《表面活性劑化學(xué)與紡織助劑》陸大年 課后習(xí)題+答案

1第一章 緒論 一、 何謂表面活性劑？其化學(xué)結(jié)構(gòu)有何特征？ 表面活性劑是一種加入少量就可以大大降低溶液的表面張力， 能在本體相中形成膠團、 膠束，能產(chǎn)生潤濕與反潤濕，乳化與破乳，起泡與消泡，分散與絮凝以及增溶，洗滌等作用的不對稱化合物。 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)一般有具有碳?xì)溟L鏈的非極性親油基團與極性親水基團組成， 具有不對稱的雙親結(jié)構(gòu)。 二、 何謂表面活性劑的表面活性？其產(chǎn)生機理是什么？ 吸附和膠束化作用為表面活性劑的表面活性。 產(chǎn)生機理：表面活性劑在表（界）面上疏水基朝著水相的外側(cè)定向排列，即所謂表面活性劑的表（界）面吸附；而一旦表（界）面被表面活性劑的吸附所充滿，則在水溶液的本體相中表面活性劑的疏水基會相互靠攏、締合和聚集體，即所謂表面活性劑的膠束化作用。 三、 評價表面活性劑應(yīng)用水平的標(biāo)志是什么？表面活性劑的發(fā)展趨勢是什么？ 評價表面活性劑應(yīng)用水平的一個標(biāo)志是表面活性劑的工業(yè)化應(yīng)用水平， 而評價表面活性劑的工業(yè)化應(yīng)用水平的一個重要標(biāo)志是表面活性劑的非表面活性的工業(yè)化應(yīng)用水平。 發(fā)展趨勢：新型的高性能、多功能的表面活性劑的研發(fā)；表面活性劑及其他化學(xué)用劑的復(fù)配性能研究；“綠色生態(tài)表面活性劑”的研究。 第二章 表面活性劑及其分類 一、 表面活性劑按疏水基分類有哪幾種？它們分別有什么特征？ 答：按疏水基分類有碳?xì)滏?、含硅烷、含氟碳鏈?1、 碳?xì)滏湥菏悄壳氨砻婊钚詣┲杏昧孔畲?，品種最多的一類疏水基。其又可分為烷基類、鏈稀基類、含極性基烴類，后兩類的親水性高于同碳原子數(shù)的烷基。 碳?xì)涫杷湆Ρ砻婊钚詣┑挠绊懹校?其在水中的溶解度愈小，在有機溶劑中的溶解度愈大，會引起緊密聚集，增加吸附與膠束化傾向，提高熔點，增加對反離子的敏感性。 溶解度增大，熔點降低，引起疏松聚集與抑制液晶形成，不飽和組分易氧化和變色，有支鏈組分生物降解性下降。 環(huán)）的影響:增加其在極性界面的吸附，降低生物降解性，引起界面膜疏松（脂環(huán)更甚） 。 2加其在有機溶劑的溶解度。 2、 含硅烷：一般含硅烷的疏水性強于碳?xì)滏?，降低表面張力的能力更強?3、 含氟碳鏈：碳?xì)滏湹臍洳糠只蛉勘环〈?。全氟碳鏈的疏水性最強，不僅疏水，而且疏油。 二、 表面活性劑按親水基分類有哪幾種？它們分別有什么特征？ 答：表面活性劑按親水基分類一般可以分為單一型和復(fù)合型兩類，單一型的即只含一種親水基的表面活性劑，根據(jù)其在水中的電離性能又可分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型四種，而復(fù)合型表面活性劑則是含有兩種以上親水基的表面活性劑。 1、 陰離子型：品種最多，價格最低，產(chǎn)量最高，是表面活性劑中的第一大類。 2、 陽離子型：往往用作平滑，柔軟和抗菌劑，用量相對較少，毒性較高，而且價格較貴。3、 非離子型：可改善離子型的抗電解質(zhì)能力。表面活性較高，溶于水、有機溶劑，在帶點界面無吸附作用。 4、 兩性離子型：價格最貴，毒性和刺激性都低，在固/液界面上有極佳的吸附性能，是一類很有發(fā)展前途的表面活性劑。 