《表面活性剂》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面活性剂（228页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、表面活性剂 冰淇淋 是我们最喜爱的食物；有了 化妆品我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性剂，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 甲油 香 水 表面张力与表面活性 当任意两相接触时 , 两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面 ,而是一个具有相当厚度 (几个分子厚度 )的过渡区 , 这一过渡区通常称之为 界面 。 若其中一相为气体，这种界面通常称为 表面 。 但由于历史的原因 , 这两个概念常常混用。 常见的界面有： 气 面， 气 面， 液面， 液 面， 固 面。 气 气
2、 液 液 固 21 表面张力 使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。 液体的表面张力来源于物质的分子或原子间的范德华力。 表面张力是由于表 面分子和液体内部分子所处的环境不一样形成的 。 气相液相 23 如果在活动边框上挂一重物，使重物质量 1所产生的重力 F（ F=（ 2） g）与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。 这时 2膜有两个面，所以边界总长度为 2l， 就是作用于单位边界上的表面张力。 24 2、 表面活性与表面活性剂 第一类： 表面张力在稀浓度时随浓度急剧下降（曲线 1） :某些物质的加入量很少时，就可使水的表面张力显著下降； 第二类： 表面张力随浓度逐渐下降（曲
3、线 2）； 第三类： 表面张力随浓度稍有上升（曲线 3）。 各种水溶液表面张力与浓度的关系可归结为三类： 25 如油酸钠就是这样一种物质 。 表面活性剂 一词来自英文 它实际上是短语 面） 性） 加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做 表面活性剂 是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。 降低 表面张力为正吸附 ， 溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度 此溶质为 表面活性物质 增加 表面张力为负吸附 ， 溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度 此溶质为 表面惰性物质 溶入少量就能
4、显著降低表面张力的物质也称 表面活性物质 或 表面活性剂 。 表面活性剂分类 表面活性剂分子 非极性烃链（疏水） 极性基团（亲水） H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C O 硬脂酸 表面活性剂分子 疏水基团 亲水基团 阴离子表面活性剂 酸盐 酸酯盐 酸盐 酸酯盐 阳离子型 阴离子型 两性型 表面活性剂 按离子类型 阳离子表面活性剂 胺盐 胺盐 | H 胺盐 | 胺盐 | 胺盐 季 铵 盐 例如 | 六烷基溴化铵 (俗称 1631)
5、 吡啶盐 例如 两性表面活性剂 氨基酸型 甜菜碱型 | 1) 氨基酸型 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂 (2)甜菜碱型 污力强，对纤维有保护作用 有许多优异性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别是其 极低毒性 和 无刺激性 以及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。 6O(基酚聚氧乙烯醚 非离子表面活性剂 2氧乙烯烷基胺 2氧乙烯烷基酰胺 H 多元醇型 肪醇 聚氧乙烯醚 (1)脂肪醇 聚氧乙烯醚 俗称平平加系列，具良好湿润性能 (2)烷基酚聚氧乙烯醚 6
6、O(称 学性质稳定，抗氧化性能强 (4) 多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物 及 面活性剂即属此类；具有 低毒 的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验 (3) 聚氧乙烯烷基酰胺 2用作起泡剂、增粘剂 O C 2 H 4 O ) y C 2 H 4 O ) z O C 2 H 4 ) 非离子型表面活性剂 稳定性高 ， 不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响； 与其它类型表面活性剂的相容性好 ； 在水及有机溶剂中皆有 良好的溶解性能 ，具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒； 广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、
7、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。 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 7 分散剂 食品加工 印染 金属加工 电镀 采矿 采油 甘油三酯的结构示意图 磷脂的内盐部分具有 亲水性 ， 脂肪酸长链烃基部分具有 疏水性 ， 因此磷脂是天然的 表面活性剂 ， 它在生物体内能使油脂乳化 ， 有助于 油脂的运输 、 消化和吸收 。 生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖） 生物膜的流动镶嵌模型 胶束的形成 两亲分子溶解在水中达一定浓度时 ， 其非极性部分会 互相吸引 ， 从而使得分子自发形成 有序的聚集体 ， 使憎水基向里 、 亲水
8、基向外 ， 减小了憎水基与水分子的接触 ， 使体系能量下降 ，这种多分子有序聚集体称为胶束 。 胶束 临界胶束浓度 面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两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。 （ a）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多， 接近于纯水的状态 。 b）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即 表面吸附量大为增加 、空气和水的接触相对减少，水表面张力下降 （ c） 表面活性剂浓度逐渐升高 ， 表面活性剂毫无间隙地密集于液面上
9、 ， 形成了 单分子吸附膜 。 空气与水处于完全隔离状态 ， 表面吸附达饱和 。 在溶液内部 ， 增加表面活性剂 ,先是三三两两以疏水基互相靠拢 ， 形成球形胶束的最初形式 ,水表面张力急剧下降 。 胶束结构示意图 临界胶束浓度 (临界胶束浓度简称 面活性剂在溶液中 开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 在 面活性剂溶液的许多性质都会出现转折，如表面张力、电导率、去污能力等 . 可以利用测定表面张力，电导率等方法达到测定临界胶束浓度目的 ; 表面活性剂水溶液其浓度只有稍高于其 才能充分显示 其 作 用 。 形胶束 棒状胶束 层状胶束 脂质双层与细胞膜 胶束的作用 乳化作用 泡沫作用 分散作
10、用 增溶作用 催化作用 润湿作用 乳化作用 分散作用 起泡与消泡 增溶作用 洗涤作用 肥皂、洗涤剂 化妆品 食品加工 纺织工业 金属加工 石油、建筑 功能 应用 润湿作用 润湿 是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程 接触角的示意图： c os s g s 氏方程） : l s g A N M 接触角 越小，润湿和渗透作用越好； 90不润湿 1 离子 多元醇非离子 阳离子 抗静电作用 表面活性剂的抗静电机理： 1 摩擦带电部分 表面电荷的逸散 摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之间发生电子移动； 电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿性有关；可用已吸湿的水分为介质的离子移动引起电荷的移动来
11、解释； 具有抗静电作用的表面活性剂称为 抗静电剂 ； 2 表面活性剂抗静电原理在于： 疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成一层亲水性膜，由于 单分子膜 可 降低 合成纤维的 摩擦系数 从而 难以产生静电 ； 亲水性膜 吸收空气中的水分，因此好像物体表面多了一层 水层 ，产生的 静电易于传递到大气中 ，从而 降低了物体表面的电荷 ； 杀菌作用 定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活性剂； 杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，然后浸透菌体的细胞膜并破坏之； 以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等； 带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数，杀菌力会有很大的改变，一般以 12 14为宜，10的水溶液的杀菌力大于苯酚 50 70倍； 蜡染 挑染匀染作用 匀染作用 在印染工业中，以达到 均匀染色 为目的的表面活性剂称为匀染剂； 达到均匀染色的两种途径： 降低染色速度，使染料分子与纤维缓慢接触； 对已发生不匀染色的织物，能使深色部分的染料分子向浅色部分迁移，称为“移染” （ 1）亲纤维匀染剂 表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大，染料只能在匀染剂后追踪，延长染色时间达到缓染的目的，在染色工艺完成后，染料不能再移动。 （ 2）亲染料匀染剂 表面活性剂与染料有较大亲和力，在染色时可拉住染料分子，达到缓染目的，同时亦可移染；
