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文檔簡介
第五章表面活性劑概述定義:傳統(tǒng)觀念上認為,表面活性劑是一類即使在很低濃度時也能顯著降低表(界)面張力的物質(zhì)。隨著對表面活性劑研究的深入,目前一般認為只要在較低濃度下能顯著改變表(界)面性質(zhì)或與此相關(guān)、由此派生的性質(zhì)的物質(zhì),都可以劃歸表面活性劑范疇。表面活性劑表面活性劑主要應用于洗滌、紡織等行業(yè),其他應用幾乎可以覆蓋所有的精細化工領(lǐng)域。如柔軟劑、抗靜電劑、阻垢劑、軟化劑、除油劑、殺菌劑、消毒劑、緩蝕劑等。乳化劑、潤濕劑、助懸劑、起泡劑和消泡劑等。
表面活性劑只有碳氫鏈在8~20碳原子的雙親分子才能稱作表面活性劑。
親水基:羧基、磺酸基、硫酸酯基、醚基、氨基、羥基等。極性頭8-18C長鏈烷基或環(huán)烷烴等非極性基團表面活性劑疏水基:長烴鏈具有支鏈
被雜原子或環(huán)狀原子團所中斷的長鏈表面活性劑5.1.2
表面活性劑的分類
表面活性劑離子型表面活性劑非離子型表面活性劑陽離子型表面活性劑陰離子型表面活性劑兩性離子型表面活性劑表面活性劑常用表面活性劑類型陽離子表面活性劑R-NH2·HCl
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表面活性劑常用表面活性劑類型兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型
CH3|R-N+-CH2COO-
甜菜堿型|CH3表面活性劑常用表面活性劑類型R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑表面活性劑可顯著降低表面張力,并與其濃度有關(guān)。溶液的表面張力與濃度的關(guān)系表面活性劑常用表面活性劑性能參數(shù)CMC
在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)增加活性劑濃度,表面張力不再降低。
臨界膠束濃度
(CMC)(CriticalMicelleConcentration)
表面活性劑溶液中開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。表面活性劑
表面活性劑濃度變大C<CMC分子在溶液表面定向排列,表面張力迅速降低。
C=CMC溶液表面定向排列已經(jīng)飽和,表面張力達到最小值。開始形成小膠束。C>CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引,分子自發(fā)聚集,形成球狀、層狀膠束,將憎水基埋在膠束內(nèi)部。表面活性劑
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。
這時溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離,在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現(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。表面活性劑
表面活性劑溶液的一些物理性質(zhì)如電導率、滲透壓、表面張力、濁度、密度、增容性、洗滌性、光散射以及顏色變化等在臨界膠束濃度時都有顯著變化,通過測定這些顯著變化的轉(zhuǎn)折點,就可獲知臨界膠束濃度。表面活性劑臨界膠束濃度值:離子型表面活性劑在10-4~10-2mol/L范圍內(nèi),非離子型表面活性劑在10-4mol/L以下。使用表面活性劑時濃度一般要比臨界膠束濃度稍大些,否則其表面活性的性能不能充分發(fā)揮。表面活性劑
可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如:HLB值在2~6之間,可作油包水型的乳化劑;8~10之間作潤濕劑;12~18之間作為水包油型乳化劑。HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||
