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清洁剂的泡沫是如何产生的?对清洁效果是否有意义?

本帖由 漂亮的石头2016-04-11 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    日报标题:多搓泡沫,洗洗更干净?

    [​IMG] Drizzle

    试着回答一下,有不对的地方欢迎批评指正,也请忍受我低下的简笔画和手写:

    首先,会有泡沫出现是因为这些清洁剂里有表面活性剂的存在,这也是能起到清洁作用的主要物质。常见的表面活性剂由两部分组成,一部分是亲水(疏油)的头基,另一部分是亲油(疏水)的碳链,在清洁表面的时候,亲油的碳链与油脂类物质结合,然后在水的冲洗下,亲水的头基与水结合,污渍就被洗掉了。基本原理如下图。

    [​IMG]

    而对于气泡来说,基本结构如下图,等于是一个类似于“表面活性剂—水—表面活性剂”的三明治,隔开了两面的空气。气泡在热力学上是不稳定的状态,它有变薄,破裂,回复液体状态的趋势,而有表面活性的物质吸附在气泡的气液界面上,形成单分子层,这样就可以防止薄膜在局部变得过分薄而破裂,而是整体上均匀的变薄,所以气泡最终是会破裂的。这个性质被称为薄膜弹性(film elasticity)。

    [​IMG]

    对于起泡的能力和清洁能力的关系,我个人的理解是这样的,产生气泡的能力只能在一定程度上反映表面活性剂的亲水能力,而不能反映其碳链的亲油能力。所以在科技不发达的年代,清洁剂的起泡能力反映了其中表面活性剂含量的多少,含量多的自然起泡也就多了。而现在随着科技的发展,已经有低泡沫,甚至无泡沫的表面活性剂(大多是通过改变碳链种类,引入多个亲油基团,改变亲水头基位置等等改变表面活性剂分子结构的手段来实现)出现了,所以泡沫的多少也就不能完全的代表清洁剂的清洁效力了。

    更新:泡沫的产生确实会在一定程度上增加表面积,这样在一定程度上可以让表面活性剂和油脂类的污渍更多的接触,但这并不是决定清洁效能的唯一标准,如果表面活性剂的亲油基团不能很有效的与油脂结合,那么清洁效能的提高也自然无从谈起了。

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