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關(guān)于表面活性劑應(yīng)用基礎(chǔ)第1頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第2頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.1概述1表面活性及表面活性劑2表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)特征與分類3表面活性劑特性4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用1表面活性劑在溶液表(界)面的吸附狀態(tài)2表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)對飽和吸附量的影響3表面活性劑在溶液表面吸附速度4表面活性劑降低表(界)面張力的能力和效率5乳狀液及表面活性劑(乳化劑)對溶液穩(wěn)定性的影響6泡沫及表面活性劑在泡沫中的作用第3頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2膠束結(jié)構(gòu)、形狀與大小及其影響因素3膠束的增溶作用4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用1影響表面活性劑在固/液界面吸附的因素2表面活性劑在固體表面的吸附及利用3固體表面潤濕及表面活性劑的潤濕作用4固體表面潤濕及表面活性劑的潤濕作用5固體分散及表面活性劑的分散作用4膠束作用1臨界膠束濃度4.3表面活性劑在溶液中形成膠束及其作用6表面活性劑與洗滌作用第4頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2親水親油平衡值及其利用3相轉(zhuǎn)變溫度與乳化劑的選擇5表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性6表面活性劑的生物活性7表面活性劑在溶液中的協(xié)同效應(yīng)4.6表面活性劑的合成1通用表面活性劑合成方法概述2有機硅表面活性劑的合成4表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)域生物降解性1表面活性劑的溶解性及對應(yīng)用的影響4.5表面活性劑的其他性質(zhì)及其應(yīng)用意義3生物表面活性劑4其他值得發(fā)展的表面活性劑第5頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三
冰淇淋是我們最喜愛的食物;有了化妝品我們的生活也變得如此美好。若沒有表面活性劑,這兩樣?xùn)|西都不會有。這真是太可悲了。但是,如果真的沒有了表面活性劑,也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因為沒有表面活性劑,人也沒有了?!缑婊瘜W(xué)家Ckint第6頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面活性劑作為多種工業(yè)品的主要添加劑和原料,應(yīng)用于日常生活,工農(nóng)業(yè)及高新技術(shù)領(lǐng)域。因此近年來,我國表面活性劑工業(yè)得到迅速發(fā)展,產(chǎn)量不斷擴大,品種不斷增多。據(jù)統(tǒng)計全國合成洗滌用品產(chǎn)量:1980年為39.32×104t,1989年增加到146.5×104t,十年間增加了3.73倍,到1996年又猛增到441.36×104t,比1989年又增加了3倍。這一方面是由于表面活性劑在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,更重要的是由于日常生活中家用洗滌用品需求量與日俱增。表面活性劑概述第7頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三問題:水在荷葉表面為何呈滴狀?第8頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面張力實驗如果在金屬線框中間系一線圈,一起浸入肥皂液中,然后取出,上面形成一液膜。(a)由于以線圈為邊界的兩邊表面張力大小相等方向相反,所以線圈成任意形狀可在液膜上移動,見(a)圖。(b)如果刺破線圈中央的液膜,線圈內(nèi)側(cè)張力消失,外側(cè)表面張力立即將線圈繃成一個圓形,見(b)圖,清楚的顯示出表面張力的在。第9頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三1.表面張力
在兩相(特別是氣-液)界面上,處處存在著一種張力,它垂直于表面的邊界,指向液體方向并與表面相切。把作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力,用g或s表示,單位是N·m-1。第10頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三界面-物質(zhì)相與相的分界面表面-當(dāng)組成界面的兩相中有一相為氣相時的分界面表面活性劑的功能改變液體的表面的性質(zhì)改變液-液界面的性質(zhì)改變液-固界面的性質(zhì)界面和表面第11頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三
表面活性劑是一類具有雙親性結(jié)構(gòu)的有機化合物。從廣義上講,能使體系表面張力降低的溶質(zhì)均可稱為表面活性物質(zhì);但習(xí)慣上只將顯著降低表面張力的這類化合物稱為表面活性劑。表面活性劑的定義第12頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三雙親媒性溶解度界面吸附界面定性生成膠束CMC多功能性表面活性劑的特點第13頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面活性劑的重要作用表面活性劑的用途極廣,主要有五個方面:1.潤濕作用
2.起泡作用
4.增溶作用
3.乳化作用5.洗滌作用
