模塊一表面活性劑性質(zhì)定義PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1模塊一表面模塊一表面(biomin)活性劑性質(zhì)定義活性劑性質(zhì)定義第一頁，共112頁。第1頁/共112頁第二頁，共112頁。第2頁/共112頁第三頁，共112頁。第3頁/共112頁第四頁，共112頁。第4頁/共112頁第五頁，共112頁。第5頁/共112頁第六頁，共112頁。第6頁/共112頁第七頁，共112頁。第7頁/共112頁第八頁，共112頁。第8頁/共112頁第九頁，共112頁。指甲油指甲油第9頁/共112頁第十頁，共112頁。香香 水水第10頁/共112頁第十一頁，共112頁。表面張力表面張力(biominzhngl)(biominzhngl)與表面活性與表面活性當任意兩相接觸

2、時當任意兩相接觸時, , 兩相之間決非是一個沒有厚度兩相之間決非是一個沒有厚度的純幾何面的純幾何面, ,而是一個具有相當厚度的過渡區(qū)而是一個具有相當厚度的過渡區(qū), , 這這一過渡區(qū)通常稱之為界面一過渡區(qū)通常稱之為界面(jimin)(jimin)。若其中一相為氣體，這種界面若其中一相為氣體，這種界面(jimin)(jimin)通常稱為通常稱為表面。表面。但由于歷史的原因但由于歷史的原因, , 這兩個概念常?；煊?。這兩個概念常常混用。常見常見(chn jin)(chn jin)的界面有：氣的界面有：氣- -液界面，氣液界面，氣- -固界面，液固界面，液- -液界面，液液界面，液- -固界面，固固界

3、面，固- -固界面固界面。第11頁/共112頁第十二頁，共112頁。氣氣- -液界面液界面(jimin)(jimin)第12頁/共112頁第十三頁，共112頁。氣氣-固界面固界面(jimin)第13頁/共112頁第十四頁，共112頁。液液-液界面液界面(jimin)第14頁/共112頁第十五頁，共112頁。液液-固界面固界面(jimin)第15頁/共112頁第十六頁，共112頁。固固-固界面固界面(jimin)第16頁/共112頁第十七頁，共112頁。氣相氣相液相液相第17頁/共112頁第十八頁，共112頁。（a）（b）第18頁/共112頁第十九頁，共112頁。表面表面(biomin)活性活性

4、劑分子劑分子疏水基團疏水基團(j tun)親水基團親水基團(j tun)第19頁/共112頁第二十頁，共112頁。第20頁/共112頁第二十一頁，共112頁。第21頁/共112頁第二十二頁，共112頁。第22頁/共112頁第二十三頁，共112頁。)()(7親油基的基團數(shù)親水基基團數(shù)值HLB第23頁/共112頁第二十四頁，共112頁。niiiiBAiiBBAAmixHLBxWWWHLBWHLBWHLBWHLB1.值第24頁/共112頁第二十五頁，共112頁。 表面(biomin)活性劑概述表面活性劑在水中的性表面活性劑在水中的性質(zhì)質(zhì)HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳

5、化劑型乳化劑4 4分散不好分散不好6 6不穩(wěn)定乳狀分散體不穩(wěn)定乳狀分散體8 8潤濕劑潤濕劑穩(wěn)定乳狀分散體穩(wěn)定乳狀分散體1010半透明至透明的分散體半透明至透明的分散體1212洗滌劑洗滌劑O/WO/W型乳化劑型乳化劑透明溶液透明溶液14141616增溶劑增溶劑1818第25頁/共112頁第二十六頁，共112頁。第26頁/共112頁第二十七頁，共112頁。第27頁/共112頁第二十八頁，共112頁。磷脂的內(nèi)鹽部分(b fen)具有親水性，脂肪酸長鏈烴基部分(b fen)具有疏水性，因此磷脂是天然的表面活性劑，它在生物體內(nèi)能使油脂乳化，有助于油脂的運輸、消化和吸收。第28頁/共112頁第二十九頁，共

6、112頁。表面表面(biomin)活性劑一詞來自英文活性劑一詞來自英文Surfactant。它實際上是短語它實際上是短語Surface（表面（表面(biomin)） Active（活性）（活性） Agent（添加劑）的縮合詞。（添加劑）的縮合詞。表面活性劑是這樣一種物質(zhì)，它活躍于表面和界面上表面活性劑是這樣一種物質(zhì)，它活躍于表面和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。在一，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。在一定濃度以上的溶液中形成分子定濃度以上的溶液中形成分子(fnz)有序組合體，從有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。而具有一系列應(yīng)用功能。第29頁/共112頁第三十頁，共11

