污垢的分類(lèi)及處理方式

在清洗過(guò)程中從清洗對象表面去除的雜質(zhì)統稱(chēng)為污垢，在不同情況卜污垢的種類(lèi)存在很人差別，情況很復雜。

在某些情況下雜質(zhì)的種類(lèi)是比較固定的，而且大多數只附著(zhù)在對象物的外部表面上，此時(shí)可以用比較固定的方法加以清洗。比如放置在露天環(huán)境中的鋼鐵，在與空氣中的水分、氧氣、二氧化碳的接觸過(guò)程中，表面會(huì )被氧化生成鐵銹。鐵銹有固定的化學(xué)成分?？梢杂霉潭ǖ姆椒右匀コ?。去除鐵銹雜質(zhì)的清洗過(guò)程叫除銹。又比

如在纖維工業(yè)中、人然原料棉花、蠶絲等表而都存在一些成分相對固定的雜質(zhì)，如.果膠、甲殼素、蠟質(zhì)、蛋自質(zhì)和色素等。在生產(chǎn)中也可用相對固定的清洗方法把它們去除。在纖維工業(yè)中把棉花、蠶絲表面的雜質(zhì)的清洗去除過(guò)程叫精練。

但在多數情況下來(lái)自生態(tài)環(huán)境或生活環(huán)境的雜質(zhì)，成分是復雜多樣的，因此清洗方法也很難劃一，而應根據不同的情況確定具體的清洗方法。

要去除的污垢雜質(zhì)，也不只存在于清洗對象表面，如分散或溶解在液體和氣體中的各種雜質(zhì)也可稱(chēng)為污垢，因此去除它們的過(guò)程也稱(chēng)為清洗。如把溶解在有機溶劑中的油性污垢的去除過(guò)程稱(chēng)為溶劑凈化，而把存在于空氣中的塵埃、微生物、雜質(zhì)氣體的去除過(guò)程稱(chēng)為空氣凈化等。

總之，污垢的情況是很復雜的，只能對具體情況做具體分析。

污垢通?？梢愿鶕韵虏煌姆椒ㄟM(jìn)行分類(lèi)。

一、按形狀分

1.1 顆粒狀污垢 如固體顆粒、微生物顆粒等以分散顆粒狀態(tài)存在的污垢。

1.2 覆蓋膜狀污垢 如油脂和高分子化合物在物體表面形成的膜狀物質(zhì)，這種膜可以是固態(tài)的，也可能是半固態(tài)或流態(tài)的。

1.3 無(wú)定形污垢 如塊狀或各種不規則形狀的污垢，它們既不是分散的細小顆粒，又不是以連續成膜狀態(tài)存在。

1.4 溶解狀態(tài)的污垢 如以分子形式分散于水或其他溶劑中的污垢。

以不同形狀存在的污垢去除過(guò)程的微觀(guān)機理有很大差別，如固體顆粒狀態(tài)的污垢與液體膜狀污垢在物體表面的解離分散去除的機理就大不相同。

二、按化學(xué)組成分

按這種分類(lèi)方法可把污垢分為無(wú)機物和有機物兩大類(lèi)。

2.1 無(wú)機污垢、如水垢、銹垢、泥垢從化學(xué)成分上看，它們多屬于金屬或非金屬的氧化物及水化物或無(wú)機鹽類(lèi)。

2.2 有機污垢食物殘渣中的淀粉、糖、奶漬、肉汁、動(dòng)植物油跡，衣物上沾染的血污色素、礦物油等，從成分上看它們分別屬于碳水化合物，脂肪，蛋白質(zhì)，有機高分子化合物或其他類(lèi)型的有機化合物。

應該說(shuō)明的是通常說(shuō)的油垢，實(shí)際上可能是；兩類(lèi)性質(zhì)完全不同的有機物。一類(lèi)是礦物油包括機器油、潤滑油等，它們屬于有機物的烴類(lèi)，是石油分餾的產(chǎn)品；二是潤滑油是含有0個(gè)碳原子的烷烴或環(huán)烷烴，而石蠟則是含有20—30個(gè)碳原子；相對分子質(zhì)量更大的烷烴。除了可燃之外，它們可以說(shuō)是化學(xué)穩定性很好的有機物。

