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1、第3章 化学与日用品,日用化学洗涤剂正在逐步地成为当今社会人们离不开的生活必需品。人们在不断使用它的同时，化学污染也通过各种渠道对人类的健康进行着危害。 化学洗涤剂实际上是将石油垃圾开发的副产品。由于它溶于水，所以它的本质一直被忽视掉。同时由于它造价低，洗涤性能良好，所以一经发现，很快被人们所接受。,3.1 洗涤用品,化学洗涤剂的洗污能力主要来自表面活性剂。因为表面活性剂有可以降低表面张力的作用，可以渗入到连水都无法渗入的纤维空隙中，把藏在纤维空隙中的污垢挤出来。 迄今研制的表面活性剂品种已达5000多种，因此促进了合成洗涤剂的迅速发展。合成洗涤剂拥有肥皂无可比拟的优越性，在现代生活中越来越重
2、要，产量已大大超过肥皂。我国合成洗涤剂的主要成份是烷基苯硫酸钠，占洗涤剂总产量的90。,洗涤剂是具有洗涤去污作用的多组分物质。随着人们生活水平的提高，洗涤用品不断推陈出新， 按用途分，洗涤剂可分为工业用洗涤剂和日用洗涤剂。 按洗涤去除污垢类型来分，洗涤剂分为重垢型洗涤剂和轻垢型洗涤剂 根据原料来源不同，洗涤剂分成皂类洗涤剂和合成洗涤剂,一、洗涤剂,（一）皂类洗涤剂, 从广义上讲皂类洗涤剂是脂肪酸跟无机碱、有机碱起皂化反应得到的产物，大体上分为碱金属皂、其他金属皂和有机碱皂。 我们在日常生活中所指的肥皂，主要是高级脂肪酸的钠盐或钾盐。其中的钠皂硬度较高，一般用于制造香皂、洗衣皂、药皂和工业皂。钾
3、皂硬度低，易溶于水，用于制造软皂和液体皂。,（1）香皂 香皂是兼有护肤、治疗、除臭作用的洗涤剂。香皂中含高级脂肪酸达80左右，还有12.5的香精和少量着色剂，11.5用作防止酸败的泡花碱，以及0.51的杀菌剂。 （2）药皂 药皂是洗涤剂，又是消毒杀菌剂。有的药皂里加入的消毒杀菌剂或中草药，具有治病的性能。药皂中的杀菌剂含量为0.52。 （3）软皂 软皂是用氢氧化钾中和脂肪酸后所得的肥皂，也叫钾皂。钾皂比钠皂易溶于水，能制成液体肥皂。钾皂常用于理发店或医院。 （4）有机碱皂 它是用乙醇胺、三乙醇胺等有机碱制成的肥皂，主要用来制造固体肥皂、化妆品和擦亮剂等。 （5）特色肥皂 有一种营养皂，内含蜂蜜
4、、维生素、谷氨酸等，可用于营养皮肤。德国生产的大理石皂，彩纹美丽，像大理石一样。还有能够浮在水面的浮水皂，人们用不着担心不慎掉入水中寻不见。,（二）合成洗涤剂, 合成洗涤剂是多组分的混合物。它的成分是表面活性剂和多种辅助剂。迄今研制的表面活性剂品种已达5000多种，因此促进了合成洗涤剂的迅速发展。 合成洗涤剂拥有肥皂无可比拟的优越性，如用量少，洗涤效果好；在水中溶解快，洗涤省时又省力；在水中不会因水解而产生有损织物的游离碱；还能节省大量因制皂而消耗的油脂。,1.按成品外观形状分有粉状、空心粒状、浆状、液体、块状、片状等。 市场上供应的洗衣粉绝大多数是空心粒状的，液体洗涤剂近年来发展较快如洗涤精
5、、餐具洗净剂、液体香波等。还有介于二者之间的膏状洗涤剂，如洗衣膏、洗发膏等。 2.按用途分，有洗衣、洗发、洗澡、洗水果蔬菜、洗餐具、纺织工业用的、住宅墙壁、玻璃、地毯用的。 3.按成品使用时形成泡沫情况分，有高泡型和低泡型。 4.按成品在水中溶解时水溶液所呈酸碱度，可分为中性、碱性。（103） 加酶洗衣粉、杀菌洗涤剂、增白洗涤剂等专门用途的洗涤剂。,1表面活性剂的作用,表面活性剂是一类在很低浓度时能显著降低水的表面张力的化合物。表面活性剂分子都是由非极性的、亲油的碳氢链部分和极性的亲水基团两部分构成。这两部分形成不对称结构，因此表面活性剂是两亲分子，具有又亲油又亲水的两亲性质。 亲油基（疏水基
6、）：与油具有亲和性，如长链烃 -CH2-CH2-CH2-CH2 - 亲水基：容易溶于水或易被水所润湿的原子团，如羧基、磺酸基、硫酸酯基、醚键、氨基,COONa,表面活性剂的洗涤性，包括了它的润湿性、溶油性、渗透性、乳化性、分散性、增溶性和发泡性等几乎全部基本特征。 去污原理： 1、织物纤维和污垢被洗涤剂润湿、渗透，织物和污粒上定向吸附着活性物的单分子层。 2、经过机械搅拌或搓洗，污粒脱离到水中，产生乳化、分散、悬浮等现象。 3、还有一部分污垢（油脂、钙皂、色料）被增溶到活性物的胶束中，被水洗去。,2表面活性剂的分类及其性质,在表面活性剂科学中广泛采用的是按照其在水中，亲水基是否电离分为离子型和
