第2章 表面活性劑ppt課件

1、第二章 表面活性劑第二章 表面活性劑內(nèi)容概覽表面化學和表面活性劑的基本概念；表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征，以及各類表面活性劑結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在染整加工中的應(yīng)用；表面活性劑的基本性質(zhì)包括表面活性劑在界面的吸附、表面活性劑對溶液性質(zhì)的影響；表面活性劑的應(yīng)用性質(zhì)包括潤濕作用、滲透作用、乳化作用、分散作用、起泡作用、洗滌作用；表面活性劑的復(fù)配規(guī)律。 第二章 表面活性劑第一節(jié) 表面活性劑的相關(guān)概念 第二章 表面活性劑一、表面張力與表面自由能1、表面張力界面與表面的概念物質(zhì)相與相之間的分界面稱為界面，包括氣液、液 液、氣固、液固和固固五種界面。其中一相為氣體的界面稱為表面，包括氣液、氣固兩種表面。 第二章 表面活性劑

2、表面張力的概念：物質(zhì)表面層的分子與內(nèi)部分子所受的力有所不同。在液體內(nèi)部的分子，周圍鄰近分子對它的引力是相等的，所受的合力為零。表面上的分子受液體內(nèi)部分子對它的引力大于外部氣體分子對它的引力，所受的合力不等于零。 表面層分子受到向內(nèi)的拉力，使液體表面有自動收縮的趨勢。即液體表面仿佛存在一層緊繃的液膜，在膜內(nèi)處處存在的使膜緊繃的力即為表面張力。氣液兩相界面 第二章 表面活性劑表面張力的大小和物理意義：將一含有一個活動邊框的金屬線框架放在肥皂液中，然后取出，由于金屬框上的肥皂膜的表面張力作用，可滑動的邊會被向上拉，直至頂部。欲制止液膜的自動收縮，必須施加一適當大小的外力F于活動邊。若活動邊的重力以及

3、活動邊與框架之間的摩擦力可以忽略不計，當外力F與總的表面張力大小相等方向相反，金屬絲不再滑動。則有：F=2l 液體表面張力實驗 第二章 表面活性劑表面張力的大小和物理意義：上式中的比例系數(shù)即為液體的表面張力，其意義為垂直通過液體表面上任一單位長度，與液面相切的收縮表面的力，是液體的基本性質(zhì)之一。一定成分的液體在一定溫度、壓力下有一定的值，通常以mN/m為單位。 F=2l 第二章 表面活性劑常見的純液體的表面張力 第二章 表面活性劑2、表面自由能 表面自由能的概念由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服系統(tǒng)內(nèi)部分子之間的作用力，對系統(tǒng)做

4、功。如圖2-3的體系中，如果增加一個無限小的力于滑動邊，使其向下移動dx的距離，對體系所做的可逆功為： 液體表面張力實驗 AxlxFWdd2d式中，dA=2ldx，是體系表面積的改變量。 第二章 表面活性劑在恒溫、恒壓下，外界所消耗的功將儲存于表面，成為表面分子所具有的一種額外的勢能。此功即等于體系吉布斯自由能的增加：由此可得為恒溫恒壓下，增加單位表面積時體系吉布斯自由能的增量，或單位表面上的分子比體相內(nèi)部同量分子所具有的自由能過剩值，稱為表面過剩自由能，簡稱表面自由能。常用單位為mJ/m2 。 液體表面張力實驗 AGdAG d/第二章 表面活性劑表面張力與表面自由能的關(guān)系液體表面張力和表面自

5、由能是分別采用力學和熱力學方法研究液體表面性質(zhì)時所用的物理量，他們代表的物理概念有所不同。表面張力是表面層分子間實際存在的收縮表面的力。采用表面張力的概念，以力學平衡的方法解決流體界面的問題，具有直觀方便的優(yōu)點。表面自由能是形成一個單位的新表面時體系自由能的增加。采用表面自由能的概念，便于用熱力學原理和方法處理界面問題。由1J=1Nm可知，表面張力與表面自由能是同綱量，同數(shù)值的。第二章 表面活性劑3、彎曲液面附加壓力 彎曲界面內(nèi)外兩側(cè)的壓力有所不相同，存在壓力差。由于表面張力的方向是切于表面并垂直于作用線上，向著縮小表面的方向，這樣使得液體表面產(chǎn)生向著液體內(nèi)部的附加壓力p，如圖2-4所示。 0

6、ppp凸對凹形液面： 0ppp凹對凸形液面： 第二章 表面活性劑Laplace公式 彎曲液面上的附加壓力于液體的表面張力和液面的曲率半徑有關(guān)，若曲面的主曲率半徑為R1和R2，則曲面兩側(cè)的壓力差為： 根據(jù)規(guī)定，凸面的曲率半徑取正值，凹面的曲率半徑取負值。凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向球面的球心。 ）（2111RRp第二章 表面活性劑二、表面活性和表面活性劑 溶質(zhì)加到溶劑中可以使溶劑的表面張力發(fā)生變化，各種溶質(zhì)的濃度對水的表面張力的影響可分為三種類型 。第1類是溶液的表面張力隨溶液濃度的增加而略有上升。 第2類是溶質(zhì)的加入會使水的表面張力下降，隨著濃度的增加，表

7、面張力下降更多，但不是直線關(guān)系。第3類是加入少量溶質(zhì)就能顯著地降低水的表面張力。123C溶質(zhì)對溶劑表面張力的影響 第二章 表面活性劑從降低表面張力的特性而言，把能使溶劑表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性。而具有表面活性的物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。第3類物質(zhì)加入很少量就能大大降低溶劑的表面張力，并且這類物質(zhì)也能明顯地降低界面張力，這類物質(zhì)有別于一般的表面活性物質(zhì)，稱為表面活性劑。此外，表面活性劑還具有潤濕、乳化、增溶、起泡等性能 。表面活性劑定義為：加入很少量時就能大大降低溶劑的表面張力或界面張力），并能改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì)。 第二章 表面活性劑三、表面活性劑的結(jié)構(gòu)與分類 1、表面活性劑的結(jié)構(gòu) 任何一

8、種表面活性劑分子都是由兩種不同性質(zhì)的基團所組成，一種是非極性的易溶于油的疏水親油基；另一種是極性的易溶于水的親水基，兩種基團分處于分子的兩端形成不對稱結(jié)構(gòu)。表面活性劑是一種兩親分子，具有既親油又親水的兩親性質(zhì)。 OSOOONa+疏水基 親水基 烷基硫酸鹽表面活性劑兩親分子示意圖第二章 表面活性劑主要的親水和疏水基團 第二章 表面活性劑2、表面活性劑的分類 一般表面活性劑的分類以親水基的結(jié)構(gòu)性質(zhì)為依據(jù)，以表面活性劑在水中能否電離出離子或電離出何種離子進行分類。表面活性劑的一般分類 第二章 表面活性劑第二節(jié) 常用表面活性劑第二章 表面活性劑一、陰離子表面活性劑1、羧酸鹽類表面活性劑 肥皂構(gòu)造： R

