高高在下张卫健:化学与生活

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化学与生活
人类的生活离不开衣,食,住,行.而衣,食,住,行又离不开物质.在这些物质中,有的是天然存在的,比如我们喝的水,呼吸的空气;有的是由天然物质改造而成的,如我们吃的酱油,喝的酒,是由粮食加工和经过化学处理得到的.更多的物质不是天然生成的,而是用化学方法由人工合成的,如化肥,农药,塑料,合成橡胶,合成纤维等.它们形形色色,无所不在,使人类社会的物质生活更加丰富多采.
放眼四顾,在厨房,餐桌,农田,厂矿,我们都会看到各种各样的化学变化,五光十色的化学现象.可以说,生活中处处有化学.
本部分从应用的角度介绍跟人们生活密切相关的若干专题所涉及的化学知识.
一,塑料化学纤维合成橡胶胶粘剂
一)塑料
顾名思义,塑料是一类具有可塑性的高分子材料.它的主要成分是合成树脂.合成树脂的基本原料是乙烯,丙烯,丁二烯,乙炔,苯,甲苯,二甲苯等低分子量有机化合物.它们主要来源于石油,天然气,煤,电石等自然资源.这些物质有的能直接反应制得合成树脂,有的要在一定工业条件下与其他物质先合成各种单体,再由单体合成树脂.合成树脂在常温常压下一般是固体颗粒或粉末,也有糊状的液体.例如,低分子量聚乙烯是蜡状物,高分子量聚乙烯是乳白色的固体.
塑料的组成
合成树脂约占塑料总质量的40～100%(有机玻璃是纯聚甲基丙烯酸甲酯树脂),因此塑料的基本性能主要取决于合成树脂的性质.为了改善塑料制品的某些性质,便于加工成型,常要在树脂中加一些辅助剂,主要有填料,增塑剂,稳定剂和色料.
(1)填料 根据需要,在树脂中加入适当的填料,可以提高塑料的强度和使用温度,还能降低成本.常用的填料有锯木屑,石棉,碳酸钙,亚硫酸钙及云母等.例如,最早人工合成的酚醛树脂,主要缺点是性脆,加入木屑粉后机械强度有明显提高.
(2)增塑剂 在树脂中加入增塑剂来增强可塑性,使塑料柔软,富有弹性,容易加工.常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类,癸二酸酯类,磷酸酯类等.
(3)稳定剂 稳定剂能防止塑料在加工和使用时分解变质,延长使用寿命.稳定剂要求在加工成型中不分解,能跟树脂互溶,在使用环境和介质中稳定.常用的有金属皂类(如硬脂酸铅)和环氧化油等.
(4)色料 为了使塑料制品美观,漂亮,通常要加入一些有机染料和无机颜料.加入的色料要在加工时稳定,分散性好,容易着色,跟塑料中的其他成分不发生反应.珠光剂和荧光剂常作塑料的色料.
此外,还有防腐剂,润滑剂,发泡剂,抗静电剂等.不是所有的塑料都要加入每一种辅助剂,而要根据塑料品种和使用要求选加辅助剂.
塑料的分类
塑料品种繁多,到目前为止,已投入工业生产的有400多种,主要品种有近百种.对这么多的塑料通常有两种分类方法.
按受热表现,分为热塑性塑料和热固性塑料.前者加热到一定温度就变软或熔化,具有可塑性,冷却变硬,固化,这种变化能反复发生.因此,这类塑料的旧,废品可以生产再生塑料制品.这类塑料的树脂呈线型或支链结构(见上图).后者在加热初期变软,能制成各种形状的制品.它在再加热后固化变硬,再加热也不能变软,就是没有可塑性.这类塑料的树脂分子在加热时交联而变成网状结构(如右图).
根据不同的用途,塑料分通用塑料和工程塑料.前者产量大,价格低,用途广,主要用于日常生活制品和一般的零件.后者强度高,耐磨,耐腐蚀,尺寸稳定性好,常代替木材,钢铁及一些有色金属作工程结构材料,以及在化工和新技术方面有特殊要求的材料.下面是塑料的分类表.

部分通用塑料的性能和用途
聚乙烯 英文简称PE,1933年发明,1939年投入工业生产.它是乙烯的聚合物.它无毒,容易着色,化学稳定性好,耐寒,耐辐射,电绝缘性好.它适合做食品和药物的包装材料,制作食具,医疗器械,还可做电子工业的绝缘材料等.
聚丙烯 英文简称PP,1954年发明,1957年投入工业生产.它无毒,制品能在沸水中消毒.它有优良的刚性和延伸性,耐冲击,能反复弯曲,有良好的电绝缘性.它用于食品和药物的包装,生产医疗器械,能制成日常生活用品,电器具和各种管材.合成纤维能制作鱼网和滤布.
聚苯乙烯 英文简称PS,1839年发明,1930年投入工业生产.它透明,无味,无毒,容易着色,坚硬,电绝缘性好,但吸水性差.它用于制作日常生活用品,玩具和装饰品,适宜生产仪表外壳,车辆灯罩.聚苯乙烯泡沫塑料有隔音,绝热功能,能作剧场,冷藏库的墙体隔层材料.
聚氯乙烯 英文简称PVC,1872年发明,1930年投入工业生产.它化学稳定性好,耐酸,碱和有些化学药品的侵蚀.它耐潮湿,耐老化,难燃.它使用时温度不能超过60℃,在低温下会变硬.聚氯乙烯分软质塑料和硬质塑料.软质的主要制成薄膜,作包装材料,防雨用品,农用育秧膜等,还能作电缆,电线的绝缘层,人造革制品.硬质的一般制成管材和板材,管材用作水管和输送耐腐蚀性流体管,板材用作各种贮槽的衬里和地板.
聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃) 英文简称PMMA,1932年发明,1936年投入工业生产.有机玻璃的透明度可达91～93%,能透过紫外线.它密度小,耐冲击,抗碎裂能力超过普通玻璃的10倍.它是制作光学仪器的重要材料,能制作汽车,飞机的风档,座舱,大型建筑物和住房的天窗,电视机,雷达显示器的屏幕,仪表外壳,灯罩及各种装饰品.它还能作假牙,齿托,假肢和人体模型.
酚醛塑料 英文简称PF,1872年发明,1909年投入工业生产.它有一定的机械强度,有较好的绝缘性能,并有耐热,耐磨,耐腐蚀等特性.它主要作电绝缘材料,如电灯开关,插头,插座,电话机外壳等.用聚酰胺,石墨,玻璃等纤维增强的耐高温酚醛塑料有优异的耐热蚀性能,能制作火箭,导弹等高速飞行器的防热护层和外壳.
氨基塑料 氨基塑料的主要品种有脲醛和三聚氰胺.脲醛容易着色,耐溶剂.三聚氰胺有银光感,色泽光亮,艳丽.它耐热,耐水,耐磨,主要用于生产各种餐具,日用品,还是制作胶合板,纤维板,装饰板的材料.
聚氨酯塑料 英文简称PU,1947年发明,1953年投入工业生产.它有韧性,耐磨又耐冲击.它常制成软泡沫塑料,这种塑料保暖,透气,弹性好,是绝热,隔音,防震的好材料,主要用作服装衬里,床垫,椅垫等.
ABS塑料 1947年投入工业生产.该塑料坚韧,质硬,耐磨,耐冲击,耐化学腐蚀,电绝缘性好,容易电镀.它在机械工业上作齿轮,轴承,电机,仪表外壳以及家用电器(冰箱,洗衣机等)的外壳,还可以作纺织用的纱管,飞机上的装饰板,窗框和隔音板.
聚碳酸酯 英文简称PC.1953年发明,1958年工业化生产.聚碳酸酯的透光率近90%,有"透明金属"之称.它韧性好,抗冲击,吸水率低,耐高温和低温,还能电镀.能代替某些特种合金,玻璃等作计算机,电视机,收音机等的零件,代替铜,铝,锌制作齿轮,杠杆,曲轴等,还可作汽车,探照灯的灯罩和激光唱片的基料.
聚甲醛 英文简称P0M,1920年发明,1962年投入工业生产.它机械强度大,刚性好,而且特别耐磨,耐疲劳,耐水.它能代替钢,铝,锌作汽车,飞机,电器,遥控装置的精密零件,还在机械工业中制作齿轮,轴承,传送带等.
聚苯醚 英文简称PP0,1964年发明,1965年投入工业生产.它吸水性小,耐酸,碱,化学试剂的腐蚀,电绝缘性能好,使用温度范围在-40℃～120℃.它适用于制作热水管道,化工管道,泵的叶轮,叶片,阀门,还能代替不锈钢做各种化工设备,还可作电机的电极,转子,机壳和电视机中的调谐片,雷达的波导管等.
聚砜 英文简称PSE,1965年投入工业生产.它无毒,韧性好,电性能优良,在使用温度范围(-60℃～150℃)内能保持各种机械性能,自熄性好,能电镀.它适于制作汽车,化工设备的零件,也是人造卫星,飞机内一些部件,制品所需的新型复合材料,还可制作贮存食品的容器.
聚酰胺 英文简称PA,1935年发明,1939年投入工业生产.它有良好的机械强度,弹性模量比金属低,还有自润滑性能,导热系数只有金属的1/100.它用于制作各种外形复杂或带金属嵌件的用品,是制作轴承,齿轮,螺钉,螺帽和各种衬垫的材料.
常用塑料的鉴别
随着塑料工业的发展,塑料品种越来越多,应用范围更广,跟人们的关系越来越密切.因此,我们应该知道一些常见塑料的鉴别知识,以便合理地选购,使用,保管和修补塑料制品.现介绍简单易行的外观鉴别法和燃烧鉴别法.
(1)外观鉴别法外观鉴别法根据各种塑料制品的特征,由看,摸,听,闻,掂等方法来鉴别塑料.这种方法简单,方便,但只能作出初步判断.下面介绍几种常见塑料制品的识别特征.
聚乙烯塑料在不加着色剂时是乳白色半透明体,手摸有蜡状滑腻感觉,质轻柔软.它有韧性,易弯曲,能浮在水面上.聚乙烯薄膜用手抖动,声音发脆.
聚丙烯塑料不加着色剂时是乳白色半透明体,比聚乙烯更透明一些.它手感润滑,但没有聚乙烯那种滑腻感.它比同体积的聚乙烯轻,能浮在水面上.
聚苯乙烯是无色透明体,表面硬而有光泽.它容易着色,色泽晶亮.聚苯乙烯的制品落地或敲打时发出类似金属的清脆声音.它看上去像玻璃,容易摔碎.在80℃的热水中能软化.
聚氯乙烯的硬制品表面坚硬平滑,敲击时没有聚苯乙烯那样的清脆声,而是闷音.软制品表面光滑柔软,有弹性,放在水里会下沉.它在60℃的热水中易发软变形,有时还能闻到特殊的气味.
有机玻璃外观像水晶,有光泽,质轻.摩擦时略带果香味.它的着色制品色泽鲜艳,表面光滑.它的表面硬度低,容易划痕,划痕用软布加牙膏摩擦可以消除.把它放入水里会下沉.
酚醛塑料(电木)多为不透明的棕,灰,黑色固体.它的表面坚硬,质脆易碎,敲击时发出类似木板的声音.它在热水中不变软.
脲醛塑料(电玉)的表面光亮,色泽鲜艳,比酚醛塑料更硬,在热水中不变软.
赛璐珞的本色制品是半透明体,柔软而有弹性,摩擦时产生樟脑气味.它的耐热性差,在沸水里软化.它极易燃烧.
(2)燃烧鉴别法不同的塑料,燃烧的难易程度,火焰的颜色,燃烧状态和产生的气味等都不相同.根据以上燃烧特征可以鉴别各种塑料.把一小块塑料放在铁板上加热,如果塑料先变软后熔融,最后烧焦,这就是热塑性塑料.如果加热不经过变软而变脆,最后烧焦,就是热固性塑料.然后做燃烧试验.把要鉴别的一小块塑料用火柴或酒精灯点燃,仔细观察塑料燃烧时发生的各种现象,对照下表中各项内容作出判断.

塑料工业的发展
近些年来,世界各国塑料工业的发展有起有伏,但工程塑料的产量一直稳步增长,应用范围越来越广.目前世界各国都相当重视工程塑料的研究开发和生产,它预示塑料工业今后发展的趋势.
目前工程塑料品种不少,今后还会研制一些新品种,但发展的重点是对现有品种的改性和扩大应用范围.而改性研究开发的重心已从原有的均聚物转向开发有特殊性能的共聚物.例如,ABS塑料是由苯乙烯,丙烯腈和丁二烯三种单体共聚而成的.ABS的开发,是基于丙烯腈有优良的耐化学腐蚀性能和表面硬度,丁二烯有无比的韧性,而苯乙烯有良好的加工性能和染色性能.三者共聚就得到有优良综合性能的ABS.又如,制造医疗器械的聚碳酸酯常因辐照和消毒,容易发黄和变脆.为了克服这一缺点,人们开发出聚碳-嵌段共聚物.它能耐γ-射线的辐射,在较低温度下,有较高的弹性和冲击强度,并有优良的韧性和卓越的耐燃烧性能.
功能塑料是一类具有特殊性能和特殊用途的塑料,它跟医疗卫生,火箭,导弹,宇航技术和原子能工业的发展密切相关,因此受到各国的重视.目前,全世界正在研制的功能塑料主要有以下三类.
(1)导电塑料 塑料通常对电有绝缘性,因此它在电气工业中广泛用作电绝缘材料.然而,在有些工业中,特别是计算机行业,需要大量质轻,容易加工而能导电的塑料,用来保护与屏蔽电磁波的辐射,降低电绝缘体的使用量.
从已问世的导电塑料来看,通常分结构型和复合型两大类.结构型指高分子由离子或电子导电.这类高分子制备和提纯困难,有实用价值的比较少,多属于半导体材料和光导材料.
目前开发较多的是复合型导电高分子材料,它是以聚合物为基体,跟各种导电物质(如金属,炭黑,石墨,纤维等)复合而制得.例如,在聚丙烯中加入导电性填料(如炭黑),抗氧剂,润滑剂,经混炼成型,再加工就能制得导电聚丙烯塑料.意大利一家公司生产一种导电塑料,它是在不同的聚合基体(如ABS,PC,PPE或PA)中加入防锈的钢纤维,制得导电塑料.这种塑料用于不同领域中,如电子行业中制成电器的罩壳,在汽车行业,通讯行业中制成电器控制器.
(2)耐高温塑料 耐高温热塑性塑料,在应用方面,一直占有其他塑料无法比拟的特殊地位.目前常用耐高温热塑性塑料代替钢材制作食品加工焙烘模具.这种塑料焙烘模具完全符合食品规范指标,而且不需要任何抗粘涂层,加热温度可达220℃,可以在微波炉中使用.例如,一种改性的聚醚亚胺除能加热到250℃外,还有优越的耐水解性,低吸水性,耐燃,高透明度和高机械强度等性能.又如,聚酰亚胺塑料的突出性能是耐高温,能在260℃以下长期使用,间断使用温度可达480℃.它适宜制成在高温下使用的制件.聚二苯醚在高温下仍能保持较强的粘结能力,在250℃下加热3000小时,其粘结能力不受影响.用这种树脂浸渍过的玻璃纤维可以制作火箭重要部位的外壳.
(3)阻燃塑料 这是具有自熄性和不燃性的塑料.一般的塑料容易起火燃烧.为了克服塑料易燃的弱点,阻燃塑料就应运而生.
阻燃塑料较难引燃,引燃后火焰传播比较慢,或者火焰移走后能自行停止燃烧.使塑料阻燃的办法是加入阻燃剂.阻燃剂分反应型和添加型两类.反应型通常是把含卤素,磷的多元醇,多元酸和含卤素的聚异氰酸脂通过缩聚反应接到塑料基体的高分子链上,制成阻燃塑料.市场上广为销售的卤素取暖器,里面用的就是含卤素阻燃剂的阻燃塑料.添加型就是在塑料加工时把诸如水合氧化铝,三氧化二锑,磷酸酯,有机卤化物等阻燃剂掺混到塑料中而制得.目前市场上的阻燃塑料中,后者的比重占80%.
