【大學(xué)課件】表面活性劑

冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了洗滌劑我們的生活才能如此美好。若沒有表面活性劑，這兩樣?xùn)|西都不會(huì)有，這真是太可悲了。但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會(huì)有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因?yàn)闆]有表面活性劑，人也沒有了。

——英國(guó)著名界面化學(xué)家Ckint第2章表面活性劑ppt課件1冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了洗滌劑我們的生活才能如2.1.1什么是表面活性劑

溶質(zhì)的濃度對(duì)溶劑表面張力的影響有三種：1）物質(zhì)的加入會(huì)使溶劑表面張力略微升高，屬于此類物質(zhì)的強(qiáng)電解質(zhì)有無機(jī)鹽、酸、堿等；2）物質(zhì)的加入會(huì)使溶劑的表面張力逐漸下降，如低碳醇、羧酸等有機(jī)化合物；3）物質(zhì)少量加入就會(huì)使溶劑表面張力急劇下降，但降到一定程度后，就變得很慢或幾乎不下降。2.1表面活性劑概述ppt課件22.1.1什么是表面活性劑2.1表面活性劑概述pp像第三類物質(zhì)那樣，加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)稱為表面活性劑。第二類物質(zhì)和第三類物質(zhì)的區(qū)別？在于能否形成膠束。這是表面活性劑用作乳化劑、起泡劑、潤(rùn)濕劑等的原因。

2.1表面活性劑概述ppt課件3像第三類物質(zhì)那樣，加入很少量就能大大降低溶劑的表面張力，使表表面活性劑一詞來自英文Surfactant。它實(shí)際上是短語Surface（表面）

Active（活性）

Agent（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，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。兩個(gè)特性：1.在各種界面上的定向吸附；2.溶液內(nèi)部形成膠束，從而具有一系列應(yīng)用功能。2.1表面活性劑概述ppt課件4表面活性劑一詞來自英文Surfactant。表面活性劑是這樣2.1.2表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑分子有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)所組成，一種是非極性的親油基團(tuán)，另一種是極性的親水基團(tuán)。2.1表面活性劑概述ppt課件52.1.2表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑分子有兩種不ppt課件6ppt課件6不同碳鏈長(zhǎng)度的脂肪酸鈉

對(duì)石蠟-水界面張力的影響（30℃）2.1表面活性劑概述ppt課件7不同碳鏈長(zhǎng)度的脂肪酸鈉

對(duì)石蠟-水界面張力的影響（30℃）21）7碳原子以下，降低表面張力不明顯2）8~20個(gè)碳原子時(shí)，脂肪酸鈉鹽呈現(xiàn)明顯的表面活性。當(dāng)親油基為直鏈或支鏈烷烴，8~20個(gè)碳原子時(shí)為合適；當(dāng)親油基為烷基酚或苯基，8~16個(gè)碳原子時(shí)為宜；若親油基為烷基萘基，則烷基數(shù)為2個(gè)，每個(gè)烷基碳原子在3個(gè)以上。2.1表面活性劑概述ppt課件81）7碳原子以下，降低表面張力不明顯2.1表面活性劑概世界表面活性劑工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r品種6000多種，商品牌號(hào)上萬種；年產(chǎn)量接近1500萬噸；年增長(zhǎng)率3%左右；品種上，以陰離子表面活性劑為主，其次是非離子表面活性劑，陽離子和兩性表面活性劑的消費(fèi)量最少；發(fā)達(dá)國(guó)家表面活性劑品種向?qū)Ｓ眯?、功能性高度發(fā)展2.1表面活性劑概述ppt課件9世界表面活性劑工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r品種6000多種，商品牌號(hào)上萬種我國(guó)表面活性劑工業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展始于20世紀(jì)50年代末60年代初；品種2000多種，品種少，產(chǎn)量低；人均消費(fèi)水平低；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，高檔次表面活性劑品種匱乏；工業(yè)表面活性劑占總量比例較低；2.1表面活性劑概述ppt課件10我國(guó)表面活性劑工業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展始于20世紀(jì)50年代末60年代初2.2表面活性劑的分類1.按親水基類型：根據(jù)表面活性劑溶于水中能否解離,解離成何種離子進(jìn)行分類。(a)表面活性劑溶于水能電離生成離子的，為離子型表面活性劑（陰離子、陽離子和兩性表面活性劑）。(b)不能電離的叫非離子型表面活性劑。2.按分子量大小：（a）低分子量表面活性劑：1000以下；（b）中高分子量表面活性劑：1000以上；（C）高分子表面活性劑：10000以上。ppt課件112.2表面活性劑的分類1.按親水基類型：根據(jù)表面活性2.2表面活性劑的分類3.按工業(yè)用途分類：

滲透劑、潤(rùn)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、平滑劑、抗靜電劑、防銹劑等。ppt課件122.2表面活性劑的分類3.按工業(yè)用途分類：ppt課件（1）羧酸鹽類通式RCOOˉM+,R為長(zhǎng)烴鏈，M＋為金屬離子。俗稱肥皂，以油脂與堿皂化制造。2.3陰離子表面活性劑ppt課件13（1）羧酸鹽類2.3陰離子表面活性劑ppt課件13（2）硫酸酯鹽類

通式為R-OSO3M，以高級(jí)脂肪醇與硫酸酯化劑酯化制備。典型代表十二烷基硫酸酯鈉鹽，良好的乳化、發(fā)泡性能。但是因?yàn)镃與O相連，耐熱性差，在酸性介質(zhì)中水解，2.3陰離子表面活性劑ppt課件14（2）硫酸酯鹽類典型代表十二烷基硫酸酯鈉鹽，良好的乳化、發(fā)泡（3）磺酸鹽一般以R－SO3Na表示，C與S相連，在酸性介質(zhì)中不水解，耐熱性好。

烷基苯磺酸鈉

烷基萘磺酸鈉：十二烷基苯磺酸鈉，洗衣粉的主要原料

2.3陰離子表面活性劑ppt課件15（3）磺酸鹽十二烷基苯磺酸鈉，洗衣粉的主要原料2.34）磷酸酯鹽類

一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na單酯鹽雙酯鹽性質(zhì)與硫酸酯鹽相近，抗電解質(zhì)、硬化能力較強(qiáng)，洗凈能力好，為低泡性表面活性劑?？勺鳛閮粝磩?、潤(rùn)濕劑、乳化劑、抗靜電劑和抗蝕劑。缺點(diǎn)：污染環(huán)境、影響水質(zhì)2.3陰離子表面活性劑ppt課件164）磷酸酯鹽類單酯鹽雙酯鹽性質(zhì)與硫酸酯鹽相近，抗電解質(zhì)、硬化分為兩類：（1）胺鹽類表面活性劑，可由高級(jí)胺(C12-18，伯、仲、叔）用鹽酸或醋酸處理而得：2.4陽離子表面活性劑ppt課件17分為兩類：2.4陽離子表面活性劑ppt課件17或由高級(jí)胺用與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制備：2.4陽離子表面活性劑ppt課件18或由高級(jí)胺用與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制備：2.4陽離子表面活性劑(2)季銨鹽類由叔胺與烷基化劑銨化制得:烷基三甲基季銨鹽:加熱加壓2.4陽離子表面活性劑ppt課件19(2)季銨鹽類由叔胺與烷基化劑銨化制得:加熱加壓2.4烷基二甲基芐基氯化銨:2.4陽離子表面活性劑ppt課件20烷基二甲基芐基氯化銨:2.4陽離子表面活性劑ppt課件陽離子表面活性劑的特點(diǎn)(1)殺菌作用(2)易吸附在固體表面（用于礦物浮選、織物柔順劑、抗靜電劑等）2.4陽離子表面活性劑ppt課件21陽離子表面活性劑的特點(diǎn)2.4陽離子表面活性劑ppt課件Antimicrobialmechanism

