理论教育 水和表面活性剂的相互作用及影响分析

水和表面活性剂的相互作用及影响分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5.1染整加工用水的水质要求5.2.1.2表面活性剂表面活性剂在各种纺织品的染整加工中起着不可替代的作用,如润湿渗透剂、分散剂、洗涤剂、匀染剂等,占染整加工助剂总量一半以上。表面活性剂分子由极性不同的两部分结构组成。表面活性剂溶液的浓度只有稍高于其临界胶束浓度,才能发挥其作用。图5.4表面活性剂在水表面及水溶液中的分布状态表面活性剂在染整加工中的作用①润湿、渗透作用。表面活性剂为增溶剂。

水和表面活性剂的相互作用及影响分析

5.2.1.1 染整用水

由于纺织品染整加工中的很多环节是通过各种化学助剂或染料在一定介质中与纤维发生作用而赋予纺织品特殊性能的,因此介质的质量对染整加工起着非常重要的作用。

目前染整加工中常用的介质是水。染整加工不同环节对水质的要求不同,染整加工用水应无色、无味、澄清,一般情况下,染整加工用水的水质要求见表5.1。

表5.1 染整加工用水的水质要求

5.2.1.2 表面活性剂

表面活性剂在各种纺织品的染整加工中起着不可替代的作用,如润湿渗透剂、分散剂、洗涤剂、匀染剂等,占染整加工助剂总量一半以上。

(1)表面活性剂的基本知识

表面活性剂是一类加入量很少即能显著降低溶剂表面张力,改变体系界面状态的物质。表面活性剂分子由极性不同的两部分结构组成。其中,极性弱的部分呈现疏水性(或称亲油性),极性强的部分呈现亲水性,表面活性剂具有既亲水又亲油的“双亲结构”。按照亲水基团的电荷性质,一般将表面活性剂分为阳离子、阴离子、两性离子、非离子和双子表面活性剂,其结构特点如图5.3所示。

图5.3 各种表面活性剂分子结构示意图

(2)表面活性剂的基本性质

表面活性剂具有在界面上发生定向吸附和在溶液中形成胶束两个重要的特性。表面活性剂在水表面及水溶液中的分布状态如图5.4所示。(www.daowen.com)

根据“亲者相近、疏者相斥”的原理,表面活性剂分子的亲水基与水接触,疏水基团指向水面的外侧,如图5.4(a)所示;随着表面活性剂数量增多,其在水表面的分布密度增加,直到完全占据水表面,如图5.4(b)所示,水的表面张力达到最低值,使水表面张力达到最低值所对应的最低浓度称为“临界胶束浓度”。当表面活性剂在水中的浓度超过临界胶束浓度后,为保持最低的能态,只能以各种方式聚集,水中形成“胶束”或“胶团”,如图5.4(c)所示。表面活性剂溶液的浓度只有稍高于其临界胶束浓度,才能发挥其作用。

图5.4 表面活性剂在水表面及水溶液中的分布状态

(3)表面活性剂在染整加工中的作用

①润湿、渗透作用。润湿作用是液体取代固体表面气体而与固体接触,并产生液—固界面的过程。液体与固体界面的接触有以下四种情况,如图5.5所示。其中θ为接触角,θ值越小,润湿性越好。

图5.5 液体对固体表面的润湿程度和接触角

②乳化、分散作用。两种互不相容的液体,一种以微滴状均匀分布于另一种液体中形成的多相分散体系,称为乳状液,分油包水型(W/O)和水包油型(O/W)。起乳化作用的表面活性剂即为乳化剂。不溶性固体颗粒以微粒状均匀分布于液相中形成的分散体系,称为悬浮液。能促使分散相均匀分布的物质称为分散剂。

③增溶作用。在溶剂中不溶或微溶的物质,在表面活性剂作用下得到溶解,成为热力学稳定的溶液,这种现象称为增溶作用。表面活性剂为增溶剂。

④去污作用。去污是从浸入介质中的固体表面除去异物或污垢的过程,表面活性剂去污作用原理如图5.6所示。

图5.6 表面活性剂去污作用原理

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