膠體化學(xué)第四章表面活性劑

膠體化學(xué)第四章表面活性劑表面活性劑發(fā)展歷史

肥皂的起源:最早的肥皂配方起源于西亞的美索不達(dá)米亞,約在公元前3000年的時(shí)候，人們便將1份油和5份堿性植物灰混合制成清潔劑。

考古學(xué)家在意大利的龐貝古城遺址中發(fā)現(xiàn)了制肥皂的作坊。說(shuō)明羅馬人早在公元2世紀(jì)已經(jīng)開(kāi)始了原始的肥皂生產(chǎn)。

第2頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑從洗滌劑→工農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域從洗滌劑中獨(dú)立出來(lái)，形成了一種新的功能性精細(xì)化工產(chǎn)品。表面活性劑發(fā)展歷史第3頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

表面活性劑作為精細(xì)化工的主要分支,是一類重要化工產(chǎn)品，用量雖小卻必不可少，素有“工業(yè)味精”之稱。近年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)拓，表面活性劑的發(fā)展更為迅猛。我國(guó)已進(jìn)入世界表面活性劑強(qiáng)國(guó)之林，居世界第二位。其應(yīng)用領(lǐng)域從日用化學(xué)工業(yè)發(fā)展到石油、紡織、造紙、農(nóng)業(yè)、食品、皮革、醫(yī)藥、建筑、環(huán)境以及新材料等方面。表面活性劑的重要作用第4頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天§4.1表面活性劑分子結(jié)構(gòu)及其分類一、表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其分類表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有不對(duì)稱性，即由一親水基和另一憎水基（或稱親油基）組成。例如棕櫚酸鈉（C15H31COONa）的結(jié)構(gòu)可分為如圖所示的親水基和憎水基部分：

第5頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

表面活性劑的種類繁多，但其性質(zhì)之差異主要取決于親水和親油基團(tuán)的性質(zhì)特別是親水基團(tuán)的性質(zhì)。因此通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)的分類方法將其分為離子型和非離子型兩大類，離子型中又可分為陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。顯然陽(yáng)離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。1.離子型2.非離子型陽(yáng)離子型陰離子型兩性型表面活性劑表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其分類第6頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用表面活性劑類型陰離子表面活性劑RCOONa

羧酸鹽R-OSO3Na

硫酸酯鹽R-SO3Na

磺酸鹽R-OPO3Na2

磷酸酯鹽如肥皂一般是含碳14～18個(gè)的羧酸鹽，這類表面活性劑一般不適用于硬水、酸性溶液和海水。十二烷基硫酸鈉是硫酸酯鹽的典型代表。它具有良好的乳化和起泡性能?；撬猁}類表面活性劑主要有：烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽。第7頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用表面活性劑類型陽(yáng)離子表面活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3

CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺鹽|CH3第8頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用表面活性劑類型兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3

|R-N+-CH2COO-

甜菜堿型|CH3第9頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用表面活性劑類型R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚第10頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天一些特殊類型的表面活性劑1）氟表面活性劑是指表面活性劑碳?xì)滏溨械臍湓颖环铀〈?。其特點(diǎn)是：a當(dāng)憎水基的碳數(shù)相同，親水基的分子相同時(shí)，其憎水憎油性均比碳?xì)滏湉?qiáng)；b表面活性很高，不但會(huì)顯著降低水的表面張力，也能降低其他有機(jī)溶劑的表面張力；c化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫，與強(qiáng)氧化劑不起作用。可作鍍鉻槽中的鉻酸霧防逸劑，作油類火災(zāi)的滅火劑，作防水、防油的紡織品、紙張及皮革的表面涂敷劑。如第11頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天一些特殊類型的表面活性劑2）硅表面活性劑其特點(diǎn)是憎水性突出、表面活性高，可作拒水處理劑和消泡劑。如硅油、硅樹(shù)脂（玻璃膠的主要成分）。3）高分子表面活性劑屬天然高分子物質(zhì)，可用于食品工業(yè)、水處理、制藥等?？煞譃殡x子型（如海藻酸鈉、殼聚糖（陽(yáng)離子型）、甲基纖維素（非離子型）、水溶性蛋白質(zhì)（如蛋清）。4）生物表面活性劑是由生物體系新陳代謝產(chǎn)生的兩親化合物，其親水基主要有磷酸根、多羥基基團(tuán)，憎水基由脂肪烴鏈構(gòu)成。其應(yīng)用前景廣闊。第12頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天§4.2膠束和臨界膠束濃度

