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1、2021/8/29,表面活性剂化学,1,表面活性剂概述,表面活性剂化学,2,2021/8/29,表面活性剂化学,3,2021/8/29,表面活性剂一词来自英文Surfactant。 它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。,表面活性剂：加入量很少时就能大大降低溶剂（一般为水）的表面张力（或界面张力），改变体系界面状态的一类物质。可以起到润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶等一系列作用。,表面活性剂化学,4,2021/8/29,冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂
2、这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。 英国著名界面化学家Ckint,表面活性剂化学,5,2021/8/29,表面活性剂化学,6,2021/8/29,表面活性剂化学,7,2021/8/29,表面活性剂化学,8,2021/8/29,表面活性剂化学,9,2021/8/29,表面活性剂化学,10,2021/8/29,表面活性剂化学,11,2021/8/29,香 水,表面活性剂化学,12,2021/8/29,1 消毒杀菌 2 腈纶匀染剂 3 抗静电剂 4 矿物浮选剂 5 相转移催化剂 6 织物柔软剂
3、食品加工 印染 金属加工 电镀 采矿 采油,表面活性剂化学,13,2021/8/29,配方制作,液体配方,粉末配方,液-液界面,固-固界面,表面活性剂化学,14,2021/8/29,涂层制作,固-液界面,表面活性剂化学,15,2021/8/29,表面活性剂分子,非极性烃链（疏水）,极性基团（亲水）,硬脂酸,双面性,表面活性剂化学,16,2021/8/29,阴离子表面活性剂,R-OSO3Na硫酸酯盐,R-SO3Na磺酸盐,R-OPO3Na2磷酸酯盐,1.离子型,2.非离子型,表面活性剂,2.2.1 按离子类型,表面活性剂化学,17,2021/8/29,阳离子表面活性剂,CH3 R-N-HC
5、酸酯盐、 氨基或胺基及其盐（伯、仲、叔、季） 鎓盐型（磷、砷、硫、碘化合物） 羟基、酰胺基、醚键等。,表面活性剂化学,21,2021/8/29,2.2.3 按疏水基的种类分类,直链烷基 支链烷基 3. 烷基苯基 4. 烷基萘基,通常为烃基构成,5. 松香衍生物 6. 高分子质量聚氧丙烷基 7. 长链全氟(或高氟代)烷基 8. 聚硅氧烷基,表面活性剂化学,22,2021/8/29,硅表面活性剂,氟表面活性剂,2.2.4 按表面活性剂的特殊性分类,元素表面活性剂是指碳氧链上的 氢（碳）原子被其它元素所代替， 而显现出与普通表面活性剂不同 的性能,元素表面活性剂,表面活性剂化学,23,2021/8/
6、29,高分子表面活性剂,3.合成高分子表面活性剂 聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺,2. 部分合成高分子表面活性剂 羧甲基纤维素、羧甲基淀粉,1.天然高分子表面活性剂 阿拉伯树胶、皂、蛋白质（大豆蛋白、牛乳）,表面活性剂化学,24,2021/8/29,生物表面活性剂,1.糖脂系 鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂 2.酰基缩氨酸系 硫放线菌素、脂缩氨酸。,由酵母、细菌作用于培养液。生成有 特殊结构的表面活性剂,表面活性剂化学,25,2021/8/29,冠醚型表面活性剂,冠醚能与金属多价离子络合作，用作 相转移催化剂、萃取剂等,表面活性剂化学,26,2021/8/29,疏水效应,2021/8/29,表面
8、的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。,表面活性剂化学,32,2021/8/29,这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。,表面活性剂化学,33,2021/8/29,3.2.2.1 临界胶束浓度的测定方法,1. 表面张力法,界面张力仪,表面活性剂化学,34,2021/8/29,2. 电导法,3. 增溶作用法,4. 染料法,表面活性剂化学,35,2021/8/29,5. 光散射法,以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线、折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。,表面活性剂化学,36,2021/8/29,3.2.2.2 影响临界胶束浓度的因素,表面活性剂的碳氢链长,碳氢链分支,极性基团的位置,碳氢链中其它取代基的影响,亲水基团的种类,疏水链的性质,温度,离子型 Krafft point 非离子型 浊点 cloud point,2021/8/29,表面活性剂化学,37,3.2.3 胶束的形状和大小,球 状,2021/8/29,表面活性剂化学,38,2021/8/29,表面活性剂化学,39,2021/8/29,表面活性剂化学,40,3.2.
10、4 胶束的作用,乳化作用 泡沫作用 分散作用 增溶作用 催化作用,2021/8/29,表面活性剂化学,41,3.3 表面活性剂的HLB,2.3.1 表面活性剂的亲水性 HLB,亲水亲油平衡值(Hydrophile-Lipophile Balance) 表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合 力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。,Griffin,表面活性剂化学,42,2021/8/29,HLB值=,亲水基质量,亲水基质量+憎水基质量,100/5,3.3.1 HLB的确定,非离子型,聚氧乙烯型,表面活性剂化学,43,2021/8/29,HLB=(亲水基团HLB)+(亲油基团H
11、LB)+7,计算十二烷基磺酸钠的HLB,离子型,表面活性剂化学,44,2021/8/29,多元醇脂肪酸酯,HLB=20(1-S/A),皂化值不易得到的,HLB= (E+P)/5,表面活性剂化学,45,2021/8/29, 亲油 亲水 HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 20 消泡 润湿剂 增溶剂 石蜡 W/O乳化剂 去污 聚乙二醇 渗透作用 O/W 乳化剂 ,3.3.2 HLB与表面活性剂应用关系,2021/8/29,表面活性剂化学,46,3.3.3 亲油基的影响,氟代烃基 硅氧烃基 脂肪族烷烃基,环烷烃基 脂肪族烯烃 脂肪族芳香烃 芳香烃 带弱亲水基的烃基,疏水性,2021/8/29,表面活性剂化学,47,3.3.4 分子形态及分子量的影响,位于分子中间时湿润性能比较强 位于分子末端时去污能力比较强,有分支结构的湿润性和渗透性的较好 去污能力较差,亲水基分子,分子量小的的湿润性和渗透性的较好 分子量大的洗涤、分散、乳化能力较好,
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