随着对高分子化学的深入研究,许多具有特殊功能的高分子新材料将陆续问世,它在科研,生产和人们的生活中会显示越来越重要的作用.
二)化学纤维
化学纤维的分类
化学纤维是用天然的或人工合成的高分子物质经化学,机械加工而制得的纤维.
化学纤维可按原料来源,加工方法,纤维性能等分类,但一般都按原料来源(化学组成)分类.
根据原料来源的不同,各类化学纤维的关系见下表.
由上表可见,人造维和合成纤维是化学纤维的两个主要分支.人造纤维是利用天然高分子化合物,如纤维素或蛋白质为原料,经过一系列化学处理和机械加工而制得的纤维.合成纤维是以石油,煤,石灰石,天然气,食盐,空气,水以及某些农副产品等不含天然纤维的物质作原料,经化学合成和加工制得的纤维.合成纤维比天然纤维有一些优异的性能,它的生产又摆脱自然条件的限制,因而合成纤维有广阔的发展前途.
化学纤维的命名
根据我国有关部门规定,人造纤维的短纤维一律叫"纤"(如粘纤,富纤),合成纤维的短纤维一律叫"纶"(如锦纶,涤纶).如果是长纤维,就在名称末尾加"丝"或"长丝"(如粘胶丝,涤纶丝,腈纶长丝).关于混纺或交织的织品,就按照组分的多少顺序来命名,组分多的排在前,组分少的排在后.如果组分相同,就按天然纤维,合成纤维,人造纤维的顺序排列.例如,65%的棉花,35%的涤纶混纺府稠叫棉涤府稠,65%的涤纶,35%的棉花混纺府稠叫涤棉府绸,1/3粘丝,1/3羊毛,1/3涤纶混纺华达呢叫毛涤粘华达呢.根据上述原则,化学纤维的命名汇总于下表.
常见化学纤维的性能和用途
不同的化学纤维,因化学组成不同,性能各异,所以在应用上也是扬长避短,充分发挥其优势.下面简单介绍几种常见化学纤维的性能和用途.
(1)粘胶纤维 它是人造纤维,在1891年发明,1905年投入工业生产.它吸湿性好,容易染色,干态时的强度接近棉纤维.它的缺点是湿态时强度较低,容易变形.它广泛用作棉,毛,丝绸厂的原料,常跟棉纤维,涤纶,锦纶等混纺.工业上用它作制造轮胎的帘子布.
(2)涤纶 它是最常见的合成纤维,在1941年发明,1953年投入工业生产.它的最大特点是弹性好,抗皱,保型,强度高,耐磨性比棉高1倍,比羊毛高3倍.热稳定性好,电绝缘性优良,不发霉,不怕虫蛀.缺点是吸湿性,染色性较差.它主要用于生产各种混纺或交织品,大量用作衣料.目前通过纺织加工,生产各种仿丝,仿毛,仿棉,仿麻织品.这类混纺织品的效果越来越近似于天然纤维织品,在工业上作绝缘材料,传送带,轮胎的帘子线等,在医疗上用于制造血管,角膜支架,心瓣膜,心血管等.最近,用针织涤纶和硅橡胶试制成人造头颅骨.
(3)锦纶 它在1935年发明,1939年投入工业生产.它的耐磨性比棉纤维高10倍,比羊毛高20倍.它强度高,弹性好,耐腐蚀,不霉,不蛀.缺点是耐光,耐热性较差.它主要用于生产长丝,是各种针织品和丝绸品的原料.短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺,增强织物的牢度.它在工业上制作渔网,降落伞,也是生产日用品牙刷,衣刷,绳索的材料.
(4)腈纶 它在1942年发明,1950年投入工业生产.腈纶质轻而柔软,弹性特别好,蓬松而保暖,性能胜过羊毛,还耐热,耐晒,耐酸腐蚀,不霉,不蛀.缺点是耐磨性差,吸湿,染色性能不够好.它主要用于生产短纤维,用以代替羊毛纯纺,或跟羊毛和其他化纤毛型产品混纺,如腈纶膨体纱,混纺毛线及各种混纺衣料.腈纶长丝能织成绸缎,还是生产工业用石墨纤维和碳纤维的原料.
(5)维纶 它在1939年发明,1950年投入工业生产.它的最大优点是吸湿性好,在标准条件下的吸湿率是4.5%～5%.它结实耐磨,比棉纤维高5倍多,还耐酸,耐腐蚀,不蛀.缺点是耐光,耐热性较差,不容易染色,织物不够挺括.它的短纤维主要跟棉纤维混纺,少量跟粘胶纤维混纺,制成隐条,隐格.工业上做帆布,过滤布,输送带,包装材料和劳动保护品,更宜做渔网,舰船绳缆等.
(6)丙纶 它在1954年研制成功,1957年投入工业化生产.丙纶强度高,耐磨性能仅次于锦纶,弹性好.它密度小,能浮在水面上,吸水率低,还耐酸,碱腐蚀,不霉不蛀.最大的缺点是难染色,容易老化.这一缺点限制它应用在服饰上.它主要用于生产不经传统的机织,针织或编织等加工制成的无经,无纬之别的纺织品,广泛用于建筑,水利,装潢,医疗和服装等各个行业.丙纶经改性后能制成抗老化,着色和吸水性好的特色纤维.
(7)氯纶 氯纶于1941年研制成功,1950年投入工业生产.它的主要特点是难燃,离火后自熄,能耐酸,碱,氧化剂和还原剂,稳定性极好,而且保暖性能好,耐晒,耐磨.利用氯纶的耐燃性,常作车厢中的座垫材料,沙发套,地毯,防火帘,消防队员和护林队员穿的工作服,氯纶在工业上作防腐蚀滤布和仓库用的复盖材料等.短纤维织品做内衣,对风湿性关节炎有一定的辅助疗效.
合成纤维的新品种
随着合成高分子聚合物的改性和加工技术的发展,化学纤维新品种日新月异,这对改善工业结构材料,丰富人们的衣着起很大的作用.下面简要介绍供纺织用的主要化纤新品种.
(1)异形纤维 异形纤维是相对于圆形纤维而言的.它是用有特殊几何形状的喷丝板孔挤压出来的,使截面呈一定几何形状的纤维.目前生产的异形纤维主要有三角形,丫形,五角形,三叶形,四叶形,五叶形,扇形,中空形等.异形纤维跟一般的纤维相比,有如下特点.第一是光学效应好,特别是三角形纤维,具有小棱镜般的分光作用,能使自然光分光后再度组合,给人以特殊的感觉.第二是表面积大,能增强复盖能力,减小织物的透明度.还能改善圆环纤维易起球的不足.第三是因截面呈特殊形状,能增强纤维间的抱合力,改善纤维的蓬松性和透气性.第四是抗抽丝性能优于圆形纤维.它大量用于机织,编织及地毯工业中.我国利用异形纤维主要生产纺织品和针织品,如生产仿细夏布,波纹绸,仿薄丝,仿绢和毛料花呢等.
(2)中空纤维 中空纤维的内部有孔穴结构.兼有异形截面和孔穴结构的纤维,叫做异形中空纤维.中空和异形中空纤维的最大特点是保暖性大大优于同类的一般纤维.中空纤维有光的反射效应,使织物有毛料的膘光感.圆形中空纤维跟毛纤维混纺,能制成高级毛料织物.星形中空短纤维跟各种纤维混纺,织成仿中厚花呢料,它质地轻柔,手感丰满.异形中空纤维广泛用于制地毯和毛毯,这些制品富有弹性和蓬松性,不易起球.据报道,钮扣状截面异形锦纶纤维用于生产地毯,有可能取得"霸主"地位.
(3)复合纤维 由两种或两种以上的成纤聚合物熔体或浓溶液,利用组分,配比,粘度等的差异,分别输入同一纺丝组件,并在组件的适当部位汇合,在同一喷丝孔喷出,就形成复合纤维.可以制成并列,包芯,海岛,天星型等不同品种的复合纤维.复合纤维含有性能不同的两种或两种以上的化学组分,在一定程度上能优劣互补,填平缺陷.例如,用锦纶和蛋白质人造纤维纺成的并列复合纤维,它的织物弹性好,手感能跟羊毛相比;它的永久卷曲性,尺寸稳定性,蓬松柔软性等方面超过羊毛.又如,用涤纶长丝作内芯,棉纤维作外层制得的复合纤维,具有棉纤维的良好吸湿性,能克服涤纶纤维织物穿着闷热,不吸汗的缺点,又有涤纶的牢度,因此叫"舒适的确良".用这种复合纤维织成的布,如果在花纹处用酸烂掉外包的棉纤维,露出涤纶芯丝就构成透明的花纹,这就是"烂花的确良".
(4)超细纤维 一般化学纤维的纤度(即粗细)多在1.11～15旦之间,直径大约10～50微米.超细纤维的纤度通常在0.1～0.5旦之间,直径一般小于5微米.有些特殊用途的超细纤维甚至细到0.001旦.用超细纤维织成的织物格外精细,特别柔软光滑,还有独特的光泽和颜色.因此,有用超细纤维制成的人造革,优质针织品和机织品.用超细纤维制作的仿麂皮,有茸毛致密,不易脱落,手感柔软的优点,质量常超过真麂皮.工业上可用它制作高效能过滤布,用在除尘设备中,使除尘效率提高到99%以上.超细纤维还可以制成有特种用途的合成纸,既用于过滤,又可在光学上作玻璃镜头的揩试纸.
(5)变形丝 利用合成纤维受热塑化变形的特点,在机械和热的作用下,使伸直的纤维变成卷曲的纤维,叫做变形丝(也叫变形纤维).变形丝分为两类.一类是以蓬松性为主的,外观体积蓬松.以腈纶为主要原料的变形丝,叫做膨体纱,用于生产绒线和针织内外衣.另一类是以弹性为主的,叫做弹力丝.弹力丝分高弹和低弹两种.高弹丝以锦纶为主,多用于生产弹力衫裤,弹力袜等.低弹丝以涤纶为主,主要用于生产外衣和室内装饰布.丙纶低弹丝常用于制作地毯.
(6)空气变形丝 利用压缩空气,使化学纤维的长丝发生喷气变形,丝束外圈局部起小卷,再使它部分断裂,形成若干端头露在外面,看上去十分接近用短纤维,按常规方法纺织,就得到空气变形丝.
空气变形丝在生产时省略切短化纤长丝,再纺成长纱的生产过程.由它织成的织物,外观和手感接近用短纤维织成的织物,还有吸湿性.它可以用来生产仿绢丝,仿棉或仿毛形织物,分别用作衣料,家具布,毡毯或汽车用布.估计到本世纪末,空气变形丝将会有相当的发展.
(7)网络丝 根据需要,有时为了增加化纤织物的耐屈曲强度和改善织物的手感,常用15～100根很细的单丝合并成复丝使用.在复丝或喷丝时用压缩空气吹松丝条,并使它们相互旋转,扭合,形成许多网络点,这就是网络丝.网络丝因有网络结点,用它织成的织物厚实,表面有仿毛感.网络丝强度较高,织造时能省去加粘,上浆操作,所以网络丝又叫"免浆丝".它是国外70年代生产的化纤新品种.
(8)高吸湿纤维 一般合成纤维的吸湿性比较差,用它做衣服,夏天穿着有潮湿闷热的感觉.为了克服这一缺点,人们研制出有良好吸湿性的合成纤维.吸湿纤维是由普通纤维高聚物经过化学改性或物理改性制得的.化学改性方法就是在普通纤维分子长链中接上羟基,磺酸基等亲水性基团或接上吸水性盐类,使纤维有吸湿性.物理改性的主要途径是使纤维具有无数直径小于3微米的多孔性中空结构,利用毛细管作用增强吸湿性,起输湿作用.也可以使纤维表面粗糙化,异型化或超细化来增强纤维的吸湿性.高吸湿纤维主要用来制作运动服和贴身内衣.
(9)高收缩纤维 高收缩纤维是受热后收缩率特别高的纤维.例如,普通涤纶受热后的收缩率只有10%,而高收缩涤纶受热后的收缩率高达50%.国产的人造麂皮所用涤纶的收缩率也能高到40%.它的织物经加热处理后,由于纤维收缩,织物显得特别致密丰满.如果织物的局部使用高收缩纤维,受热收缩后会出现类似泡泡纱或提花等立体感很强的花纹.用高收缩纤维制作化纤平绒,灯芯绒的起绒底布.底布受热收缩时能使绒毛更加致密.试验用纯涤纶高收缩纤维和常规纯涤纶纤维混纺或交织,织物经加热定型后,可以得到各种式样的波纹纯涤纶织物.细支涤纶高收缩长丝,可以用来制作仿麂皮和花色丝绸.
(10)有色纤维 有些合成纤维染色十分困难,为了解决某些纤维不易染色的困难,人们成功地在喷丝以前的原液里加入各种着色剂,使极细的色粒均匀分散在原液里,用这种有色的原液能喷纺出各种颜色的纤维.这种方法着色效果好.在生产高聚物中,在聚合时添加着色剂或给聚体涂复着色剂,同样能达到着色的目的.我国已生产有色纤维.
(11)高强度模量纤维 强度大于8.8CN/dkex①,模量大于176CN/dkex的合成纤维,叫做高强度模量纤维.例如,美国研制成功的凯夫拉尔(我国叫芳纶——1414)纤维,强度是同质量钢丝的5倍.它密度小,只有钢丝的1/6,还能透过微波.它可以做航空器材的增强材料.以粘胶纤维,腈纶,沥青纤维为原料,经高温炭化,石墨化,得到的高强度,高模量炭纤维,在原子能,冶金,化工方面有广泛的应用.
(12)仿真纤维 仿真纤维是指合成纤维通过改性和纺织加工,使它的结构和使用性能接近天然纤维,这种纤维叫做仿真纤维.它包括仿棉,仿丝,仿毛和仿麻纤维.下面以涤纶为例介绍仿真纤维的一般常识.
仿真丝涤纶织物既保持涤纶的优点,又改善它的不足之处,使它的产品具有真丝的特色.市售的各种涤纶乔其纱,双绉,绢纺,锦缎等就是仿真丝涤纶织物.它们手感柔软,穿着舒适,比天然真丝织物轻,软,挺,耐洗和耐穿.
仿毛型涤纶织物,一般是通过选用纤维的适当纤度,卷曲度,纤维截面的形状及混纺比例来达到其织物的刚柔性,蓬松性.
天然麻是截面呈五角形或六角形的中空异形纤维.早期的仿麻型涤纶产品主要有豆形和哑铃形截面两种.近年来国际市场上具有麻型手感的涤纶产品很多,不仅形态逼真,而且色泽鲜艳,穿着舒服.
部分特种合成纤维
特种合成纤维是指有特殊性能和在特殊领域应用的纤维.下面分别介绍几种特种合成纤维的性能和用途.
(1)阻燃纤维 根据纤维燃烧性能的不同,可分为不燃纤维(如石棉,玻璃纤维),耐热纤维(聚四氟乙烯,酚醛纤维),阻燃纤维(偏氯纶,氯纶)和可燃纤维(如涤纶,锦纶,腈纶,丙纶).在中,小型火源点燃下产生小火焰燃烧,当撤走火焰时,火焰能较快地自行熄灭,这一类纤维,叫做阻燃纤维.为了防止易燃物质燃烧,大约在200年前,法国化学家盖·吕萨克研究过阻燃织物.随着城市现代化建设的发展,研究阻燃纤维对防止火灾有十分重要的意义.因此,近20年来,开发阻燃合成纤维受到各国的普遍重视.