表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。第13頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)第14頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束(micelle)第15頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束(micelle)第16頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束(micelle)第17頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束(micelle)

研究表明,膠束的形態(tài)除與表面活性劑的濃度有關(guān)外,更多的是取決于表面活性劑的幾何形狀、親水基與憎水基截面積的相對(duì)大小。其一般規(guī)律是（1）具有單鏈憎水基和較大極性基的分子或離子容易形成球狀膠束；（2）具有單鏈憎水基和較小極性基的分子或離子容易形成棒狀膠束。對(duì)于離子型活性劑，加入反離子將促使棒狀膠束形成；（3）具有較小極性基的分子或離子容易形成層狀膠束。（4)一般規(guī)律是隨表面活性劑濃度的增加，膠團(tuán)由球狀變?yōu)榘魻钭詈鬄閷訝畹冉Y(jié)構(gòu)第18頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束(micelle)也可用臨界排列參數(shù)P的大小倆來(lái)表示或預(yù)期膠束的形狀：

P=親水基截面積/憎水基截面積當(dāng)P＜0.33易形成球狀或橢球狀膠束；當(dāng)0.33＜P＜0.5易形成棒狀膠束;當(dāng)P=0.5-1.0易形成層狀膠束;當(dāng)P＞1.0易形成反膠束。第19頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠團(tuán)的大小膠團(tuán)大小的量度是膠團(tuán)聚集數(shù)n，即締合成一個(gè)膠團(tuán)的表面活性劑分子或離子單體的平均數(shù)，一般常用光散射法測(cè)定膠團(tuán)聚集數(shù)（測(cè)定分子量，除以單體分子量即為聚集數(shù)）。第20頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠團(tuán)的大小膠團(tuán)聚集數(shù)的大小與親水基和憎水性的相對(duì)大小有關(guān)，與電解質(zhì)的存在與否、強(qiáng)度的高低有關(guān)，一般規(guī)律為：（1）憎水基鏈長(zhǎng)增加，膠團(tuán)聚集數(shù)增加，這可從半徑增大，表面層面積增大（對(duì)球形或橢球形）（2）加入無(wú)機(jī)鹽使離子型活性劑膠團(tuán)聚集數(shù)上升，這是因?yàn)榉措x子使極性離子的斥力減少，極性離子間靠得更近，聚集數(shù)上升，但無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子活性劑的聚集數(shù)影響不大；（3）溫度升高使非離子活性劑的聚集數(shù)明顯升高，而對(duì)離子型活性劑的聚集數(shù)影響不大。第21頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素1、測(cè)定方法（1）表面張力法作γ-lnc曲線，從曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可得CMC，此方法簡(jiǎn)單、方便，可同時(shí)求得CMC和吸附量同時(shí)，對(duì)高活性和低活性表面活性劑有同樣的靈敏度、與活性劑類型和無(wú)機(jī)鹽的存在與否無(wú)關(guān)缺點(diǎn)是若表面張力-濃度曲線出現(xiàn)最低點(diǎn)，則轉(zhuǎn)折點(diǎn)被掩蓋，靈敏度下降。第22頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素（2）電導(dǎo)法是一經(jīng)典方法，要點(diǎn)是測(cè)定活性劑水溶液的電導(dǎo)率，作電導(dǎo)率-濃度曲線，由轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩側(cè)外延直線的交點(diǎn)可得CMC，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、方便，缺點(diǎn)是只對(duì)離子型活性劑有效、而且準(zhǔn)確度與CMC大小有關(guān)，有無(wú)機(jī)鹽存在時(shí)，靈敏度降低。（3）染料法是一種利用某些染料在水中和在膠團(tuán)中的顏色不同來(lái)測(cè)定CMC的方法，一般采用稀釋法，即在CMC之上加入少量染料，大多數(shù)染料溶于膠團(tuán)中，然后用溶劑逐步稀釋溶液并測(cè)定其吸光度變化。當(dāng)溶液顏色發(fā)生突變時(shí)，其對(duì)應(yīng)的濃度即為CMC，此方法簡(jiǎn)便易得，且可用于膠團(tuán)形成動(dòng)力學(xué)的研究。第23頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素（4）濁度法與染料法相似，但不是測(cè)定其顏色變化，而是測(cè)定某非極性化合物（在水中溶解度很小）在膠團(tuán)生成前后溶解度的突變點(diǎn)來(lái)測(cè)定CMC。如將某碳?xì)浠衔锛尤牖钚詣┤芤褐?，?dāng)活性劑濃度在CMC之下時(shí)，溶液呈現(xiàn)渾濁，不斷加入活性劑并振蕩，當(dāng)活性劑濃度到CMC之上，碳?xì)浠衔锶苡谀z團(tuán)內(nèi)核，溶液變?yōu)榍辶?