材料表界面第5章

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級第三級第四級第五級第五章第五章 表面活性劑表面活性劑李玉超聊城大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2內(nèi)內(nèi) 容容表面活性劑分類表面活性劑分類 表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的概念表面活性劑的概念表面活性劑的重要作用表面活性劑的重要作用3第一種類型：溶液表面張力對溶液濃度增加而線性增大。第一種類型：溶液表面張力對溶液濃度增加而線性增大。多數(shù)無機(jī)鹽（如多數(shù)無機(jī)鹽（如Na2SO4,KOH,NH4Cl,KNO3等）以及蔗糖，甘露醇等多羥基有機(jī)物的水溶液等）以及蔗糖，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)常稱為屬于這一類型。這

2、類物質(zhì)常稱為非表面活性物質(zhì)非表面活性物質(zhì)。其特點其特點是是d/dc0，為負(fù)為負(fù)值，這時溶質(zhì)在表面層的濃度比溶液內(nèi)部小，即溶質(zhì)具有表面虧量。值，這時溶質(zhì)在表面層的濃度比溶液內(nèi)部小，即溶質(zhì)具有表面虧量。 5.1.1 什么是表面活性劑什么是表面活性劑? 5.1 概述概述4第二種類型：溶液表面張力隨溶液濃度增加而逐漸降低。第二種類型：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、酮與胺及其衍生物。由于水溶大多數(shù)低分子量的極性有機(jī)物。如醇、醛、酸、酮與胺及其衍生物。由于水溶性有機(jī)化合物一般含有一個極性基（如性有機(jī)化合物一般含有一個極性

3、基（如OH基或基或COOH基）和一個非極性碳?xì)浠┖鸵粋€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團(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。其特點是的極性水分子，非極性部分朝向氣相。其特點是d/dc0，為正值，這時溶質(zhì)為正值，這時溶質(zhì)在表面層的濃度比溶液內(nèi)部大，即溶質(zhì)具有表面超量。在表面層的濃度比溶液內(nèi)部大，即溶質(zhì)具有表面超量。 5.1.1 什么是表面活性劑什么是表面活性劑? 5.1 概述概述5第三種類型：當(dāng)濃度增加時，表面張力迅速下降并很快達(dá)到最低點，此后溶液表第三種類型：當(dāng)濃度增加時，表面張

4、力迅速下降并很快達(dá)到最低點，此后溶液表面張力隨濃度變化很小。面張力隨濃度變化很小。這類物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。如這類物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。如8 8碳以上的直鏈有機(jī)堿碳以上的直鏈有機(jī)堿金屬鹽，高碳直鏈磺酸鹽，硫酸鹽，苯磺酸鹽等表面活性劑的水溶液。其特點是金屬鹽，高碳直鏈磺酸鹽，硫酸鹽，苯磺酸鹽等表面活性劑的水溶液。其特點是dd/dc0/dc0，為正值，這時溶質(zhì)在表面層的濃度比溶液內(nèi)部大，即溶質(zhì)具有表面為正值，這時溶質(zhì)在表面層的濃度比溶液內(nèi)部大，即溶質(zhì)具有表面超量。超量。 5.1.1 什么是表面活性劑什么是表面活性劑? 5.1 概述概述6 像第三類物質(zhì)那樣，加入很少量就能大大降低像第三類物質(zhì)那樣，加

5、入很少量就能大大降低溶劑的表面張力，使表面呈現(xiàn)活性狀態(tài)的物質(zhì)稱為溶劑的表面張力，使表面呈現(xiàn)活性狀態(tài)的物質(zhì)稱為表面活性劑。表面活性劑。 或者：或者： 能顯著降低水氣界面和水油界面的界面張力的能顯著降低水氣界面和水油界面的界面張力的物質(zhì)稱為物質(zhì)稱為表面活性劑表面活性劑。表面活性劑的加入不僅降低表面張力，還具有潤濕、表面活性劑的加入不僅降低表面張力，還具有潤濕、乳化、起泡、增溶和分散等一系列作用。乳化、起泡、增溶和分散等一系列作用。 5.1.2 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點 5.1 概述概述 肥皂肥皂- -硬脂酸鈉，硬脂酸鈉，(C(C1717HH3535COONa)COONa)十

6、二烷基三甲基溴化銨十二烷基三甲基溴化銨DTABDTABl 結(jié)構(gòu)特點：具有結(jié)構(gòu)特點：具有“兩親兩親” 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。l雙親結(jié)構(gòu)使表面活性劑在溶液中形成雙親結(jié)構(gòu)使表面活性劑在溶液中形成界面吸附界面吸附、定向定向排列排列、生生成膠束成膠束，因此，具有，因此，具有溶解性和多功能性溶解性和多功能性。親水基親水基親油基親油基表面活性劑表面活性劑親水基（極性部分）親水基（極性部分）親油基（非極性部分）親油基（非極性部分）帶電基團(tuán)帶電基團(tuán)兩性離子兩性離子極性基團(tuán)極性基團(tuán)含含8 8個碳原子個碳原子以上的碳鏈以上的碳鏈親水基親水基親油基親油基表面活性劑的濃度和表面張力的關(guān)系表面活性劑的濃度和表面張力的關(guān)系開始時，隨

7、著表面活性劑濃開始時，隨著表面活性劑濃度的增加，表面張力急劇下度的增加，表面張力急劇下降，到達(dá)某一值時則表現(xiàn)出降，到達(dá)某一值時則表現(xiàn)出與濃度關(guān)系不大，表面張力與濃度關(guān)系不大，表面張力大致保持恒定。大致保持恒定。C表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系C表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑分子表面活性劑分子聚集在表面；聚集在表面；內(nèi)部三三兩兩聚集在內(nèi)部三三兩兩聚集在一起形成小型膠束；一起形成小型膠束；C表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑的濃度變化

8、和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑分子鋪滿整個表面活性劑分子鋪滿整個表面，形成單分子膜；表面，形成單分子膜；憎水集朝外，親水向里；憎水集朝外，親水向里；C表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系內(nèi)部膠束增多；內(nèi)部膠束增多；u 表面活性劑在水中達(dá)一定濃度表面活性劑在水中達(dá)一定濃度時，其非極性部分會互相吸引，時，其非極性部分會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，子的接觸，使體系能量下降