9、COONa制備：以天然動、植物油脂經(jīng)加堿皂化而制成。性能：能顯著降低水的表面張力，在軟水中的去污能力很強，具有優(yōu)異的攜污能力。不耐硬水，并且在酸性水溶液中，易生成不溶性的自由酸而失去表面活性 。 用處：棉織物煮練助劑、真絲織物精練助劑、羊毛織物洗呢劑、織物染色印花皂洗劑。 第二章 表面活性劑醇醚羧酸鹽 構(gòu)造：制備：主要制備方法有氧化法、羧甲基化法、丙烯腈法和丙烯酸酯法。性能：兼有非離子和陰離子表面活性劑的特征，可以通過改變產(chǎn)品的疏水基烴鏈長度、聚氧乙烯基個數(shù)和溶液的pH值來改變其應(yīng)用特性。 用處：堿性精練劑、潤濕劑、凈洗劑、鈣皂分散劑、染色助劑、抗靜電劑、乳化劑等 。 RO CH2CH2O C

10、H2COONan第二章 表面活性劑雷米邦A(yù) 構(gòu)造：N-油酰多縮氨基酸鈉 制備：油酰氯與蛋白質(zhì)水解物縮合而成 。性能：在硬水或堿性溶液中很穩(wěn)定，有很好的鈣皂分散能力；在弱酸性溶液中穩(wěn)定，具良好的保護膠體及乳化性能，去污能力極好。用處：絲綢精練劑、直接染料勻染劑、絲綢羊毛洗滌劑、纖維保護劑、柔軟劑、潤濕劑、凈洗劑，又是制革皮毛行業(yè)的脫脂劑、加脂助劑等 。 ONaC17H33CONCHCOR1R2n第二章 表面活性劑2、磺酸鹽類表面活性劑 烷基苯磺酸鹽 構(gòu)造：制備：烷基苯磺酸鹽可由烷基苯經(jīng)磺化得到，常用的磺化試劑有：發(fā)煙硫酸、三氧化硫、濃硫酸等 。性能：具有優(yōu)異的洗滌性能，化學性能穩(wěn)定。生物降解性較

11、差，使用受到限制 。 用處：是印染加工用洗滌劑的主要表面活性成分，廣泛用于配制精練劑、洗毛劑、勻染劑、皂洗劑等 。 RSO3Na第二章 表面活性劑烷基磺酸鹽 （SAS）構(gòu)造：仲烷基磺酸鹽制備：正構(gòu)烷烴同二氧化硫和氧反應(yīng)。反應(yīng)可用紫外線、-射線、臭氧或過氧化物來引發(fā) 。性能：仲烷基磺酸鹽有很好的水溶性，表面活性和烷基苯磺酸鈉接近，在硬水中具有良好的潤濕、乳化、分散和去污能力。SAS的毒性和對皮膚的刺激性低于LAS，生物降解性好。用處： SAS可用做洗滌劑、滲透劑、煮練劑和乳化劑。RCH CH3SO3Na第二章 表面活性劑萘磺酸鹽及萘磺酸縮合物 拉開粉BX 構(gòu)造：二異丁基萘磺酸鈉 性能：具有很好的

12、潤濕、擴散和乳化能力。用處：常用作潤濕、滲透劑，勻染劑。也用于制革、造紙、農(nóng)藥等工業(yè)中。還能用作油漆和油墨工業(yè)的分散劑，合成橡膠工業(yè)的乳化劑。C4H9C4H9SO3Na第二章 表面活性劑萘磺酸鹽及萘磺酸縮合物 分散劑NNO 構(gòu)造：萘磺酸鹽甲醛縮合物 制備：芳核磺化、芳烴磺酸和甲醛縮合。 性能：表面活性下降，分散作用 。用處：常作為不溶性染料的分散劑、填充劑和染色助劑。也可用作皮革工業(yè)的助鞣劑、橡膠工業(yè)乳膠的絮凝劑、建筑工業(yè)水泥的減水劑 。第二章 表面活性劑-烯基磺酸鹽 構(gòu)造：不同化學組分的一種復(fù)雜混合物 碳鏈烯基磺酸鹽RCH=CH(CH2)SO3Na 64%72% 羥基鏈烷基磺酸鹽RCH(OH

13、)(CH2)nSO3Na 21%26% 二磺酸鹽 RCH=CHCH(SO3Na) (CH2)nSO3Na 7%11%制備：由石油裂解生產(chǎn)的C15C18-烯烴經(jīng)磺化、水解、中和等反應(yīng)制得 。性能：AOS在較寬的碳數(shù)范圍內(nèi)具有較高的表面活性，去污力優(yōu)于LAS。對皮膚刺激性小，生物降解速度和最終生物降解度均明顯高于LAS 。用處：用于配制精練劑、洗滌劑、滲透劑等 。第二章 表面活性劑滲透劑OT 構(gòu)造：琥珀酸二異辛醇酯磺酸鹽 制備：由仲辛醇和順丁烯二酸酐在酸性催化劑存在下反應(yīng)生成順丁烯二酸雙酯，然后以亞硫酸氫鈉進行磺化處理而制得 。性能：具有優(yōu)良的滲透性能。用處：常用于織物的前處理加工中，處理棉、麻、

14、黏膠及其混紡織物，處理后的織物可不經(jīng)精練直接進行漂白或染色，可改善因死棉造成的染疵。第二章 表面活性劑胰加漂T 構(gòu)造：油酰基-N-甲基?；撬徕c 制備：由油酰氯與N-甲基?；撬徕c反應(yīng)制得 。性能：具有優(yōu)良的潤濕、擴散、洗滌作用。在酸、堿、硬水、金屬鹽、氧化劑等溶液中都比較穩(wěn)定，具有優(yōu)異的去污、浸透、乳化、鈣皂擴散能力。用處：羊毛制品的凈洗劑，直接染料、酸性染料的勻染劑和染色后的皂洗潤濕劑。第二章 表面活性劑木質(zhì)素磺酸鹽 構(gòu)造：含有愈瘡木基丙基、紫丁香基丙基和對羥苯基丙基的多聚物的磺酸鹽 。 制備：制漿副產(chǎn)品經(jīng)磺化反應(yīng)制得 。性能：具有較好的水溶性，可溶于各種不同pH值的水溶液中。主要性能體現(xiàn)在具

15、有良好的吸附和分散作用。用處：用作固體分散劑、O/W型乳狀液的乳化劑，可作為不溶性染料的分散劑。也可用于制造以水為分散介質(zhì)的染料、農(nóng)藥和水泥的懸浮液。OCH3CH CHSO3NaCH2OHHOCHOCH3CH OSO3NaCH2OH第二章 表面活性劑3、硫酸鹽類表面活性劑脂肪醇硫酸鹽 構(gòu)造：R-OSO3Na 制備：由高級脂肪醇經(jīng)硫酸酯化，然后中和制得。常用硫酸化試劑有三氧化硫、氯磺酸、氨基磺酸、發(fā)煙硫酸。性能：脂肪醇硫酸鹽優(yōu)良的潤濕性能、乳化性能、去污力及發(fā)泡能力，生物降解性良好。用處：紡織印染助劑加工中用于復(fù)配精練劑、勻染劑等。 ROSO3HSO3+ROHROSO3HROSO3NaNaOH第

