生活中的化学 论文

生 活 中 的 化 学 论 文 班级: 姓名: 学号: 第1页 共13页 洗涤剂洗涤原理与洗涤过程 摘要 随着人类的生活水平的不断提高，人类对于美与洁净的要求也越来越高，不论从个人形象，还是服装打扮，还是使用的饮食餐具。人们要求有更加洁白的衣着，更加干净的餐具等等。因此也对洗涤剂的要求也越来越高，同时也对化学工作者提出了更高的挑战。经历了漫长的时间，人类的科技水平越来越高，洗涤剂的种类也越来越多，洗涤效果也越来越好。 本文主要从污垢的分类，洗涤剂的分类，洗涤剂种类的大致发展情况，以及洗涤剂的洗涤原理与过程进行论述。与此同时，也对洗涤剂的化学特性以及物理特性进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 。然而随着人类的科技发展，所生产的洗涤剂的主要成分或者辅助成分却对人体或者环境有一定的危害。洗涤剂去污是各种特性的综合效应，因此在洗涤剂配方中采用多种表面活性剂，并加入各种助洗剂，以期得到去污力强的洗涤剂，但是有时这是很难做到的，洗涤的原理与洗涤过程大部分利用的是洗涤剂的物理特性。 关键字:洗涤剂 洗涤原理与洗涤过程 洗涤剂分类 洗涤剂的种类 第2页 共13页 洗涤剂简介 人类最早使用的洗涤剂是肥皂。随着有机合成表面活性剂的开发成功，合成洗涤剂逐步进入人们的生活中。50年代四聚丙烯的大量生产，促进了合成洗涤剂在全世界的高速发展。1953年美国合成洗涤剂的产量首次超过了肥皂。作为合成洗涤剂主要产品之一，液体洗涤剂出现于20世纪40年代末。当时推出的商用液体洗涤剂是手洗餐具洗涤剂，表面活性剂以烷基聚氧乙烯醚为主，产品为中泡。1985年，重垢液体洗涤剂含磷较少甚至不含磷，70年代起各国对洗涤剂的限磷或禁磷使液体洗涤剂得到了较快的发展和普及。80年代液体洗涤剂的形式、功能、结构上都有了新的变化，成为洗涤剂产量中仅次于粉状的重要品种。从洗涤剂的品种来看，液体产品品种远多于固体产品。与固体洗涤剂相比，液体洗涤剂相比，液体洗涤剂使用前无需溶解，具有使用方便、溶解(分散)速度快，低温洗涤性能耗的优点。同时，还具有配方灵活、制造工艺简单、设备投资少、节省能源、加工成本低、包装漂亮的优点，越来越受到消费者的欢迎。 液体洗涤剂的可以分为不同种类，液体洗涤剂一般分为织物用洗涤剂、硬表面活性剂和个人卫生清洁剂。硬表面活性剂是一大类洗涤剂，包括餐具洗涤剂、日常硬表面活性剂、金属表面活性剂及交通工具清洁剂。个人卫生清洁剂在国外一般归类于化妆品中，在国内列入液体洗涤剂范畴。 对于洗涤，我们都不陌生。然而我们了解的往往是洗涤的狭义定义， 广义的洗涤可以定义为:从固体表面除去异物的操作。因此从衣物的洗涤到餐具、家具、建筑物的清洗，飞机、车辆、机械的洗净都可看成是洗涤。这里主要是指织物从浸入在某种介质(如水、三氯乙烯)中除去污垢的过程。在 第3页 共13页 这个过程中，借助于某些化学物质(洗涤剂)以减弱污物与固体表面的粘附作用，并施以机械力搅动，使污垢与织物分离，最后将污物洗净冲走。 可用下列关系式表示洗涤作用 介 质 物品?污垢+洗涤剂 物品+洗涤剂?污垢 可见洗涤过程通常可分为两个阶段:一是在洗涤剂的作用下，污垢与其物品脱离;二是脱离的污垢被分散，悬浮于介质中。洗涤过程是一个可逆过程，分散、悬浮于介质中的污垢也有可能从介质中重新沉积到被洗物品上。 洗涤介质的不同可分为水洗和干洗，以水为介质为水洗，以有机溶剂(如:四氯乙烯)为介质为干洗。水洗是通过洗涤剂的渗透、湿润、皂化、乳化、溶解、悬浮、胶溶，加上洗衣机运转时织物在机器中运动所产生的机械摩擦力，把污垢从织物上除去。 