表面活性劑化學知識點

表面活性劑化學知識點第一講表面活性劑概述1、降低表面張力為正吸附，溶質(zhì)在溶液表面的濃度大于其在溶液本體中的濃度，此溶質(zhì)為表面活性物質(zhì)。增加表面張力為負吸附，溶質(zhì)在溶液表面的濃度小于其在溶液本體中的濃度，此溶質(zhì)為表面惰性物質(zhì)。2、表面張力g：作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用g表示，單位是N·m-1。影響純物質(zhì)的γ的因素(1)物質(zhì)本身的性質(zhì)（極性液體比非極性液體大，固體比液體大）(2)與另一相物質(zhì)有關。純液體的表面張力是指與飽和了其本身蒸汽的空氣之間的界面張力。(3)與溫度有關：一般隨溫度升高而下降．(4)受壓力影響較?。?、表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點“雙親結(jié)構(gòu)”親油基：一般是由長鏈烴基構(gòu)成，以碳氫基團為主親水基：一般為帶電的離子基團和不帶電的極性基團極性頭極性頭8－18C長鏈烷基等非極性基團疏水基的疏水性大?。褐就榛局鞠┗局緹N-芳基＞芳基＞帶有弱親水基的烴基。相同的脂肪烴疏水性強弱順序：烷烴＞環(huán)烷烴＞烯烴＞芳香烴。從HLB值考慮，親水基親水性的大小排序：－SO4Na、－SO3Na、－OPO3Na、－COONa、—OH、—O－4、離子表面活性劑（一）陰離子表面活性劑：起表面活性作用的部分是陰離子。1）高級脂肪酸鹽：①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽②分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂(三乙醇胺皂)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。2）硫酸化物：①通式：R-OSO3-M+②分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油稱土耳其紅油)；高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。③性質(zhì)：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕劑；乳化性很強，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生沉淀。④應用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。3）磺酸化物：①通式：R·SO3-M+②分類：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺酸鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉，常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如?；悄懰徕c。③性質(zhì)：水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。④應用：用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。（二）陽離子表面活性劑：起作用的是陽離子，亦稱陽性皂。1）結(jié)構(gòu)：含有一個五價氮原子。2）特點：水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)定具有良好的表面活性和殺菌作用3）應用：殺菌；防腐；皮膚、粘膜手術器械的消毒。4）常用藥物：①苯扎氯銨(潔爾滅)；②苯扎溴銨(新潔爾滅)（三）兩性離子表面活性劑分子結(jié)構(gòu)上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，隨介質(zhì)的pH可成陽或陰離子型。常用品種：卵磷脂、氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。最大優(yōu)點：適用于任何PH溶液，在等電點時也無沉淀。性質(zhì)：堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性良好、去污力亦強；酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強，毒性小。非離子表面活性劑：在水溶液中不解離。1）結(jié)構(gòu)組成：親水基多為聚氧乙烯基構(gòu)成，由所含氧乙烯基數(shù)目控制其親水性。穩(wěn)定性高，與其他類型表面活性劑相容性好，可混合使用①親水基團(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③酯鍵、醚健2）性質(zhì)：毒性，溶血作用較小，化學上不解離，不易受電解質(zhì)，pH值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，應用廣泛（外用、內(nèi)服、注射）。6、親水親油平衡對非離子型的表面活性劑，HLB的計算公式為：HLBHLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量×100/5例如：石蠟無親水基，所以HLB=0；聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。其余非離子型表面活性劑的HLB值介于0～20之間。根據(jù)需要，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7、表面活性的表征１）膠團化能力：臨界膠團濃度(cmc)濃度范圍，開始大量形成膠團cmc越小，越容易自聚２）表面張力降低的量度(1)降低溶劑表面張力至一定值時，所需表面活性劑的濃度：效率(2)表面張力降低所能達到的最大程度：能力8、表面活性劑的基本功能表面活性劑在表面活性劑在表（界）面上吸附，形成吸附膜（一般是單分子膜）降低表（界）面張力，改變體系表（界）面的物理化學性質(zhì)起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、潤濕、鋪展、滲透、潤滑、抗靜電、殺菌等表面活性劑在溶液內(nèi)部自聚形成多種類型的分子有序組合體增溶作用膠團催化、形成微乳狀液、作為間隔化反應介質(zhì)和微反應器、藥物載體、洗滌等表面活性劑分子有序組合體質(zhì)點大小或聚集分子層厚度接近納米級可作為制備超細微粒的模板（模板功能）表面活性劑的特性9、表面活性劑的用途１）工業(yè)清洗２）工業(yè)助劑（一）陰離子型水溶性的：疏水基是直鏈型的主要用作洗滌劑，清潔劑，憎水基是支鏈型的則作為滲透劑，潤濕劑及纖維印染助劑使用（二）陽離子型抗靜電劑，纖維的柔軟劑，選礦中的捕獲劑或是浮選劑，金屬制品的緩蝕劑等，也可用于防霉和殺菌．