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1 污垢的組成

        人們?nèi)粘４┲囊挛锖褪褂玫钠魑锖苋菀渍礉M污垢，由于工作條件或生活環(huán)境的不同，所沾污的污垢種類也不盡相同，去除這些污垢的難易程度也不同。衣物上的污垢成分比較復(fù)雜，歸結(jié)起來，通常可分成3大類。

油性污垢     動植物油脂、礦物油、脂肪酸、脂肪醇、膽固醇等。這類污垢呈油溶性的液體或半固體，僅用水和機械力無法清洗干凈，必須使用洗滌劑或溶劑（干洗）才能去除。
固體污垢     塵土、泥土、煙灰、皮屑、水泥、纖維、金屬氧化物、石灰等。這類污垢顆粒一般很?。ㄈ庋劭床灰姡械氖菃为毚嬖?，有的是與油、水混在一起，可以被洗滌劑分散或懸浮至水中而去除。
水溶性污垢     糖、淀粉、果汁、有機酸、無機鹽、蛋白質(zhì)、血、尿以及無機鹽等，這類污垢大都來自食物和人體的分泌物。未變性（未被氧化前）的污垢，即時搓洗溶于水可去除，否則要用添加特殊成分的洗滌劑才能去除。

        按污垢來源，可分為身體分泌的污垢和外來沾染的污垢。身體分泌的污垢有汗液、皮脂和表皮角質(zhì)等，常附著于內(nèi)衣上，用肉眼不易明顯地看出來，但確實存在，尤其在領(lǐng)口、袖口較明顯；外來沾染的污垢主要來自大氣中浮游的灰塵和工作場所的污染，如煤礦工作服上的煤灰、機械工人工作服上的油污、廚師工作服上的油漬、手術(shù)衣服上的血漬等，常常沾附在外衣上。需要注意的是：來自身體內(nèi)部和外部的污垢通常由多種污垢復(fù)合而成，從而增加了洗滌的難度。

        按污垢的性質(zhì)，衣物污垢可分為水溶性、油溶性、水和油均不溶的污垢。水溶性污垢如塵土、面包屑、飯粒及汗液中的鹽分和氨基酸等，用水即能洗去。但是，污垢因某種原因不易洗除的情況很多，如果汁、牛奶、醬油、鮮血、尿液、糞便、墨水以及茶水等痕跡，在未被氧化變質(zhì)時用水即可方便地洗除，時間久了發(fā)生了氧化變質(zhì)，此時的污垢就變成水和油都不溶，需要用其他的手段才能洗去，如變性蛋白質(zhì)可用蛋白酶除去，對煙塵污垢要選擇分散力強的洗滌劑去除。水不溶性（即油溶性）的污垢，如皮脂（油脂）、表皮角質(zhì)（蛋白質(zhì)）、鐵銹等污垢都不易被水洗除，必須借助洗滌劑、溶劑（即干洗）或特殊清洗劑才能去除。

2 去污原理

        前文提到，污垢的種類繁多，形成的原因也十分復(fù)雜，僅用水難以將污垢清除，即使增加外力搓揉也難以徹底清除。長期研究和實踐經(jīng)驗證明：衣物洗滌的三要素是水、洗滌劑和機械力，其中機械力過去用的是手、搓衣板或棍棒，現(xiàn)在用的是各式各樣的洗衣機。衣物上沾附的皮脂類污垢單純用水和機械力難以去除，還必須借助洗滌劑才能去除，此時洗滌的三要素缺一不可。實驗表明：洗滌的干凈度與洗滌劑的濃度有明顯的關(guān)系，洗滌劑必須達到一定的濃度才具有洗滌能力。但是，用量太多也沒有意義，只會造成浪費。

        洗滌劑在洗滌過程中起“物理化學(xué)作用”，這種作用是洗衣機的功能或機械力無法取代的。這是因為洗滌劑中含有表面活性劑、助劑等多種成分，其中表面活性劑是洗滌劑的主要成分，被稱作洗滌劑的活性物，其分子結(jié)構(gòu)形同火柴棒，圓頭的一端為親水基團，顧名思義，是能與水結(jié)合，而長棒狀的一端為親油基團，易與油結(jié)合，因此，人們又稱表面活性劑為“兩親分子”，其分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。