9、，這種多分子有序聚集體稱為這種多分子有序聚集體稱為膠膠束束。u 表面活性劑達(dá)到形成單分子膜表面活性劑達(dá)到形成單分子膜的最低濃度叫臨界膠束濃度。的最低濃度叫臨界膠束濃度?；蛘吣軌蛐纬赡z束的表面活性或者能夠形成膠束的表面活性劑最低濃度稱為劑最低濃度稱為臨界膠束濃度臨界膠束濃度。表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系表面活性劑的濃度變化和表面活性劑的活動情況的關(guān)系16表面活性原理表面活性原理: : 1.1.表面吸附：表面吸附：在表（界）面上吸附，形成吸附膜。在表（界）面上吸附，形成吸附膜。2.2.溶液內(nèi)部自聚：溶液內(nèi)部自聚：在溶液內(nèi)部自聚，形成多種類型的分子有序在溶液內(nèi)部自聚，形成多種類型

10、的分子有序組合體。組合體。親水基親水基親油基親油基 一個好的表面活性劑，不但具有親油一個好的表面活性劑，不但具有親油/親水基團(tuán)，而且兩者親水基團(tuán)，而且兩者要相互匹配。親油太強(qiáng)會完全進(jìn)入油相，親水太強(qiáng)會進(jìn)入水相。要相互匹配。親油太強(qiáng)會完全進(jìn)入油相，親水太強(qiáng)會進(jìn)入水相。 親油基團(tuán)除受基團(tuán)種類影響，還受烴鏈長短影響；親水基團(tuán)親油基團(tuán)除受基團(tuán)種類影響，還受烴鏈長短影響；親水基團(tuán)則主要決定于其種類和數(shù)量。則主要決定于其種類和數(shù)量。不同碳鏈長度的脂肪酸鈉對石蠟不同碳鏈長度的脂肪酸鈉對石蠟-水界面張力的影響（水界面張力的影響（30） 脂肪鏈，脂肪鏈，7碳原子以下，降低表面張力不明顯；碳原子以下，降低表面張力

11、不明顯；820個碳原個碳原子時，脂肪酸鈉鹽呈現(xiàn)明顯的表面活性；超過子時，脂肪酸鈉鹽呈現(xiàn)明顯的表面活性；超過20后變成不溶于后變成不溶于水的有機(jī)化合物。水的有機(jī)化合物。 一般當(dāng)親油基為直鏈或支鏈烷烴，一般當(dāng)親油基為直鏈或支鏈烷烴， 820個碳原子時為合適；個碳原子時為合適；當(dāng)親油基為烷基酚或苯基，當(dāng)親油基為烷基酚或苯基， 816個碳原子時為宜；若親油基為個碳原子時為宜；若親油基為烷基萘基，則烷基數(shù)為烷基萘基，則烷基數(shù)為2個，每個烷基碳原子在個，每個烷基碳原子在3個以上。個以上。5.2 表面活性劑的分類表面活性劑的分類 按分子量大小分：按分子量大小分：（a）低分子量表面活性劑：）低分子量表面活性劑

12、：1000以下；以下；（b）中高分子量表面活性劑：）中高分子量表面活性劑：1000以上以上； 按工業(yè)用途分類：按工業(yè)用途分類： 滲透劑、潤濕劑、乳化劑、分散劑、起泡劑、消泡滲透劑、潤濕劑、乳化劑、分散劑、起泡劑、消泡劑、凈洗劑、殺菌劑、勻染劑、緩染劑、柔軟劑、劑、凈洗劑、殺菌劑、勻染劑、緩染劑、柔軟劑、平滑劑、抗靜電劑、防銹劑等。平滑劑、抗靜電劑、防銹劑等。 按疏水基的類型分：按疏水基的類型分：（a a）碳?xì)滏湥阂裕┨細(xì)滏湥阂蕴細(xì)滏溙細(xì)滏湠槭杷粸槭杷?；（b b）聚氧丙烯：由）聚氧丙烯：由環(huán)氧丙烷環(huán)氧丙烷低聚而成，聚氧丙烷為疏水基；低聚而成，聚氧丙烷為疏水基；（c c）氟表面活性劑：以）氟

13、表面活性劑：以碳氟鏈碳氟鏈為疏水基；特點：表面活性高，化為疏水基；特點：表面活性高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有抗氧化性，耐酸、耐堿和耐高溫。學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有抗氧化性，耐酸、耐堿和耐高溫。（d d）硅表面活性劑：以）硅表面活性劑：以硅氧烷鏈硅氧烷鏈為疏水基；表面活性僅次于氟表為疏水基；表面活性僅次于氟表面活性劑。面活性劑。（e e）含硼表面活性劑：特點：具有沸點高、不易揮發(fā)、高溫下穩(wěn)）含硼表面活性劑：特點：具有沸點高、不易揮發(fā)、高溫下穩(wěn)定等特點，常用于合成樹脂的抗靜電劑。定等特點，常用于合成樹脂的抗靜電劑。親油基親油基親水基親水基 按按親水基類型親水基類型分類是表面活性劑分類的主要方法分類是表面活性劑分

14、類的主要方法5.2 表面活性劑的分類表面活性劑的分類 起活性作用的親水基一端為陰離子，其其水解后起活性作用起活性作用的親水基一端為陰離子，其其水解后起活性作用的是陰離子基團(tuán)，水溶液一般為堿性或中性。的是陰離子基團(tuán)，水溶液一般為堿性或中性。 它們在整個表面活性劑生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重（約它們在整個表面活性劑生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重（約40%）。）。 5. 2. 1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑RCOONa羧酸鹽羧酸鹽R-OSO3Na硫酸酯鹽硫酸酯鹽R-SO3Na磺酸鹽磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽磷酸酯鹽起表面活性作用的部分是陰離子。起表面活性作用的部分是陰

15、離子。1、羧酸鹽：、羧酸鹽： 通式：通式：(RCOO)n-Mn+ ，M+為為金屬離子或陽離子金屬離子或陽離子；脂肪酸的；脂肪酸的堿（堿土、高價）金屬鹽、銨鹽和有機(jī)胺鹽統(tǒng)稱為脂肪酸堿（堿土、高價）金屬鹽、銨鹽和有機(jī)胺鹽統(tǒng)稱為脂肪酸鹽，俗稱肥皂（油脂鹽，俗稱肥皂（油脂+堿）。堿）。分類：一價金屬皂分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂鉀、鈉皂)；二價或多價皂；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁鉛、鈣、鋁皂皂)；有機(jī)胺皂；有機(jī)胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂) 。 簡單脂肪酸皂；多羧酸皂。簡單脂肪酸皂；多羧酸皂。 性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。質(zhì)