（三）兩性型抗靜電，纖維柔軟，特種洗滌劑以及香波，化妝品等．（四）非離子型各種復配劑型表面活性劑的生產(chǎn)．思考題表面活性劑的定義是什么？簡述其分類方法。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。在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應用功能。溶入少量就能顯著降低表面張力的物質(zhì)也稱表面活性物質(zhì)或表面活性劑。比較傳統(tǒng)的定義：具有兩親結(jié)構(gòu)能明顯降低水的表面張力的有機化合物，稱為表面活性劑．如肥皂，液體洗滌劑中的活性成份：烷基苯磺酸鈉，卵磷脂等．表面活性劑的分類１．按親水基分類：表面活性劑表面活性劑離子型表活劑非離子型表活劑兩性表活劑陰離子型表活劑陽離子型表活劑混合型表活劑小極性頭大極性頭如RN+H2CH2COO-如RSO4-Na+如RN+(CH3)3X-RN+(CH3)2OH如RSOCH3如R（OC2H4)nOH表面活性劑一般是以其親水基團結(jié)構(gòu)來分類的，其中注意的是兩性型表面活劑是指分子帶有兩個親水基團，一個帶正電，一個帶負電；混合型：RO-為疏水基團,以烷基醇、烷基酚居多,也可以是烷基羥酸、烷基酰胺等;(-CH2CH2O-)n為聚氧乙烯鏈,屬非離子親水基,n為聚合加成數(shù);-DM為陰離子鹽基,屬陰離子親水基,D主要為-SO3-、-PO32-等酸根離子,M主要為Na+、K+等金屬離子或乙醇胺類。陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑R–COONa 羧酸鹽R–SO3Na 磺酸鹽R–OSO3Na 硫酸鹽R–OP(O)(ONa)2 磷酸鹽兩性表面活性劑：R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型CH3|R-N+-CH2COO- 甜菜堿型|CH34、非離子表面活性劑（1）脂肪醇聚氧乙烯醚R-O-(CH2CH2O)nH ，俗稱平平加系列，具良好濕潤性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚R-(C6H4)-O(C2H4O)nH，俗稱OP系列，化學性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化性能強(3)聚氧乙烯烷基酰胺R-CONH(C2H4O)nH，常用作起泡劑、增粘劑(4)多元醇型主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物。Span類及Tween類表面活性劑即屬此類。具有低毒的特點，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實驗。２．按疏水基分類２．按疏水基分類碳氫表面活性劑氟表面活性劑硅表面活性劑聚氧丙烯３．其他分類方法：A．從應用功能出發(fā)B．溶解特性C．分子量大小D.普通表面活性劑．特種表面活性劑．合成表面活性劑．天然表面活性劑．生物表面活性劑什么是界面？什么是表面？界面和表面有何聯(lián)系？界面是指兩相接觸的約幾個分子厚度的過渡區(qū)，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。嚴格講表面應是液體和固體與其飽和蒸氣之間的界面，但習慣上把液體或固體與空氣的界面稱為液體或固體的表面。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。表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點是什么？（見3）第二講表面活性劑作用原理1、膠束表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。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。2、臨界膠束濃度簡稱CMC——表面活性劑形成膠束的最低濃度1）定義：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。此時，表面活性劑分子在表面飽和，表面張力降低到最低值影響CMC的因素①表面活性劑的結(jié)構(gòu)：主要包括表面活性劑的碳氫鏈鏈長（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）②外部條件：溫度（T↑，CMC非離子↓）臨界膠團濃度的影響因素(1)表面活性劑類型：在疏水基相同的情況下，離子型表面活性劑的cmc比非離子型表面活性劑的大，大約要有1-2個數(shù)量級的差別。(2)疏水基碳氫鏈長度的影響：同類型的表面活性劑的臨界膠團濃度隨疏水基增大而降低。這是表面活性劑分子或離子間的疏水相互作用增強的結(jié)果。（3）碳氫鏈分支及極性基位置的影響：在具有同樣組成的各種表面活性劑分子異構(gòu)體中，具有直碳氫鏈結(jié)構(gòu)的臨界膠團濃度最低。（4）碳氫鏈上其它取代基的影響：疏水基中有不飽和雙鍵或者引入極性基-O-或-OH，臨界膠團濃度增大。（5）疏水基化學組成的影響：當表面活性劑碳氫基團的氫被氟所取代時，其臨界膠團濃度往往會降低很多。（6）親水基團的影響：擁有有機反離子的表面活性劑比擁有普通無機反離子的表面活性劑的臨界膠團濃度要低。3、單一表面活性劑的HLB值計算聚氧乙烯醚類和多元醇類非離子表面活性劑例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=12.862）多元醇脂肪酸酯類非離子表面活性劑式中S為多元醇酯的皂化值；A為原料脂肪酸的酸值-皂化值S表征了表面活性劑相對分子質(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)為酸值。)