表面活性劑的作用-增溶

表面活性劑能夠降低溶液的表面張力，由于膠束的存在，改變了物系的界面狀態(tài)，并產(chǎn)生了乳化、起泡、分散、增溶及催化作用。隨著科技的發(fā)展，表面活性劑的發(fā)展也十分迅速，已經(jīng)從早期主要應用于洗滌、紡織等行業(yè)逐步拓展到國民經(jīng)濟的各個部門，如食品、制藥、紡織、金屬加工、石油、建筑等行業(yè)。第三章表面活性劑的作用§3.1增溶作用§3.2潤濕作用§3.3乳化作用§3.4起泡與消泡作用§3.5洗滌作用§3.1增溶作用1、增溶作用的定義和特點1）增溶作用的基礎是膠束的形成表面活性劑濃度越大，形成的膠束越多，有機物溶解的越多，SAA增溶量越大。

是指表面活性劑膠束的存在使難溶于水的有機物在水中的溶解度顯著增加的作用。增溶劑被增溶劑特點定義§3.1增溶作用例如：乙苯在水中的溶解情況乙苯在水中幾乎不溶，但當在100ml、0.3mol/L的十六酸鉀（cmc2.2×10-3mol/L）可溶解3g多。cs

最初表面活性劑濃度較低，沒有形成膠束，溶解度小，在濃度超過cmc后，溶解度大大增加。

2）與溶解和乳化不同，被增溶物以分子團簇分散在表面活性劑的膠束中。形成膠束后，溶液的沸點、凝固點等沒有明顯的改變，說明溶質并非以分子或離子的形式存在，而是以分子團簇分散在表面活性劑的膠束中。兩種不相溶的液體，如油與水，若加入適當?shù)谋砻婊钚詣┰趶娏业臄嚢柘?，油被分散在水中，形成乳狀液，該過程叫乳化。3）增溶作用是自發(fā)進行的增溶后的溶液屬于熱力學穩(wěn)定體系?！?.1增溶作用①被增溶物進入膠束內(nèi)部§3.1增溶作用2、增溶作用方式⑴增溶方式

通過x射線衍射、紫外光譜及核磁共振等分析方法，研究發(fā)現(xiàn)增溶作用主要有四種方式：

簡單的烴類物質易溶于其中，如苯、乙苯、正庚烷等。增溶后膠束的體積增大。②被增溶物參與膠束形成,在膠束中與表面活性劑分子相間并列分布。增溶于膠束的柵欄之間，大分子極性有機化合物。§3.1增溶作用③被增溶物吸附于膠束表面高分子、甘油、蔗糖以及一些染料。④被增溶物束縛在膠束表面的聚氧乙烯鏈上較易極化的碳氫化合物，如苯、乙苯、苯酚等短鏈芳香烴類化合物

被增溶物被束縛在膠束外表面的聚氧乙烯分子鏈上，

被增溶物被聚氧乙烯鏈纏繞。

§3.1增溶作用四種方式的增溶量大小順序：4>2>1>3

向100ml以標定濃度的表面活性劑溶液中由滴管滴加被增溶物，當達到飽和時被增溶物析出，溶液變渾濁，此時已滴入溶液中的被增溶物的物質的量即為增溶量。增溶量除以表面活性劑的物質的量即得到增溶力。增溶力表示表面活性劑對有機物的增溶能力。§3.1增溶作用⑵增溶量的測定同溶解度的測定?！?.1增溶作用3、增溶作用的主要影響因素⑴表面活性劑的化學結構①膠束越大，對于增溶到膠束內(nèi)部的物質增溶量越大。在表面活性劑同系物中，膠束的大小隨碳原子數(shù)增加而增大，因此碳原子數(shù)越大，cmc越低，聚集數(shù)增加，增溶作用加強?！?.1增溶作用②親水基相同的SAA

ａ碳原子數(shù)越大，cmc越低，聚集數(shù)增加，增溶作用加強?！?.1增溶作用

ｂ帶有不飽和結構的表面活性劑，或在活性劑分子上引入第二極性基團時，對烴類的增溶作用減小，而對長鏈極性物增溶作用加強。

原因：由于該類表面活性劑的親水性增加，cmc變大，膠束不易形成且聚集數(shù)下降，因此對增溶于膠束內(nèi)部的烴類增溶能力下降；但由于極性基團之間的電斥力作用，使膠束“柵欄”的表面活性劑分子排斥力增加，分子間距增大，有更大的空間使極性物分子插入，因此對其增溶量增加?！?.1增溶作用

