表面活性剂化学知识点概述

表面活性剂化学知识点概述
表面活性剂化学知识点概述

表面活性剂化学 第一讲 表面活性剂概述

1、降低表面张力为正吸附,溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面活性物质。增加表面张力为负吸附,溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面惰性物质。

2、表面张力γ :作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用 γ表示,单位是N·m -1。 影响纯物质的γ的因素

(1) 物质本身的性质(极性液体比非极性液体大,固体比液体大)

(2) 与另一相物质有关。纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。 (3)与温度有关:一般随温度升高而下降. (4)受压力影响较小. 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构”

亲油基:一般是由长链烃基构成,以碳氢基团为主 亲水基:一般为带电的离子基团和不带电的极性基团

疏水基的疏水性大小:脂肪烷基>脂肪烯基>脂肪烃-芳基>芳基>带有弱亲水基的烃基。 相同的脂肪烃疏水性强弱顺序:烷烃>环烷烃>烯烃>芳香烃。

从HLB 值考虑,亲水基亲水性的大小排序: -SO4Na 、-SO3Na 、-OPO3Na 、-COONa 、—OH 、—O - 4、离子表面活性剂

(一)阴离子表面活性剂:起表面活性作用的部分是阴离子。 1)高级脂肪酸盐:

①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐

②分类:一价金属皂(钾、钠皂);二价或多价皂(铅、钙、铝皂);有机胺皂(三乙醇胺皂) ③性质:具有良好的乳化能力,易被酸及多价盐破坏,电解质使之盐析。 ④应用:具有一定的刺激性,只供外用。 2)硫酸化物: ①通式:R-OSO3-M+

②分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油);高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。

③性质:可与水混溶,为无刺激的去污剂和润湿剂;乳化性很强,稳定、耐酸、钙,易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。 ④应用:代替肥皂洗涤皮肤;有一定刺激性,主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。 3)磺酸化物: ①通式:R·SO3-M+

②分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂磺酸钠;烷基芳基磺酸化物,如十二烷基苯磺酸钠,常用洗涤剂;烷基苯磺酸化物;胆酸盐,如牛磺胆酸钠。

③性质:水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。

④应用: 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂;较好的洗涤剂。 (二)阳离子表面活性剂:起作用的是阳离子,亦称阳性皂。 1)结构:含有一个五价氮原子。

2)特点:水溶性大,在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用 3)应用:杀菌;防腐;皮肤、粘膜手术器械的消毒。 4)常用药物:①苯扎氯铵(洁尔灭);②苯扎溴铵 (新洁尔灭) (三)两性离子表面活性剂 ● 分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂,随介质的pH 可成阳或阴离子型。 ● 常用品种:卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。 ●

最大优点:适用于任何PH 溶液,在等电点时也无沉淀。

极性头

8-18C 长链烷基等非极性基团

性质:碱性水溶液中呈阴离子性质,起泡性良好、去污力亦强; 酸性水溶液中呈阳离子性质,杀菌力很强,毒性小。

5、 非离子表面活性剂:在水溶液中不解离。

1)结构组成:亲水基多为聚氧乙烯基构成,由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。稳定性高,与其他类型表面活性剂相容性好,可混合使用

①亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇);

②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基); ③酯键、醚健

2)性质: 毒性,溶血作用较小,化学上不解离,不易受电解质,pH 值的影响;能与大多数药物配伍,应用广泛(外用、内服、注射)。

6、亲水亲油平衡 对非离子型的表面活性剂,HLB 的计算公式为:

例如:石蜡无亲水基,所以HLB=0;聚乙二醇,全部是亲水基,HLB=20。其余非离子型表面活性剂的HLB 值介于0~20之间。 根据需要,可根据HLB 值选择合适的表面活性剂。例如:HLB 值在2~6之间,可作油包水型的乳化剂;8~10之间作润湿剂;12~18之间作为水包油型乳化剂。