16、使之鹽析。 應(yīng)用：制造應(yīng)用：制造皂類洗滌劑皂類洗滌劑。皂體堅硬，在塊狀皂中具有賦形。皂體堅硬，在塊狀皂中具有賦形劑和活性劑的作用?；瘖y品中作乳化劑（劑和活性劑的作用?；瘖y品中作乳化劑（O/W）。如雪花）。如雪花膏、剃須膏、洗發(fā)膏等的制備中。具有一定的刺激性，只膏、剃須膏、洗發(fā)膏等的制備中。具有一定的刺激性，只供外用。供外用。 硬脂酸鈉，化學(xué)簡式為硬脂酸鈉，化學(xué)簡式為: C17H35COONa。 油脂水解皂化法油脂水解皂化法 硬脂酸直接中和法硬脂酸直接中和法 5. 2. 1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑 2、硫酸酯鹽（、硫酸酯鹽（FAS） ： 通式：通式：ROSO3-M+分類：高級脂肪醇與硫

17、酸脂化劑酯化而成分類：高級脂肪醇與硫酸脂化劑酯化而成(十二烷基硫酸酯十二烷基硫酸酯鈉鈉) 。 性質(zhì)：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕劑；性質(zhì)：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕劑；乳化性乳化性很很強(qiáng)，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生沉淀。強(qiáng)，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生沉淀。FAS較易水解較易水解；在硬水中去污力強(qiáng)于；在硬水中去污力強(qiáng)于LAS，起泡力低?？捎?，起泡力低?？捎糜谂渲朴谂渲频团菹礈靹┑团菹礈靹?。應(yīng)用：代替肥皂洗滌皮膚應(yīng)用：代替肥皂洗滌皮膚配制香波、合成香皂、洗浴用品、配制香波、合成香皂、洗浴用品、牙膏、剃須膏等盥洗用品。也是洗滌劑、清洗劑的重要組分。牙

18、膏、剃須膏等盥洗用品。也是洗滌劑、清洗劑的重要組分。有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。 l脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯鹽（脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯鹽（AES）：）： 通式：通式：RO(CH2CH2O)nSO3 M 以以月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽為例，其化學(xué)式為：為例，其化學(xué)式為： C C12HH25O(CHO(CH2CHCH2O)O)3OSOOSO3NaNa性能：性能： 淡黃色至無色黏稠液體。溶解性、起泡性能、抗硬水性淡黃色至無色黏稠液體。溶解性、起泡

19、性能、抗硬水性能、潤濕性能均優(yōu)于能、潤濕性能均優(yōu)于FASFAS。 在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，但在酸性介質(zhì)中容易水解，因此要在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，但在酸性介質(zhì)中容易水解，因此要添加磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，以防止水解。添加磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，以防止水解。 在分子結(jié)構(gòu)方面，由于聚環(huán)氧乙烷醚基的引入，使其水在分子結(jié)構(gòu)方面，由于聚環(huán)氧乙烷醚基的引入，使其水溶性與溶性與LASLAS等等相比明顯提高、易于配成透明溶液；不受水硬相比明顯提高、易于配成透明溶液；不受水硬度的影響，具備了優(yōu)異的抗鈣、鎂離子作用的能力。度的影響，具備了優(yōu)異的抗鈣、鎂離子作用的能力。l脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯鹽（脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯鹽（AES）：

20、）： 通式：通式：RO(CH2CH2O)nSO3 M 以以月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽為例，其化學(xué)式為：為例，其化學(xué)式為： C C12HH25O(CHO(CH2CHCH2O)O)3OSOOSO3NaNa 應(yīng)用：應(yīng)用： 廣泛用于香波、洗浴用品、剃須膏等盥洗用品中。廣泛用于香波、洗浴用品、剃須膏等盥洗用品中。 是輕（重）垢型洗滌劑，地毯清洗劑等配方中的重要組是輕（重）垢型洗滌劑，地毯清洗劑等配方中的重要組分，還可用于無磷洗滌劑的配制。分，還可用于無磷洗滌劑的配制。 5. 2. 1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑 3、磺酸鹽：、磺酸鹽： 通式：通式：RSO3-M+ 分類：脂

21、肪族磺酸鹽，分類：脂肪族磺酸鹽，其分子由親油性其分子由親油性烷基基團(tuán)烷基基團(tuán)、離子性的親、離子性的親水水磺酸基團(tuán)磺酸基團(tuán)構(gòu)成。構(gòu)成。如琥珀酸二辛脂磺酸鈉（如琥珀酸二辛脂磺酸鈉（C20H37O7SNa）；烷基芳基磺酸化物，）；烷基芳基磺酸化物，如如十二烷基苯磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉，洗衣粉洗衣粉主要成分，常用洗滌劑；烷基主要成分，常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如?；悄懰徕c。苯磺酸化物；膽酸鹽，如牛磺膽酸鈉。 性質(zhì)：水溶性性質(zhì)：水溶性, 在酸性介質(zhì)中不易水解在酸性介質(zhì)中不易水解，比硫酸脂鹽耐熱。，比硫酸脂鹽耐熱。 應(yīng)用：應(yīng)用： 毒性小，易降解；用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸毒性小，易降解；用作

22、胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。 主要用途：主要用途： (1) (1) 配制各種類型的液體、粉狀、粒狀、漿狀洗滌劑、擦凈配制各種類型的液體、粉狀、粒狀、漿狀洗滌劑、擦凈劑和清潔劑；劑和清潔劑； (2) (2)可用作油井空氣鉆井起泡劑，軟質(zhì)陶瓷、水泥、石膏用泡可用作油井空氣鉆井起泡劑，軟質(zhì)陶瓷、水泥、石膏用泡沫劑、紡織用抗靜電涂布劑、染色助劑、石灰分散劑、明膠凝沫劑、紡織用抗靜電涂布劑、染色助劑、石灰分散劑、明膠凝聚劑、鋁增亮劑、電鍍工業(yè)脫脂劑、造紙工業(yè)脫墨劑等；聚劑、鋁增亮劑、電鍍工業(yè)脫脂劑、造紙工業(yè)脫墨劑等； (3) (3)在農(nóng)業(yè)方面，用

23、作防化肥結(jié)塊劑、殺菌劑和協(xié)同殺蟲劑。在農(nóng)業(yè)方面，用作防化肥結(jié)塊劑、殺菌劑和協(xié)同殺蟲劑。 5. 2. 1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑 4、磷酸酯鹽：、磷酸酯鹽： 通式：通式：ROPO3-Mn+ 分類：單酯鹽；雙酯鹽；分類：單酯鹽；雙酯鹽； 性質(zhì)：與硫酸脂鹽類似，性質(zhì)：與硫酸脂鹽類似，抗靜電性及抗硬化性抗靜電性及抗硬化性較強(qiáng)。較強(qiáng)。應(yīng)用：應(yīng)用： 凈洗劑；潤濕劑；乳化劑；抗靜電劑。凈洗劑；潤濕劑；乳化劑；抗靜電劑。具有優(yōu)良的抗具有優(yōu)良的抗靜電、乳化、防銹和分散等性能，廣泛用于紡織、化工、國靜電、乳化、防銹和分散等性能，廣泛用于紡織、化工、國防、金屬加工等工業(yè)部門。防、金屬加工等工業(yè)部門。單酯鹽