酸值過大，說明油品氧化變質(zhì)嚴重所以S/A是親油基質(zhì)量在表面活性劑質(zhì)量中所占百分數(shù)；1－S/A代表親水基質(zhì)量在表面活性劑質(zhì)量中所占百分數(shù)硬脂酸單甘酯的酸值A測得為198，皂化值為161，所以其HLB＝20（1－161/198）＝3.83）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。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13×0.475；3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值應為：HLB＝7＋14.4－8.075=13.3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：1～36、潤濕作用潤濕是指在固體表面上一種液體取代另一種與之不相混溶的流體的過程。潤濕過程可分為三類：沾濕浸濕鋪展（1）沾濕：液體與固體由不接觸到接觸，變液氣界面和固氣界面為固液界面的過程Wa=γlg+γsg–γsl=-?GWa:粘附功>0自發(fā)（2）浸濕：固體浸入液體的過程。（洗衣時泡衣服）固氣界面為固液界面替代,液體表面并無變化。-?G=γsg-γsl=WiWi:浸潤功>0是浸濕過程能否自動進行的依據(jù)（3）鋪展：以固液界面取代固氣界面同時，液體表面擴展的過程。鋪展系數(shù)S=γsg-(γlg+γsl)=-?G≥0時液體可以在固體表面上自動展開，連續(xù)地從固體表面上取代氣體。又可寫成：S=Wi-γlg，則：若要鋪展系數(shù)大于0，則Wi必須大于γlg。γlg是液體表面張力，表征液體收縮表面的能力。與之相應，Wi則體現(xiàn)了固體與液體間粘附的能力。因此，又稱之為黏附張力。用符號A表示。A=Wi=γsg–γsl三種潤濕過程自發(fā)進行的條件都可用黏附張力來表示。Wa=A+γlg>0；Wi=A>0；S=A-γlg>0|S|<|Wi|<|Wa|因此，凡是能夠自行鋪展的體系，其它潤濕過程皆能自發(fā)進行。反之則不然。小結(jié)：（1）無論哪一種潤濕都是界面現(xiàn)象，其過程實質(zhì)都是界面性質(zhì)及界面能量的變化（2）對比三者發(fā)生的條件沾濕：Wa=γlg+γsg-γsl≥0浸濕：γsg-γsl≥0鋪展：S=γsg-(γlg+γsl)≥0（3）固氣和固液界面能對體系的三種潤濕作用的貢獻是一致的。7、接觸角與楊氏方程完全潤濕：將液體滴在固體表面上，此液體在固體表面可鋪展形成一薄層。部分潤濕：將液體滴在固體表面上，此液體在固體表面以一小液滴的形式停留于固體表面。若在固、液、氣三相交界處，作氣-液界面的切線，自此切線經(jīng)過液體內(nèi)部到達固-液交界線之間的夾角，被稱之為接觸角(contactangle)，以θ表示之。θ<90°固體是親液固體。θ>90°固體是疏液的。Yang’s方程：γsg-γsl＝γlgcosθ也稱為潤濕方程。Wa=γlg(cosθ+1)≥0θ≤180沾濕；A=Wi=γlgcosθ≥0θ≤90浸濕S=γlg(cosθ-1)=0θ=0鋪展；Wa=γlg(cosθ+1)≥0θ≤180沾濕A=Wi=γlgcosθ≥0θ≤90浸濕；S=γlg(cosθ-1)=0θ=0鋪展習慣上將θ=90°定義潤濕與否的標準。θ>90°為不潤濕，θ<90°為潤濕。例題：293K時，水和苯的表面張力分別為0.0729N×m-1和0.0289N×m-1，水和苯的表面張力為0.035N×m-1，試通過計算說明（1）水能否在苯的表面上哪個鋪展開？（2）苯能否在水的表面上鋪展開？S=γsg-(γlg+γsl)（1）S=0.0289-（0.0728+0.0350）=-0.0789<0說明水不能在苯的表面上鋪展開。（2）S=0.0728-（0.0289+0.0350）=0.0089>0說明苯能在水的表面上鋪展開?；蛴媒佑|角來判斷：γsg-γsl＝γlgcosθ（1）cosθ=(γg-C6H6-γH2O-C6H6)/γg-H2Oθ>90°為不鋪展，θ<90°為鋪展。8、接觸角的測量（一）角度測量法（量角法）(1)切線法由于簡單、易操作等原因,躺滴法和懸泡法成為使用最為廣泛的方法。(2)斜板法(3)光點反射法此法有較好的測量精度。但只能測定小于90°的接觸角。（二）長度測量法小滴法（三）力測量法：（四）透過測量法：（1）透過高度法（2）透過速度法9、影響接觸角的因素;平衡時間和體系溫度的恒定。還有接觸角滯后和吸附作用簡單判斷影響因素的方法是，平衡時間的影響一般是單方向的，而溫度的波動可能造成γ的升高或降低。造成接觸角滯后的主要原因是表面不平和表面不均勻（污染）。前進接觸角：以液固界面取代固氣界面后形成的接觸角，θA；后退接觸角：以固氣界面取代固液界面后形成的接觸角，θR。通常θA>θR。前進角和后退角的差異是樣品制備不當和測量技術不佳的結(jié)果。前進角一般反映與液體親合力較弱的那部分固體表面的潤濕性，因此，θA較大（COSθ?。?，而后退角反映與液體親合力較強的那部分固體表面的性質(zhì)，因此，θR較小。Φ值表示表面粗糙的程度，Φ值越大，θa-θR越大，接觸角滯后越嚴重。當θ＜90°表面粗化將使θ′＜θ，當θ＞90°，表面粗化將使θ′＞θ（接觸角變大，潤濕性變差）。對于具有潤濕性的體系，表面粗化對體系潤濕性起促進作用。而對于不能相互潤濕的體系，表面粗化則使體系更不潤濕。10影響潤濕作用的因素1)溫度溫度升高時，短鏈表面活性劑的潤濕性能不如長鏈的好。低溫時，長鏈的不如短鏈的好。對于聚環(huán)氧乙烷類非離子表面活性劑，溫度接近濁點時，潤濕性能最佳。2)濃度在低于表面活性劑的cmc情況下，潤濕時間的對數(shù)與濃度的對數(shù)呈線性關系。濃度提高，潤濕性能好，當濃度高于cmc時，不再呈線性關系．作為潤濕劑使用的表面活性劑濃度不宜過高，一般略高于cmc即可。3)分子結(jié)構(gòu)①疏水基直鏈烷基表面活性劑：直鏈碳原子數(shù)在8～12時表現(xiàn)出最佳的潤濕性能;碳原子數(shù)為12～16時具有較好的膠體性能，僅潤濕性能下降。HLB值在7～15范圍內(nèi)其潤濕性能最好。帶有支鏈的烷基苯磺酸鈉的潤濕力較直鏈烷基苯磺酸鈉為佳，其中以2-丁基辛基最為有效。苯環(huán)位于烷基鏈的中央者，潤濕力最佳.