，發(fā)生突變時(shí)的濃度即為CMC，測(cè)定時(shí)可用目測(cè)法，也可用光度法（濁度法）測(cè)定。染料法與濁度法都有簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)，但所用探針化合物用量不宜過(guò)多，否則會(huì)影響CMC測(cè)定的精度。第24頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素（5）光散射法膠團(tuán)粒子的大小滿足光散射的條件，因此，具有較強(qiáng)的丁鐸爾效應(yīng)（Tyndalleffect).因此，可通過(guò)測(cè)定散射光強(qiáng)度隨濃度的變化以確定臨界膠團(tuán)濃度，此方法干擾少，具有普適性，是測(cè)定CMC的好方法。最后值得指出的是，CMC不象Tb,Tf等物理量一樣在某一狀態(tài)下存一確定值，而是一個(gè)濃度區(qū)域，它隨測(cè)定方法不同而稍有變化。第25頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素2、影響因素（1）結(jié)構(gòu)影響①離子型和非離子型：A、離子型的CMC比非離子型大，這是因?yàn)殡x子型形成膠團(tuán)必須克服離子間排斥力，故膠團(tuán)不易生成；B、同系物中，親水基相同，碳原子數(shù)多者，CMC小，這是因?yàn)樘荚訑?shù)增加，憎水效應(yīng)增加，容易生成膠團(tuán)，故CMC下降；對(duì)離子型和非離子型表面活性劑均遵循此規(guī)律，但兩者降低幅度不同，用公式表示：lgCMC=A-Bnn碳?xì)滏湹奶荚訑?shù)A,B為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，離子型B=0.3，非離子型B=0.5。碳?xì)滏湹奶荚訑?shù)增加，非離子型活性劑的CMC下降更快，而離子型下降較慢。第26頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素②憎水基鏈長(zhǎng)相同，組成不同時(shí)：A、碳氟鏈活性劑的CMC明顯低于碳?xì)滏溁钚詣┑腃MC，這是因?yàn)樘挤湹脑魉?yīng)比碳?xì)滏湉?qiáng)的緣故；B、碳?xì)滏溣蟹种ЫY(jié)構(gòu)的活性劑比直鏈的活性劑的CMC大，可理解為形成膠團(tuán)的空間位阻大，膠團(tuán)不穩(wěn)定不易形成，而空間位阻效應(yīng)引起的負(fù)面影響比憎水效應(yīng)引起的正面影響大；C、憎水基上帶有極性基團(tuán)或不飽和基團(tuán)的CMC大，這是因?yàn)闃O性基團(tuán)和不飽和基團(tuán)的極化度大，親水性增加，憎水性減小。第27頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素(2)添加劑的影響一般的表面活性劑均是工業(yè)品，總是多少含有一些雜質(zhì)，雜質(zhì)的存在或在無(wú)機(jī)鹽存在時(shí)，對(duì)活性劑的CMC會(huì)產(chǎn)生影響：①無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽對(duì)離子型活性劑有顯著影響，其中起主要作用的是活性劑離子的反離子，反離子價(jià)數(shù)越多，水合半徑越大，則影響越大，反離子的存在使CMC降低，這是因?yàn)榉措x子的加入使極性離子間的斥力降低，而有利于膠團(tuán)形成。對(duì)非離子型活性劑，無(wú)機(jī)鹽影響不大。第28頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素②極性有機(jī)物少量極性有機(jī)物如脂肪醇、胺、酸等，可使表面活性劑的CMC發(fā)生很大的變化。極性有機(jī)物對(duì)表面活性劑臨界膠團(tuán)濃度的影響可分為三類：A、屬長(zhǎng)鏈的極性有機(jī)物，由于他們的水溶性很差，在表面活性劑中只能存在于膠團(tuán)中而使CMC降低。如十二烷基硫酸鈉中含有十二醇時(shí)，CMC降低。B、低分子量的極性有機(jī)物如尿素、甲酰胺、乙二胺等，這類化合物有很強(qiáng)的水溶性，與水有很強(qiáng)烈的相互作用，從而能通過(guò)改變?nèi)軇┑男再|(zhì)使膠團(tuán)不易形成，CMC增大，同時(shí)，這類添加劑還增加活性劑的溶解度，以使CMC增大。C、強(qiáng)極性添加物如果糖、木糖等的存在使CMC下降。第29頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素③溫度影響離子型表面活性劑，CMC受溫度影響不大。Krafft點(diǎn)溫度是離子型表面活性劑形成膠束的下限溫度，Krafft點(diǎn)是離子型表面活性劑在水中溶解度急劇增大時(shí)的溫度，是離子型表面活性劑的特征。第30頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天非離子型表面活性劑，溫度升高，CMC降低。對(duì)于非離子型表面活性劑，溫度升高至某一溫度，澄清溶液變渾濁，有大的集體沉淀物析出。這一溫度稱為濁點(diǎn)。濁點(diǎn)與非離子型表面活性劑與溶劑水的結(jié)合能力有關(guān)，親水性越強(qiáng)濁點(diǎn)越高。臨界膠束濃度的測(cè)定及其影響因素第31頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天§4.3表面活性劑在液體表面的吸附一、表面活性溶液至少由兩種分子組成。由于溶質(zhì)分子與溶劑分子之間的作用力與純液體不同，因此，溶液的表面張力除與溫度、壓力、溶劑的性質(zhì)有關(guān)外，還與溶質(zhì)的性質(zhì)和濃度有關(guān)。