三、 除了傳統(tǒng)意義上的表面活性劑之外，還有哪些表面活性劑？它們分別有什么特征？ 答：1、高分子表面活性劑：與傳統(tǒng)低分子表面活性劑相比，其降低表（界）面張力的作用 較差，而且相對分子質(zhì)量大，擴散滲透作用較弱。 2、偶聯(lián)型表面活性劑：容易表（界）面吸附，而且能在表（界）面上堆砌緊密，有利于降低液體的表面張力，也有利于固體表面的平滑；容易形成膠團、膠束，有利于提高其增溶作用，并且能在很寬的濃度范圍內(nèi)形成囊泡和液晶。 2、 反應(yīng)性表面活性劑：具有良好的表面活性，而且具有反應(yīng)活性，一旦在 或者引發(fā)劑下引發(fā)即可發(fā)生自聚或者共聚合。 3、 微生物表面活性劑：生產(chǎn)工藝安全、生態(tài)、環(huán)境友好，本身無毒、無刺激、生物可降解，擁有較高的表面活性。 4、 綠色表面活性劑：生產(chǎn)原料綠色、生產(chǎn)過程綠色、產(chǎn)物綠色。無毒、無害、無刺激，可生物降解，生態(tài)能循環(huán)利用和環(huán)境友好。 第三章 表面活性劑的界面吸附 界面帶電機理是什么？為什么固體表面往往帶負(fù)電荷？ 3答：固/液界面帶電機理分四種情況： （1） 固體表面基團電離帶電；例如離子交換樹脂、蛋白質(zhì)等，在水中電離出反離子后，固/液界面即帶相反電荷。 （2） 固體表面吸附離子帶電；該種帶點機理是固體表面優(yōu)先吸附水中某種離子而帶電。 （3） 固體表面晶格交換離子帶電；是一種比較特殊的固體表面帶電機理。 （4） 固體表面在非水體系中的摩擦帶點；在非水體系中，當(dāng)固液兩相接觸分離，由于兩相對電子的親和力不同而引起帶點。 根據(jù) 究，當(dāng)不同物質(zhì)接觸時，介電常數(shù)大的一相帶正電荷，小的一相帶負(fù)電荷，由于水的介電常數(shù)特別大，所以固/液界面往往帶負(fù)電荷。 位s？請解釋個更大些及其影響因素。 答： （1）位至溶液本體相得電位差。 （2）s 不僅與o 有關(guān)，還與特性吸附層的特性吸附有關(guān)。與固體表面電荷相比，吸附相同電荷離子，則 高；反之則降低，極端情況下，s 可能反號為相反點位。在內(nèi)側(cè)從o 到位？請解釋個更大些及其影響因素。 答： （1）由滑移面至溶液本體相的電位差，即固/液界面的動電位，稱為電位。 （2）影響電位的因素通常有兩方面，一般情況下滑移面的相對位置是固定的，所以電位首先與它所在的擴散層的電位梯度，即雙電層厚度 液的電解質(zhì)濃度越高，雙電層厚度越厚，電位梯度越大，小；另一方面滑移面外移時，隨滑移面外移，即使電位梯度不變，電位的絕對值會降。解釋室溫時在 溶液中的在同樣摩爾體積濃度的 水溶液中的答：時也是離子氛的半徑且電解質(zhì)濃度越高，離子價數(shù)越大，（+）=0.1 (+)=0.3 體粉末放入100 的表面活性劑水溶液，達(dá)吸附平衡后溶液濃度為 0。若表面活性劑的分子截面積為 60該固體粉末的比表面積為多4少？ 答：表面活性劑分子個數(shù)=（2）*023=020固體粉末表面積=020*60=022 固體粉末比表面積比表面積=（022*1004m2/、簡述表面吸附量 物理意義以及在表面活性劑表面吸附中的應(yīng)用。 答： 表面吸附超量 物理意義是單位面積上所含 i 組分的物質(zhì)的量相對于本體相中相同溶劑所含 i 組分的物質(zhì)的量的超量。 在表面活性劑表面吸附中的應(yīng)用: （1）由 程 = ，i=1,2,3，n，只有當(dāng) 0，溶液的表面張力 才會降低，此時才有表面活性。 （2）可以用于解釋表面活性劑在氣液界面上的吸附現(xiàn)象，如在 1的表面活性劑溶液中加入中性鹽，則表面活性劑的反離子的吸附量減少，可能是由于本體相中大量 吸附超量下降，也可能是表面層的 與本體相的 K+發(fā)生交換，其吸附超量仍會降低。 (3)可以用于表示表面活性劑的表面平衡吸附量 1 和表面飽和吸附量 ，同時就可求出表面活性劑分子吸附截面積 A，由下式表示12010=A 表示達(dá)吸附平衡時，單個表面活性劑分子在吸附表面所占據(jù)的平均面積。 7、已知25的乙醇水溶液的表面張力服從（mN/m）=中 ） ，試問當(dāng)C=0.5 時，乙醇的表面吸附量（吸附截面積（2） 。 答：C= 時，表面張力=72 m 表面吸附超量= 98=0附截面積 A=1020/、何謂吸附效率？簡述影響0的各種因素。試根據(jù)以下表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)，判斷其水溶液的表面吸附效率0值的大小并排序。 答：吸附效率：單位濃度所能達(dá)到的吸附量，用 2/單來說就是載體表面吸附了吸附質(zhì)的面積比上載體的總表面積。 吸附效率 0的影響因素： （1）表面活性劑的結(jié)構(gòu)： 疏水基：在各種疏水基中，氟碳鏈、硅氧烷和碳?xì)滏溞偷谋砻婊钚詣┑?0是逐個遞5減的。碳?xì)滏溨?，則碳鏈愈長，0則越大，直鏈的 0比其含支鏈的同分異構(gòu)物更大。 親水基：含相同疏水基的表面活性劑中，親水基的親水性愈弱，則 0愈大。所以非離子的 0為最大，其次為兩性離子型，最小的為一般離子型表面活性劑。而對于離子型表面活性劑而言，離子頭的有效電荷愈小，則 0愈大。 （2）電解質(zhì)：加入電解質(zhì)的結(jié)果使離子型表面活性劑的離子氛半徑被壓縮，親水性降低，表面活性增加，0則隨之增加。 （3）水結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑 水結(jié)構(gòu)促進(jìn)劑如果糖、木糖等，表現(xiàn)在吸附效率 0增大。 為水結(jié)構(gòu)破壞劑，例如尿素、甲酰胺、鹽等，0減小。 （4）溫度：溫度對表面活性劑的吸附效率影響可分為兩類： 離子型包括兩性離子型表面活性劑的吸附效率 0隨溫度升高而下降。 非離子型表面活性劑特別是聚氧乙烯醚型的非離子型表面活性劑在 1040范圍內(nèi)的吸附效率 0是隨溫度升高而增加的。 （d） 非離子型表面活性劑 子型表面活性劑一般其極性基的極性越小，則 小。比如具有相同 k 的羧酸鹽、磺酸鹽和硫酸酯鹽的 依次降低的。非離子型聚氧乙烯醇類及烷基酚類，在水介質(zhì)中的 分子中氧乙烯單元數(shù)的關(guān)系： +BR （2）電解質(zhì) 在水溶液中電解質(zhì)使 低陰離子型與陽離子型兩性型非離子型 （3）有機添加劑 第一類極性有機物少量加入，低，而且，碳鏈愈長，下降愈明顯； 第二類水結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑用量較大，主要通過與水的混合改變水結(jié)構(gòu)來影響 別對非離子型表面活性劑 影響更明顯。 （4）溫度 溫度對表面活性劑在水解質(zhì)中的 影響是有限的、復(fù)雜的。一般先隨溫度增加而下降，達(dá)到了最低值，繼續(xù)上升溫度時數(shù)值又上升。