表面活性剂复习资料

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1、表面活性剂复习资料- 1 -表面活性剂表面活性剂第一章第一章 表面活性剂的基本概念表面活性剂的基本概念表面活性剂基本概念表面活性剂基本概念 1 1、请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊、请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊 点、点、KrafftKrafft 点等概念。点等概念。 表面张力表面张力是指垂直通过液体表面上任一单位长度、与液 体面相切的，收缩表面的力。 液体内部分子所受的 力可以彼此抵消，但表面分子受到液相分子的拉力大， 受到气相分子的拉力小（因为气相密度低） ，所以表面 分子受到被拉入液相的作用力 表面活性剂表面活性剂是指在加入很少量时就能显著降低溶液的表 面张力，

2、改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、起 泡、增溶等一系列作用，以达到实际应用要求的物质 。 临界胶束浓度：表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低 浓度，称为临界胶团浓度。 浊点浊点（C. P 值）：非离子表面活性剂的溶解度随温度升 高而降低，溶液由澄清变混浊时的温度即浊点。 临界溶解温度临界溶解温度（krafft 点）：离子型表面活性剂的溶解 度随温度的升高而增加，当温度增加到一定值时，溶液 突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度成为离子型表面 活性剂的临界溶解温度。界面与表面：界面与表面：界面就是指物质相与相的分界面。是指 两相接触的约几个分子厚度的过渡区。若其中一相为气 体，这种界面通常称为表面

3、。即液相或固相与气相的界 面称为表面。 常见的界面有：气-液界面，气-固界面， 液-液界面，液-固界面，固-固界面。 水溶液的表面张力随溶质浓度的变化可分为三种类型。水溶液的表面张力随溶质浓度的变化可分为三种类型。 1、表面张力随其溶质浓度的增加略有上升，且往往近 于直线(曲线 A)2、表面张力随溶质浓度增加而逐渐下降， 在浓度很稀时，下降较快，随浓度增加下降变慢(曲线 B)。 3、在溶液浓度稀时，溶液的表面张力随溶质浓度的增 加急剧下降，当溶液的浓度增加到一定值后，溶液的表 面张力就不再下降了(曲线 C)。 表面活性剂的定义：表面活性剂的定义：加入少量就能使水的表面张力大幅 度地降低，从而明

4、显改变体系的界面性质和状态的化合 物表面活性剂。如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的 烷基苯磺酸钠等。最早的表面活性剂肥皂。例如 20C 时，纯水的表面张力 为 72.75mN/m，加入 0.1% 的脂肪酸钠， 即降为 25mN/m。一般说来，在常温下 0.1%的溶液能使水的表面张力下降到约 30mN/m 的话， 则可认为该物质具有良好的表面活性。 表面活性剂的作用：表面活性剂的作用：表面活性剂分子在溶液中和界面上 可以自行结合形成分子有序组合体，从而在各种重要过 程，如润湿、铺展、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤中 发挥直接作用，还可起平滑、抗静电、匀染与固色、润 滑、防锈、疏水、杀菌和凝集等间接作用

5、。 由于用量小而又能起到显著效果，表面活性剂又被称为 “工业味精工业味精” 。 表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释。 润湿作用：1 表面活性剂能够降低界面张力，使接触角 变小，增大液体对固体表面的润湿的这种作用。2 乳化 作用：表面活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有一 定稳定性的乳状液的这种作用。3、分散作用：表面活 性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液 中的这种作用，叫作分散作用。4、起泡作用：含表面 活性剂的水溶液在搅拌时会产生许多气泡，由于气体比 液体的密度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成 气泡聚集物（即泡沫） ，而纯水不