生产阻燃纤维比较多的是用阻燃剂对纤维进行阻燃整理,使纤维有阻燃性能.阻燃剂大多数是卤素,磷及其化合物为主要成分的化学药品.例如,偏氯纶(聚偏二氯乙烯)是改性后的氯乙烯-偏二氯乙烯的共聚物.其中含氯乙烯30～10%,偏氯乙烯70～90%.偏氯纶聚合物在仿丝时,加入少量液态卤化苯等软化剂和热稳定剂,用熔纺法纺入空气中,然后进入冷水(10℃)槽,再经过拉伸卷绕即得成品.偏氯纶除具有较好的阻燃性,耐热性和回弹性外,还具有耐磨性和耐浓酸的腐蚀性(仅次于氟纶).
(2)耐腐蚀纤维 这是一类耐化学试剂腐蚀的纤维.聚四氟乙烯(简称氟纶)是耐腐蚀纤维的杰出代表.它在浓硝酸,浓硫酸,王水和浓碱中丝毫不受损,在各种有机溶剂中几乎不膨润.此外,氟纶的耐热稳定性较好,在200℃加热四天,强度保持率是97%.它在室外放置15年而无老化现象.它的导电,导热率低.它还有优良的电绝缘性能,阻燃性也是合成纤维家族中的冠军.氟纶在工业上主要作耐腐蚀泵和阀门的填料,如作输送发烟硫酸的离心泵填料,使用寿命可达100天,如果用石棉作填料,只能用20天.用氟纶编织布制成的滤袋或滤垫,能在高温和化学腐蚀环境中使用.据目前已知,氟纶在飞船舱的富氧环境中是最好的阻燃纤维,可制成太空衫和防火服.人类第一次登月的太阳神——11号太空衫就是用氟纶纤维制作的.在生物医学工程中,氟纶的应用也日益扩大,可以用它制作人工血管,心脏瓣膜,人造膀胱等脏器,使用十分安全.
(3)耐辐射纤维 耐各种射线辐照的纤维,如聚酰亚胺纤维是60年代才开发的功能纤维,它的突出性能是耐辐射.用高能量的γ射线照射8000次,它仍能保持原有的机械性能和电气性能.聚酰亚胺纤维主要用于宇航,电气绝缘以及原子能等工业上,如制作宇宙飞船,人造卫星和核动力站所需的各种织物,层压制品,涂层织物和耐辐射降落伞等.
(4)高强度,高模量碳纤维 碳纤维是有机纤维在1000℃以上碳化,使含碳量在85%以上的纤维.根据性能不同,碳纤维分为高强度,高模量碳纤维,活性炭碳纤维以及离子交换碳纤维.目前碳纤维已发展成为用途广泛,性能优异的工业用高性能纤维.聚丙烯腈基和纤维素基碳纤维是目前用量最大的两种高强度,高模量的碳纤维.它的化学性能类似于块状碳,温度高于400℃时会出现明显的氧化.它有良好的耐低温性能,还有耐油,耐辐射,吸收气体和减速中子的特性.它们本身的用途不大,通常作为负荷传递的一种媒介加入到树脂,金属,陶瓷中,或用化学气相沉积法把碳沉积在纤维织物中,制成复合碳纤维,才能使它成为有用的工业材料.
目前碳纤维的应用已深入到人类活动的各个领域,特别是宇航工业,飞机制造业,汽车工业和运动器械等方面的应用令人瞩目.例如,哥伦比亚号航天飞机的两只控制火箭喷口都使用碳纤维复合材料.用碳复合材料制成的飞机比铝制飞机减重15%～30%,成本下降20%.汽车上有20%～60%的部件可用碳纤维增强塑料制造.碳纤维增强塑料可用于制造运动器械,如网球拍,高尔夫球棒,赛艇,赛车等.
(5)离子交换纤维 离子交换纤维跟电解质溶液接触时,纤维上的离子能跟溶液里的离子作有选择性的交换.它分阳离子交换纤维,阴离子交换纤维和两性离子交换纤维.此外,离子交换纤维还有一定的强度,耐化学腐蚀等性能.它多用于钢铁,化工,轻工业生产过程中对废酸,废碱,废液和废气的回收,净化处理.它广泛用于海水淡化,工业用软水的制备,无离子纯水的生产以及制盐工业.
化学纤维的鉴别方法
鉴别化学纤维的方法很多,归纳起来可分成两类.一类是感观鉴别法,就是通过人的感觉器官(不需要任何药品和仪器)凭经验来鉴别.这种方法简单易行,但准确度不高,只能作出大体上的判断(或和其他方法组合使用),可供广大读者在选用衣料或需要识别织物的组成时参考.另一类方法是利用纤维的各种不同物理,化学性质,通过试验来鉴别.这类鉴别的常用方法有燃烧鉴别法,溶剂溶解鉴别法,试剂显色鉴别法,显微镜鉴别法等.这类鉴别法比感官鉴别法准确,可靠.混纺织品,一般需要几种方法配合使用,进行综合分析,才能得到确切的结论.下面介绍简易的感官鉴别法和燃烧鉴别法.
(1)感官鉴别法主要是用眼看织物的颜色和光泽,用手摸织物所得到的感觉,紧攥织物放松后看形成的折痕恢复的难易情况,然后综合分析这些感官现象,作出初步判断.
①化纤棉织品目前化学纤维棉织品的主要品种有涤棉布,富纤棉布,粘棉布和维棉布等几种,它们的主要感官特征见下表.
②化纤毛织品化纤毛织品跟纯毛织品比较,一般有下表所列特征.
③化纤丝绸织品较常见的化纤丝绸品主要有人造丝,锦纶长丝和涤丝长丝几种.除人造丝外,其余的单一织品不多,大多是和蚕丝交织的混纺品.下表介绍它们跟真丝织品的特征比较.
(2)燃烧鉴别法燃烧鉴别法根据纤维燃烧的难易,火焰的颜色,散发出的气味以及留下灰烬的状态,颜色特征等,大体判断纤维的种类.先在织物上抽出几根经纱和纬纱,分别用火柴点燃,仔细观察纤维在燃烧时发生的各种变化,再根据下表(682页)判断.下表介绍几种主要纤维燃烧时的特征.
化学纤维的洗涤
洗涤化学纤维要科学合理,否则易引起纤维变形,变质,老化以至破损.本书只从化学角度说明洗涤化学纤维织物时应注意的问题.
(1)洗涤剂的选择商店出售的肥皂和合成洗衣粉有普通的和中性的两种.普通肥皂和洗衣粉碱性较强,去污效果比较好.洗涤化学纤维织物,上述两类洗涤剂一般都可以使用.有些品种,如粘胶纤维,腈纶纤维,合成纤维和羊毛的混纺织品等,它们耐碱性较差,不宜用碱性较强的洗涤剂来洗,最好选用碱性较弱或中性洗衣粉洗.
洗涤剂选好后,一般都应严格按照使用说明书上的用量和用法去做.洗液浓度大致可以这样掌握:在普通洗脸盆里放大半盆清水(约两升),加入满满一汤匙(约5～6g)洗衣粉,这时溶液的浓度大约是0.32～0.5%.洗液的量一般以能把衣物浸没为度.
洗液的温度要根据化学纤维品种的不同而恰当掌握.合成纤维都是热塑性的,在高温下容易收缩,起皱或软化,不易恢复原状.因此,洗液的温度应比天然纤维低,不能用开水泡.常用化学纤维织品的洗涤条件见下表.
合成纤维织物,除腈纶外,一般都怕日光照射.它们受日光中的紫外线照射后容易变色,还会使纤维变脆,降低牢度.所以合成纤维织物一般要放在通风的地方阴干.
(2)特殊污迹的去除方法在洗涤化学纤维织物时,常会碰到用一般的洗涤剂难以清洗的污迹,这时要配合使用乳化,还原,氧化和溶解等化学方法才能清除(参看684页表).
化学纤维织物的熨烫
衣服洗涤后,一般要熨烫.化学纤维纺织品通常耐热性能比较差,特别是合成纤维在高温下熨烫容易使颜色变黄,收缩,变形,甚至粘结发硬.所以熨烫温度一定要严格控制在纤维的软化温度以下.化学纤维混纺织品的熨烫温度,应该以耐热性最差的一种
纤维为标准.例如,腈纶和涤纶的混纺织品,腈纶耐热性比涤纶差,所以这种混纺织品的熨烫温度不能高于腈纶所能承受的温度.
主要化学纤维织品的熨烫温度见下表.
怎样掌握熨烫的温度呢 如果使用的是恒温熨斗,只要把熨斗的温度调节到所需要控制的温度范围内就可以.一般使用的是普通熨斗,温度不容易控制,这里介绍一种简易辨别普通熨斗温度高低的办法:把水滴在熨斗的底面上,观察水滴的变化情况和听它发出的声音,即可粗略辨别熨斗温度的高低,具体情况见下表.
化学纤维一般以半干熨烫为最好,干的可喷适量水.个别纤维品种因在水中软化点较低,熨烫时不能喷水,只能于烫,维纶就属于这种.
合成化学纤维从问世到发展至今,只不过经历了30～40年的历史.但它发展之快令人震惊,目前全世界大约以每年增加15%的速度向前发展.预计到本世纪末,化学纤维和天然纤维的比约为3:1,人类的衣着原料将进入化学纤维的时代.
(四)胶粘剂
胶粘剂的应用
凡具有良好的粘接性能,可以把两个相同或不同的固体材料牢固地连接在一起的物质,叫做胶粘剂或粘合剂,统称为胶(水).它包括合成树脂,合成橡胶和无机物中有粘接性能的物质.人们熟知的水泥,石膏等建筑材料就属于无机胶粘剂.胶水和浆糊是普通的胶粘剂.
在科学技术飞速发展的今天,合成胶粘剂在整个胶粘剂中占有主导地位,成为国民经济各部门和日常生活中不可缺少的重要材料.主要表现在:
(1)应用范围越来越广 胶粘剂在工业上的应用始于木材加工业,如生产胶合板.随着科学的发展,胶粘剂的品种越来越多,性能不断改善,它不仅可以粘接木材,玻璃,陶瓷,塑料,橡胶,纤维等非金属材料,还可以粘接金属材料.应用行业从木材加工扩大到机械,建筑,造船,飞机制造,仪器仪表,家用电器,制鞋,服装,医疗,直到高新技术的各个领域.
(2)胶粘剂是新材料的重要组成部分 胶粘剂在粘接其他材料时不仅起粘接作用,还能形成新的材料.例如,食品软包装袋是由铝箔和塑料薄膜用胶粘剂复合而制成的;将碎木片粘接压制成的刨花板和用玻璃纤维与胶粘剂制成的玻璃钢增强塑料,都是常用的结构材料.
(3)胶粘剂推动高新技术的发展 人造卫星上数以千计的太阳能电池都是用胶粘剂固定的.美国载人宇宙飞船阿波罗的指挥舱,登月舱用的钛铝合金蜂窝结构是用耐高温胶粘剂粘接的.
(4)胶粘剂(胶水)已成为家喻户晓的日常用品 胶粘剂在家庭中的使用已日趋普遍,从房间的装饰布置,家具的制作到服装制作用的热熔衬布都离不开它.在一些发达国家及我国的大中城市里已有小包装商品销售和设有专门的商店出售,它已成为日常用品之一.
胶粘剂的功能
(1)结构件的粘接 结构件粘接是指那些能够承受较长时间的负荷和较大应力物体的粘接,比如建筑物,车辆,舰船,飞机,宇宙飞行器等结构件的粘接.适用于粘接结构件的胶粘剂叫结构胶粘剂.结构胶粘剂一般有较高的强度,能承受较大的应力.根据不同的用途,还应具有各种不同的特殊性能.例如制造飞机用的胶粘剂有酚醛-丁腈,环氧-丁腈和改性环氧等类型.使用胶粘剂可以减轻飞机的结构质量,增加航速;同时使粘接件表面光滑平整,有利于航行;还具有密封,防腐蚀等性能.
(2)耐高温粘接和超低温粘接 一般胶粘剂能耐100℃以下的温度.无机粘接剂耐高温性能比有机的好,能耐600℃左右,其中以陶瓷胶粘剂为最佳,通常在150℃时烧结固化,就可以耐1300℃的高温.
耐超低温胶粘剂应用最广的是聚氨酯,它能在-196℃,甚至更低温度(-269℃)时保持很高的强度和韧性.改性环氧树脂也能在超低温条件下使用.
(3)水下粘接 水下粘接在水坝或桥梁的修建,造船工业和国防工业中起很大的作用,它可以把陆地上的预制件在水中和水下的部件连接起来,从而大大简化施工工艺,加快施工进度.水下胶粘剂大多是双组分环氧树脂.
(4)瞬间粘接 瞬间胶粘剂使用时不需要加热,加压,具有固化快,粘接强度大的特点.一个6.45cm2(一平方英寸)的粘接面所承受的拉力足以吊起一辆小汽车.这样的胶粘剂对连续化生产流水线起了很大的推动作用.目前最通用的瞬间胶粘剂是α-氰基丙烯酸乙酯.
(5)油面粘接 金属板材表面常涂有防锈油,一般在粘接前要除去表面的油,工艺比较复杂.油面用胶不需要先在表面除油,简化了工艺,并有良好的粘接强度.油面胶粘剂有第二代丙烯酸酯,改性聚氨酯及改性环氧树脂.
(6)液态密封堵漏 有些胶粘剂在常温下是流动性的液体,涂在各种连接或需要密封的部位,形成有弹性的胶层,能代替通常的垫片,起密封作用.液态密封胶有橡胶型,树脂型和混合型等.
(7)医用粘接 医用胶粘剂已成为医疗方面不可缺少的新材料.例如,α-氰基丙烯酸酯,亚甲基丙二酸酯和改性丙烯酸酯等胶粘剂对人体肾脏的粘合,血管的接合,伤口,食道或胆道的吻合,牙科的粘接和修复,骨胳连接等方面能发挥很好的作用.
(8)压敏粘接 压敏胶俗称不干胶,通常制成胶粘带或片状物.将它粘贴后,稍加一些压力就能起到粘结作用.这种产品用于商品标鉴和机器铭牌的粘贴,纸箱的封缄,线束的捆扎和高光洁金属板表面的保护等.压敏胶有橡胶型和丙烯酸酯型.带或片的基材有纸,塑粘薄膜,织物(布)和铝箔等,如牛皮纸胶粘带,B0PP(双向拉伸聚丙烯)封箱带,办公用透明胶粘带以及涂有不干胶的各种标签.
(9)热熔粘接 热熔胶粘剂是一种固体,它要在加热熔化成流体后才能胶粘,粘合冷却后恢复成固体,形成牢固的粘接件.热熔胶粘剂由热塑性聚合物配以增粘剂等配制而成.主要的品种有乙烯-醋酸乙烯酯型,其他品种有聚乙烯型,聚酯型,聚酞胺(尼龙)型,聚氨酯型等.它用于书籍无线装订,纸袋封口,纸箱制造,木制品封边,非织布(原称无纺布)的制作,热熔衬垫,制鞋,聚乙烯及聚丙烯塑料粘接,制作道路标志线等.
此外,还有用于电子器件引线的导电粘接,有以银粉为导体的导电胶.用于光学玻璃粘接的高透明度的光学玻璃胶和对光敏感的光敏固化胶和电子束固化胶等.
胶粘剂的组成
人们最早使用的胶粘剂大多是有粘性的天然物质,如动物性的鱼胶和骨胶,植物性的淀粉和糊精.这些胶粘剂组分简单,性能往往不能满足实际需要.40年代以来,人们大量采用以合成树脂,橡胶为胶粘剂的基本组分,一般用它做粘料.胶粘剂的性能主要由它来决定.
为了满足不同的应用要求,除了主要组分外,往往还要加一些辅料.辅料有用来溶解粘料,调节粘度的有机溶剂或水,使主要成分硬化的固化剂(或硫化剂),改善主要成分柔软性,坚韧性的增塑剂和增韧剂,改进粘度,提高胶层韧性和机械强度的填料,提高胶粘剂耐光,耐热,耐氧化的防老剂,还有防腐剂,增粘剂和偶联剂等.
在每种胶粘剂里粘料是必不可少的,而辅料不一定样样齐全,要根据粘料,操作工艺及使用要求选配.
