合成洗涤剂主要由表面活性剂和各种辅助剂按一定比例配制而成,其产生的作用如图2.20所示。
图2.20 合成洗涤剂的主要作用
其中,表面活性剂是洗涤剂的主要成分,它的分子结构中含有亲水基团和亲油基团。加入很少的量就能显著降低溶剂(一般为水)的表面张力,改变体系的界面状态,从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、增溶等一系列作用。
表面活性剂的种类非常多,目前已有2 000多种。但作为洗涤用品的原料,必须水溶性好、油溶性也好,也就是亲水基和疏水基要适当平衡;对人体要使用安全、生物降解性高;对鱼类贝类等水生生物无害,对环境无污染等。
一般根据表面活性剂在水溶液中能否分解为离子,可将其分成离子型和非离子型表面活性剂。
离子型表面活性剂按离子的性质又可以分成阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂三种。
合成洗涤剂中所使用的辅助剂是指在去污过程中增加洗涤剂作用的辅助原料。加入的这些辅助原料可以使洗涤性能得到明显改善,或者可以降低表面活性剂的使用量,是洗涤剂的重要成分。辅助剂的种类很多,常用的见表2.9。
表2.9 常用洗涤剂辅助剂
肥皂是洗涤用品中的主要产品,其种类繁多。制造肥皂的原料主要有油脂、碱和辅助原料等(图2.21)。
图2.21 肥皂的原料
常见肥皂辅助原料见表2.10。
表2.10 常见肥皂辅助原料
那么洗涤剂是如何去污的呢?要想了解洗涤用品的去污过程,必须先了解污垢的种类、性质和作用特点,以及洗涤剂的去污原理,这样才能在使用洗涤剂时避免可能造成的不良影响。
在日常生活中需要洗涤的对象(也称基质)可以说是无所不包,手、脸、脚、头发、皮肤、衣服、厨房用品、各种家具、卫生设备等都在其范围内,附着在其上的污垢需要经常擦洗。
污垢因为改变了基质表面和内部的清洁和质感,是不受欢迎的物质。污垢的种类很多,成分也十分复杂,它的主要来源有空气传播,生活和工作环境中接触的各种物质,以及人体分泌物,如汗液、皮脂等。污垢通常吸附在基质表面,也可以深入其内部,如纤维。
洗涤剂的去污过程可以说十分复杂。我们都知道,如果将水滴在石蜡上,石蜡几乎不被湿润;将毛毡放入水中,很难浸透,那你知道为什么会这样吗?这是因为物体间有界面张力存在。
而洗涤剂之所以能既亲水又亲油,就是利用表面活性剂的亲油基和亲水基吸附在油水两相界面上,油和水被亲油基团和亲水基团连接起来,从而降低了界面张力,减弱它们的排斥作用,尽量增大油水接触面积,使油以微小粒子稳定分散在水中(图2.22)。
图2.22 表面活性剂的清洁原理
洗涤剂的去污作用是通过洗涤剂对基质和污垢进行润湿和渗透,使污垢(油性和固体)脱落,在溶液中乳化、分散、增溶,防止乳化分散后的污垢再沉积在基质表面,并通过漂洗将污垢排掉来实现的。
在实际生活中,人们为了提高洗涤剂的洗涤效果,在去污过程中常常要施以一定的机械作用力,如搅拌、揉搓、漂洗,从而使污垢与基质更容易分离脱落。