24、單酯鹽雙酯鹽雙酯鹽 以月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚磷酸鈉（以月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚磷酸鈉（AEPSAEPS）為例）為例C12H25O(CH2CH2O)POONaONa3C12H25O(CH2CH2O)PO3C12H25O(CH2CH2O)3ONa30 親水基一端是陽離子，故常親水基一端是陽離子，故常稱之為稱之為 “陽性皂陽性皂”。其水。其水溶液大多呈溶液大多呈酸性酸性。陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑R-NH2HCl伯胺鹽伯胺鹽 CH3 |R-NH-HCl仲胺鹽仲胺鹽 | H CH3 |R-N-HCl叔胺鹽叔胺鹽 | CH3 CH3 |R-N+-CH3Cl- 季胺鹽季胺鹽 | CH35.2 表面活性劑的分類

25、表面活性劑的分類 5. 2. 2 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑 可由高級胺用鹽酸或醋酸處理而得?？捎筛呒壈酚名}酸或醋酸處理而得。起作用的是陽離子，亦稱陽性皂。起作用的是陽離子，亦稱陽性皂。1. 結(jié)構(gòu)：含有一個結(jié)構(gòu)：含有一個五價氮五價氮原子。原子。2. 特點：特點：水溶性大水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)定具有良好的表，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)定具有良好的表面活性和面活性和殺菌殺菌作用。作用。 3. 應(yīng)用：殺菌；防腐；皮膚、粘膜手術(shù)器械的消毒。應(yīng)用：殺菌；防腐；皮膚、粘膜手術(shù)器械的消毒。4. 常用藥物：苯扎氯銨常用藥物：苯扎氯銨(潔爾滅潔爾滅)；苯扎溴銨；苯扎溴銨 (新潔爾滅新潔爾滅) 。 5

26、. 2. 2 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑 1. 胺鹽型陽離子表面活性劑胺鹽型陽離子表面活性劑l 胺鹽型：包括伯、仲、叔胺鹽。胺鹽型：包括伯、仲、叔胺鹽。l通式為：通式為：l用途：金屬緩蝕劑、浮選工藝中的捕集劑等。用途：金屬緩蝕劑、浮選工藝中的捕集劑等。l制備：伯、仲、叔胺與酸反應(yīng)制得制備：伯、仲、叔胺與酸反應(yīng)制得 R1 |R-N HX | R22. 季銨鹽型陽離子表面活性劑季銨鹽型陽離子表面活性劑l 通式為：通式為：l 用途：用途：織物柔軟劑、抗靜電劑、消毒殺菌劑、殺藻劑，在織物柔軟劑、抗靜電劑、消毒殺菌劑、殺藻劑，在化學(xué)反應(yīng)中作相轉(zhuǎn)移催化劑等。化學(xué)反應(yīng)中作相轉(zhuǎn)移催化劑等。l 制備：一般

27、由制備：一般由叔胺與烷基化劑叔胺與烷基化劑反應(yīng)制得反應(yīng)制得l性能比較：季胺鹽性能比較：季胺鹽堿性堿性較強(qiáng)，可溶于堿性介質(zhì)，而胺鹽型則較強(qiáng)，可溶于堿性介質(zhì)，而胺鹽型則會游離成原來的不溶胺而析出。會游離成原來的不溶胺而析出。 CH3 |R-N+-CH3Cl-季胺鹽季胺鹽 | CH3十二烷基三乙基溴化銨十二烷基三甲基溴化銨十六烷基三甲基溴化銨n 結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)為：RARA+ +BB- -，即在分子一端同時存在酸性基和堿性基。，即在分子一端同時存在酸性基和堿性基。5.2 表面活性劑的分類表面活性劑的分類36在親水基一端既有陽離子也有陰離子。在親水基一端既有陽離子也有陰離子。陽離子由銨鹽或季銨鹽作為親水基

28、，陰離子可以是陽離子由銨鹽或季銨鹽作為親水基，陰離子可以是羧酸鹽、硫酸脂鹽或磺酸鹽。但商品基本都是羧酸羧酸鹽、硫酸脂鹽或磺酸鹽。但商品基本都是羧酸鹽型。鹽型。兩性表面活性劑兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO- 甜菜堿型甜菜堿型 | CH3 5. 2. 3 兩性表面活性劑兩性表面活性劑 n 氨基酸型表面活性劑最大特征在于既能給出質(zhì)子又能接收質(zhì)子。氨基酸型表面活性劑最大特征在于既能給出質(zhì)子又能接收質(zhì)子。例如：例如：RN+ +HC2H4COOH RN+ +H2C2H4COO- - RNHC2H4COO- - pH pH pIpI pH=

29、pH= pIpI pH pH pIpI 在在pH pI （pH pI ）的溶液中，呈現(xiàn)出陽（陰）離子表面）的溶液中，呈現(xiàn)出陽（陰）離子表面活性劑的特征，置于靜電場中，將發(fā)生移動?；钚詣┑奶卣?，置于靜電場中，將發(fā)生移動。 等電點等電點pI時，溶解度最小，發(fā)泡、潤濕和洗滌能力也較低。時，溶解度最小，發(fā)泡、潤濕和洗滌能力也較低。 l 分子結(jié)構(gòu)上同時具有分子結(jié)構(gòu)上同時具有正負(fù)電荷基團(tuán)正負(fù)電荷基團(tuán)的表面活性劑，隨介的表面活性劑，隨介質(zhì)的質(zhì)的PH可成陽或陰離子型?？沙申柣蜿庪x子型。等電點等電點pIl 最大優(yōu)點：適用于任何最大優(yōu)點：適用于任何PH溶液，在溶液，在等電點時也無沉淀等電點時也無沉淀。l 性質(zhì)：堿

30、性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性良好、去污性質(zhì)：堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性良好、去污力亦強(qiáng)；力亦強(qiáng)； 酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)，毒酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)，毒性小。性小。 5. 2. 3 兩性表面活性劑兩性表面活性劑 R-CCH2CH2OHNNCH2COO-常用品種：常用品種：1、咪唑啉型、咪唑啉型 在兩性表面活性劑中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣。在兩性表面活性劑中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣。其無毒、無刺激、生物降解性極好。常作織其無毒、無刺激、生物降解性極好。常作織物柔軟劑、抗靜電劑、抗菌劑等。物柔軟劑、抗靜電劑、抗菌劑等。2、氨基酸型氨基酸型 在堿液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性好、去污