A.Kawabata,etal.CarbohydratePolymers67(2007),375-389

(1)Bacterialmembraneisstabilizedbysodiumandpotassiumionsandphospholipids;(2)Cationicpolymerreplacemetalionsandbindstoacidicphospholipids;(3)Cationicpolymerinducesaphospholipidsphaseseparation;(4)Destabilizedzonesaggregateandleadingtoadamageofmembrane.Theleakageofinnercomponentsfinallyleadstothedeathofthecells.ppt課件22Antimicrobialmechanism

A.Ka

AFMimagesofE.coli(ATCC11229)UntreatedE.coliE.colitreated2.4陽離子表面活性劑ppt課件23AFMimagesofE.coli兩性表面活性劑分子中同時(shí)具有可電離的陽離子和陰離子。陽離子部分都是由銨鹽或季胺鹽做親水基，而陰離子部分可以是羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽等。其中陰離子為羧基、陽離子為胺鹽的叫氨基酸型兩性表面活性劑，通式為:

RNHCH2CH2COOM例如十二烷基氨基丙酸鈉鹽

C12H25NHCH2CH2COONa2.5兩性表面活性劑ppt課件24兩性表面活性劑分子中同時(shí)具有可電離的陽離子和陰離子。2.5由季胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫甜菜堿型兩性表面活性劑。通式：其中R=C12~C182.5兩性表面活性劑ppt課件25由季胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫甜菜堿型兩性表面活性劑。通式：2.兩性表面活性劑在水中電離時(shí)，因同時(shí)存在兩種電荷，因此有一個(gè)等電點(diǎn)pI；溶液的pH值低于pI

時(shí)，是陽荷性，具有陽離子表面活性劑作用；當(dāng)pH

高于pI

時(shí)，呈負(fù)電性，具有陰離子表面活性劑的作用。在等電點(diǎn)附近時(shí)則呈非離子型表面活性劑性質(zhì)。2.5兩性表面活性劑C12H25NHCH2CH2COONappt課件26兩性表面活性劑在水中電離時(shí)，因同時(shí)存在兩種電荷，因此有一個(gè)等兩性表面活性劑特點(diǎn)：水溶性好，發(fā)泡能力強(qiáng)，去污力強(qiáng)；毒性低，對(duì)皮膚刺激性小，有良好的生物降解性和抗微生物能力，優(yōu)良的抗靜電性和柔軟平滑性，與其它表面活性劑相容性好。但是價(jià)格較貴。2.5兩性表面活性劑ppt課件27兩性表面活性劑特點(diǎn)：水溶性好，發(fā)泡能力強(qiáng)，去污力強(qiáng)；毒性低，親水基為羥基－OH和醚鍵－O－由于親水性較弱，必須由幾個(gè)羥基或醚鍵才能發(fā)揮親水作用，與只有一個(gè)親水基團(tuán)的陰離子或陽離子表面活性劑不同。特點(diǎn)：溶液中不呈離子態(tài)，所以穩(wěn)定性高，不受強(qiáng)電解質(zhì)和酸堿的影響，與其它類型的表面活性劑相容性好，也不易在固體表面富集。2.6非離子表面活性劑ppt課件28親水基為羥基－OH和醚鍵－O－2.6非離子表面活性劑p非離子型表面活性劑按親水基分類，有聚乙二醇型和多元醇型，兩者性能和用途有較大差異。（1）聚乙二醇型非離子表面活性劑

1）高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷加成物

所用脂肪醇有：月桂醇、十六醇、油醇、鯨蠟醇等2.6非離子表面活性劑ppt課件29非離子型表面活性劑按親水基分類，有聚乙二醇型和多元醇型，兩者2）烷基酚和環(huán)氧乙烷的加成物所用烷基酚有：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等3）脂肪酸與環(huán)氧乙烷的加成物

所用脂肪酸有：硬脂酸、月桂酸、油酸等2.6非離子表面活性劑ppt課件302）烷基酚和環(huán)氧乙烷的加成物所用脂肪酸有：硬脂酸、月桂酸、油4）高級(jí)脂肪胺和脂肪酰胺的環(huán)氧乙烷加成物

2.6非離子表面活性劑ppt課件314）高級(jí)脂肪胺和脂肪酰胺的環(huán)氧乙烷加成物2.6非離子表5）聚丙二醇的環(huán)氧乙烷加成物

親水基 憎水基 親水基聚醚型非離子表面活性劑分子量可達(dá)幾千，可作為低泡洗滌劑、乳化分散劑、消泡劑等甲基空間阻礙，不易形成氫鍵2.6非離子表面活性劑ppt課件32聚醚型非離子表面活性劑甲基空間阻礙，不易形成氫鍵2.6聚乙二醇的醚鍵為何具有親水性？2.6非離子表面活性劑ppt課件33聚乙二醇的醚鍵為何具有親水性？2.6非離子表面活性劑p（2）多元醇型非離子型表面活性劑

主要親水基是多元醇類、氨基醇類、糖類等.2.6非離子表面活性劑ppt課件34（2）多元醇型非離子型表面活性劑2.6非離子表面活性劑

山梨醇失水山梨醇2.6非離子表面活性劑ppt課件35山梨醇失水山梨醇與不同高級(jí)脂肪酸酯化得到的表面活性劑叫“司盤”(SPAN).

由于自身不溶于水，需與其它水溶性表面活性劑復(fù)合使用。斯盤與環(huán)氧乙烷加成的產(chǎn)物叫“吐溫”（TWEEN）。吐溫-20，40，60，80…，兩種著名的非離子表面活性劑吐溫-60為硬脂酸酯；吐溫-80為油酸酯；吐溫-20為月桂酸酯2.6非離子表面活性劑ppt課件36失水山梨醇與不同高級(jí)脂肪酸酯化得到的表面活性劑叫“司盤”(S高分子表面活性劑含氟、硅表面活性劑冠醚類大環(huán)化合物雙子（Gemini）表面活性劑

2.7其它表面活性劑ppt課件37高分子表面活性劑2.7其它表面活性劑ppt課件37高分子表面活性劑：

通常指分子量在10000以上的表面活性劑。可分為天然的、天然物質(zhì)改性的和合成的三類。天然及改性的，如淀粉、羥甲基淀粉、羥乙基淀粉、丙烯睛接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、羥甲基纖維素等等。合成高分子表面活性劑：陰離子型、陽離子型、非離子型和兩親型。2.7其它表面活性劑ppt課件38高分子表面活性劑：2.7其它表面活性劑ppt課件38非離子型：如環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷聚合的聚醚型表面活性劑，聚氧乙烯烷基酚醚甲醛縮合物2.7其它表面活性劑ppt課件39非離子型：如環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷聚合的聚醚型表面活性劑，聚氧乙陰離子型高分子表面活性劑苯乙烯-馬來酸酐的共聚物，將酸酐基團(tuán)部分酯化和堿中和后，得到陰離子型的高分子表面活性劑；苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物，將羧基部分酯化、部分中和后，也得到相應(yīng)的陰離子型高分子表面活性劑。2.7其它表面活性劑ppt課件40陰離子型高分子表面活性劑苯乙烯-馬來酸酐的共聚物，將酸酐基團(tuán)陽離子型高分子表面活性劑將聚4-乙烯基吡啶用C12H25Br季銨化，就得到陽離子型高分子表面活性劑。2.7其它表面活性劑ppt課件41陽離子型高分子表面活性劑將聚4-乙烯基吡啶用C12H25Br兩親型高分子表面活性劑2.7其它表面活性劑ppt課件42兩親型高分子表面活性劑2.7其它表面活性劑ppt課件4高分子表面活性劑一般不具備低分子表面活性劑在水溶液中形成膠束的性質(zhì)。這可能是由于高分子表面活性劑分子大，鏈較長(zhǎng)，分子內(nèi)或分子間的纏繞使其很難按一定的順序整齊排列。2.7其它表面活性劑ppt課件43高分子表面活性劑一般不具備低分子表面活性劑在水溶液中形成膠束分散性和絮凝性

