5章-洗涤用品与化学教材课件.ppt
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- 洗涤 用品 化学 教材 课件
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1、第第5 5章章 洗涤用品与化学洗涤用品与化学5.1 洗涤洗涤洗涤洗涤是指以是指以化学化学和和物理作用物理作用并用的方法,将附并用的方法,将附在被洗涤物表面的污垢去掉,从而使物体表面在被洗涤物表面的污垢去掉,从而使物体表面洁净的过程。洁净的过程。洗涤用品洗涤用品洗涤物体时,能改变水的表面活性、洗涤物体时,能改变水的表面活性、提高去污效果的一类物质。提高去污效果的一类物质。洗涤剂洗涤剂以去污为目的而设计配合的制品。以去污为目的而设计配合的制品。5.1.1洗涤原理 洗涤机制包括洗涤机制包括润湿作用润湿作用和和洗涤过程洗涤过程。1润湿作用润湿作用 液体对固体表面的润湿能力可用接触角液体对固体表面的润湿
2、能力可用接触角来表示。来表示。所谓所谓接触角就是指液滴在固体表面形成的角度接触角就是指液滴在固体表面形成的角度。当。当00时为完全润湿,时为完全润湿,9090为润湿,为润湿,9090180180不润湿,不润湿,180180完全不润湿。完全不润湿。2 2洗涤过程洗涤过程 (介质)(介质)被洗物一污垢洗涤剂被洗物一污垢洗涤剂=被洗物洗涤剂污垢被洗物洗涤剂污垢水洗介质为水,干洗介质为有机溶剂。关键是洗涤剂。水洗介质为水,干洗介质为有机溶剂。关键是洗涤剂。除润湿作用外,还有:除润湿作用外,还有:机械作用机械作用乳化作用乳化作用增溶作用。增溶作用。洗涤剂的去污作用就是上述由降低界面张力而产生的润湿、洗涤
3、剂的去污作用就是上述由降低界面张力而产生的润湿、渗透、起泡、乳化、增溶等多种作用的综合结果,可用去渗透、起泡、乳化、增溶等多种作用的综合结果,可用去污力表示污力表示:去污力()去污力()洗涤前的附着量洗涤掉的附着量洗涤前附着量洗涤后附着量洗涤前附着量5.1.2洗涤剂的化学结构1洗涤剂的一般组成洗涤剂的一般组成 洗涤剂的洗涤剂的主要成分主要成分不外乎由不外乎由表面活性剂表面活性剂和和洗涤助洗涤助剂剂两部分构成。两部分构成。表面活性剂表面活性剂是一种用量尽管很少但对体系的表面是一种用量尽管很少但对体系的表面行为有显著效应的物质。它们能降低水的表面张力,行为有显著效应的物质。它们能降低水的表面张力,
4、起到起到润湿、增溶、乳化、分散润湿、增溶、乳化、分散等作用。等作用。洗涤助剂洗涤助剂是能使表面活性剂充分发挥活性作用,是能使表面活性剂充分发挥活性作用,从而提高洗涤效果的物质。从而提高洗涤效果的物质。表面活性剂表面活性剂合成洗涤剂合成洗涤剂2020世纪世纪3030年代年代以石油化工原料衍生的以石油化工原料衍生的形成一门工业形成一门工业表面活性剂表面活性剂已有已有2000多种。多种。分子结构上分子结构上的共同特的共同特点是分子中点是分子中同时带有同时带有“双亲双亲”基团基团,即既带有亲,即既带有亲水的极性基团(如羟基、羧基等),又带有疏水的水的极性基团(如羟基、羧基等),又带有疏水的非极性基团(