31、力亦強(qiáng)；在堿液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性好、去污力亦強(qiáng)； 在酸液中在酸液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)，毒性小。主要用于殺菌劑、去臭呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)，毒性小。主要用于殺菌劑、去臭劑、紡織勻染劑等。劑、紡織勻染劑等。3、甜菜堿型甜菜堿型pHpHpIpI時呈陽離子性質(zhì)，時呈陽離子性質(zhì)， 但在但在pH pH pIpI時并不呈陰離子性質(zhì)時并不呈陰離子性質(zhì)。在水中有較好的溶解度，即使在等電點其溶解度也不明顯降。在水中有較好的溶解度，即使在等電點其溶解度也不明顯降低。主要用于織物柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑等。低。主要用于織物柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑等。R-CCH2CH2OHNNCH2COO-41R-(C6H

32、4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚在水溶液中不電離，其親水基在水溶液中不電離，其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)（常為基團(tuán)（常為醚基和羥基醚基和羥基，多為，多為氧乙烯基氧乙烯基CH2CH2O-）組成。）組成。5. 2. 4 非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑 5.2 表面活性劑的分類表

33、面活性劑的分類穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)鹽類的影響，也不易受鹽類的影響，也不易受pHpH值值的影響，與其他類型表面活的影響，與其他類型表面活性劑相容性好。性劑相容性好。42在水溶液中不解離。在水溶液中不解離。 1.結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：親水基團(tuán)親水基團(tuán) (聚乙二醇型聚乙二醇型&多元醇型多元醇型)；親油基團(tuán)親油基團(tuán)(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；酯鍵、醚健。酯鍵、醚健。 2.性質(zhì)：性質(zhì)： 毒性，溶血作用較小，化學(xué)上不解離，不易受電解質(zhì)，毒性，溶血作用較小，化學(xué)上不解離，不易受電解質(zhì)，pH值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，應(yīng)用廣泛（

34、外用、內(nèi)服、值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，應(yīng)用廣泛（外用、內(nèi)服、注射）。注射）。去除油性污垢的能力很強(qiáng)，且具有防止污垢再沉積的能力。其去除油性污垢的能力很強(qiáng)，且具有防止污垢再沉積的能力。其臨界膠束濃度也臨界膠束濃度也比離子型表面活性劑低比離子型表面活性劑低1-2個數(shù)量級個數(shù)量級。缺點：一般為蠟狀物或液體，很難復(fù)配成粉狀。缺點：一般為蠟狀物或液體，很難復(fù)配成粉狀。5. 2. 4 非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑 高級醇有月桂醇、十六醇、油醇、鯨蠟醇等。高級醇有月桂醇、十六醇、油醇、鯨蠟醇等。OOCHO22CH22CHCHCHO22CH22CHCHCHCHO22CH22OCH2H OOH2OH

35、2OH2OH2OH2CH2當(dāng)其在水中時，親水性的氧原子被置于鏈的外側(cè)，憎水性的當(dāng)其在水中時，親水性的氧原子被置于鏈的外側(cè)，憎水性的-CH2-CH2-基位于內(nèi)部，有利于氧原子與水分子形成氫鍵，使聚氧乙烯鏈整體基位于內(nèi)部，有利于氧原子與水分子形成氫鍵，使聚氧乙烯鏈整體上恰似一個親水基，顯示出較大的親水性。上恰似一個親水基，顯示出較大的親水性。R-COO-CH2 HO-CH HO-CH2R-COO-CH2 R-COO-CH HO-CH2脂肪酸甘油單酯脂肪酸甘油單酯 脂肪酸甘油雙酯脂肪酸甘油雙酯親水基是多元醇類、氨基醇類、糖類等。表親水基是多元醇類、氨基醇類、糖類等。表5-25.2.5 特種表面活性劑

36、特種表面活性劑 通常表面活性劑的親油基是碳?xì)溟L鏈，分子中還可以含通常表面活性劑的親油基是碳?xì)溟L鏈，分子中還可以含有有OO、NN、S S、ClCl、BrBr、I I等元素。稱為普通（碳?xì)洌┍砻婊畹仍亍７Q為普通（碳?xì)洌┍砻婊钚詣?。如果親油基是含有性劑。如果親油基是含有F F或或SiSi、P P和和B B等元素的表面活性劑等元素的表面活性劑，則稱為，則稱為特種表面活性劑特種表面活性劑。 一般有含氟表面活性劑、含硅表面活性劑、冠醚類表一般有含氟表面活性劑、含硅表面活性劑、冠醚類表面活性劑、高分子表面活性劑、生物表面活性劑等。面活性劑、高分子表面活性劑、生物表面活性劑等。 由于特種表面活性劑具有一般表

37、面活性劑所沒有的特由于特種表面活性劑具有一般表面活性劑所沒有的特種功能與用途種功能與用途, ,越來越受到人們的重視越來越受到人們的重視 。 由于氟原子具有最高的電負(fù)性、最高的鍵能和較短的鏈長由于氟原子具有最高的電負(fù)性、最高的鍵能和較短的鏈長，因而使含氟表面活性劑具有，因而使含氟表面活性劑具有“三高三高”、“兩憎兩憎”的特點。的特點。 氫原子可以部分被氫原子可以部分被氟氟原子取代，也可全部被原子取代，也可全部被氟氟原子取代，原子取代，后者稱為后者稱為全氟全氟表面活性劑。表面活性劑。 這類表面活性劑性能特殊，其應(yīng)用越來越引人注目。這類表面活性劑性能特殊，其應(yīng)用越來越引人注目。 碳氟表面活性劑在碳氟

38、表面活性劑在6個碳原子個碳原子的時候就有很好的表面活性，的時候就有很好的表面活性，812個碳原子個碳原子最佳。最佳。含氟表面活性劑含氟表面活性劑指碳?xì)滏溨兄柑細(xì)滏溨蠬原子被原子被F所取代后的表面活性劑。所取代后的表面活性劑。l 高化學(xué)穩(wěn)定性和高耐熱穩(wěn)定性能好高化學(xué)穩(wěn)定性和高耐熱穩(wěn)定性能好耐高溫耐高溫耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及強(qiáng)氧化劑；耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及強(qiáng)氧化劑；極高的表面活性，濃度極低時（萬分之幾）即可使水溶液極高的表面活性，濃度極低時（萬分之幾）即可使水溶液的表面張力可低至的表面張力可低至20mN/m以下以下(甚至可低到甚至可低到12mN/m) 。l 高表面活性高表面活性如如C C8 8F F1717C