洗涤剂的作用对象主要是污垢，通过了解污垢的分类可以知道洗涤剂的功能，污垢可以分为如下几类。 污垢的分类 可分为固体污垢、油性污垢、水溶性污垢和色斑四大类。 固体污垢:附着在织物上的尘埃、泥土、食物残渣等。有这类污垢的布草比较容易去除。 油性污垢:一般是指动、植物油、矿物油(如机油、鞋油)、脂肪酸、胆固醇及其氧化物等附着在织物上形成的污垢。这类污垢的表面张力比较低，对织物的粘附力较牢固，而且不溶于水，还容易吸附其它污垢形成混合污垢，有这类污垢的布草一般不易除去。 第4页 共13页 水溶性污垢:这类污垢大多来自人体分泌物和食物，可溶于水，或与水混合形成胶状物附在织物上。如糖、淀粉、有机酸、蛋白质、无机盐等。但如果这些污垢附在织物上时间过长，会氧化变质，或受到微生物作用而变成霉点也很难去除。 色斑污垢:也称污渍或顽垢。如血渍、茶渍、果汁、饮料渍、调料(酱油、辣酱)渍等。特殊的污斑要在去渍台上采用特珠除渍剂进行处理后，再用常规方法洗涤。 污垢的附着情况 污垢和与织物之间存在各种大小不同的结合力，但可归纳为三种情况。机械附着:主要是指固体污垢，随着空气的流动而散落在织物纤维或纤维之间，或污垢与织物直接摩擦，机械地附在织物纤维的细小孔道中。分子间相互引力(静电吸附):根据万有引力定律，分子间的相互引力是造成污垢附着织物的主要因素，污垢颗粒带有不同电荷时，粘附就更强烈。化学结合与化学吸附:真正与织物起化学作用的污垢是不多的，果汁、墨汁、丹宁、血污垢、铁锈等都能与织物形成稳定的“色斑”，这些色斑需要用特殊的化学方法才能除去，较多情况下属于化学吸附，如粘土及其它极性污垢能吸附氢氧离子和氢离子，形成一化学联接键名叫氢键。污垢和织物的附着状态:污垢干燥、潮湿的程度对附着在纤维上的牢固程度有影响。干燥的污垢一般不易渗入纤维内部易除去;潮湿的污垢有可能借毛细管作用把固体粒子带到纤维束中，附着得较为牢固。 织物纤维的种类、性质不同，污垢的附着也不同。棉纺品的纤维是由纤维巨分子连接成束状物，并互相环绕成卷曲带状，纤维本身有丰富的毛细孔道， 第5页 共13页 分子有很多的羟基功能团。因此，它吸水性较大，对极性污垢的吸附力较强。羊毛、丝织物都是由蛋白质纤维组成，表面光滑，不易粘污。但由于互相摩擦，易产生静电，就很容易吸尘，不过这种污垢易洗去。但羊毛纤维的分子引力较大，吸附油垢较强。 从上面的分析，污垢粘附织物是受各种结合支配的，关键是吸引力。要使污垢与织物有效的分离，应从消除降低两者之间的引力，破裂其连结键入手。合成洗涤剂就具有这方面的功能。 不同类型的洗涤剂 一、碱剂 古代人们除了用清水去除沾附在衣物上的泥砂之外，为了去除衣物上的油性污垢最早使用的洗涤剂是草木灰。草木灰是燃烧木头、柴禾剩余的炭灰。草木灰中含有可溶于水的碳酸钾，其钾元素的含量可达11.7%。由于草木灰显碱性，对动植物油脂和蛋白质污垢都有良好的去除能力。 碳酸钾分子式:K2CO3 碳酸钾的物理特性和化学特性:白色粉末状或细颗粒状结晶。易溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇和醚。有很强的吸湿性，易结块。长期与空气接触，易吸收二氧化碳而生成碳酸氢钾。 碳酸钾的去污原理和去污过程:碳酸钾溶于水后呈碱性，与衣物上的污垢发生反应后，使得其更易洗下。 另一种被利用作清洗剂的是天然矿物碳酸钠，碳酸钠又叫纯碱。在降雨量稀少的干旱或沙漠边缘地区的湖泊中含有这种天然矿物。但产量不多，直到1791年法国人发明以食盐为原料的制碱法，碳酸钠产量有了迅速提高，它 第6页 共13页 才被广泛用做清洗剂，在肥皂被大量使用之前，纯碱(Na2C03?10H2O)和小苏打(NaHCO3)草药曾是家庭中用的主要清洗剂，但它们的去污力比肥皂差，而且碳酸钠的碱性太强，不适合对羊毛、丝绸进行洗涤。 