由于高分子表面活性劑在各種表面、界面上有很好的吸附作用，因而分散性、凝聚性和增溶性均較好。除了被稱為聚合物表面活性劑或表面活性劑外，當(dāng)作分散穩(wěn)定劑時(shí)，這些兩親性聚合物還被稱為乳化劑、洗滌劑或分散劑；當(dāng)用于控制膠乳變性時(shí)，被稱為增稠劑；當(dāng)用于不相容聚合物的混合時(shí)，它們被稱為增容劑。

2.7其它表面活性劑ppt課件44分散性和絮凝性2.7其它表面活性劑ppt課件44增稠性①利用其水溶液本身的高黏度，提高別的水性體系的黏度；②水溶性聚合物可和水中其他物質(zhì)如小分子填料、高分子助劑等發(fā)生作用，形成化學(xué)或物理結(jié)合體，導(dǎo)致黏度的增加。后一種作用往往具有更強(qiáng)的增稠效果。一般作為增稠劑使用的高分子應(yīng)有較高的相對(duì)分子質(zhì)量，如聚氧乙烯作為增稠劑時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)在250萬左右。常用的增稠劑有酪素、明膠、羥甲基纖維素、聚氧乙烯、硬脂酸聚乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪胺聚氧乙烯、陽離子淀粉等。

2.7其它表面活性劑ppt課件45增稠性2.7其它表面活性劑ppt課件45（2）含氟表面活性劑：將碳?xì)浔砻婊钚詣┓肿渔溨械臍湓硬糠只蛉坑梅尤〈?，就成為碳氟表面活性劑。碳氟表面活性劑的特性：“三高”、“兩憎”即高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性；既憎水又憎油。最低表面張力可達(dá)到20mN/m以下，甚至到15mN/m左右。其水溶液可在烴油表面鋪展。碳氟表面活性劑有很高的耐熱性，如固態(tài)的全氟烷基磺酸鉀，加熱到420℃以上才開始分解，因而可在300℃以上的溫度下使用?？傻挚箯?qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的作用，而且在這種溶液中仍能保持良好的表面活性。2.7其它表面活性劑ppt課件46（2）含氟表面活性劑：將碳?xì)浔砻婊钚詣┓肿渔溨械臍湓硬糠只颍?）含硅表面活性劑：疏水基為全甲基化的Si-O-Si、Si-C-Si或Si-Si主干的一類特種表面活性劑。特性：（1）很高的表面活性；（2）在水溶液和非水溶液中都有表面活性；（3）對(duì)低能表面有優(yōu)異的潤(rùn)濕能力；（4）具有優(yōu)異的消泡能力；（5）很高的熱穩(wěn)定性；（6）無毒，不會(huì)刺激皮膚；（7）屬于高分子表面活性劑2.7其它表面活性劑ppt課件47（3）含硅表面活性劑：疏水基為全甲基化的Si-O-Si、Si3.冠醚類大環(huán)化合物非離子型與金屬離子形成配合物，陽離子型2.7其它表面活性劑ppt課件483.冠醚類大環(huán)化合物非離子型與金屬離子形成配合物，陽離子型2相轉(zhuǎn)移催化水相界面有機(jī)相陽離子冠醚的金屬絡(luò)合物Q+X-的負(fù)電荷部分X-，在水溶液中和其他陰離子Y-交換后，溶于含有反應(yīng)試劑的RX有機(jī)相中，與RX反應(yīng)生成RY，本身復(fù)原為Q+X-，同時(shí)再進(jìn)入水相。反復(fù)循環(huán)，起到催化作用。2.7其它表面活性劑ppt課件49相轉(zhuǎn)移催化水相界面有機(jī)相陽離子冠醚的金屬絡(luò)合物Q+X-的負(fù)電2.7其它表面活性劑環(huán)糊精（α,β,γ)杯芳烴可由苯酚類衍生物與甲醛縮合而得ppt課件502.7其它表面活性劑環(huán)糊精杯芳烴ppt課件50AC[8]的藥物釋放實(shí)驗(yàn)11/45VariationofparticlesizewithpHforamphotericcalix[8]areneaqueoussolution

ppt課件51AC[8]的藥物釋放實(shí)驗(yàn)11/45VariationofAC[8]的藥物釋放實(shí)驗(yàn)ModelofpH-triggereddrugloadingandreleasingprocedure11/45ppt課件52AC[8]的藥物釋放實(shí)驗(yàn)ModelofpH-trigge雙子表面活性劑（Gemini）兩個(gè)或兩個(gè)以上相同或幾乎相同的兩親分子，在其頭基或靠近頭基處由連接基團(tuán)通過化學(xué)鍵連接在一起構(gòu)成。兩種類型：（1）連接基團(tuán)直接連接在兩個(gè)親水基上；（2）連接基團(tuán)在非常靠近親水基的地方連接兩條疏水基。2.7其它表面活性劑頭靠頭肩并肩ppt課件53雙子表面活性劑（Gemini）兩個(gè)或兩個(gè)以上相同或幾乎相同的ppt課件54ppt課件54ppt課件55ppt課件55ppt課件56ppt課件56ppt課件57ppt課件57ppt課件58ppt課件58ppt課件59ppt課件59ppt課件60ppt課件60ppt課件61ppt課件61ppt課件62ppt課件62ppt課件63ppt課件63ppt課件64ppt課件64ppt課件65ppt課件65ppt課件66ppt課件66ppt課件67ppt課件67表面活性劑的溶解度Krafft溫度

離子型表面活性劑的溶解度隨溫度變化的特點(diǎn)是在足夠低的溫度下，溶解度隨溫度升高而慢慢增大，當(dāng)溫度達(dá)到某一定值后，溶解度會(huì)突然增大。

稱為Krafft現(xiàn)象。溶解度開始突然增大的溫度叫Krafft溫度,也叫K.P點(diǎn).離子型表面活性劑的溶解度曲線及K.P點(diǎn)2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件68表面活性劑的溶解度Krafft溫度離子型表面活性劑的溶解在同系物中，烴鏈越長(zhǎng)，K.P點(diǎn)越高，CMC值越小。圖5-11烷基硫酸鈉烴鏈長(zhǎng)度與K.P點(diǎn)之間的關(guān)系2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件69在同系物中，烴鏈越長(zhǎng)，K.P點(diǎn)越高，CMC值越小。圖5-11

陽離子型表面活性劑溶解度與溫度關(guān)系，1，2，3分別為:14-烷基三甲基溴化銨，16-烷基三甲基溴化銨，18-烷基三甲基溴化銨2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件70陽離子型表面活性劑溶解度與溫度關(guān)系，2.8表面活性劑的表