16、二章 表面活性劑聚氧乙烯基的醇醚硫酸酯鹽AES） 構(gòu)造：制備：由高級脂肪醇聚氧乙烯醚經(jīng)硫酸酯化，然后中和制得。性能：比相應(yīng)的脂肪醇硫酸鹽有較高的溶解度，抗硬水能力提高，并隨接入的聚氧乙烯基個數(shù)的增加而增加，但不改變其去污力。 用處：復(fù)配精練劑、洗滌劑。RO(CH2CH2O)3SO3Na第二章 表面活性劑仲烷基硫酸鹽 構(gòu)造：硫酸酯基與疏水鏈上仲碳原子相連的烷基硫酸鹽 制備：由脂肪仲醇經(jīng)硫酸化制得；用石蠟裂解得到的烯烴與硫酸進行加成反應(yīng)，得到仲烷基硫酸酯鹽此類產(chǎn)品又稱硫酸化烯烴 ）。性能：極易溶于水，具有良好的泡沬性能和去污力。用處：常用于洗滌劑配方中。 CHOSO3NaRR第二章 表面活性劑硫酸

17、化油 制備：天然不飽和油脂或不飽和蠟經(jīng)硫酸化，再中和所得到的產(chǎn)物，代表產(chǎn)品是由蓖麻油經(jīng)硫酸化后的產(chǎn)物，稱為土耳其紅油。用處：可作為染色助劑、纖維整理劑、乳化劑和特殊洗滌劑。NaOHH2SO4+CH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCH2OHCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCH2OSO3NaCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCHOHCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCHOHCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCH2OHCH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOCH2OH 第二章

18、 表面活性劑硫酸化酯制備：不飽和脂肪酸低碳醇酯經(jīng)硫酸化，再經(jīng)中和后的產(chǎn)物 。性能：具有良好的滲透性、乳化性和分散性。用處：用作低泡印染助劑，也可用于皮革、造紙等加工中 。CH3(CH2)7CHCH2(CH2)COOC4H9OSO3NaCH3(CH3)7CH=CH(CH2)7COOC4H9NaOHH2SO4+ 第二章 表面活性劑4、磷酸酯鹽類表面活性劑 構(gòu)造：烷基磷酸酯、烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，是單酯和雙酯的混合物制備：由脂肪醇和脂肪醇聚氧乙烯醚經(jīng)磷酸化，再中和后制得。常用的磷酸化試劑：五氧化二磷、焦磷酸、三氯化磷、三氯氧磷。 ROPROOOMROPOOMOM單酯 雙酯RO(CH2CH2)nPR

19、O(CH2CH2)nOOMRO(CH2CH2O)nPOMOOM第二章 表面活性劑4、磷酸酯鹽類表面活性劑 性能：具有較好的生物降解性、良好的抗靜電性，良好的乳化、去污和防銹性能。用處：織物抗靜電劑、合成纖維的紡絲油劑組分、前處理煮練助劑、高效滲透劑。 第二章 表面活性劑二、陽離子表面活性劑 1、脂肪胺鹽 構(gòu)造：脂肪胺可分為伯胺、仲胺和叔胺。 制備：脂肪胺與酸反應(yīng)鹽酸、乙酸、硫酸等成鹽，即為脂肪胺鹽表面活性劑 性能：脂肪胺鹽能溶于水，具有優(yōu)良的表面活性，少量的胺鹽能顯著降低水溶液的表面張力。 用處：可在酸性條件下使用，可作為乳化劑、分散劑、潤濕劑、礦物浮選劑等。 +RNH2CH3COOHRN+H

20、3CH3COO-第二章 表面活性劑2、烷基季銨鹽 品種：第二章 表面活性劑制備：是由叔胺與烷基化試劑反應(yīng)制備的。常用的烷基化試劑有氯甲烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、芐基氯、氯乙醇、環(huán)氧乙烷、高碳鹵代烷等。 性能：具有良好的水溶性，隨著碳氫鏈長度的增加，水溶性下降。雙鏈長烷基季銨鹽幾乎不溶于水，而溶于非極性有機溶劑。CH2ClRNCH3CH3Cl-+C12H23NCH3CH3CH2+第二章 表面活性劑3、由低級胺制備的陽離子表面活性劑 脂肪酰氯和低碳胺的縮合可得到一類親水基和疏水基通過酰胺基連接的陽離子表面活性劑。 脂肪酰氯或脂肪酸與含有羥基的低碳胺反應(yīng)，則可得到一類親水基和疏水基通過酯基連接的陽

21、離子表面活性劑。 C17H33CONHCH2CH2NCH2CH3CH2CH3C17H35COOCH2CH2NCH2CH2OHCH2CH2OH第二章 表面活性劑脂肪酸與二乙烯三胺縮合可得到含有單酰胺和雙酰胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑。脂肪酸及其酯與多元胺經(jīng)縮合、脫水閉環(huán)可得到烷基咪唑啉類陽離子表面活性劑 2C17H35COOHNH2CH2CH2NHCH2CH2NH2C17H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NHOCC17H35+RCNCH2NCH2CH2CH2OHRCOONHCH2CH2NHCH2CH2OHRCOOHH2OH2OH2O-NH2CH2CH2NHCH2CH2OH+RCOONHCH2

22、CH2NHCH2CH2OHRCOONHCH2CH2NHCH2CH2OH第二章 表面活性劑三、兩性離子表面活性劑 1、咪唑啉型兩性離子表面活性劑 構(gòu)造：2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉 制備：脂肪酸和多胺反應(yīng)，脫去二分子水生成咪唑啉環(huán)；在堿性條件下與羧基化試劑反應(yīng)，得到兩性表面活性劑。 用處：用于羊毛、呢絨、絲綢和化纖等各種高檔纖維的高效凈洗劑；各類纖維的潤滑、柔軟和抗靜電處理。 NCRNCH2CH2OHCH2COO-+第二章 表面活性劑2、甜菜堿型兩性表面活性劑 制備：羧基甜菜堿可以采用烷基二甲基叔胺和氯乙酸反應(yīng)制得。性能：化學穩(wěn)定性好，能耐硬水、氧化劑、還原劑和一般濃度的電解質(zhì)，對酸堿

23、度適應(yīng)性較廣，能與很多染料和印染助劑配伍。用處：用作還原、直接和酸性染料染色時的勻染劑，還可作抗靜電劑、柔軟劑和鈣皂分散劑，用于織物精練劑、凈洗劑，起穩(wěn)泡和增稠作用。C12H25NCH3CH3+C12H25NCH3CH3CH2COO-+NaClClCH2COONa第二章 表面活性劑四、非離子表面活性劑 1、聚氧乙烯型非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚 制備：高級脂肪醇與環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成脂肪醇聚氧乙烯醚 ，一般認為可分為兩個階段 。ROCH2CH2OH+CH2CH2ONaOHn-1nRO(CH2CH2O) HROCH2CH2OHNaOHOCH2CH2ROH第二章 表面活性劑性能：應(yīng)用性能與分子中聚