HLB 值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| | 石蜡 W/O 乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 |

|————| 聚乙二醇

O/W 乳化剂

7、表面活性的表征

1)胶团化能力: 临界胶团浓度(cmc) 浓度范围,开始大量形成胶团cmc 越小,越容易自聚 2)表面张力降低的量度

(1)降低溶剂表面张力至一定值时,所需表面活性剂的浓度:效率 (2)表面张力降低所能达到的最大程度:能力 8、表面活性剂的基本功能

9、表面活性剂的用途 1)工业清洗 2)工业助剂

(一)阴离子型 水溶性的:疏水基是直链型的主要用作洗涤剂,清洁剂,憎水基是支链型的则作为渗透剂,润湿剂及纤维印染助剂使用

(二)阳离子型 抗静电剂,纤维的柔软剂,选矿中的捕获剂或是浮选剂,金属制品的缓蚀剂等,也可用于防霉和杀菌. (三)两性型 抗静电,纤维柔软,特种洗涤剂以及香波,化妆品等. (四)非离子型 各种复配剂型表面活性剂的生产. 思考题 ●

表面活性剂的定义是什么?简述其分类方法。

表面活性剂是这样一种物质,它活跃于表面和界面上,具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中

HLB 值=

亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量

×100/5

(界)面上吸附, 降低表(界)面张力,改变体系表(界)面的物理化学性质

起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、铺展、渗透、润滑、抗静电、杀菌等

内部自聚多种类型的分子有序组合体胶团催化、形成微乳状液、作为间隔化反应介质和微反应器、药物载体、洗涤等

子层厚度接近纳米级

可作为制备超细微粒的模板(模板功能)

2.按疏水基分类

碳氢表面活性剂 氟表面活性剂 硅表面活性剂 聚氧丙烯

形成分子有序组合体,从而具有一系列应用功能。

溶入少量就能显著降低表面张力的物质也称表面活性物质或表面活性剂。

比较传统的定义:具有两亲结构能明显降低水的表面张力的有机化合物,称为表面活性剂.如肥皂,液体洗涤剂中的活性成份:烷基苯磺酸钠,卵磷脂等. 表面活性剂的分类 1.按亲水基分类:

表面活性剂一般是以其亲水基团结构来分类的,其中注意的是两性型表面活剂是指分子带有两个亲水基团,一个带正电,一个带负电;混合型:RO- 为疏水基团,以烷基醇、烷基酚居多,也可以是烷基羟酸、烷基酰胺等; (-CH2CH2O-)n 为聚氧乙烯链, 属非离子亲水基, n 为聚合加成数; -DM 为阴离子盐基, 属阴离子亲水基, D 主要为-SO3- 、-PO32- 等酸根离子,M 主要为Na+、K+等金属离子或乙醇胺类。

两性表面活性剂:R-NHCH 2-CH 2COOH 氨基酸型 CH3 |

R-N+-CH2COO- 甜菜碱型 | CH3

4、非离子表面活性剂

(1)脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH

,俗称平平加系列,具良好湿润性能

(2)烷基酚聚氧乙烯醚R-(C6H4)-O(C2H4O)nH ,俗称 OP 系列,化学性质稳定,抗氧化性能强 (3)聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH ,常用作起泡剂、增粘剂

(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 类 及 Tween 类表面活性剂即属此类。具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验。 3.其他分类方法:

A .从应用功能出发

B .溶解特性

C .分子量大小

D. 普通表面活性剂.特种表面活性剂.合成表面活性剂.天然表面活性剂.生物表面活性剂

什么是界面?什么是表面?界面和表面有何联系?