39、OONHCOONH4 4可使水的表面張力降到可使水的表面張力降到l6.5mN/ml6.5mN/ml 憎水憎油性憎水憎油性l 低低CMC 與同類普通表面活性劑比，具有較低的與同類普通表面活性劑比，具有較低的CMC含含氟表面活性劑的應(yīng)用舉例氟表面活性劑的應(yīng)用舉例 高效滅火劑高效滅火劑與普通表面活性劑復(fù)配成與普通表面活性劑復(fù)配成“輕水輕水”泡沫滅火劑。能在油泡沫滅火劑。能在油面上迅速鋪展成膜，提高滅火性能，縮短滅火時間，抗面上迅速鋪展成膜，提高滅火性能，縮短滅火時間，抗復(fù)燃型好。復(fù)燃型好。 鉻酸霧抑制劑鉻酸霧抑制劑利用其高化學(xué)穩(wěn)定性，在鍍鉻池液面上形成致密、穩(wěn)定利用其高化學(xué)穩(wěn)定性，在鍍鉻池液面上形成

40、致密、穩(wěn)定的泡沫層，有效阻止鉻酸霧的逸出。的泡沫層，有效阻止鉻酸霧的逸出。 防水防油劑防水防油劑用于既防水又防油的紡織品、紙張及皮革等。用于既防水又防油的紡織品、紙張及皮革等。 指以指以硅烷基鏈硅烷基鏈或或硅氧烷基鏈硅氧烷基鏈為親油基，聚氧乙烯鏈、羧基或為親油基，聚氧乙烯鏈、羧基或其他極性基團(tuán)為親水基構(gòu)成的表面活性劑。其他極性基團(tuán)為親水基構(gòu)成的表面活性劑。 Si-O鍵要比鍵要比 C-C 鍵穩(wěn)定，不易斷裂。鍵穩(wěn)定，不易斷裂。因而含硅表面活性劑因而含硅表面活性劑具有較高的具有較高的耐熱穩(wěn)定性耐熱穩(wěn)定性 季銨鹽季銨鹽含硅表面活性劑含硅表面活性劑的殺菌能力很強(qiáng)，一般配成稀溶液，的殺菌能力很強(qiáng)，一般配成

41、稀溶液，就能殺死各種細(xì)菌例如就能殺死各種細(xì)菌例如革蘭氏陰性細(xì)菌、葡萄球菌、真菌革蘭氏陰性細(xì)菌、葡萄球菌、真菌等。等。 硅氧烷表面活性劑具有化妝品配方要求的硅氧烷表面活性劑具有化妝品配方要求的潤滑性、光澤、潤滑性、光澤、調(diào)理性、耐水性和特殊觸感調(diào)理性、耐水性和特殊觸感等良好特性，在這一領(lǐng)域具有很好等良好特性，在這一領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。的應(yīng)用前景。 大多用于大多用于洗發(fā)劑、護(hù)發(fā)素洗發(fā)劑、護(hù)發(fā)素和和調(diào)理香波調(diào)理香波中。它們能改善頭中。它們能改善頭發(fā)的梳理性、光澤和觸感。發(fā)的梳理性、光澤和觸感。54 是指由是指由細(xì)菌、酵母和真菌細(xì)菌、酵母和真菌等多種微生物產(chǎn)生的具有等多種微生物產(chǎn)生的具有表面活表面

42、活性劑性劑特征的化合物。主要有：糖脂類；磷脂類；脂肪酸特征的化合物。主要有：糖脂類；磷脂類；脂肪酸類；氨基酸酯類；聚合物類等。類；氨基酸酯類；聚合物類等。 生物表面活性劑產(chǎn)物具有生物表面活性劑產(chǎn)物具有無毒、易生物降解無毒、易生物降解等特性，等特性，使其在一些特殊工業(yè)領(lǐng)域和使其在一些特殊工業(yè)領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)方面受到關(guān)注，并有可方面受到關(guān)注，并有可能成為化學(xué)合成表面活性劑的替代品或升級換代產(chǎn)品。能成為化學(xué)合成表面活性劑的替代品或升級換代產(chǎn)品。 例如用例如用廢棄的油廢棄的油培養(yǎng)微生物，培養(yǎng)微生物，能加速其分解能加速其分解，既能得到，既能得到性能好的生物表面活性劑，同時解決了煉油廠的污染問題。性

43、能好的生物表面活性劑，同時解決了煉油廠的污染問題。55n冠醚類大環(huán)化合物主要由聚氧乙烯組成，與非離子型表面冠醚類大環(huán)化合物主要由聚氧乙烯組成，與非離子型表面活性劑的親水基相似，若在冠醚大環(huán)上引入憎水性的烷基活性劑的親水基相似，若在冠醚大環(huán)上引入憎水性的烷基取代基，則可得到與非離子型表面活性劑類似的新型表面取代基，則可得到與非離子型表面活性劑類似的新型表面活性劑?；钚詣?。OOOOOOROOOOOOK56n冠醚類大環(huán)化合物可與金屬離子絡(luò)合、形成可溶冠醚類大環(huán)化合物可與金屬離子絡(luò)合、形成可溶于有機(jī)溶劑相絡(luò)合物的特性，因而使其從非離子于有機(jī)溶劑相絡(luò)合物的特性，因而使其從非離子表面活性劑轉(zhuǎn)變?yōu)殛栯x子型表

44、面活性劑，廣泛用表面活性劑轉(zhuǎn)變?yōu)殛栯x子型表面活性劑，廣泛用作相轉(zhuǎn)移催化劑。作相轉(zhuǎn)移催化劑。OOOOOOROOOOOOK分子量在分子量在2000300020003000范圍內(nèi)具有表面活性的化合物，無范圍內(nèi)具有表面活性的化合物，無論是水溶性還是油溶性的，當(dāng)它易吸附在某種界面上，導(dǎo)致界論是水溶性還是油溶性的，當(dāng)它易吸附在某種界面上，導(dǎo)致界面以及溶液的狀態(tài)與性質(zhì)發(fā)生變化，并在表面化學(xué)上有實用意面以及溶液的狀態(tài)與性質(zhì)發(fā)生變化，并在表面化學(xué)上有實用意義的物質(zhì)，稱為義的物質(zhì)，稱為高分子表面活性劑高分子表面活性劑。特點：表面張力降低能力小，由于相對分子質(zhì)量大，故滲特點：表面張力降低能力小，由于相對分子質(zhì)量大，

45、故滲透能力弱，氣泡力弱，一旦發(fā)泡能形成穩(wěn)定的泡沫，有乳化能透能力弱，氣泡力弱，一旦發(fā)泡能形成穩(wěn)定的泡沫，有乳化能力，能形成穩(wěn)定的乳狀液，有良好的分散力和絮凝力，多數(shù)毒力，能形成穩(wěn)定的乳狀液，有良好的分散力和絮凝力，多數(shù)毒性小。性小。高分子表面活性劑令人注目的特性是高分子表面活性劑令人注目的特性是分散、絮凝、增稠、分散、絮凝、增稠、抗靜電等抗靜電等性能，所以常用作分散劑、防垢劑、絮凝劑、消泡劑性能，所以常用作分散劑、防垢劑、絮凝劑、消泡劑、螯合劑、勻染劑、固色劑等。、螯合劑、勻染劑、固色劑等。陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑兩性表面活性劑兩性表面活性劑非離子表面活

