化学与日常生活

化学与日常生活

制革就是把动物体上剥离的生皮加工成实用皮料的过程，也称为鞣制，即用鞣酸及重铬酸钾对生皮进行化学处理。

①鞣酸，又称丹宁，是某些植物如碱肤禾的树瘤（五倍子）中存在的一类无定形固体物质，分子结构中含多个羟基，可溶于水，能使蛋白质凝固。当生皮充分润湿并压榨后，它的每条纤维周围均充满蛋白质。经鞣酸处理后，生皮可变得规整。

②重铬酸钾，在鞣制时加入，经还原使Cr6+成为Cr3+，铬离子与氨基酸的活性基团作用，使皮的纤维键合，强度大增。鞣制后，本来容易发臭、腐烂的硬生皮，变成干净、柔软的皮革。通常的人造革由聚氯乙烯制成，办法是在织物纱线之间用这种合成树脂粘合。

洗涤用品

根据污垢的特性，可把它分成以下三类：

①油质污垢，如动植物油脂、脂肪酸、脂肪醇、胆固醇、矿物油等，它们对衣物、人体粘附比较牢固，而且不溶于水；

②固体污垢，如尘埃、烟灰、泥土、水泥、棉绒、皮屑、石灰、金属氧化物等，这种污物颗粒较大，直径大致在1 20微米，它们或单独存在，或与油水混在一起，通常带负电，也有带正电的，但不溶于水；

③水溶性污垢，如糖、淀粉、果汁、有机酸、血、蛋白质、尿及无机盐等，它们溶于水或与水混合成胶态溶液。

依据污垢与皮肤和衣物的结合力来分，可把它分成以下两类：

①化学结合力是指污垢与衣物产生化学反应造成化学键的结合；

②物理结合力是指微粒质点间的静电结合和物质间的分子间作用力。

洗涤表面活性剂的基本性质

表面活性剂分子的一端是由一个较长的烃链组成的，它是憎水性，能溶于油但不能溶于水中，因此称为憎水基或亲油基；分子的另一端是较短的极性基团，它能溶于水中而不能溶于油中，称为憎油基或亲水基。

按分子结构中亲水基团的带电性分为阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂四大类：阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。

（2）非离子表面活性剂非离子表面活性剂因在水中不电离以及能够精细地改变分子结构而具有独特的性质。非离子表面活性剂去除油性污垢的能力很强，而且具有防止污垢在合成纤维表面再沉积的能力。它们的临界胶束浓度也比离子型表面活性剂低一到二个数量级。非离子表面活性剂主要有脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸烷醇酰胺。

（3）阳离子表面活性剂所有工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物。它们大致可分为两类：一类是胺盐型阳离子表面活性剂；另一类则是季铵盐型阳离子表面活性剂，在化合物本身的分子中带有正电荷。阳离子表面活性剂很少作清洗用。主要用作抗静电剂，织物的柔软剂。此外，阳离子表面活性剂也可用于防霉和杀菌。

（4）两性表面活性剂两性表面活性剂基本不刺激皮肤和眼睛；在相当宽的pH值范围内都有良好的表面活性作用；它们与阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂都可以兼容。由于以上特性，可用作洗涤剂、乳化剂、润湿剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂。主要品种：甜菜碱衍生物、咪唑啉衍生物。

表面活性剂的基本性质和作用

由于表面活性剂的这些结构特点，使之在相界面上定向排列成吸附膜，即造成表面张力或界面张力的降低。在水溶液中分子聚集而规则定向排列，即使溶液获得胶束性，由于洗涤表面活性剂既有表面活性又有胶束性能，才使其水溶液具有润湿渗透、分散乳化、增溶、泡沫等效用。

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σsg θ σsl

图2-1 液体的接触角

S－固相；L－液相；G－气相； －接触角；

x－三相接触线上任一点；

－固-气界面张力；

－液体表面张力

－固－液界面张力

θ

σlg

σsg σsl

（1）润湿渗透作用洗涤表面活性剂降低了水—固之间的界面张力，使水容易吸附扩展到固体表面，并渗透到物体中去，这种作用称为润湿渗透作用。洗涤液的润湿渗透作用既破坏了衣物和污垢间的吸引力，又破坏了污垢微粒间的吸引力，当加以适当外力时，可使污垢粉碎成细小粒子。