5、如碳原子数非极性基团(如碳原子数8的烃基)的烃基)表面活性剂分子结构特点图图5-2 5-2 表面活性剂结构的火柴模型表面活性剂结构的火柴模型图图5-3 5-3 表面活性剂在两相间的排列与聚集表面活性剂在两相间的排列与聚集 表面活性剂刚刚好能填满整个界面的浓度。表面活性剂刚刚好能填满整个界面的浓度。表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度。表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度。水包油(水包油(O/W)油包水(油包水(W/O)实质实质:分子间作用力,即范德华力。分子间作用力,即范德华力。受力状况受力状况 相本体内的分子相本体内的分子 处于界面的分子处于界面的分子表面张力表面张力图图5-1 5-1 液相
6、内分子受力示意图液相内分子受力示意图洗涤剂中常用的表面活性剂有脂肪酸盐、烷基苯磺酸钠、烷洗涤剂中常用的表面活性剂有脂肪酸盐、烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加)等。基醇酰胺、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加)等。它们分为它们分为离子型离子型和和非离子型非离子型两大类。两大类。离子型离子型。离子型又分为阴离子型、阳离子型和两性型。离子型又分为阴离子型、阳离子型和两性型三种。三种。如作为普通肥皂的脂肪酸盐、大部分民用洗衣粉的烷基苯磺如作为普通肥皂的脂肪酸盐、大部分民用洗衣粉的烷基苯磺酸钠、用作化妆品原料的脂肪醇硫酸钠都是酸钠、用作化妆品原料的脂肪醇硫酸钠都是阴离
7、子型阴离子型;一些;一些用作杀菌剂的铵盐如季铵盐(新洁尔灭)、叔胺(萨帕明用作杀菌剂的铵盐如季铵盐(新洁尔灭)、叔胺(萨帕明A A)为为阳离子型阳离子型;如可用作乳化剂、柔软剂的氨基酸盐(十二烷;如可用作乳化剂、柔软剂的氨基酸盐(十二烷基氨基丙酸钠),它们在水中可离解成阴、阳两类离子,故基氨基丙酸钠),它们在水中可离解成阴、阳两类离子,故称为称为两性型两性型;非离子型非离子型。这一类活性剂在水中并不离解出离子,而。这一类活性剂在水中并不离解出离子,而是以分子状态存在。如上海美加净等。是以分子状态存在。如上海美加净等。5.1.3洗涤剂的分类1.阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂在水中电离后,亲水性
8、基团为阴离子基团。在水中电离后,亲水性基团为阴离子基团。l性能较温和性能较温和l刺激性较小刺激性较小l去污能力良好去污能力良好l洗涤能力良好洗涤能力良好l发泡能力良好发泡能力良好2.阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂在水中电离后,亲水性基团为阳离子基团。在水中电离后,亲水性基团为阳离子基团。洗涤性能较差,刺激性和毒性较大,杀菌性能强。洗涤性能较差,刺激性和毒性较大,杀菌性能强。主要用作杀菌剂、柔软剂、破乳剂和抗静电剂。主要用作杀菌剂、柔软剂、破乳剂和抗静电剂。3.两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂 酸性酸性阳离子表面活性剂的性能阳离子表面活性剂的性能碱性碱性阴离子表面活性剂的性能阴离子表面
9、活性剂的性能等电点等电点非离子状态,表面活性较差。非离子状态,表面活性较差。与其他表面活性剂相容性较好,可在任何酸碱度条件下与其他表面活性剂相容性较好,可在任何酸碱度条件下使用,有良好的耐硬水性,发泡力强,无毒性,刺激性使用,有良好的耐硬水性,发泡力强,无毒性,刺激性小。小。4非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 本身本身不含离子型官能团,在溶液中以分子不含离子型官能团,在溶液中以分子状态存状态存在在。受内部的亲水基团和亲油基团的性能制约受内部的亲水基团和亲油基团的性能制约。整体性能温和,毒性、刺激性较低,化学整体性能温和,毒性、刺激性较低,化学稳定性好,与其他表面活性剂的相容性较稳定性好,与