阴离子表面 活性剂

R –COONa 羧酸盐

R –SO 3Na 磺酸盐

R –OSO 3Na 硫酸盐

R –OP(O)(ONa)2 磷酸盐

表面活性剂

离子型表活剂 非离子型表活剂

两性表活剂

阴离子型表活剂 阳离子型表活剂 混合型表活剂

大极性头

如RN +H 2CH 2COO - 如RSO 4-Na +

如RN +(CH 3)3X - RN +(CH 3)2OH

如RSOCH 3

如R (OC 2H 4)n OH

界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。

严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。 常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面。

表面活性剂的结构特点是什么?(见3)

第二讲 表面活性剂作用原理 1、胶束

表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会自相结合,形成聚集体,使憎水基向里、亲水基向外,这种多分子聚集体称为胶束。

随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。 胶束:表面活性剂分子三三两两聚集在一起、憎水基靠在一起,形成的小胶团。 2、临界胶束浓度简称CMC ——表面活性剂形成胶束的最低浓度

1)定义:表面活性剂在水中随着浓度增大,表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层,多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶束,这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。此时,表面活性剂分子在表面饱和,表面张力降低到最低值 2) 影响CMC 的因素

①表面活性剂的结构:主要包括表面活性剂的碳氢链链长(C ↑,CMC ↓),碳氢链分支数目(分支多,烃链间作用力↓,CMC ↑)、极性基位置(极性基位于烃链中间,CMC ↑)、碳氢链中其它取代基(烃链中有极性基团时,CMC ↑)、亲水基团(CMC 离子> CMC 非离子)

②外部条件:温度(T ↑,CMC 非离子↓) 临界胶团浓度的影响因素

(1)表面活性剂类型:在疏水基相同的情况下,离子型表面活性剂的cmc 比非离子型表面活性剂的大,大约要有1-2个数量级的差别。 (2)疏水基碳氢链长度的影响:同类型的表面活性剂的临界胶团浓度随疏水基增大而降低。这是表面活性剂分子或离子间的疏水相互作用增强的结果。 (3)碳氢链分支及极性基位置的影响:在具有同样组成的各种表面活性剂分子异构体中,具有直碳氢链结构的临界胶团浓度最低。 (4)碳氢链上其它取代基的影响:疏水基中有不饱和双键或者引入极性基-O-或-OH ,临界胶团浓度增大。 (5)疏水基化学组成的影响:当表面活性剂碳氢基团的氢被氟所取代时,其临界胶团浓度往往会降低很多。 (6)亲水基团的影响:拥有有机反离子的表面活性剂比拥有普通无机反离子的表面活性剂的临界胶团浓度要低。 3、单一表面活性剂的HLB 值计算

例1 聚氧乙烯醚类和多元醇类非离子表面活性剂

例1

HLB 值。已知壬基酚聚氧乙烯醚的相对分子量为616 )×9=396故:HLB =MH/M =(396/616)×20=12.86 2)多元醇脂肪酸酯类非离子表面活性剂

式中

S 为多元醇酯的皂化值;A 为原料脂肪酸的酸值

-皂化值S 表征了表面活性剂相对分子质量的大小(1克油脂完全皂化时所需要的氢氧化钾的毫克数)。

-酸值A 代表亲油基的大小(中和1克油中的酸性物质所需氢氧化钾的毫克数为酸值。) 酸值过大,说明油品氧化变质严重 所以S/A 是亲油基质量在表面活性剂质量中所占百分数;1-S/A 代表亲水基质量在表面活性剂质量中所占百分数 例2,

硬脂酸单甘酯的酸值A 测得为198,皂化值为161,所以其

HLB =20(1-161/1983)通用的表面活性剂HLB 值经验计算式 ?

基团数法

该式的意义:在求SAA 的HLB 值时,可以把SAA 的分子分为一些基团,每一个基团对HLB 的贡献称为基团数,HLB 是各基团贡献之和。

例3:太古油的分子式为求其HLB 值

解:亲水基:一个 基团数为1×11;一个-COOH 、基团数为1×2.1;一个-O -、基团数为1×1.3 亲水基团数之和为:11+1.3+2.1=14.4

∑∑-+=(亲油的基团数)