水溶液表面張力隨濃度變化規(guī)律大致有如圖所示的三種類型。圖中γ0為純水在測(cè)定溫度下的表面張力第32頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶液的表面張力與表面活性類型1：溶液表面張力隨溶液濃度增加而線性增大。多數(shù)無(wú)機(jī)鹽。（如NaCl，NH4Cl）、酸、堿及蔗糖、甘露醇等多羥基有機(jī)物的水溶液屬于這一類型。這類物質(zhì)常稱為“非表面活性物質(zhì)”。其特點(diǎn)是類型2：溶液表面張力隨溶液濃度增加而逐漸降低。這種類型的例子包括大多數(shù)低分子量的極性有機(jī)物。如醇、醛、酸、酯、胺及其衍生物。由于水溶性有機(jī)化含物一般含有一個(gè)極性基（如OH基或COOH基）和一個(gè)非極性碳?xì)浠鶊F(tuán)。這類分子傾向于聚集在表面層，它們的取向是把極性部分指向體相溶液中的極性水分子，非極性部分朝向氣相。這種類型的數(shù)學(xué)特征是第33頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶液的表面張力與表面活性類型3：這種類型的特點(diǎn)是；當(dāng)濃度增加時(shí)，γ迅速下降并很快達(dá)最低點(diǎn)，此后溶液表面張力隨濃度變化很小。達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)的濃度一般在1%以下。在水中加入高直碳鏈的有機(jī)酸以及烷基磺酸鹽（RCOO-Na+和R-SO3-Na+）等屬這種類型。第34頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶液的表面張力與表面活性溶質(zhì)使溶劑表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性，具有表面活性的溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)（如類型2和類型3）。由于類型3表面活性物質(zhì)具有在低濃度范圍內(nèi)顯著降低表面張力的特點(diǎn)，這類物質(zhì)也稱為表面活性劑。例如在25℃時(shí)，在0.008mol·dm-3的十二烷基硫酸鈉水溶液中，水的表面張力從0.072N·m-1