10、其他表面活性剂的相容性较好,有良好的乳化、渗透、增溶、润湿等好,有良好的乳化、渗透、增溶、润湿等性能。性能。5.1.4 表面活性剂的性质和应用表面活性剂的性质和应用 分散分散乳化乳化破乳破乳增溶增溶发泡发泡润湿润湿 洗涤洗涤1.乳化作用乳化作用把一种液体以极其细小的液滴(直径约把一种液体以极其细小的液滴(直径约0.1至数十微米)均匀分散到另一种与之至数十微米)均匀分散到另一种与之不相混溶的液体中的过程称为乳化。所不相混溶的液体中的过程称为乳化。所形成的体系称为乳状液。形成的体系称为乳状液。常用于食品工业和膏霜类化妆品常用于食品工业和膏霜类化妆品 2.发泡作用发泡作用发泡:改变液体和气体之间的表
11、面张力,发泡:改变液体和气体之间的表面张力,使混合过程中出现泡沫的现象。使混合过程中出现泡沫的现象。起泡剂:能使泡沫稳定的物质。起泡剂:能使泡沫稳定的物质。3.分散作用分散作用不溶于溶剂的固体借助表面活性剂的不溶于溶剂的固体借助表面活性剂的作用,均匀分散于溶剂中的现象。作用,均匀分散于溶剂中的现象。指甲油指甲油4.破乳作用破乳作用使乳化体系中的油、水分层,消除乳化现象。使乳化体系中的油、水分层,消除乳化现象。脱脂牛奶脱脂牛奶5.增溶作用增溶作用 能使泡沫稳定的物质能使泡沫稳定的物质当表面活性剂用量超过临界胶束浓度当表面活性剂用量超过临界胶束浓度后,形成的胶束将携带其中一相的物后,形成的胶束将携
12、带其中一相的物质溶入溶剂,使低溶解度的物质溶解质溶入溶剂,使低溶解度的物质溶解度度“增加增加”,这就是增溶。,这就是增溶。6.润湿作用润湿作用 固体与液体接触时,固体与液体接触时,扩大接触面而相互附扩大接触面而相互附着的现象,是不同表着的现象,是不同表面与界面张力作用的面与界面张力作用的综合结果。综合结果。图图5-4 5-4 表面张力与液相夹角关系图表面张力与液相夹角关系图 7.洗涤作用洗涤作用基于表面活性剂降低界面的表面张力而产生的综合基于表面活性剂降低界面的表面张力而产生的综合效应,以物理和化学并用的方法,将附着在被洗物效应,以物理和化学并用的方法,将附着在被洗物表面上的不需要物体或者有害
13、物体除掉,从而使被表面上的不需要物体或者有害物体除掉,从而使被洗物表面清洁的过程。洗物表面清洁的过程。表面活性剂的各种作用的综合结果。表面活性剂的各种作用的综合结果。表面活性剂部分理化性质与其浓度的关系曲线表面活性剂部分理化性质与其浓度的关系曲线 v洗涤过程中,并不是洗涤洗涤过程中,并不是洗涤剂用得越多,洗涤能力就会剂用得越多,洗涤能力就会越强。因为,从图我们可以越强。因为,从图我们可以知道当洗衣粉的用量达到临知道当洗衣粉的用量达到临界胶束浓度时,洗涤能力达界胶束浓度时,洗涤能力达到最大;继续加入过量的洗到最大;继续加入过量的洗衣粉,洗涤能力不会有明显衣粉,洗涤能力不会有明显的上升。这也是为什