24、氧乙烯基的個數(shù)有關(guān)，一定碳原子的高級脂肪醇在進行適當?shù)难跻蚁┗竽荏w現(xiàn)良好的潤濕力、去污力和泡沫性能。種類和用途：第二章 表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚 構(gòu)造：制備：烷基酚聚氧乙烯醚是由烷基酚和環(huán)氧乙烷加成得到的。 用處：烷基酚聚氧乙烯醚具有優(yōu)良的性能，曾作為滲透劑、凈洗劑、勻染劑、乳化劑及精練劑組分被廣泛染整助劑中。由于辛基酚和壬基酚的生態(tài)問題，這類表面活性劑在染整加工被禁止使用。 RO(CH2CH2O) Hn第二章 表面活性劑脂肪酸聚氧乙烯酯 制備：脂肪酸與環(huán)氧乙烷加成得到脂肪酸聚氧乙烯酯。性能：屬低泡性表面活性劑，表面活性適中，潤濕性和去污性均較脂肪醇醚要差。 用處：作為乳化劑，在紡織工業(yè)中

25、主要用于紡絲油劑、抗靜電劑、柔軟劑。 RCOOCH2CH2OHRCOOCH2CH2OHRCOOHCH2CH2ONaOHnn-1NaOHOCH2CH2+RCOO(CH2CH2O) H第二章 表面活性劑脂肪胺聚氧乙烯醚 制備：高級脂肪胺與環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)得到脂肪胺聚氧乙烯醚。性能：在聚氧乙烯基個數(shù)較少時，體現(xiàn)一定的陽離子表面活性劑叔胺鹽的性質(zhì)，隨著聚氧乙烯鏈的增長，陽離子性逐漸削弱，體現(xiàn)出非離子表面活性劑的性質(zhì)。用處：可作為乳化劑、起泡劑、腐蝕抑制劑等。在印染加工中，主要作為酸性染料染色的勻染劑、抗靜電劑、柔軟劑等。 +OCH2CH22RNH2RNCH2CH2OHCH2CH2OH2n-2RNCH2

26、CH2OHCH2CH2OHRN(CH2CH2O) H(CH2CH2O) H+ nOCH2CH2 n第二章 表面活性劑2、多元醇脂肪酸酯 構(gòu)造：多元醇的部分脂肪酸酯及其氧乙烯化產(chǎn)物 失水山梨醇脂肪酸酯及氧乙烯化物 制備：山梨醇與脂肪酸直接反應(yīng)過程中，既發(fā)生分子內(nèi)失水形成醚鍵，同時發(fā)生酯化反應(yīng)，得到失水山梨醇的酯 。+OCROCROOHORCOOOOCROHOOHORCOOOCRHOOHOOHOcatHOCHCHOHCHOHCH2OHCHOHCH2OH+RCOOH第二章 表面活性劑Span類：失水山梨醇脂肪酸酯，低HLB值的非離子表面活性劑，一般不溶于水，可溶于礦物油和植物油中，常用于油性乳化劑、

27、增溶劑、消泡劑、柔軟劑及纖維平滑劑。第二章 表面活性劑Tween類：在氫氧化鉀(或氫氧化鈉)催化下，失水山梨醇酯分子中的自由羥基與環(huán)氧乙烷加成即可制得相應(yīng)的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。使用不同的脂肪酸和控制環(huán)氧乙烷的加成數(shù)，可制得親水性范圍很廣的系列產(chǎn)品。主要作為乳化劑。 第二章 表面活性劑脂肪酸甘油酯 制備：脂肪酸甘油酯可以由甘油和脂肪酸直接酯化得到，產(chǎn)物為單酯、雙酯和三酯的混合物 ，將甘油單酯和環(huán)氧乙烷反應(yīng)，制備脂肪酸單甘油酯的聚氧乙烯醚 。性能：脂肪酸單甘油酯聚氧乙烯醚的分散性、乳化力、起泡力和滲透力都很好。用處：可用作乳化劑、增溶劑、穩(wěn)定劑等。第二章 表面活性劑3、烷基多苷 構(gòu)造：制備

28、：單糖(一般是葡萄糖)的半縮醛羥基與醇作用，脫去一分子水，生成具有縮醛結(jié)構(gòu)的衍生物。性能：無濁點，水稀釋后無凝膠現(xiàn)象，疏水基烷基鏈長的增加將減小APG的溶解性，而親水基平均糖單元數(shù)的增加則使其溶解度增加。能有效地降低表面張力，在酸性溶液中也有優(yōu)良的溶解性、穩(wěn)定性和表面活性。具有優(yōu)良的去污和配伍性能，生物降解性好，對環(huán)境污染小。用處：環(huán)保型精練劑、洗滌劑。ORnOHOHOHCH2OHO單苷的含量約占50%70%，其他的為二苷、三苷、四苷等。 第二章 表面活性劑4、聚醚 構(gòu)造：以一個或一個以上活性氫原子的有機化合物為引發(fā)劑，用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷加成聚合而制得的具有表面活性的嵌段共聚物，聚醚分子中的

29、聚氧乙烯鏈為親水部分，聚氧丙烯鏈為疏水部分。疏水和親水部分的大小，可通過調(diào)節(jié)聚氧丙烯和聚氧乙烯的比例加以調(diào)節(jié)。品種：根據(jù)聚合方式，可將聚醚分為整嵌型、雜嵌型和全雜型三類。應(yīng)用最為廣泛的是以丙二醇為引發(fā)劑的整嵌型聚醚產(chǎn)品。分子中疏水基部分為聚氧丙烯鏈，相對分子質(zhì)量必須大于900，聚氧乙烯鏈部分約占化合物總量的10%90%。 HO(C2H4O) (C3H6O) (C2H4O) Habc第二章 表面活性劑產(chǎn)品： 每種產(chǎn)品具有一個代號，前面的字母表示產(chǎn)品在室溫下的狀態(tài)，即液狀L）、漿狀P）、片狀F三種。字母后面有二位或三位阿拉伯數(shù)字，其中最后一位表示分子中聚氧乙烯的百分含量，二位數(shù)中的第一位或三位數(shù)中