降到0.039N·m-1。第35頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、溶液表面過(guò)剩物質(zhì)在界面上富集的現(xiàn)象叫做吸附。表面活性劑能降低表面張力就是其在界面（氣液、液液、固氣、固液等）吸附的結(jié)果。溶液表面的吸附導(dǎo)致表面濃度與內(nèi)部濃度不同，這種不同稱為表面過(guò)剩。第36頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、吉布斯吸附等溫式--Gibbs吸附公式它的物理意義是：在單位面積的表面層中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與具有相同數(shù)量溶劑的本體溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量之差值。即：

式中G2為溶劑超量為零時(shí)溶質(zhì)2在表面的超額。a2是溶質(zhì)2的活度，dg/da2是在等溫下，表面張力g隨溶質(zhì)活度的變化率。第37頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天吉布斯吸附等溫式從上式可看出，吸附量Γ2

的符號(hào)取決于表面張力隨濃度的變化率dγ/dc，若dγ/dc<0，則Γ>0，溶質(zhì)發(fā)生正吸附；這時(shí)溶質(zhì)在表面上的濃度比溶液內(nèi)部的大；反之，當(dāng)dγ/dc>0，溶質(zhì)發(fā)生負(fù)吸附，這時(shí)溶質(zhì)在表面上的濃度比溶液內(nèi)部的小，即溶劑在表面上的含量更多。對(duì)于稀溶液，a2近似等于c2，c2為溶質(zhì)的濃度。第38頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4增溶作用§4.4.1增溶作用的定義和特點(diǎn)§4.4.2增溶作用的方式§4.4.3增溶作用的影響因素§4.4.4增溶作用的應(yīng)用第39頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4.1增溶作用的定義和特點(diǎn)定義：由于表面活性劑膠束的存在，使得在溶劑中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。例如：常溫下，乙苯基本不溶于水，但在100mL0.3mol/L的十六酸鉀溶液中可溶解3g。

第40頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天非極性有機(jī)物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。經(jīng)X射線衍射證實(shí)，增溶后各種膠束都有不同程度的增大，而整個(gè)溶液的依數(shù)性變化不大。4.4.1增溶作用的定義和特點(diǎn)第41頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天增溶作用的特點(diǎn)

（1）增溶作用可以使被溶物的化學(xué)勢(shì)大大降低，是自發(fā)過(guò)程，使整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

（2）增溶作用是一個(gè)可逆的平衡過(guò)程

（3）增溶后不存在兩相，溶液是透明的4.4.1增溶作用的定義和特點(diǎn)第42頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4.2增溶作用的方式四種增溶方式：