石蠟W/O乳化劑潤濕劑洗滌劑增溶劑| |————|聚乙二醇
O/W乳化劑表面活性劑簡單的乳狀液通常分為兩大類。習慣上將不溶于水的有機物稱油,將不連續(xù)以液珠形式存在的相稱為內(nèi)相,將連續(xù)存在的液相稱為外相。1.水包油乳狀液,用O/W表示。內(nèi)相為油,外相為水,這種乳狀液能用水稀釋,如牛奶等。2.油包水乳狀液,用W/O表示。內(nèi)相為水,外相為油,如油井中噴出的原油。表面活性劑5.3表面活性劑的合成一是不可再生資源石油化工原料二是可再生資源天然動物油脂疏水基物料合成醇天然醇脂肪醇脂肪酸以C12—C18的脂肪酸最為重要。脂肪酸天然油脂制取石蠟氧化油脂既無支鏈又無環(huán)結(jié)構(gòu)的直鏈脂肪酸分子。表面活性劑陰離子型表面活性劑是表面活性劑中發(fā)展歷史最悠久、產(chǎn)量最大、品種最多的一類產(chǎn)品。磺酸鹽和硫酸酯鹽是目前離子表面活性劑的主要類別。陰離子表面活性劑的制備——將親水基的引入疏水基鏈中。直接連接——皂化、磺化、硫酸酯化和磷酸酯化。間接連接——以含活性基的不飽和物、鹵素、環(huán)狀化合物、多元醇和二胺等作為主要連接劑合成。表面活性劑1、高級脂肪酸鹽:
①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽,碳原子數(shù)以12~18為最好。
普通洗滌用的肥皂有油酸(十八烯酸)、硬脂酸(十八酸)、軟脂酸(十六酸)、肉豆蔻酸(十四酸)、月桂酸(十二酸)的鈉鹽或鉀鹽。
③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。
④應用:具有一定的刺激性,只供外用。陰離子表面活性劑表面活性劑
是天然油脂經(jīng)硫酸化和中和成鹽的產(chǎn)物。硫酸化油的親水性通常都較小,僅能微溶于水或成為乳狀液,因此一般不宜用作洗滌劑,而多用作紡紗油劑、染色助劑、纖維整理劑等如紅油。硫酸化油表面活性劑3、磺酸化物:
①通式:R·SO3-M+
②分類:脂肪族磺酸化物,烷基芳基磺酸化物,烷基苯磺酸化物;酯及酰胺的磺酸鹽③性質(zhì):水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。
陰離子表面活性劑表面活性劑烷基苯磺酸鹽在合成表面活性劑中占第一位。理想的烷基苯磺酸鹽結(jié)構(gòu)應該是C10~C14的直鏈烷基,苯環(huán)在烷基的第三或第四個碳原子上連接,親水基為苯環(huán)對位單磺酸基團。烷基苯磺酸鹽表面活性劑
其中化學式:C12H25C6H4SO3Na最為常見。
LAS溶于水后呈中性,對水的硬度較敏感,對酸堿水解的穩(wěn)定性好,不易氧化。主要表面活性作用表現(xiàn)為起泡能力強、去污能力高,易與各種助劑復配,兼容性好,且成本較低,合成工藝成熟,因此應用領(lǐng)域廣泛。
十二烷基苯磺酸鹽(LAS)表面活性劑最常見最重要的為丁二酸雙酯磺酸鹽和N-油酰,N-甲基?;撬猁}兩大類。兩者都是較重要的紡織印染助劑。滲透劑T用來處理棉、麻、粘膠及混紡制品,還可用作農(nóng)藥乳化劑。由于分子內(nèi)具有酯鍵,故不耐強酸強堿。滲透劑T酯及酰胺的磺酸鹽表面活性劑N-油酰,N-甲基牛磺酸鹽的商品名為,廣泛用于印染工業(yè),是良好的除垢劑及潤濕劑,特別適用于動物纖維的染色及洗滌,并能改善織物的手感和光澤。胰加漂T表面活性劑4.磷酸酯型具有代表性的磷酸酯表面活性劑為烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽,通式如下:式中R為C8-C18烷基;M為K,Na、一乙醇胺、三乙醇胺,n一般為3-5。表面活性劑性能與應用:磷酸酯陰離子表面活性劑具有優(yōu)良的抗靜電性、乳化性、潤滑、洗凈和耐酸堿等特性,是一類性能優(yōu)良的表面活性劑。磷酸酯表面活性劑可用做工業(yè)清洗劑、織物抗靜電劑、液體洗滌劑和干洗洗滌劑。它可復配成對皮膚溫和的洗滌香波。表面活性劑(2)陽離子型表面活性劑這類表面活性劑溶于水后生成的親水基團為帶正電荷的原子團。陽離子表面活性劑溶于水中的狀況圖示如下:表面活性劑
親油基一般是長碳鏈烴基。