7、非离子型表面活性剂两大类。 离子型又可按照离子的电性分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂3种。此外还有近年发展较快的，既有离子型亲水基又有非离子型亲水基的混合型表面活性剂。,阴离子型, 表面活性剂溶于水时，凡能电离生成阴离子的叫阴离子表面活性剂。它的分子中憎水基团（R）所连接的亲水基团是阴离子。其结构可以表示如下： 阴离子表面活性剂是最先使用、应用范围最广、产量最多的一类表面活性剂，肥皂就是最古老的阴离子表面活性剂，它属于核酸盐类。除此之外，还有硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯盐等。 洗衣粉中主要成分是磺酸盐。阴离子表面活性剂的水溶液，一般为中性或碱性。,阳离子型, 阳离子
8、表面活性剂的分子中憎水基团（R）所连接的亲水基团是阳离子。其结构如图。 几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物，就是有机胺的衍生物。 阳离子表面活性剂可以作为杀菌剂，也有柔软、脱脂、破乳、抗静电作用。一般来说它不具备去污能力。其水溶液大多呈酸性，故不能与阴离子表面活性剂混用。,两性型, 两性表面活性剂与憎水基团相连接的，既有阳离子，也有阴离子，其结构如图。蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。 现在常用的人工合成两性表面活性剂，其阴离子部分大多是羧酸基，也有少数是磺酸基。其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。 其兼有阴阳离子表面活性剂的优点。因此，无论在酸性或碱性条件下，两性离子表面活性剂都能发挥
9、溶解去污的本领。这种表面活性剂具有良好的生物降解性能，具有广阔的发展前景。但是，这种表面活性剂原料来源困难，成本高，产量不高。,非离子型,它的极性基不带电，在水溶液中不电离，并且不受强电解质、强酸、强碱的影响，稳定性高，与其他类型的表面活性剂相溶性好。 它常和离子型表面活性剂复配使用，主要用作发泡剂、稳泡剂、乳化剂、增溶剂和调理剂等多种用途。 它对油污有良好的乳化能力和增溶能力，且低泡、毒性小，对酸碱、过氧化物、金属离子比较稳定，因而还用于金属、电子元件的清洗。因而深受消费者欢迎，它的产量约占总洗涤表面活性剂的30左右。,混合型,这种活性剂的分子带有两种亲水基团，一种带电，一种不带电。其水溶性
10、、耐盐性、抗硬水性要比阴离子表面活性剂要好得多。 就上面5种类型的表面活性剂而言，非离子型的表面活性较大，两性型的次之，离子型的较小。虽然这样，但它们在各种配方的使用中，只要配合得当，都能发挥出意想不到的作用。,3合成洗涤剂中的辅助剂,磷酸盐 三聚磷酸钠（Na5P3O10）(STPP)常用作辅助剂。 它对Ca2+、Mg2+有很强的络合性能，从而软化硬水。 对重金属有色离子（ Fe2+ 、Cu2+ 、Mn2+ 等）也能起络合作用，以提高织物洗涤后的白度。 它还对脂肪微粒起分散、乳化作用。,硅酸钠 俗称水玻璃，其主要作用： 防止磷酸盐对洗衣机金属表面的腐蚀作用； 它有缓冲作用，即在酸性污垢中pH值
11、几乎保持不变。 对水溶液中的污垢和微粒固体具有悬浮、分散和乳化的作用，能防止污垢再沉积到织物上； 增加洗衣粉颗粒的强度，纺织结块。,纯碱 在水中显碱性，只适合加入重垢粉状洗涤剂中，用于洗涤棉织物上的脂肪污垢。它碱性较强，要刺激皮肤，损伤丝、毛纤维织物的强度，所以高档洗衣粉中不含碳酸钠。 硫酸钠 在一般的合成洗涤剂中硫酸钠的含量较高，约占2045。它主要用作填料，来防止成品结块，以便加工，还能提高洗涤剂活性物在织物上的吸着量，帮助去污。,羧甲基纤维素钠盐（CMC） 它能够吸附在污垢质点的周围以及织物的表面上，使污垢质点很好地悬浮并分散在溶液中，不再沉积到织物上，是洗涤剂中不可缺少的抗再沉淀剂。它