磷酸酯鹽中以烷基為雙辛基的潤濕性能最好。②親水基親水基在分子中間者的潤濕性能比在末端的好。非離子聚氧乙烯類表面活性劑的EO數(shù)：R一般以C7～C11的潤濕性最好，C12以上潤濕性下降。EO＝10～12時，潤濕性最好；EO＞12時，潤濕性急劇下降；EO數(shù)較低時，潤濕性也差。①同系物中，潤濕性隨碳鏈增加而增加都有一個最高值。②具有支鏈烷基的較直鏈烷基的潤濕性好。③離子型表面活性劑中親水基在分子鏈中央者，潤濕性最高，越向分子鏈末端靠近，其潤混性越差。④引入第二個親水基后，潤濕性將降低，酯化或酰胺化后將獲改善。⑤非離子型聚氧乙烯類表面活性劑中，潤濕性也隨氧乙烯數(shù)之增加而增加但也有一個極限值。⑥HLB值低適用于乳化劑，而HLB值高則適用于洗滌劑。4）固體的潤濕性質(zhì)γc是表征固體表面潤濕性的經(jīng)驗參數(shù)，對某一固體而言，γc越小，說明能在此固體表面上鋪展的液體便越少，其可潤濕狀越差（即表面能較低）。①體的潤濕性與極性有關，極性化合物的可潤濕性明顯優(yōu)于相應的完全非極性的化合物②高分子固體的可潤濕性與其元素組成有關，在碳氫鏈中氫被其他原子取代后，其潤濕性能將明顯改變，雜原子使其潤濕能力增加的順序如下：F＜H＜Cl＜Br＜I＜O＜N。同一原子取代越多則效果愈明顯。③附有兩親分子單層的高能表面顯示出低能表面的性質(zhì)。當?shù)湍鼙砻娴摩胏小于液體的γlg值時，這些液體便不能在自身的吸附膜上鋪展，這種現(xiàn)象叫做自憎現(xiàn)象。5）表面活性劑對潤濕性的影響可利用表面活性劑以改變體系潤濕性質(zhì)，這主要是從改變液體的表面張力入手。通過表面活性劑在界面上的吸附而使液體表面張力下降到能在固體表面上鋪展。1)潤濕劑γcmc和cmc值最低的表面活性劑應是最有效的潤濕劑。2)固體表面改性劑表面活性劑也可通過物理吸附或化學吸附以改變固體表面的組成和結(jié)構(gòu)，使高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?，而降低潤濕性。若表面活性劑的親水基在固體表面產(chǎn)生化學吸附，而使憎水基朝外，則這亦有利于降低固體的表面能而使其潤濕性降低，舉例甲基氯硅烷與固體表面上的羥基作用，釋出氯化氫，形成化學鍵Si-O鍵，普通的棉布因纖維中有醇羥基團而呈親水性，所以很易被水沾濕，不能防雨，若采用季胺鹽類活性劑與氟氫化合物混合處理后，表面活性劑的極性基與纖維的醇羥基結(jié)合而憎水基朝向空氣，從而使棉布表面從潤濕變?yōu)椴粷櫇?，由此方法可做成雨衣或防水布。以上討論的是極性固體的表面改性。若為非極性固體表面，若通過表面活性劑的吸附形成親水基向外的吸附層則可使憎水表面變?yōu)橛H水表面，即使其潤濕性提高，6）固體粒子在界面上的位置與浮選11、陽離子表面活性劑通常不能作為潤濕劑使用。原因：它極易吸附在通常帶負電的固體表面上，使帶正電荷的親水基指向固體，而憎水基指向溶液反而增大固面的憎水性，高能表面變成了低能表面，反而不易被水潤濕降低了水對其潤濕性能。12、作為潤濕劑分子的結(jié)構(gòu)特點①親油基鏈不宜太長，且?guī)в兄ф湥虎谟H水鏈在親油鏈地中間；③親油基鏈上最好帶有多個親水基；④親水基與溶劑的作用不宜太強。由于潤濕取決于在動態(tài)條件下表面張力降低的能力，因此潤濕劑不僅應具有良好的表面活性，而且既要能降低表面張力又要能擴散性好，能很快吸附在新的表面上。13、潤濕方面的應用：礦物的泡沫浮選；金屬的防銹、緩蝕；織物的防水、防油處理；農(nóng)藥中的應用。14、降低潤濕作用：原理是用表面活性物質(zhì)的極性部分選擇性吸附，非極性部分向外呈憎水性。例：一次性抽血器、防水整理劑。增加潤濕作用：農(nóng)藥噴灑15、表面活性劑的起泡和穩(wěn)定作用泡沫是氣體分散在液體中的分散體系。氣體是分散相，液體是分散介質(zhì)。泡沫是一種熱力學不穩(wěn)定體系，泡沫的穩(wěn)定性主要取決于排液快慢和液膜的強度，影響泡沫穩(wěn)定性的主要因素，就是影響液膜厚度和表面膜強度的因素。泡沫的穩(wěn)定性與那些條件相關呢？1）表面張力降低局部表面張力，表面張力低易于產(chǎn)生泡沫但不能保持泡沫有較好的穩(wěn)定性。2）界面膜的性質(zhì)破壞界面膜的彈性使其失去自動修復作用3）表面張力的修復作用降低膜黏度4）表面電荷固體顆粒5）泡內(nèi)氣體的擴散總之：液膜的強度最重要。能形成穩(wěn)定泡沫的液體，必須有兩個或兩個以上組分。起泡劑只在一定條件下（攪拌、鼓氣等）具有良好的起泡能力，但生成的泡沫不一定持久。為了提高泡沫的持久性，會加入增加泡沫穩(wěn)定性的表面活性劑，稱為穩(wěn)泡劑。16、消泡劑是指能夠破除已經(jīng)存在的泡沫的物質(zhì)。抑泡劑是指能夠阻止泡沫的產(chǎn)生的物質(zhì)。天然油脂、礦物油固體顆?！铣杀砻婊钚詣?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作用3降低膜黏度4固體顆粒無論是消泡劑或是抑泡劑，都是易于在溶液表面鋪展的液體。17、起泡和消泡的應用：起泡作用在滅火中的應用；起泡作用在原油開采中的應用。18、乳狀液定義：將一種或一種以上的液體以液珠的形式均勻分散到另一種與之不相溶的液體之中所形成的分散體系。形成條件：⑴必須有互不相溶的兩相；⑵必須有乳化劑的存在；⑶必須有適當?shù)臄嚢钘l件。乳狀液分類：例：油包水（W/O）型奶油；水包油（O/W）型乳；多重型（W/O/W）型冰淇淋乳狀液的特點：多相體系，相界面積大，表面自由能高，熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。乳化劑的作用：表面活性劑；降低界面張力；在分散相表面形成保護膜19、乳狀液類型的鑒別：稀釋法：水包油型乳狀液能與水混溶；油包水型乳狀液能與油混溶。電導法：利用水和油的電導率相差很大的原理。水包油型乳狀液電導率大，可使電路中串聯(lián)的氖燈發(fā)光。染色法：①加入“蘇丹III”：“蘇丹III”為油溶性染料。在乳狀液加入少量“蘇丹III”染料，油包水乳狀液整體呈紅色；水包油乳狀液，染料保持原狀。②加入亞甲基藍：亞甲基藍為水溶性。在乳狀液加入少量亞甲基藍染料，水包油乳狀液整體呈藍色；油包水乳狀液染料保持原狀。20、影響乳狀液穩(wěn)定性的因素：表面張力；界面膜的性質(zhì)；界面電荷；乳狀液分散介質(zhì)的黏度；固體粉末的加入。界面膜的強度和緊密程度是決定乳狀液穩(wěn)定性的重要因素。