親水基絕大多數(shù)為含氮原子的陽離子,少數(shù)為含硫或磷原子的陽離子。分子中的陰離子不具有表面活性,通常是單個原子或基團,如氯、溴、醋酸根離子等。按陽離子的化學結(jié)構(gòu)將陽離子表面活性劑分為胺鹽型和季銨鹽型。結(jié)構(gòu)特點:表面活性劑應用:陽離子表面活性劑帶有正電荷,對于通常帶有負表面電荷的紡織品、金屬、玻璃、塑料、礦物、動物或人體組織等,它的吸附能力比陰離子和非離子強。由于其強的吸附能力,易在基質(zhì)表面上形成親油性膜或產(chǎn)生陽電性,故廣泛用作紡織品的防水劑、柔軟劑、抗靜電劑、染料的固色劑等。另外也可用作殺菌劑,其絕對使用量比陰離子型表面活性劑要少得多。表面活性劑5.3.3.1胺鹽型陽離子表面活性劑伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽總稱胺鹽類,將伯胺、仲胺或叔胺和無機酸或有機酸中和,即可得到相應的胺鹽。為了使胺鹽具有表面活性,其分子中至少應有一個脂肪族長碳鏈烴基,碳原子數(shù)為10~18;其余可以是低分子的脂肪族或芳香族烴基,亦可是氫原子。索羅明A型表面活性劑胺鹽型陽離子表面活性劑在酸性介質(zhì)中很易溶解,且十分穩(wěn)定,但在中性及堿性介質(zhì)中,胺鹽會轉(zhuǎn)變成胺,失去離子狀態(tài)而沉淀析出。這類表面活性劑常用作纖維柔軟劑、抗靜電劑、金屬表面緩蝕劑、肥料防結(jié)塊劑、染料固色劑、顏料分散劑、礦石浮選劑等。表面活性劑5.3.3.2季銨鹽型表面活性劑季銨鹽是強堿,無論在酸性或堿性溶液中均能溶解,并解離為帶正電荷的脂肪鏈陽離子。因而陽離子表面活性劑中,季銨鹽占有重要的地位。季銨鹽的品種很多,合成的方法也較多。通常最簡單的方法為叔胺與烷基化劑反應。季銨化的烷基化劑有鹵代烷、硫酸烷基酯和氯化芐等。表面活性劑季銨鹽在酸性、中性或堿性介質(zhì)中均呈季銨離子,這是季銨鹽型與胺鹽型陽離子表面活性劑在化學性質(zhì)方面的重要區(qū)別。
烷基季銨鹽類化合物主要用于頭發(fā)護理劑,通常與脂肪醇配合使用,可顯著改善頭發(fā)潤滑及柔軟性;重要的季銨鹽一般都是氯化物或溴化物。季銨鹽的商品通常是10%~75%的水(或有機溶劑)溶液。表面活性劑烷基二甲基芐基氯化銨鹽
十二烷基二甲基芐基溴化銨潔爾滅(苯扎氯銨)新潔爾滅(苯扎溴銨)
表面活性劑醫(yī)療方面的應用:將潔爾滅配成1:1000的水溶液,用于手術(shù)前醫(yī)務人員雙手浸泡消毒。創(chuàng)口感染的洗滌消毒可用0.01%濃度的潔爾滅溶液。工業(yè)水處理方面的應用。作為勻染劑:當染花或色澤過深,還可用其進行剝色,再行染色。其他方面的應用:禽畜欄舍、谷物倉庫、蠶室以及蘑菇、白木耳等經(jīng)濟作物的養(yǎng)殖場所和器具,可用2~5%的苯扎氯銨溶液噴霧消毒。本品還用作漿糊、明膠及照相膠片的防腐劑。
表面活性劑(3)非離子型表面活性劑這類表面活性劑在水中不會離解成離子,自然也不帶電荷。非離子型表面活性劑溶于水中的狀況的圖示如下:表面活性劑非離子型表面活性劑的親水基主要是由聚環(huán)氧乙烷基構(gòu)成,另外一部分就是以多醇(如甘油、季戊四醇、蔗糖、葡萄糖、山梨醇等)為基礎的結(jié)構(gòu)。親油基是由具有活潑氫原子的疏水化合物如高級脂肪醇、烷基酚,脂肪酸、高級脂肪酰胺等物質(zhì)。結(jié)構(gòu)特點
表面活性劑一定濃度的非離子表面活性劑的水溶液在加熱情況下,由清晰變?yōu)榛鞚釙r的溫度稱為濁點。渾濁原因:氫鍵斷裂聚氧乙烯醚鏈越長,濁點也就越高。
濁點表面活性劑應用特性:非離子表面活性劑,由于沒有離子解離,故在酸性,堿性、及金屬鹽類溶液中穩(wěn)定,與其它的表面活性劑配伍性好,低濃度時,表面活性好,泡沫低,毒性小,主要用于配制農(nóng)藥乳化劑、紡織業(yè)、印染業(yè)和合成纖維生產(chǎn)的助劑,原油脫水破乳劑等。現(xiàn)在常用的非離子型表面活性劑主要有聚氧乙烯醚型表面活性劑與多元醇型表面活性劑,其中聚氧乙烯醚型表面活性劑大多溶于水,主要用作洗滌、勻染及乳化劑。多元醇型表面活性劑大多不溶于水,主要用作纖維柔軟劑及乳化劑。表面活性劑5.3.4.1聚氧乙烯型非離子表面活性劑是以含有羥基、羧基、氨基和酰氨基等基團中的活潑氫原子的憎水性原料和環(huán)氧乙烷進行加成反應而制得。例如:隨烷基鏈的增長其熔點和疏水性相應地增加,聚氧乙烯基單元數(shù)增加,則水溶性增加。表面活性劑常用的脂肪醇為月桂醇、油醇及十八醇等。非離子型表面活性劑中最重要的一種,價格最低,主要用途為液體合成洗滌劑,未來可能成為家用洗滌劑的主導產(chǎn)品。