7、2頁。第30頁/共112頁第三十一頁，共112頁。表面表面(biomin)活活性劑分子性劑分子非極性烴鏈（疏水）非極性烴鏈（疏水）極性基團極性基團(j tun)（親水）（親水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸第31頁/共112頁第三十二頁，共112頁。陰離子表面(biomin)活性劑RCOONa羧酸鹽R-OSO3Na硫酸(li sun)酯鹽R-SO3Na磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽1.離子型2.非離子型陽離子型陰離子型兩性型表面(biomin)活性劑按離子類型按離子類型第32頁/共112頁第三十三頁，

8、共112頁。陽離子表面(biomin)活性劑R-NH2HCl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33頁/共112頁第三十四頁，共112頁。伯胺鹽伯胺鹽 R-NH3 季銨鹽季銨鹽 CH3 CH3 | |例如例如 C16H33-N+-CH3Br C16H33-N+-CH3Br | | CH3CH3 十六烷基十六烷基(wn j)(wn j)溴化銨溴化銨( (俗稱俗稱1631)1631)吡啶吡啶(bdng)鹽鹽 例如例如 C12H25(NC5H5)+第34頁/共112頁第三十五頁，共112頁。兩

9、性(lingxng)表面活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜堿型 | CH3第35頁/共112頁第三十六頁，共112頁。(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗滌性能良好，常作為特殊洗滌劑洗滌性能良好，常作為特殊洗滌劑(2)甜菜堿型甜菜堿型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力強，對纖維有保護作用去污力強，對纖維有保護作用第36頁/共112頁第三十七頁，共112頁。-由于由于(yuy)(yuy)其特殊結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)異其特殊結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)異性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬性能，如良好的去污、起泡

10、和乳化性能，耐硬水性好，對酸堿和多種金屬離子都比較穩(wěn)定，水性好，對酸堿和多種金屬離子都比較穩(wěn)定，具有抗靜電、殺菌、防腐蝕等使用性能，特別具有抗靜電、殺菌、防腐蝕等使用性能，特別是其極低毒性和無刺激性以及良好的生物降解是其極低毒性和無刺激性以及良好的生物降解性能，使其在日用化學(xué)品應(yīng)用中前景廣闊。同性能，使其在日用化學(xué)品應(yīng)用中前景廣闊。同時在紡織、印染、化纖、除銹方面都有相當用時在紡織、印染、化纖、除銹方面都有相當用途。途。第37頁/共112頁第三十八頁，共112頁。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非離子(lz)表面活性劑R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯(y x)烷基胺R-

11、CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯(y x)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38頁/共112頁第三十九頁，共112頁。(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH(2) 俗稱平平加系列俗稱平平加系列(xli)，具良好濕潤性能，具良好濕潤性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗稱俗稱 OP系列，化學(xué)性質(zhì)系列，化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)穩(wěn)定，抗氧化性能強穩(wěn)定，抗氧化性能強(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及

12、其聚氧乙烯加成物氧乙烯加成物Span類類 及及 Tween類表面活性劑類表面活性劑即屬此類；具有低毒的特點即屬此類；具有低毒的特點(tdin)，廣泛用于，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實驗醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實驗(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡劑、增粘劑常用作起泡劑、增粘劑 第39頁/共112頁第四十頁，共112頁。 非離子型表面活性劑穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機鹽類存在的影響，也不易受酸堿的影響；與其它類型表面活性劑的相容性好；在水及有機溶劑中皆有良好(lingho)的溶解性能，具有良好(lingho)的乳化、潤濕、滲透性、以及起

13、泡、洗滌、穩(wěn)泡、抗靜電等作用，且無毒； 第40頁/共112頁第四十一頁，共112頁。第41頁/共112頁第四十二頁，共112頁。第42頁/共112頁第四十三頁，共112頁。膠束的形成膠束的形成(xngchng) 兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集分會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量水分子的接觸，使體系能量(nngling)(nngling)下降，這種下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束