第14頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第15頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第16頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第17頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第18頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第19頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第20頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三眼影第21頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第22頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三指甲油第23頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三香水第24頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三不同聚集狀態(tài),即不同相的物質(zhì)相互接觸,形成相與相的分界面,我們稱之為“界面”。按照氣相、液相、固相兩兩組合形式的不同,界面可分為五種類型:液/氣、液/液、液/固、固/氣、固/固
由于人眼通??床灰姎庀?,所以,常把液/氣、固/氣的界面稱做表面。第25頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三氣-固界面液-液界面第26頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三液-固界面固-固界面第27頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三氣-液界面第28頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三通常把沿著與表面相切的方向,垂直作用于液體表面上任一單位長度的表面緊縮力,簡稱為表面張力。液體的表面張力是液體的基本物理性質(zhì)之一,它的許多特性都與表面張力有關(guān)。把能使溶劑的表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性;而把具有表面活性,加入很少量即能顯著降低溶劑(一般為水)的表面張力,改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì)稱為表面活性劑。第29頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第30頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.1概述1表面活性及表面活性劑第31頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.1概述1表面活性及表面活性劑定義:當(dāng)取少量物質(zhì)溶于水中后,就能引起水溶液表面張力(或液/液界面張力)顯著降低,這種物質(zhì)即為表面活性劑(SAA)。工業(yè)味精從廣義上講,能使體系表面張力降低的溶質(zhì)均可稱為表面活性物質(zhì);但習(xí)慣上只將顯著降低表面張力的這類化合物稱為表面活性劑。第32頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.1概述2表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)特征與分類表面活性劑分子疏水基團親水基團非極性烴鏈(疏水)極性基團(親水)第33頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三結(jié)構(gòu)特點—雙親性非極性基團。表面活性劑由結(jié)構(gòu)上不對稱的兩部分組成,為雙親化合物。親水基:親油基:極性基團。常見的親水基有羧基、磺酸基、醚基和羥基等。一般為長鏈烴基。易溶于水,具有親水性質(zhì)。易溶于油,具有親油性質(zhì)。(憎水基)第34頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三親水基親油基第35頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第36頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三1消毒殺菌2腈綸勻染劑3抗靜電劑4礦物浮選劑5相轉(zhuǎn)移催化劑織物柔軟劑分散劑食品加工印染金屬加工電鍍采礦采油第37頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三磷脂的內(nèi)鹽部分具有親水性,脂肪酸長鏈烴基部分具有疏水性,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38頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三生物膜的化學(xué)組成(脂、蛋白質(zhì)和糖)生物膜的流動鑲嵌模型第39頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三陰離子表面活性劑RCOONa
羧酸鹽R-OSO3Na
硫酸酯鹽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活性劑按離子類型第40頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三陽離子表面活性劑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第41頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三兩性表面活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H氨基酸型
CH3|R-N+-CH2COO-H
甜菜堿型|CH3第42頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三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
脂肪醇聚氧乙烯醚第43頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三
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的溶解性能,具有良好的乳化、潤濕、滲透性、以及起泡、洗滌、穩(wěn)泡、抗靜電等作用,且無毒;
廣泛用作紡織業(yè)、化妝品、食品、藥物等的乳化劑、消泡劑、增稠劑,以及醫(yī)療方面的殺菌劑以及洗滌、潤濕劑等。第44頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三有機硅表面活性劑特種表面活性劑高分子表面活性劑:天然高分子和合成高分子。藻朊酸鈉、果膠酸鈉、羥甲基纖維素、聚乙烯醇等有機硼表面活性劑有機氟表面活性劑生物表面活性劑利用微生物在一定條件下,將某種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具表面活性劑特征的代謝物。如,海藻糖脂、鼠李糖、磷脂糖等。第45頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.1概述3表面活性劑特性第46頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三膠束的形成