第43頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）非極性分子在膠團(tuán)內(nèi)核的增溶飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及苯等不易極化的非極性有機(jī)化合物，一般被加溶于膠團(tuán)的內(nèi)核中，就像溶于非極性碳?xì)浠衔镆后w中一樣（圖a）。增溶后的紫外光譜或核磁共振譜表明被加溶物處于非極性環(huán)境中，X射線表明在加溶后膠團(tuán)變大。4.4.2增溶作用的方式第44頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）增溶于表面活性劑分子間的“柵欄”處長(zhǎng)鏈醇、胺等極性有機(jī)分子，一般以非極性碳?xì)滏湶迦肽z團(tuán)內(nèi)部，而極性頭處于表面活性劑極性基之間，并通過(guò)氫鍵或偶極子相互作用（圖b）。加溶后的X射線表明膠團(tuán)未變大。若極性有機(jī)物分子的極性很弱，加溶時(shí)插入膠團(tuán)的程度會(huì)增加，甚至極性基也會(huì)被帶入膠團(tuán)內(nèi)核。4.4.2增溶作用的方式第45頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）吸附于膠團(tuán)表面一些既不溶于水也不溶于非極性烴的小分子極性有機(jī)化合物，如苯二甲酸二甲酯以及一些染料，吸附于膠團(tuán)的外殼或部分進(jìn)入表面活性劑極性基層而被加溶（圖c）。這些加溶物的光譜表明，它們處于極性環(huán)境中。在非離子表面活性劑溶液中，此類物質(zhì)加溶于膠團(tuán)的聚氧乙烯外殼中。4.4.2增溶作用的方式第46頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）增溶于膠團(tuán)的極性基層對(duì)短鏈芳香烴類的苯、乙苯等較易極化的碳?xì)浠衔?，開(kāi)始加溶時(shí)被吸附于膠團(tuán)-水界面處，加溶量增多后，插入定向排列的表面活性劑極性基之間，進(jìn)而更深地進(jìn)入膠團(tuán)內(nèi)核。在聚氧乙烯基為親水基的非離子表面活性劑膠團(tuán)溶液中，苯加溶于膠團(tuán)的聚氧乙烯外殼中（圖d）。4.4.2增溶作用的方式第47頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4.2增溶作用的方式上述四種加溶方式，其增量的規(guī)律：d＞b＞a＞c。增溶作用的本質(zhì)：由于膠團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)，從它的內(nèi)核到水相提供了從非極性到極性環(huán)境的全過(guò)渡。因此，各類極性或非極性的難溶有機(jī)物都可以找到適合的溶解環(huán)境，而存在于膠團(tuán)中。由于膠團(tuán)粒子一般小于0.1μm，加溶后的膠團(tuán)溶液仍是透明液體。第48頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4.3增溶作用的影響因素由于增溶作用發(fā)生在膠束中，所以一切影響膠束化作用的因素（cmc大小，膠束大小，膠束帶電性質(zhì)）及被增溶物的性質(zhì)都會(huì)對(duì)增溶量和增溶位置產(chǎn)生影響。例如：溫度對(duì)增溶的影響①影響膠束的形成②影響增溶質(zhì)的溶解③影響表面活性劑的溶解度對(duì)于離子表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質(zhì)在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。第49頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.4.4增溶作用的應(yīng)用乳液聚合：工業(yè)上合成丁苯橡膠時(shí)，利用增溶作用將原料溶于肥皂溶液中再進(jìn)行聚合反應(yīng)（即乳化聚合）；石油開(kāi)采：驅(qū)油膠束溶液：將表面活性劑、助劑、油混合在一起，這種溶液能溶解原油。膠片生產(chǎn)：消除膠片上的微小油脂雜質(zhì)；洗滌第50頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天51

干洗劑的增溶作用：

為了提高干洗的洗滌品質(zhì)，利用增溶技術(shù)把表面活性劑加入到干洗劑中，優(yōu)點(diǎn)有：增強(qiáng)溶劑侵透織物的能力。促進(jìn)固體污垢從織物上脫落。水被增溶進(jìn)來(lái)，從而促進(jìn)水溶性污垢的去除。避免織物泛黃。4.4.4增溶作用的應(yīng)用第51頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天§4.5表面活性劑的應(yīng)用及發(fā)展表面活性劑的用途極廣，涉及很多方面。一.潤(rùn)濕作用

