污垢的分类及处理方式

在清洗过程中从清洗对象表面去除的杂质统称为污垢，在不同情况卜污垢的种类存在很人差别，情况很复杂。

在某些情况下杂质的种类是比较固定的，而且大多数只附着在对象物的外部表面上，此时可以用比较固定的方法加以清洗。比如放置在露天环境中的钢铁，在与空气中的水分、氧气、二氧化碳的接触过程中，表面会被氧化生成铁锈。铁锈有固定的化学成分。可以用固定的方法加以去除。去除铁锈杂质的清洗过程叫除锈。又比

如在纤维工业中、人然原料棉花、蚕丝等表而都存在一些成分相对固定的杂质，如.果胶、甲壳素、蜡质、蛋自质和色素等。在生产中也可用相对固定的清洗方法把它们去除。在纤维工业中把棉花、蚕丝表面的杂质的清洗去除过程叫精练。

但在多数情况下来自生态环境或生活环境的杂质，成分是复杂多样的，因此清洗方法也很难划一，而应根据不同的情况确定具体的清洗方法。

要去除的污垢杂质，也不只存在于清洗对象表面，如分散或溶解在液体和气体中的各种杂质也可称为污垢，因此去除它们的过程也称为清洗。如把溶解在有机溶剂中的油性污垢的去除过程称为溶剂净化，而把存在于空气中的尘埃、微生物、杂质气体的去除过程称为空气净化等。

总之，污垢的情况是很复杂的，只能对具体情况做具体分析。

污垢通常可以根据以下不同的方法进行分类。

一、按形状分

1.1 颗粒状污垢 如固体颗粒、微生物颗粒等以分散颗粒状态存在的污垢。

1.2 覆盖膜状污垢 如油脂和高分子化合物在物体表面形成的膜状物质，这种膜可以是固态的，也可能是半固态或流态的。

1.3 无定形污垢 如块状或各种不规则形状的污垢，它们既不是分散的细小颗粒，又不是以连续成膜状态存在。

1.4 溶解状态的污垢 如以分子形式分散于水或其他溶剂中的污垢。

以不同形状存在的污垢去除过程的微观机理有很大差别，如固体颗粒状态的污垢与液体膜状污垢在物体表面的解离分散去除的机理就大不相同。

二、按化学组成分

按这种分类方法可把污垢分为无机物和有机物两大类。

2.1 无机污垢、如水垢、锈垢、泥垢从化学成分上看，它们多属于金属或非金属的氧化物及水化物或无机盐类。

2.2 有机污垢食物残渣中的淀粉、糖、奶渍、肉汁、动植物油迹，衣物上沾染的血污色素、矿物油等，从成分上看它们分别属于碳水化合物，脂肪，蛋白质，有机高分子化合物或其他类型的有机化合物。

应该说明的是通常说的油垢，实际上可能是；两类性质完全不同的有机物。一类是矿物油包括机器油、润滑油等，它们属于有机物的烃类，是石油分馏的产品；二是润滑油是含有0个碳原子的烷烃或环烷烃，而石蜡则是含有20—30个碳原子；相对分子质量更大的烷烃。除了可燃之外，它们可以说是化学稳定性很好的有机物。

另一类是油脂，包括动物脂肪和植物油；它们属于有机物酯类，是饱和或不饱和高级脂肪酸的甘油酯的混合物。它们与矿物油的区别是在碱性条件下可以发生皂化。

不同化学成分的污垢使用不同方法去除，一般情况下，无机污垢常采用酸碱等化学试剂使其溶解而去除，而有机污垢则经常利用氧化分解或乳化分散的方法从物体表面去除。

三、按亲水性分

3.1 亲水性污垢如可溶于水的食盐等无机物和蔗糖等有机物。

3.2 亲油性污垢如油脂、矿物油、树脂等有机物。

亲水性强的污垢通常用水做溶剂加以去除，亲油性污垢则利用有机溶剂溶解，或用表面活性剂溶液乳化分散加以去除。

四、按存在状态分

污垢与物体表面结合状态是多种多样的，由于结合作用力种类的不同使结合牢固程度不同，因此从物体表面去除污垢的难易也不同。

4.1 单纯靠重力作用在物体表面沉降而堆积的污垢

这种形态存在的外来污垢，在物体表面上的附着力很弱，较容易从物体表面上去除，如衣物或家具表面上附着的粗大尘土颗粒。

4.2 靠吸附作用结合于物体表面的污垢

在这种情况下污垢分子与物体表面的分子间存在着吸附作用力，这种吸附力既可能是分子间的范德华作用力，也可能是分子间的氢键作用或分子间形成共价键的结合。当污垢分子靠吸附作用结合于物体表面时，特别是污垢以薄膜状态紧密结合于表面时，这种结合力是很强的。与表面直接接触的污垢分子层由于存在这种强烈的吸附作用用通常的清洗方法常很难把它们去掉。而且以这种状态存在的污垢颗粒越小，与物体表面的吸附力也越强，在超精密工业清洗中要求把这类微小的污垢粒子也清除掉，因此要采用一些特殊的方法来克服污垢粒子对物体表面的吸附作用。