12、还能使织物柔软，提高洗涤液的粘度，起润湿织物、稳定泡沫等作用。 酶制剂 酶制剂有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等制剂。它们能使蛋白质等大分子有机物变成小分子溶于水的物质，以提高洗涤效果。根据酶的特性，加酶洗衣粉在40左右达到最好的洗涤效果，超过70就失效了。加酶洗衣粉在冷水中作用缓慢，衣物要浸泡2小时以上。 过氧酸盐 以硼酸钠和过碳酸钠为代表。随着洗衣机的普及，它们被适量地加到洗衣粉中，增强洗涤效果。过氧酸盐在较高温度下，能放出初生态氧，对织物起漂白作用，但不影响纤维本身，是良好的洗涤漂白剂。,几种特殊的洗衣粉,加酶洗衣粉 它含碱性蛋白酶，可以洗掉普通的洗衣粉不容易洗掉的蛋白质类污渍。但它不宜久存，一
13、年左右就失效。 蛋白酶 用于洗涤剂配方中有助于去除例如汗渍、血渍、青草、粘液、粪便以及各种食品类的蛋白质污垢。 脂肪酶 脂肪酶于洗涤剂配方中用以去除含脂肪的污渍， 例如来源于食品中的油渍、人体皮脂以及口红等污垢。 淀粉酶 淀粉酶用于洗涤剂配方中用以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢。 纤维素酶 纤维素酶可以去除在洗涤和穿着时由于磨损在棉纤维上所产生的微纤维，从而棉纤维恢复原有的光滑状态。纤维素酶在用于洗涤含棉织物时具有若干有益的性能：色泽增白 、增艳、柔软、去除颗粒污垢。,几种特殊的洗衣粉,增白洗衣粉 它添加了荧光增白剂。当这种洗衣粉溶解于水时，荧光增白剂被吸附在衣物的纤
14、维上，能增加洗涤织物的白度和亮度。 复合洗衣粉 这是用多种表面活性剂配制成的复合洗衣粉。这类产品去污力强，泡沫少，易漂洗，洗涤效果好。大家熟识的上海白猫牌洗衣粉和北京的北京牌洗衣粉都属于这类产品。,漂白型洗衣粉 添加漂白剂而制成，如加过硼酸钠、过碳酸钠等过氧化物。这类洗衣粉在60以上的热水中洗涤时能放出活泼氧，对织物上的污迹产生漂白作用，但不宜在高温下用来洗涤有色衣物。 其他合成洗涤剂 餐具洗涤剂的表面活性剂是少量的聚醚，主要成分有三聚磷酸钠、无水硫酸钠。 地毯、软垫清洁剂又叫地毯香波。它属于轻垢型洗涤剂，内含焦磷酸等物质。 卫生清洁剂是随着现代卫生设施的出现而发展起来的一种日用化学品，其中含
15、表面活性剂、消毒剂。,合成洗涤剂与人体健康, 洗涤剂属于表面活性物质，是一种有机物，在光热条件下易氧化分解，大量消耗水中的溶解氧，致使水中的鱼和贝类等生物因缺氧而不能正常生长，甚至死亡。 洗涤剂的表面活性作用还会使水中的有毒有机物的溶解度增加，废水毒性增强，威胁生物的生存，也会污染地下水质，最终危害人体健康。 值得注意的是：洗涤剂是造成水体富营养化的主因。, 沾在皮肤上的洗涤剂大约有0.5%惨入血液，皮肤上若有伤口则渗透力提高10倍以上。进入人体内的化学洗涤剂毒素使肝脏的排毒功能降低。使原本该排出体外的毒素淤积在体内积少成多，使人们免疫力下降，肝细胞病变加剧，容易诱发癌症。 人们在广泛的使用化
16、学洗涤剂洗头发、洗碗筷、洗衣服、洗澡的同时，化学毒素就从千千万万的毛孔渗人，从口中渗入，从皮肤渗入，日积月累，潜伏集结。由于这种污染的危害在短时间内不可能很明显，因此，往往会被忽视。但是，微量污染持续进入体内，积少成多可以造成严重的后果，导致人体的各种病变。 人类生活的都市化是无可避免的，都市生活对清洁剂的依赖也是不可避免的。所以，改善洗涤剂，使之不危害人体，不破坏生存环境，生产出无毒无公害的洗涤剂就成为当务之急，,（三）洗涤新产品的开发和展望,1由于环境保护的需要，低磷配方或无磷配方将逐渐取代高磷配方。 2用多元活性剂配方代替单一活性剂配方。 3. 通过化学和生物原理优选配方，使洗衣粉向泡沫少、去污力强，兼具杀菌、防腐蚀、无公害的多功能浓缩型洗衣粉发展。 4开发冷水型和节水型配方，以节省能量和自然资源。 5合成洗涤剂类型从单一的粉状向液体、膏状、浆状、气