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,使體系能量下降,這種多分子有序聚集體稱為膠束。膠束第47頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面活性劑分子在溶液表面吸附狀態(tài)的示意圖
(a)
濃度極稀時的狀態(tài)
(b)
中等濃度時的狀態(tài)
(c)
吸附近于飽和時的狀態(tài)4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用1表面活性劑在溶液表(界)面的吸附狀態(tài)第48頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用2表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)對飽和吸附量的影響第49頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用3表面活性劑在溶液表面吸附速度第50頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用4表面活性劑降低表(界)面張力的能力和效率好的SAA應(yīng)該是在稀濃度時即達到飽和吸附狀態(tài),達到最低的表面張力。
表面活性劑表面張力降低的能力就是指SAA降低表面張力所能達到的最低值。
表面活性劑降低表面張力的效率即指降低溶液表面張力至一定值時所需表面活性劑的濃度作為表面張力降低效率的量度。表面張力降低至一定值所需SAA濃度越低,效率越高。第51頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用5乳狀液及表面活性劑(乳化劑)對溶液穩(wěn)定性的影響一種或多種液體以微滴狀分散到另一種不相混溶的液體中所形成的多相分散體系,稱為乳狀液。這種形成乳狀液的過程稱為乳化。第52頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三乳化現(xiàn)象油水乳化劑乳化液油水第53頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三分散作用:一種固體微粒均勻的分散于另一種
液體中的現(xiàn)象。①乳化、分散作用乳化作用:使非水溶性物質(zhì)在水中呈均勻乳化或分散狀態(tài)的現(xiàn)象。乳化劑:能使一種液體(如油)分散在水中或另一種液體中的物質(zhì)。分散劑:能使一種固體微粒分散在另一種液體中的物質(zhì)。第54頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三油包水型(W/O)②油與水乳化形式水包油型(O/W)少量油分散在大量水中連續(xù)相:水分散相:油少量水分散在大量油中連續(xù)相:油分散相:水第55頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三強烈振蕩油水水包油型(O/W)油包水型(W/O)第56頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三乳狀液的類型和鑒別1水包油O/W2油包水W/O3套圈型稀釋法染料法電導(dǎo)法濾紙濕潤法類型的鑒別方法:第57頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三破乳-消除乳狀液的穩(wěn)定化條件,使乳狀液發(fā)生破壞.方法:機械法、物理法和化學(xué)法?;瘜W(xué)法破乳-改變?nèi)闋钜旱念愋突蚪缑嫘再|(zhì),使它變得不穩(wěn)定而發(fā)生破乳等。例如:蒸汽機冷凝水的O/W型乳狀液的破壞以除去油為破乳;原油的W/O型乳狀液的破壞以除去水為破乳。1.SAA與破乳第58頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三乳化劑的破乳有兩相界面存在是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系第59頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三物理法:
離心法電沉積法超聲波法過濾法化學(xué)法:主要通過改變?nèi)橐旱念愋突蚪缑嫘再|(zhì),降低乳液的穩(wěn)定性使其破乳。破乳劑
破壞界面膜頂替作用濕潤作用絮凝作用破壞界面膜第60頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2.破乳劑原油透過巖石窄隙與水混合,又經(jīng)過噴油嘴、輸油泵的攪拌作用,形成了W/O乳液。一般含水量在10%以上。除了靜置分離外,還必須添加破乳劑,并結(jié)合高壓電場作用來凈化原油,使其含水量小于1%。乳化液氣液分離器破乳劑氣體加熱器沉液罐水水電場油罐電化學(xué)脫水工藝油脂衍生物磺酸鹽類環(huán)烷酸鹽聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷共聚物烷基酚樹脂衍生物第61頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.乳化和破乳的應(yīng)用農(nóng)藥生產(chǎn)、金屬加工、瀝青乳化、食品、化妝品、原油開采3.乳化劑選擇的基本原則a.在分散相和其界面形成緊密界面膜;b.SAA表面活性高,能從體系內(nèi)以一定速度遷移到W/O界面使界面張力降最低c.兩種類型乳化液混合物能得到更穩(wěn)定的乳狀液d.可改變憎水劑和親水基和設(shè)計最適用的乳化劑e.乳化劑濃度和油水相組成影響其乳化能力f.HLB值是選擇乳化劑的經(jīng)驗指標(biāo)g.PIT值選擇乳化劑是最好方法第62頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.2表面活性劑在溶液表(界)面吸附及其作用6泡沫及表面活性劑在泡沫中的作用第63頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三打開啤灑、香檳瓶即有大量泡沫出現(xiàn)等,液體泡沫。