4.3 污垢粒子靠静电吸引力附着在物体表面

当污垢粒子与物体表面带有相反电荷时，它就会依靠静电吸引力吸附到物体表面有时污垢粒子与物体表面都带有相同的负电荷，但物体表面存在带正电荷的金属阳离子，此时靠金属阳离子的中间作用，污垢粒子也会依靠静电引力间接吸附于物体表面。许多导电性能差的物体表面在空气中放置时往往会带上电荷，而带电的污垢粒子就会靠静电引力吸附到此物体表面。当将这类物体浸没在水中。时由于水有很大的介电常数会使污垢与物体表面之间的静电引力大为减弱：此时这类污垢就容易从表面解离。

这类由导电性差的材料组成的物体在溶液中加以清洗之后，如果放置在空气环境中令其干燥，很可能又会被带电的尘埃颗粒污染。为避免发生这种情况，在超精密工业清洗工艺中，这类物体在清洗处理之后都是放置在十分清洁的无尘室中进行干燥的。

4.4 在物体表面形成的变质层污垢

金属在潮湿空气中放置会生锈，锈垢这种污垢不是来自外界环境，而是物体与周围环境中物质发生化学反应在表面形成的变质层。这种污垢的特点是在污垢变质层与物质基体之间往往存在一个明确的分界面，因此可通过用酸、碱等化学试剂或用物理的机械方法把变质层，污垢从物体表面除去。

4.5 渗入物体表面内部的污垢

如衣物表面的液体污垢，不仅在衣物表面扩散润湿，同时也会向衣物纤维内部渗透扩散。这种渗入物体内部的污垢清除时会遇到更大困难。

4.6 刺破物体表面而楔入内部的坚硬污垢

如金属切削碎屑和研磨粉楔入物体表面，火车车厢的表面涂层被火车行进过程中车轮与铁轨摩擦产生的铁粉所刺破。

通常把上述前三种情况称为“附着污垢”，污垢来自环境并且与物体表面存在一明确分界面，这种污垢的清除一般不会造成物体表面的损伤。而把后三种情况称为“污染污垢”，由于污垢与物体己连成一体并深入到物体表面之内，因此清除这种污垢要认真选择合适的清洗方法，既要去除污垢，又要尽量避免损伤表面。

五、混合污垢

实际情况中往往是多种类型的污垢以复杂的方式结合在一起，称之为混合污垢。去除这类污垢要比去除单一类型污垢更困难。

实例一：金属表面的混合污垢

在空气中保存的钢铁，会在表面上形成复杂的金属氧化物污垢。金属在与空气中的水蒸气及氧气的接触中形成表面氧化层，且与环境中存在的各种极性、非极性物质形成复杂的混合污垢。附着在金属表面的固态污垢不仅有氧化物，还有硫化物、无机盐类，还可能含有高分子聚合物。在固态污垢层外边黏附有液态的水溶液层，水溶液层中溶有无机盐及二氧化碳等物质。在液体污垢表面又吸附着极性和非极性有机物，在液体层外边还吸附着各种气体。这样组成了复杂的污垢结构。图1-3表示在金属表面生成的混合污垢模型。

实例二：指纹

在精密工业清洗过程中，常常遇到需要去除附着在光学透镜或金属表面上的指纹问题。指纹也是一种难以去除的混合污垢，它含有亲水的汗液（主要成分见表1-3），也含有亲油性的皮脂成分（成分见表1-4）。用通常使用的脱脂清洗方法，往往只对去除皮脂有较好效果，但仍会有一些污迹残留下来，而残留物中的盐分和有机酸会造成金属的腐蚀。因此为完全去除指纹需要特殊的专门方法。

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
食盐	0.57	磷酸、乳酸盐及其他	0.055
脂肪类	0.40

表1-4 皮脂的成分

成分	含量变化范围/%	平均含量/%
游离脂肪酸	2.3~56.0	25.0
三十碳六烯	1.3~17.3	5.0
其他碳氢化合物	0.5~10.0	2.0
蜡质	12.3~25.0	20.0
甾醇类酯	1.5~4.5	3.0
甾醇类	0.7~20.0	1.5
脂肪酸甘油三酯	5.5~37.5	25.0
脂肪酸甘油单酯、双酯	3.5~13.5	10.0
其他	5.0~12.0	8.5