因此要注意兩方面：⑴使用足量的乳化劑保證有足夠的乳化劑分子能夠吸附于油－水界面上，形成高強度的界面膜。⑵選擇適宜分子結(jié)構(gòu)的乳化劑。21、影響乳狀液類型的因素：主要取決于乳化劑的類型1）HLB值表面活性劑的HLB值可決定形成乳狀液的類型：HLB2～6:形成W/O型乳狀液；HLB12～18:形成O/W型乳狀液?？筛鶕?jù)HLB值選擇乳化劑：HLBˉ，親油性-，<8親油；HLB-，親水性-，>8親水。2）相體積理論W/O型W/O或O/W型O/W型0%25.98%74.02%100%3）定向楔理論可以通過測定乳化劑的親油基和親水基的截面積，然后用A極/A非極來判斷。規(guī)則：當A極>A非極時，形成O/W型乳狀液；當A極<A非極時，形成W/O型乳狀液。4）溶解度規(guī)則：當表面活性劑在某一相中的溶解度較大時，該相通常是連續(xù)相—外相。習慣上用分配常數(shù)k來衡量乳化劑分子在油水兩相中的溶解度。分配系數(shù)比較大時，容易得到O/W型乳狀液，分配系數(shù)越大，O/W型乳狀液越穩(wěn)定。分配系數(shù)比較小時，則為W/O型乳狀液，分配系數(shù)越小，W/O型乳狀液越穩(wěn)定。5）容器器壁的影響如果容器表面是親水的，則水為連續(xù)相，不易被分解，形成O/W型乳狀液；如果容器表面是親油的，則油為連續(xù)相，不易被分解，形成W/O型乳狀液；6）固體粉末為乳化劑固體粒子的大部分應處在分散介質(zhì)中。故易被水潤濕的粘土、A12O3微粒，易成O／W型；易被油潤濕的炭黑、石墨粉易成W／O型7）界面張力差理論一個界面膜必有兩個面，故有兩個g。g較大的相易成為分散相。因這樣可減少該面的面積，結(jié)果是在g高這邊的液體就成了內(nèi)相（分散相）22、乳狀液穩(wěn)定性的測定方法①測定破乳時間：通過測定一定溫度下乳狀液的分層時間；②高速離心沉降法：測定乳狀液析出的油或水量；③測定ξ電位：對于O/W型乳狀液，當ξ電位越大，說明乳狀液越穩(wěn)定；④測定電穩(wěn)定性：破乳電壓越高，說明乳狀液越穩(wěn)定。23、乳化劑是能夠幫助乳狀液形成和保持穩(wěn)定的物質(zhì)。乳化劑主要是合成的表面活性劑、天然高分子物質(zhì)和固體粉末。乳化劑分為：陰離子、陽離子、兩性和非離子四類。24、乳狀液的分層、變型和破乳是乳狀液不穩(wěn)定性的三種表現(xiàn)方式分層：一種乳狀液變成了兩種乳狀液，一層中分散相比原來的多，另一層中相反。分層過程中，界面膜未破壞，故分層并未破乳，但分層最終將導致破乳。影響分層的因素：二相密度差越小越不易分層；液滴半徑越小越不易分層；液體的粘度越大越不易分層變型：O/W型變成了W/O型或相反的過程。破乳：使乳狀液破壞的過程稱為破乳或去乳化。乳狀液穩(wěn)定存在的主要原因是乳化劑的存在，所以，要破乳就要消除或削弱乳化劑的保護能力。常用的破乳方法有：溫度變化；添加無機鹽；電破乳；表面活性劑破乳普通乳狀液微乳液膠團溶液外觀不透明透明或半透明一般透明質(zhì)點大?。?.1μm，一般為多分散體系0.01～0.1μm，一般為單分散體系＜0.1μm質(zhì)點形狀一般為球狀球狀稀溶液中為球狀,溶液中可呈各種形狀熱力學穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易于分層穩(wěn)定穩(wěn)定表面活性劑用量少，一般不用多，一般加助劑濃度大于cmc即可與油、水混溶性O/W與水混溶，W/O與油混溶與油、水在一定范圍內(nèi)可混溶能增溶油或水直至飽和第三講固體表面的吸附固體表面特性：表面分子（原子）活動性差；固體表妹的粗糙性和不完整性；固體表面不均勻；固體表面能；固體性質(zhì)與歷史有關（造成表面自由能數(shù)值不同）固體表面的氣體或液體的濃度高于其本體濃度的現(xiàn)象，稱為固體的表面吸附。2、吸附（定義）一種物質(zhì)從一相轉(zhuǎn)移到另外一相的現(xiàn)象稱為吸附。物質(zhì)從流體相濃縮到固體表面吸附劑：具有吸附能力的固體物質(zhì)。①大的比表面②好的化學穩(wěn)定性（不與吸附質(zhì)發(fā)生反應）③良好的熱穩(wěn)定性和機械強度吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)。(2)吸附平衡S+GSG吸附解吸平衡時:ra=rdra:吸附速度S+GSG吸附解吸(3)吸附量單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積。 體積要換算成標準狀況單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。3、典型的吸附過程包括四個步驟待分離的料液通入吸附劑→吸附質(zhì)被吸附在吸附劑表面→料液流出→吸附質(zhì)解吸吸附劑再生→待分離的料液通入吸附劑4、吸附的分類(1)物理吸附：溶質(zhì)與吸附劑之間由于范德華力而產(chǎn)生的吸附。（定向力、誘導力、色散力、氫鍵力）(2)化學吸附：溶質(zhì)與吸附劑發(fā)生化學反應，形成牢固的吸附化學鍵和表面絡合物。(3)交換吸附：溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上，并置換出原先固定在這些帶電點上的其他離子。吸附特點（1）物理吸附:放熱小，可逆，單分子層或多分子層，選擇性差（2）化學吸附:放熱量大，單分子層，選擇性強（3）交換吸附:吸附劑吸附后同時放出等量的離子到溶液中物理吸附與化學吸附的比較如右圖6、幾種常用的吸附劑常用的吸附劑有極性的和非極性的兩種。按其化學結(jié)構(gòu)可分為有機吸附劑、無機吸附劑有機吸附劑有活性炭、球性炭化樹脂、聚酰胺、纖維素、大孔樹脂等；無機吸附劑有硅膠、活性氧化鋁Al2O3·nH2O、硅藻土、分子篩等。例：活性炭吸附非極性有機物；硅膠吸附大極性有機物；活性氧化鋁極性強，對水有很強的親和作用。7、吸附劑的選擇（相似互溶）：非極性吸附劑從極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)；高極性吸附劑從非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)；中等極性吸附劑對兩種情況均有吸附能力；孔徑與比表面（孔徑6倍于分子直徑）吸附法提取的生化物質(zhì)大多是弱極性或非極性，一般選非極性或中等極性。