另一類(lèi)是油脂，包括動(dòng)物脂肪和植物油；它們屬于有機物酯類(lèi)，是飽和或不飽和高級脂肪酸的甘油酯的混合物。它們與礦物油的區別是在堿性條件下可以發(fā)生皂化。

不同化學(xué)成分的污垢使用不同方法去除，一般情況下，無(wú)機污垢常采用酸堿等化學(xué)試劑使其溶解而去除，而有機污垢則經(jīng)常利用氧化分解或乳化分散的方法從物體表面去除。

三、按親水性分

3.1 親水性污垢如可溶于水的食鹽等無(wú)機物和蔗糖等有機物。

3.2 親油性污垢如油脂、礦物油、樹(shù)脂等有機物。

親水性強的污垢通常用水做溶劑加以去除，親油性污垢則利用有機溶劑溶解，或用表面活性劑溶液乳化分散加以去除。

四、按存在狀態(tài)分

污垢與物體表面結合狀態(tài)是多種多樣的，由于結合作用力種類(lèi)的不同使結合牢固程度不同，因此從物體表面去除污垢的難易也不同。

4.1 單純靠重力作用在物體表面沉降而堆積的污垢

這種形態(tài)存在的外來(lái)污垢，在物體表面上的附著(zhù)力很弱，較容易從物體表面上去除，如衣物或家具表面上附著(zhù)的粗大塵土顆粒。

4.2 靠吸附作用結合于物體表面的污垢

在這種情況下污垢分子與物體表面的分子間存在著(zhù)吸附作用力，這種吸附力既可能是分子間的范德華作用力，也可能是分子間的氫鍵作用或分子間形成共價(jià)鍵的結合。當污垢分子靠吸附作用結合于物體表面時(shí)，特別是污垢以薄膜狀態(tài)緊密結合于表面時(shí)，這種結合力是很強的。與表面直接接觸的污垢分子層由于存在這種強烈的吸附作用用通常的清洗方法常很難把它們去掉。而且以這種狀態(tài)存在的污垢顆粒越小，與物體表面的吸附力也越強，在超精密工業(yè)清洗中要求把這類(lèi)微小的污垢粒子也清除掉，因此要采用一些特殊的方法來(lái)克服污垢粒子對物體表面的吸附作用。

4.3 污垢粒子靠靜電吸引力附著(zhù)在物體表面

當污垢粒子與物體表面帶有相反電荷時(shí)，它就會(huì )依靠靜電吸引力吸附到物體表面有時(shí)污垢粒子與物體表面都帶有相同的負電荷，但物體表面存在帶正電荷的金屬陽(yáng)離子，此時(shí)靠金屬陽(yáng)離子的中間作用，污垢粒子也會(huì )依靠靜電引力間接吸附于物體表面。許多導電性能差的物體表面在空氣中放置時(shí)往往會(huì )帶上電荷，而帶電的污垢粒子就會(huì )靠靜電引力吸附到此物體表面。當將這類(lèi)物體浸沒(méi)在水中。時(shí)由于水有很大的介電常數會(huì )使污垢與物體表面之間的靜電引力大為減弱：此時(shí)這類(lèi)污垢就容易從表面解離。

這類(lèi)由導電性差的材料組成的物體在溶液中加以清洗之后，如果放置在空氣環(huán)境中令其干燥，很可能又會(huì )被帶電的塵埃顆粒污染。為避免發(fā)生這種情況，在超精密工業(yè)清洗工藝中，這類(lèi)物體在清洗處理之后都是放置在十分清潔的無(wú)塵室中進(jìn)行干燥的。