人們通常所說的泡沫多指面包、蛋糕等彈性大的物質(zhì)以及泡沫塑料、餅干等為固體泡沫。液體泡沫6泡沫及表面活性劑在泡沫中的作用第64頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三薩姆和自己吹出的世界最大肥皂泡(6x1.5m)第65頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三薩姆通過20年的無數(shù)次實驗和失敗,研制出一種肥皂水秘方第66頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第67頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。1.泡沫的形成及其穩(wěn)定性“泡沫”是氣體分散于液體中的分散體系。第68頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三氣泡A--溶液中的氣泡氣泡B--水溶液表面的氣泡氣泡C--離開液面的氣泡兩個氣泡之間由于向外的疏水基之間存在引力而使兩氣泡集合而成泡沫。ABC第69頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三一般地說,當(dāng)表面張力低,膜的強度高時,不論是穩(wěn)定泡沫還是不穩(wěn)定泡沫,起泡力都較好。溶液的黏度對泡沫穩(wěn)定在兩方面起作用:一方面是增加泡沫液膜的強度;另一方面表面黏度大,膜液體不易流動排出,延緩了液膜破裂,而增強了泡沫的穩(wěn)定性。第70頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2.表面活性劑的起泡和穩(wěn)定作用(1)表面活性劑的起泡性表面活性劑在外界作用下產(chǎn)生氣泡的難易程度加壓通氣、攪拌W外=ΔE=γA第71頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三(2)表面活性劑的穩(wěn)泡性穩(wěn)泡劑天然化合物高分子化合物合成表面活性劑第72頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三在肥皂水里加入一小匙的砂糖或少許的茶葉,放在陰暗處過夜后,就會發(fā)現(xiàn)這種肥皂水吹出來的泡泡顏色不但鮮艷,而且比較不容易破裂。肥皂,熱水第73頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三在制糖、制藥、微生物工程、發(fā)酵釀造工業(yè)以及減壓蒸餾、溶液濃縮和機械洗滌過程中泡沫太多,要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧姸?,消除氣泡,防止事故?.表面活性劑的消泡作用第74頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三1表面張力2界面膜的性質(zhì)3表面張力的修復(fù)作用4表面電荷5泡內(nèi)氣體的擴散泡沫的穩(wěn)定性與那些條件相關(guān)呢?1降低局部表面張力2破壞界面膜的彈性使其失去自動修復(fù)作用3降低膜黏度4固體顆粒第75頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三消泡劑1降低局部表面張力2破壞界面膜的彈性使其失去自動修復(fù)作用3降低膜黏度4固體顆粒1天然油脂、礦物油2固體顆粒3合成表面活性劑第76頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.起泡和消泡的應(yīng)用(1)起泡作用在滅火中的應(yīng)用燃燒的條件:溫度氧氣如何滅火呢?第77頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三1臨界膠束濃度CMC4.3表面活性劑在溶液中形成膠束及其作用
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。
a極稀溶液
b稀溶液cCMC的溶液
d大于CMC的溶液第78頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三(a)是極稀溶液,界面上沒聚集很多的表面活性劑,空氣和水直接接觸,水的表面張力下降不多,接近于純水的狀態(tài)。第79頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三b)濃度相對升高,很快地聚集到水表面上,即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少,水表面張力下降第80頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三(c)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,先是三三兩兩以疏水基互相靠攏,形成球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。第81頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.3表面活性劑在溶液中形成膠束及其作用2膠束結(jié)構(gòu)、形狀與大小及其影響因素膠束結(jié)構(gòu)示意圖第82頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三單體二(三)聚體膠團棒狀膠團棒狀膠團的六角團H2O層狀膠團1.0-3.5nmH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O水柱的六角堆積H2O微乳狀液表面活性劑結(jié)晶油醇膠束結(jié)構(gòu)的變化形態(tài)濃度>CMC,形成膠束,大小-1~100nm第83頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三球形膠束第84頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三棒狀膠束第85頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三層狀膠束第86頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)臨界膠束濃度簡稱CMC表面活性劑在溶液中開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。
在CMC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。第87頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三可以利用測定表面張力,電導(dǎo)率等方法達到測定臨界膠束濃度目的;表面活性劑水溶液其濃度只有稍高于其CMC值時,才能充分顯示其作用。第88頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面活性劑在水溶液中達到臨界膠束濃度后,一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加并形成透明膠體溶液,這種作用即增溶作用。定義和特點