14、么现在的上升。这也是为什么现在市场中出售的洗衣粉往往都市场中出售的洗衣粉往往都有建议用量,一般会建议多有建议用量,一般会建议多少公斤(或多少件)衣服使少公斤(或多少件)衣服使用多少洗衣粉。用多少洗衣粉。肥皂肥皂 5.2 肥皂肥皂含有含有818个碳原子个碳原子的脂肪酸或混合脂的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类肪酸的碱性盐类(无机的或有机的)(无机的或有机的)的总称。的总称。5.2.1 肥皂的原料肥皂的原料 碳酸钠与滑石粉碳酸钠与滑石粉 泡花碱泡花碱 着色剂着色剂 钛白粉钛白粉 香料香料 钙皂分散剂钙皂分散剂 油脂油脂 肥皂肥皂5.2.2 制皂原理和肥皂去污原理制皂原理和肥皂去污原理 1.制皂原理制皂
15、原理 2.肥皂去污原理肥皂去污原理 35335175333517)(33)(OHHCCOONaHCNaOHHCCOOHCNaOHCOOHHCOHCOONaHC351723517亲油基亲油基 亲水基亲水基 v 肥皂在水中具有润湿、乳化、起泡、增溶、悬浮肥皂在水中具有润湿、乳化、起泡、增溶、悬浮等性能,从而表现出显著的去污能力。但是,肥皂不等性能,从而表现出显著的去污能力。但是,肥皂不能在硬水中使用。因为肥皂能与硬水中的钙、镁离子能在硬水中使用。因为肥皂能与硬水中的钙、镁离子生成不溶性的钙皂和镁皂,从而减弱肥皂的洗涤能力,生成不溶性的钙皂和镁皂,从而减弱肥皂的洗涤能力,这不仅会浪费肥皂,而积淀在织
16、物上的钙皂和镁皂也这不仅会浪费肥皂,而积淀在织物上的钙皂和镁皂也会影响染色效果,还会使织物泛黄、变灰、变脆。同会影响染色效果,还会使织物泛黄、变灰、变脆。同时,肥皂也不适合在酸性溶液中使用,否则会分解成时,肥皂也不适合在酸性溶液中使用,否则会分解成脂肪酸和盐。脂肪酸和盐。非碱金属皂 洗衣皂 香皂 特种皂阳离子阳离子 用途用途5.2.3 肥皂的分类和常用肥皂肥皂的分类和常用肥皂 钠皂 钾皂 铵皂 有机碱皂金属皂金属皂碱性皂碱性皂制皂方法制皂方法油脂原料油脂原料家用家用工业用工业用 纤维用皂脂肪酸原料脂肪酸原料产品形状产品形状v优质肥皂应该是具有适当的硬度,不发黏,优质肥皂应该是具有适当的硬度,不
17、发黏,不分层,不应出现冒油、裂纹及严重冒霜现不分层,不应出现冒油、裂纹及严重冒霜现象;皂型应美观,形状应端正;皂体无缺损象;皂型应美观,形状应端正;皂体无缺损变形,图案、字迹清楚。色泽应均匀一致,变形,图案、字迹清楚。色泽应均匀一致,无黑斑、黑点,不发绿,不呈暗褐色。气味无黑斑、黑点,不发绿,不呈暗褐色。气味应符合肥皂固有的味道,无不良异味(如油应符合肥皂固有的味道,无不良异味(如油味、酸味、苦涩、腥膻等异味)。味、酸味、苦涩、腥膻等异味)。1.洗衣皂洗衣皂 去污力强,泡沫适中,使用方便。去污力强,泡沫适中,使用方便。不耐硬水,在硬水中洗涤时会产生皂垢。不耐硬水,在硬水中洗涤时会产生皂垢。v洗
18、衣皂可以与洗衣粉混合使用可提高去污洗衣皂可以与洗衣粉混合使用可提高去污能力,洗衣粉中所含的三聚磷酸钠具有络合能力,洗衣粉中所含的三聚磷酸钠具有络合钙、镁离子,软化硬水的功效,可以使肥皂钙、镁离子,软化硬水的功效,可以使肥皂的去污能力得以提高;再者,肥皂与洗衣粉的去污能力得以提高;再者,肥皂与洗衣粉中的烷基苯磺酸钠可产生中的烷基苯磺酸钠可产生“协同去污效应协同去污效应”,提高了二者的去污能力。此外,肥皂能抑制提高了二者的去污能力。此外,肥皂能抑制洗衣粉的发泡能力,使衣物易于漂洗。洗衣粉的发泡能力,使衣物易于漂洗。2.香皂香皂 组分组分质量质量/%/%皂片皂片98.498.4钛白粉钛白粉0.20.
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