4.4 在物體表面形成的變質(zhì)層污垢

金屬在潮濕空氣中放置會(huì )生銹，銹垢這種污垢不是來(lái)自外界環(huán)境，而是物體與周?chē)h(huán)境中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應在表面形成的變質(zhì)層。這種污垢的特點(diǎn)是在污垢變質(zhì)層與物質(zhì)基體之間往往存在一個(gè)明確的分界面，因此可通過(guò)用酸、堿等化學(xué)試劑或用物理的機械方法把變質(zhì)層，污垢從物體表面除去。

4.5 滲入物體表面內部的污垢

如衣物表面的液體污垢，不僅在衣物表面擴散潤濕，同時(shí)也會(huì )向衣物纖維內部滲透擴散。這種滲入物體內部的污垢清除時(shí)會(huì )遇到更大困難。

4.6 刺破物體表面而楔入內部的堅硬污垢

如金屬切削碎屑和研磨粉楔入物體表面，火車(chē)車(chē)廂的表面涂層被火車(chē)行進(jìn)過(guò)程中車(chē)輪與鐵軌摩擦產(chǎn)生的鐵粉所刺破。

通常把上述前三種情況稱(chēng)為“附著(zhù)污垢”，污垢來(lái)自環(huán)境并且與物體表面存在一明確分界面，這種污垢的清除一般不會(huì )造成物體表面的損傷。而把后三種情況稱(chēng)為“污染污垢”，由于污垢與物體己連成一體并深入到物體表面之內，因此清除這種污垢要認真選擇合適的清洗方法，既要去除污垢，又要盡量避免損傷表面。

五、混合污垢

實(shí)際情況中往往是多種類(lèi)型的污垢以復雜的方式結合在一起，稱(chēng)之為混合污垢。去除這類(lèi)污垢要比去除單一類(lèi)型污垢更困難。

實(shí)例一：金屬表面的混合污垢

在空氣中保存的鋼鐵，會(huì )在表面上形成復雜的金屬氧化物污垢。金屬在與空氣中的水蒸氣及氧氣的接觸中形成表面氧化層，且與環(huán)境中存在的各種極性、非極性物質(zhì)形成復雜的混合污垢。附著(zhù)在金屬表面的固態(tài)污垢不僅有氧化物，還有硫化物、無(wú)機鹽類(lèi)，還可能含有高分子聚合物。在固態(tài)污垢層外邊黏附有液態(tài)的水溶液層，水溶液層中溶有無(wú)機鹽及二氧化碳等物質(zhì)。在液體污垢表面又吸附著(zhù)極性和非極性有機物，在液體層外邊還吸附著(zhù)各種氣體。這樣組成了復雜的污垢結構。圖1-3表示在金屬表面生成的混合污垢模型。

實(shí)例二：指紋

在精密工業(yè)清洗過(guò)程中，常常遇到需要去除附著(zhù)在光學(xué)透鏡或金屬表面上的指紋問(wèn)題。指紋也是一種難以去除的混合污垢，它含有親水的汗液（主要成分見(jiàn)表1-3），也含有親油性的皮脂成分（成分見(jiàn)表1-4）。用通常使用的脫脂清洗方法，往往只對去除皮脂有較好效果，但仍會(huì )有一些污跡殘留下來(lái)，而殘留物中的鹽分和有機酸會(huì )造成金屬的腐蝕。因此為完全去除指紋需要特殊的專(zhuān)門(mén)方法。

表1-3 汗液的主要成分

成分	含量/%	成分	含量/%
水分	98.40%	尿素	0.08
食鹽	0.57	磷酸、乳酸鹽及其他	0.055
脂肪類(lèi)	0.40

表1-4 皮脂的成分

成分	含量變化范圍/%	平均含量/%
游離脂肪酸	2.3~56.0	25.0
三十碳六烯	1.3~17.3	5.0
其他碳氫化合物	0.5~10.0	2.0
蠟質(zhì)	12.3~25.0	20.0
甾醇類(lèi)酯	1.5~4.5	3.0
甾醇類(lèi)	0.7~20.0	1.5
脂肪酸甘油三酯	5.5~37.5	25.0
脂肪酸甘油單酯、雙酯	3.5~13.5	10.0
其他	5.0~12.0	8.5