6、会产生此种现象，表 面活性剂的这种作用叫发泡作用。5、增溶作用：表面 活性剂在溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有 机化合物溶解度显著增加的这种作用称作表面活性剂的 增溶作用。6、洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是 由于表面活性剂能够吸附在固液界面上，降低表面张力 并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、 分散等各种作用的综合效果。 一、一、 表面活性剂的结构与特点，结构特点：具有表面活性剂的结构与特点，结构特点：具有“两两 亲亲” 结构。由亲油基结构。由亲油基即疏水亲油的非极性基团即疏水亲油的非极性基团 （一般为长烃链）（一般为长烃链） ，亲水基，亲水基即亲水疏油的极性基即亲水

7、疏油的极性基 （如羟基、磺酸基、羧基、氨基等）组成。（如羟基、磺酸基、羧基、氨基等）组成。双亲结构使 表面活性剂在溶液是形成界面吸附、界面定向、生成胶 束，具有溶解性和多功能性。 1 1、表面活性剂的结构特点及分类方法。、表面活性剂的结构特点及分类方法。答：表面活性 剂的分子结构包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极 性基团两个部分。由于它的分子中既有亲油基又有亲水 基，所以，也称双亲化合物 表面活性剂一般按离子的类型分类，即表面活性剂 溶于水时，凡能离解成离子的叫做离子型表面活性剂， 凡不能离解成离子的叫做非离子型表面活性剂。而离子 型表面活性剂按其在水中生成的表面活性离子种类，又 可分为阴离

8、子、阳离子和两性离子表面活性剂三大类。 此外还有一些特殊类型的表面活性剂，如元素表面活性 剂、高分子表面活性剂和生物表面活性剂等。 二、表面活性剂的分类，二、表面活性剂的分类，最常用的是按表面活性剂在水 溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。分为非分为非 离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂；离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂； 按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶水溶性和油溶 性表面活性剂；性表面活性剂； 按分子量分类，分为高分子表面活性剂（高分子表面活性剂（M M 大于大于 104104） ； 中分子量表面活性剂（中分子量表面活性剂（M M： 10

9、3104103104 ） ；低分子量表面；低分子量表面 活性剂（活性剂（ M M： 102l03102l03） 。 1 1、阴离子表面活性剂。、阴离子表面活性剂。亲水基一端为阴离子，其水溶 液一般为碱性或中性。它们在整个表面活性剂生产中占 有相当大的比重（约 40%） 。 阴离子表面活性剂：阴离子表面活性剂：R-R- OSO3NaOSO3Na硫酸酯盐；硫酸酯盐；R-SO3NaR-SO3Na磺酸盐；磺酸盐；R-R- OPO3Na2OPO3Na2 磷酸酯盐磷酸酯盐 2 2、阳离子表面活性剂。、阳离子表面活性剂。亲水基一端是阳离子，故常称 之为 “阳性皂” 。其水溶液大多呈酸性。 阳离子表面活性剂：

10、阳离子表面活性剂：R-NH2HCl伯胺盐； 仲胺盐； 叔胺盐； 季胺盐 3 3、两性表面活性剂、两性表面活性剂其结构特征为：在亲水基一端既有 阳离子也有阴离子。 两性表面活性剂：两性表面活性剂：R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型； 甜菜碱型 4 4、非离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基 主要是由具有一定数量的含氧基团（多为氧乙烯基 CH2CH2O-）组成。非离子表面活性剂：非离子表面活性剂：R-O-(CH2CH2O) nH 脂肪醇聚氧乙烯醚；R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚；R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺；R- CONH(C

11、2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺；R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型 第二章第二章 表面活性剂在溶液中的性质表面活性剂在溶液中的性质 一一. . 在界面的吸附在界面的吸附浓度足够时，表面活性剂在溶液表面 定向形成吸附膜。排列成单分子层。非极性憎水基的部 分越大，憎水性越强，表面活性剂分子就越聚集于表面， 其表面活性就越强。 二二. . 形成胶束形成胶束当表面活性剂溶质在溶剂中的浓度达到一 定时，会产生聚集而生成胶束，这种浓度的极限值称为 临界胶束浓度临界胶束浓度(critica1(critica1 mic1emic1e concentrationconcentration，简称，简称