無機鹽的影響：無機鹽存在，對吸附不僅無干擾，還有促進作用（鹽析）。吸附pH：如果吸附劑和分子都不表現(xiàn)酸堿性，那吸附與pH無關。如果吸附劑和分子之一表現(xiàn)酸堿性，則吸附與pH有關。具體關系與吸附劑和分子的酸堿性關系而定。弱酸物質(zhì)：pH<pK弱堿物質(zhì)：pH>pK（呈分子狀態(tài)）中性物質(zhì)：pH無影響（不會電離）8、影響吸附的因素（一）吸附劑結(jié)構(gòu)1）比表面積吸附劑的粒徑越小，或是微孔越發(fā)達，其比表面積越大。吸附劑的比表面積越大，則吸附能越強。2）孔結(jié)構(gòu)吸附劑內(nèi)孔的大小和分布對吸附性能影響很大?？讖教?，比表面積小，吸附能力差；孔徑太小，則不利于吸附質(zhì)擴散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用，3）表面化學性質(zhì)（二）吸附質(zhì)的性質(zhì)對于一定的吸附劑，由于吸附質(zhì)性質(zhì)的差異，吸附效果也不一樣。（三）操作條件吸附是放熱過程，低溫有利于吸附，升溫有利于脫附.第四講陰離子表面活性劑1、陰離子表面活性劑的特性1）溶解度隨溫度的變化存在明顯的轉(zhuǎn)折點，即在較低的一段溫度范圍內(nèi)溶解度隨溫度上升非常緩慢，當溫度上升到某一定值時溶解度隨溫度上升而迅速增大，這個溫度叫做表面活性劑的克拉夫特點Krafftpoint一般離子型表面活性劑都有Krafft點。2）一般情況下與陽離子表面活性劑配伍性差，容易生成沉淀或使溶液變得渾濁，但在一些特定條件下與陽離子表面活性劑復配可極大地提高表面活性。3）抗硬水性能差，對硬水的敏感性表現(xiàn)出羧酸鹽＞磷酸鹽＞硫酸鹽＞磺酸鹽的變化順序。4）在疏水鏈和陰離子頭基之間引入短的聚氧乙烯鏈可極大地改善其耐鹽性能。5）在疏水鏈和陰離子頭基之間引入短的聚氧丙烯鏈可改善其在有機溶劑中的溶解性，但同時也降低了其生物降解性。6）羧酸鹽在酸中易析出自由羧酸，硫酸鹽在酸中可發(fā)生自催化作用迅速分解，其他類型陰離子表面活性劑在一般條件下是穩(wěn)定的。7）陰離子表面活性劑是家用洗滌劑、工業(yè)洗滌劑、干洗劑和潤濕劑的重要成分。2、陰離子表面活性劑的分類羧酸鹽carboxylate：羧酸鈉為主，在水中能夠電離出羧酸負離子，代表品種如硬脂酸鈉、N-甲基酰胺羧酸鹽和雷米幫A(C17H33CONHR(CONH)nCOONa油酰氨基羧酸鈉。磺酸鹽sulfonate：LAS,AOS,MES,SAS,NNO硫酸鹽sulfate：SDS,AES；磷酸鹽phosphate：有單酯和雙酯兩種類型；代表品種PK,PEK作業(yè)1、簡述陰離子表面活性劑的特性（見上面1）2、烷基苯磺酸鈉結(jié)構(gòu)與性能的關系①溶解度對于直鏈烷基苯磺酸鈉，烷基取代基的碳原子數(shù)越少，烷基鏈越短，疏水性越差，在室溫下越容易溶解在水中。反之，碳原子數(shù)越多，烷基鏈越長，疏水性越強，越難溶解。②表面張力隨著直鏈烷基苯磺酸鈉烷基碳原子數(shù)的增加，表面張力值呈下降趨勢。這里所指的表面張力是表面活性劑濃度高于CMC時溶液的表面張力。③潤濕力隨著直鏈烷基苯磺酸鈉烷基碳原子數(shù)的增加，表面活性劑的潤濕力呈下降趨勢。④起泡性隨著直鏈烷基苯磺酸鈉烷基碳原子數(shù)的增加，表面活性劑的起泡力增加。⑤洗凈力隨著直鏈烷基中碳原子數(shù)增多，表面活性劑的洗凈力逐漸提高。3、闡述烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)合成路線：烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)路線有多種，如下圖所示。第五講陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑的分類①胺鹽型是伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽表面活性劑的總稱。它們的性質(zhì)極其相似，且很多產(chǎn)品是伯胺與仲胺的混合物②季銨鹽型是最為重要的陽離子表面活性劑品種。既可溶于酸性溶液，又可溶于堿性溶液，具有一系列優(yōu)良的性質(zhì)，而且與其他類型的表面活性劑相容性好。結(jié)構(gòu)通式如右圖③雜環(huán)型：嗎啉型、吡啶型、咪唑型、哌嗪型、喹啉型④鎓鹽型按照攜帶正電荷的原子不同，陽離子表面活性劑還包括鏻鹽、锍鹽、鉮鹽和碘鎓化合物等。陽離子表面活性劑的性質(zhì)溶解性①一般情況下水溶性很好②隨著烷基碳鏈長度的增加，水溶性呈下降趨勢③疏水性烷基鏈的個數(shù)和鏈上的取代基對溶解性能也有影響④帶有C15以下烷基鏈的活性劑易溶于水，而C15以上的則水溶性較低，難溶于水⑤單長鏈烷基季銨鹽能溶于極性溶劑，但不溶于非極性溶劑⑥雙長鏈烷基季銨鹽幾乎不溶于水，而溶于非極性溶劑⑦季銨鹽的烷基含不飽和基團時，能增加它們的水溶性。2）Krafft溫度點①當表面活性劑溶液為過飽和狀態(tài)時，Krafft點應是離子型表面活性劑單體、膠束和未溶解的表面活性劑固體共存的三相點②Krafft點越高，表明該表面活性劑越難溶，溶解度越低；反之，Krafft點越低，說明該表面活性劑越容易溶解，溶解性能越好③同系物的碳氫鏈越長其Krafft點的溫度越高，通過Krafft點可以衡量表面活性劑的溶解性能。④通常Krafft點與表面活性劑疏水基碳鏈的長度呈線性關系Krafft點＝a+bna,b是常數(shù)，n為碳鏈所含碳原子的個數(shù)根據(jù)上述關系式，碳鏈越長，n值越大，則Krafft點越高3）表面活性①隨著烷基碳鏈長度的增加，表面張力逐漸下降②分子結(jié)構(gòu)相同時,在一定范圍內(nèi)，表面張力隨活性劑溶液的濃度升高而降低，降低到一定數(shù)值時又隨溶液濃度的升高而增加4）臨界膠束濃度烷基碳鏈長度增加，臨界膠束濃度降低3、合成陽離子表面活性劑的主要反應是N-烷基化反應，其中叔胺與烷基化試劑作用，生成季銨鹽的反應也叫做季銨化反應。4、陽離子表面活性劑的應用：消毒殺菌劑；腈綸勻染劑；抗靜電劑；礦物浮選劑；相轉(zhuǎn)移催化劑；織物柔軟劑陽離子表面活性劑最突出的特點具有消毒殺菌作用5、陽離子表面活性劑在水溶液中呈現(xiàn)正電性，形成帶正電荷的表面活性離子；與陰離子和非離子表面活性劑相比，使用量相對較少。第六講兩性表面活性劑1、廣義地說：所謂兩性表面活性劑，是指同時具有兩種離子性質(zhì)的表面活性劑。