部分常用胶粘剂
(1)无机胶粘剂
①硅酸盐类 这类胶粘剂应用最多的是水玻璃,即硅酸钠,俗称泡花碱.它易溶于水,有较好的粘接能力和耐热性能.它用于纸制品,木材,玻璃等的粘接,也用作耐火材料和铸造工业的胶粘剂.水玻璃的缺点是接触碱液会失去粘接能力.由玻璃釉渣粉和水玻璃调和而成的胶粘剂,用于陶瓷和金属的粘接.水泥的主要成分是硅酸三钙,硅酸二钙和铝酸三钙,它是建筑工业上使用最普遍的胶粘剂.
②磷酸盐类 这类胶粘剂中应用比较多的是氧化铜-磷酸胶,它是一种双组分室温固化的胶粘剂.甲组分是通过300目的灰黑色氧化铜粉末,乙组分是在密度为1.7g/cm3的100mL磷酸中溶有5g氢氧化铝的磷酸铝溶液.使用时按甲:乙为3.5～4g:lmL的比例调和到呈粘稠状,用玻棒能拉成10mm左右的丝为宜.操作时要迅速涂布在清洁和干燥的被粘材料上,粘合后在室温下放置2～3小时,等它初步凝固,再送到80℃的烘箱里保温2～4小时,即粘接牢固.这胶的缺点是脆性较大,粘接时以采用套接或槽接为宜,不适用于平面粘接.常用于刀具,钻头,管件,砂轮的粘接,也用于汽缸盖,轴和轴瓦的修复等.
(2)合成胶粘剂
①聚醋酸乙烯酯 聚醋酸乙烯酯乳液是醋酸乙烯的聚合物.它就是市售的白胶.这种胶粘剂能在室温下自干,化学稳定性好,容易跟填料,增塑剂等相互混合,粘接度可自由调节,有较好的早期粘接强度.它可以单独使用,或者跟脲醛树脂混合使用.主要用于粘接木器制品,如装饰板和木材,木材和纸,木材和泡沫塑料,以及人造革的粘合加工.特别是在家具制造,门窗组合等场合使用极为普遍,还可以作卷烟胶.
②环氧胶粘剂 环氧胶粘剂的主要组分是环氧树脂.它有较高的粘接强度,良好的电绝缘性能和机械性能,适用于受力部位的粘接.环氧胶粘剂因配方不同,可制得室温固化和加热固化两种胶,主要用来粘接金属,玻璃,陶瓷,橡胶,木材,塑料等.下面介绍一种室温固化环氧胶的用法.取6101环氧树脂100分,苯二甲酸二丁酯(增塑剂)15～20分和乙二胺(固化剂)6～8分(按质量计算).先把环氧树脂和苯二甲酸二丁酯搅拌均匀,然后加入乙二胺,再搅拌均匀,就能使用.使用时在清洁过的被粘材料表面薄薄地涂上一层胶,叠合后固化.粘接后在稍加压力(0.1MPa)下室温固化24小时.加热固化的环氧胶,粘接性能比室温固化的优良,可用于结构材料的粘接.室温固化胶供一般日常粘接.
目前市场上供应的双组分包装的环氧胶有室温固化型,如SW-3,HY-914,CJ-90,AD-V,CX-212,KD-504和农机2号等牌号.中温(80℃左右)固化胶有JW-1,J-32等.单组分包装环氧胶一般要在150～180℃温度下加热固化,牌号有7-2312,SL-4,SY-14,J——19等.
③丙烯酸胶粘剂 第二代的丙烯酸酯胶粘剂(简称SGA)在粘接时形成化学键,粘接强度比较大,可用于结构件的粘接.胶液虽是双组分的,但不要调配,只要把胶液分别涂于被粘接的材料上,粘合后几分钟内就有一定的强度,并有良好的耐冲击性能,适合金属和非金属(聚烯烃和氟,硅塑料除外)材料的自粘和互粘.市售的品种有SA-200,AB胶,J-39,J-50,SGA-404,丙烯酸酯胶等.此外,丙烯酸共聚物可制成压敏型胶粘剂,涂在各种基材上制得各种胶粘带,如聚氯乙烯胶粘带,聚酯透明胶粘带,B0PP封箱胶粘带,表面保护膜等.
④酚醛-丁腈橡胶胶粘剂 它是由酚醛树脂和丁腈混炼胶溶于溶剂中而制得的.这种胶韧性好,耐油,耐水,耐冲击,能在-60～150℃的温度下长期使用,是一种应用比较普遍的结构胶.可用于钢,不锈钢,硬铝等金属材料或非金属材料的粘接.胶粘剂中所含组分不同,分子量大小有差别,所以同一种胶粘剂有不同的品种,国内研制和生产的主要品种有J-01,J-03,J-15,JX-9,JX-10,CH-505等.
⑤酚醛-氯丁橡胶胶粘剂 它是由酚醛树脂和氯丁橡胶混炼胶溶于苯或醋酸乙酯和汽油的混合溶剂中配制而成的.由于初粘力强,又能在室温下粘接和固化,使用简便,所以应用较广,适用于粘接金属和非金属材料.市售的商品有铁锚801强力胶,百得胶,JX-15-1胶,FN-303胶,CX-401胶,XY-401胶,CH-406胶等.
⑥有机硅胶粘剂 它的主要组分是有机硅氧烷.它有优良的耐紫外线,耐臭氧,耐化学介质和耐潮湿,还有很好的热稳定性和低温柔韧性.它能粘接金属,玻璃,陶瓷等材料,特别能粘接通常不易粘接的硅橡胶,氟橡胶等.主要用于电子工业中的灌封,电器元件连接部位和接头处的密封,以防止灰尘和潮气等的侵害.还可作建筑工程的防水密封材料.有机硅胶粘剂分单组分,双组分,室温硫化和加热硫化等多种,室温硫化型的主要产品牌号有703,704,D-05,FS-203,GD-400等.
⑦瞬间胶粘剂 它是由α-氰基丙烯酸酯单体和少量稳定剂,增塑剂等配制而成的.这类胶组分简单,不用配料,能在常温常压下迅速固化,因此获得瞬间胶粘剂的美称.使用时,被粘物表面不需特殊处理,能满足工业自动化流水线的需要.它无毒,因而应用范围广,不仅适合粘接各种金属,非金属材料,还用于医疗方面的粘结.这种胶的缺点是不适宜于大面积和多孔材料的粘接.常用的是α-氰基丙烯酸乙酯,商品牌号为502胶,医用的α-氰基丙烯酸丁酯,商品牌号为504胶.
⑧厌氧胶 该胶的主要成分是甲基丙烯酸双酯.它在室温,有空气时不能固化,排除空气(即无氧条件)就能迅速固化.根据不同需要,可加入引发剂,促进剂,增稠剂和染料等组分.它的主要用途是作螺纹的紧固密封和轴承的装配.对非活性金属,如不锈钢,锌,银等需加入促进剂以加速固化.它不宜粘接多孔材料和填充较大缝隙.产品分高,中,低档强度和粘度,牌号有铁锚300系列,GY-100,200,300系列,Y-150胶等.
此外,还有一些常见品种,如酚醛,酚醛-缩醛,聚氨酯,天然橡胶,丁苯橡胶,氯丁橡胶,丁腈橡胶,聚硫橡胶等.
胶粘剂的选择
根据被粘材料的性质和使用要求不同,选用胶粘剂的品种也不一样,下表(701页)列出部分胶粘剂适合粘接的材料,供选用胶粘剂时参考.
(五)粘接技术简介
要获得比较满意的粘接效果,首先要根据粘接物件的材料性质正确地选择胶粘剂,其次是合理设计接头,认真作好表面处理,正确施胶和控制好固化条件.下面介绍接头的设计形式和常用材料的表面处理方法(参看703～704页上的表).
接头的设计(见下图)
表面处理
表面处理是为了清除被粘物表面的水分,灰尘,油污和疏松的表面氧化膜(即锈),形成新的清洁表面氧化膜,使胶液易浸润,从而获得良好的粘接效果.
一般来说,表面处理有脱脂,机械处理和化学处理等多种处理方法.脱脂通常是用丙酮,汽油等有机溶剂擦洗.在没有有机溶剂或处理的材料量比较少时(如家用),也可以先用温热的肥皂水擦洗,后用清水冲洗,干燥.机械处理包括砂纸打磨,喷砂等,这种处理是为了除去锈污,增加胶合面的粗糙度.化学处理主要是通过酸,碱等化学试剂的处理(见703页上的表),使金属表面生成一层致密的新的氧化膜.非金属材料具有浸润性和活性,根据被粘材料的性质和使用要求,可以用其中的一种或几种方法配合使用.处理过的材料不宜久藏,要及时粘接.
粘接操作
(1)施胶方法 金属材料和非金属材料的施胶方法有刷涂,刮涂,喷涂,浸渍,滚筒涂等.家庭中多用刷涂法.各种施胶方法都要求涂层薄而均匀.施胶后,被粘物必须压紧,使它们的表面紧贴.如果胶粘剂中含有有机溶剂,施胶后应让溶剂挥发到近干后压紧.胶层中不宜留有气泡,否则溶剂要影响粘接强度.
每种胶粘剂都有各自最适合的固化条件,必须严格按照各种胶的使用说明书规定的施胶工艺,固化条件进行操作.
粘接操作要注意以下安全事项.
有些胶粘剂有强烈的刺激性气味,如环氧胶中的胺类固化剂,酚醛,脲醛中的甲醛等,这些物质对人体有害,使用这类胶粘剂要在通风的地方操作.对被粘材料进行表面处理时,常会接触有腐蚀性酸或其他药品,要防止溅到皮肤或衣服上.
胶液应尽量避免沾在手上或衣服上.万一沾上要立即用水冲洗.有些胶粘剂,如α-氰基丙烯酸酯能使皮肤在1分钟内粘牢,
①钠-萘溶液的配制方法是:在2L的三口烧瓶中加入128g升华萘和1L新鲜蒸馏的四氢呋喃,用搅拌器使萘溶解.同时由三口烧瓶的颈口通入干燥的氮,并加入直径约为3mm的钠块23g,搅拌使钠溶解,在室温下保持2小时,即得黑褐色的钠-萘溶液.
不易分开,要是用力硬拉,会使皮肤剥掉.遇到这种情况不能硬拉,可以用双面刀片小心在胶层处割开,再用有关溶剂揩洗.衣服上先用溶剂揩洗,再用肥皂洗.
(2)塑料的粘接 有些塑料制品在修补和加工都要用到粘接操作,雨衣的制作就是这样.
塑料常用的粘接方法有热熔粘接法,溶剂或溶液粘接法和胶粘剂粘接法三种.热塑性塑料除了利用它受热熔融的特点进行烫贴粘接外,大多采用溶剂或溶液粘接.通常把后一种方法叫冷补.
常用于热塑性塑料粘接的溶剂和溶液见下表.
胶粘剂粘接法使用比较普遍.一般来说,环氧树脂,聚氨酯等胶能在室温下粘接各种塑料.特别是聚氨酯,它的胶层比环氧胶层柔软,更适合粘接热塑性塑料.不同塑料对胶粘剂有选择性,下表介绍部分塑料对胶粘剂的选择,供使用者参考.
二,洗涤剂
(一)洗涤剂
洗涤剂是具有洗涤去污作用的多组分物质.随着人们生活水平的提高,洗涤用品不断推陈出新,诸如"力士"香皂,"奥妙"高效浓缩洗衣粉,"衣领净","白猫"洗洁精…….按用途分,洗涤剂可分为工业用洗涤剂(用于纺织工业,金属表面处理和车辆洗刷)和日用洗涤剂(洗涤日常生活中的丝,毛,棉,麻等织物,餐具器皿和家用设备).按洗涤去除污垢类型来分,洗涤剂分为重垢型洗涤剂(用于洗涤污染程度较重的物品,如汗渍斑斑的内衣)和轻垢型洗涤剂(用于洗涤污染程度较轻的物品,如蔬菜水果).根据原料来源不同,洗涤剂分成皂类洗涤剂(主要以天然油脂为原料)和合成洗涤剂(主要以石油化工产品为原料).
皂类洗涤剂
从广义上讲皂类洗涤剂是脂肪酸跟无机碱,有机碱起皂化反应得到的产物.肥皂是洗涤剂的祖先,远在5000年前就问世了.我国《礼记》中已记载周朝使用草木灰清洁衣垢的历史.肥皂发展至今,种类繁多,大体上分为碱金属皂,其他金属皂和有机碱皂.我们在日常生活中所指的肥皂,主要是高级脂肪酸的钠盐或钾盐.其中的钠皂硬度较高,一般用于制造香皂,洗衣皂,药皂和工业皂.钾皂硬度低,易溶于水,用于制造软皂和液体皂.
(1)香皂 香皂是兼有护肤,治疗,除臭作用的洗涤剂.香皂中含高级脂肪酸(一般用牛油,椰子油和羊油为原料)达80%左右,还有1～2.5%的香精和少量着色剂,1～1.5%用作防止酸败的泡花碱,以及0.5～1%的杀菌剂.
(2)药皂 药皂是洗涤剂,又是消毒杀菌剂.有的药皂里加入的消毒杀菌剂或中草药,具有治病的性能.药皂中的杀菌剂含量为0.5～2%.常用的杀菌剂有三混甲酚(邻,对,间甲酚的混合物),香芹酚(2-甲基-5-异丙基苯酚),麝香草酚(5-甲基-2-异丙基苯酚)和3,4,5-三溴水杨酰苯胺.
(3)软皂 软皂是用氢氧化钾中和脂肪酸后所得的肥皂,也叫钾皂.钾皂比钠皂易溶于水,较浓的水溶液冷却后也不固化,能制成液体肥皂.钾皂常用于理发店或医院.用钾皂洗汽车或其他油漆表面,干燥后表面清洁光亮.
(4)有机碱皂 它是用乙醇胺,三乙醇胺等有机碱制成的肥皂,主要用来制造固体肥皂,化妆品和擦亮剂等.
(5)特色肥皂 世界上有形形色色的肥皂.有一种营养皂,内含蜂蜜,维生素,谷氨酸等,可用于营养皮肤.德国生产的大理石皂,彩纹美丽,像大理石一样.还有能够浮在水面的浮水皂,人们用不着担心不慎掉入水中寻不见.
合成洗涤剂
合成洗涤剂是多组分的混合物.它的成分是表面活性剂和多种辅助剂.直到本世纪40年代,人们才把洗涤工业由肥皂转向合成洗涤剂.迄今研制的表面活性剂品种已达5000多种,因此促进了合成洗涤剂的迅速发展.更主要的原因是合成洗涤剂拥有肥皂无可比拟的优越性,如用量少,洗涤效果好;遇硬水不产生沉淀,在水中溶解快,洗涤省时又省力;在水中不会因水解而产生有损织物的游离碱;还能节省大量因制皂而消耗的油脂.合成洗涤剂在现代生活中越来越重要,产量已大大超过肥皂.
(1)合成洗涤剂中的表面活性剂
①阴离子表面活性剂 它在水溶液里电离成带有长链亲油基和短链亲水基的离子以及没有表面活性的金属阳离子.这种表面活性剂占所有洗涤剂表面活性剂的60%以上.它主要有烷基磺酸钠(分子式为CnH2n+1SO3Na,n约为14～18),烷基苯磺酸钠(分子式为,n从10～14)和脂肪醇硫酸钠.烷基苯磺酸钠是多种异构体的复杂混合物,它是表面活性剂中产量最大,应用最广泛的一种.脂肪醇硫酸钠的分子式是CnH2n+1OSO3Na(n为12～18,烷基是直链烷基).它是综合性能良好,能被微生物降解的表面活性剂,可用于毛,丝织物的洗涤,但成本较高,未能推广.