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，離子型表面活性劑最低溫度25；聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的 溫度升高而單調(diào)降低。 排序： dcaebf 述影響聚集數(shù) N 的各種因素?，F(xiàn)有非離子型表面活性劑H2)2述其在水中的聚集數(shù)N 隨n、m、溫度以及加入電解質(zhì)的變化趨勢。 答： 的因素： (1)離子型表面活性劑的聚集數(shù) n 在 5060 之間，而非離子型表面活性劑的聚集數(shù) n400。 (2)對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，若聚氧乙烯鏈長增加，而碳?xì)滏滈L不變時，則表面活性劑的膠束聚集數(shù) n 減小。 (3)表面活性劑與溶劑之間的不相似性越大，則聚集數(shù)越大。在水溶液中，當(dāng)表面活性劑的親水性變?nèi)鯐r，膠束聚集數(shù)就大為增加。 (4)離子型表面活性劑水溶液中添加中性電解質(zhì)，會使聚集數(shù)增加。 (5)升溫導(dǎo)致離子型表面活性劑水溶液聚集數(shù)下降少， 但對聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑，聚集數(shù)增加很多。 (6)增溶作用通常會使膠束的聚集數(shù)增加，當(dāng)膠束的增溶物質(zhì)的量增加時，聚集數(shù)繼續(xù)增加，直至達(dá)到增溶極性限為止。 83、何謂增溶？簡述表面活性劑的增溶作用機理？ 答：增溶：不溶解于水的物質(zhì)，在不使用醇及其它溶劑的情況下，由于添加少量表面活性劑而透明地溶解于水的現(xiàn)象稱為增溶。 機理： （1）夾芯型增溶：增溶質(zhì)的被增溶位置在膠束的內(nèi)核。 （2）柵欄型增溶：增溶質(zhì)被增溶的位置在膠束內(nèi)核的外部，與極性基相連的a亞甲基之間形成“柵欄”結(jié)構(gòu)區(qū)。 （3）吸附型增溶：即增溶質(zhì)被吸附于膠束表面 （4）聚氧乙烯醚鏈間增溶：增溶質(zhì)增溶于 之間，此類增溶方式只存在于聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑的膠束溶液，相應(yīng)的增溶質(zhì)有苯酚，苯胺等。 4、說出增溶作用的三種應(yīng)用，請解釋表面活性劑溶液的 曲線上為什么常常會出現(xiàn)最低點。 答：應(yīng)用：乳液聚合、石油生產(chǎn)、洗滌過程、染料分散、制藥。 最低點的原因：實驗證明，最低值現(xiàn)象是雜質(zhì)引起的。 5、何謂離子型表面活性劑的度？影響T 答：定義：離子型表面活性劑的 度：離子型表面活性劑的溶解度隨溫度增加而急劇增大這一溫度稱為 。 物理意義：T 以 T 有 TT k 是，離子型表面活性劑在界面才有可能吸附達(dá)到飽和，界面張力達(dá)到最低，本體相中才能形成膠束，表面活性達(dá)到充分發(fā)揮。另一方面 T k 又可以看成是形成膠束的最低溫度臨界膠束化溫度。 影響因素： （1）離子型表面活性劑結(jié)構(gòu)的影響：臨界溶解溫度的 低與其親水性密切相關(guān)。 （2）中性電解質(zhì)的影響：添加無共同離子的中性電解質(zhì)，影響離子氛，壓縮雙電層，分子親水性降低 T 數(shù)越高，升高越大。 （3）水結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑的影響：影響水的有序結(jié)構(gòu)， ，從而影響親水基的親水性，影響 T k 。促進(jìn)劑使 T 構(gòu)破壞劑使之降低。 6、何謂非離子型表面活性劑的濁點？解釋其產(chǎn)生的原因及影響因素。 9答：定義：聚聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑在水中溶解度隨升高溫度而降低，而且升達(dá)某溫度時會發(fā)生混濁分相，通常稱此溫度為濁點，濁點也是一個可逆的相轉(zhuǎn)變點。 產(chǎn)生原因：這種行為直接與其乙氧基的鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)，在水中的乙氧基鏈往往呈現(xiàn)醚基朝外的曲折行構(gòu)象，朝外的醚基與水生成弱化學(xué)鍵氫鍵，而且每個醚基能吸引 2030 個水化水。升高溫度，分子鏈的熱運動加劇，則會脫去氫鍵，乙氧基鏈的親水性降低，最終由水中析出而相分離。 影響因素： （1）疏水基：碳鏈越長，濁點越低。 （2）親水基：隨乙氧基的增加，濁點升高。 （3）電解質(zhì)：對電解質(zhì)不敏感，但其親水性也會相應(yīng)的降低，濁點降低。但隨著加入 點會升高，而 乎無作用。 （4） 極性有機物： 加入極性有機物， 則聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑的 顯降低，而且，脂肪醇的碳鏈愈長， 幅愈大。 （5）水結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑：影響親水基。加入促進(jìn)劑，親水性降低， 低。反之加入破壞劑，則親水性提高， 升。 第六章 表面活性劑的潤濕作用 1、簡述潤濕過程的沾濕、浸濕和鋪展及其相應(yīng)的潤濕功。 答：沾濕：又稱黏附潤濕，是指液體與基質(zhì)固體接觸、變 液/氣界面和 固/液界面為 固/液界面的過程。 潤濕功 () = = + = + 潤濕 00090 浸濕：是指固體浸入液體中的過程。 潤濕功 ( = = = 浸濕 090 ，兩者的 差值 叫做接觸角滯后。 3、影響接觸角滯后的因素是什么？是如何影響的？ 答：影響因素：在恒溫恒壓下，液滴在平滑的，干凈的，均勻的，不變形的理想固體表面上所形成的平衡接觸角為一定值。而在表面粗糙、不均勻的、表面被污染的固體表面上就會出現(xiàn)前進(jìn)角不等于后退角的現(xiàn)象。只是接觸角滯后的主要原因。 表面粗糙度的影響：粗糙表面的 的絕對值總是大于平滑表面。這就是說當(dāng)090 時，表面粗化將使接觸角變得更大，而090 者，皆不能在固體表面上自行鋪展，而只有當(dāng) （7）乳化器壁性質(zhì)。 機理： （1）定向楔理論：相楔一樣形成致密膜利于乳化。 （2）聚結(jié)速度理論：水聚快利于形成 o/w，油聚快有利于形成 w/o，親油性的阻止水聚結(jié)，親水性阻止油聚合。 （3）優(yōu)先潤濕理論：許多固體粉末也可以用作乳化劑，它們通過在油/水界面形13成固態(tài)膜乳化。若固體粉末易被水潤濕，則大頭朝水相，小頭留在油相，可以定向楔那樣的作用，形成 o/w 型乳液。反之，已被油相所潤濕的固體則有利于生成 w/o 型。 4、何謂 ？簡述各種表面活性劑 的估算以及最佳乳化劑的篩選方法？ 