30、的前二位數(shù)表示分子中聚氧丙烯相對分子質(zhì)量所對應(yīng)的位置的順序編號。 第二章 表面活性劑性能：聚醚產(chǎn)品的性能變化很有規(guī)律性，聚氧乙烯含量越高，在水中的溶解度越大；聚氧丙烯相對分子質(zhì)量越大，則溶解度降低。這類產(chǎn)品一般具有低泡性，聚氧乙烯含量低的產(chǎn)品具有消泡作用，L62、L72、L92和P103具有較好的潤濕作用，L64具有較好的去污力，F(xiàn)68的分散性較好。聚醚對鈣皂有良好的分散作用，在濃度很稀時即可防止硬水中鈣皂沉淀。 用處：聚醚除了可用于低泡洗滌劑，還作為乳化劑、分散劑、原油破乳劑、抗靜電劑、潤濕劑、勻染劑、膠凝劑。第二章 表面活性劑五、特殊種類表面活性劑1、含氟表面活性劑 構(gòu)造：以碳氟鏈代替通常

31、的碳氫鏈作為疏水基 性能：在強酸、強堿中有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，同時它在高溫下極穩(wěn)定。具有很高的表面活性，可使水的表面張力降低至1015 mN/m左右。與同碳鏈長度的碳氫表面活性劑相比，臨界膠束濃度也小得多。在有機溶劑中也具有高表面活性。用處：作為織物防水防油整理劑 。第二章 表面活性劑2、含硅表面活性劑 含硅表面活性劑是疏水部分由硅烷基、硅亞甲基或硅氧烷構(gòu)成的一類表面活性劑 構(gòu)造：分為陰離子、陽離子、非離子和兩性離子四種類型 SiCH3OOCH3OCH3C18H37 Cl-CH3CH3CH2CH2CH2N+nmSiCH3CH3CH3OSiOSiOSiCH3CH3CH3C3H6CH3CH3CH3N

32、+CH3CH2COO-CH3第二章 表面活性劑性能：含硅表面活性劑有可能使水溶液的表面張力降至2025mN/m，比碳氫系表面活性劑低。對于一般碳氫系表面活性劑無效的有機液體表面，也能排列單分子膜，使其表面張力下降。用處：含硅表面活性劑主要用于提高親水性、改進潤濕性、防靜電，提高平滑性、改善手感，防止粘連聚氨酯纖維），乳化劑，高溫消泡，殺菌劑，防水整理劑等 。第二章 表面活性劑3、Gemini表面活性劑 構(gòu)造：Gemini表面活性劑是指分子中至少含有兩個親水基離子或極性基團和兩條疏水鏈，在其親水基或靠近親水基處，由聯(lián)接基團通過化學鍵聯(lián)接在一起，又稱為雙聯(lián)或?qū)\連表面活性劑。 R為疏水基團；I為親水

33、基團；Y為聯(lián)接基團。R、I均可多于2個，Y亦可多于1個，分子的整體結(jié)構(gòu)也可以是不對稱的即R1R2或I1I2）。組成Gemini表面活性劑的親水基可以是陽離子如季銨鹽），陰離子如磷酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽和羧酸鹽等），兩性離子和非離子。I1I2YR1R2第二章 表面活性劑Gemini表面活性劑C10H21OCH2CHCH2OCH2CH2OCH2CHCH2OC10H21OSO3NaOSO3NaC10H21CHOCH2CH2OCH2CH2OCHC10H21CH2O(CH2)3SO3NaCH2O(CH2)3SO3NaC16H33N+CH2CH2N+C16H33 Br-CH3CH3CH3CH32第二章 表面

34、活性劑Gemini表面活性劑的性質(zhì) (1)更易吸附在氣/液表面，從而更有效地降低水溶液表面張力。(2)更易聚集生成膠束。(3)Gemini表面活性劑降低水溶液表面張力的傾向遠大于聚集生成膠團的傾向，降低水溶液表面張力的效率是相當突出的。(4)具有很低的Kraff點。(5)對水溶液表面張力的降低能力和降低效率而言，Gemini表面活性劑和普通表面活性劑尤其是和非離子表面活性劑的復(fù)配能產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng)。(6)具有良好的鈣皂分散性質(zhì)。(7)在很多場合是優(yōu)良的潤濕劑。第二章 表面活性劑Gemini表面活性劑的應(yīng)用陽離子Gemini表面活性劑作為滌綸織物堿減量加工的促進劑和腈綸纖維及陽離子可染改性纖維

35、陽離子染料染色的勻染劑。陰離子Gemini表面活性劑被用于作為真絲織物的精練助劑 C16H33N+CH2CH2N+C16H33 Br-CH3CH3CH3CH32C11H23CONCH2CH2COONaCH2CH2NC11H23COCH2CH2COONa第二章 表面活性劑4、高分子表面活性劑相對分子質(zhì)量在數(shù)千以上(一般為103106)并具有一定表面活性的物質(zhì)被稱為高分子表面活性劑。高分子表面活性劑一般不形成膠束，降低表面張力的能力、起泡性及潤濕性能多較差；但高分子表面活性劑兼具高分子和表面活性劑雙重性能，在保護膠體、分散及絮凝作用等方面有其獨特的優(yōu)勢。第二章 表面活性劑高分子表面活性劑可分為天然

36、高分子表面活性劑和合成高分子表面活性劑。天然高分子表面活性劑是從動植物分離、精制或經(jīng)過化學改性而制得的水溶性高分子，種類有纖維素類、淀粉類、腐植酸類、木質(zhì)素類、聚酚類、植物膠和生物聚合物等。合成高分子表面活性劑可由兩親單體均聚或由親水單體和親油單體共聚以及在水溶性較好的大分子物質(zhì)上引入兩親單體制得，單體的種類選擇和組成的變化范圍較廣。 第二章 表面活性劑 天然高分子化學改性天然高分子的化學改性是制備高分子表面活性劑的常用方法。將羧甲基纖維素與十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯反應(yīng)，通過羧甲基纖維素分子斷鏈產(chǎn)生大分子自由基，引發(fā)十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯與CMC聚合，可生成帶親水親油長支鏈的嵌段共聚

37、物新型高分子表面活性劑。木質(zhì)素磺酸鹽的酚羥基與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、鹵代烷烴發(fā)生烷基化反應(yīng)，引入不同鏈長的烷烴，賦予其良好的親水親油性，增強其表面活性。 第二章 表面活性劑 合成高分子表面活性劑的制備（1由表面活性單體聚合表面活性單體：由可聚合的反應(yīng)基團(雙鍵、胺基、羥基、環(huán)氧基等)、親水基團(鏈段)及親油基團(鏈段)組成。常用的表面活性單體主要有含乙烯基和烯丙基結(jié)構(gòu)的表面活性單體。表面活性單體可通過均聚或共聚反應(yīng)，制備高分子表面活性劑。 CH2CCOOCH3(CH2CH2O) C12H25n反應(yīng)基團親水基團親油基團+mnCH2=CCH3COO(CH2)NCH3CH3CH2CH2CH2SO3-+

