第二章 水和表面活性剂 纺织品染整学课件.ppt

第二章 水和表面活性剂,第一节 水和水处理 第二节 表面活性剂化学及其应用,第二章 要 点,纺织品后染整也是纺织品湿加工过程，水的用量很大，对水的质量也有一定的要求，因此，水质评价和水处理方法很重要。 纺织品后染整各道工序几乎都要用表面活性剂，其使用合理与否，对纺织品染整质量、工艺过程、能耗节约、用水多少都有影响，其使用原理和功能是关键。,第一节 水和水处理,一、水质 水质表示：硬度软水 100ppm(以CaCO3计) 硬水 暂时硬水 永久硬水,水质,水质对染整影响：硬水中含Ca2+、Mg2+等，会浪费药剂，影响色泽等，一般用软水，特别是练漂液、染液用水。 水处理方法：硬水进行处理变成软水后使用。 化学软化法：Na2CO3，Na2CO3-石灰法 磷酸钠 化学络合法：EDTA，多聚磷酸 离子交换法：阳离子交换树脂-吸附Ca2+、Mg2+ 阴离子交换树脂-SO42-、OH-,第二节 表面活性剂化学及其应用,一、表面活性剂概论 表面： 表面张力： -使液滴成球形。 产生原因： 表层分子受力不均衡,W,分子极性大，表面不均衡力大，表面张力（r）就大。,实验1：,实验2：,表面活性剂,表面活性：溶液中，溶质由于表面张力作用，在表面层和溶液内部分布不等，从而引起溶液表面张力与纯液体不等。 非表面活性物质-无机盐类，NaCl 表面活性物质 一般极性有机物，C2H5OH 两亲有机物表面活性剂,NaCl,纯H2O,C2H5OH,C17H35COONa,表面活性剂结构特征：亲水部分+亲油部分,亲 油 部 分,亲水部分,表面活性剂的种类:,按离子类型分,阴离子 阳离子 两性,离子型 非离子型,羧酸型：R-COONa 硫酸型：R-OSO3Na 磺酸型：R-SO3Na 磷酸型：R-OPO3Na,有机胺型：RNH2.HCl, 季胺盐：RN(CH3)3+.Cl-,氨基酸型、 甜菜碱、 咪唑啉型,氧乙烯型：RO-(CH2CH2O)n-H 聚醚型：RO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH 多元醇型：ROCH2C(CH2OH)3,常用表面活性剂结构:,太古油 胰加漂T 渗透剂T 拉开粉BX,分散剂NNO 烷基磺酸钠 烷基苯磺酸钠 烷基醚磷酸酯 匀染剂1227,常用表面活性剂结构:,抗静电剂SN 防水剂PF 抗静电剂BS-12,常用表面活性剂结构:,二、表面活性剂在溶液中的状态:,表面活性剂溶液性质：溶解度小，亲油部分斥水。在液面亲油基朝空气排列。 临界胶束浓度：在溶液中形成胶束的最低浓度。 与表面活性剂结构有关。 除此，与电解质加入、温度有关。 表面活性剂有诸多使用性能的本质因素：降低表面张力、形成胶束。,三、表面活性剂的结构与性质 表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值）,氧乙烯型和多元醇型 ：,离子型表面活性剂 ：,混合使用表面活性剂的HLB值 ：,表面活性剂的有效值和效率 ：,有效值：每种表面活性剂在临界胶束浓度（CMC）时的表面张力与纯水表面张力差值。,表面活性剂的效率：指能使水的表面张力明显下降一定值所需的表面活性剂的浓度。,四、表面活性剂的复配,与无机盐复配 ：无机盐加入离子型表面活性剂溶液中可使溶液的表面活性提高。,与有机物质复配 ：少量弱极性长链脂肪醇夹在离子胶束中，使离子型表面活性剂分子之间电荷排斥力减小，容易在溶液表面吸附和形成胶束。,非离子型表面活性剂与离子型表面活性剂复配：非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂分子夹杂，使表面活性剂离子间电荷斥力减小，胶束更易形成，结构更稳定。,五、润湿和渗透作用,润湿和渗透作用： 固体表面空气被液体取代，固液界面取代固气界面。 除了固体表面，固体多孔缝隙表面空气也被液体取代的过程。 促进润湿和渗透的试剂：润湿、渗透剂-表面活性剂。,rs,rL,rSL,润湿平衡方程： rs=rsL+rLCos Cos =,rs- rsL,rL,润湿,不润湿,表面活性剂能改变rL 、rsL。,渗透作用,渗透中的毛细管作用：,附加拉力,附加压力,P,P=2rL。Cos /r 润湿性液体能自动渗入缝隙。,乳化作用：乳液-油/水（O/W）、 水/油（W/O） 乳化剂+水+油 稳定乳液 乳化剂（表面活性剂）作用：降低r、水化层、同电相斥,起泡和消泡作用,泡沫形成：水+ 起泡剂（稳泡剂） 表面活性剂的起、稳泡作用： 1、降低rL。 2、降低排液速度。 3、修复液膜 4、同电、粘度稳定泡膜。,有效的消泡物质有长链醇、烃、动植物油、有机硅等。,消、抑泡作用：溶解度小、表面张力小、表面铺展、使泡膜局部表面张力大大变小，膜裂开破泡。,分散作用：细小颗粒借助分散剂分散于液体中，如染料。,将边长1cm的颗粒粉碎为边长1nm的颗粒，则表面积就从6×10-4m2增加到6000m2。 颗粒易自动聚结，是不稳定体系. 固体粒子磨碎和分散, 加表面活性剂作用:,（1）在颗粒表面形成双电层 （2）溶剂化保护作用,表面活性剂的聚沉作用,水溶性聚合物，在水中吸附悬浮状的颗粒，使微粒变成絮凝物，促进粒子沉降或上浮,表面活性剂聚沉作用的基本原理: 电荷中和、 表面改性, 架桥聚沉。,增溶作用,水中不溶的碳氢化合物（油），在水中有表面活性剂胶束时，能在水中溶解度大增，并且溶液透明。油存在于胶束中，油极微滴。 洗涤作用 织物.污垢+洗涤剂 织物+污垢.洗涤剂 与织物、污垢种类、结合方式有关。 洗涤剂降低污垢与织物的结合力，防止再沉积。,表面活性剂在水中吸附在衣物和污垢上，使油污易除去。,水介质中洗涤：非极性污垢在疏水性纤维上附着，比在亲水性纤维上难洗除；而极性污垢在亲水性纤维附着，则比在疏水性纤维上附着难洗除。,织物上污垢去除原理主要针对液体油污，只要液状油污从纤维上分离，固体污垢没有液状油污的粘着，在机械力的帮助下，容易从织物上剥离。,(wo·Cos +fo) - fw 0 当= 180°，Cos= -1，油污卷缩离开纤维表面,这时，即： fo -fwwo,影响洗净作用的因素,（1）表面活性剂的分子结构。 （2）表面张力. （3）吸附作用。 （4）表面活性剂的浓度。 （5）增溶作用。 （6）发泡作用。 （7）纺织品物理特性。 （8）其它条件。,其它作用,表面活性剂的两个最基本的性质：（1）降低表面张力性质，例如润湿、渗透作用就是这方面的典型；（2）成胶束作用，由于表面活性剂在溶液中形成胶束，创造了微观相隔离环境，使表面活性剂能有乳化、增溶等作用。 表面吸附：用作抗静电剂和抗菌剂，这与表面活性剂的两亲结构及带电荷有关。,