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文檔簡介

3表面活性劑(SAA)的性能與應(yīng)用原理

前言3.1表面活性劑(SAA)的定義3.1.1SAA的分類、結(jié)構(gòu)特征3.1.2表面活性劑的性能3.1.3SAA在復(fù)配型精細化學(xué)品中的作用3.1.4SAA復(fù)配的應(yīng)用與規(guī)律1表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!無處不在的SAA綠茶冰淇淋配方:綠茶汁5%,全脂淡乳粉9.3%,稀奶油25%,甘油硬脂酸脂0.2%,白砂糖15%,明膠0.4%,羧甲基纖維素鈉0.1%,水45%。制備工藝白砂糖、稀奶油、全脂淡奶粉、穩(wěn)定劑、乳化劑、水→混合配料→均質(zhì)→殺菌→冷卻→加茶汁→老化→凝凍→灌注→包裝→檢驗→成品。甘油硬脂酸脂SAA:食品乳化劑作用:乳化、分散、發(fā)泡保型性的改善:增加室溫下冰淇淋的耐熱性貯藏性的改善:減少貯藏中制品的變化防止或控制粗大冰晶形成,使冰淇淋的組織細膩2表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!其它塑料制品中的抗靜電劑洗滌用品化妝品車用化學(xué)品等等3表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!

3.1.1表面張力

表面表面張力4表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!表面張力現(xiàn)象存在表面張力導(dǎo)致產(chǎn)生原因、定義導(dǎo)致結(jié)果5表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!捅破有棉線肥皂水的肥皂膜6表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!表面張力定義宏觀表現(xiàn)為液體表面有收縮趨勢(從而處于表面層內(nèi)分子數(shù)減少),或者說表面恒有一種抵抗表面擴張的力,即表面張力(σ,亦有用γ表示的)其物理意義是垂直作用于單位長度相表面上的力。單位為:N·m-17表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!3.1.2表面活性劑定義

純?nèi)軇┑谋砻鎻埩Χㄖ担ê鉚、P)純液體表面能的降低只能通過縮小表面積來實現(xiàn)(葉面的水滴、水銀球為球形的原因):E=σ·A溶液的表面張力:可變(恒T、P下)SAA定義8表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!SAA定義(掌握)以很低的濃度就能顯著降低溶劑的表面張力的物質(zhì)9表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!1saa結(jié)構(gòu)特征(掌握)分子中具兩親結(jié)構(gòu)極性基團:親水基非極性基團(長鏈烴基):親油基/疏水基10表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!概述(常見分類方法)按SAA在水溶液中能否解離及解離后所帶電荷類型非離子型、離子型(陰離子、陽離子和兩性SAA)按用途分類如潤濕劑、滲透劑、乳化劑、分散劑、柔軟劑、抗靜電劑、洗滌劑等按SAA在水和油中的溶解性水溶性和油溶性SAA按分子量分類分子量大于10000者稱為高分子SAA;分子量在1000~10000的稱為中分子量SAA;分子量在100~1000的稱為低分子量SAA前兩種常見11表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!按離子類型分類:即按在水溶液中能否解離及解離后離子類型(親水基結(jié)構(gòu))分類

12表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!

陰離子SAA種類和用途

13表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!磺酸鹽(R—SO3-M+)親水基為為磺酸根(R--S03-)包括烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、α-磺基單羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、石油磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽等多種類型。14表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!烷基苯磺酸鹽種類直鏈烷基苯(LAS):易降解支鏈烷基苯ABS:不易降解,目前已基本被LAS取代用途烷基苯磺酸鈉去污力強、起泡力和泡沫穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性好、而且原料來源充足、生產(chǎn)成本低,在民用和工業(yè)用清洗劑中有著廣泛的用途是陰離子表面活性劑中最重要的一種品種,也是中國合成洗滌劑的主要活性成分。15表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!α-烯烴磺酸鹽在硬水中和有肥皂存在時具有很好的起泡力和優(yōu)良的去污力;毒性低、對皮膚刺激性小、性能溫和用途:在家庭和工業(yè)、清洗中均有廣泛的用途。常用作個人保護、衛(wèi)生用品、手洗餐具清洗劑、重垢衣物洗滌劑、羽毛清洗劑、洗衣用合成皂、液體皂以及家庭用和工業(yè)用硬表面清洗劑的主要成分16表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!陽離子SAA種類17表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!兩性離子SAA種類在大多數(shù)情況下,陽離子部分都是由銨鹽或季銨鹽作為親水基,而陰離子部分可以是羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽等其中陰離子部分為羧酸鹽,陽離子為胺鹽的稱氨基酸型、陽離子部分由季銨鹽構(gòu)成的則稱為甜菜堿性18表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!