        表面活性劑的這個特性在清除污垢的過程中起著重要的作用，即它既能與水結(jié)合又能與油結(jié)合，結(jié)合后存在于油和水的界面上，從而使兩種不相溶的油相與水相混為一體，也可以使不相混的固相顆粒懸浮在水中，這種作用對于去除污垢起著決定性作用。

        去污過程是一個很復(fù)雜的過程，是一個至今在理論上還不能完善解釋的現(xiàn)象，但它大致可以用下面的幾個過程來敘述：1）臟衣服浸泡在洗滌劑溶液中，洗滌劑中的表面活性劑分子逐漸潤濕被洗滌的織物纖維和污垢；2）表面活性劑分子向織物纖維和污垢之間滲透并被吸附，使纖維與污垢的結(jié)合力變?nèi)醵沙冢?）表面活性劑親油的一端被污垢吸附而被包裹；4）包裹的污垢借助攪拌機械力或手搓洗力脫離織物纖維被分散到洗滌劑溶液中。通過上述4個過程，就可以把油脂類污垢或其他用水難以直接洗去的污垢清洗干凈。去污的作用過程見圖3。


織物？污垢＋洗滌劑 → 織物＋污垢？洗滌劑


        換言之，洗滌劑具體的去污作用在整個去污過程中大體有以下幾點：

        1）化學(xué)反應(yīng)去污：據(jù)測定，衣服上的污垢含有15%～30%的游離脂肪酸，這些化合物與洗滌劑中的堿性物質(zhì)發(fā)生作用，即轉(zhuǎn)變成脂肪酸鈉，脂肪酸鈉不僅可以溶入水中而從衣服上除去，而且可以帶走部分污垢。

        2）卷離作用：臟衣服浸泡在洗滌劑溶液中，洗滌劑中的表面活性劑分子能夠逐漸向污垢和纖維之間滲透并按其基因的極性進行定向吸附。一方面使污垢與纖維之間的界面張力大幅度降低，結(jié)合開始松弛；另一方面污垢因吸附表面活性劑分子而承受一種擠壓的力，加上水的浮力，污垢即與纖維脫離而進入洗滌液中。

        3）乳化作用：油污吸附表面活性劑分子后，油水間的界面張力降低，油污分散在水中所需的功也減少，再輔以一定的機械力，油和水即可發(fā)生乳化作用，形成水包油型乳狀液。有時油性污垢的去除不需要機械能也可以自行乳化。

        4）增溶作用：洗滌劑溶液中的表面活性劑濃度達到臨界膠束濃度以后，表面活性劑分子在溶液中即可聚集在一起而形成膠束。膠束一般由20～100個表面活性劑分子聚集而成，有的膠束則含有幾百個表面活性劑分子。這些分子在膠束中大多都是親油基向內(nèi)、親水基向外，成為一個球形膠束，也有親油基相對，一層一層疊起來的層狀膠束。這種膠束結(jié)構(gòu)能夠把不溶于水的物質(zhì)包容到膠束內(nèi)部而使其隨著膠束“溶解”到水中，而發(fā)生增溶作用。一般1mol表面活性劑能夠增溶0.2～0.4mol的脂肪酸或甲苯之類的油狀物。

        增溶作用的強弱與表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，疏水基烴鏈長的分子比較強，含不飽和烴鏈的分子比較強；非離子表面活性劑的臨界膠束濃度一般比陰離子表面活性劑小，所以增溶性強。實踐證明，復(fù)配的表面活性劑的增溶能力較單一的強。

        加入無機電解質(zhì)可使該溶液的臨界膠束濃度下降，增溶污垢的量增加，所以洗滌劑配方中一般都加有大量的無機鹽。

        5）分散作用：中的表面活性劑分子能使固體粒子分散懸浮在水溶液中，成為穩(wěn)定的膠體溶液，當(dāng)表面活性劑對固體粒子的潤濕力足以破壞固體微粒之間的內(nèi)聚力時，固體顆粒將破裂成顆粒而懸浮于水溶液中。洗滌劑中的一些有機助劑（如羧甲基纖維素等）及無機助劑（如泡化堿和磷酸鹽等）可以提高固體微粒懸浮液的穩(wěn)定性。