濁點(diǎn)非離子型表面活性劑溶液的溶解度隨溫度升高而下降，當(dāng)溫度升到一定值時(shí)，溶液突然變成混濁，此時(shí)的溫度成為濁點(diǎn)，即C.P值。當(dāng)溫度上升時(shí)，氫鍵被削弱，升到一定溫度，氫鍵斷裂，表面活性劑從溶液中析出，使溶液突然變濁。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件71濁點(diǎn)非離子型表面活性劑溶液的溶解度隨溫度升高而下圖5-13聚氧乙烯型非離子表面活性劑對(duì)具有相同極性劑的同系物，烴鏈較短者具有較高的濁點(diǎn)；如果烴鏈長(zhǎng)度相同，則濁點(diǎn)隨氧乙烯基團(tuán)數(shù)n的增高而升高。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件72圖5-13聚氧乙烯型非離子表面活性劑對(duì)具有相同極性劑的同系化學(xué)穩(wěn)定性在所有的表面活性劑中，凡含有酯基的，在強(qiáng)酸及強(qiáng)堿中都易發(fā)生水解，最不穩(wěn)定；以醚鍵結(jié)合的，最為穩(wěn)定。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件73化學(xué)穩(wěn)定性在所有的表面活性劑中，凡含有酯基的，在強(qiáng)酸及強(qiáng)堿中酸堿穩(wěn)定性陰離子表面活性劑強(qiáng)酸中不穩(wěn)定，堿性溶液中穩(wěn)定陽離子表面活性劑胺鹽類在堿中不穩(wěn)定，但較耐酸；而季銨鹽在酸堿中均較穩(wěn)定兩性表面活性劑隨pH值不同穩(wěn)定性不同；在等電點(diǎn)的pH時(shí),容易生成內(nèi)鹽而沉淀析出非離子表面活性劑較穩(wěn)定酸堿穩(wěn)定性2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件74酸堿穩(wěn)定性陰離子表面活性劑強(qiáng)酸中不穩(wěn)定，堿性溶液中穩(wěn)定陽離子

電解質(zhì)穩(wěn)定性離子型表面活性劑比較容易從無機(jī)鹽中鹽析而沉淀出來。特別是多價(jià)金屬離子對(duì)陰離子型表面活性劑影響更大，易作用形成不溶或難溶的鹽。如Ca2+，Mg2+，Al3+等與羧酸鹽類表面活性劑結(jié)合形成不溶于水的金屬皂。非離子型表面活性劑較穩(wěn)定電解質(zhì)穩(wěn)定性2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件75電解質(zhì)穩(wěn)定性離子型比較容易從無機(jī)鹽中鹽析而表面活性劑的安全性和溫和性2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件76表面活性劑的安全性和溫和性2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50（mg/Kg)6只大鼠吸入4小時(shí)，死亡2-4只的濃度（ppm）兔經(jīng)皮LD50（mg/Kg）對(duì)人可能致死的估計(jì)量g/Kg總量（g/60Kg）劇毒<1<10<5<0.050.1高毒1~10~5~0.05~3中等毒50~100~44~0.5~30低毒500~1000~350~5~250實(shí)際無毒5000~10000~2180~>15>1000外源化合物急性毒性分級(jí)（WHO）1.毒性：口服毒性：急性、亞急性、慢性。急性毒性大小，一般以半致死量，LD50表示，即指使一群受試動(dòng)物中毒死一半所需的最低劑量（mg/Kg）。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件77毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50（mg/Kg)6只大鼠吸入4小時(shí)，死表面活性劑對(duì)黑鼠的經(jīng)口服急性毒性LD50陽離子表面活性劑有較高毒性，陰離子型居中，非離子型和兩性表面活性劑毒性普遍較低，相對(duì)比較安全。對(duì)照例：乙醇的LD50為6.67g/Kg。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件78表面活性劑對(duì)黑鼠的經(jīng)口服急性毒性LD50陽離子表面活性劑有較2.溶血性

藥物注射液或營(yíng)養(yǎng)注射液常用非離子表面活性劑作為增溶劑、乳化劑或懸浮劑，對(duì)于一次注射量較大的場(chǎng)合，特別是靜脈注射時(shí)，表面活性劑的溶血性必須引起足夠的重視。陰離子型表面活性劑的溶血性最大，一般不在注射液中使用；陽離子表面活性劑的溶血性次之；非離子表面活性劑的溶血性最小。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件792.溶血性藥物注射液或營(yíng)養(yǎng)注射液常用非離子（1）表面活性劑類型對(duì)皮膚刺激性：陽離子表面活性劑>陰離子表面活性劑，兩性表面活性劑>非離子表面活性劑（2）分子量

小分子表面活性劑容易經(jīng)皮膚滲透，對(duì)皮膚刺激性大；大分子表面活性劑不易發(fā)生皮膚滲透，且由于分子的纏結(jié)等影響，使極性基團(tuán)和疏水支鏈難以與皮膚和毛發(fā)直接、強(qiáng)烈作用，因而比較溫和。所以，化妝品、個(gè)人衛(wèi)生用品所用的表面活性劑有向大分子方向發(fā)展的趨勢(shì)，或者是對(duì)天然高分子進(jìn)行改性。3.表面活性劑的溫和性（刺激性）2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件80（1）表面活性劑類型3.表面活性劑的溫和性（刺激性）2.8（3）疏水基鏈長(zhǎng)疏水基鏈越長(zhǎng)，分支化程度越小，表活性劑對(duì)人體越溫和。（4）分子內(nèi)引入聚乙二醇（PEG）基團(tuán)

PEG型非離子表面活性劑無論在對(duì)皮膚粘膜或眼粘膜的刺激性方面，都表現(xiàn)得比陰、陽離子型表面活性劑的低。增大分子中的PEG長(zhǎng)度，刺激性會(huì)進(jìn)一步降低，即使是在離子型表面活性劑中引入PEG鏈，形成摻合型表面活性劑，也會(huì)增大分子的溫和性。如十二烷基硫酸鈉（SDS）中引入PEG形成脂肪醇醚硫酸鹽（AES），就有很好的效果。分子中引入甘油或多元醇也會(huì)增加表面活性劑的溫和性。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件81（3）疏水基鏈長(zhǎng)2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課4.生物降解性1）.陰離子表面活性劑

（1）硫酸鹽類：可被普通的硫酸酯酶水解成硫酸鹽和相應(yīng)的脂肪醇，并進(jìn)一步氧化成水和二氧化碳。（2）烷基磺酸鈉：生物降解容易程度：含直鏈的>含支鏈的>端基為三甲基取代的；直鏈烷基苯磺酸鈉中：烷基C6-C12的降解速度>C12的。苯基在末端的伯碳烷基苯磺酸鈉，對(duì)位異構(gòu)體降解速度>鄰位異構(gòu)體。

因此，商品烷基苯磺酸鈉洗滌劑以對(duì)十二烷基苯磺酸鈉為主。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件824.生物降解性1）.陰離子表面活性劑2.8表面活性劑的

烷基苯磺酸鈉的生物降解2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件83烷基苯磺酸鈉的生物降解2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能2).非離子型表面活性劑其生物降解包括碳?xì)滏満途郗h(huán)氧乙烷鏈兩部分。碳?xì)滏湶糠郑褐ф湹谋戎辨湹睦щy，所帶支鏈越多，越不容易降解；聚環(huán)氧乙烷鏈越長(zhǎng)，降解越困難；含芳基的生物降解性比僅有脂肪基的降解困難；2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能4.生物降解性ppt課件842).非離子型表面活性劑其生物降解包括碳?xì)滏満途郗h(huán)氧乙烷鏈圖非離子表面活性劑的生物降解2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件85圖非離子表面活性劑的生物降解2.8表面活性劑的表面物理化3).陽離子表面活性劑：一般都有比較好的生物降解性。4).兩性表面活性劑：是生物降解性最好的。