14、。多分子有序聚集體稱為膠束。膠束膠束第43頁/共112頁第四十四頁，共112頁。臨界臨界(ln ji)膠束濃度膠束濃度 CMC Critical Micell Concentration表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起(yq)(yq)形成膠束，這開形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。第44頁/共1

15、12頁第四十五頁，共112頁。（a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣活性劑，空氣(kngq)和水直接接觸，水的和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)。表面張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)。第45頁/共112頁第四十六頁，共112頁。b）濃度相對升高）濃度相對升高(shn o)，很快地聚，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降第46頁/共112頁第四十七頁，共112頁。（c c）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間

16、）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙地密集于液面上，形成了單分子吸附膜?？諝馀c水隙地密集于液面上，形成了單分子吸附膜。空氣與水處于完全隔離狀態(tài)，表面吸附達飽和。在溶液內(nèi)部，處于完全隔離狀態(tài)，表面吸附達飽和。在溶液內(nèi)部，增加表面活性劑增加表面活性劑, ,先是三三兩兩以疏水基互相先是三三兩兩以疏水基互相(h (h xing)xing)靠攏，形成球形膠束的最初形式。水表面張力靠攏，形成球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。急劇下降。第47頁/共112頁第四十八頁，共112頁。膠束結(jié)構(gòu)示意圖膠束結(jié)構(gòu)示意圖第48頁/共112頁第四十九頁，共112頁。臨界臨界(ln ji)膠束濃度膠束濃度(cr

17、itical micelle concentration) 臨界膠束濃度臨界膠束濃度(nngd)簡稱簡稱CMC 表面活性劑在溶液表面活性劑在溶液中開始形成中開始形成(xngchng)(xngchng)膠束的最低濃度稱為臨膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。界膠束濃度。 在在CMC附近，表面活性劑溶液的許多性質(zhì)都會出附近，表面活性劑溶液的許多性質(zhì)都會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，如表面張力、電導(dǎo)率、去污能力等現(xiàn)轉(zhuǎn)折，如表面張力、電導(dǎo)率、去污能力等.第49頁/共112頁第五十頁，共112頁?？梢岳脺y定可以利用測定表面張力，電表面張力，電導(dǎo)率等方法導(dǎo)率等方法(fngf)達到達到測定臨界膠束測定臨界膠束濃度目的濃度目的;

18、表面活表面活性 劑 水 溶性 劑 水 溶液 其 濃 度液 其 濃 度(nngd)只 有 稍 高只 有 稍 高于其于其CMC值 時 ， 才值 時 ， 才能 充 分 顯能 充 分 顯示其作用。示其作用。CMC第50頁/共112頁第五十一頁，共112頁。球形膠束球形膠束隨著親水基不同和隨著親水基不同和濃度不同，形成的濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)膠束可呈現(xiàn)(chngxin)棒狀棒狀、層狀或球狀等多、層狀或球狀等多種形狀。種形狀。第51頁/共112頁第五十二頁，共112頁。棒狀膠束棒狀膠束第52頁/共112頁第五十三頁，共112頁。第53頁/共112頁第五十四頁，共112頁。層狀膠束層狀膠束第54頁/共1

19、12頁第五十五頁，共112頁。第55頁/共112頁第五十六頁，共112頁。膠束的作用膠束的作用(zuyng)乳化乳化(rhu)作作用用泡沫作用泡沫作用分散作用分散作用增溶作用增溶作用催化作用催化作用第56頁/共112頁第五十七頁，共112頁。1 消毒殺菌消毒殺菌(sh jn)2 腈綸勻染劑腈綸勻染劑3 抗靜電劑抗靜電劑4 礦物浮選劑礦物浮選劑5 相轉(zhuǎn)移催化劑相轉(zhuǎn)移催化劑織物柔軟劑織物柔軟劑分散劑分散劑食品加工食品加工印染印染(ynrn)金屬加工金屬加工電鍍電鍍采礦采礦采油采油第57頁/共112頁第五十八頁，共112頁。潤濕潤濕(rn sh)作用作用乳化乳化(rhu)作用作用分散分散(fnsn)