非離子SAA種類

19表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!特種表面活性劑20表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!臨界膠束濃度(CMC)定義表面活性劑形成膠束的最低濃度說明此時,表面活性劑分子在表面飽和,表面張力降低到最低值膠束:表面活性劑分子三三兩兩聚集在一起、憎水基靠在一起,形成的小膠團。影響CMC的因素SAA的結(jié)構(gòu):主要包括SAA的碳氫鏈鏈長(C↑,CMC↓),碳氫鏈分支數(shù)目(分支多,烴鏈間作用力↓,CMC↑)、極性基位置(極性基位于烴鏈中間,CMC↑)、碳氫鏈中其它取代基(烴鏈中有極性基團時,CMC↑)、親水基團(CMC離子>CMC非離子)外部條件溫度(T↑,CMC非離子↓)等21表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!saa的親疏平衡值(HLB)定義指表面活性劑分子中親油和親水基團的大小和力量的平衡。說明HLB值可以通過計算或由實驗測定HLB值越大,親水性越強;HLB值越小,親油性越強。HLB值的計算22表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!

單一SAA的HLB值計算

聚氧乙烯醚類和多元醇類非離子SAA多元醇脂肪酸酯類非離子SAA通用的表面活性劑HLB值經(jīng)驗計算式23表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!

多元醇脂肪酸酯類非離子SAA

式中S為多元醇酯的皂化值(SoapValue);A為原料脂肪酸的酸值(AcidityValue)皂化值S表征了SAA相對分子質(zhì)量的大小(1克油脂完全皂化時所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù))。酸值A(chǔ)代表親油基的大小(中和1克油中的酸性物質(zhì)所需氫氧化鉀的毫克數(shù)謂之酸值。)酸值過大,說明油品氧化變質(zhì)嚴(yán)重所以S/A是親油基質(zhì)量在SAA質(zhì)量中所占百分數(shù)1-S/A代表親水基質(zhì)量在SAA質(zhì)量中所占百分數(shù)例2,硬脂酸單甘酯的酸值A(chǔ)測得為198,皂化值為161,所以其HLB=20(1-161/198)=3.824表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!例3:太古油的分子式為求其HLB值解:親水基:一個基團數(shù)為1×11一個-COOH、基團數(shù)為1×2.1一個-O-、基團數(shù)為1×1.3親水基團數(shù)之和為:11+1.3+2.1=14.4親油基:13個—CH2—、基團數(shù)為13×0.4753個、基團數(shù)為3×0.475一個—CH3為1×0.475親油基團數(shù)之和為(13+3+1)×0.475=8.075太古油的HLB值應(yīng)為:HLB=7+14.4-8.075=13.325表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!不同HLB值的SAA用途增溶劑:15~18去污劑:13~16O/W乳化劑:8~16潤濕劑:7~9W/O乳化劑:3~8消泡劑:1~326表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!非離子SAA的水溶性它能溶于水是因為乙氧基及羥基中的氧原子都有可能與水分子形成氫鍵

27表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!3.2saa在復(fù)配型精細化學(xué)品中的作用3.2.1saa的界面吸附(掌握應(yīng)用例子)3.2.2潤濕與滲透作用(掌握應(yīng)用例子)3.2.3發(fā)泡與消泡作用(掌握應(yīng)用例子)3.2.4乳化作用3.2.5分散作用3.2.6增溶3.2.7洗滌作用28表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!如果要驗證吸附數(shù)據(jù)是否符合Freundlich吸附等溫式,應(yīng)將改為直線式(兩邊取對數(shù))

并以lgV對lgP作圖,察看是否為一直線。由直線的截距可以求得K,由斜率可以求得n29表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!(2)Langmuir吸附等溫式Langmuir吸附等溫式是用分子運動學(xué)說導(dǎo)出吸附量與氣體壓力之間的關(guān)系式。①氣體分子的吸附是單分子層的;②氣體分子被吸附在固定的表面位置上;③達到平衡時,氣體分子的吸附速度與解吸速度相等;④吸附速度與固體表面空位數(shù)值成正比,且吸附平衡是動態(tài)平衡;⑤相鄰的被吸附分子之間沒有作用力。30表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!31表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!若每克吸附劑的總表面積為比表面積,用S表示,當(dāng)知每一個吸附質(zhì)的橫截面積時,則可求出吸附劑的比表面積32表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!(2)溶解度低的物質(zhì)易被吸附。