對(duì)于天然產(chǎn)物，不僅沒有毒性，而且還是一種營(yíng)養(yǎng)劑，比如卵磷脂。即使是合成的兩性表面活性劑，其生物降解性也很好。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能4.生物降解性ppt課件863).陽離子表面活性劑：一般都有比較好的生物降解性。4).5.親疏平衡值親水-疏水平衡值HLB（Hydrophile-LipophileBalance)的概念。

HLB的大小表示表面活性劑親水親油性的相對(duì)大小，HLB值越大，表示該表面活性劑的親水性越強(qiáng)，HLB越低，則親油性或疏水性越強(qiáng)。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件875.親疏平衡值2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課石蠟HLB＝0，油酸鉀HLB＝20十二烷基硫酸酯鈉HLB＝40以之為標(biāo)準(zhǔn)：陰離子表面活性劑HLB在1~40之間，非離子表面活性劑的HLB在1~20之間。定義：2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件88石蠟HLB＝0，油酸鉀HLB＝20定義：2.8HLB值范圍與其在水中分散性能

HLB值范圍在水中分散情況

1~4不分散

3~6分散能力不好

6~8乳狀分散液(劇烈振蕩后)8~10乳狀分散液,穩(wěn)定

10~13半透明到透明液體

>13透明液體2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件89HLB值范圍與其在水中分散性能HLB值范圍HLB值范圍及其適當(dāng)用途HLB值范圍應(yīng)用HLB范圍應(yīng)用

1～3消泡劑8～18O/W型乳化劑

3~6W/O型乳化劑

13~15洗滌劑

7~9潤(rùn)濕劑15~18增溶劑2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件90HLB值范圍及其適當(dāng)用途2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件91ppt課件91HLB值的確定（1）非離子型HLB值的計(jì)算對(duì)聚乙二醇和多元醇非離子型表面活性劑:2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件92HLB值的確定（1）非離子型HLB值的計(jì)算2.8表面活性例1：求的HLB值

解：親水基分子量：（CH2CH2O)9=396表面活性劑分子量=616HLB=396/616*100/5=12.862.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件93例1：求對(duì)多元醇型脂肪酸酯非離子型表面活性劑:

HLB=20(1-S/A)S為酯的皂化值,A為脂肪酸的酸值.酸值:中和1克樣品所消耗的KOH的毫克數(shù).皂化值:皂化1克樣品所消耗的KOH的毫克數(shù).2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件94對(duì)多元醇型脂肪酸酯非離子型表面活性劑:2.8表面活性劑的表（2）其他類型表面活性劑HLB值的計(jì)算

親水基團(tuán)H親油基團(tuán)L

－OSO3Na38.7-CH-0.475

－SO3Na11.0－CH2－0.475

－COONa19.1CH3－0.475

－N（叔胺）9.4=CH-0.475

酯基(失水山梨醇環(huán))6.8-(C3H6O)-0.15

酯基(自由)2.4氧丙烯基－O－1.3-CF2－0.870－OH（失水山梨醇環(huán)）0.5CF3－0.870

－OH（自由）1.9苯環(huán)1.662

－(C2H4O)－0.33

－COOH2.12.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件95（2）其他類型表面活性劑HLB值的計(jì)算例：求甘油硬硬脂酸單酯的HLB值，已知其皂化值S＝161，酸值A(chǔ)＝198解1：HLB＝20（1－161/198）＝3.8解2：20C：0.475×20＝9.52-OH1.9×2＝3.81個(gè)-COO-2.4HLB=3.8+2.4+7-9.5=3.72.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件96例：求甘油硬硬脂酸單酯的HLB值，已知其皂化值S＝161，酸例：求太古油的HLB值

解：疏水基含17個(gè)碳，ΣL=17*0.475

親水基：-COOH+-OSO3Na,

ΣH=2.1+38.7

HLB=7+(38.7+2.1)-(17*0.475)=39.72.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件97例：求太古油的HLB值

解：疏水基含17個(gè)碳，ΣL=1HLB值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法

（1）分配系數(shù)法：將水和油（通常用辛烷）放在一起，再加入表面活性劑，當(dāng)其在油水兩相中達(dá)到溶解平衡時(shí)，分別測(cè)定它在兩相中的濃度：水相中Cw，油相中Co，然后計(jì)算HLB值。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件98HLB值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法（1）分配系數(shù)法：將水和油（通常用HLB值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法（2）溶度估測(cè)法常溫下將表面活性劑溶于水中，觀察其在水中的分散狀況可大致估計(jì)其HLB值。

HLB值范圍分散情況HLB值范圍分散情況1~4不分散8~10乳狀分散液,穩(wěn)定3~6分散能力不好10~13半透明到透明液體6~8乳狀分散液(劇烈振蕩后)>13透明液體HLB值范圍與其在水中分散性能2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件99HLB值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法（2）溶度估測(cè)法HLB值范圍分散情況H（3）混合表面活性劑HLB值得計(jì)算

mA、mB為混合表面活性劑種A,B組分的質(zhì)量，HLBA,HLBB為A,B組分各自的HLB值。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件100（3）混合表面活性劑HLB值得計(jì)算2.8表面活性劑的表面物相轉(zhuǎn)型溫度（PIT)HLB的三個(gè)缺點(diǎn)：（1）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（3）它沒有考慮到溫度及各相體積的影響2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件101相轉(zhuǎn)型溫度（PIT)HLB的三個(gè)缺點(diǎn)：2.8表面活性劑的表相轉(zhuǎn)型溫度

(PhaseInversionTemperature)非離子型表面活性劑乳狀液隨著溫度升高,從原來O/W型轉(zhuǎn)變?yōu)閃/O型的溫度,稱為相轉(zhuǎn)型溫度(PIT),也叫做親水-親油平衡溫度(HLB溫度).2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件102相轉(zhuǎn)型溫度

(PhaseInversionTemperaPIT的測(cè)定可用電導(dǎo)法.越容易溶解非離子表面活性劑的油，其PIT值越低;PIT隨油相性質(zhì)而改變，油相極性越小，PIT越高。PIT與HLB的關(guān)系近乎直線，可解釋HLB值大，其親水性強(qiáng),其PIT越高.2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件103PIT的測(cè)定可用電導(dǎo)法.2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能臨界膠束濃度CMC臨界膠束濃度（CMC)：使水的表面張力迅速下降至幾乎不變的表面活性劑的濃度。CMC2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件104臨界膠束濃度CMC臨界膠束濃度（CMC)：使水的表面張力迅表面活性劑達(dá)到形成單分子膜的最低濃度叫臨界膠束濃度（CMC）極稀溶液稀溶液臨界膠束濃度高于臨界膠束濃度ppt課件105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（CMC）