通常所說的兩性表面活性劑，是指由陰離子和陽離子所組成的表面活性劑。換言之，單就兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)來講，在親水基一端既有陽離子(+)也有陰離子(-)。2、兩性表面活性劑的特性1）具有等電點2）可以和所有其他類型的表面活性劑復配3）毒性低、對皮膚眼睛刺激性小4）耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性5）良好的生物降解性3、兩性表面活性劑的分類1）按陰離子部分的親水基團分類：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型、磷酸酯鹽型2）按整體化學結(jié)構(gòu)分類：甜菜堿型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型4、兩性表面活性劑的性質(zhì)1）兩性表面活性劑的等電點2）臨界膠束濃度與pH的關系3）pH對表面活性劑溶解度和發(fā)泡性的影響4）在基質(zhì)上的吸附量及殺菌性與pH的關系5）甜菜堿型表面活性劑CMC與碳鏈長度的關系6）兩性表面活性劑的溶解度和Krafft點7）表面活性劑結(jié)構(gòu)對鈣皂分散力的影響8）去污力5、兩性表面活性劑的應用：洗滌劑及香波組分；殺菌消毒；纖維柔軟劑；縮絨劑；抗靜電劑；金屬緩蝕劑；電鍍助劑第七講非離子表面活性劑1、非離子型表面活性劑在水溶液中不電離。其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團（醚基或羥基）與水構(gòu)成氫鍵實現(xiàn)溶解的一類表面活性劑。2、非離子表面活性劑特點1)是表面活性劑家族第二大類，產(chǎn)量僅次于陰離子表面活性劑。2)由于非離子表面活性劑不能在水溶液中離解為離子，因此，穩(wěn)定性高，不受酸、堿、鹽所影響，耐硬水性強。3)與其它表面活性劑及添加劑相容性較好，可與陰、陽、兩性離子型表面活性劑混合使用。4)由于在溶液中不電離，故在一般固體表面上不易發(fā)生強烈吸附。5)聚氧乙烯型非離子表面活性劑的物理化學性質(zhì)強烈依賴于溫度，隨溫度升高，在水中變得不溶(濁點現(xiàn)象)。但糖基非離子表面活性劑的性質(zhì)具有正常的溫度依賴性，如溶解性隨溫度升高而增加。6)非離子表面活性劑具有高表面活性，其水溶液的表面張力低，臨界膠團濃度低，膠團聚集數(shù)大，增溶作用強，具有良好的乳化力和去污力。7)與離子型表面活性劑相比，非離子表面活性劑一般來講起泡性能較差，因此適合于配制低泡型洗滌劑和其它低泡型配方產(chǎn)品。8)非離子表面活性劑在溶液中不帶電荷，不會與蛋白質(zhì)結(jié)合，因而毒性低，對皮膚刺激性也較小。9)非離子表面活性劑產(chǎn)品，大部分呈液態(tài)或漿狀，這是與離子型表面活性劑不同之處。3、分類按親水基結(jié)構(gòu)的不同，分為1）聚乙二醇型：由含有活潑氫的憎水性原料同環(huán)氧乙烷加成反應制成。2）多元醇型：脂肪酸與多元醇如甘油、失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分酯。4、非離子表面活性劑的性質(zhì)：HLB值；濁點及親水性；CMC；表面張力；潤濕性；起泡性和洗滌性生物降解性和毒性；聚乙二醇型非離子表面活性劑HLB值HLB=E/5E加成聚環(huán)氧乙烷的質(zhì)量分數(shù)多元醇型非離子表面活性劑HLB值HLB=20(1–S/A)S多元醇酯的皂化值；A原料脂肪酸的的酸值5、濁點（非離子SAA）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。-當冷卻時，氫鍵又恢復，因而又變?yōu)橥该魅芤骸?、影響非離子表面活性劑濁點的因素濁點隨著環(huán)氧乙烷加成數(shù)的增加而升高。但到100℃以上后，上升率非常緩慢。影響因素有：1）疏水基的種類2）疏水基碳鏈的長度3）親水基的影響4）添加劑的影響7、非離子表面活性劑的CMC較低原因：1）非離子表面活性劑本身不發(fā)生電離，不帶電荷，沒有靜電斥力，易形成膠束；2）分子中的親水部分體積較大，只靠極性原子形成氫鍵溶于水，與離子型表面活性劑相比，與溶劑作用力較弱，易形成膠束。規(guī)律：1）隨著疏水基碳鏈長度的增加，表面活性劑的親水性下降，CMC降低；2）隨著聚氧乙烯聚合度的增加，表面活性劑的親水性增強，CMC提高。本章作業(yè)1、聚乙二醇型非離子表面活性劑為何具有親水性和濁點。這類表面活性劑的親水性，是靠分子中的氧原子與水中的氫形成氫鍵、產(chǎn)生水化物而具有的。聚乙二醇鏈有兩種狀態(tài)：在無水狀態(tài)時為鋸齒型，而在水溶液中主要是曲折型。在水中成為曲折型時，親水性的氧原子即被置于鏈的外側(cè)，憎水性的-CH2-基位于里面，因而鏈周圍就變得容易與水結(jié)合。此結(jié)構(gòu)雖然很大，但其整體恰似一個親水基。因此，聚乙二醇鏈顯示出較大的親水性。分子中環(huán)氧乙烷的聚合度越大，即醚鍵-O-越多，親水性越大。氫鍵的鍵能較低，結(jié)構(gòu)松馳。當表面活性劑的水溶液溫度升高時，分子的熱運動加劇，結(jié)合在氧原子上的水分子脫落，形成的氫鍵遭到破壞，使親水性降低，表面活性劑在水中的溶解度下降。當溫度升高到一定程度時，表面活性劑從溶液中析出，使原來透明的溶液變渾濁，這時的溫度為濁點。2、環(huán)氧乙烷的性能及生產(chǎn)方法環(huán)氧乙烷：一種最簡單的環(huán)醚，在常溫下是無色的氣體，在低于10.7℃時是無色易流動的液體，有乙醚的氣味，其蒸氣對眼和鼻粘膜有刺激性，易溶于水、多數(shù)有機溶劑,與水、酒精、乙醚相互混溶?；瘜W性質(zhì)非常活潑，能與許多化合物起加成反應，與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為3%-100%（體積）。環(huán)氧乙烷是一種高毒性物質(zhì)，空氣中允許量為100PPM，吸入環(huán)氧乙烷能引起麻醉中毒。無色透明、無機械雜質(zhì)。環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物統(tǒng)稱為環(huán)氧乙烷加成物，簡稱為加成物，有酯型、醚型、胺型等幾類。