46、性劑非離子表面活性劑特種表面活性劑特種表面活性劑RCOONa 羧酸鹽羧酸鹽R-OSO3Na 硫酸酯鹽硫酸酯鹽R-SO3Na 磺酸鹽磺酸鹽R-OPO3Na2 磷酸酯鹽磷酸酯鹽 R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO- 甜菜堿型甜菜堿型 | CH3咪唑啉型咪唑啉型NCH2CH2NHRCH2COO含氟表面活性劑含氟表面活性劑含硅表面活性劑含硅表面活性劑冠醚類大環(huán)化合物冠醚類大環(huán)化合物生物表面活性劑生物表面活性劑高分子表面活性劑高分子表面活性劑605.3 表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的物理化學(xué)性能5.3.1 親疏平衡值（親疏平衡值（HLB, hydro

47、phile-lipophile balance） 若分子的親水性太強(qiáng)，將完全進(jìn)入水相；疏水性太強(qiáng)又將完若分子的親水性太強(qiáng)，將完全進(jìn)入水相；疏水性太強(qiáng)又將完全進(jìn)入油相。親水基團(tuán)和親油基團(tuán)強(qiáng)弱必須有適當(dāng)平衡，才全進(jìn)入油相。親水基團(tuán)和親油基團(tuán)強(qiáng)弱必須有適當(dāng)平衡，才能使表面活性劑發(fā)揮最佳的表面活性。能使表面活性劑發(fā)揮最佳的表面活性。 表面活性劑要在界面吸附和在溶液中形成膠束，就必須使疏表面活性劑要在界面吸附和在溶液中形成膠束，就必須使疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)之間具有一定的平衡，稱之為水基團(tuán)和親水基團(tuán)之間具有一定的平衡，稱之為親疏平衡（親疏平衡（HLB）。）。615.3 表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的物

48、理化學(xué)性能5.3.1 親疏平衡值（親疏平衡值（HLB） 表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來衡量，所以很難用相同的單位來衡量，所以Griffin提出了提出了用一個相對的值用一個相對的值即即HLB值來表示表面活性物質(zhì)的親水性。值來表示表面活性物質(zhì)的親水性。HLBHLB值的大小表示表值的大小表示表面活性劑親水親油性的相對大小，面活性劑親水親油性的相對大小，HLBHLB值越大，表示該表面活性值越大，表示該表面活性劑的親水性越強(qiáng)；劑的親水性越強(qiáng)；HLBHLB值越低，則親油性或疏水性越強(qiáng)。值越低，則親油性或疏水性越強(qiáng)。 一

49、般來講，指定石蠟的一般來講，指定石蠟的HLB=0，油酸的，油酸的HLB=1，油酸鉀的，油酸鉀的HLB=20，十二烷基硫酸酯鈉的，十二烷基硫酸酯鈉的HLB=40。以此為標(biāo)準(zhǔn)，陰離子。以此為標(biāo)準(zhǔn)，陰離子表面活性劑表面活性劑HLB在在1-40之間，非離子表面活性劑的之間，非離子表面活性劑的HLB在在1-20之間。之間。表面活性劑的表面活性劑的HLB值的范圍為值的范圍為l40由小到大親水性增強(qiáng)。由小到大親水性增強(qiáng)。一般一般HLB小于小于10則認(rèn)為親油性好，則認(rèn)為親油性好，大于大于10則認(rèn)為親水性好。則認(rèn)為親水性好。62HLB值的確定值的確定1.非離子型非離子型HLB值的確定值的確定2.其他類型表面活性

50、劑其他類型表面活性劑HLB值的計算值的計算3.混合表面活性劑的混合表面活性劑的HLB值的計算值的計算5.3.1 親疏平衡值（親疏平衡值（HLB）5.3.1 親疏平衡值（親疏平衡值（HLB）（1 1）非離子型）非離子型HLB值的計算值的計算1005親水基分子量疏水基分子量 親水基分子量1005HLB 親 水 基 部 分 分 子 量表 面 活 性 劑 分 子 量例如：例如：石蠟無親水基，所以石蠟無親水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基，聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。 其余非離子型表面活性劑的其余非離子型表面活性劑的HLB值介于值介于020之間。之間。 例：求 的HLB值表面活性劑分

51、子量：616HLB=396/616*100/5=12.86C H919O (CH CH O)229H解：親水基（CH2CH2O)9 分子量：3965.3.1 親疏平衡值（親疏平衡值（HLB）（2 2）其他類型表面活性劑）其他類型表面活性劑HLB值的計算值的計算7 (2-4)HLBHL 1957年Davies：例例1 1：計算十二：計算十二烷基磺酸鈉（烷基磺酸鈉（C12H25SO3Na）的）的HLB值值解：據(jù)式解：據(jù)式 ，可得：，可得： =11-120.475+7=12.37 (2-4)HLBHL 67 例例2 2：求甘油硬脂酸單酯的：求甘油硬脂酸單酯的HLB值。值。CH OOC(CH ) CH

52、CHOHCH OH221632解：解： 20 C 0.475209.5 2-OH 1.923.8 1個個-COO- 2.4 HLB=3.8+2.4-9.5+7=3.7（3）混合表面活性劑）混合表面活性劑HLB值的計算值的計算l 一般認(rèn)為，一般認(rèn)為，HLB值具有加和性，因而，可以預(yù)測一種混合表值具有加和性，因而，可以預(yù)測一種混合表面活性劑的面活性劑的HLB值，值，雖并不非常嚴(yán)謹(jǐn)，但大多數(shù)表面活性劑雖并不非常嚴(yán)謹(jǐn)，但大多數(shù)表面活性劑的的HLB值數(shù)據(jù)表明，偏差很少有大于值數(shù)據(jù)表明，偏差很少有大于12個個HLB單位。單位。 mA 、mB為混合表面活性劑種為混合表面活性劑種A, B組分的質(zhì)量，組分的質(zhì)量

53、，HLBA, HLBB為為A, B組分各自的組分各自的HLB值。調(diào)節(jié)值。調(diào)節(jié)WA和和WB，可根據(jù)需要得到，可根據(jù)需要得到一個合適的混合一個合適的混合HLB值。值。 (2-5)AABBABmHLBmHLBHLBmm69 1 1）根據(jù)需要，可根據(jù)）根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑值選擇合適的表面活性劑。 HLBHLB值值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蠟石蠟 W/O乳化劑乳化劑 潤濕劑潤濕劑 洗滌劑洗滌劑 增溶劑增溶劑 | | | | | 聚乙二醇聚乙二醇 O/W乳化劑乳化劑 例