亲水的基团数)(7HLB SO 3

Na

亲油基:13个—CH2—、基团数为13×0.475;3个

3×0.475;一个—CH3为1×0.475 亲油基团数之

和为(13+3+1)×0.475=8.075

太古油的HLB值应为:HLB=7+14.4-8.075=13.3

4、不同HLB值的SAA用途

增溶剂:15~18 去污剂:13~16 O/W乳化剂:8~16 润湿剂:7~9 W/O乳化剂:3~8 消泡剂:1~3

6、润湿作用

润湿是指在固体表面上一种液体取代另一种与之不相混溶的流体的过程。

润湿过程可分为三类:沾湿浸湿铺展

(1)沾湿:液体与固体由不接触到接触,变液气界面和固气界面为固液界面的过程

Wa = γlg +γsg –γsl = -?G Wa: 粘附功 > 0 自发

(2)浸湿:固体浸入液体的过程。(洗衣时泡衣服)固气界面为固液界面替代, 液体表面并无变化。

-?G = γsg - γsl = Wi Wi: 浸润功 >0 是浸湿过程能否自动进行的依据

(3)铺展:以固液界面取代固气界面同时,液体表面扩展的过程。

铺展系数S = γsg -(γlg + γsl) = -?G ≥ 0 时液体可以在固体表面上自动展开,连续地从固体表面上取代气体。

又可写成:S = Wi-γlg ,则:若要铺展系数大于0,则Wi必须大于γlg。

γlg是液体表面张力,表征液体收缩表面的能力。与之相应,Wi则体现了固体与液体间粘附的能力。因此,又称之为黏附张力。用符号A表示。 A= Wi=γsg –γsl

三种润湿过程自发进行的条件都可用黏附张力来表示。Wa = A + γlg > 0 ;Wi = A> 0;S = A - γlg> 0 |S|<|Wi|<|Wa|因此,凡是能够自行铺展的体系,其它润湿过程皆能自发进行。反之则不然。

小结:(1)无论哪一种润湿都是界面现象,其过程实质都是界面性质及界面能量的变化

(2)对比三者发生的条件

沾湿: Wa = γlg +γsg - γsl≥ 0

浸湿:γsg - γsl ≥ 0

铺展: S = γsg -(γlg + γsl) ≥ 0

(3)固气和固液界面能对体系的三种润湿作用的贡献是一致的。

7、接触角与杨氏方程

完全润湿:将液体滴在固体表面上,此液体在固体表面可铺展形成一薄层。

部分润湿:将液体滴在固体表面上,此液体在固体表面以一小液滴的形式停留于固体表面。

若在固、液、气三相交界处,作气-液界面的切线,自此切线经过液体内部到达固-液交界线之间的夹角,被称之为接触角(contactangle),以θ表示之。θ<90°固体是亲液固体。θ>90°固体是疏液的。

Yang’s 方程:γsg - γsl =γlgcosθ也称为润湿方程。

Wa = γlg(cosθ + 1) ≥ 0 θ≤ 180 沾湿;A = Wi = γlgcosθ≥ 0 θ≤ 90 浸湿

S = γlg(cosθ -1) = 0 θ= 0 铺展; Wa = γlg(cosθ + 1) ≥ 0 θ≤ 180 沾湿

A = Wi = γlgcosθ≥ 0 θ≤ 90 浸湿;S = γlg(cosθ -1) = 0 θ= 0 铺展

习惯上将θ =90°定义润湿与否的标准。θ > 90°为不润湿,θ < 90°为润湿。

例题:293K时,水和苯的表面张力分别为0.0729N?m-1和0.0289N?m-1,水和苯的表面张力为0.035N?m-1,试通过计算说明(1)水能否在苯的表面上哪个铺展开?(2)苯能否在水的表面上铺展开?