不僅表面張力,表面活性劑溶液的其他性能在CMC范圍均發(fā)生突變。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能臨界膠束濃度是表面活性劑的一個(gè)重要性質(zhì)。CMC越小，形成膠束所需要的濃度越低，也即表面活性劑可在較低濃度下發(fā)揮更大效能。ppt課件106不僅表面張力,表面活性劑溶液的其他性能在CMC范圍均發(fā)生影響CMC的因素:親油因素使CMC下降；親水因素使CMC增加離子型：10-4—10-2mol/L非離子型：10-4mol/L以下2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件107影響CMC的因素:親油因素使CMC下降；離子型：10-4—1（1）疏水基的影響在C8-C16范圍,表面活性劑疏水基烴鏈長(zhǎng)度增加會(huì)導(dǎo)致CMC下降。表面活性劑的烴鏈上如果有支鏈，則有分支的表面活性劑的CMC值比同碳原子數(shù)的直鏈化合物高得多。烴鏈中有C=C鍵時(shí),比同條件下的C-C的CMC大3-4倍;烴鏈中引入極性基,CMC增大.2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件108（1）疏水基的影響2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt烴鏈中碳原子數(shù)m與CMC的關(guān)系

logCMC=A-BmA,B是與溫度和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)對(duì)于離子型同系物，表面活性劑烴鏈每增加一個(gè)-CH2-，CMC下降一半；對(duì)非離子型表面活性劑，每增加兩個(gè)-CH2-，CMC下降至原值的十分之一。如果烴鏈上含一個(gè)苯環(huán)，苯環(huán)起到約三個(gè)半-CH2-的作用。當(dāng)烴鏈碳原子數(shù)超過16個(gè)，鏈長(zhǎng)對(duì)CMC的影響減小，鏈長(zhǎng)超過18個(gè)碳原子，CMC基本不隨碳鏈增加而變化。ppt課件109烴鏈中碳原子數(shù)m與CMC的關(guān)系

logCMC=A-（2）親水基的影響水溶液中，離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表面活性劑的CMC值高得多。極性基位置從末端移到中間,CMC增大;親水鍵增多,CMC增大;聚氧乙烯基數(shù)增多,CMC增大:

LogCMC=A’+nB’A,B是與溫度和疏水基團(tuán)有關(guān)的常數(shù)2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件110（2）親水基的影響水溶液中，離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表（3）溫度影響溫度升高，表面活性劑親水基的水合作用下降，CMC下降；另一方面，疏水碳鏈的凝聚力減弱，導(dǎo)致膠束不易形成，CMC上升。離子型，先下降后上升；非離子型，下降。溫度對(duì)十二烷基硫酸鈉（1）及C10H21(C2H4O3)H(2)的CMC影響2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件111（3）溫度影響溫度對(duì)十二烷基硫酸鈉（1）及C10H21(C2（4）其他影響因素在水溶液中添加電解質(zhì)會(huì)導(dǎo)致CMC下降。電解質(zhì)對(duì)離子型影響較大，兩性次之，對(duì)非離子型影響較小。電解質(zhì)使離子型表面活性劑CMC下降的原因，主要是反電荷離子作用。電解質(zhì)的正離子與陰離子表面活性劑的作用，電解質(zhì)的負(fù)離子與陽離子表面活性劑的作用，降低了表面活性劑離子間的相互排斥，因而使CMC值下降。2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件112（4）其他影響因素電解質(zhì)使離子型表面活性劑CMC下降的原因，脂肪醇對(duì)C11H23COOK水溶液CMC的影響少量有機(jī)物的加入會(huì)導(dǎo)致CMC很大的變化脂肪醇能降低CMC值是由于它參與膠束的形成，插入膠團(tuán)外層表面活性劑之間，從而減少它們之間的排斥力，使膠束易于形成。

2.8表面活性劑的表面物理化學(xué)性能ppt課件113脂肪醇對(duì)C11H23COOK水溶液CMC的影響少量有機(jī)物的加2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小膠束的結(jié)構(gòu)離子型表面活性劑膠束呈球形，內(nèi)核為近于液態(tài)的碳?xì)滏?，?nèi)核外部為與極性基團(tuán)相連或相鄰的CH2，周圍有滲入的水分子（已成為膠束的一部分），故與內(nèi)核的CH2不同；再外層由極性基團(tuán)組成，最外層是與極性基團(tuán)結(jié)合的反離子和結(jié)合水。在表面之外，還有由反離子組成的擴(kuò)散層。雙電層的存在，保證了膠束的穩(wěn)定型。ppt課件1142.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小膠束的結(jié)構(gòu)離子型表面活性劑膠水溶液中聚氧乙烯非離子型膠束結(jié)構(gòu)示意圖其內(nèi)核與離子型表面活性劑一樣，具有與液烴相似的性質(zhì)，其表面由聚氧乙烯和醚鍵氧原子相結(jié)合的水構(gòu)成，沒有雙電層結(jié)構(gòu)，其表面厚度往往超過內(nèi)核尺寸2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件115水溶液中聚氧乙烯非離子型膠束結(jié)構(gòu)示意圖其內(nèi)核與離子型表面活性膠束的形狀球狀2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件116膠束的形狀球狀2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件1172.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件1172.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件1182.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件118膠束的大小

n=Mn/M0

n

為膠束的平均聚集數(shù),Mn為膠束的表觀分子量，M0為表面活性劑的分子量.2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件119膠束的大小n=Mn/M0影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響（2）電解質(zhì)的影響（3）有機(jī)添加劑的影響（4）溫度的影響2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件120影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響2.9在水溶液中，表面活性劑與溶劑的不相似性越大，則形成膠束的聚集數(shù)也越大。在水溶液中，若表面活性劑的烴鏈增長(zhǎng)，膠團(tuán)的聚集數(shù)n增大。在水溶液中，若表面活性劑的親水鏈段鏈增長(zhǎng)，膠團(tuán)的聚集數(shù)n減小。例如，對(duì)聚氧乙烯型非離子表面活性劑，在相同烴鏈長(zhǎng)度下，聚氧乙烯鏈增長(zhǎng)，聚集數(shù)n減小。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件121在水溶液中，表面活性劑與溶劑的不相似性越大，則形成膠束的聚集25℃，烷基硫酸鈉的聚集數(shù)n

表面活性劑聚集數(shù)n表面活性劑聚集數(shù)nC6H13SO4Na17C11H23SO4Na52C7H15SO4Na22C12H25SO4Na64C8H17SO4Na27C14H27SO4Na80C9H19SO4Na33C16H33SO4Na100C10H21SO4Na412.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件12225℃，烷基硫酸鈉的聚集數(shù)n表面活性劑聚集影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響（2）電解質(zhì)的影響（3）有機(jī)添加劑的影響（4）溫度的影響2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件123影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響2.9加入電解質(zhì)到離子型表面活性劑溶液中會(huì)使膠團(tuán)的聚集數(shù)增加.電解質(zhì)對(duì)聚氧乙烯型非離子表面活性劑膠團(tuán)聚集數(shù)的影響無一定規(guī)律，有時(shí)增加聚集數(shù)，有時(shí)減少聚集數(shù)，但總的來說影響不大。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件124加入電解質(zhì)到離子型表面活性劑溶液中會(huì)使膠團(tuán)的聚集數(shù)增加.2影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響（2）電解質(zhì)的影響（3）有機(jī)添加劑的影響（4）溫度的影響2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件125影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響2.9有機(jī)添加劑的影響：有機(jī)物的加入能使表面活性劑水溶液膠束聚集數(shù)增加

有機(jī)添加劑對(duì)膠團(tuán)大小的影響

表面活性劑介質(zhì)聚集數(shù)C10H21O(C2H4O)8CH3水83C10H21O(C2H4O)8CH3水＋2.3%癸烷90C10H21O(C2H4O)8CH3水＋4.9%癸烷105C10H21O(C2H4O)8CH3水＋3.4%癸烷89C10H21O(C2H4O)8CH3水＋8.5%癸烷109C10H21O(C2H4O)8CH3水＋16.6%癸烷351溫度：30℃2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件126有機(jī)添加劑的影響：有機(jī)物的加入能使表面活性劑水溶液膠束聚集數(shù)影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響（2）電解質(zhì)的影響（3）有機(jī)添加劑的影響（4）溫度的影響2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件127影響膠束分子量的因素:（1）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的影響2.9離子型表面活性劑水溶液中，溫度升高會(huì)導(dǎo)致膠束聚集數(shù)降低，但影響不太大。非離子型表面活性劑，則溫度升高，聚集數(shù)急劇增大，尤其在濁點(diǎn)附近。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件128離子型表面活性劑水溶液中，溫度升高會(huì)導(dǎo)致膠束聚集數(shù)降低，但影