（2）分散乳化作用洗涤表面活性剂降低了水—固体微小粒子间的界面张力，并在固体微小粒子周围形成一层亲水的吸附膜，使固体粒子均匀地分散于水中形成分散液，这就是洗涤表面活性剂的分散作用。洗涤表面活性剂降低了水—油的微小粒子间的界面张力，同样在油的微小粒子周围形成一层亲水的吸附膜，使油粒均匀分散在水中形成乳浊液，这就是乳化作用。

（3）增溶作用当洗涤表面活性剂的水溶液的胶束把油溶解在自己的憎水基部分中，这种因胶束的存在而使物质在溶剂中溶解度增加的现象，称为增溶作用。

（4）泡沫作用洗涤表面活性剂降低了水—空气之间的表面张力，空气分散在水中而形成泡沫，同时又在气泡表面吸附着定向排列的一层一定浓度的洗涤表面活性剂，气泡壁就形成一层坚固的膜，从而形成了稳定的泡沫，这称为泡沫作用。泡沫虽然和洗涤作用没有多大的直接关系，但它能吸附已分散的污垢使之聚集在泡沫中，并把污垢带到溶液的表面。

洗涤剂的洗涤去垢作用原理

去污的原理可简单地用下式表示：

织物?污垢+洗涤剂→织物+污垢?洗涤剂

污垢之所以能牢固地附着在被污物上，主要是由于它们之间的相互吸引。一旦加入洗涤剂，首先是降低和削弱污垢与被污物之间的引力，洗涤剂的润湿作用就能起到使它们之间引力松脱的作用，也使污垢破坏成微小粒子。这时，引力松脱的污垢粒子仍吸附在被污物的表面，只有经过机械搅拌或搓洗或受热，被污物上的污垢才大量卷离到水中，此时固体微粒借助洗涤表面活性剂的分散作用，油脂污垢借助其乳化增溶作用，而不再沉积于被污物表面。

洗涤助剂

洗涤助剂有以下的一些作用：

（1）增强表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉积。

（2）软化硬水，防止表面活性剂水解，提高洗涤液碱性，并有碱性缓冲作用。

（3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高产品粘度。

（4）降低皮肤的刺激性，并对纺织品起柔软、抑菌、杀菌、抗静电、整饰等作用。

（5）改善产品外观，赋予产品美观的色彩和优雅的香气，从而使消费者喜爱选用，提高商品的商业价值。

化妆品

请同学们自己学习、总结，并选取某一化妆品，查清其组分，及各个组分的作用。

化学与染料

染料是指在一定介质中，能使纤维或其它物质牢固着色的化合物。古代染料取自天然的动植物。1856年Perkin发明第一个合成染料——马尾紫，使有机化学分出了一门新学科——染料化学。

染料

1 染料的分类

通常染料的分类方法有三种：按来源划分（天然和合成染料）、按应用性能划分和按化学结构划分。

染料按应用性能分为以下几类：

(1) 直接染料(direct dyes)，该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在，可使纤维直接染色。

(2) 酸性染料（acid dyes），在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。

(3) 分散染料（disperse dyes）该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。

(4) 活性染料（reaction dyes）染料分子中存在能与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应的基团。通过与纤维成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色。

(5) 还原染料（vat dyes）有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。

(6) 阳离子染料（cationic dyes）因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色，常并入碱性染料类。

(7) 冰染染料（azoic dyes）为不溶性偶氮染料，染色时需在冷冻条件（0-5℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而染色。

(8) 缩聚染料（polycondesation dyes）该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上，称为缩聚染色。

2 酸性染料

酸性染料指凡含有酸性基团，能在酸性、弱酸性或中性染浴中上染蛋白质纤维和聚酰胺纤维的染料。酸性基团大多数为磺酸基，少数为羧基，易溶于水，在水中电离成为染料阴离子染料分子结构比较简单，多数为单偶氮类染料，少数为双偶氮类染料，分子中缺乏较长的共轭双键系统，分子芳环共平面性或线型特征不强，因此对纤维素纤维缺乏亲和力。