答：定義：乳化劑的親水基和親油基應(yīng)該有一定的比例，即乳化劑有一定的親水親油平衡，定義為估算： （1）非離子型表面活性劑 對 于多元醇脂肪酸酯：0（1）S 皂化值，A 酸值 對于皂化值不易測定的物質(zhì)或其他非離子表面活性劑：0（E+P） E 分子乙氧基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，P 多元醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （2）離子型表面活性劑 +3）混合表面活性劑 加權(quán)平均值 ()篩選方法： （1）確定乳化系統(tǒng)最適宜的 。 （2）確定乳化劑的最佳效率。首先能迅速的吸附于油水界面，第二能形成致密、牢固的界面吸附膜，第三能產(chǎn)生強烈的電能類和立體能壘等基本原則，第四獎勵選擇 大的和小的表面活性劑混合使用。 5、預(yù)制備 o/w 型石蠟乳液，乳化劑12 25 2 4 2()5 2 4 8()答：已知在 o/w 型乳液中，乳化效率在 有極大值。 12 25 2 4 2()H E=105/274=P=0 ，0*2 25 2 4 8()H E=369/538=P=0。0*0.5=x*1 x=質(zhì)量比12 25 2 4 2()H：12 25 2 4 8()H=、定義是什么，簡述影響各種因素以及利用置乳液的方法。 答：定義：溫度變化對表面活性劑的親水親油平衡會有影響，特別是非離子型表面活性劑，隨著溫度升高，其親水基的水化程度減少，親水性降低，親油性升高，最終會從14o/w 型轉(zhuǎn)變?yōu)?w/o 型乳液，而這個引起乳液類型轉(zhuǎn)變的溫度即相轉(zhuǎn)變溫度，縮寫為影響因素： （1）表面活性劑的親水性，（2）油相的性質(zhì)，隨油相的極性減少而升高。 （3）添加劑，一類為油相添加劑，加非極性有機物，油相極性降低而升高，加芳烴或極性有機物，油相極性升高而降低；另一類為水相添加劑，加入電解質(zhì)使 7、破乳劑的破乳機理是什么？ 答：乳液是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，所以破乳是自發(fā)過程。乳液一般從失穩(wěn)定到破乳分相一般可以分三個階段。 1、分層：分層是由于油水兩相的密度差引起的乳液沉降或上浮，是乳液分成兩層。 2、絮凝：絮凝是乳液的乳滴通過范德華力相互吸引，聚集形成松散絮團的過程。 3、聚結(jié)：處于絮團的乳滴，當(dāng)其界面膜受到破壞時，乳滴會發(fā)生合并，有小液滴變成大液珠，界面積減少，最后乳液完全破壞。 8、微乳液的形成機理是什么？ 答：在表面活性劑和助表面活性劑足夠量時，可以產(chǎn)生瞬時的負(fù)界面張力，由于負(fù)界面張力是不能存在的，因此系統(tǒng)將自發(fā)擴展界面，使更多的表面活性劑和助表面活性劑吸附于界面而使其濃度降低，直至界面張力恢復(fù)至零或微小的正值，這種瞬時負(fù)界面張力導(dǎo)致的界面自發(fā)擴展的結(jié)果就形成了微乳液。 第八章 表面活性劑的起泡與消泡作用 1、簡述泡沫破裂的機理。 答：泡沫破裂的機理主要有泡沫液膜的排液和泡沫中空氣的擴散兩種情況。 （1） 、泡沫液膜的排液，泡沫液膜強度直接與其膜的厚度有關(guān)，而液膜的排液是造成液膜變薄的主要原因。排液有兩類：第一類是重力排液，由于氣體和液體的密度不同造成，重力作用下， 液體沿液膜自上而下的流動， 造成商城液膜變薄而破裂。 第二類是表面張力排液，在氣泡交匯處會形成 界，凸液面膜處于泡內(nèi)會有一定的壓力差，主要是由于附加壓力造成大小為 2 在壓力差的作用下，液體有高壓區(qū)向低壓區(qū)流動，造成液膜變薄破裂。