洗涤的基本过程及污垢的种类和黏附

作者:未知 来源:网络 时间:2020-02-20

摘要:服装是人类的第二皮肤,人们日常生活“衣、食、住、行”四大要素中,“衣”被放在首位,是有着深刻的历史背景和渊源的。服装除了有保护人体、防止侵害、美化装饰、体现精神状态等作用外,还能体现一个时代的精神风貌。随着人类社会的发展,服装及伴之而来的服装文化,已成为美化人们生活及美化社会的重要组成部分。

  服装是人类的第二皮肤,人们日常生活“衣、食、住、行”四大要素中,“衣”被放在首位,是有着深刻的历史背景和渊源的。服装除了有保护人体、防止侵害、美化装饰、体现精神状态等作用外,还能体现一个时代的精神风貌。随着人类社会的发展,服装及伴之而来的服装文化,已成为美化人们生活及美化社会的重要组成部分。

  服装的洗涤熨烫(又称保养)是服装文化的重要内容。不同的时期,人们对服装的保养采用不同的方法和手段。随着现代科技的发展,服装,尤其是高档服装的洗涤、熨烫,已不是个陌生的问题。下面,我们就与服装息息相关的服装清洗问题进行探讨。

  洗涤的基本过程

  洗涤,在千家万户的日常生活中经常进行着。它是发生在织物上的污垢和洗涤液之间的一种复杂的相互作用。这种作用不仅取决于选用的洗涤剂,也与织物的质料和污垢的类型密切相关。此外,不同的洗涤介质(水或有机溶剂)、洗涤温度、洗涤时间以及洗涤时机械物理作用的不同,对织物洗涤都有很大影响。

  常见的棉、麻、丝、毛纤维以及人造或合成纤维制成的织物,由于其表面积大,又具有多微孔的复杂结构,因而不仅容易被污垢污染,而且在洗涤过程中,织物上的污垢被洗掉去除的同时,又容易造成污垢的吸附和再沉积。

  日常生活中人们司空见惯的水洗,是利用含有洗涤剂的水溶液,来实现对织物的洗涤。被洗涤织物浸没在洗涤液中,由于洗涤剂的存在,减弱了污垢与织物之间的黏附作用。在各种机械物理条件作用下,使污垢与织物之间的结合,变为污垢与洗涤剂的结合,从而使污垢脱离织物悬浮在洗涤液中。分散、悬浮在洗涤液中的污垢经漂洗投水后,随排水一起除去,从而得到清洗的织物。通常,洗涤过程可用以下关系式来表示:

  但洗涤过程是一个可逆的过程。分散、悬浮在洗涤液中的污垢,也可能重新沉积在织物表面。这当然与织物大表面、多微孔的复杂结构有关,但主要取决于洗涤剂的抗污垢再沉积能力。为此,品质优良的洗涤剂应具有两种基本作用,一是降低污垢与织物的黏附结合作用,具有使污垢脱离织物的能力;二是具有优异的防止污垢再沉积的功能。

  若洗涤过程中使用的介质是有机溶剂,如四氯乙烯、石油溶剂等,则称之为干洗。应该指出,干洗时的洗涤溶液与水机洗涤溶液是有很大区别的。

  污垢的种类和黏附

  人类发展的不同历史时期,即使同一时期的不同地域和环境中,织物污垢的种类和组成是不一样的。随着社会的进步,科技和工业的发展,人类生活水平的提高,织物污垢的种类及成分也日益变得复杂起来。

  织物的使用环境不同,应用状况不同,污垢的种类、成分和数量也不尽相同。内衣、外衣、工作服、布草类织物,因使用环境及条件的不同,其上沾染的污垢多种多样。既有来源于人体的污垢,如皮质、汗液、血液、人体分泌物及脱落的皮屑等,又有来源于环境的污垢,如食品带来的菜汤、油脂、饮料等,以及文具、化妆品带来的墨水、笔油、油彩等污垢。此外,还有粉尘、铁锈、花粉、杂菌等。

  对于形形色色的污垢,依据织物洗涤去污的方法,以及各种污垢的物理化学性质,通常分为以下几类。

  一、水溶性污垢

  这类污垢大多溶于水或部分被水溶解,如食品类的盐、糖、果汁、饮料及血污、汗液等。这类污垢的共同特点是刚沾染的新鲜的污垢极易被适宜的洗涤剂水溶液去除。干洗过程中,洗涤介质是有机溶剂,通过助剂向干洗溶剂中加入少量水,也能去除干净。然而这类污垢若沾染时间过长,或经高温,则易变成难以祛除的污渍。

  二、固体类污垢

  属于这类污垢的有粉尘、煤灰、黏土、铁锈和其他金属氧化物等。这类污垢一般颗粒很细小,直径在1—20μm之间,它们从空气悬浮物中沉积在织物上,并常和水性及油脂类污垢混合在一起,强烈地黏附在织物纤维上。固体类污垢常带有某种电荷,不仅本身易吸附在纤维上,还可能成为油脂性污垢中不饱和油脂氧化聚合的催化剂,因而进一步增加了油脂性污垢的去除难度。这类污垢通常不溶于水,也不溶于有机溶剂,但能被洗涤剂水溶液吸附、胶溶而分散、悬浮于洗涤液中,随洗涤液排去。然而若洗涤剂用量少,或织物投水漂洗不干净,它们还可能重新沉积在洗涤后的织物表面。