溫度對(duì)膠團(tuán)量及聚集數(shù)的影響

溫度/℃Mn×104

聚集數(shù)n101.632252.5552387.101444318.4372

注：C7H15COO(CH2CH2O)7.6CH3的分子量M0=492.42.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件129 溫度對(duì)膠團(tuán)量及聚集數(shù)的影響溫度/℃膠束的形狀：受表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)、濃度、溫度及添加劑等多種因素的影響R：幾何排列參數(shù)；V：表面活性劑分子疏水部分體積；lc：疏水基碳?xì)滏滈L(zhǎng)度，最大值不超過碳鏈伸展長(zhǎng)度；a0：親水基頭面積。分子結(jié)構(gòu)2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件130膠束的形狀：受表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)、濃度、溫度及添加劑等多種表面活性劑的幾何排列參數(shù)與膠束結(jié)構(gòu)變化R≤1/3：體系形成球狀膠束；1/3≤R≤1/2：形成不對(duì)稱膠束，如橢球、扁球直到棒狀；1/2≤R≤1：形成具有不同程度彎曲的雙分子層，如囊泡、層狀膠束；R>1：疏水基包裹親水基，形成微乳、反膠束等ppt課件131表面活性劑的幾何排列參數(shù)與膠束結(jié)構(gòu)變化R≤1/3：體系形成球膠束形狀隨表面活性劑濃度的變化情況濃度2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件132膠束形狀隨表面活性劑濃度的變化情況濃度2.9膠束的結(jié)構(gòu)、膠束形狀-性能-濃度的關(guān)系(1)表面活性劑的水溶性比較好，隨著濃度從CMC增長(zhǎng)到飽和，其溶液的物理化學(xué)性能(粘度、光的散射、光譜等)變化比較平緩。這表明，膠束結(jié)構(gòu)有一些改變，但不是實(shí)質(zhì)上的改變，膠束保持小的體積，同時(shí)也保持球形形狀。(2)表面活性劑的水溶性比較好，但隨著表面活性劑濃度增長(zhǎng)，某些性能發(fā)生了急劇變化。這表明自聚集結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變。(3)表面活性劑的溶解性比較低，較低濃度即發(fā)生相分離。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件133膠束形狀-性能-濃度的關(guān)系(1)表面活性劑的水溶性比較好，隨粘度是表面活性劑應(yīng)用中一重要性能，對(duì)于分子鏈相對(duì)較短的表面活性劑，如C8或C10，溶液粘度隨濃度升高變化平緩，近似于高濃度情況下以球形顆粒分散的預(yù)測(cè)值。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件134粘度是表面活性劑應(yīng)用中一重要性能，對(duì)于分子鏈相對(duì)較短的表面活通常，長(zhǎng)鏈表面活性劑，如C14或更長(zhǎng)碳鏈，在低或中等濃度的情況下強(qiáng)度隨濃度的變化有一個(gè)迅速的增加。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件135通常，長(zhǎng)鏈表面活性劑，如C14或更長(zhǎng)碳鏈，在低或中等濃度的情膠束增大到棒狀被認(rèn)為起因于兩種機(jī)理。一種是內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力促使形成大的其他幾何形狀的聚集體，這種情況下膠束在低濃度也可增大；另一種是膠束間斥力誘導(dǎo)膠束增大，因?yàn)槌饬Υ龠M(jìn)更好的膠束堆積方式，這只發(fā)生在濃度十分高的情況下。此時(shí)，膠束接近直接接觸。另一種解決膠束嚴(yán)重?fù)頂D現(xiàn)象的方法是膠束結(jié)構(gòu)過渡到有序的相結(jié)構(gòu)，可能是固體，但更多時(shí)候是液晶相結(jié)構(gòu)。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件136膠束增大到棒狀被認(rèn)為起因于兩種機(jī)理。一種是內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力促使形成層狀膠束層狀膠束在表面活性劑分子自組裝結(jié)構(gòu)的研究中處于重要地位：雙分子層處于正膠束與反膠束的中間地位；許多表面活性劑分子聚集結(jié)構(gòu)是以雙分子層為基元構(gòu)成的；表面活性劑有序組合體的一個(gè)重要意義就是在生命科學(xué)中的應(yīng)用。細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)是由兩親分子的雙分子層閉合或折疊而成的。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件137層狀膠束層狀膠束在表面活性劑分子自組裝結(jié)構(gòu)的研究中處于重要地形成雙分子層表面活性劑的幾何排列參數(shù)要求接近1結(jié)構(gòu)：通常出現(xiàn)在雙碳鏈的表面活性劑或小極性的非離子表面活性劑的水體系中。如：雙尾陰離子表面活性劑琥珀酸二-（2-乙基己基）酯磺酸鈉、陽離子表面活性劑二烷基二甲基季銨鹽、十二烷基聚氧乙烯醚等。R1和R2是C14-C20的飽和或不飽和脂肪酸鏈；X的不同構(gòu)成了不同的磷脂。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件138形成雙分子層表面活性劑的幾何排列參數(shù)要求接近1結(jié)構(gòu)：R1和R混合：（1）在表面活性劑溶液中加入長(zhǎng)鏈極性化合物，作為助表面活性劑。極性頭更小的長(zhǎng)鏈極性化合物插入表面活性劑定向排列的單層后，在碳?xì)滏溗济娣e變化不大的同時(shí)，使極性基平均面積變小，從而使幾何排列參數(shù)變大到1附近。（2）在離子型表面活性劑中加入帶相反電荷的另一種離子表面活性劑，也易形成雙分子層。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件139混合：2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件139雙分子層的一個(gè)特點(diǎn)是：二維的無限性和一維的有限性1.聚集體尺寸在平面方向可以變化，而厚度是有限定的，它受成膜分子長(zhǎng)度的限制，不可能大于兩倍分子伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度；2.成膜分子在膜面的二維空間內(nèi)能夠比較自由地運(yùn)動(dòng)，而在垂直于膜面的方向則受到限制。雙分子層的兩個(gè)定向單層的物質(zhì)不容易交換，同時(shí)，分子不容易穿過雙分子層。雙分子膜具有足夠的穩(wěn)定性；形成閉合結(jié)構(gòu)時(shí)具有保藏功能。雙分子膜才能成為生物膜的基礎(chǔ)。不論是極性分子還是非極性分子，要從雙分子膜的一側(cè)穿過到另一側(cè)，都必須既通過極性區(qū)，又通過非極性區(qū)，這是難以做到的。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件140雙分子層的一個(gè)特點(diǎn)是：二維的無限性和一維的有限性1.聚集體脂質(zhì)體（liposome）

一種人工膜。在水中磷脂分子親水頭部插入水中，脂質(zhì)體疏水尾部伸向空氣，攪動(dòng)后形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體，直徑25-1000nm不等。脂質(zhì)體可用于轉(zhuǎn)基因，或制備的藥物，利用脂質(zhì)體可以和細(xì)胞膜融合的特點(diǎn)，將藥物送入細(xì)胞內(nèi)部。