S = γsg -(γlg + γsl)

(1)S=0.0289-(0.0728+0.0350)=-0.0789<0说明水不能在苯的表面上铺展开。

(2)S=0.0728-(0.0289+0.0350)=0.0089>0说明苯能在水的表面上铺展开。

或用接触角来判断:γsg - γsl =γlgcosθ

(1)cosθ= (γg-C6H6- γH2O-C6H6)/ γg-H2O θ > 90°为不铺展,θ < 90°为铺展。

8、接触角的测量

(一)角度测量法(量角法)

(1) 切线法由于简单、易操作等原因, 躺滴法和悬泡法成为使用最为广泛的方法。

(2) 斜板法(3) 光点反射法此法有较好的测量精度。但只能测定小于90?的接触角。

(二)长度测量法小滴法

(三)力测量法:

(四)透过测量法:(1)透过高度法(2)透过速度法

9、影响接触角的因素;平衡时间和体系温度的恒定。还有接触角滞后和吸附作用

简单判断影响因素的方法是,平衡时间的影响一般是单方向的,而温度的波动可能造成γ的升高或降低。

造成接触角滞后的主要原因是表面不平和表面不均匀(污染)。

前进接触角:以液固界面取代固气界面后形成的接触角,θA;后退接触角:以固气界面取代固液界面后形成的接触角,θR。通常θA >θR。前进角和后退角的差异是样品制备不当和测量技术不佳的结果。

前进角一般反映与液体亲合力较弱的那部分固体表面的润湿性,因此,θA较大(COSθ小),而后退角反映与液体亲合力较强的那部分固体表面的性质,因此,θR较小。

Φ值表示表面粗糙的程度,Φ值越大,θa-θR越大,接触角滞后越严重。

当θ<90°表面粗化将使θ′<θ,当θ>90°,表面粗化将使θ′>θ(接触角变大,润湿性变差)。对于具有润湿性的体系,表面粗化对体系润湿性起促进作用。而对于不能相互润湿的体系,表面粗化则使体系更不润湿。

10影响润湿作用的因素

1)温度温度升高时,短链表面活性剂的润湿性能不如长链的好。低温时,长链的不如短链的好。对于聚环氧乙烷类非离子表面活性剂,温度接近浊点时,润湿性能最佳。

2)浓度在低于表面活性剂的cmc情况下,润湿时间的对数与浓度的对数呈线性关系。浓度提高,润湿性能好,当浓度高于cmc时,不再呈线性关系.作为润湿剂使用的表面活性剂浓度不宜过高,一般略高于cmc即可。

3)分子结构

①疏水基直链烷基表面活性剂:直链碳原子数在8~12时表现出最佳的润湿性能;碳原子数为12~16时具有较好的胶体性能,仅润湿性能下降。HLB值在7~15范围内其润湿性能最好。带有支链的烷基苯磺酸钠的润湿力较直链烷基苯磺酸钠为佳,其中以2-丁基辛基最为有效。苯环位于烷基链的中央者,润湿力最佳.磷酸酯盐中以烷基为双辛基的润湿性能最好。

②亲水基亲水基在分子中间者的润湿性能比在末端的好。

非离子聚氧乙烯类表面活性剂的EO数:R一般以C7~C11的润湿性最好,C12以上润湿性下降。

●EO=10~12时,润湿性最好;

●EO>12时,润湿性急剧下降;

●EO数较低时,润湿性也差。

①同系物中,润湿性随碳链增加而增加都有一个最高值。

②具有支链烷基的较直链烷基的润湿性好。

③离子型表面活性剂中亲水基在分子链中央者,润湿性最高,越向分子链末端靠近,其润混性越差。

④引入第二个亲水基后,润湿性将降低,酯化或酰胺化后将获改善。

⑤非离子型聚氧乙烯类表面活性剂中,润湿性也随氧乙烯数之增加而增加但也有一个极限值。

⑥HLB值低适用于乳化剂,而HLB值高则适用于洗涤剂。

4)固体的润湿性质

γc是表征固体表面润湿性的经验参数,对某一固体而言,γc越小,说明能在此固体表面上铺展的液体便越少,其可润湿状越差(即表面能较低)。

①体的润湿性与极性有关,极性化合物的可润湿性明显优于相应的完全非极性的化合物

②高分子固体的可润湿性与其元素组成有关,在碳氢链中氢被其他原子取代后,其润湿性能将明显改变,杂原子使其润湿能力增加的顺序如下:F<H<Cl<Br<I<O<N。同一原子取代越多则效果愈明显。