碳酸钠分子式:Na2CO3 碳酸钠的去污原理与去污过程:纯碱水解后呈碱性，碱液与油污发生皂化反应，生成溶于水的高级脂肪酸钠，去油污。 在当前合成洗涤剂被广泛使用的情况下，家庭洗衣早已不单独使用碱剂作清洗剂，但在洗衣店中为了节约成本，在清洗白色棉织物时仍加入一定量的纯碱，而在大工业清洗领域，由于碱有很强的脱脂能力，所以以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐为主要成分的碱性脱脂清洗剂仍在广泛使用，在配制合成洗涤剂时，碱剂仍是重要的助洗剂。 二、肥皂 肥皂应用的历史 肥皂是人类创造出来的最古老的化学制品之一。对于肥皂的起源有多种不同说法。从公元前2500年人类文化发源地之一的美索不达美亚平原挖掘出的古迹中发现当时人们已用类似肥皂的物质清洗羊毛和衣物。 在古罗马时代在祭神的圣坛上奉献的生兽肉烧烤时，肉中的脂肪滴落到下边灼热的草木灰中形成了肥皂，被当时缺乏科学知识的人认为是“有魔法的土”并用于洗涤;在古罗马的博物志牛记载着用油脂、草木灰和石灰混合制成肥皂的方法，并特别指出用羊油和山毛榉树的灰制成的肥皂质量最好，而且记载着加入食盐可以得到较硬的肥皂适合洗头发和用于美容。中世纪在地中海沿岸许多城市已小规模生产肥皂。16世纪法国马赛已成为制皂业中心， 第7页 共13页 至今还有马赛皂的提法。 虽然制造肥皂的原料之一脂肪很丰富，但是由于纯净状态的纯碱很难找到，所以肥皂的生产受到限制。直到1791?年以食盐为原料制备碳酸钠的路布兰制碱法发明之后大量提供碳酸钠，并进一步制备出氢氧化钠，才使大量生产价廉质硬的脂肪酸钠(肥皂)成为可能，近代用电解食盐水生成氢氧化钠之后进一步推动了肥皂的生产。 目前使用的肥皂是动植物油与氢氧化钠发生皂化反应得到的高碳脂肪酸钠盐的混合物。包括C12,C18。的饱和脂肪酸盐的硬质肥皂和油酸、亚油酸(十八碳二烯酸)盐的软质肥皂。早期人们是用橄榄油作油脂原料的，由于橄榄油是药用和食用的优质油i价格较高，后来逐渐被价格便宜的各种动植物油代替，特别是热带的椰子油等植物原料油的使用，使肥皂的质量大为提高。在日本鲸油被大量用于制造肥皂，经过适当氢化处理，可以去除其腥味。在美国由于油脂价格便宜被大量用于制造肥皂，牛脂与10%,15%的椰子油配合制成的肥皂有丰富的泡沫、水溶性好可在冷水中使用而且较耐硬水。 利用盐析的方法，即在皂化形成的产品混合物(肥皂、甘油及水溶性杂质等)中加入食盐，可利用密度的差别使水溶性杂质溶于食盐水中而与甘油及肥皂分离，提高了肥皂的纯度，也可将有用的化工原料甘油回收，肥皂固化成型干燥后使用更方便。 肥皂的洗涤性能 肥皂的主要成分脂肪酸盐是强碱弱酸形成的盐，在水中呈弱碱性，由于含有少量皂化反应时带人的杂质碱，它的水溶液pH值在10左右。肥皂中含的游离碱量过多时会损伤羊毛和丝织物。而在酸性媒液中肥皂会形成不溶性脂肪酸从溶液中分离出来使肥皂的清洗力减弱，所以不宜在 第8页 共13页 酸性介质中使用。 肥皂耐硬水能力差是它的主要缺点。在硬水中肥皂形成钙皂后不仅洗涤去污力降低，而且生成的钙皂不溶于水，粘附在清洗衣物表面很难被清除。因此肥皂洗衣物时要配合钙皂分散剂使用。肥皂对衣物的清洗力不如合成洗涤剂，而且有时用肥皂洗过的衣物会泛黄。这是由于肥皂易于在衣物上吸附残留而不易被冲洗去除的缘故。肥皂中含有的不饱和酸成分，在空气中发生氧化所以造成泛黄现象。 洗衣店用肥皂做洗涤剂时，通常加入碱剂配合，一方面提高去污能力，另一方面也可降低成本。