硅膠自四氯化碳和苯中吸附甲酸的等溫線33表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!(1)比表面積(見教材)(2)吸附劑同系有機物在溶液中被吸附時,吸附量隨著碳鏈增長而有規(guī)律地增加(3)溶質(zhì)的溶解度(4)界面張力(5)PH值(6)溫度34表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!靜電的產(chǎn)生及危害(塑料行業(yè))塑料電阻很高,又無導(dǎo)電性,形成的靜電在表面積累造成各種靜電危害,甚至造成嚴(yán)重事故。加工過程中產(chǎn)生靜電吸附灰塵、影響產(chǎn)品質(zhì)量,使生產(chǎn)率下降靜電若積累,靜電壓常??筛哌_數(shù)千伏、甚至上萬伏,還會產(chǎn)生電火花,在遇到易燃品時,會引起燃燒和爆炸事故使用過程中當(dāng)人行走在塑料地板上或使用塑料制品時,由于鞋底與地板的摩擦和塑料制品與人之間或塑料制品相互之間摩擦,會使人和塑料制品帶電,當(dāng)人與其他導(dǎo)電物體相接觸時,就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,使人體遭受程度不同的電擊。在塑料容器中攪拌可燃性液體時,在塑料管路輸送易燃易爆性粉料和液體時,由于靜電的產(chǎn)生會引起火災(zāi)和爆炸35表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!抗靜電劑類型陰離子型如高級脂肪酸鹽,各種硫酸衍生物和各種磷酸衍生物等主要用于纖維和紡織品上作油劑、整理劑之組分陽離子型主要包括各種胺鹽、季銨鹽和烷基咪唑啉等其中脂肪胺鹽酸鹽、季銨鹽類抗靜電劑適合作塑料用混合型抗靜電劑高分子SAA用作塑料抗靜電劑時,抗靜電性能持久兩性離子型、非離子型等36表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!一、增溶作用的模式(1)非極性分子在膠束內(nèi)部的增溶(2)增溶于表面活性劑分子間的“柵欄”處(3)在膠束表面的增溶(4)在聚氧乙烯鏈間的增溶37表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!對于極性有機物主要增溶于聚氧乙烯的外殼之中,所以增溶量隨聚氧乙烯鏈增長而增大。表面活性劑的類型不同,對烴類和極性有機物的增溶作用的順序是:非離子表面活性劑>陽離子表面活性劑>陰離子表面活性劑。(2)被增溶物的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)①被增溶物分子的鏈長、環(huán)化、不飽和度和支化度表3-738表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!③被增溶物的極性被增溶物的增溶量隨極性憎大而增高(3)有機添加物(4)電解質(zhì)在離子表面活性劑溶液中加入無機鹽可增加烴類的增溶量,減小極性有機物的增溶量。在非離子表面活性劑溶液中加入無機鹽,其濁點降低,增溶量增高,并且隨加入鹽的濃度增大而增高。(5)溫度(6)混合表面活性劑39表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!

