【表面活性剂|穿越古今的表面活性剂】
文章插图
◆◆◆
文/冯大诚
早在先秦时期 ， 人们就知道用草木灰水来洗涤衣物 。 一般情况下 ， 用碱洗涤衣物比单纯用水洗更干净 ， 这是为什么呢？
我们吃饭的时候 ， 有时不小心会弄脏衣服 。 粥渍等容易被水洗掉 ， 而油渍不会被水洗掉 。 同样是粘在衣服上的污物 ， 米粥主要成分是淀粉 ， 淀粉中有不少由氢原子和氧原子组成的羟基 ， 它容易与水相亲 ， 所以水容易把米粥从织物上洗下来 。 而粘在衣服上的油渍与水不相亲 ， 水无法与油污相结合 ， 所以难以把油脂分子与织物纤维分离 。
如果水里有碱存在 ， 情况就有很大的不同了 。 碱能与油脂分子发生化学反应 ， 使油脂水解成为脂肪酸和甘油 ， 脂肪酸与碱溶液中的钠离子或钾离子一起被称为脂肪酸盐 。
原来的油脂分子是长长的一条 ， 两端都是“亲油的”（或者说“疏水的”）的基团 。 现在 ， 由于碱的作用也就是氢氧根的作用把油脂分子断开了 ， 形成的脂肪酸盐一端具有极性的羧酸基是亲水的 ， 另一端的碳链却是亲油的 。 于是脂肪酸盐就成为水与油之间的媒介 ， 油渍就有可能脱离织物纤维 ， 分散到水中去 。
这种一端亲水另一端亲油的脂肪酸盐 ， 就是肥皂的主要成分 。 像脂肪酸盐这样在两端具有不同的亲水或疏水功能的基团的分子 ， 如果分散在水里 ， 就会使水的性质发生一些变化 。 这种物质称为表面活性剂 。 现在我们使用的洗衣粉、洗衣液、洗手液、洗头膏、洗洁精等等 ， 其主要成分各种各样 ， 但是它们有共同的特点 ， 那就是都有一端亲水另一端疏水的化学结构 。 换句话说 ， 它们都是表面活性剂 。
我们如今所使用的表面活性剂都是人工合成的 ， 其实在很早以前 ， 我们的祖先就懂得利用天然的表面活性剂进行洗涤 。 皂荚树的体内就含有皂荚皂苷这一天然表面活性剂 。 我们的先人把皂荚的果实捣烂 ， 制成丸来洗涤衣裳 ， 效果很好 。
含有天然表面活性剂的还有无患子 。 无患子一名肥珠子 。 宋代庄季裕《鸡肋编》称：“浙中少皂荚 ， 澡面衣 ， 皆用肥珠子 。 ……子圆黑肥大 ， 肉亦厚 ， 膏润于皂荚 ， 故一名肥皂 。 ”这是目前能够找到的“肥皂”一词最早的来历 。 近代 ， 用脂肪和氢氧化钠反应制成的以脂肪酸钠为主要成分的洗涤用品“soap” ， 从西方传入中国 ， 翻译时就采用了原有的“肥皂”一词 。
碱性洗涤剂一般会对织物特别是丝、毛等化学成分为蛋白质的织物造成损害 ， 所以 ， 洗涤衣物尽可能采用碱性较小的 ， 甚至接近于中性的洗涤剂 。 对于工业机械 ， 由于平时用机油润滑 ， 满是油污 ， 在清洗时索性用“火碱”即氢氧化钠清洗 。 众所周知 ， 氢氧化钠才是真正的强碱 。 家庭中油污很重的地方 ， 如厨房的抽油烟机 ， 在清洗时也要用碱性较强的洗涤剂才容易清洗干净 。
上面所说的方法 ， 对付的一般是油性的污物；如果是碱性的污物 ， 普通的洗涤剂就不适用了 。 例如 ， 水瓶的污垢主要是碳酸钙 ， 厕所的马桶里会有尿碱 ， 这些都是碱性污物 。 清洗这些污垢需要用酸性溶液 ， 而且在选用的时候 ， 还要考虑不能对容器本身产生损害 。
对于陶瓷马桶 ， 不妨用强酸性物品 。 一般的洁厕剂就含有酸性很强的盐酸 ， 使用的时候注意不要接触自己的皮肤 。 对于水壶里的水垢 ， 可使用市售的除垢剂 ， 它们的酸性较弱 。
需要注意的是 ， 这些酸性清洁用品不要与以清洗油污为目的的洗涤剂混用 。 混在一起会降低使用效率 ， 得不偿失 。 尤其不要与含次氯酸盐的消毒剂混在一起 。 因为酸与次氯酸盐发生化学反应会产生氯气 ， 对呼吸系统有极大伤害 ， 那就麻烦了 。
本文选自《科学画报》
微信发表时有改动
转载请保留作者 ， 注明转载自科学画报
推荐阅读
- 陨石|贵州陨石女猎人！穿越戈壁荒漠，找到600多颗“星星”
- 太阳系|每年7个：来自太阳系外的“不明飞行物”正在频繁穿越太阳系
- 5g|换上5G，或许可以真正实现一个时空的“穿越”？
- 德国|德国物理学家称“可穿越虫洞”是可能的
- 能量|5级文明：可以穿越到未来，有近似无限的生命和能量
- 地球大气|穿越者注意了：10亿年后地球大气将变成贫氧
- 文物|历史上出土的四件“神秘文物”，疑似穿越而来，专家也无法解释！
- 文物|历史上“来历不明”的4件文物，疑似穿越而来，专家至今难以解释！
- 直升机|最早的直升机设计蓝图，出自一位穿越回古代的现代武器大师？
- 亚马逊热带雨林|被称为地球禁区的亚马逊雨林，为什么没人穿越，可怕在哪些地方？