ｃ親油基部分帶有分支結構的表面活性劑增溶作用較直鏈的小。因為直鏈型表面活性劑cmc比支鏈型低，膠束易形成，膠束聚集數(shù)較大。§3.1增溶作用③具有相同親油基的表面活性劑，對烴類及極性有機物的增溶作用大小順序：非離子型>陽離子型〉陰離子型原因：非離子型的cmc小，膠束易于形成，膠束聚集數(shù)較大，增溶作用較強。而陽離子的膠束比陰離子的結構疏松，故增溶作用較陰離子的強。§3.1增溶作用④聚氧乙烯類非離子型表面活性劑乙氧基越長，增溶量越??；疏水碳鏈越長，增溶量越大。①脂肪烴與烷基芳烴被增溶的程度隨其鏈長的增加而減小，隨不飽和度及環(huán)化程度的增加而增大，帶支鏈的飽和化合物與相應的直鏈異構體增溶量大致相同。烴類分子越大，增溶程度越小。②烷烴的氫原子被羥基、氨基等極性基團取代后，其被表面活性劑增溶的程度增加。§3.1增溶作用⑵被增溶物的化學結構⑶溫度的影響離子型，升高溫度，s增加非離子型，升高溫度，濁點以下，s增加，濁點以上，s下降。在溫度升至接近表面活性劑的濁點時，聚氧乙烯基與水分子間的氫鍵遭到破壞，水化作用減小，膠束容易生成，聚集數(shù)急劇增加，對非極性碳氫化合物以及鹵代烷烴等的增溶作用有很大提高。但當超過濁點后則溶解度下降?！?.1增溶作用

在離子型表面活性劑溶液中添加少量的無機電解質，可增加烴類化合物的增溶程度，但卻使極性有機物的增溶程度減少。§3.1增溶作用⑷添加無機物電解質的影響

原因：無機電解質的添加使離子型表面活性劑的cmc大為降低，膠束聚集數(shù)增加，膠束變大，使得溶于膠束內(nèi)的烴類化合物的增溶程度增加。電解質使膠束“柵欄”分子間的電斥力減弱，于是形成膠束的表面活性劑分子排列的更加緊密，從而減少了極性有機化合物在“柵欄”中增溶的空間，使其增溶量減少。§3.1增溶作用⑸有機物添加劑的影響向表面活性劑溶液中添加烴類等非極性化合物，會使其增溶于表面活性劑膠束內(nèi)部，使膠束脹大，有利于極性有機物插入膠束“柵欄”中，即提高了極性有機物的增溶程度。反之添加了極性有機物后，增溶于膠束的“柵欄”中，使非極性碳氫化合物增溶的空間變大，增溶量增加?！?.1增溶作用

主要應用于乳液聚合、石油開采、膠片生產(chǎn)及洗滌等方面?！?.1增溶作用4、增溶作用的應用⑴乳液聚合是使原料分散于水中形成乳液，在催化劑的作用下進行聚合的過程。在表面活性劑水溶液中，大部分單體原料存在于乳狀液的液滴中，少部分溶于水相成為真溶液，還有一部分增溶于膠束內(nèi)?！?.1增溶作用

乳液聚合通常使用水溶性的引發(fā)劑，在水相中起引發(fā)作用，聚合反應在膠束中進行，分散于水相的單體乳狀液滴不斷向膠束提供反應原料。隨聚合反應的進行，膠束中的單體逐漸聚合為高分子產(chǎn)物，脫離膠束形成分散于水相中的高聚物液滴，最終成為乳膠粒，直至單體消失。§3.1增溶作用⑵石油工業(yè)增溶作用被利用來“驅油”以提高石油的開采率，利用表面活性劑膠束的存在，將表面活性劑、助劑和油混合在一起攪動，使之形成均勻的“膠束溶液”。這種溶液能溶解原油，且具有足夠的黏度，能很好的潤濕巖層，遇水不分層，當流過巖層時能有效的洗下黏附于砂石上的石油，達到提供使用開采率的目的。§3.1增溶作用⑶膠片生產(chǎn)膠片上出現(xiàn)的微小油脂雜質造成的斑點，在乳化劑中加入適當?shù)谋砻婊钚詣媚z束的增溶作用可以使斑點消除。