②阳离子表面活性剂 阳离子表面活性剂在水溶液里电离成一个带有长链亲油基和短链亲水基的阳离子及没有表面活性的阴离子(如Clˉ,Brˉ).氯化十八烷基三甲基季胺盐就属于这一类[C18H37(CH3)3NCl=C18H37(CH3)3N+Clˉ].一般纤维带负电荷,阳离子表面活性剂在中性,碱性溶液中会牢固地吸附在织物上,不能发挥洗涤作用.相反,它能够洗涤在酸性溶液中带正电荷的毛丝织物.另外,它是重要的工业表面活性剂,用于矿物浮选,石油工业防腐,消毒杀菌和合成纤维工业中的整理等方面.
③非离子型表面活性剂 非离子型表面活性剂在水溶液里不会电离成离子,而以分子或胶束状态存在于溶液中,它的疏水基是由含活泼氢的长碳链脂肪醇,脂肪酸和脂肪胺提供的,而亲水基大都是由醚,多元醇或酯提供的.例如,脂肪醇聚氧乙烯醚[R-(OCH2CH2)-nOH],其中R是C12H35～C18H37的烷基.把这类洗涤剂放在水里,在高温下会析出表面活性剂,覆盖在织物上,使织物上的油脂性物质得以溶解.一旦温度降低,洗涤剂跟水重新结合,把油污带到水里,达到清洗目的.它的特点是低泡,毒性小,对酸碱,过氧化物,金属离子比较稳定,因而还用于金属,电子元件的清洗.它的产量约占总洗涤表面活性剂的30%左右.
④两性离子表面活性剂 两性离子表面活性剂是携带正负两种离子电荷的表面活性剂.它的表面活性离子的亲水基既有阴离子又有阳离子,兼有阴阳离子表面活性剂的优点.因此,无论在酸性或碱性条件下,两性离子表面活性剂都能发挥溶解去污的本领.这种表面活性剂具有良好的生物降解性能,具有广阔的发展前景.但是,这种表面活性剂原料来源困难,成本高,产量不高.两性离子表面活性剂分氨基酸型和甜菜碱型两类.比较常见的是氨基酸型表面活性剂.它的一个例子是二甲基甘氨酸氯化氢盐,分子式是
(2)合成洗涤剂中的辅助剂
①磷酸盐 三聚磷酸钠(Na5P3O10)常用作辅助剂.它对Ca2+,Mg2+有很强的络合性能,从而软化硬水.对重金属有色离子(Fe2+,Cu2+,Mn2+等)也能起络合作用,以提高织物洗涤后的白度.它还对脂肪微粒起分散,乳化作用.
②硅酸钠 硅酸钠俗称水玻璃.它有缓冲作用,即在酸性污垢中pH值几乎保持不变.硅酸钠能跟水里的高价金属离子形成沉淀,对污垢粒子有悬浮,乳化,分散等作用,还有稳定泡沫的作用.它是金属的缓蚀剂,可以有效地抑制三聚磷酸钠腐蚀洗衣机里的金属.
③纯碱 纯碱在水中显碱性,只适合加入重垢粉状洗涤剂中,用于洗涤棉织物上的脂肪污垢.它碱性较强,要刺激皮肤,损伤丝,毛纤维织物的强度,所以高档洗衣粉中不含碳酸钠.
④硫酸钠 在一般的合成洗涤剂中硫酸钠的含量较高,约占20～45%.它主要用作填料,来防止成品结块,以便加工,还能提高洗涤剂活性物在织物上的吸着量,帮助去污.
⑤羧甲基纤维素钠盐(CMC) 羧甲基纤维素钠盐是纤维素用氯乙酸处理后得到的产物.它能够吸附在污垢质点的周围以及织物的表面上,使污垢质点很好地悬浮并分散在溶液中,不再沉积到织物上,是洗涤剂中不可缺少的抗再沉淀剂.它还能使织物柔软,提高洗涤液的粘度,起润湿织物,稳定泡沫等作用.
⑥酶制剂 酶制剂有蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶等制剂.它们能使蛋白质等大分子有机物变成小分子溶于水的物质,以提高洗涤效果.根据酶的特性,加酶洗衣粉在40℃左右达到最好的洗涤效果,超过70℃就失效了.加酶洗衣粉在冷水中作用缓慢,衣物要浸泡2小时以上.
⑦过氧酸盐 过氧酸盐以过硼酸钠(NaBO4·4H2O)和过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)为代表.随着洗衣机的普及,它们被适量地加到洗衣粉中,增强洗涤效果.过氧酸盐在较高温度下,能放出初生态氧,对织物起漂白作用,但不影响纤维本身,是良好的洗涤漂白剂.
(3)合成洗衣粉 合成洗衣粉是用合成表面活性剂与助剂配成粘稠的料浆,然后用喷雾干燥方法制成成品.它的主要成分是表面活性剂和各种辅助剂.长期以来,人们认为表面活性剂含量越高,去污力越强,甚至误以为洗衣粉泡沫越丰富,洗涤效果越好.实际上,在不同的温度和浓度下,对不同污垢和斑渍类型,不同的洗衣粉有不同的洗涤效果.我国目前生产的普通合成洗衣粉适用于洗涤棉,麻,人造棉,聚酯,尼龙,丙烯腈等纤维织物.这类洗衣粉的pH值在9.5～10之间,碱性较强.它的主要成分是烷基苯磺酸钠25%,甲苯磺酸钠2.5%,月桂酸单乙醇酸胺3%,三聚磷酸钠30%,无水硅酸钠10%,CMC2%,荧光增白剂0.2%,硫酸钠27.3%.
下面介绍几种特殊的洗衣粉.
①加酶洗衣粉 这是一种新产品.它除了含有洗衣粉中的化学成分外,还含碱性蛋白酶.在人体分泌的皮脂中,蛋白质含量高达30%,这些蛋白质比较牢固地附着在衣物上,普通的洗衣粉不容易洗掉.碱性蛋白酶能水解蛋白质的肽键,生成水溶性的氨基酸,氨基酸容易被水洗掉.加酶洗衣粉不宜久存,一年左右就失效.
②增白洗衣粉 增白洗衣粉里添加了荧光增白剂.当这种洗衣粉溶解于水时,荧光增白剂被吸附在衣物的纤维上,使光线中肉眼看不见的紫外线部分变成可见光.紫外线的波长是300～400nm,一般可见光的波长是400～800nm.当荧光增白剂吸收紫外线后,就使它转变成波长是400～500nm的紫,蓝,青可见光,能增加洗涤织物的白度和亮度.
③复合洗衣粉 这是用多种表面活性剂配制成的复合洗衣粉.这类产品去污力强,泡沫少,易漂洗,洗涤效果好.它的表面活性剂一般由少量中性离子表面活性剂(如脂肪醇聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚)和烷基苯磺酸钠复配而成.大家熟识的上海白猫牌洗衣粉和北京的北京牌洗衣粉都属于这类产品.
④漂白型洗衣粉 漂白型洗衣粉由洗衣粉中添加漂白剂而制成,如加过硼酸钠,过碳酸钠等过氧化物.我国目前的添加物是过碳酸钠.这类洗衣粉在60℃以上的热水中洗涤时能放出活泼氧,对织物上的污迹产生漂白作用,但不宜在高温下用来洗涤有色衣物.
(4)其他合成洗涤剂 除了洗衣粉,还有许多其他的合成洗涤剂.餐具洗涤剂的表面活性剂是少量的聚醚,主要成分有三聚磷酸钠,无水硫酸钠.这类产品有粉状和液体两种,基本无泡,洗涤力主要由无机盐提供.地毯,软垫清洁剂又叫地毯香波.它属于轻垢型洗涤剂,内含焦磷酸等物质.卫生清洁剂是随着现代卫生设施的出现而发展起来的一种日用化学品,其中含表面活性剂,消毒剂.卫生设施的污垢常有无机盐,金属氧化物和有机物,一般显碱性,因而有些产品将表面活性剂直接配入稀酸,并加入香料和氧化杀菌剂制成.
新产品的开发和展望
①由于环境保护的需要,低磷配方或无磷配方将逐渐取代高磷配方.含磷洗涤剂会使洗涤废水中含大量的三聚磷酸钠,引起江河湖泊中含磷量增加,促进藻类繁殖,造成水中缺氧影响水质.为此,在配方中可选用脂肪醇聚氧乙烯醚(AES)等对硬水不敏感的表面活性剂,代替直链烷基苯磺酸钠,减少三聚磷酸钠的用量.
②用多元活性剂配方代替单一活性剂配方.通过非离子表面活性剂跟阴离子表面活性剂复配所产生的协同效应生产复配洗衣粉,可以控制泡沫,提高洗涤能力,降低产品成本.
③随着合成洗涤剂在衣物洗涤中的日益普及,用户对洗衣粉提出更高的要求.通过化学和生物原理优选配方,使洗衣粉向泡沫少,去污力强,兼具杀菌,防腐蚀,无公害的多功能浓缩型洗衣粉发展.
④开发冷水型和节水型配方,以节省能量和自然资源.
⑤合成洗涤剂类型从单一的粉状向液体,膏状,浆状,气体喷射型多种外观形态转化,满足用户的不同需要.
⑥洗涤制品既向专用型,又向普适型发展.专用型洗涤剂尽量做到物尽其用,提高同类物品的洗涤效果.普适型洗涤剂的发展目标是适应各种场合的需要,实现更多功能一体化.
(二)洗涤
洗涤
根据要求将污垢从不同物品上洗脱下来达到清洁目的的过程叫洗涤.洗涤按所用的溶剂不同,分干洗和水洗.干洗就是用挥发油,三氯乙烷等挥发性溶剂来洗涤衣物.有些高档纺织品,水洗易缩水变形或洗不干净,往往采用干洗的方法.干洗溶剂有石油系溶剂(如斯陶大溶剂,用于洗涤毛织品类汽油溶剂)和合成溶剂(二氯甲烷,三氯乙烷).水洗即在水中洗涤.我们在日常生活中主要是水洗,这里主要介绍水洗的原理.
污垢的种类和性质
衣物的污垢来自空气的传播,人体分泌物和工作场所接触物三个方面.污垢分为油质污垢(油脂,矿物油,脂肪酸,脂肪醇等),固体污垢(尘埃,烟灰,泥土,皮屑,矿物质等)和水溶性污垢(无机盐,糖类,有机酸等).
污垢和织物间的结合有机械附着(固体污垢散落在织物纤维表面或纤维间),分子间相互吸引(当污垢带电荷时更容易聚积在织物表面)和化学结合和化学吸附(墨水,血污,铁锈,蛋白质等)三种情况.棉织物容易吸附极性污垢,毛织物容易吸附油质污垢,合成纤维因带静电容易吸尘.
肥皂和洗涤剂表面活性剂的基本性质
肥皂中的高级脂肪酸钠和合成洗涤剂中的活性物质分子都有长链的疏水基(亲油基)和短小的亲水基(见下图).
当它们溶于水时,排列在水表面的分子,亲水基埋入水下,疏水基越出水面.这种排列使水表面的水分子减少,水的表面张力降低.能降低表面张力的物质,叫做表面活性剂.溶在水里的表面活性剂,会聚集成几十个分子的胶束(亲水基朝外,疏水基朝内的圆柱状或圆球状物质).
肥皂和合成洗涤剂的去污原理
肥皂和洗涤剂表面活性剂的表面活性和胶束的性能使它们具有多种作用.第一是润湿作用,就是洗涤剂溶液很容易润湿织物纤维,并浸入纤维的微孔中.第二是乳化作用.洗涤剂的亲油基溶入油滴,亲水基留在水中,能降低油水两相的表面张力,搅拌后能帮助油乳化.第三是分散作用,就是洗涤剂分子能钻进固体粒子的缝隙,减弱固体粒子的内聚力,使粒子破裂成微小质点而分散在水中.第四是起泡作用,就是使气液两相间表面张力降低而产生大量泡沫.第五是增溶作用,就是活性剂把油溶解在胶束的亲油基内,使油性物质的溶解度增大.肥皂和合成洗涤剂能去污,是润湿,乳化,分散,起泡和增溶等作用的综合表现.去污的基本原理可表示如下(肥皂和合成洗涤剂统称洗涤剂):
去污过程(见下图)首先是织物纤维和污垢被洗涤剂润湿,渗透,织物和污粒上定向吸附着活性物的单分子层.经过机械搅拌或搓洗,污粒脱离到水中,产生乳化,分散,悬浮等现象.还有一部分污垢(油脂,钙皂,色料)被增溶到活性物的胶束中,被水洗去.
三,化妆品
化妆品的概述
化妆品是指具有清洁,美化人体脸部,皮肤,毛发以及口腔等处的日常生活用品.它常有令人愉快的香气,修饰人的容貌,给人以整洁,卫生的感受.自从改革开放以来,化妆品的种类在我国市场上丰富多彩,日新月异.
远在原始共产主义社会,人类就跟化妆品交上"朋友".到18世纪末期,化妆品已发展成独立的工业,后来进一步发展,形成大规模生产,化妆技术也相应成为一门专门技术.据统计,当今化妆品有几万种,每年产值达几百亿美元.我国化妆品工业起于1905年的"广生行",它首先在香港办厂,不久在上海,广州,营口相继办厂.1911年在上海成立中国化学工业社,它是当时生产化妆品规模最大的工厂.解放后化妆品生产相当长时期没有得到发展,实施改革开放以来才有了蓬勃发展,目下正积极地争取早日赶上世界水平.
(1)化妆品的分类 化妆品一般按作用分:清洁面部,皮肤和口腔类(如清洁霜,面膜,牙膏等);保护皮肤,毛发类(如雪花膏,护发素,防裂膏等);美化类,如香水,唇膏,染发剂,眉笔等;用于卫生和治疗类,如雀斑霜,生发水等.
(2)化妆品的作用 化妆品能清洁皮肤和毛发的污垢,保持人体皮肤和毛发的柔滑滋润,抵抗恶劣环境的侵蚀,美化皮肤和毛发等.但是,化妆品也有消极作用.例如,面膜能有效地清除面部死亡的表皮和毛孔分泌的污垢,但它会刺激皮肤细胞分裂过快,使角质层变厚而老化.许多染发剂或多或少含有对人体健康不利的化合物,如苯胺类有机化合物,易引起皮肤发痒,过敏.常用香粉搽面会吸收油脂和水分,久之会使皱纹加深.因此,我们在发扬化妆品积极作用的同时还得注意抑制它的消极作用.
(3)化妆品的成分 化妆品的成分分基质原料和配合原料两大部分.基质原料是主要成分,它包括油脂和蜡类原料(如椰子油,蓖麻油),粉类原料(如滑石粉,钛白粉)和溶剂部分(如酒精,丙酮,甘油).配合部分是起辅助作用的,如使化妆品成型或赋予特定的色,香和特殊作用.配合原料常用的有表面活性剂(如硬脂酸钠,甲壳素),色素(如天然色素和合成色素),防腐剂(如苯甲酸酯,乙醇),粘合剂(如果胶,阿剌伯树胶),滋润剂(如甘油,山梨醇),发泡剂(如烷基苯磺酸钠),收敛剂(如碱式氯化铝)和香精(如天然香精,人工合成香精).
保健化妆品
它是一类除有美化作用外,还具有保健功能的化妆品.例如,在雪花膏中加入从甘蔗提取的乙醇酸,能使胶原和弹性蛋白再生,起支持结缔组织作用.又如有机锗化妆品对皮肤表面有防晒,消炎和抗腐作用.市场上有名的SOD化妆品是在化妆品中加入从动物身上提取的活性酶,它能消除人体分泌的使人衰老的过氧化物,故有防老化妆品的美名.
护肤化妆品
(1)雪花膏 顾名思义洁白如雪,涂在皮肤上像雪花那样立即消失,能防止皮肤干燥,干裂.它的基础配方是:硬脂酸20%,多元醇15～18%,水60～70%,氢氧化钾1%,香精1%.
(2)冷霜 当它涂在皮肤上,由于水分蒸发有冷的感觉,因此叫冷霜.据说古罗马时代,它就被人发明,到今有几千年历史了.常用蜂蜡,硼砂和水为原料,可形成水-油型乳化体冷霜.它的基础配方是:液体石蜡50%,蜂蜡15%,硼砂1%,水34%,再加适量香精和防腐剂.