38、nCOO(CH2)NCH3CH3CH2CH2CH2SO3-CH2CCH3m第二章 表面活性劑（2） 親水性單體與疏水性單體共聚親水性單體和疏水性單體原料共聚也可以得到含親水疏水鏈段的嵌段高分子表面活性劑。親水鏈段如聚氧乙烯、聚乙烯亞胺等，疏水鏈段如聚氧丙烯、聚苯乙烯和聚氧硅烷等。 親水性單體疏水性單體HC=CHC=OOCH2CH2O) HCOOHH2C=CHCH2CH3HCCHCH2CHCOOHC=OOCH2CH2O) HCH2CH3( )( )(+nnnx xyynnn第二章 表面活性劑（3） 現(xiàn)有高分子化學改性現(xiàn)有的高分子化合物中引入親水或疏水基團以修正其親水疏水性，使其達到表面活性劑的結(jié)

39、構(gòu)要求，可使該分子化合物具有表面活性，得到高分子表面活性劑。將一定聚合度和醇解度的聚乙烯醇，采用鹵代烷或高級醇進行醚化反應(yīng)，引入一定比例的烷基，可以獲得較高的表面活性。 CH2CHOHCH2CHRCH2CHOOCCH3mnp第二章 表面活性劑第三節(jié) 表面活性劑的基本性能 第二章 表面活性劑一、表面活性劑在界面的吸附作用 1、表面活性劑的界面吸附表面吸附現(xiàn)象 產(chǎn)生原因在溶液表面層中含有溶劑和溶質(zhì)兩種不同的分子，它們所受到的引向內(nèi)部的凝聚力是不同的。如果在表面層中溶質(zhì)分子比溶劑分子所受到的指向溶液內(nèi)部的引力還要大些，則這種溶質(zhì)分子的溶入將使溶液的表面張力升高。從能量趨向降低的原則出發(fā)，這種溶質(zhì)分子

40、趨向于較多地進入溶液內(nèi)部而較少地留在表面層中，以求溶液的表面張力盡量小些，從而降低體系的表面能。這樣，就產(chǎn)生了溶質(zhì)分子在表面層中的濃度低于在本體溶液中的濃度的現(xiàn)象。第二章 表面活性劑 如果在表面層中溶質(zhì)分子比溶劑分子所受到的指向溶液內(nèi)部的引力要小些，則這種溶質(zhì)的溶入將使溶液的表面張力減小。而且，溶質(zhì)分子將傾向于在表面層中相對地濃集，以求更多地降低溶液的表面張力，從而更多地降低溶液的表面能，因而，產(chǎn)生了溶質(zhì)分子在表面層中的濃度比在本體溶液中的濃度大的現(xiàn)象。 概念 溶質(zhì)分子在表面層中的濃度與在本體溶液中的濃度不同的現(xiàn)象稱作溶液的表面吸附現(xiàn)象。 溶質(zhì)分子在表面層中的濃度大于在本體溶液中的濃度的現(xiàn)象叫

41、做正吸附。 溶質(zhì)分子在表面層中的濃度小于在本體溶液中的濃度的現(xiàn)象叫做負吸附。 第二章 表面活性劑吉布斯吸附公式吉布斯(Gibbs)于1878年用熱力學方法導(dǎo)出了反映溶液表面張力隨濃度的變化率與表面吸附量之間的關(guān)系公式 式中，為表面吸附量：R為氣體常數(shù)；T為絕對溫度。表面吸附量的物理意義是，若自1平方厘米溶液表面上及溶液內(nèi)部各取一部分，其中溶劑的分子數(shù)目一樣多，則就是表面部分的溶質(zhì)比溶液內(nèi)部所多的摩爾數(shù)。)2(mol/cmlndd1cRT第二章 表面活性劑表面活性劑在溶液表面上的吸附狀態(tài) )2(mol/cmlgdd303. 21cRT)(0/12cmNA 將計算所得的面積與從分子結(jié)構(gòu)計算出來的分

42、子大小相比較，即可了解表面吸附物質(zhì)在吸附層中的排列情況。 從表面吸附值可按下式算出表面上每個吸附分子所占的平均面積A。 通過實驗計算我們可以定量地分析表面活性劑在溶液表面的吸附狀態(tài)，由Cibbs公式可以得到以下關(guān)系 吸附分子在表面上的狀態(tài) 第二章 表面活性劑溶液表面上的吸附速度以溶液對固體表面的潤濕作用為例：溶液的表面張力越低，越容易潤濕固體，但如果吸附速度很慢則在一定時間內(nèi)不能達到應(yīng)有的吸附量，即不能達到最低表面張力，從而對固體表面的潤濕作用也較差。衡量表面活性劑溶液對固體的潤濕能力，不能僅從平衡的表面張力出發(fā)，而且還要考慮達到平衡表面張力的時間。產(chǎn)生時間效應(yīng)的原因是：由于溶液中溶質(zhì)分子自內(nèi)

43、部擴散到表面需要一定時間，同時還要考慮自表面脫附對吸附速度的影響。此外，分子自溶液內(nèi)部吸附至表面，有一個定向排列的過程，對于離子型表面活性劑，尚須考慮電荷的相互作用。一般認為，吸附速度主要決定于溶質(zhì)分子自溶液內(nèi)部到表面的擴散。溶液濃度越大，則表面張力隨時間增加而下降的幅度也越大，而且達到平衡的時間越短。表面活性劑碳氫鏈越長，則時間效應(yīng)越大；碳氫鏈越短則時間效應(yīng)越小。第二章 表面活性劑2、表面活性劑在固/液界面上的吸附定義：表面活性劑在固/液界面上的濃度比在溶液內(nèi)部的濃度大，即為表面活性劑在固體表面的吸附。計算方法：將一定量的固體與一定量濃度已知的溶液一同振搖；當達到平衡后，再測定溶液的濃度，從

44、濃度的改變可計算出每克固體所吸附的溶質(zhì)的量n。式中：n為溶質(zhì)在溶液中吸附前后的摩爾數(shù)變化，亦即被吸附的摩爾數(shù)；V為溶液體積，c0及c分別為吸附前后的溶液濃度。 mccVmnn)(0第二章 表面活性劑吸附機理離子交換吸附：吸附于固體表面的反離子被同電性的表面活性劑離子所取代。 離子交換吸附 離子對吸附離子對吸附：表面活性劑附于具有相反電荷的，未被反離子所占據(jù)的固件表面位置上。 固體固體固體固體第二章 表面活性劑氫鍵形成吸附：表面活性劑分子或離子與固體表面極性基團形成氫鍵而吸附。 固體C=ON-HO-HC=OHORROR固體C=ON-HO-HC=OOHRORR第二章 表面活性劑電子極化吸附：吸附物

45、分子中含有富于電子的芳香核時，與吸附劑表面的強正電性位置相互吸引而發(fā)生吸附。 色散力吸附：此種吸附一般總是隨著吸附物分子的增大而增加，而且在任何場合皆發(fā)生，亦即在其他所有吸附類型中皆存在，作為其他吸附的補充。疏水作用吸附：表面活性劑的疏水基在水介質(zhì)中易于相互聯(lián)結(jié)形成“疏水鍵”，在一定條件下，有可能與已吸附在固體表面的其他表面活性劑聚集而吸附。 第二章 表面活性劑二、表面活性劑水溶液的性質(zhì) 1、膠束的形成 cmc洗滌作用高頻電導(dǎo)表面張力滲透壓當量電導(dǎo)界面張力密度變化性質(zhì)溶液中表面活性劑濃度很低時，表面活性劑以單分子狀態(tài)吸附在溶液表面，使界面自由能減少，當表面活性劑在溶液中超過一定濃度時，表面定向