乳液聚合中的應(yīng)用

乳液聚合定義是將單體用機械攪拌及在乳化劑(SAA)的作用下,分散在介質(zhì)(與單體不相溶)中進行聚合如將丁二烯、苯乙烯(油溶性)單體分散于水中制丁苯橡膠特征:聚合反應(yīng)是在溶液中SAA的膠粒內(nèi)進行的原理:(丁苯橡膠制備為例)結(jié)論SAA膠束對單體的增溶,才使反應(yīng)在膠束內(nèi)進行40表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!聚合反應(yīng)主要原料溶解狀態(tài)丁二烯、苯乙烯(油溶性、微溶于水)微量溶解于水中的部分被增溶于水溶液中SAA膠束內(nèi)大量未溶的部分表面吸附乳化劑(SAA)后以油滴的形式分散于水中,彼此無法“靠攏聚合反應(yīng)引發(fā)劑狀態(tài)水溶性,在水中分解出游離基41表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!3.2.3乳化作用乳化是一種液體以微細液滴的形式均勻分散于另一不相混溶的液體中,形成較穩(wěn)定的乳狀液體的過程。一、乳化作用在農(nóng)藥復(fù)配品中的應(yīng)用(1)可溶性乳狀液(2)可溶化型乳狀液(3)濃乳狀液42表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!3.2.4分散作用一、表面活性劑在分散過程中的作用(1)表面活性劑在分散過程中的主要作用①降低液體介質(zhì)的表面張力、固液界面張力和液體在固體上的接觸角②離子型表面活性劑在某些固體粒子上的吸附可增加粒子表面電勢43表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!(2)以水為分散介質(zhì)的分散體系中表面活性劑的作用(3)在非水介質(zhì)體系中表面活性劑的作用對非極性固體粒子對極性固體粒子44表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!吸附的類型可分為____吸附和____吸附。增溶作用的主要影響因素_____、___、_________、____、___、_____。45表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!(2)污垢的粘附①機械粘附機械粘附主要指的是固體塵土粘附的現(xiàn)象(污垢幾乎可以用單純的攪拌和振動力將其去除。)②分子間力粘附被洗物品和污垢以分子間范德華力(包括氫鍵)結(jié)合。46表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!(3)污垢的去除固體表面·污垢+洗滌劑+介質(zhì)=固體表面·洗滌劑·介質(zhì)+污垢·洗滌劑·介質(zhì)洗滌效率取決于以下因素,固體與污垢的粘附強度,固體表面與洗滌劑的粘附強度以及洗滌劑與污垢間的粘附強度。47表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3.2.6潤濕作用潤濕定義固體表面上的氣體被液體取代(有時是一種液體被另一種液體取代)的現(xiàn)象潤濕基礎(chǔ)理論表面活性劑對潤濕的影響應(yīng)用舉例48表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!潤濕應(yīng)用舉例農(nóng)藥潤濕劑

防雨布49表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!防雨布普通棉布因纖維中有醇羥基存在而呈親水性,所以容易被水粘濕,不能防雨若采用表面活性劑處理棉布,使其發(fā)生界面吸附極性基與棉纖維醇羥基結(jié)合,而非極性基伸向空氣,形成新的非極性界面層,這樣當(dāng)極性水與棉布發(fā)生接觸時,由原來的能潤濕棉布變?yōu)椴粷櫇?,這樣就制成了既能防水又能透氣的雨布。50表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!復(fù)配助劑對SAA的影響無機電解質(zhì)對SAA的影響

極性有機物對SAA的影響水溶性高分子化合物的影響51表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!3.3.2極性有機物對SAA的影響脂肪醇:一、長鏈脂肪醇C醇↑:CMC↓、γ↓;且碳氫鏈越長,這種作用越明顯C醇↑:CMC↑(C醇高時)二、短鏈醇CMC↓(C醇小時)C醇↑:CMC↑(C醇高時)甲醇~己醇:C醇↑,CMC先降后增三、水溶性較強的極性有機物尿素,N-甲基乙酰胺、乙二醇、1,4二氧六環(huán)等使CMC↑、γ↑使SAA在水中的溶解度增加(SAA的助溶劑)果糖、木糖、山梨糖醇、環(huán)己六醇等:CMC↓

