固體表面的接觸角。若θ=0°或不存在,則洗滌液可自動在固體表面展開,而油膜則收縮成油珠滾走。若0°<θ<90°,則在水流的作用下油污可從表面上除去(圖2),若θ>90°,則油污隻能部分除去(圖3)。

  洗滌液中表面活性劑可在固-水界面上吸附,降低γsw。若γsw降至低於γso,則根據式(1),θ<90°,油污可從表面完全清除。另外,表面活性劑對油污還有乳化和加溶作用,使油污分散在洗滌液中。(見界面現象)

  固體污垢的去除 固體污垢一般是以小質點形式通過范德瓦耳斯力粘附在固體表面上。在洗滌液中質點與固體表面的粘附功(Wa)應為:

式中

分別為固-水、質點-水和固-質點的界面自由能。 W a越大,質點與固體表面吸引力越大,質點越不容易從固體表面脫落。洗滌劑(主要是表面活性劑)可在固-水和質點-水界面上吸附,降低 ,因而降低瞭質點對固體的粘附功,使質點容易從表面除去。如果洗滌劑(離子表面活性劑)的吸附,可增加固體和質點的表面電勢,則固體與質點間雙電層的排斥作用增加,質點更易脫離表面。表面活性劑的洗滌作用與其在固-水和質點-水界面的吸附定向有關。吸附時非極性基朝向固體或質點表面,而極性基伸向水相,不但使質點容易從固體表面上脫落,而且還可使其較穩定地分散於洗滌液中(阻止質點在固體表面再沉淀)。固體或一般纖維在水中常帶負電,正離子表面活性劑在它們表面上的吸附定向與前面討論的相反,因而不宜作洗滌劑。

  助洗劑 洗滌劑配方中,除表面活性劑外,還有各種助洗劑,如磷酸鹽、碳酸鈉、硫酸鈉、矽酸鈉和少量的羧甲基纖維素鈉鹽。磷酸鹽的主要作用是與多價金屬離子螯合,防止離子表面活性劑生成不溶物沉淀。碳酸鈉和矽酸鈉可使溶液成堿性,後者還有防腐蝕作用。羧甲基纖維素鈉鹽可增加質點的分散穩定性。

  

參考書目

 趙國璽編:《表面活性劑物理化學》,北京大學出版社,北京,1984。