(3)营养霜 在冷霜或润肤霜中加入对皮肤有营养的物质,通常就叫营养霜,它能滋补皮肤.常用的营养性物质有维生素A,D,E等,维生素A的用量是5000国际单位/克,维生素D用500国际单位/克,维生素E用0.5克/100克.此外,还可以加其他物质.用盐酸水解珍珠后得到珍珠水解液,用量是3～5%.把人参在水中回流,得到人参浸出液,用量约5%.加蜂王浆的用量是0.4～0.6%.加雌激素的用量是50000国际单位/100克.加水解蛋白,分子量低于10000的肽用3～10%.加酶的用量是5%.加水果汁要少于5%,黄瓜汁约10%.其他如萝卜油,蛋黄油,胎盘组织液等都能用作营养霜的营养物.每一种营养霜只加上述营养物质中的一种或两种.
(4)爽身粉 主要在浴后使用,起润肤,吸汗,消毒等作用.配方通常是:滑石粉75%,碳酸镁8%,氧化锌3%,高岭土8%,硼酸3%,香精1%.
(5)按摩油 它是按摩时的用品.配方是:无水羊毛脂5%,硬化豚脂28%,凡士林60%,液体石蜡6%,香精和防腐剂适量.把上述物质放在一起熔化,充分搅拌后灌装.
护发化妆品
护发品通常是能使头发保持天然,健康和美观的外表,光亮而又不油腻以及用于修饰和固定发型的用品,还有易于梳理的作用.一般护发化妆品在出厂前应进行毒性和过敏性试验,保证使用者安全和健康.
(1)发油和发蜡 发油的效用在于修饰头发,使它有光泽.通常由矿物油和植物油加香精混合制成.配方中含有蓖麻油10%,杏仁油10%,矿物油80%,香精和色素少量.发蜡是半固体的油,脂,蜡的混合物,主要能使头发定型.发蜡的主要成分是:液体石蜡30%,凡士林35%,石蜡15%,地蜡15%,松香5%,香精和少量色素.
(2)香波 它是洗发用的化妆品,生产历史已有60多年.香波的主要成分是表面活性剂.它能高效地除去头发上的污垢和发屑,还能使头发光亮,美观和顺服.目前市场上不下几十个品种,如透明香波,乳化香波等.常用的肥皂型香波的配方是:橄榄油3%,椰子油21%,氢氧化钾3.5%,氢氧化钠1.8%,酒精15%,三聚磷酸钠3%,水52.2%,香精和色素0.5%.这些物质在65℃搅拌就制成香波.
(3)剃须膏 它的功效是使须毛柔软,便于剃去,还能减轻皮肤和剃刀口的机械磨擦,不使皮肤损伤.剃须膏分无泡剃须膏和有泡剃须膏两类.无泡剃须膏使用方便,不用刷子可润滑皮肤,使用后不用洗去.通常的配方是:硬脂酸18%,羊毛脂3%,硬脂酸甘油酯4%,肉豆蔻异丙酯4%,甘油4%,三乙醇胺1.2%,水65.6%,香精0.2%.有泡剃须膏的优点是产生大量泡沫,能使胡须迅速柔软,对皮肤刺激性小,留在皮肤上不会很快干燥.配方是:硬脂酸30%,椰子油8%,氢氧化钾6.2%,氢氧化钠1.3%,甘油15%,中性皂0.5%,羊毛脂1%,水37.5%,防腐剂和香精0.5%.
美容化妆品
它是赋予各种鲜明的色彩,修饰和美化容貌的化妆品,如香粉,胭脂,唇膏,眉笔和指甲油等.香水给人香馥幽雅的香气,也归入这一类.
(1)香粉 香粉主要用于面部化妆.好的香粉敷在脸上,能使皮肤透出正常的光泽,发出令人悦和的幽香.粉末粒度以在10～30um,手感滑软为好.配方是:滑石粉40%,高岭土15%,碳酸钙9%,碳酸镁16%,氧化锌15%,硬脂酸钾5%,香精和色素1%.
(2)香水 香水是用香精和溶剂混合制成的.它有芬芳,浓郁持久香气的溶液,通常喷洒在衣裳,手帕和头发等处.香水中约含香精15～25%.配制用的酒精浓度约为95%,一般要经过精制和去除杂味.香水种类繁多,下面介绍古龙水和花露水.古龙水的配方是:香柠檬油1.2%,迷迭香油0.1%,苦橙花油0.5%,薰衣草油0.05%,柠檬油0.6%,唇形花油0.05%,龙涎香酊(3%)0.5%,橙花水5%,酒精(95%)92%.花露水的配方是:香柠檬油3.0%,苦橙花油0.6%,薰衣草油0.6%,丁香油0.2%,肉桂油0.5%,玫瑰油0.6%,酒精(95%)94.6%.
(3)唇膏 它点辍在嘴唇上,使嘴唇有红润健康色彩,达到美容效果.把色素溶解,让它悬浮在脂蜡基内,就制成唇膏.好的唇膏涂敷容易,油腻不重,色彩保留时间长,色泽均匀,不出油,碎裂,而且无害于皮肤.一般唇膏内约含有2%的染料和10%的色淀颜色,在适量脂蜡基内配成.一般的配方是:洛巴蜡4.5%,蜂蜡21%,单硬脂酸甘油酯10%,蓖麻油44%,无水羊毛脂4%,鲸蜡醇2%,柠榈酸异丙酯2.5%,溴酸红2.0%,色淀10%,香精和适量的防氧化剂.
(4)指甲油 它是专门增进指甲美观的化妆品.优良品涂敷容易,成膜快速,光洁度好,耐摩擦和牢固附在指甲上.它的主要成分有成膜物,树脂,增塑剂,溶剂和颜料等.通常的配方是:硝酸纤维素(1/2秒粘度)11.5%,磷酸三甲酚酯8.5%,邻苯二甲酸二丁酯13%,乙酸乙酯31.6%,乙酸丁酯30%,乙醇5%,颜料0.4%.
特种化妆品
特种化妆品是有特种功能的化妆品.例如,染发剂能染头发,冷烫精能使头发卷曲.
(1)染发剂 基本要求是染色时不影响皮肤,不损害头发结构,染色要迅速,色彩鲜艳且牢固.它的种类繁多,市场上多用氧化染料.先用还原剂染料刷在头发上,再涂上氧化显色剂,达到发色要求后用香波洗去.配方是:还原液是对苯二胺4.3%,甲醛3.0%,亚硫酸氢钠(95%)4.4%,羟甲基纤维素10%,水77.7%.
氧化显色剂通常用3～6%的过氧化氢溶液,也有用过硼酸钠94.7%,柠檬酸2.1%,葡萄糖内酯3.2%.要注意,苯胺类物质有微毒,有的人会过敏.
(2)冷烫精 能使头发软化而再卷曲的化妆品.用冷烫精烫发的原理是:第一步用碱性还原剂软化头发,打开头发的盐键和二硫键,然后用卷发器使头发变为人们所希望的形状.第二步依靠酸性氧化剂使头发氧化,恢复盐键和二硫键,从而使发型固定下来.还原剂用巯基乙酸(75%)8%,氨水(28%)7%,浸湿剂0.1%,蒸馏水84.9%.氧化剂主要用3～6%过氧化氢水溶液.
冷烫精是碱性化学试剂,久用会使头发油脂脱去,因此制造时要加些油脂等润肤物.
(3)面膜 它是敷在面部皮肤上的一层薄薄物质,作用是使皮肤跟外界空气隔绝,让皮肤的温度上升.在面膜中常掺入维生素等营养物质.这些物质渗入皮肤,能改善皮肤的机能.经过一段时间后除去面膜,皮肤上的皮屑随着除去,皮肤就整洁一新.面膜种类很多,常用的配方是:低粘度的甲基纤维素8～12%,甘油5～10%,蒸馏水78～87%,香精,色素和适量防腐剂.
(4)摩丝 它是泡沫状定发型的化妆品.它能使头发乌黑光亮,手感光滑,容易梳理.主要成分是水溶性高分子化合物,作用是在头发表面形成很薄的高分子膜,增加头发的刚性,使发型富有立体感,不易变形.这层高分子保护膜能溶于水,可以用水洗去.它的配方是:聚乙烯吡咯烷酮0.5～4%,羟乙基纤维素和羟丙基三甲胺苯胺盐共聚物0.5%,乙醇15%,去离子水60～65%,喷射剂15%,香精和适量防腐剂.
(5)雀斑霜 它是消除雀斑的化妆品.雀斑是皮肤内黑色素增多而出现的小斑点,妇女比男子多,多发在身体暴露部分,如面颊,手背等处.氢醌,维生素C,汞制剂等药物能阻止黑色素生成或促使它分解,因此能作雀斑霜的有效成分.雀斑霜的配方是抗坏血酸——硬脂酸脂1%,聚氯乙烯鲸蜡醇醚4%,单硬脂酸甘油酯1%,羊毛酯5%,十八醇6%,2-辛基月桂醇10%,丙二醇5%,水66%,再加适量香精.
牙膏
牙膏是口腔卫生用品,它的前身是牙粉.早在2000年以前,古罗马就有人用滑石粉刷牙.用牙膏刷牙可使牙齿表面洁白光亮,保护牙龈,防止龋蛀和口臭.牙膏应具有良好清洁作用,无毒性,有香味,能防龋和使用方便.
(1)牙膏的分类牙膏的分类方法较多,按酸碱度可分为中性,酸性和碱性牙膏,按香型可分为留兰香型,水果香型,沙士型等;按活性成分可分成过氧化物,叶绿素,酶制剂和氟化物药物牙膏等.
(2)牙膏的成分牙膏是复杂的混合物.它通常由磨擦剂(如碳酸钙,磷酸氢钙),保湿剂(如木糖醇,聚乙二醇),表面活性剂(如十二醇硫酸钠,2-酰氧基键磺酸钠),增稠剂(如羧甲基纤维素,鹿角果胶),甜味剂(如甘油,环己胺磺酸钠),防腐剂(如山梨酸钾盐和苯甲酸钠),活性添加物(如叶绿素,氟化物),以及色素,香精等混合而成.
(3)特种牙膏它是有特殊性质的牙膏.含氟牙膏加有活性物氟化钠,氟化亚锡,对防止龋齿有效.叶绿素牙膏里加入叶绿素,对阻止牙龈出血,防止口臭有特效.加酶牙膏能分解残留食物,对清洁口腔,防止虫蛀有效果.
(4)药物牙膏在牙膏中添加药物,能治疗口腔疾病.市场上出售的黄岑牙膏,草珊瑚牙膏等,它们对牙龈出血,牙龈红肿,口臭,牙质过敏症等有明显减缓和治疗作用.
四,食品
(一)食品
食品是能被食用和消化后能产生能量或某一营养物,以促进身体组织发育和修复调节功能的物质.能实现上述功能的成分叫营养物.食品学认为,至少应含有一种营养物的物质才能叫食品.研究食品在不同条件下的性质,组成,作用和有关制造方法等学科叫做食品学,研究各种营养物对人体影响的学科叫营养学.
营养要素
人类为了新陈代谢,生长发育等需要,每天必须摄入足够的物质.这些物质有糖类,脂肪,蛋白质,无机盐,维生素和水.人类缺少这些物质,就会引起营养不良,严重的会生病.营养物不宜摄入过多,否则也会得营养过多症,不利于健康.
强化食品
在食品中补充一些人体缺乏或特别需要的营养成分,叫做食品的强化,补充的营养成分叫强化剂,制成的食品叫强化食品.常吃精白米,精白面的人易得脚气病.在精制米,面食里用维生素B1,尼克酸和铁进行强化,食用强化后的大米和面能预防脚气病,还可以治愈脚气病,增强抵抗力.
合理饮食
合理饮食也叫科学饮食.首先要正确对待营养素的作用,对营养物不可厚此薄彼,吃少了固然会患营养缺乏症,以至面黄肌瘦,吃多了也会得肥胖症,影响健康.所以合理饮食就是要荤素,主副食合理搭配.我们一天三顿饭,早餐应吃饱一些,如面包加牛奶;午餐吃得精,尽可能选择高蛋白,高维生素,高热量的食品;晚饭不要吃得太饱,尽量吃些易消化食品.此外.还必须加强体育锻炼来增强体质,如果饱食终日无所事事,即使安排合理饮食,也是徒劳的.
合理烹调
食物烹调的目的是使食物由生变熟,提高食物的消化和吸收率;增强食物的色,香,味以增进食欲;杀灭有害细菌和病毒.合理烹调还应尽量减少食品在烹调中营养素的损失.蔬菜不宜烧煮和用铜锅炒,以免损失维生素C.煮饭烧粥不加碱,以防维生素B分解.烧肉煮豆不宜先加盐,那样会使肉和豆烧不烂.煮肉不宜用大火,而要用文火,使肌溶蛋白,肌肽慢慢溶在水里,这样菜肴既鲜美又易消化吸收.总之,合理烹调的目的一是好吃,二是应尽量保留营养物,三是容易消化吸收.
二)人体所需的营养素
糖类化合物
它的归称是碳水化合物,是一类天天跟人们打交道的化合物,占每天食物量的60～75%.人体热能的70%来自糖类化合物.人们吃任何糖类化合物后,必须在体内水解成葡萄糖,才能被人体吸收和利用.每克葡萄糖氧化后能产生16.7kJ热量.当糖类化合物进入体内时,一部分被氧化而供身体热能消耗,另一部分以糖原形式储藏在肝和其他部分,供紧急时用.人体中只有淀粉酶而没有纤维素酶,因此人类只能吃五谷杂粮生存.牛,马等动物体内既有淀粉酶,又有纤维素酶,因此它们能吃粮食,也能以食草为生.
脂肪
脂肪是在常温下呈固态的甘油酯.它是人体必需的营养物质,成年人约占体重的13.2%.每天需摄入约60g脂肪,每克脂肪在人体内能产生37.7kJ热量,比糖和蛋白质热量要高一倍多.因此脂肪是人体内储存和供应能量的重要物质,对人体起保暖作用.人体脂肪有三种不饱和脂肪酸——亚麻油酸,亚麻油烯酸和花生油烯酸.它们是人体不能合成的必需脂肪酸,有促进发育,减少血小板粘性,保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用.
蛋白质
蛋白质是人体最重要的组成物质,人体肌肉,肝脏,酶直到毛发,无一不是蛋白质.在人体中约有1万多种蛋白质,占人体细胞干重的80%.蛋白质在人体内起调节消化,呼吸,血液循环,神经活动等作用,因此它是维持生命的基础物质.每克蛋白质在体内氧化后能产生16.7kJ热量,也是人体热量来源之一.蛋白质约由20种不同氨基酸组成.其中有苯丙氨酸,色氨酸,蛋氨酸,赖氨酸,苏氨酸,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸等8种是人体不能合成的,必须靠食物摄入(婴儿还需组氨酸).这些氨基酸叫必需氨基酸.含以上8种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质(如蛋蛋白,酪蛋白,球蛋白),否则叫不完全蛋白质(如玉米蛋白,胶蛋白).成年人每天摄入蛋白质不得少于60g,否则会引起营养缺乏症,如体重减轻,发育迟缓,乏力,甚至浮肿等症状.所以人们特别应注意摄入蛋白质.
维生素
维生素是维持生命的要素,也是人类维持新陈代谢必需的一类营养物.它在人体内含量甚微,必须由外界食物供应,一般在食物中只占万分之一.人体缺少维生素,就会得一系列营养性疾病.目前已发现几十种维生素,可分两大类,一类溶于脂肪等有机溶剂中的叫脂溶性维生素,另一类可溶于水的叫水溶性维生素(主要维生素见下节).