③附有两亲分子单层的高能表面显示出低能表面的性质。

当低能表面的γc小于液体的γlg值时,这些液体便不能在自身的吸附膜上铺展,这种现象叫做自憎现象。

5)表面活性剂对润湿性的影响

可利用表面活性剂以改变体系润湿性质,这主要是从改变液体的表面张力入手。通过表面活性剂在界面上的吸附而使液体表面张力下降到能在固体表面上铺展。

1) 润湿剂

γcmc和cmc值最低的表面活性剂应是最有效的润湿剂。

2) 固体表面改性剂

表面活性剂也可通过物理吸附或化学吸附以改变固体表面的组成和结构,使高能表面变为低能表面,而降低润湿性。

若表面活性剂的亲水基在固体表面产生化学吸附,而使憎水基朝外,则这亦有利于降低固体的表面能而使其润湿性降低, 举例甲基氯硅烷与固体表面上的羟基作用,释出氯化氢,形成化学键Si-O 键,普通的棉布因纤维中有醇羟基团而呈亲水性,所以很易被水沾湿,不能防雨,若采用季胺盐类活性剂与氟氢化合物混合处理后,表面活性剂的极性基与纤维的醇羟基结合而憎水基朝向空气,从而使棉布表面从润湿变为不润湿,由此方法可做成雨衣或防水布。

以上讨论的是极性固体的表面改性。若为非极性固体表面,若通过表面活性剂的吸附形成亲水基向外的吸附层则可使憎水表面变为亲水表面,即使其润湿性提高, 6)固体粒子在界面上的位置与浮选

11、阳离子表面活性剂通常不能作为润湿剂使用。

原因:它极易吸附在通常带负电的固体表面上,使带正电荷的亲水基指向固体,而憎水基指向溶液反而增大固面的憎水性,高能表面变成了低能表面,反而不易被水润湿降低了水对其润湿性能。 12、作为润湿剂分子的结构特点

①亲油基链不宜太长,且带有支链;②亲水链在亲油链地中间;③亲油基链上最好带有多个亲水基;④亲水基与溶剂的作用不宜太强。

由于润湿取决于在动态条件下表面张力降低的能力,因此润湿剂不仅应具有良好的表面活性,而且既要能降低表面张力又要能扩散性好,能很快吸附在新的表面上。

13、润湿方面的应用:矿物的泡沫浮选; 金属的防锈、缓蚀; 织物的防水、防油处理;农药中的应用。

14、降低润湿作用:原理是用表面活性物质的极性部分选择性吸附,非极性部分向外呈憎水性。例:一次性抽血器、防水整理剂。增加润湿作用:农药喷洒 15、表面活性剂的起泡和稳定作用

泡沫是气体分散在液体中的分散体系。气体是分散相,液体是分散介质。泡沫是一种热力学不稳定体系,泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度,影响泡沫稳定性的主要因素,就是影响液膜厚度和表面膜强度的因素。 泡沫的稳定性与那些条件相关呢?

1)表面张力

降低局部表面张力,表面张力低易于产生泡沫但不能保持泡沫有较好的稳定性。

2)界面膜的性质 破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用 3)表面张力的修复作用 降低膜黏度 4)表面电荷 固体颗粒 5)泡内气体的扩散

总之:液膜的强度最重要。能形成稳定泡沫的液体,必须有两个或两个以上组分。 起泡剂只在一定条件下(搅拌、鼓气等)具有良好的起泡能力,但生成的泡沫不一定持久。 为了提高泡沫的持久性,会加入增加泡沫稳定性的表面活性剂,称为稳泡剂。 16、消泡剂是指能够破除已经存在的泡沫的物质。

→ 1 降低局部表面张力

2 破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用

3 降低膜黏度

4 固体颗粒

无论是消泡剂或是抑泡剂,都是易于在溶液表面铺展的液体。

17、起泡和消泡的应用:起泡作用在灭火中的应用;起泡作用在原油开采中的应用。 18、乳状液

定义:将一种或一种以上的液体以液珠的形式均匀分散到另一种与之不相溶的液体之中所形成的分散体系。 形成条件:⑴ 必须有互不相溶的两相;⑵ 必须有乳化剂的存在;⑶ 必须有适当的搅拌条件。 乳状液分类:

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 乳状液的特点:多相体系,相界面积大,表面自由能高,热力学不稳定系统。 乳化剂的作用:表面活性剂;降低界面张力;在分散相表面形成保护膜

19、乳状液类型的鉴别:

稀释法: 水包油型乳状液能与水混溶;油包水型乳状液能与油混溶。

电导法: 利用水和油的电导率相差很大的原理。水包油型乳状液电导率大,可使电路中串联的氖灯发光。

染色法:①加入“苏丹III”:“苏丹III”为油溶性染料。在乳状液加入少量“苏丹III”染料,油包水乳状液整体呈红色;水包油乳状液,染料保持原状。②加入亚甲基蓝:亚甲基蓝为水溶性。在乳状液加入少量亚甲基蓝染料,水包油乳状液整体呈蓝色;油包水乳状液染料保持原状。

20、影响乳状液稳定性的因素 :表面张力; 界面膜的性质; 界面电荷; 乳状液分散介质的黏度; 固体粉末的加入。 界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素。因此要注意两方面:⑴ 使用足量的乳化剂保证有足够的乳化剂分子能够吸附于油-水界面上,形成高强度的界面膜。⑵ 选择适宜分子结构的乳化剂。 21、影响乳状液类型的因素:主要取决于乳化剂的类型 1)HLB 值 表面活性剂的HLB 值可决定形成乳状液的类型: HLB 2~6: 形成W/O 型乳状液; HLB 12~18:形成O/W 型乳状液。

可根据HLB 值选择乳化剂:HLB ↓,亲油性↑,< 8 亲油; HLB ↑,亲水性↑,> 8 亲水。 2)相体积理论

W/O 型 W/O 或O/W 型 O/W 型

0% 25.98% 74.02% 100% 3)定向楔理论 ? 可以通过测定乳化剂的亲油基和亲水基的截面积,然后用A 极 /A 非极来判断。 ?

规则:当A 极>A 非极时,形成O/W 型乳状液;当A 极

4) 溶解度规则:当表面活性剂在某一相中的溶解度较大时,该相通常是连续相—外相。 习惯上用分配常数k 来衡量乳化剂分子在油水两相中的溶解度。

分配系数比较大时,容易得到O/W 型乳状液,分配系数越大,O/W 型乳状液越稳定。 分配系数比较小时,则为W/O 型乳状液,分配系数越小, W/O 型乳状液越稳定。 5)容器器壁的影响

如果容器表面是亲水的,则水为连续相,不易被分解,形成O/W 型乳状液;如果容器表面是亲油的,则油为连续相,不易被分解,形成W/O 型乳状液;

6)固体粉末为乳化剂 固体粒子的大部分应处在分散介质中。故易被水润湿的粘土、A12O 3微粒,易成O /W 型;易被油润湿的炭黑、石墨粉易成W /O 型

7)界面张力差理论 一个界面膜必有两个面,故有两个γ。 γ 较大的相易成为分散相。因这样可减少该面的面积,结果是在

γ高这边的液体就成了内相(分散相)

22、乳状液稳定性的测定方法

①测定破乳时间:通过测定一定温度下乳状液的分层时间;②高速离心沉降法:测定乳状液析出的油或水量;③测定ξ电位:对于O/W 型乳状液,当ξ电位越大,说明乳状液越稳定;④ 测定电稳定性:破乳电压越高,说明乳状液越稳定。 23、乳化剂是能够帮助乳状液形成和保持稳定的物质。乳化剂主要是合成的表面活性剂、天然高分子物质和固体粉末。 乳化剂分为:阴离子、阳离子、两性和非离子四类。