  三、色素类污垢

  根据污垢的来源及其溶解性可将这类污垢分成两部分:一部分是水性色素类污垢,如茶水、果汁、咖啡、葡萄酒以及血污等,如前文所述,这部分污垢用适宜的洗涤剂水溶液即可去除干净。另一部分是脂性色素类污垢,如鞋油、圆珠笔油、化妆品油彩等。去除这部分污垢时,须首先用醇、醚、酮类有机溶剂将污垢中的脂性物质溶解,然后再用适宜的洗涤剂水溶液去除残存的色底。

  应该指出,尽管在讨论常见污垢的种类时我们把不同种类的污垢分别进行了描述,但实际上,各种污垢很少是单独存在的,它们常常互相结合在一起,共同沾染吸附在织物上,而且随着时间的推移,在外界条件影响下,还会发生聚合、氧化或在微生物作用下分解,导致形成物理化学性质更为复杂的污垢。

  我们知道,织物在清洗过程中,若洗涤水质过硬,或洗涤材料选用不当,或是洗涤操作工艺不合理,洗涤液中形成钙、镁皂垢,水中钙镁离子形成的盐类沉淀物以及某些金属化合物(如铁锈)等会沉积在织物上,造成织物泛灰发黄。严格地说,这是织物洗涤过程中生成的另一类污垢。

  四、污垢在织物上的黏附

  污垢的种类繁多复杂,其在织物上的粘结附着也体现出不同的形式和形态。污垢与织物接触之后,之所以不再分开,是由于污垢与织物之间存在着某种结合力,这就造成了污垢与织物的黏附。根据结合力的性质,我们将其分为物理性黏附和化学性黏附。

  1.物理黏附

  (1)机械力黏附

  机械力黏附是典型的物理黏附,这种结合主要体现为固体颗粒污垢的黏附。依据织物纤维的粗细程度、纹路及纤维性质不同,黏附力也有所区别。洗涤过程中,冲击、摩擦、摔打、揉搓等不同机械力作用,污垢的脱落程度也不一样。机械力黏附是一种比较弱的结合,以这种力结合的污垢比较容易去除,但当污垢粒子很小时或颗粒微细的固体污垢与脂性污垢混杂在一起时,则很难去除。

  (2)静电引力黏附

  静电引力黏附是物理性黏附的另一种表现形式。我们知道,纤维素纤维和蛋白质纤维在中性或碱性溶液中常常有负电荷(静电)。如醋酸纤维可带静电达36mV,棉纤维可达38mV,而毛纤维所带负电荷可高达48mV。然而有些颗粒状污垢粒子在一定条件下常带有正电荷,如炭黑、石灰、铁锈之类的污垢。由于荷电性相反,带有负电荷的纤维对这类污垢则表现出较强的静电引力。诚然,有些污垢粒子也可能带有负电荷。但是,水中的钙、镁、铁等多价金属阳离子在带负电荷的纤维和带负电荷的污垢粒子之间,可以形成所谓多价阳离子桥,使它们共同吸附在纤维上。有时,多价阳离子桥可以成为纤维上附着污垢的主要原因。

  静电结合力比机械结合力强。所以,带正电荷的炭黑、铁锈之类的污垢附着在带负电荷的纤维上,有时很难将它们去除干净。

  2.化学黏附

  污垢与织物纤维之间通过某种化学键(共价键、离子键、氢键)而结合黏附的称之为化学性黏附。分子具有极性结构的污垢如脂肪酸、蛋白质、黏土等,与纤维中含有的羧基、羟基、酰胺基等活性基团之间,可以形成某种化学键结合而黏附在织物上。化学作用力一般较强,因此污垢与织物结合较为牢固。这类污垢用通常的洗涤方法很难去除,须采用特殊的化学处理。例如用蛋白酶去除已干涸的血污,用草酸使铁锈变成能溶于水中的络合物草酸铁等,都是通过破坏它们相互结合的化学键将其除掉的。

  3.影响黏附强度的因素

  污垢在织物上的黏附强度,与污垢的状态、织物的质料、性质及外界条件等很多因素有关。

  (1)污垢的状态影响其黏附强度。尘土之类干燥的污垢,一般不易渗入纤维内部。但如果使污垢黏附在纤维上的机械力较大,则污垢颗粒即有可能深入纤维内部;潮湿的或液体污垢,较干燥的污垢更易深入纤维内部;由于颗粒小的污垢比颗粒大的污垢更易深入到纤维细小的缝隙中,因此洗涤去污更显困难。

  (2)织物的质料、性质对污垢的黏附强度影响也很大。棉织物纤维是束状纤维素。有丰富的毛细孔道,相比之下织物纤维束较稀松,且遇水膨胀,因此,对各种污垢吸附力较强;毛纤维外表有一层鳞片,紧密地覆盖在毛纤维表面(1mm纤维上覆盖有近百个鳞片),可防止固体污垢深入到纤维素中。但羊毛纤维带的比电荷较多,分子间引力相对较大,因此较易吸附油污类液体污垢;化纤织物分子结构紧密、表面光滑、不易沾染污垢。但化纤织物吸附性差,易产生静电,使其纤维表面带有较多电荷,故此与带有某种电荷的污垢常因静电引力作用,使污垢牢牢吸附在纤维表面。同样道理,粗纺而成的稀松织物比超细纤维织成的精细织物容易黏附污垢,易被水润湿的织物对水性污垢黏附力较强,而对油脂性污垢的黏附力相比较弱。