脂肪醇聚氧乙烯醚類(AEO)
脂肪醇聚氧乙烯(9)醚——AEO(9)平平加9,選用C12-C16
椰子油醇,EO數(shù)為9,是最常用的洗滌劑主成分,具有去污、乳化、去脂、潤濕作用。廣泛用作主洗滌劑。尤其適合洗滌合成纖維等非極性基質(zhì)及其他硬表面。表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚是以烷基酚為親油基,與環(huán)氧乙烷縮合而成。其中的親油基可以是苯酚、甲苯酚、萘酚等,最有使用價值的是壬基酚。
烷基苯酚聚氧乙烯醚商品名為乳化劑OP系列產(chǎn)品,廣泛用于工業(yè)及公共設施洗滌劑。如金屬酸洗劑、堿性洗滌劑、金屬水基清洗劑、灶具或廚具洗滌劑、紡織工業(yè)洗滌劑、勻染劑和各種硬表面清洗劑等。烷基苯酚聚氧乙烯醚類表面活性劑5·3·4·2多元醇型非離子表面活性劑這類表面活性劑主要是脂肪酸與多羥基物作用而生成的酯。主要親水基原料屬多元醇的有甘油、季戊四醇、山梨醇及失水山梨醇等。所用憎水基原料以脂肪酸居多。
表面活性劑除OH外還有—NH或—NH基的氨基醇類(如二乙醇胺)及帶—CHO基的糖類等與憎水基作用也能制得非離子表面活性劑,這些也統(tǒng)稱為多元醇型非離子表面活性劑。表面活性劑由于親油基很強,親水基為殘余羥基,所以這類產(chǎn)品大都不溶于水或親水性很差,主要用作油溶性乳化劑,皮膚或纖維的潤滑劑。它們在洗滌劑中主要作為助劑來用。表面活性劑失水山梨脂肪酸酯(Span)應用:HLB1.8~3.8,因其親油性較強,一般用作水/油乳劑的乳化劑。用于搽劑,軟膏,亦可作為乳劑的輔助乳化劑。它低毒、無刺激性,且有利于人們的消化,因而廣泛用于食物、飲料及醫(yī)藥生產(chǎn)中的乳化及增溶。Span表面活性劑失水山梨醇聚氧乙烯醚酯是重要的多元醇聚氧乙烯醚羧酸酯,這類產(chǎn)品的商品名為吐溫(Tween)失水山梨醇聚氧乙烯醚酯(吐溫)是乳化劑、增溶劑、抗靜電劑、潤滑劑,應用于紡織工業(yè)、食品加工和化妝品制備,Tween表面活性劑烷基糖苷(APG)
是用葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷(簡稱APG),烷基糖苷被譽為是一種新型世界級非離子表面活性劑,結(jié)構(gòu)式:一般情況下,n在1.1~3的范圍內(nèi),R為C8~C16的烷基。表面活性劑APG的親水性來自糖上的多個羥基與水形成的氫鍵,而與醇醚不同,因此它不存在“濁點”,在酸或堿性溶液中均呈現(xiàn)優(yōu)良的相容性和穩(wěn)定性。具有優(yōu)良的洗滌性,很強的泡沫力,潤濕乳化性及分散穩(wěn)定性。APG的突出優(yōu)點是它的無毒性、對皮膚的低刺激性、生物降解性等優(yōu)于現(xiàn)有的任何一類表面活性劑。因此,它正受到洗滌業(yè)、化妝業(yè)、食品加工業(yè)以及制藥業(yè)等眾多領(lǐng)域的特殊青睞。并且由于它的易漂洗無斑痕的特性,還特別適宜于做餐具洗滌劑、瓶洗劑等。性能表面活性劑5·3·4·3聚醚型非離子表面活性劑在非離子表面活性劑中已開發(fā)用環(huán)氧丙烷(PO)部分地代替環(huán)氧乙烷(EO)的品種,以引入聚氧丙烯基—CH(CH3)CH2O—環(huán)氧丙烷上帶有的甲基會給予聚醚產(chǎn)物以憎水性。通過改變EO/PO嵌段物的位置、數(shù)量,可以得到性質(zhì)差別很大的產(chǎn)物,產(chǎn)物具有更高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。它可以作為去污去油力強的洗滌劑,也可以作為高效消泡劑、破乳劑、增稠劑等。表面活性劑5·3·5·兩性表面活性劑兩性表面活性劑是指由陰、陽兩種離子所組成的表面活性劑。在水中同時帶有正、負電荷,在酸性溶液中呈陽離子表面活性,在堿性溶液中呈陰離子表面活性,在中性溶液中呈非離子表面活性。