54、如：例如：HLB值在值在26之間，作油包水型的乳化劑；之間，作油包水型的乳化劑； 810之間作潤濕劑；之間作潤濕劑； 1218之間作為水包油型乳化劑。之間作為水包油型乳化劑。 HLB值的應(yīng)用值的應(yīng)用702）HLB值和其在水中的分散情況值和其在水中的分散情況HLBHLB值值 溶解性溶解性 133668810101313以上以上 不分散不分散微分散微分散攪拌下分散成乳液攪拌下分散成乳液形成穩(wěn)定乳液形成穩(wěn)定乳液半透明乃至透明半透明乃至透明透明溶液透明溶液 HLBHLB值雖然能夠反映表面活性劑的親水、親油情況，但明顯值雖然能夠反映表面活性劑的親水、親油情況，但明顯存在以下缺點：存在以下缺點：（1）它沒

55、有考慮到油相與水相本身的性能；）它沒有考慮到油相與水相本身的性能；（2）它沒有考慮表面活性劑濃度的影響；）它沒有考慮表面活性劑濃度的影響；（3）它沒有考慮到溫度及各相體積的影響；）它沒有考慮到溫度及各相體積的影響；HLB值的缺點值的缺點725.3.2 相轉(zhuǎn)型溫度（相轉(zhuǎn)型溫度（PIT, phase inversion temperature）l 日本學(xué)者莜田耕三提出了日本學(xué)者莜田耕三提出了PIT概念。概念。 l 非離子型表面活性劑在低溫下可形成水包油（非離子型表面活性劑在低溫下可形成水包油（O/W）型乳狀液，）型乳狀液，隨著溫度升高，非離子型表面活性劑的親水基團(tuán)（特別是聚氧隨著溫度升高，非離子型

56、表面活性劑的親水基團(tuán)（特別是聚氧乙烯鏈）的水合程度隨溫度升高而降低，表面活性劑乙烯鏈）的水合程度隨溫度升高而降低，表面活性劑親水性下親水性下降，溶解度減小，降，溶解度減小，HLB值下值下降，最后達(dá)到某一溫度，使得乳狀降，最后達(dá)到某一溫度，使得乳狀液從液從原來的原來的O/W型轉(zhuǎn)變?yōu)橛桶停ㄐ娃D(zhuǎn)變?yōu)橛桶停╓/O）。這一溫度稱為。這一溫度稱為相相轉(zhuǎn)型溫度轉(zhuǎn)型溫度PIT，又成為又成為親水親水-親油平衡溫度（親油平衡溫度（HLB溫度）溫度）。l PIT與與HLB同樣可以反映出表面活性劑的親水性與親油性，而同樣可以反映出表面活性劑的親水性與親油性，而且還可以反映出且還可以反映出油種類、水溶液性質(zhì)、溫

57、度和相體積油種類、水溶液性質(zhì)、溫度和相體積等的影響。等的影響。5.3 表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的物理化學(xué)性能73即使相同的表面活性劑，油的種類不同，即使相同的表面活性劑，油的種類不同，PIT值也不同。值也不同。越越容易溶解非離子表面活性劑的油，其容易溶解非離子表面活性劑的油，其PIT值越低。值越低。表面活性劑的表面活性劑的親水性越強(qiáng)，親水性越強(qiáng)，PIT越高越高。PIT與與HLB的關(guān)系近乎直線。的關(guān)系近乎直線。HLB值大，其親水性強(qiáng)，其值大，其親水性強(qiáng)，其PIT越高，故需在較高的溫度下才能轉(zhuǎn)相。越高，故需在較高的溫度下才能轉(zhuǎn)相。PIT的測定可用電導(dǎo)法。的測定可用電導(dǎo)法。5.3.2 相轉(zhuǎn)

58、型溫度（相轉(zhuǎn)型溫度（PIT）5.3.3 臨界膠束濃度（臨界膠束濃度（CMC）5.3 表面活性劑的物理化學(xué)性能表面活性劑的物理化學(xué)性能 少量活性劑的加入可使水的表面少量活性劑的加入可使水的表面張力迅速下降，但到某一濃度后，張力迅速下降，但到某一濃度后，水溶液的表面張力幾乎不變。這水溶液的表面張力幾乎不變。這個表面張力轉(zhuǎn)折點的濃度稱為臨個表面張力轉(zhuǎn)折點的濃度稱為臨界膠束濃度（界膠束濃度（CMC）。）。 CMCCMC越小，該表面活性劑的活性越大。越小，該表面活性劑的活性越大。1、定義、定義表面活性劑濃度變大表面活性劑濃度變大C CMC溶液中的分子的憎水基相溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自發(fā)聚集，

59、互吸引，分子自發(fā)聚集，形成球狀、層狀膠束，將形成球狀、層狀膠束，將憎水基埋在膠束內(nèi)部憎水基埋在膠束內(nèi)部表面活性劑在溶液中表面活性劑在溶液中形成膠束形成膠束的最低濃度的濃度稱為的最低濃度的濃度稱為臨界膠束濃度（臨界膠束濃度（CMC）。）。2. CMC的測定的測定 a. 表面張力法：表面張力法： 測定臨界膠束濃度最基本的方法是測定表面活性劑不同濃度下的表面張測定臨界膠束濃度最基本的方法是測定表面活性劑不同濃度下的表面張力，力，并作并作-lgc圖來確定。圖來確定。 具體做法：測定一系列不同濃度表面活性劑溶液的表面張力，作出-lgc曲線，將曲線轉(zhuǎn)折點兩側(cè)的直線部分外延，相交點的濃度即為此體系中表面活性

60、劑的CMC。 這種方法可以同時求出表面活性劑的CMC和表面吸附等溫線。表面張力法：表面張力法： 優(yōu)點：優(yōu)點： 簡單方便；簡單方便； 對各類表面活性劑普遍適用；對各類表面活性劑普遍適用； 靈敏度不受表面活性劑類型、活性高低、濃度高低、是否有無機(jī)鹽等因靈敏度不受表面活性劑類型、活性高低、濃度高低、是否有無機(jī)鹽等因素的影響。素的影響。 一般認(rèn)為表面張力法是測定表面活性劑一般認(rèn)為表面張力法是測定表面活性劑cmc的的標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)方法。 另外，另外，CMC時，溶液表面張力基時，溶液表面張力基本達(dá)到最低值，以此為界，溶液的本達(dá)到最低值，以此為界，溶液的多種物理性質(zhì)，如摩爾電導(dǎo)、粘度、多種物理性質(zhì)，如摩爾電導(dǎo)、粘度、