液膜的排液作用，特別是表面張力的排液作用是泡沫破裂的主要原因。 （2） 、 泡沫中氣體的擴散， 根據(jù)式， 氣泡內(nèi)外的壓力差等于液膜的附加壓力，15即 4 = ，R 越小，壓力差越大。所以，小氣泡內(nèi)的藥理則比大氣泡大。氣體存在由小氣泡透過液膜向大氣泡擴散的趨勢。一旦發(fā)生，則小氣泡更小，大氣泡更大，最終到時氣泡兼并，乃至泡沫破壞。 2、何謂表面活性劑的起泡性和穩(wěn)泡性？用什么方法表征？ 答：起泡性：是指是指表面活性劑在生成泡沫的傾向以及生成泡沫的穩(wěn)定性能。 穩(wěn)泡性：是指表面活性劑對生成的氣泡在靜置條件下使氣泡穩(wěn)定存在的能力。 表征方法：通常用 測定泡沫的高度來表征。起泡性用泡沫瞬時最大高度來表征，穩(wěn)泡性用五分鐘時泡沫的高度來表征。 3、表面活性劑的穩(wěn)泡作用主要表現(xiàn)在什么地方？ 答：1、表面活性劑作用對泡沫的影響 （1） 降低表面張力的作用： 加入表面活性劑能使溶液表面張力大幅降低， 不僅容易起泡，而且，系統(tǒng)的表面能也大幅降低，從而降低了泡沫的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，有利于泡沫穩(wěn)定。 （2）提高液膜黏度的作用：液膜的粘度主要分為本體黏度和表面黏度。表面黏度是指起泡液膜的表面吸附層黏度，是表征泡沫液膜強度的一種度量。表面活性劑可以提高液膜的內(nèi)聚力是分子間想回吸附力增強，吸附膜密度增大，從而增加液膜的表面粘度和強度，提高泡沫的穩(wěn)定性。 （3）吸附膜的氣體密閉作用：表面活性劑可以提高液膜的密閉性，使氣體不易透過。一般來說，表面活性劑的疏水鏈越長，親水鏈越短，擴散作用越小，致密性越好。 （4）表面張力修復(fù)作用：加入表面活性劑后液膜具有自修復(fù)作用，又稱為應(yīng)。 （5）表面電荷作用：當(dāng)使用離子型表面活性劑時，表面活性離子吸附于液膜的兩邊，其反離子則分布于液膜溶液中分別構(gòu)成雙電層。 雙電層的相互排斥作用會是組織液膜的進(jìn)一步收縮以至于破裂。 2、表面活性劑的結(jié)構(gòu)對泡沫穩(wěn)定性的影響 表面活性劑的表面活性越大，吸附層分子的內(nèi)聚力越大，越致密，則液膜的表面粘度越高，彈性越好，自修復(fù)能力越強，泡沫越穩(wěn)定。不過內(nèi)聚力太強時，會使形成固態(tài)膜，脆性增大，泡沫穩(wěn)定性反而降低。 （1）疏水基：直鏈的穩(wěn)泡性好于支鏈的，而且一般對于在不同的溫度下，會有一個最佳鏈長。 16（2）親水基：離子型的表面活性劑優(yōu)于非離子型的。 4、試解釋當(dāng)濃度接近，液膜的彈性最大的原因。 答：當(dāng)可逆的表面功 W 恒定時， ，表面活性劑降低溶液的表面張力效率越大，或者說 小者，其起泡性越大。 5、簡述泡沫在紡織工業(yè)中的應(yīng)用。 答： （1）泡沫上漿 （2）泡沫處理 （3）泡沫染色 （4）泡沫印花 （5）泡沫整理 6、試介紹兩種消泡劑的消泡機理。 答： （1）破泡劑：是加到已形成的泡沫中使泡沫破裂的添加劑，天然油脂，低聚醇類，非離子表面活性劑中的脂肪酸多元醇酯和聚氧乙烯醚酯類 （2）抑泡劑：是起泡前預(yù)先加入而阻止氣泡的添加劑，如聚醚及有機硅類 在某些場合這兩種消泡劑有疊加作用，其混合物會現(xiàn)實很好的消泡性能。 第九章 表面活性劑的分散與絮凝作用 1、簡述 論要點。 