46、吸附達到飽和，從水中排斥就意味著形成聚集物，即形成膠束。表面活性劑形成膠束時的最低濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)。 表面活性劑水溶液的性質(zhì)第二章 表面活性劑2、膠束的結(jié)構(gòu)在濃度不很大(超過cmc不多)的溶液中，膠束大多呈球狀。即疏水基向著膠束中心，親水基向著溶液一側(cè)定向排列的球形膠束，其大小相應(yīng)決定于活性劑疏水基的長度。濃度大于CMC時膠束的大小是一定的，隨濃度的增大只增加膠束的個數(shù)，而不改變膠束的大小。 膠束中心核滑動面施恩特固定層（23 ）(1028 )高依-恰普曼雙電層（數(shù)百 ）平衡反離子疏水基親水基離子膠束結(jié)構(gòu)模型 第二章 表面活性劑表面活性劑溶液中不同濃度時的膠束結(jié)構(gòu)模型表面活性劑溶

47、液中不同濃度時的膠束結(jié)構(gòu)模型 1035A水H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O油醇單體膠束棒狀膠束（混亂定向）棒狀膠束的六角束層狀膠束微乳狀液表面活性劑結(jié)晶1035A第二章 表面活性劑3、膠束聚集數(shù)和臨界膠束濃度膠束聚集數(shù) 一般膠束的大小以膠束聚集數(shù)表示，即締合一個膠束的表面活性劑分子或離子的個數(shù)。測試方法：膠束相對分子質(zhì)量可以用光散射法、x射線衍射法、擴散法、滲透壓法、超離心法等測定。從膠束相對分子質(zhì)量再除以單個表面活性劑的相對分子質(zhì)量得出膠束聚集數(shù)。第二章 表面活性劑影響膠束聚集數(shù)的因素離子性表面活性劑的聚集數(shù)較小，并且比較接近。非離子表面活性劑由于親水基之間沒有離子電荷排斥作

48、用，其膠束較大，聚集數(shù)比離子表面活性劑大得多。表面活性劑在水溶液中的膠束聚集數(shù)隨疏水基碳氧鏈增長而增大。聚氧乙烯型非離子表面活性劑，若聚氧乙烯鏈增加而碳氫鏈長不變時則表面活性劑的膠束聚集數(shù)減少。在水溶液中表面活性劑與溶劑(水)之間的不相似性越大，則聚集數(shù)越大。即當表面活性劑的親水性變?nèi)鯐r，聚集數(shù)就增大。第二章 表面活性劑臨界膠束濃度臨界膠束濃度(簡稱CMC)即表面活性劑從單個分子或離子開始聚集，形成膠束時的最低濃度。臨界膠束濃度是表面活性劑表面活性的一種量度，CMC越小，則表示此種表面活性劑形成膠束所需濃度越低，使溶液的表面張力降至最低值所需的濃度越低，說明該表面活性劑的表面活性越高。臨界膠束

49、濃度是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的突變點，CMC越低，說明表面活性劑起到潤濕、乳化、增溶、洗滌等作用所需的濃度越低。第二章 表面活性劑00.20.40.60.81.01234cmc月桂酸鉀濃度/%增容量/10-2gL-12-硝基二苯胺在月酸鉀水溶液中的濃度 4、膠束的增溶作用增溶作用的概念表面活性劑在水溶液中形成膠束后，具有能使不溶或微溶于水的有機化合物的溶解度顯著增大的能力，且溶液呈透明狀，這種作用稱為增溶作用。增溶作用與表面活性劑在溶液中形成膠束有密切關(guān)系。 第二章 表面活性劑(a)(b)(c)(d)(a)在膠束內(nèi)核的增溶 被增溶物進入膠束內(nèi)核，就像溶于非極性碳氫化合物中一樣。飽和脂肪

50、烴、芳香烴及其他不易極化的化合物一般以這種方式增溶，增溶量隨表面活性劑的濃度增高而增大。增溶作用的方式第二章 表面活性劑(a)(b)(c)(d)(b)在表面活性劑分子間的增溶 被增溶物分子增溶在表面活性劑分子之間形成“柵欄構(gòu)造，即非極性碳氫鏈插入膠束內(nèi)部，而極性頭則混于表面活性劑極性頭之間，通過氫鍵或偶極子相互聯(lián)系起來，當有機物的烴鏈較大時，有可能進入膠束內(nèi)核中。長鏈醇、胺、脂肪酸和各種極性染料等極性化合物的增溶屬于這種方式增溶。第二章 表面活性劑(a)(b)(c)(d)(c)在膠束表面的增溶 被增溶的分子吸附于膠束的表面區(qū)域或是膠束“柵欄的靠近膠束表面的區(qū)域。高分子物質(zhì)、甘油及某些不溶于烴的

51、染料的增溶屬于這種方式。這種增溶方式的增容量較小。第二章 表面活性劑(a)(b)(c)(d)(d)在親水基之間的增溶 具有聚氧乙烯鏈的非離子表面活性劑對有機物的增溶與前三種不同，被增溶物包藏于膠束外層的聚氧乙烯親水鏈中。苯、苯酚、極性較小的有機物以及一些染料的增溶即屬于這種方式的增溶。這種方式的增溶量較大。 第二章 表面活性劑影響增溶作用的因素表面活性劑的結(jié)構(gòu)烴類以及長鏈極性有機物基本上增溶于膠束內(nèi)部，增溶量一般與膠束的大小有關(guān)。在表面活性劑同系物中，隨著疏水基碳原子數(shù)的增加，膠束聚集數(shù)增大，增溶量隨之增大。疏水基具有分支的表面活性劑，其增溶作用比直鏈表面活性劑小。疏水基為不飽和鏈的表面活性劑

52、，對直鏈烷烴和環(huán)烷烴的增溶能力較差，對含芳香族或極性化合物的增溶能力較大。第二章 表面活性劑具有相同疏水基的表面活性劑對烴類和極性有機物的增溶能力大小順序為：非離子表面活性劑陽離子表面活性劑陰離子表面活性劑。非離子表面活性劑增溶作用主要發(fā)生于聚氧乙烯鏈之間，增溶能力還受聚氧乙烯鏈長的影響，具有相同碳氫鏈的非離子表面活性劑，其聚氧乙烯鏈越長，增溶能力越弱。在表面活性劑中引入第二個離子性親水基團對烴類物質(zhì)的增溶作用將減少，而對極性物質(zhì)的增溶作用則增加。第二章 表面活性劑被增溶物的結(jié)構(gòu)對于脂肪烴和烷基芳烴，增溶量隨被增溶物鏈長的增加而減少，隨其不飽和度和環(huán)化程度的增加而增加，對于多環(huán)芳烴其增溶量隨分