肥皂中含饱和脂肪酸盐成分越多，在水中溶解性越差;通常含饱和脂肪酸盐成分多的肥皂要在70?较高温度下使用。在酸性浴中使用肥皂时要加入适量的助剂氟硅酸钠(Na2SiF6)，以防止形成钙皂影响清洗效果和沾污衣物。但是从环保角度看，肥皂毒性小，生物降解性好，有利于环境保护。肥皂脱脂力较差有时又成为它的优点，因为使用肥皂清洗皮肤时，比使用合成洗涤剂脱脂作用小，对皮肤有一定的保护作用，因此肥皂一直被保留作皮肤清洗剂。 肥皂的主要成分:硬脂酸钠 肥皂的去污原理与去污过程:肥皂是用动植物油脂和碱类(烧碱或纯碱)共同熬制经皂化反应而制成。 (C17H35COO)3C3H5，3NaOH? 硬脂酸甘油酯 氢氧化钠 (含于动物油脂中) (即烧碱) 3C17H35COONa，3C3H5(OH)3 硬脂酸钠 丙三醇 (肥皂的主要成分) (即甘油) 由于肥皂分子端的基团迥异，所以就形成了一头亲油、一头亲水的“两头蛇”结构，从而也就显现出“两头忙”(指亲油的烃基一端易插 第9页 共13页 入油污中，亲水的羧基一端易插入水中)的性质。人们正是利用它的这种性质，才把衣物上的油“拉下马”并分散成许多细小的珠滴最终漂洗殆尽。肥皂是这样去污的，别的洗衣粉、剂等也与之类似，所不同的只是肥皂分子结构中的亲水部分对钙、镁离子很“敏感”，只要遇到就要生成不溶性的“皂垢”沉淀，从而使肥皂还未与油污“交手”，自己先“马失前蹄”，部分甚至全部丧失了去污作用。井水含钙、镁离子较多的硬水，用这样的水即使加倍地搓使肥皂，也是难以得到像在蒸馏水(无钙、镁离子)中那样的洗涤效果的。 至于用热水洗比冷水洗去污快，原因则有两个方面: ?水经加热特别是煮开后，可使硬水中的“暂时硬度”(指因Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的硬度)减弱或消失，而只余下“永久硬度”(指因CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4引起的硬度)起作用，从而降低了水的部分硬度;?还因为加热可促进化学反应，从而使肥皂能比较快地扫荡油污，提高了洗涤效果。 至于向肥皂液中加入酸类物质会使肥皂失效，一般也有两个原因:一是肥皂本身属碱性洗涤剂，加酸会影响肥皂的水解，使肥皂分子难以发挥两头忙的洗涤功能;二是肥皂液本身已形成胶体，而胶体遇到酸类等电解质便会发生凝聚，从而使泡沫全失，功能丧尽。因此，欲使肥皂充分发挥其洗涤功能，就千万勿与酸类物质相混。 肥皂虽有较强的洗涤作用，但毕竟不是“万能洗涤剂”，仅上述硬水或酸性两条件下会发生的失效现象即已说明了这一点。事实上，“万能洗涤剂”也是没有的，人所能做到的只不过是“多功能洗涤剂”罢了。如现在市售的一些强力皂、强力多功能洗衣粉等即是。由于它们多采用近年来新研制的表面活性剂、活性酸等新的洗涤及促洗物质，这些物质“不怕”硬水中的钙、镁离子和酸类，所以日益受到广大消费者的欢迎。 第10页 共13页 三、合成洗涤剂 合成洗涤剂是20世纪随着化学工业特别是石油化学工业’的发展而发展起来的。最初生产的合成洗涤剂i如拉开粉BX(二丁基萘磺酸钠)、土耳其红油(蓖麻泊硫酸酯)洗涤性能都不好，只能作纺织工业中的匀染剂，分散剂或纤维油剂。 第一次世界大战前后表面活性剂的生产主要是以煤和油脂为原料，所生产的表面活性剂洗涤剂是以高级脂肪醇的硫酸酯盐(AES)为主的。这类表面括性剂有耐酸、耐碱、耐硬水的性能、去污力强适合做洗涤剂，缺点是以天然油脂为原料生产的脂肪醇价格高，影响了它的普遍使用。在二次大战前后，表面活性剂的生产转向拟石油产品为基础，由于石油产品原料丰富，价格便宜，使表面活性剂的生产得到迅速发展。