Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 10 mars 1951 - Tvättningens fysik och kemi, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 mars 1951
193
Tvättningens fysik och kemi
Det har skrivits mycket om tvättning (se t.ex. Tekn. T.
194-1 s. 565), men många undersökningar gäller blott
delproblem. I andra arbeten har man försökt svara på mer
eller mindre empiriska och praktiska frågor. Det verkliga
vetandet på området är överraskande magert, vilket torde
hero på tvättprocessens ovanligt komplicerade natur. Ett
vetenskapligt studium av denna möter stora svårigheter,
men trots detta skall här ett försök göras att ge en
sammanhängande bild av tvättprocessen, varvid dock starka
begränsningar och vissa förenklingar icke kan undvikas.
1 tvättprocessen deltagande ämnen
Naturlig smuts är i allmänhet en komplicerad blandning,
vars sammansättning är okänd. Alltid närvarande är
pigment, t.ex. silikat, sot eller humusämnen, och fett, som
omger pigmentet. Äggviteämnen är icke en normal
beståndsdel, smutsens kvävehalt torde i regel härröra från
karbamid i svett och från fiberbitar. Utoin de ständigt
närvarande ämnena kan nästan vilka som helst i dagliga livet
eller i tekniken förekommande oorganiska eller organiska
ämnen ingå i smutsen. Emellertid har icke blott dennas
sammansättning utan även dess partikelstorlek stor
betydelse.
Det underlag, vid vilket smutsen häftar, kan vara
mänsklig hud, textilfiber, porslin, glas, metaller osv. Hud och
särskilt textilier har mycket ojämn yta, och smutsen hai
därför stora möjligheter att gömma sig i hålrummen,
varigenom den blir svåråtkomlig för tvättmedelsmolekylerna.
Av dominerande intresse är givetvis textilmaterialen, och
övriga underlag skall därför här lämnas utan avseende.
Tyger är vävda av garn, bestående av fibrer, som är
hopvridna eller spunna, men varje sådan fiber är i sin tur
sammansatt av fibrillknippen. Ett sådant, t.ex. av bomull,
visar sig vid stark förstoring (elektronmikroskop) bestå av
fibriller, vilka i sin tur anses uppbyggda av
cellulosakri-stalliter och amorfa delar av ensamma cellulosamolekyler
(Tekn. T. 1950 s. 789). Fig. 1 visar schematiskt ett
tvärsnitt av några fibriller och därmed det ungefärliga
storleksförhållandet mellan dessa, cellulosakristalliter (de stora
svarta ytorna), enstaka cellusamolekyler (svarta punkter)
och tvättmedelsjoner.
Man kunde vänta, att smutsen skulle vara svårare att
avlägsna, ju större dess partiklar är, men motsatsen gäller,
ty stora smutspartiklar kan icke tränga in i fibrerna. På
grund av gjorda iakttagelser kan man säga, att smuts
under en viss kornstorlek överhuvud taget icke kan
avlägsnas genom normal tvättning och därmed närmast
förhåller sig som en äkta färgning. Gölte uppger, att gränsen
för tvättbarhet ligger vid ca 0,1 /«, men den kan bero både
av smutsens och fiberns karaktär och andra betingelser,
såsom mekanisk inarbetning, svällning osv. Exakta
undersökningar av dessa faktorer har ej gjorts.
Till tvättmedel i allmän mening kan man räkna vatten
och alkalier, men här skall hänsyn blott tas till egentliga
tvättmedel. Under de senaste 30 åren har många nya
sådana kommit i marknaden. De tre grupper, som hittills
fått den största tekniska betydelsen, är tvål och såpa,
alkyl-sulfat och alkylbensensulfonat. De första är som bekant
alkalisalter av fettsyror, t.ex. RCOONa, där R betecknar
en lång kolvätekedja; de andra, som brukar kallas
fett-alkoholsulfonat, har en liknande formel, R0S03Na; i den
tredje gruppen tillkommer en bensenring, och dess
medlemmar är därför av typen RC6H4S03Na.
Alla tvättmedel har långsträckta, polära molekyler. I ena
Fig. 1. Tvärsnitt av en fiberdel med cellulosakristalliter.
änden (upptill i fig. 2) sitter en vattenavvisande,
hydrofob, CH3-grupp, som bildar slutet på kolkedjan; i andra
änden finns en vattenattraherande, hy clr o fil, grupp: COONa,
OSOsNa eller SOsNa. För att enkelt åskådliggöra detta
brukar man använda symboler enligt fig. 2 c. Om ett
tvättmedel befinner sig i en gränsyta, t.ex. luft—vatten,
orienteras dess molekyler, så att den hydrofila gruppen
kommer att ligga i vattnet och den hydrofoba i luften. Är
tillräckligt mycket tvättmedel närvarande bildas ett
monomolekylärt skikt (fig. 3).
Karakteristiskt för tvättmedlen är vidare, att de
tenden-rar till bildning av kolloidala aggregat, som kallas miceller.
Slutligen är de utpräglade elektrolyter och spjälkas i
joner; i de ovan nämnda typerna är härvid Na katjon och
resten av molekylen anjon. Sådana tvättmedel kallas
därför anjonaktiva. Man kan emellertid även använda
icke-elektrolytiska ämnen, om de förmår bilda elektriskt
laddade partiklar med vattnets joner, och katjonaktiva
föreningar, vilkas ytaktiva del är en katjon. Ett exempel är
laurylpyridiniumklorid. Sådana ämnen kan icke betraktas
som verkliga tvättmedel, men de spelar en viktig roll som
modellföreningar vid utredandet av tvättprocessens
mekanism och har också en viss praktisk betydelse i speciella
tekniska fall.
Den egentliga tvättprocessens förlopp
Rent vatten har relativt hög ytspänning, 72 dyn/cm, och
det bildar därför droppar t.ex. på en icke rengjord glas-
Fig. 2.
Tvätt-medelsmole-kyler; a
na-triumlaurat,
b
natrium-laurylsulfat,
c i symbolisk [-framställning.-]
{+framställ-
ning.+}
Referat av uppsats av W Kling i Angew. Chem. 10—16 juli 1950.
Fig. 3. Tvättmedelsmolekylers orientering vid en yta.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