2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件141脂質(zhì)體（liposome）2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小p膠束與大分子自組裝復(fù)旦大學(xué)江明著大分子自組裝屬超分子科學(xué)的交叉學(xué)科，是當(dāng)今化學(xué)和材料料學(xué)發(fā)展的前沿，也是孕育先進(jìn)材料的搖籃。它的主要研究?jī)?nèi)容是高分子之間或高分子與小分子間或高分子與納米粒子之間通過非共價(jià)鍵的相互作用，進(jìn)行自組裝而實(shí)現(xiàn)不同尺度上的規(guī)則結(jié)構(gòu)。2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件142膠束與大分子自組裝復(fù)旦大學(xué)江明著大分子自組裝屬超分子科學(xué)的顏德岳等，Science,v303,n5654,p65-67,January2,2004

2.9膠束的結(jié)構(gòu)、形狀和大小ppt課件143顏德岳等，Science,v303,n5654,p潤(rùn)濕作用乳化作用分散作用起泡與消泡增溶作用洗滌作用肥皂、洗滌劑化妝品食品加工紡織工業(yè)金屬加工石油、建筑功能應(yīng)用2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件144潤(rùn)濕作用乳化作用分散作用起泡與消泡增溶作用洗滌作用肥皂、洗滌1.增溶作用Solubilization2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用定義：由于表面活性劑膠束的存在，使得在溶劑中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。例如：常溫下，乙苯基本不溶于水，但在100mL0.3mol/L的十六酸鉀溶液中，可溶解3g。ppt課件1451.增溶作用Solubilization2.10表面

非極性有機(jī)物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。

增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。

經(jīng)X射線衍射證實(shí)，增溶后各種膠束都有不同程度的增大。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件146非極性有機(jī)物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活增溶作用的特點(diǎn)

（1）增溶作用可以使被溶物的化學(xué)勢(shì)大大降低，是自發(fā)過程，使整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

（2）增溶作用是一個(gè)可逆的平衡過程。

（3）增溶后不存在兩相，溶液是透明的。此點(diǎn)與乳化作用不同，增溶后是熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系，而乳液則為熱力學(xué)不穩(wěn)定的多分散體系，有巨大的相界面和界面自由能。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件147增溶作用的特點(diǎn)（1）增溶作用可以使被溶物的化學(xué)勢(shì)大大降增溶方式之一：在膠束內(nèi)的增溶飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及苯等不易極化的非極性有機(jī)化合物，被增容在膠束內(nèi)部，完全處于非極性環(huán)境中。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件148增溶方式之一：在膠束內(nèi)的增溶飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及苯等不易極化在表面活性劑分子間的增溶2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用長(zhǎng)鏈醇、胺等極性有機(jī)分子，一般以非極性碳?xì)滏湶迦肽z團(tuán)內(nèi)部，而極性頭處于表面活性劑極性基之間，并通過氫鍵或偶極子相互作用。增溶方式之二：ppt課件149在表面活性劑分子間的增溶2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用長(zhǎng)在膠束表面的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的小分子極性有機(jī)化合物，如苯二甲酸二甲酯以及一些染料，吸附于膠團(tuán)的外殼或部分進(jìn)入表面活性劑極性基層而被增溶。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用增溶方式之三：ppt課件150在膠束表面的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的小分子極性有機(jī)化合

短鏈芳香烴類的苯、乙苯等較易極化的碳?xì)浠衔?，在聚氧乙烯基為親水基的非離子表面活性劑膠團(tuán)溶液中，增溶于膠團(tuán)的聚氧乙烯外殼中。

增溶方式之四：2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用增溶于膠團(tuán)的極性基層ppt課件151短鏈芳香烴類的苯、乙苯等較易極化的碳?xì)浠衔?，在聚氧增溶量?00mL已標(biāo)定的濃度的表面活性劑溶液中，滴加被增溶物，當(dāng)達(dá)飽和開始析出時(shí)的物質(zhì)的量（mol）

4＞2＞

1＞

32.10表面活性劑的功能與應(yīng)用

ppt課件152增溶量：100mL已標(biāo)定的濃度的表面活性劑溶液中，滴加被增溶增溶作用的主要影響因素表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)1.非離子型＞陽離子型＞陰離子型2.膠束越大，增溶量越大。3.直鏈型＞支鏈型4.疏水基含有極性基團(tuán)

2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件153增溶作用的主要影響因素表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)1.非離子型＞陽被增溶物的化學(xué)結(jié)構(gòu)溫度的影響2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用脂肪烴與烷基芳烴被增溶的程度隨其鏈長(zhǎng)的增加而減小，隨不飽和度及環(huán)化程度的增加而增大；帶支鏈的飽和化合物與相應(yīng)的直鏈異構(gòu)體增溶量大致相同。溫度升高，膠團(tuán)的聚集數(shù)增大，增溶能力增強(qiáng)。ppt課件154被增溶物的化學(xué)結(jié)構(gòu)溫度的影響2.10表面活性劑的功能與應(yīng)溶液中其他組分的影響：無機(jī)電解質(zhì)

離子型表面活性劑溶液中加入無機(jī)電解質(zhì),可增加烴類化合物的溶程度，但使極性有機(jī)物的增溶程度減少；對(duì)于非離子表面活性劑影響小。原因:無機(jī)電解質(zhì)的增加抑制離子型表面活性劑的電離，降低其水溶性，使cmc降低、膠團(tuán)聚集數(shù)變大。但是，另一方面，加無機(jī)電解質(zhì)使膠團(tuán)極性基間的排斥作用減弱，使極性基排列更為緊密，極性有機(jī)物的增溶量降低。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件155溶液中其他組分的影響：無機(jī)電解質(zhì)離子型表面活性劑溶

極性有機(jī)物增溶在膠團(tuán)的表面活性劑分子之間，其增溶量隨溫度上升先增加后下降，在達(dá)到非離子表面活性劑的濁點(diǎn)之前會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最大值。原因：升高溫度使表面活性劑熱運(yùn)動(dòng)加劇并增加了膠團(tuán)聚集數(shù)，使加溶量增加。繼續(xù)升高溫度，則加劇了聚氧乙烯的脫水作用使其容易卷縮，導(dǎo)致增溶空間變小，極性有機(jī)物的加溶量減少。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用溶液中其他組分的影響：極性有機(jī)物ppt課件156極性有機(jī)物增溶在膠團(tuán)的表面活性劑分子之間，其增溶量隨增溶作用的應(yīng)用乳液聚合：工業(yè)上合成丁苯橡膠時(shí)，利用增溶作用將原料溶于肥皂溶液中再進(jìn)行聚合反應(yīng)（即乳化聚合）；石油開采：驅(qū)油膠束溶液：表面活性劑、助劑、油混和，這種溶液能溶解原油。膠片生產(chǎn)：消除膠片上的微小油脂雜質(zhì)；洗滌2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件157增溶作用的應(yīng)用乳液聚合：工業(yè)上合成丁苯橡膠時(shí)，利用增溶作用將2.乳化與破乳作用一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散系統(tǒng)稱為乳狀液。這種形成乳狀液的過程稱為乳化。2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用

乳狀液中以液珠形式存在的相稱為分散相（或稱內(nèi)相、不連續(xù)相）。另一相是連續(xù)的，稱為分散介質(zhì)（或稱外相、連續(xù)相）。通常，乳狀液有一相是水或水溶液，稱為水相；另一相是與水不相混溶的有機(jī)相，稱為油相。ppt課件1582.乳化與破乳作用一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液乳狀液的類型和鑒別1.水包油O/W2.油包水W/O3.多重乳狀液：W/O/W或O/W/O2.10表面活性劑的功能與應(yīng)用ppt課件159