答：論的基本觀點是微粒在介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性取決于兩種相反的作用，即當(dāng)微粒相聚較遠(yuǎn)時，主要收到由 程力引起的相互吸引作用以及微粒相互趨近至一點間距時，由雙電層發(fā)生重疊產(chǎn)生的排斥作用。 位能曲線： （1）微粒間的吸引位能：微粒間相互吸引作用的范德華力，本質(zhì)上是構(gòu)成不同微粒間大量的分子間范德華力的總和。可以用經(jīng)驗公式求得，212AE = ，h 為粒間距；A 為表觀 （2）微粒間排斥位能：微粒間的排斥位能來自其表面電荷，當(dāng)相互趨近時，雙電層會發(fā)生重疊。在重疊區(qū)，反離子因局部濃度增加而向未重疊區(qū)擴散，造成離子間脫反離子屏蔽作用，使得帶相同電荷的微粒因相互排斥而分離 （3）微粒間的總位能曲線：其終位能應(yīng)等于吸引位能 E 2、解釋離子型表面活性劑在水介質(zhì)中對固體微粒的分散作用。 17答：由于其親水基也帶負(fù)電荷，是指在微粒的固/液界面上發(fā)生疏水基定向吸附，而這種帶同種負(fù)電荷的親水基朝著水相定向排列產(chǎn)生的隙壁靜電排斥力， 加上附加壓力產(chǎn)生的介質(zhì)的滲透力都會對微隙產(chǎn)生劈裂作用，而且微隙間的間隙越小，這種劈裂作用越大，可以減少固體微粒因解聚結(jié)所需的機械功。 3、解釋非離子型表面活性劑在水介質(zhì)中對固體微粒的分散作用。 答：盡管其親水基不帶電荷，但它同樣會在微隙的固/液界面上發(fā)生疏水基定向吸附，而朝著水相的聚氧乙烯醚鏈發(fā)生的立體排斥作用以及截至的滲透力， 不僅有利于固體微粒團的劈裂解聚結(jié)，而且也有利于防止微粒的在聚集。 4、解釋高分子型表面活性劑在水介質(zhì)中對固體微粒的分散作用。 答：高分子的表面活性劑的滲透認(rèn)識作用不如小分子表面活性劑，高分子表面活性劑，高分子表面活性劑一旦吸附于固/液界面， 則分子鏈中的一部分親固體的基團或鏈節(jié)會在固/液界面平鋪（附，使大分子鏈錨固在固體表面；而另一部分親液則指向液相形成環(huán)狀（尾狀（液層，使固液之間的滯留層變厚，滑移界面外移，從而產(chǎn)生比小分子表面活性劑更高的立體能壘和電能壘，起到更有效的分散作用。 5、分析陽離子型表面活性劑在固體微粒分散和絮凝過程中的作用。 答：絮凝作用：由于親水基帶正電荷，其在微隙固/液界面上的吸附狀態(tài)與陰離子型和非離子型表面活性劑，為親水基定向吸附，即陽離子基與固體表面的負(fù)電荷中心發(fā)生靜電吸引作用，使表面電荷被中和，不僅大大減小隙壁間靜電排斥力，而且，朝向水相定向排列的疏水基又降低了隙壁的親水基，使接觸角增大，甚至大于 90度，阻止介質(zhì)滲入微粒團，所以可以用作絮凝劑。 分散作用：陽離子表面活性劑作為分散劑，主要是用于一些陰離子表面活性劑不宜被吸附的帶強表面負(fù)電荷的固體微粒來講， 可以通過適當(dāng)?shù)奶岣哧栯x子表面活性劑的用量來改善其對微粒在水介質(zhì)中的分散性能。 機理是在加入少量陽離子表面活性劑時，在帶負(fù)電的固體微粒表面發(fā)生親水基的定向吸附，使得表面電位降低趨近于零，表面疏水性提高，發(fā)生威力將疏水鏈作用吸附，架橋絮凝，分散穩(wěn)定性降低。但當(dāng)更多的加入陽離子型表面活性劑時，后續(xù)吸附于微粒固液界面的活性陽離子會發(fā)生疏水相互作用吸附，使固體微粒重新帶電，而且親水性也提高，微粒分散穩(wěn)定性能提高。