无机盐
人体中需要的元素靠食物补充.目前化学元素已有109种之多,在自然界约有90多种.人体中已知有几十种元素,其中氧,碳,氢,氮占人体质量的96%,钙,磷,钾,硫,钠,氯,镁7种元素占3.95%,上述11种元素叫必需常量元素.剩下锰,铁,钴,铜,锌,钼,碘,钒,铬,硒,氟,硅等叫必需痕量元素,在人体中含量不到1%.它们在人体中含量虽少,但作用很大,不可缺少,通常靠无机盐来补充.无机盐成为人类营养的要素,就是这个道理.无论常量和微量元素,在人体中都有一定的正常值,超过或少于这个正常值,都会有害健康,通常由人体中专门的酶来管辖它们,多了就排出去,少了从外界吸收再由酶"加工"成需要的物质.有毒元素指那些对人体没有任何有益作用的元素,即使在人体中含量极低,也会产生毒性,破坏人体正常的新陈代谢,如汞,铅,镉等元素.
水
水是人体中不可缺少的物质,也是构成人体组织的重要部分.成年人体内水占体重65%左右,儿童可达75%.人体所有器官都含水,如血液占80%,肌肉70%,骨胳3%.水在人体中的作用至关重要,如促进食物消化,运输养料,调节体温,维持酸碱度,保持电解质平衡等.每人每天最低要补充水量1500mL.剧烈运动,高温下工作的人更应多补充水.人体失水2%,就会感到干渴,少尿,失水10%会出现幻觉,失水14%以上会昏迷直至死亡.因此,及时补充水,保持人体内水的平衡,有益健康.
(三)主要维生素
已知维生素有20多种,人体内大都不能合成,要靠食物供给.主要的维生素有以下几种.
(1)维生素A 它是1913年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取得到的.它是黄色粉末,不溶于水,易溶于脂肪,油等有机溶剂.化学性质比较稳定,但易为紫外线破坏,应贮存在棕色瓶中.维生素A是眼睛中视紫质的原料,也是皮肤组织必需的材料,人缺少它会得干眼病,夜盲症等.通常每人每天应摄入维生素A2～4.5mg,不能摄入过多.近年来有关研究表明,它还有抗癌作用.动物肝中含维生素A特别多,其次是奶油和鸡蛋等.胡萝卜,番茄等蔬菜中含多量胡萝卜素,它是维生素A的前体,在人体中易变为维生素A,因此食用蔬菜同样可补充维生素A.
(2)维生素B 它是一类水溶性维生素,大部分是人体内的辅酶,主要有以下几种.
①维生素B1 B1是最早被人们提纯的维生素,1896年荷兰科学家伊克曼首先发现,1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯.它是白色粉末,易溶于水,遇碱易分解.它的生理功能是能增进食欲,维持神经正常活动等,缺少它会得脚气病,神经性皮炎等.成人每天需摄入2mg.它广泛存在于米糠,蛋黄,牛奶,番茄等食物中,目前已能由人工合成.
②维生素B2 B2又名核黄素.1879年英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现,1933年美国化学家哥尔倍格从牛奶中提取,1935年德国化学家柯恩合成了它.维生素B2是橙黄色针状晶体,味微苦,水溶液有黄绿色荧光,在碱性或光照条件下极易分解.熬粥不放碱就是这个道理.人体缺少它易患口腔炎,皮炎,微血管增生症等.成年人每天应摄入2～4mg,它大量存在于谷物,蔬菜,牛乳和鱼等食品中.
③维生素B61930年由美国化学家柯列格发现.它有抑制呕吐,促进发育等功能,缺少它会引起呕吐,抽筋等症状.成年人每天摄入量为2mg,它广泛存在于米糠,大豆,蛋黄和动物肝脏中,目前已能人工合成.
④维生素B121947年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现维生素B12,后经化学家分析,它是一种含钴的有机化合物.它化学性质稳定,是人体造血不可缺少的物质,缺少它会产生恶性贫血症.目前虽已能人工合成,但成本高昂,因此仍用生物技术由细菌发酵制得.人体每天约需12μg(1/1000mg),人在一般情况下不会缺少.
(3)维生素C 维生素C又叫抗坏血酸.1907年挪威化学家霍尔斯特在柠檬汁中发现,1934年才获得纯品,现已可人工合成.它是无色晶体,熔点190～192℃,易溶于水,水溶液呈酸性,化学性质较活泼,遇热,碱和重金属离子容易分解,所以炒菜不可用铜锅和加热过久.维生素C的主要功能是帮助人体完成氧化还原反应,提高人体灭菌能力和解毒能力.长期缺少维生素C会得坏血病,成人每天需摄入50～100mg.多吃水果,蔬菜能满足人体对维生素C的需要.据诺贝尔奖获得者鲍林研究,服大剂量维生素C对预防感冒和抗癌有一定作用.
(4)维生素D 维生素D于1926年由化学家卡尔首先从鱼肝油中提取.它是淡黄色晶体,熔点115～118℃,不溶于水,能溶于醚等有机溶剂.它化学性质稳定,在200℃下仍能保持生物活性,但易被紫外光破坏,因此,含维生素D的药剂均应保存在棕色瓶中.维生素D的生理功能是帮助人体吸收磷和钙,是造骨的必需原料,因此缺少维生素D会得佝偻症.人体每天应摄取维生素D25μg,但不宜过量,否则易产生副作用.在鱼肝油,动物肝,蛋黄中它的含量较丰富.人体中维生素D的合成跟晒太阳有关,因此,适当地光照有利健康.
(5)维生素E 维生素E于1922年由美国化学家伊万斯在麦芽油中发现并提取,本世纪40年代已能人工合成.1960年我国已能大量生产.它是无臭,无味液体,不溶于水,易溶于醚等有机溶剂中.它的化学性质较稳定,能耐热,酸和碱,但易被紫外光破坏,因此要保存在棕色瓶中.维生素E是人体内优良的抗氧化剂,人体缺少它,男女都不能生育,严重者会患肌肉萎缩症,神经麻木症等.近年来,科学家还发现它有防老,抗癌作用.维生素E广泛存在于肉类,蔬菜,植物油中,通常情况下,人是不会缺少的.
(6)维生素K 维生素K于1929年丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现并提取.它是黄色晶体,熔点52～54℃,不溶于水,能溶于醚等有机溶剂.维生素K化学性质较稳定,能耐热耐酸,但易被碱和紫外线分解.它在人体内能促使血液凝固.人体缺少它,凝血时间延长,严重者会流血不止,甚至死亡.奇怪的是人的肠中有一种细菌会为人体源源不断地制造维生素K,加上在猪肝,鸡蛋,蔬菜中含量较丰,因此,一般人不会缺乏.目前已能人工合成,且化学家能巧妙地改变它的"性格"为水溶性,有利于人体吸收,已广泛地用于医疗上.
(四)人体和元素
归根结底,人体也是由化学元素组成的.本世纪70年代,英国地球化学家汉密尔顿发现,人体中除碳,氢,氧外,其他所含元素的丰度曲线跟地壳中相应元素丰度曲线竟很相像.他认为,当环境中某种元素少于正常丰度时,就会影响人体健康.
钠和氯在人体中大多数结合在一起,以氯化钠形式出现.血液,淋巴液的咸味就因为它们含有氯化钠.它的主要作用是调节细胞内外渗透压,使细胞膜对体液保持通透性.它们还是酶的激活剂,能增进酶的催化能力.人不吃盐,食欲就会减退,甚至四肢无力,这就因为氯离子有提高淀粉酶催化的能力.人体每天排尿和排汗中含氯化钠约4.5g,所以人体每天应补充4～10g食盐.
在人体内钾主要以磷酸盐形式存在.钾的主要作用是调节血压和使心脏正常工作.每天人体大约排出钾1.8～3g,主要靠吃蔬菜补充,因此,多吃蔬菜对健康是有益的.
人体的无机盐有8.3%存在于骨胳中,骨和牙齿主要成分是钙,两者占人体含钙量的99%,其余1%在血液中.钙参与血液的凝固,心脏的收缩,调节血压等作用.成人每天应补充0.6～1.0g钙.缺少钙会引起神经松弛,抽搐,凝血机制差等疾病.动物骨,鸡蛋,鱼虾和豆类中含钙量较丰富.老年人和儿童应及时补充钙.为了提高钙的吸收率,在吃含钙食品的同时宜服些维生素D或多接受光照.
镁是近年来才确定的必需痕量元素,它在人体内起重要的催化作用.有趣的是,在人体中镁跟钙元素的比约在1:4时才能起调节血压,使血压维持在正常水平.豆类蔬菜和虾蟹牡蛎中含镁量较丰富.
人体中含铁4.2～6.1g,只占0.004%.它是构成血红色素的主要成分,主要功能是把氧气输送到全身细胞,并把二氧化碳排出体外.成人每天应摄入铁1.5mg,女性应比男性多一些,约2.4mg.长期铁的摄入量不足会得贫血症.据统计,当今世界约有15～20%的人有缺铁现象,美国缺铁者占人口的60%,因此有34个州规定每升面粉中应加入8～12.5mg铁.在日常饮食中动物肝脏,蛋黄,海带,紫菜,菠菜中含量较高,多吃这些食品有利于补充铁.茶叶中含有大量丹宁,它会使亚铁离子沉淀,吃含高铁食物应忌饮浓茶.
锌在人体中约占2g.人体中有70多种酶必须靠锌来激活,有些酶本身就含锌.碳酸酐酶如果缺锌,它的活性就受影响,二氧化碳排出受阻.锌还是人体合成生长激素的原料,儿童缺锌,生长和发育都会停滞,严重的会成侏儒.缺锌人的伤口难以愈合.锌广泛存在于豆类,瘦肉,米,面中.
人体中许多种酶含有铜,例如酪氨酸酶,抗坏血酸氧化酶等.铜在人体中的作用是促进细胞成熟,催化体内氧化还原反应,促进铁的吸收和利用,并协同造血.人体缺铜会出现贫血症状.铜在人体中的一个重要作用是协助DNA的复制.人体缺铜不能生育,就是这个原因.人体缺铜的症状是贫血,发育不良等.在动物肝脏,绿叶蔬菜,软体动物中都含较丰富的铜,多吃这些食物是必要的.
磷是人体的常量元素,约占体重的1%,它的3/4以磷酸盐形式分布在骨胳和牙齿中,另外1/4广泛分布在血液,脑,腺苷三磷酸中,其中腺苷三磷酸(ATP)是人体能量的仓库.当人吃食物后,经过消化吸收,使其中的化学能转变成人体组织能吸收的腺苷三磷酸,供人体随时使用.成人每天需补充磷0.74g,吃含磷食物再摄入维生素D有利于人体对磷的吸收利用.磷多存在于肉,虾,鱼,奶,豆等食品中,一般饮食中磷跟钙的比以1.5:1.1为宜.
距今1000多年前,我国唐代就知道海藻可治大脖子病,1850年法国科学家查庭发现人缺碘会得甲状腺病.已经测定,人体含碘约为20～50mg,在甲状腺中就占1/5,血液中每升含碘50～120μg.甲状腺主要分泌甲状腺素,它能增强人体新陈代谢,不让全身细胞"偷懒".人体缺碘时甲状腺会肿大,俗称大脖子病,人就会无精打采,洋洋欲睡.世界上患这种病的人达2亿之多,大都在不食海盐的地区.我国云贵高原等地过去常发生这种病,解放后已逐渐消除.成人每天需摄入碘100～150μg,一般食海盐已能满足需要.含碘丰富的食物有海带,海参,紫菜等海生动植物.我国古代用海藻泡酒治大脖子病,就是利用海藻中碘易溶于酒中的性质.
人体中大约含氟0.005%,其中约有2/3在骨胳中,1/3在牙齿内,都以氟化钙的形式存在于体内.缺氟的人易发生龋齿,这就是在牙膏中常添加氟化物的原因.我国饮水规定每升含氟0.5～1.0mg.多了也不好,易得"氟骨病"和"斑釉病".
五)各类食物
(1)粮食类 粮食指稻米,面粉,小米等五谷杂粮,它们是我国人民的主食,是能量的主要来源.粮食类含糖化合物达70～80%,主要成分是淀粉.粮食中脂肪的含量较低,约占2%左右,蛋白质含量7～10%.粮食的外皮中含维生素如B1,B2,B6等较多.因此,食用糙米有利各种维生素B的补充,长期食用精白米会得脚气病.
(2)豆类 豆类是我国人民常用的营养食品,营养成分因品种而异,平均含糖类化合物25～40%,脂肪18～20%,蛋白质30～40%.豆类所含的蛋白质属完全蛋白质,其中必需氨基酸组成跟牛奶,鸡蛋相似.豆类是素食者所需蛋白质的来源.豆类中的蛋白质较难消化,因此做成豆腐和其他豆制品,或豆浆,豆奶,可提高蛋白质吸收率.豆类中维生素B和C都有一定含量.
(3)蔬菜 蔬菜中的主要成分是纤维素,含蛋白质约1%,脂肪0.5%以下,糖类5%以下,但它是人体多数维生素和无机盐的主要来源.吃蔬菜能增加其他营养品的吸收率.人体不能吸收纤维素,但它进入人体后,能加强肠的蠕动,使大便通畅,科学证明多吃蔬菜可预防肠癌和糖尿病.蔬菜还是人体微量元素的主要来源,钾,镁等元素在绿叶植物中含量较丰富,每人每天吃500g蔬菜为宜.
(4)水果 顾名思义,水果是含水量达80%以上的果实,糖类占10～15%,以果糖为主,脂肪和蛋白质都不超过1%.它也是人体许多维生素和微量元素的主要来源.因此多吃水果有益健康,但未成熟的水果中常含有毒的氰,应不吃和少吃,在农村中常有食生水果中毒的报道.另外,还要了解有些水果的特性,做到科学地食用.例如,菠罗必须用盐水泡后食用,食荔枝不能一次过量,过量易得荔枝病,食橄榄和梅子要预防胃酸过多.
(5)肉类 肉类的主要成分是脂肪和蛋白质,含糖仅1～5%左右,脂肪为30～40%,蛋白质10～20%.各种成分的含量常因肉的品种而异,如鸡肉比猪肉含蛋白质要高得多,肥肉里脂肪比瘦肉高得多,肥肉内胆固醇也比瘦肉高.肉类含磷较多,含钙较少,因此偏食肉类易引起缺钙.
(6)蛋类 蛋类是含蛋白质最丰富的食物之一,蛋白质含量约为13～15%,都是完全蛋白质,脂肪含量为11～15%,主要在蛋黄内.蛋黄里还含有铁,磷,钙和维生素A,B,D等.蛋类的蛋白部分含水分高,蛋白质的含量不及蛋黄高.人们常误认为蛋白含蛋白质比蛋黄高.无论哪一种蛋都应烧熟吃,因为生蛋易受外来物(包括空气中的细菌)污染.生蛋里含有一种能消灭维生素H的抗体,吃生蛋易引起维生素H缺乏症,出现皮肤干萎,皮炎等症状.
(7)水产类 水产通常指鱼,虾,蟹,海带,紫菜等水生动植物,主要是鱼类.它含蛋白质15～20%,都是完全蛋白质.鱼类脂肪大都是不饱和脂肪酸,易消化吸收.鱼肉和骨含钙,磷,钾,铁,锌等多种必需元素,鱼肝中有丰富的维生素A和D.据营养学家研究,食鱼有益健脑,降低低密度胆固醇,能提高免疫系统的功能.
(8)奶类 奶类虽含有大量的水(85～88%),但所含蛋白质(3%)都是完全蛋白质.还含脂肪4%,都易吸收.特别是奶类含有维生素A,D和钾,锌等元素,有利婴儿生长.奶类食品不能生食,因为生牛奶每毫升约有400个细菌.奶类食品中含有其他食物难得的色氨酸,它能转化成5-羟色胺,是促人安睡的化合物,所以睡前服奶能促使婴儿安睡.当今正掀起牛奶改造热,改造途径一是利用微生物发酵,使它变得易为人体吸收,二是在奶中加入其他营养品,以增加它的营养作用.