20、作作用用起泡與消泡起泡與消泡增溶作用增溶作用洗滌作用洗滌作用肥皂、洗滌劑肥皂、洗滌劑化妝品化妝品食品加工食品加工紡織工業(yè)紡織工業(yè)金屬加工金屬加工石油、建筑石油、建筑功能功能應(yīng)用應(yīng)用第58頁/共112頁第五十九頁，共112頁。潤濕潤濕(rn sh)(rn sh)作用作用潤濕是固體表面與液體接觸時，原來的固相潤濕是固體表面與液體接觸時，原來的固相-氣相界面氣相界面(jimin)消失，形成新的固相消失，形成新的固相-液相界面液相界面(jimin)的的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 接觸角的示意圖：第59頁/共112頁第六十頁，共112頁。第60頁/共112頁第六十一頁，共112頁。第61頁/共112頁第六十二頁，共1

21、12頁。coss gs ll gYoung方程方程(fngchng)（楊氏方程（楊氏方程(fngchng)）:lsgANM s-l s-g l-g 接觸角接觸角越小，潤濕越小，潤濕(rn sh)和滲透作用越好；和滲透作用越好；90不潤濕不潤濕(rn sh) 10.110.050.1 陰離子陰離子多元醇非離子多元醇非離子陽離子陽離子第103頁/共112頁第一百零四頁，共112頁?？轨o電作用抗靜電作用(zuyng) 表面表面(biomin)活性劑的抗活性劑的抗靜電機理：靜電機理：1 摩擦摩擦(mc)帶電部分帶電部分 表面電荷的逸表面電荷的逸散散摩擦生電是由于在局部表面存在的物質(zhì)之摩擦生電是由于在局

22、部表面存在的物質(zhì)之間發(fā)生電子移動；間發(fā)生電子移動；電荷的逸散與表面活性劑的吸附量和吸濕性有關(guān)；電荷的逸散與表面活性劑的吸附量和吸濕性有關(guān)；可用已吸濕的水分為介質(zhì)的離子移動引起電荷的可用已吸濕的水分為介質(zhì)的離子移動引起電荷的移動來解釋；移動來解釋；具有抗靜電作用的表面活性劑稱為具有抗靜電作用的表面活性劑稱為抗靜電劑抗靜電劑；第104頁/共112頁第一百零五頁，共112頁。 疏水基吸附在物體表面，親水基趨向空氣形成疏水基吸附在物體表面，親水基趨向空氣形成一層親水性膜，由于單分子膜可降低合成纖維的一層親水性膜，由于單分子膜可降低合成纖維的摩擦系數(shù)從而難以產(chǎn)生摩擦系數(shù)從而難以產(chǎn)生(chnshng)靜電

23、；靜電； 親水性膜吸收空氣中的水分，因此好像物體表親水性膜吸收空氣中的水分，因此好像物體表面多了一層水層，產(chǎn)生面多了一層水層，產(chǎn)生(chnshng)的靜電易于傳的靜電易于傳遞到大氣中，從而降低了物體表面的電荷；遞到大氣中，從而降低了物體表面的電荷；2 表面活性劑抗靜電原理表面活性劑抗靜電原理(yunl)在在于：于：第105頁/共112頁第一百零六頁，共112頁。殺菌作用殺菌作用定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一類定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一類(y li)表面表面活性劑；活性劑；殺菌機理殺菌機理(j l)：首先表面活性劑吸附于菌體，：首先表面活性劑吸附于菌體，然后浸透菌體的細胞膜并破壞之；然后浸透菌體

24、的細胞膜并破壞之； 以陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑以陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑為主；如烷基為主；如烷基(wn j)二甲基芐銨鹽，烷基二甲基芐銨鹽，烷基(wn j)三甲基銨鹽、聚氨基單羧酸類等；三甲基銨鹽、聚氨基單羧酸類等；第106頁/共112頁第一百零七頁，共112頁。帶芐基的季胺氯化物；改變烷基的碳原子數(shù)，帶芐基的季胺氯化物；改變烷基的碳原子數(shù)，殺菌力會有很大的改變，一般殺菌力會有很大的改變，一般(ybn)(ybn)以以12121414為宜，為宜，1010的水溶液的殺菌力大于苯酚的水溶液的殺菌力大于苯酚50507070倍；倍；第107頁/共112頁第一百零八頁，共112頁。勻染作用勻染作用(zuyng) 在印染工業(yè)中，以達到均勻染色為目的的在印染工業(yè)中，以達到均勻染色為目的的表面表面(biomin)活性劑稱為勻染劑；活性劑稱為勻染劑；達到均勻染色的兩種途徑