12、cmc)cmc)。 胶束：胶束：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时， 其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水， 几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶 束。 三三. . 润湿。固体表面与液体接触时，原来的固润湿。固体表面与液体接触时，原来的固- -气界面气界面 消失，固体表面上的气体被液体取代，形成新的固消失，固体表面上的气体被液体取代，形成新的固- -液液 界面。这种现象称为润湿。界面。这种现象称为润湿。 接触角：接触角：平衡时，在气，液，固三相交界处，气- 液界面和固-液界面之间 的夹角称为接触角。(图中角 ) 9090，润湿。，润湿。 =0=0，完全润湿（铺展），完全

13、润湿（铺展） ； 9090，不润湿。，不润湿。=180=180，完全不能润湿。，完全不能润湿。 接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算：1、若 s-g90，固体不为液体所润湿。 如荷叶，石蜡上的水珠。 2、若 s-gl-s，则 90，且 l-g 越小， 也 越小，固体易为液体所润湿。如肥皂水。 应用举例：如喷洒农药到带蜡的植物表面，要在农 药中加表面活性剂；涂料中使用表面活性剂为润湿剂。 如果要制造防水材料，就要使表面活性剂的极性基 吸附在材料表面，亲油基伸向空气，则高能表面变为低 能表面，使接触角大于 90。 四四. .分散作用。分散是指固体粒子分散在液体中，按粒分散作用。分散是指固体

14、粒子分散在液体中，按粒 子的大小不同，可分为胶体分散和粗分散。分散体系处子的大小不同，可分为胶体分散和粗分散。分散体系处 于不稳定状态，容易聚集形成沉淀。于不稳定状态，容易聚集形成沉淀。固液分散体系中 的固体微粒有自动聚结缩小界面积从而降低界面能的倾 向。作为分散剂的表面活性剂能促使固体微粒均匀稳定 地分散在液体中。原理：分散剂可降低界面能，同时使 固体外层形成一层吸附膜而较难凝聚。应用：如使颜料 分散在涂料或印刷油墨之中。 五五. .乳化作用乳化作用一种或几种液体以大于 10-7m 直径的液珠 分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为 乳状液。乳液形成过程中，两相间界面面积增大，体系

15、 界面能随之增大。故体系总是寻求减少界面面积，从而 降低界面能，最终发生破乳、分层。加入乳化剂，在降 低界面能的同时，还在界面定向吸附而形成一层保护膜， 防止碰撞的液滴彼此合并。同时由于形成表面双电层， 因电的相斥作用而防止了凝聚。应用：如“乳液聚合” 是高分子工业中的一种重要生产方法；化妆品工业中制 取膏霜，食品的乳化等。 水和油形成的乳状液，根据分散情形可分为两种：水和油形成的乳状液，根据分散情形可分为两种：1.1.水水 包油乳状液，用包油乳状液，用 O/WO/W 表示。内相为油，外相为水，这种表示。内相为油，外相为水，这种 乳状液能用水稀释，如牛奶等。乳状液能用水稀释，如牛奶等。2.2.

16、油包水乳状液，用油包水乳状液，用 W/OW/O 表示。内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。表示。内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。 此外，还有水包油包水型此外，还有水包油包水型(W/O/W)(W/O/W)及油包水包油型及油包水包油型 （O/W/O)O/W/O)型等复杂型乳状液。型等复杂型乳状液。 检验方法：如右图所示，为对 O/W 乳状液检验的现 象。 六六. . 起泡和消泡作用。泡沫：起泡和消泡作用。泡沫：由液体薄膜或固体薄膜 隔离开的气泡聚集体称为泡沫，即气体分散于液（固） 体中的分散体系。可分为液（固）体泡沫。与前相似， 也属热力学不稳定体系。 加入表面活性剂，一则可降低 ，有利于泡沫形成。 二则表面活性剂可定向形成双分子薄膜加大厚度而增加 了泡沫的稳定性。 消泡消泡: :作为消泡剂的表