首先开发出烷基苯磺酸钠(ABS)这种价格低廉、清洗性能优良的合成洗涤剂，继而改为生产生物降解性好的同类产品直链烷基苯磺酸盐(LAS)。接着开发出α—烯基磺酸盐(AOS)，烷基硫酸盐(AS)，仲烷基磺酸盐(SAS)等阴离子洗涤剂和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烷基酚聚氧乙烯醚(APPO)等非离子合成洗涤剂。它们有优良的去污能力使表面活性剂成为衣物洗涤剂中最重要的成分。近年来随着人们生活水平提高、环保意识的加强，对合成洗涤剂提出更高的要求，因此开发和使用脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)，烷醇酰胺烷基苷(APGS)等不仅去污力强，化学稳定性好而且具生物降解性能，对人体无毒和刺激性低的新品种。 合成洗涤剂的主要成分:表面活性剂。 合成洗涤剂的去污原理与去污过程:作为合成洗涤剂中的有效成分，表面活性剂是一类有亲水基和亲油基组成的有机化合物。一般有阴离子型表面 第11页 共13页 活性剂(如，脂肪醇硫酸酯钠)、阳离子型表面活性剂(如烷基三甲基氯化铵)、两性表面活性剂(如甜菜碱型表面活性剂)和非离子型表面活性剂(如脂肪族高级醇聚氧乙烯加成物)的区分。在洗涤时，亲油部分深入油污的内部，而亲水部分裸露在水介质中。通过一定的机械力使污垢分解脱落，从而达到洗涤的效果。 我们穿着或使用的衣物上粘上污垢时，会与衣物产生一定的结合力，不会轻易的自动去除。这时就需要用洗涤的方法将其除去。洗涤用的介质通常是水，如果污垢是水溶性的，那么用大量的水反复洗涤，就可以去污，但很多污垢是油性的，这时就需要借助洗涤剂(主要是通过其中的表面活性剂)将它们去除。当我们将有污垢的脏衣服浸泡在洗涤液中，表面活性剂中的憎水(亲油)部分很容易附着在污垢或油腻上，而亲水部分定向排列向着水相，使原来不容易被水润湿的脏纤维表面变的容易沾水而被润湿。吸附到纤维和污垢上的合成洗涤剂，还因降低了水的表面张力而使纤维和污垢因产生大量的气泡而膨胀，使洗涤液进一步渗入其中。用适当的机械力，如手搓，或洗衣机波轮搅拌，那些松弛的污垢颗粒会被分散而脱落于水中。这就是通常合成洗涤剂的去污原理。 综上所述，洗涤剂的种类发展经历了相当长的一段时间。但是随着人类科学技术的进步，洗涤剂的去污能力越来越强，人类也掌握了洗涤剂的去污原理与过程，进而为洗涤剂的改进提供知识。工业清洗技术的发展已取得很大进步，成功地解决了生产实践中的很多实际问题，但为了保护自然环境和地下水，为了防止臭氧层空洞的扩大，符合人类生存和发展的需要，最迟到2010年，原来占有重要地位的ODS清洗剂将退出市场，人们对环保型绿色无污染 第12页 共13页 的工业清洗剂的要求越来越迫切，从而进一步推动了工业清洗剂的技术要求与市场发展。化学清洗技术将向环保型、功能型、精细化、集成化发展。随着精细有机合成技术、生物技术和检测技术等相关技术的进步，化学清洗剂将向分子 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 方向发展，将合成具有生物降解能力和酶催化作用的绿色环保型化学清洗剂;弱酸性或中型的有机化合物将取代强酸强碱;直链型有机化合物和植物提取物将取代芳香基化合物;无磷、无氟清洗剂将取代含磷含氟清洗剂;水基清洗剂将取代溶剂型和乳液型清洗剂;可生物降解的环保型清洗剂将取代难分解的污染型清洗剂;各类系列傻瓜型清洗剂功能性强，操作简便。在清洗助剂方而更注重催化剂、促进剂、剥离剂的作用，并使其无毒化、低剂量化，缓蚀剂则需要开发特种条件下专用的高效缓蚀剂。 第13页 共13页