52表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!五、水溶性高分子化合物的影響增粘SAA與水溶性高分子化合物形成復(fù)合物烴鏈的疏水作用、電性作用、色散力作用三種,導(dǎo)致SAA溶液黏度的增加。例常將明膠、阿拉伯樹膠等和SAA一起使用,使乳狀液穩(wěn)定性提高(增粘)53表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!3.3.1陰-陽離子SAA的復(fù)配規(guī)律疏水基結(jié)構(gòu)要求疏水基中,碳原子數(shù)比較多、且各自所含碳原子數(shù)相近時,表面活性才有特殊表現(xiàn)非等摩爾比復(fù)配陰/陽離子SAA的摩爾比一般為4∶1~50∶1。加入含有聚氧乙烯鏈的離子型SAA可抑制溶液沉淀、凝聚現(xiàn)象(陰-陽復(fù)配時容易出現(xiàn)的缺點)加入兩性SAA改善復(fù)配體系的溶解性能。但加入較多,表面活性會有較大的降低,同時成本太高。加入非離子SAA陰-陽離子SAA在水中溶解度明顯增加,且增強洗滌效果說明:陰-陽離子SAA復(fù)配體系的主要缺點是易于形成沉淀或絮狀懸浮(由于強電性作用):一旦濃度超過CMC以后,溶液就容易發(fā)生分層或凝聚等現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)沉淀54表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!3.3.3陰離子表面活性劑與兩性表面活性劑的相互作用陰離子表面活性劑不僅能與非離子表面活性劑發(fā)生相互作用,而且能與兩性表面活性劑發(fā)生強烈的相互作用,提高表面活性以及改變各種性能。55表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!第三章表面活性劑的性能與應(yīng)用1什么是表面活性劑?2表面活性劑具有乳化、增溶、潤濕、分散等一系列作用,本質(zhì)上與表面活性劑在溶液中的哪兩種現(xiàn)象有關(guān)?4混合表面活性劑的HLB值如何計算?兩組分混合表面活性劑中各組分比例如何確定?6單一SAA的HLB植計算?7名詞解釋:正、負吸附、分散劑、分散作用、吸附劑、吸附質(zhì)8什么是表面活性劑增溶作用?表面活性劑對溶質(zhì)增溶時,增溶的模式有哪些?增容的影響因素有哪些?56表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!3.1.1表面活性劑(SAA)的定義表面張力表面活性劑定義57表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!表面界面:相與相之間的接觸面固-液、固-固、固-氣、液-液、液-氣表面兩相中一相為氣相時形成的界面固-氣、液-氣說明界面實際上并不是一個幾何面,它通常是約幾個分子厚度的過渡區(qū)58表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!現(xiàn)象露珠在荷葉、草葉上呈球形而不是鋪在葉面上

水銀落到地上散落呈小球而不是其它形狀曲別針或一角硬幣可浮在水面59表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!表面張力產(chǎn)生原因、定義原因液體內(nèi)部分子受力平衡表面層分子受力不平衡;合力指向液體內(nèi)部,表面層分子有被拉進液體內(nèi)部趨勢定義

60表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!導(dǎo)致結(jié)果體系表面積越大、能量越高(界面相同)表面層分子要比內(nèi)部分子多出一部分能量,即表面能(E)表面能等于表面張力(σ)和表面積(A)的乘積,即:E=σ·A61表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!溶液的表面張力(可隨溶質(zhì)濃度而變)類:曲線3增加略有上升,常接近于直線如NaCl溶液第二類:曲線2增加而逐漸下降在濃度很稀時下降較快,隨濃度增加下降變慢如丁醇溶液第三類:曲線1在溶液濃度較稀時,表面張力急劇下降當(dāng)溶液的濃度達到一定值后,溶液的表面張力就不再下降了如十二烷基苯磺酸鈉SAA62表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!3.1.3SAA的分類、結(jié)構(gòu)特征1saa結(jié)構(gòu)特征2SAA種類63表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!2SAA種類概述種類

64表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!saa種類(按離子類型)(掌握)概述

陰離子SAA陽離子SAA兩性離子SAA非離子SAA特種表面活性劑65表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!陰離子SAA定義在水中電離后,親水基團帶負電荷的表面活性劑稱為陰離子表面活性劑種類和用途說明:陰離子表面活性劑的水溶液一般呈中性或堿性,因此一般在中性或堿性環(huán)境下使用66表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!脂肪族羧酸鹽(RCOO-M+)親水基為羧基包括高級脂肪酸的鉀、鈉、銨鹽以及三乙醇銨鹽。如肥皂是歷史上開發(fā)最早的陰離子表面活性劑,也是重要的洗滌劑,目前仍是皮膚清潔劑的重要品種67表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!硫酸酯鹽脂肪族二元酸與醇類發(fā)生酯化反應(yīng)生成硫酸單酯和硫酸雙酯,硫酸單酯和堿中和生成的鹽叫硫酸酯鹽。RO--SO2—ONa(R—OSO3Na)與磺酸鹽區(qū)別結(jié)構(gòu):硫酸酯鹽中的硫原子不與烴基中的碳原子直接相連性質(zhì):最大區(qū)別在于硫酸酯鹽在酸性條件下可以發(fā)生水解主要種類:有脂肪醇硫酸酯鹽(FAS或AS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(AES)兩類68表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!烷基磺酸鹽(AS和SAS)