表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達(dá)到所需的目的。

例如，要農(nóng)藥潤(rùn)濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑；

如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。第52頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用二.起泡作用

泡沫是氣體分散在液體中所形成的熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系?！芭荨本褪怯梢后w薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強(qiáng)度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。如十四烷基硫酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉等。在泡沫體系中一般還必須有穩(wěn)泡劑存在，其主要作用在于使泡沫更穩(wěn)定。常用的穩(wěn)泡劑有12-16碳的脂肪醇。

也有時(shí)要使用消泡劑，在制糖、制中藥過(guò)程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。常用的消泡劑有5-6個(gè)碳的醇或醚、有機(jī)硅等。第53頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用第54頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用表面活性劑的起泡機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）降低氣—液界面張力，使泡沫體系穩(wěn)定。2）在液膜上形成雙層吸附。3）表面活性劑的親油基相互吸引、拉緊，使吸附層的強(qiáng)度提高。4）離子型表面活性劑因電離而使泡沫帶電，其相互斥力阻礙了表面活性劑的接近和聚集。第55頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用三.乳化作用

一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。

要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液(O/W)，或以油為連續(xù)相的油包水乳狀液(W/O)。

有時(shí)為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑，將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開(kāi)。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開(kāi)。第56頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用四.洗滌作用

洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對(duì)被清洗物體的潤(rùn)濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性劑的去污過(guò)程可用示意圖說(shuō)明：A.水的表面張力大，對(duì)油污潤(rùn)濕性能差，不容易把油污洗掉。第57頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的重要作用B.加入表面活性劑后，憎水基團(tuán)朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。C.污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分子占領(lǐng)。第58頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的應(yīng)用五、其他應(yīng)用1.表面活性劑在醫(yī)藥學(xué)上的影響

表面活性劑濃度低時(shí)，可以增加藥物在胃腸道體液中的潤(rùn)濕性。濃度增加到臨界膠束濃度以上時(shí)，藥物被包裹在膠束內(nèi)而不易釋放，或因膠束太大，不能透過(guò)生物膜，則會(huì)降低藥物的吸收。表面活性劑有溶解生物膜脂質(zhì)的作用，增加上皮細(xì)胞的通透性。第59頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的應(yīng)用⒉

表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用

蛋白質(zhì)在堿性介質(zhì)中羧基解離使其帶負(fù)電荷，會(huì)與陽(yáng)離子表面活性劑結(jié)合；在酸性介質(zhì)中，其堿性基團(tuán)則帶正電荷，會(huì)與陰離子表面活性劑結(jié)合。另外表面活性劑還可使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性。

第60頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的應(yīng)用

⒊

表面活性劑的毒性

(1)陽(yáng)離子型＞陰離子型＞非離子型。(2)口服給藥呈慢性毒性：大小順序也是陽(yáng)>陰>非，非離子型表面活性劑口服相對(duì)沒(méi)有毒性。(3)靜脈給藥與口服比較具有較大的毒性。(4)陰、陽(yáng)離子表面活性劑不僅毒性較大，而且有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用，但一般較小。

第61頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)墨水的分類按照溶劑類型可分為水性和有機(jī)溶劑型;

按照色料類型可分為顏料(不溶性顏料和分散染料)型和染料(水溶性染料)型;

按照用途可分為書寫墨水,打印墨水等。墨水的品種隨著時(shí)代的發(fā)展越來(lái)越豐富,其基本成分為著色劑、溶劑以及為調(diào)節(jié)墨水性質(zhì)加入的各種助劑。表面活性劑作為助劑的主要成分,能起到潤(rùn)濕、滲透、