五,常见的药物
(一)药物
药物是预防病害和治疗疾病或有助于维持人体正常机能的物质.它跟人类的生活息息相关.例如,生病要打针,吃药,受伤要敷药,灭菌消毒要用药.
药物的发展
人类早期的药物都来自自然界的植物,动物和矿物.传说距今4000年前,就有"神农尝百草,一日遇七十毒"的传说.这反映古代人民发现药物的艰难过程.如今,我国中药已数以万计,它们都是劳动人民经过无数次试验,甚至付出巨大牺牲而得来的.人类依赖天然药物少说有几千年之久,直到近代才有所改观.17世纪末期,德国化学家艾里希首先发现一些合成染料能杀虫治病,开创了合成药物的第一页.1909年化学家又合成抗梅毒药606.1935年德国杜马克发现红色的百浪多息能治疗细菌性疾病,后来它发展成为一类抗菌药——磺胺药.1940年青霉素正式投产,随后数以千计的抗生素药物不断出现.新药物的发明,使人类健康大大改善,寿命大大延长.据统计,单抗生素发现和制造,就使人类的寿命延续10年,可见药物的发展跟人类健康的关系十分密切.
药物的分类
药物按来源分有天然药物和合成药物两大类.天然药物是自然界原先就有,人们不经加工或经简单加工就能得到的药物.天然药物又可分植物性药物(如麻黄,甘草),动物性药物(如牛黄,鸡内金)和矿物性药物(如胆矾,泻盐).合成药物是人们用化学方法制造的药物,如磺胺药,胃舒平等.药物还可以按它的作用分类,可分为预防性药物和治疗性药物.预防性药物是防止人类机体免受病菌或病毒感染的药物,一般还可分为消毒剂和杀菌剂.能杀死病毒——病原体的药物叫消毒剂,能消灭细菌或抑制它们繁殖的药物叫杀菌剂.在医药上有许多药物兼有杀菌和消灭病毒两项作用,因此常把能杀菌,消毒药统称为消毒剂.治疗药物是指能减轻或治愈已经发生的疾病的物质.它还可分为外敷药和内服药.外敷药是人体某一部分或器官受伤而敷治的药物,如红汞,碘酊等.内服药是口服或注射到人体内部治疗疾病的药物,如阿斯匹林和麻黄素.
服药时间
服药时间通常分空腹,睡前,饭前,饭时,饭后和定时.空腹指早饭前的清晨,一般要求药物迅速进入肠内,如驱虫药.睡前指睡前15～30分钟服药,它要求在睡眠时发挥药效,如安眠药.饭前指吃饭前30～60分钟用药,一般是使药物尽快通过胃进入肠的药物,如利胆药,肠丸剂.饭时指吃饭时服用的药物,一般是消化药,如胃蛋白酶.饭后指饭后15～30分钟服用,它能避免刺激胃,减少副作用,如阿斯匹林,奎宁.定时服药是指在一定时间内服用一次,如磺胺药,抗生素等,通常分4小时或6小时服药.
药品的贮存
按国家规定,药品包装上应注明药品使用的期限和贮存方法,否则不能出售.对那些容易受潮,风化,氧化,挥发的药物通常要密封,如复方甘草片,硼砂和水杨酸.受热易变质,分解以及易燃的药物应注意低温贮藏,如腺苷三磷酸,辅酶A,乙醚和氯乙烷.见光易失效的药物要用棕色瓶贮存,且要放在阴暗处,如山道年和度冷丁等.
中药
中药又名汉药,是中国医学独有的药品.中药大都来自天然动,植物和矿物,其中来自植物的大部分有效成分是生物碱,因此中药常要经煎煮,把有效成分提取出来,溶在水里成为汤药.中药有几千年历史,已有丸剂,针剂等,在医疗上的作用已取得国内外医学家的公认.
(二)抗菌和抗病毒药
抗菌药和抗病毒药是能杀灭人体内细菌,病毒,而对正常细胞无多大危害作用的物质.常见的有以下几种.
(1)抗菌素 抗菌素一般指由细菌,霉菌等微生物在繁殖时产生的有抗细菌性能的一类物质.它是疗效好,奏效快,临床上应用广的一类药物.抗菌素已有几千种,临床应用不下几十种,如青霉素和庆大霉素.抗菌素的用量以国际单位计,一般以有效部分1μg为一个单位.抗菌素不能滥用,以免产生抗药性,而且使用时要防止过敏和毒性反应.
(2)磺胺药 磺胺药是仅次于抗菌素的杀菌类药物,它具有广谱抗菌作用,能口服,也能注射.虽然它的效果不及抗菌素,但使细菌产生耐药和致过敏方面优于抗菌素.特别是近年来长效磺胺药的问世,更显示它的重要性.常用的磺胺药有磺胺噻唑(ST),磺胺嘧啶(SD),磺胺甲嘧啶(SM1)等.在服磺胺药时常应补充维生素B.
(3)抗病毒药 病毒寄生在人体中,长期来多用中药金银花,板兰根来防止感染和治疗.近年来常用的西药有病毒灵(吗啉双胍)和抑感灵.病毒灵每片含0.2g,成人每天每次以服0.2～0.4g为宜.据报导,干扰素是抗病毒的有效药物,因为它价格昂贵,在临床上不能普遍使用.
(三)抗虫药
抗虫药指能杀死或驱赶人体内寄生虫的药物,一般分抗疟药和驱虫药.
(1)抗疟药抗疟药是抵抗疟疾的药.疟疾是由蚊子传播的,蚊子在吸人血时,把疟虫孢子体带进人体血液而使人发病.古老杀疟虫药是奎宁,又名金鸡纳霜,片剂0.3g,针剂0.25mL.合成抗疟药更多,常用的是氯喹,先服1.0g,以后2～3天各服0.5g.
(2)驱虫药驱虫药必须溶解于水,通常制成硫酸盐,磷酸盐,以增加药效.常用驱虫药有驱蛔灵和灭绦灵.前者用于驱赶蛔虫,蛲虫,成人每次服100mg;后者用于驱各类绦虫,成人每天2g,分两次服用.任何抗虫药或多或少有毒,对人体都有副反应,反应大小因人而异.例如,奎宁易使孕妇流产,因此孕妇应慎服或不服奎宁.
(四)镇痛镇静药
这类药对中枢神经有较强烈的生理作用.有的可以使人在较短时间内呼呼入睡,通常叫做安眠药.有的能使人在短期内失去痛感,叫做镇痛药.还有一类能使中枢神经放松而后安定下来,叫做安定药.
(1)安眠药 安眠药一般在睡前半小时或15分钟服用.常用的是鲁米那,水合氯醛和安眠酮.鲁米那成人每次服0.03g,肌肉注射成人0.1g/次.水合氯醛口服成人每次1g.安眠酮成人每次0.1g.安眠药有一定的毒性,要在肝脏中解毒,肝病患者应慎服.特别是常服安眠药可以成瘾,以致累积中毒.服用安眠药醒后常有头晕,吃力等副作用,因而尽可能不服安眠药入睡为好.
(2)安定药 安定药是一类对神经活动有抑制作用的药物.常用的有安定,口服2.5～5mg/次,每天总量不可超过25mg,还可静脉注射,每次不可超过10mg;异丁榛成人口服每次2.5～5mg,每天不超过10mg.市场上出售的治小儿搔痒和不安症的小儿宁,每片含异丁榛2.5mg,一般让小儿临睡前口服一片.谷维素能改善植物神经,使内分泌恢复平衡,市售每片含10mg,口服1～2片,每日2～3次,服一个疗程约3～4个月.
(3)镇痛药 镇痛药对中枢神经能起强烈抑制作用,使人暂时失去痛感,连续服用常会产生耐受性和成瘾,应该慎重使用.吗啡盐酸盐,它是最古老的镇痛药(鸦片).它镇痛效果佳,药效迅速,但能产生耐受性,欢快感和成瘾.因口服效果差,一般用注射的方法,成人每次5～15mg,每天不能超过60mg,婴儿禁用.可特因是鸦片中所含的生物碱,它的镇咳作用很好,口服成人每次15mg,每天不能超过0.1g,它成瘾性小,比吗啡好,但久用也会成瘾.度冷丁是人工合成的镇痛药,成人口服每次0.1g,每天不能超过0.3g,注射成人每次0.025～0.1g.镇痛药一般都有毒性,能上瘾,必须少用或慎用.
五)胃肠药
胃,肠是消化系统的主要成员.两者所处地位不同,胃处于酸性环境,肠处于碱性环境,环境不同,患病症状也不同,用的药自然不一样.
(1)助消化药 当消化器官产生故障时,消化液分泌不足,如胃酸过低,胰液分泌减少,就会发生饱胀等消化障碍,通常要服助消化药,增强消化能力,使症状消失.人缺少胃酸,可给1%盐酸,每次5mL,一日三次.如果胃消化功能衰退,可服胃蛋白酶片,每次0.3g,一日三次.常用的多酶片,每片含淀粉酶0.12g,胃蛋白酶0.04g,胰酶0.12g,它是助消化药,每次1～2片,一日三次.
(2)治溃疡药 治溃疡药基本上是抑酸剂和解痉治疗剂的混合物.溃疡病的根源是胃酸过多,一切可以中和胃酸的弱碱性制剂,如氢氧化铝,碳酸氢钠都能作抑酸剂.另外,解痉剂多为抗胆碱药物,有解除痉挛,抑制胃酸分泌,达到止痛抑酸的功用.常用的复方胃舒平,每片含氢氧化铝0.25g,三硅酸镁0.11g,颠茄流浸膏(解痉剂)0.003g,成人口服2～4片,空腹或睡前服用.胃粘膜素是从猪胃粘膜中提取的,能抗胃酸的多糖质,遇水会膨胀成浆状,服后可在胃里暂时形成薄膜,保护溃疡不受胃酸刺激,成人每次2～3g,一日4次.它跟氢氧化铝同服,效果更好.
(3)导泻和止泻药 导泻药能刺激肠壁,使肠增加蠕动,分泌物增多,起软化粪便,加速排泄的作用.按作用强度分轻泻剂(排出正常硬度粪便),缓泻剂(排出稀便)和峻泻剂(排出水样便).导泻剂一般治疗便秘,非不得已不必常用,避免引起用药习惯.止泻剂主要阻止肠内发酵,减少肠粘膜的刺激作用,主要用于非细菌性和器质性病变的腹泻.常用的导泻剂有一轻松和大黄苏打片.一轻松每片5mg,成人每次5～10mg,睡前服用.大黄苏打片是大黄和碳酸氢钠的混合制剂,每片含0.5g,睡前服1～2片.常用止泻剂药有止泻宁和硅炭银.前者成人初服2～4片,以后减半,一日3次.硅炭银每片含活性炭0.06g,白陶土0.3g,氯化银1.5mg,成人每次1～3片,一日三次.
六)补血药和止血药
补血药主要指提供造血原料,加强造血功能的一类药物.止血药指能增强微血管功能,使出血时间缩短,起止血作用的一类物质.常用补血药有各种铁剂,如葡萄糖酸铁,含铁12%,每片0.3g,每日三次,每次两片;维生素B12,每毫升含50μg,100μg,500μg不等,肌肉注射,第一周每天一次,每次100μg,第二周隔天一次,维持量为60μg,每日一次.止血药常用的有安络血,每针2mL含10mg,每次10mg,一日2～3次;维生素K每次4mg,每天2～3次.
(七)避孕药
避孕药是阻止精子或卵子正常发育成胎的药物.女用口服避孕药由抑制排卵来避孕.目前避孕药种类多,主要成分都是雌激素和黄体素.常用避孕药有避孕药1号,每片含炔诺酮0.63mg,炔雌醇0.04g.在月经周期第五天开始,每晚服一片,连服22天,到下次月经周期第五天开始第二月服药.口服避孕药2号,每片含甲地紫酮1mg,炔雌醇0.04mg,服法同1号避孕药.
(八)消毒防腐药
消毒和防腐药是对人体或周围环境的抗菌或抗病毒的药物.选择消毒防腐药应考虑药物浓度和作用时间,药物溶剂以及用药对象等因素.
(1)环境消毒药 这是对环境和有关手术器皿的消毒药物.它常能使蛋白质凝固或氧化而使微生物死亡.例如,石炭酸能使细胞的原生质凝固,变性,通常用3～5%的水溶液喷洒房间或用具.漂白精能放出游离氯和新生态氧,氧化细菌中的蛋白质,起杀菌作用,常用浓度是0.03～0.15%.新洁而灭是阳离子表面活性剂,对革兰氏阳性和阴性细菌都有杀灭作用,常用0.1%水溶液.注意,新洁而灭不能跟肥皂,硝酸盐,碘化物等接触,以防分解失效.洗必泰是外用广泛杀菌药,常用0.0002%水溶液(1:5000).
(2)表面消毒药 这是一类应用最广的药物,它能深入细菌内部,与细菌体内的蛋白质起变性和破坏作用,因此能杀菌.它主要用于皮肤和粘膜表面的消毒.酒精是最常用的消毒药,用于消毒的浓度为70%,这个浓度的酒精杀菌力最强.其次是龙胆紫,常用1～2%的溶液.它的刺激性较小,广泛用于皮肤,粘膜溃疡的消毒.碘酊是3.5～5%碘的酒精溶液,杀菌力很强,但有刺激性,主要用于皮肤消毒.红汞是汞的有机化合物,能使细菌体内蛋白质变性,常用的是2～4%的水溶液,用于伤口和皮肤消毒.红汞不能跟碘酊合用,因为两者混合产生有毒的碘化汞沉淀,危害人体健康.
(九)创面用药
创面药是在创面抑菌或杀菌的药物.使用时要选择杀菌力强,人体不易吸收,对人的正常细胞无毒的物质.使用抗菌素溶液作创面用药要临时配制,使用时间不可太长,以免细菌产生抗药性.高锰酸钾是强有力的氧化剂,常用0.1%水溶液冲洗创面.雷弗奴尔是对球菌,链球菌有特效的创面药,常用0.1～0.2%的溶液浸泡纱布外敷创口.抗生素溶液,如庆大霉素,新霉素溶液一般用0.2～0.5%的水溶液,用纱布浸泡后敷在创口.
(十)局部涂搽药
这是一类对一般组织不发生作用,而对传入神经末梢有选择作用的物质.它能使皮肤血管扩张,减轻疼痛和消炎.用涂搽药一般浓度不能太高,时间不能太长,以防止起泡和溃烂.松节油是常用的涂搽药,每100mL含松节油65mL,樟脑5g,软肥皂7.5g,局部涂搽.10%氨水用作昆虫螫伤时的止痛止痒剂.涂搽药中,中药很多,效力也好,如金黄散内含多种中药,能消肿止痛,用于疖痈,丹毒等.伤湿止痛膏,狗皮膏药等都是用之有效的涂搽药.
(十一)麻醉药
麻醉药分全身麻醉药和局部麻醉药两种.全身麻醉药由浅入深抑制大脑皮层,使人神志消失.局部麻醉对神经的膜电位起稳定作用或降低膜对钠离子的通透性,阻断神经冲动的传导,起局部麻醉作用.
全身麻醉药用于大型手术或不能用局部麻醉药的患者.最早使用的全身麻醉药是笑气,它性能稳定,适合任何方式麻醉,但有易缺氧,麻醉者不够稳定等缺点.后来改用乙醚作全身麻醉药,它有麻醉状况稳定,肌肉松弛良好,便于手术等优点.但它易燃,置放过久会产生过氧化物.使用乙醚时应绝对避火和经检查无过氧化物.
局部麻醉药适用于小型手术或局部手术的麻醉药.使用局部麻醉药时,需加一点血管收缩剂,如肾上腺素.最常用的局部麻醉剂是普鲁卡因盐酸盐,用于局麻是0.5～1%的溶液,每次用量不能超过1g,静脉注射常用0.1%的溶液.其他如丁卡因盐酸盐,利多卡因盐酸盐,都能用作局部麻醉剂.它们的功能跟普鲁卡因大同小异,价格都比普鲁卡因盐酸盐高,常给普鲁卡因过敏者使用.
化学与生活
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