通式為RSO3M(M為堿金屬或堿土金屬),R為C12~C20范圍的烷基,其中以十六烷基磺酸鹽性能最好,國內(nèi)商品名為601洗滌劑它的毒性和對皮膚的刺激性都比LAS低,生物降解性好,是具有很好水溶性、潤濕力、除油力的洗滌劑。用途是配制重垢液體洗滌劑的主要原料??勺鰝€人衛(wèi)生盥洗制品、各種洗衣物以及硬表面清洗劑使用時常與醇醚硫酸(AES),α—烯烴磺酸鹽(AOS)復(fù)配,以彌補SAS在硬水中泡沫性差的缺點69表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!陽離子SAA定義在水溶液中電離時,親水基團帶正電荷的saa。其疏水基與陰離子表面活性劑相似。種類用途工業(yè)上,直接利用其表面活性的不多,而是利用其派生性質(zhì)。它除用作纖維柔軟劑、抗靜電劑、防水劑、染色助劑等之外.還用作礦物浮選劑、防銹劑、殺菌劑、防腐劑等說明:陽離子型表面活性劑的水溶液通常顯酸性70表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!兩性離子SAA定義通常把親水基結(jié)構(gòu)中同時含有陽、陰離子的表面活性劑叫兩性表面活性劑。種類

用途它在酸、堿溶液中,可分別離解成陽離子或陰離子,是近年來發(fā)展速度最快的一類表面活性劑除了有良好的表面活性、去污、乳化、分散、潤濕作用外,同時具備殺菌、抗靜電、柔軟等特性,并有相容性好,易于生物降解的優(yōu)點,因此在民用和工業(yè)應(yīng)用日趨擴大但目前價格高是其缺陷71表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁!非離子SAA定義在水中不電離,其親水基主要是由一定數(shù)量的含氧基團(一般為醚鍵或羥基)構(gòu)成的saa種類用途

72表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第72頁!

非離子SAA用途

特點穩(wěn)定性高,不易受強電解質(zhì)無機盆類存在的影響,也不易受酸堿的影響:在溶液中不是離子狀態(tài)在水及有機溶劑中皆有良好的溶解性能(但結(jié)構(gòu)不同而有所差異)相容性好,能很好地復(fù)配使用有良好的耐硬水能力、低起泡性的特點大多具有良好的乳化、潤濕、滲透性能及起泡、洗滌、穩(wěn)泡、抗靜電、增溶等作用、且無毒。因此廣泛用作紡織業(yè)、化妝品、食品、藥物等行業(yè),是目前應(yīng)用最為廣泛的一類SAA之一在數(shù)量上僅次于陰離子表面活性劑,是一類大量使用的重要品種73表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第73頁!3.1.3saa的性能參數(shù)臨界膠束濃度(CMC)(定義掌握)saa的親疏平衡值(HLB)濁點(掌握)74表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第74頁!膠束的結(jié)構(gòu)75表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第75頁!HLB值的計算(掌握)單一SAA的HLB值計算混和saa的HLB值計算76表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第76頁!聚氧乙烯醚類和多元醇類非離子SAA例1求壬基酚聚氧乙烯醚)的HLB值已知:壬基酚聚氧乙烯醚的相對分子量為616解:親水基團的相對分子量(MH):MH=(14+14+16)×9=396故:HLB=MH/M=(396/616)×20=12.8677表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第77頁!通用的表面活性劑HLB值經(jīng)驗計算式基團數(shù)法該式的意義:在求SAA的HLB值時,可以把SAA的分子分為一些基團,每一個基團對HLB的貢獻稱為基團數(shù),HLB是各基團貢獻之和。示例78表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第78頁!混和saa的HLB值計算(具有加和性)式中WA和WB為混合SAA中A和B的重量,HLBA和HLBB為純A和B的HLB值例470%的吐溫-80(HLB=15)和30%的司盤-80(HLB=4.3)組成混合表面活性劑,求該混合物的HLB值。79表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第79頁!濁點(非離子SAA)非離子SAA的水溶性非離子SAA的濁點80表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第80頁!非離子SAA的濁點定義升高溫度時非離子型表面活性劑溶液由透明變渾濁,降低溫度溶液又會由渾濁變透明,由透明變渾濁和由渾濁變透明的平均溫度稱做為非離子SAA的濁點原因氫鍵鍵能較小,所以醚鍵氧原子與水分子的結(jié)合力比較松弛。如果將聚氧乙烯類非離子SAA的水溶液加熱時,隨著溫度的上升,結(jié)合的水分子則由于熱運動而逐漸脫離,因而親水性也逐漸降低而變?yōu)椴蝗苡谒?,以致開始的透明溶液變成渾濁的液體。當(dāng)冷卻時,氫鍵又恢復(fù),因而又變?yōu)橥该魅芤骸?1表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第81頁!3.2表面活性劑在復(fù)配型