兩性表面活性劑在水中的狀況圖示如下:表面活性劑結(jié)構(gòu)特點:陰離子部分大多是羧酸基,也有少數(shù)是磺酸基。陽離子部分大多是胺鹽或季胺鹽。由胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫氨基酸型;由季胺鹽構(gòu)成陽離子部分的叫甜菜堿型。大多數(shù)情況下陽離子部分由胺鹽或季胺鹽作為親水基。最大特征在于它既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子。表面活性劑(1)對織物有優(yōu)異的柔軟平滑性和抗靜電性。(2)有一定的殺菌性和抑霉性。(3)有良好的乳化性和分散性。(4)良好的配伍性。會產(chǎn)生協(xié)同增效效應(5)可以吸附在帶負電荷或正電荷的物質(zhì)表面上,有一定的潤濕性和發(fā)泡性。(6)低毒性和對皮膚、眼睛的低刺激性。(7)極好的耐硬水性。(8)良好的生物降解性。應用特性在日用化工、紡織工業(yè)、染料、顏料、食品、制藥、機械、冶金、洗滌等方面的應用日益擴大。表面活性劑5·3·5·1氨基酸型兩性表面活性劑氨基酸是同時具有羧基、氨基的兩性化合物,當氨基上的氫原子被長鏈烷基取代后就成為有表面活性的氨基酸型表面活性劑。一般以高級脂肪胺(C12~C18)與丙烯酸甲酯(CH2CH2COOCH3)
/丙烯腈(CH2CHCN)作用,經(jīng)酸化得兩性表面活性劑。表面活性劑應用性能:氨基酸型兩性表面活性劑的水溶液呈堿性。如果在攪拌下,慢慢加入鹽酸,變?yōu)橹行詴r仍無變化。至微酸性時則生成沉淀。如果再加入鹽酸至強酸性時,沉淀又溶解。說明,呈堿性時表現(xiàn)為陰離子表面活性劑,呈酸性時,表現(xiàn)為陽離子表面活性劑。但是,當陽離子性和陰離子性正好在平衡的等電點時,親水性變小,就生成沉淀。氨基酸型兩性表面活性劑是目前高級洗面乳清潔成分的主流,價格也較為昂貴。也可用于洗滌劑香波配方中,還可用于殺菌劑、去臭劑、鍋爐除銹劑、防銹劑等配方中。表面活性劑5.3.5.2甜菜堿型兩性表面活性劑由季胺鹽型陽離子部分和羧酸鹽型陰離子部分所構(gòu)成,其性能較氨基酸型兩性表面活性劑為優(yōu)良,它的制備方法一般由脂肪叔胺與氯乙酸鈉反應而成。表面活性劑應用性能:甜菜堿型兩性表面活性劑,最大的特點是無論在酸性、中性或堿性的水溶液中都能溶解。即使在等電點時也無沉淀。此外,滲透力、去污力及抗靜電等性能也較好??勺鳛闈櫇駝⑾礈靹?、抗靜電劑使用。表面活性劑咪唑啉型兩性表面活性劑咪唑啉型兩性表面活性劑的品種較多,主要分為:羧酸衍生物、硫酸酯衍生物、碳酸衍生物、磷酸酯衍生物等。表面活性劑咪唑啉型兩性表面活性劑是近年來新開發(fā)的品種,屬于改良型和平衡型的兩性表面活性劑,由于其特殊的結(jié)構(gòu)組成而具有獨特的性質(zhì)。咪唑啉型兩性表面活性劑最突出的優(yōu)點是具有極好的生物降解性能,而且能迅速完全地降解。除此以外,它對皮膚和眼睛的刺激性極小,發(fā)泡性很好。因此在化妝品助劑、香波、紡織助劑等方面應用較多,在石油、冶金、煤炭等工業(yè)中可作為金屬緩蝕劑、清洗劑及破乳劑等使用。表面活性劑表面活性劑的重要作用表面活性劑的用途極廣,主要有以下幾個方面:1.潤濕作用
表面活性劑可以降低液體表面張力,改變接觸角的大小,從而達到所需的目的。以接觸角表示潤濕性時通常將θ=90o定為潤濕與否的標準。θ>90o叫做不潤濕,θ<90o叫做潤濕。表面活性劑
例如,要農(nóng)藥潤濕帶蠟的植物表面,要在農(nóng)藥中加表面活性劑;
如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的表面活性劑,使接觸角大于90°。潤濕劑、滲透劑廣泛應用于紡織印染工業(yè)中,使織物潤濕、易于染色,例如滲透劑T。表面活性劑2.乳化作用
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體系稱為乳狀液。
要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液(O/W),或以油為連續(xù)相的油包水乳狀液(W/O)。