沒有兩相界面存在是熱力學(xué)穩(wěn)定體系溶液的其他物理性質(zhì)沒有明顯改變。4.3表面活性劑在溶液中形成膠束及其作用3膠束的增溶作用第89頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三在臨界膠束濃度以上的表面活性劑溶液中加入少量不溶于水的有機物質(zhì)時,可得到透明水溶液,這種現(xiàn)象稱為增溶。此有機物質(zhì)叫被增溶物質(zhì)。(1)增溶(2)原因不溶于水的有機物質(zhì)進入膠束內(nèi)部,呈現(xiàn)熱力學(xué)上各向同性溶液的緣故。C>CMC第90頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三(3)增溶量在一定濃度表面活性劑溶液中,所溶解的被增溶物質(zhì)的飽和濃度稱為增溶量。隨著濃度的增加,增溶量一般呈線性增大,而且斜率越大,增溶能力越強。第91頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用1影響表面活性劑在固/液界面吸附的因素固體表面性質(zhì)與表面活性的影響、SAA化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響、溫度對SAA的吸附影響、溶液pH值的影響第92頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用2表面活性劑在固體表面的吸附及利用第93頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三接觸角的示意圖:4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用3固體表面潤濕及表面活性劑的潤濕作用第94頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第95頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第96頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三Young方程(楊氏方程):lsgANMs-ls-gl-g接觸角θ越小,潤濕和滲透作用越好;θ>90不潤濕θ<90潤濕θ=0鋪展第97頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三這種借助表面活性劑來潤濕物體的作用叫潤濕作用。在固體表面發(fā)生定向吸附第98頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三這種能使液體濕潤或能加速固體表面濕潤的表面活性劑叫做濕潤劑。潤濕方面的應(yīng)用1礦物的泡沫浮選2金屬的防銹、緩蝕3織物的防水、防油處理4農(nóng)藥中的應(yīng)用第99頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用4固體分散及表面活性劑的分散作用第100頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三4.4表面活性劑在固/液界面的吸附及其作用5表面活性劑與洗滌作用第101頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2親水親油平衡值及其利用3相轉(zhuǎn)變溫度與乳化劑的選擇5表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性6表面活性劑的生物活性7表面活性劑在溶液中的協(xié)同效應(yīng)4表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)域生物降解性1表面活性劑的溶解性及對應(yīng)用的影響4.5表面活性劑的其他性質(zhì)及其應(yīng)用意義第102頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三表面活性劑都是兩親分子,由于親水和親油基團的不同,很難用相同的單位來衡量,所以1949年,Griffin提出了用一個相對的值即HLB值來表示表面活性劑的親水性和親油性的相對大小。規(guī)定:石蠟無親水基,所以HLB=0;油酸的HLB值為1; 聚乙二醇,全部是親水基,HLB=20;十二烷基硫酸鈉為40。
其余非離子型表面活性劑的HLB值介于1~20之間;離子型的表面活性劑的HLB值在1~40之間。表面活性劑的親水親油平衡(HLB)一、HLB值的概念第103頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三第104頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三陰、陽離子型表面活性劑的HLB值在1~40之間,非離子型表面活性劑的HLB值在1—20之間.見表012040HLB值石蠟油酸油酸鉀十二烷基硫酸鈉
HLB值獲得方法有實驗法和計算法兩種,后者較為方便。HLB值沒有絕對值,它是相對于某個標(biāo)準(zhǔn)所得的值。第105頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三二、HLB值的計算1.估算法表活劑在水中的形狀HLB值范圍表活劑在水中的形狀HLB值范圍不分散分散不好強烈攪拌后可得乳狀分散體1~33~66~8穩(wěn)定的乳狀分散體半透明至透明分散體透明溶液(完全溶解)8~1010~1313以上主要用途HLB值范圍主要用途HLB值范圍消泡劑W/O型乳化劑O/W型乳化劑1~33~68~18潤濕劑洗滌劑增溶劑12~1513~1515~18HLB值的估計范圍不同用途表面活性劑的HLB值范圍第106頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三2.基團數(shù)法親水基基數(shù)親由基基數(shù)—SO4Na—COOK—COONa—SO3Na—N(叔胺)酯(失水山梨醇環(huán))酯(自由)—COOH—OH(自由)—O——OH(失水山梨醇環(huán))—(—(CH2CH2O—)—38.721.119.111.09.46.82.42.11.91.30.50.33—CH——CH2——CH3—CH——CF2——CF3苯環(huán)—CH2CH2CH2O—-0.475-0.475-0.475-0.475-0.870-0.870-1.662-0.15-0.15-0.15第107頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)法HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量×20=親水基質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)×20=E×20注意:只適合與有聚氧乙烯基的非離子表面活性劑。[例]計算聚氧乙烯(10)壬基酚醚(即OP-10)的HLB值。第108頁,講稿共116頁,2023年5月2日,星期三化學(xué)組成商品名HLB化學(xué)組成商品名H
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