精細化學(xué)品中的作用3.2.1吸附作用吸附定義物質(zhì)至一相中遷移至界面的過程稱為吸附。一、吸附的類型吸附的類型可分為物理吸附和化學(xué)吸附。二、吸附等溫式(1)Freundlich吸附等溫式Freundlich通過大量實驗數(shù)據(jù),總結(jié)出經(jīng)驗方程式,稱為Freundlich吸附方程式。V=KP1/n(n>1)82表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第82頁!

NH3在木炭上的吸附NH3在木炭上的吸附83表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第83頁!設(shè)θ為某一瞬間已被吸收氣體的固體表面積占總表面積的份數(shù),也就是固體表面被吸附質(zhì)覆蓋的份數(shù)。(1-θ)=未被覆蓋的份數(shù)。因單位面積固體對氣體的吸附速度與氣體的壓力成正比,同時因為只有氣體碰撞到表面空白部分時,才能被吸附,所以吸附速度又與(1-θ)成正比。故Langmuir吸附等溫式用于化學(xué)吸附或溶液中吸附大分子時,結(jié)果好。84表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第84頁!3、BET吸附等溫線1938年Brunauer、Emmet和Teller三人在Langmuir單分子層吸附理論的基礎(chǔ)上,提出多分子層吸附理論簡稱BET吸附理論。85表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第85頁!三、溶液吸附的經(jīng)驗規(guī)律固體自溶液中的吸附是最常見的吸附現(xiàn)象之一。溶液吸附規(guī)律比較復(fù)雜,至今尚無完滿的理論。(1)使固-液表面自由能降低最多的溶質(zhì),被吸附的量最多。活性炭自脂肪酸水溶液中的吸附等溫線86表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第86頁!(3)極性吸附劑容易吸附極性溶質(zhì)、非極性吸附劑易吸附非極性溶質(zhì)。四、影響吸附的因素溶液中的吸附是溶質(zhì)和溶劑分子爭奪表面的凈結(jié)果,影響因素復(fù)雜,主要有以下幾點。87表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第87頁!表面活性劑吸附作用的應(yīng)用示例

塑料抗靜電劑原油開采用防蠟劑88表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第88頁!外部抗靜電劑的作用機理抗靜電劑法是用以表面活性劑為中心的抗靜電劑對塑料進行表面處理或混煉入其內(nèi)部,是目前使用最為廣泛而又行之有效的方法??轨o電劑主要是一些表面活性劑,包括外部抗靜電劑和內(nèi)部抗靜電劑兩類表面吸附、親水基指向空氣、表面容易吸附微量水分直接導(dǎo)電水份的存在使塑料中電解質(zhì)可離子化、間接降低表面電阻、加速表面電荷泄漏增大摩擦間隙中的介電常數(shù)、削弱間隙的電場強度、減少電荷產(chǎn)生

89表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第89頁!3.2.2增溶作用定義表面活性劑在水溶液中形成膠束后,具有能使不溶或微溶于水的有機化合物的溶解度顯著增大的能力.且溶液呈透明狀,這種作用稱為增溶作用。能產(chǎn)生增溶作用的表面活性劑稱為增溶劑,被增溶的有機物稱為被增溶物。90表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第90頁!二、增溶作用的主要影響因素(1)增溶劑的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)碳氫鏈長的影晌,在同系的表面活性劑中,碳氫鏈越長,膠束行為出現(xiàn)的濃度越小。增溶能力增大。表3-6表面活性劑的碳氫鏈具有分支時,由于CMC值較高且聚集數(shù)n較小因而增溶作用差。表面活性劑的類型對增溶作用有影響聚氧乙烯鏈長對增溶的影響較碳氫鏈更大91表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第91頁!脂肪烴和烷基芳烴的增溶量隨鏈長增加而減小。環(huán)化能使增溶量增高。不飽和化合物的增溶量較相應(yīng)的飽和化合物大。帶支鏈的飽和化合物的增溶量與相應(yīng)的直鏈異構(gòu)體大致相同。多環(huán)化合物的增溶量隨分子質(zhì)量增大而減小,甚至較分子質(zhì)量相等直鏈化合物的增溶量還要小。②摩爾體積和曲面壓③被增溶物的極性被增溶物的增溶量隨極性憎大而增高(3)有機添加物(4)電解質(zhì)(5)溫度(6)混合表面活性劑92表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第92頁!三、增溶時應(yīng)注意的問題(1)濁點及影響濁點的條件(2)增溶劑加入的方法(3)增溶時用量的影響四、表面活性劑增溶作用的應(yīng)用93表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第93頁!乳液聚合制備丁苯橡膠原理主要原料狀態(tài)聚合反應(yīng)場所膠束內(nèi)(絕大部分)水中(很小比例)

