表面活性劑作用原理-PPT課件(PPT 37頁)

1、表面活性劑的作用原理第二章 第1頁，共37頁。2.1 表面張力與表面活性當(dāng)任意兩相接觸時(shí), 兩相之間決非是一個(gè)沒有厚度的純幾何面,而是一個(gè)具有相當(dāng)厚度的過渡區(qū), 這一過渡區(qū)通常稱之為界面。若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。但由于歷史的原因, 這兩個(gè)概念常常混用。常見的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。第2頁，共37頁。氣-液界面第3頁，共37頁。氣-固界面第4頁，共37頁。液-液界面第5頁，共37頁。液-固界面第6頁，共37頁。固-固界面第7頁，共37頁。2.1.1 表面張力和表面自由能第8頁，共37頁。（a）（b）第9頁，共37頁。如果在活動(dòng)邊框上掛一

2、重物，使重物質(zhì)量W2與邊框質(zhì)量W1所產(chǎn)生的重力F（F=（W1+W2）g）與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動(dòng)。 這時(shí) l是滑動(dòng)邊的長度，因膜有兩個(gè)面，所以邊界總長度為2l， 就是作用于單位邊界上的表面張力。第10頁，共37頁。 由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服系統(tǒng)內(nèi)部分子之間的作用力，對(duì)系統(tǒng)做功。 溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需要對(duì)系統(tǒng)作的功，稱為表面功。 用公式表示為：把作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用 表示，單位是N/m。 也是增加單位表面積時(shí)所必須對(duì)系統(tǒng)做的功，單位J/m2第11頁

3、，共37頁。表面張力的測(cè)定1. 滴重法W=2Rf=W/2Rf第12頁，共37頁。滴落的高速攝影示意圖那為什么有個(gè)系數(shù)呢？第13頁，共37頁。2.毛細(xì)管上升法r 毛細(xì)管半徑界面兩相的密度差g 重力加速度h 高度差第14頁，共37頁。3. 環(huán)法4.吊片法5.最大汽泡壓力法6. 滴外形法第15頁，共37頁。濃度122.1.2 表面活性和表面活性劑 具有第三類曲線的物質(zhì)才叫表面活性劑。特勞貝規(guī)則3第16頁，共37頁。2.1.3 表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第17頁，共37頁。第18頁，共37頁。2.2 表面活性劑膠束2.2.1 膠束的形成第19頁，共37頁。膠束結(jié)構(gòu)示意圖第20頁，共37頁。2.2.2 臨界膠

4、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，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。第21頁，共37頁。 這時(shí)溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離，在表面張力對(duì)濃度繪制的曲線上會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。第22頁，共37頁。2.2.2.1 臨界膠束濃度的測(cè)定方法1. 表面張力法界面張力儀第23頁，共37頁。2. 電導(dǎo)法3. 增溶作用法4. 染料法第24頁，共37頁。5. 光

5、散射法第25頁，共37頁。2.2.2.2 影響臨界膠束濃度的因素表面活性劑的碳?xì)滏滈L碳?xì)滏湻种?極性基團(tuán)的位置碳?xì)滏溨衅渌〈挠绊懹H水基團(tuán)的種類疏水鏈的性質(zhì)溫度離子型 Krafft point非離子型 濁點(diǎn) cloud point 第26頁，共37頁。2.2.3 膠束的形狀和大小球 狀第27頁，共37頁。第28頁，共37頁。第29頁，共37頁。2.2.4 膠束的作用乳化作用泡沫作用分散作用增溶作用催化作用第30頁，共37頁。2.3 表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2.3.1 表面活性劑的親水性 HLB親水親油平衡值(Hydrophile-Lipophile Balance)表面活性劑分子中親水和

6、親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。Griffin第31頁，共37頁。HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量100/52.3.1.1 HLB的確定非離子型多元醇脂肪酸酯HLB=20(1-S/A)聚氧乙烯型皂化值不易得到的HLB= (E+P)/5第32頁，共37頁。離子型HLB=(親水基團(tuán)HLB)+(親油基團(tuán)HLB)+7混合型HLB混合=(HLBi qi)第33頁，共37頁。 親油 | 親水 HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 20 | |消泡| | | 潤濕劑 |增溶劑| | 石蠟 W/O乳化劑 |去污| 聚乙二醇 | 滲透作用 | | O/W 乳化劑 |2.3.1.2 HLB與表面活性劑應(yīng)用關(guān)系第34頁，共37頁。2.3.2 親油基的影響氟代烴基 硅氧烴基 脂肪族烷烴基,環(huán)烷烴基 脂肪族烯烴 脂肪族芳香烴 芳香烴 帶弱親水基的烴基疏水性2.3.3 親水基的影響第35頁，共37頁。2.3.4 分子形態(tài)的影響2.3.4.1 親水基的相對(duì)位置位于分子中間時(shí)濕潤性能比較強(qiáng)位于分子末端時(shí)去污能力比較強(qiáng)2.3.4.2 親油基的支鏈有分支結(jié)構(gòu)的濕潤性和滲透性的較好 去污能力較差親水基分子第36頁，共37