表面活性剂的润湿和渗透作用

剪一块坯布轻放于水面, 这块坯布会在水面上停留一段时间再慢慢沉入水底。若在水中加入少许表面活性剂JFC, 我们发现放于水面的坯布会马上沉入水底, 这是测试表面活性剂润湿能力的一个常见方法。

一般来讲, 润湿是固体表面上一种流体被另一种流体所取代的过程。因此, 润湿作用至少涉及三相, 其中两相是流体, 一相是固体。染整加工中, 多为纤维(固体) 表面上的气体( 一种流体) 被水(另一种流体)所取代的过程。

坯布在纯水中润湿速度较慢, 是因为水的表面张力较大, 不能在纤维表面迅速铺展, 不能将坯布内的空气快速取代出去; 水中加入表面活性剂之后, 水的表面张力明显下降, 使水能在纤维表面迅速铺展并将空气迅速取代出去, 从而加快了润湿过程。因此,能使润湿过程迅速发生的表面活性剂被叫做润湿剂或渗透剂, 表面活性剂在这个过程所起的作用叫做润湿作用或渗透作用。

润湿作用与渗透作用并无本质上的区别, 前者作用在固体表面,后者作用在固体内部, 两者可使用相同的表面活性剂, 因而润湿剂也可称为渗透剂。

表面活性剂之所以具有润湿和渗透作用, 是由于它能显著地降低水的表面张力。如图1所示, 以液滴在固体平面上达到平衡时的情况, 来分析表面活性剂的润湿渗透作用。

织物与一般固体平面不同, 它是一个多孔体系, 在纱线之间、纤维之间以及纤维内部的微细结构之间, 均分布着无数相互贯通、大小不同的毛细管, 因此在染整加工过程中, 织物的润湿能力常用毛细管效应来衡量。

染整工作液中加入少量润湿、渗透剂之后, 织物的毛细管效应就能明显提高, 保证染整加工顺利进行。

作为润湿、渗透剂使用的表面活性剂, 其分子链长度宜适中, HLB值宜适当, 疏水基中含有支链的会明显提高其润湿能力, 离子型表面活性剂其亲水基位于分子链中央者润湿性最好, 表面活性剂分子引入第二个亲水基后润湿性会下降。聚氧乙烯型非离子表面活性剂在高温下用做渗透剂时, 宜与阴离子型表面活性剂共用, 以提高其热稳定性, 在强酸、强碱条件下使用的润湿、渗透剂, 要充分考虑其化学稳定性, 以免分解失效。

在染整加工中经常作为润湿、渗透剂使用的产品, 有渗透剂JFC、渗透剂T、拉开粉BX、渗透剂5881、丝光渗透剂MP 等品牌。