聚合過程94表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第94頁!聚合過程單體消耗、油滴變小隨著膠束內(nèi)聚合反應(yīng)的進行,水中溶解的單體丁二烯、苯乙烯不斷擴散進膠束(而油滴中的單體會相應(yīng)溶解微量進入水中補充、油滴逐漸變?。?,膠束不斷長大,成為被單體溶漲的丁苯橡膠粒子SAA消耗、膠束變少同時,丁苯橡膠粒子表面上會吸附乳化劑分子,且數(shù)量越來越多,以致使得水相中原有膠束的濃度不斷降低,最終,不含單體的膠束消失聚合反應(yīng)中止當(dāng)同一聚合物——單體粒子中有第二個游離基進入時,就可能使生長的鏈終止而結(jié)束聚合反應(yīng)95表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第95頁!二、在機械加工及防銹中的應(yīng)用三、乳化作用在化妝復(fù)配品中的應(yīng)用四、乳化劑在原油開采中的應(yīng)用五、乳化劑在注射乳劑中的應(yīng)用96表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第96頁!③在固體粒子表面上親液基團朝向液相的表面活性劑定向吸附層的形成④長鏈表面活性劑和聚合物大分子在粒子表面吸附形成厚吸附層起到空間穩(wěn)定作用。⑤表面活性劑在固體表面結(jié)構(gòu)缺陷上的吸附不僅可降低界面能,而且能在表面上形成機械屏障,有利于固體研磨分散。97表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第97頁!1.色散力、誘導(dǎo)力和取向力既沒有_性也沒有____性。2.偶極矩愈大,分子的極性_________。3.增溶作用和乳化作用相似,但又有所不同:乳化作用形成的乳狀液,從化學(xué)熱力學(xué)觀點看是一個_,時間長了終究要_的。但增溶作用不同,產(chǎn)生的膠體溶液是一個更加穩(wěn)定的____。增溶是一個____的平衡過程,無論用什么方法,達到平衡后的增溶作用同時存在。98表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第98頁!3.2.5洗滌作用一、洗滌作用簡介(1)污垢的種類①油性污垢(油污)油性污垢大多是油溶性的液體或半固體,其中包括動植物油脂、脂肪酸、脂肪醇、膽固醇和礦物油及其氧化物等。②固體污垢固體污垢包括煤煙、灰塵、泥土、沙、水泥、皮屑、石灰和鐵銹等。液體污垢和固體污垢在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上存在較大差異,去除機理也不同。99表面活性劑的性能與應(yīng)用原理共110頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第99頁!③靜電力粘附在有些特殊條件下污垢也可通過靜電引力而粘附。④化學(xué)結(jié)合力污垢通過化學(xué)吸附產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合力與固體表面的粘附。例如,纖維素和蛋白質(zhì)纖維的表面在堿性溶液中帶有負電(靜電),而炭黑、氧化鐵等固體污垢粒子在此條件下帶有正電,它們可以通過靜電引力產(chǎn)生粘附。另外,水中含有的鈣、鎂、鐵、鋁等多價金屬離子在帶負電的纖維和帶負電的污垢粒子之間,可以形成多價陽離子橋,從而使帶負電的表面粘附上帶負電的污垢。靜電結(jié)合力比機械結(jié)合力強,因此污垢去除較困難。極性固體污垢(如粘土)、脂肪酸、蛋白質(zhì)等與纖維素的羥基之間通過形成氫鍵或離子鍵的化學(xué)結(jié)合力而粘附在纖維上,這類污垢用通常的洗滌方法很難去除,需要采取特殊的化學(xué)處理,使之分解、去除。

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