環(huán)氧乙烷是制備非離子表面活性劑的重要原料，它的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有兩種：氯醇法和直接氧化法氯醇法生產(chǎn)包括兩個基本反應：乙烯與次氯酸生成氯乙醇；氯乙醇脫氯化氫反應生成環(huán)氧乙烷直接氧化法該法的生產(chǎn)過程是乙烯和氧在銀催化劑的催化下氧化制得環(huán)氧乙烷脂肪醇聚氧乙烯醚的制備。4、簡述APG的性能與應用。APG性能：APG為非離子表面活性劑，兼有非離子和陰離子兩類表面活性劑的特征。①它的表面活性高。②APG在濃堿和電解質(zhì)（硅酸鈉）溶液中仍能保持較高的表面活性。③疏水基中碳數(shù)不同的APG的cmc值與聚氧乙烯脂肪醇醚的相接近，但碳數(shù)不同的APG，其CMC的連接斜率卻與脂肪醇硫酸鹽的相接近。④APG泡沫豐富，與陰離子表面活性劑差不多，但受水質(zhì)硬度的影響較大，這與聚氧乙烯脂肪醇醚的性能不同。⑤它的去污能力與LAS和TX-10相近，隨著水硬度的增加，去污力下降。⑥它與陰離子、非離子和陽離子表面活性劑復配具有協(xié)同效應，可提高表面活性，并降低其他表面活性劑的刺激性。⑦它還具有殺菌、提高酶活力的性能，是一種具有發(fā)展前景的以天然資源為原料的表面活性劑。應用：民用洗滌劑、化妝品、工業(yè)清洗劑、生物化工、食品添加劑、塑料和建材助劑、農(nóng)藥增效劑、衍生物開發(fā)第八講增溶作用增溶作用又叫加溶作用，在水溶液中由于表面活性劑的存在能使原來不溶或微溶于水的有機物的溶解度顯著高于純水，這種作用稱為表面活性劑的增溶作用增溶作用的特點a.表面活性劑的增溶作用只在cmc以上，膠團大量生成后才顯現(xiàn)出來．b.增溶作用不同于助溶作用．助溶作用是指利用混合溶劑來增大溶解度．一種物質(zhì)不溶于水，但可通過加入另一種與水混溶的溶劑來增加其溶解度，此種過程稱為助溶作用。助溶過程需要加入大量的與水互溶的有機溶劑。而在增溶作用中表面活性劑的用量很少。水的性質(zhì)沒有明顯改變c.增溶作用不同于乳化作用。增溶是自發(fā)過程，加溶后的溶液仍然是均相透明的，是熱力學穩(wěn)定體系；乳化不是自發(fā)的，乳化作用得到的是熱力學不穩(wěn)定的多分散體系．d.增溶也不同于一般的溶解：溶解過程會使溶劑的依數(shù)性質(zhì)，如冰點下降，滲透壓等有很大的變化；增溶對溶劑的依數(shù)性影響很小．增溶方式a.增溶于膠團內(nèi)核；b.增溶物分子與形成膠團的活性劑分子穿插排列，形成柵欄層；c.增溶于膠團表面，即被“吸附于膠團表面”；d.增溶于膠團外部聚氧乙烯的極性基層之間。以上四種增溶方式中，其增溶量的大小順序為：d>b>a>c增溶能力的表示：a.表面活性劑的增溶能力可以用增溶物溶度與表面活性劑溶液濃度之比——S/Cs來表示。也可以用S/Cs-cmc表示。S/Cs：表示表面活性劑的加溶能力，S/Cs-cmc：表示膠團的加溶量。b.增溶能力也可以用增溶物在膠團中和在溶劑中的分配系數(shù)來表示影響加溶能力的因素表面活性劑結(jié)構(gòu)的影響疏水基：碳鏈長短、是支鏈亦或直鏈、碳鏈上有無不飽和基團或其他極性基團、是否含有氟或硅等。親水基：離子的類型，離子的種類，親水基的反離子，聚氧乙烯的長度等。兩個基本依據(jù)：形成的膠團越大或其聚集數(shù)越大，其加溶能力越強。臨界膠團濃度越低，加溶能力越強。疏水基帶支鏈的表面活性劑其加溶能力低于直鏈的表面活性劑；疏水基中含有不飽和結(jié)構(gòu)的，其加溶能力也相對較低。具有同樣疏水基的不同離子類型的表面活性劑其加溶量一般具有以下規(guī)律：非離子型>陽離子型>陰離子型另外，離子型表面活性劑反離子的變化也會影響其加溶能力。b.加溶物結(jié)構(gòu)的影響一般而言，加溶物的極性越小、碳氫鏈越長，加溶程度越低。c.電解質(zhì)的影響在這一情況中，有兩個因素起作用，一是加入電解質(zhì)引起離子表面活性劑cmc的變化和膠團聚集數(shù)的變化二是膠團表面排列更加緊密，從而影響極性加溶物加溶到表面活性劑分子之間。d.有機添加劑的影響非極性加溶物的加溶會增加極性加溶物的加溶；極性加溶物的加溶也會促進非極性加溶物的加溶。e.溫度的影響對離子型表面活性劑，升高溫度一般會引起極性和非極性物加溶程度增加。加溶應用：微乳狀液和膠團催化增溶作用—作業(yè)1.什么是表面活性劑的增溶（加溶）作用？它的特點是什么？（見上面1、2）2.增溶方式包括哪四種？其增溶量的大小順序是怎樣的？（見上面3）3.試述表面活性劑的結(jié)構(gòu)對增溶量有何影響？還有哪些因素影響表面活性劑溶液的加溶能力？（見上面5）第九講分散作用洗滌作用1、分散一般是指把一種物質(zhì)分散于另一種物質(zhì)中以形成分散體系的過程。其中被分散的相叫分散相，另一相叫分散介質(zhì)。分散體系是熱力學不穩(wěn)定體系，其穩(wěn)定性受時間、pH值、溫度、添加劑等影響。2、分散體系穩(wěn)定的DLVO理論a.分散粒子之間存在著相互作用的排斥能和吸引能的平衡。b.排斥能是由粒子周圍同電性的雙電層產(chǎn)生的，或者是由粒子－溶劑的相互作用產(chǎn)生的。c.吸引能主要由vanderWaalsforce產(chǎn)生。d.吸引能總是為負值，在無窮遠處趨近于零，隨粒子之間的靠近而減小。e.排斥能總是為正值，其值在無窮遠處也趨近于零，隨粒子之間距離的靠近逐漸增大。f.排斥能受粒子大小、形狀、相互間距離、表面電勢、分散液介電常數(shù)、雙電層有效厚度等因素影響。3、分散體在較大質(zhì)點距離時(即第二極小處)發(fā)生的聚集稱為絮凝；在距離較近處(即第一極小處)發(fā)生的聚集，稱為聚沉。如圖4、表面活性劑的分散作用（1）固體粉末分散于液體中的三個基本過程： a.分散介質(zhì)應完全潤濕固體粉末，液體取代固體表面空氣； b.質(zhì)點團粒脫聚、分散； c.防止分散質(zhì)點再聚集。(2)表面活性劑在上述過程中的作用：對于a過程，根據(jù)鋪展系數(shù)對于b過程(質(zhì)點團粒脫聚、分散)，表面活性劑的作用：一是表面活性劑吸附于固體“微裂縫”中，可以減少固體質(zhì)點分裂（分散）所需的機械功。二是離子表面活性劑吸附于團粒質(zhì)點表面上時，可使團粒中質(zhì)點獲得相同符號的電荷，質(zhì)點就互相排斥而易于分散于液體中。對于c過程(防止分散質(zhì)點再聚集)，在水為分散介質(zhì)的分散體系中，表面活性劑吸附時以其親水基朝向水相，于是降低質(zhì)點與