有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑,稱為破乳劑,將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。表面活性劑乳化劑應用于化妝品工業(yè)方面主要是乳化制取膏霜、露液等。還可以用于農(nóng)藥方面及食品工業(yè)中,作為食品添加物之一,如脂肪酸甘油酯、脂肪酸丙二醇酯、失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等。其他還有用于乳液聚合制造合成樹脂和合成橡膠的高分子材料。另外在紡織印染機械等多種工業(yè)中應用。表面活性劑在染料工業(yè)及印染工業(yè)中常用到分散劑,例如在分散染料和還原染料的商品中,常含有大量分散劑促使固體分子分散,才能染色。常用分散劑為陰離子型烷基萘磺酸鹽類的表面活性劑。能使固體微粒(0.1至數(shù)十微米)均勻地分散在另一液體中的物質(zhì)稱為分散劑,如顏料分散在涂料、印刷油墨中。分散劑在分散過程中起到了促進磨碎、潤濕及防止凝聚作用。3分散作用表面活性劑表面活性劑的重要作用4.起泡作用
“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜,包圍著空氣而形成泡沫,用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等,這種活性劑稱為起泡劑。
也有時要使用消泡劑,在制糖、制中藥過程中泡沫太多,要加入適當?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧姸?,消除氣泡,防止事故。表面活性劑表面活性劑的重要作用表面活性劑表面活性劑的重要作?.增溶作用
非極性有機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。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物的溶解度顯著增大的能力,且此時溶液呈透明狀,膠束的這種作用稱為增溶。表面活性劑表面活性劑的重要作用6.洗滌作用
洗滌劑中通常要加入多種輔助成分,增加對被清洗物體的潤濕作用,又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。洗滌去污作用是表面括性劑降低了表面張力而產(chǎn)生的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等多種作用綜合的結(jié)果。表面活性劑B.加入表面活性劑后,憎水基團朝向織物表面和吸附在污垢上,使污垢逐步脫離表面。C.污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除,潔凈表面被活性劑分子占領(lǐng)。A.水的表面張力大,對油污潤濕性能差,不容易把油污洗掉。表面活性劑的去污過程表面活性劑7.浮游選礦
首先將粗礦磨碎,傾入浮選池中。在池水中加入捕集劑和起泡劑等表面活性劑。捕集劑一般都是陽離子表面活性劑,也包括脂肪胺?;驹硎歉鶕?jù)礦物表面物理化學性質(zhì)的不同來分選礦物。如以礦物被水潤濕性不同為基礎進行選礦。表面活性劑浮游選礦的原理圖攪拌并從池底鼓氣,帶有有效礦粉的氣泡聚集表面,收集并滅泡濃縮,從而達到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底,定時清除。選擇合適的捕集劑,使它的親水基團吸附在礦砂的表面,憎水基朝向水。向外的疏水端部分地插入氣泡內(nèi),在浮選過程中氣泡就可能把指定的礦粉帶走,達到選礦的目的。
當?shù)V砂表面有5%被捕集劑覆蓋時,就使表面產(chǎn)生憎水性,它會附在氣泡上一起升到液面,便于收集。表面活性劑5.6表面活性劑的化學結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系5.6.1親水基與性質(zhì)的關(guān)系HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||
石蠟W/O乳化劑潤濕劑洗滌劑增溶劑|
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