53、子質(zhì)量的增加而減小。被增溶物的極性對增溶量有較大程度的影響，一般來說，被增溶物的極性越大，碳氫鏈越短，則增溶量越大。例如正庚醇比正庚烷的增溶量增加1倍。第二章 表面活性劑有機添加劑的影響在表面活性劑溶液中加入非極性化合物，會使膠束脹大，有利于極性有機物插入膠束柵欄中，使極性有機物的增溶量增大。反過來，當溶液中加入極性有機物后，同樣會使碳氫化合物的增溶量增加，極性有機物的碳氫鏈越長，極性越低，使碳氫化合物的增溶量增加越多。例如，硫醇、胺和醇對增溶量大小的影響順序為RSH RNH2 ROH。當體系增溶了一種極性有機物后，會使另一種極性有機物的增溶量降低，這是由于兩種化合物爭奪膠束“柵欄位置的緣故。

54、第二章 表面活性劑電解質(zhì)的影響 在表面活性劑溶液中加入少量電解質(zhì)，使離子表面活性劑的cmc大為降低，膠束量增加，因而表面活性劑對烴類的增溶能力提高。然而，電解質(zhì)使膠束分子間的靜電斥力減弱，使膠束中表面活性劑分子排列更加緊密，從而不利于極性有機物分子的插入，因而表面活性劑對極性有機物的增溶能力降低。對于非離子表面活性劑，無機鹽的加入，使?jié)狳c降低，增溶量增高，并隨加入鹽濃度的增大而增高。第二章 表面活性劑溫度的影響對于離子表面活性劑，升高溫度一般會引起被增溶物增溶量的增加，原因可能是分子熱運動使膠束中能發(fā)生增溶的空間增大。對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高，聚氧乙烯鏈的水化作用減小，膠束較易

55、形成，膠束聚集數(shù)增加，使非極性化合和鹵代烷烴等的增溶量增大。對于增溶于膠束聚氧乙烯鏈外殼中的化合物來說，增溶量隨溫度上升而出現(xiàn)最大值。當溫度升到一定程度，引起聚氧乙烯基脫水的加劇，促使聚氧乙烯基發(fā)生卷縮，減少了增溶作用的空間，于是增溶能力下降。第二章 表面活性劑三、表面活性劑的親水親油平衡值1、基本概念親水親油平衡值(HLB值) ：分子中親油和親水的這兩個相反基團的大小和力量的平衡。 HLB值是表面活性劑親水基和疏水基之間平衡程度的反映。現(xiàn)用的HLB值均以石蠟的HLB=0，油酸的HLB=1，油酸鉀的HLB=20，十二烷基硫酸鈉的HLB=40作為基準。陰、陽離子表面活性劑的HLB值在l40之間，

56、非離子表面活性劑的H L B值在120之間。第二章 表面活性劑2、HLB值的計算對于多數(shù)多元醇的脂肪酸酯： S為酯的皂化數(shù)，A是脂肪酸的酸值。 聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯HLB值的計算： )/1 (20HLBAS7 .162785 .45120120HLB）（）（AS第二章 表面活性劑對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑 E：表面活性劑分子中聚氧乙烯鏈部分占整個表面活性劑分子的重量百分比。月桂醇聚氧乙烯醚C12H25O(C2H4O)8H的HLB值 09.1353884420HLB量整個表面活性劑分子的聚氧乙烯基部分的量 20HLB第二章 表面活性劑戴維斯法把表面活性劑結(jié)構(gòu)分解為一些基團，每一基團對

57、HLB值均有確定的貢獻，各種基團相對應(yīng)的HLB值稱為HLB基團數(shù)?？蓪LB值作為結(jié)構(gòu)因子的總和來處理。 HLB = 7 + (親水基團數(shù)) (親油的基團數(shù)) 十二烷基硫酸鈉的HLB值 40712475. 07 .38HLB）（第二章 表面活性劑HLB值的加和性混合表面活性劑的HLB值具有加和性，可由下式得出：Span80和Tween80的HLB值分別為4.3和15，若將兩種表面活性劑按重量比37進行混合，則混合物的HLB值為： BABBAAHLBWWHLBWHLBW79.11731573 . 43HLB第二章 表面活性劑3、HLB值的大致范圍與應(yīng)用性質(zhì)的關(guān)系表面活性劑HLB值與應(yīng)用性能的關(guān)系

58、 第二章 表面活性劑四、表面活性劑的溶解性 1、離子型表面活性劑的Krafft點 概念在溫度較低時，離子型表面活性劑的溶解度隨溫度升高慢慢增大，當溫度達到某一定值后，溶解度會急劇上升，這種現(xiàn)象稱為Krafft現(xiàn)象，相應(yīng)的溫度稱為Krafft點即KP值。 20304050600.010.020.030.040.05濃度/mol/100g溫度/十六烷基硫酸鹽的溶解度曲線 第二章 表面活性劑Krafft點與表面活性劑結(jié)構(gòu)的關(guān)系在同系物中，Krafft點隨著疏水基碳原子數(shù)的增加而增高。對于親水基一定、疏水基碳原子數(shù)相同的表面活性劑，若疏水基中存在支鏈結(jié)構(gòu)，則Krafft點下降。隨著支鏈移向烷烴鏈中部，

59、Krafft點逐漸下降。反離子對表面活性劑的Krafft點的影響極大。在陰離子表面活性劑分子中引入氧乙烯基，可以十分有效地降低Krafft點，Krafft點隨著氧乙烯化度的增加而下降。 第二章 表面活性劑2、聚氧乙烯型非離子表面活性劑的濁點聚氧乙烯型非離子表面活性劑的水溶性聚氧乙烯型非離子表面活性劑的親水性是由分子中的聚氧乙烯鏈部分提供的，水溶性的大小取決于聚氧乙烯鏈上醚基氧原子通過氫鍵與水結(jié)合的能力。 控制分子中醚基氧原子的數(shù)目，就可以控制聚氧乙烯型表面活性劑的親油和親水的特性。 RCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2OCH2CH2OCH2CH2CH2

60、CH2OHO第二章 表面活性劑濁點 逐漸加熱聚氧乙烯型非離子表面活性劑的水溶液，當表面活性劑析出，溶液呈現(xiàn)混濁時的溫度，稱之為濁點即CP值。濁點在一定程度上表示了聚氧乙烯型非離子表面活性劑分子中親水基與疏水基的比例關(guān)系。 當分子中環(huán)氧乙烷加成數(shù)一定時，疏水基碳數(shù)愈長，濁點愈低。當表面活性劑分子中疏水基一定時，濁點隨聚氧乙烯加成數(shù)的增加而升高。 第二章 表面活性劑五、表面活性劑表面活性的影響因素表面活性劑兩個最基本的性質(zhì)是形成膠束的能力即臨界膠束濃度cmc的大小和在表面上吸附的能力，并由此而影響降低表面張力的能力和效率。 第二章 表面活性劑降低表面張力的能力是指該表面活性劑能把溶劑通常是水的表面