液體(ti) 汙垢的去除

液體(ti) 汙垢的去除一般的人造纖維如聚丙烯,聚酯,聚丙烯腈等以及未經脫脂處理的天然纖維(原棉、原毛等)屬於(yu) 低能表麵,其表麵都具有憎水性,即不易被水所潤濕。因此油汙易於(yu) 附著於(yu) 這些物質表麵,並形成鋪展的...

液體(ti) 汙垢的去除

一般的人造纖維如聚丙烯,聚酯,聚丙烯腈等以及未經脫脂處理的天然纖維(原棉、原毛等)屬於(yu) 低能表麵,其表麵都具有憎水性,即不易被水所潤濕。因此油汙易於(yu) 附著於(yu) 這些物質表麵,並形成鋪展的油膜,

油汚的接觸角大於(yu) 90°,能全部去除;

去汙過程的第一步是纖維表麵被水潤濕。盡管這些表麵的潤濕臨(lin) 界表麵張力一般都不低 於(yu) 30mN • m-1,即不易被水所潤濕,但它們(men) 易被表麵活性劑溶液所潤濕。而經過脫脂處理的棉、毛等天然纖維本身就具有良好的水潤濕性。

去汙過程的第二步是油汙自纖維表麵上的脫離。這是通過所謂的“卷縮”機理來實現的。由於(yu) 洗滌劑水溶液優(you) 先潤濕纖維表麵,相應地,油汙在表麵的接觸角將增大,油汙自鋪展的薄膜狀卷縮成油珠,然後被液流衝(chong) 離表麵,

根據黏附功的定義(yi) ,油汙和水在固體(ti) 表麵的黏附功Wso和Wsw分別為(wei) :

式中,γs、γw、γ0分別為(wei) 固體(ti) 、水溶液和油汙的表麵張力;γsw和γso分別為(wei) 固體(ti) 與(yu) 水溶液和油汙的界麵張力。將兩(liang) 式相減並與(yu) Young方程結合得:

Asw—Aso = γso —γsw = γwoCOSθw

式中,γwo為(wei) 油/水界麵張力;Asw和Aso分別為(wei) 水溶液和油在固體(ti) 表麵的黏附張力;θw為(wei) 水在固體(ti) 表麵的接觸角。

當θw→0時,油汙就被卷離。因此上式表明,決(jue) 定油汙能否被卷離的重要參數是兩(liang) 種液體(ti) 的黏附張力,而不是簡單的黏附功。當θw為(wei) 零時,油汙與(yu) 表麵的接觸角為(wei) 180°,油汙可自發地脫離固體(ti) 表麵;當θw<90°時,油汙也能通過液流的衝(chong) 擊脫離固體(ti) 表麵,如圖(a)所示;但當θw>90°時(油汙的接觸角θ0<90°),即使有液流的衝(chong) 擊,也仍有部分油汙殘留於(yu) 固體(ti) 表麵,如圖(b)所示。除去殘餘(yu) 油汙將需更濃的表麵活性劑溶液和/或更強的機械作用。

 

固體(ti) 汙垢的去除

與(yu) 液體(ti) 汙垢不同,固體(ti) 汙垢(顆粒狀)僅(jin) 有很小的部位與(yu) 表麵接觸和黏附,也不能擴大成一大片。使固體(ti) 顆粒在固體(ti) 表麵上黏附的主要作用力是範德華引力,而靜電引力則相對較弱,並且它隻加速空氣中灰塵在固體(ti) 表麵的黏附速度,並不增加黏附強度。與(yu) 在幹燥空氣中相比,顆粒在潮濕的空氣中黏附強度增加,而在水中黏附強度則大大減弱。通常黏附強度隨時間增加而增強。

固體(ti) 汙垢的去除在於(yu) 汚垢顆粒和固體(ti) 表麵都能被水潤濕。從(cong) 而減弱顆粒的黏附,使其被水流衝(chong) 走。而能否實現這種潤濕取決(jue) 於(yu) 表麵活性劑在顆粒和固體(ti) 表麵的吸附。

鋪展是潤濕的很高條件,即如果液體(ti) 能在固體(ti) 表麵鋪展,則其必能潤濕此固體(ti) 。

另一方麵,表麵活性劑在固/液界麵的吸附可增加固體(ti) 的表麵電勢。如果固體(ti) 和汙垢顆粒的表麵電勢符號相同,則靜電排斥力有利於(yu) 汙垢的去除和防止再沉積。固體(ti) 汙垢去除的難易還與(yu) 汙垢顆粒的大小有關(guan) 。大顆粒受到的水流衝(chong) 擊力大,易於(yu) 除去,而小顆粒受到的衝(chong) 擊力小,難以除去。因此對顆粒的除去,機械作用顯得特別重要。

吸附對去汙作用的影響—-與(yu) 去汙有關(guan) 的吸附概況

前已述及,表麵活性劑在固體(ti) 表麵及疏水汙垢表麵的吸附是去汙的基礎。如果纖維表麵和汙垢都不吸附表麵活性劑,就不能達到去汙的目的。另一個(ge) 重要的因素是吸附的方式。對去汙有利的吸附方式是親(qin) 水基朝向水的物理吸附,即表麵活性劑分子通過其疏水基與(yu) 纖維內(nei) 疏水基的相互作用而產(chan) 生的吸附。反之,如果表麵活性劑分子以疏水基朝向水,則將有利於(yu) 油汙的黏附。因此後一種吸附方式是不期望的。

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