24、乳状液的分层、变型和破乳是乳状液不稳定性的三种表现方式

分层:一种乳状液变成了两种乳状液,一层中分散相比原来的多,另一层中相反。分层过程中,界面膜未破坏,故分层并未破乳,但分层最终将导致破乳。

影响分层的因素:二相密度差 越小越不易分层; 液滴半径 越小越不易分层;液体的粘度 越大越不易分层 变型:O/W 型变成了W/O 型或相反的过程。 破乳:使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。

乳状液稳定存在的主要原因是乳化剂的存在,所以,要破乳就要消除或削弱乳化剂的保护能力。 常用的破乳方法有:温度变化;添加无机盐;电破乳;表面活性剂破乳

普通乳状液 微乳液 胶团溶液

外观 不透明

透明或半透明

一般透明 质点大小

>0.1μm ,一般为多分散体系 0.01~0.1μm ,一般为单分散体系 <0.1μm

质点形状 一般为球状

球状

稀溶液中为球状,溶液中可呈各种形状

热力学稳定性 不稳定,易于分层 稳定

稳定

表面活性剂用量 少,一般不用

多,一般加助剂

浓度大于cmc 即可 与油、水混溶性 O/W 与水混溶 ,W/O 与油混溶

与油、水在一定范围内可混溶

能增溶油或水直至饱和

第三讲 固体表面的吸附

1、 固体表面特性:表面分子(原子)活动性差;固体表妹的粗糙性和不完整性;固体表面不均匀;固体表面能;固体性质与历史有关(造成表面自由能数值不同)

固体表面的气体或液体的浓度高于其本体浓度的现象,称为固体的表面吸附。

2、吸附(定义)一种物质从一相转移到另外一相的现象称为吸附。物质从流体相浓缩到固体表面

吸附剂:具有吸附能力的固体物质。①大的比表面②好的化学稳定性(不与吸附质发生反应)③ 良好的热稳定性和机械强度 吸附质:被吸附的物质。 (2) 吸附平衡

平衡时 : r a = r d r a :吸附速度 r d :解吸速度

(3) 吸附量

单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。 体积要换算成标准状况

单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。 3、典型的吸附过程包括四个步骤

待分离的料液通入吸附剂→吸附质被吸附在吸附剂表面→料液流出→吸附质解吸吸附剂再生→待分离的料液通入吸附剂 4、吸附的分类

(1)物理吸附:溶质与吸附剂之间由于范德华力而产生的吸附。(定向力、诱导力、色散力、氢键力) (2)化学吸附:溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面络合物。

(3)交换吸附:溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上,并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。 5、 吸附特点

(1) 物理吸附: 放热小,可逆,单分子层或多分子层,选择性差 (2) 化学吸附: 放热量大,单分子层,选择性强

(3) 交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等量的离子到溶液中 物理吸附与化学吸附的比较如右图 6、几种常用的吸附剂

常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。 按其化学结构可分为有机吸附剂、无机吸附剂

有机吸附剂有活性炭、球性炭化树脂、聚酰胺、纤维素、大孔树脂等;无机吸附剂有硅胶、活性氧化铝 Al 2O 3·nH 2O 、硅藻土、分子筛等。

例:活性炭吸附非极性有机物;硅胶吸附大极性有机物;活性氧化铝极性强,对水有很强的亲和作用。

7、吸附剂的选择(相似互溶):非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质;高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质;中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力;孔径与比表面(孔径6倍于分子直径) 吸附法提取的生化物质大多是弱极性或非极性,一般选非极性或中等极性。

3-1

/ m g q V m =?单位:-1

/ mol g q n m =?单位:

无机盐的影响:无机盐存在,对吸附不仅无干扰,还有促进作用(盐析)。

吸附pH:如果吸附剂和分子都不表现酸碱性,那吸附与pH无关。如果吸附剂和分子之一表现酸碱性,则吸附与pH有关。具体关系与吸附剂和分子的酸碱性关系而定。

弱酸物质:pHpK (呈分子状态)中性物质:pH无影响(不会电离)

8、影响吸附的因素

(一)吸附剂结构

1)比表面积吸附剂的粒径越小,或是微孔越发达,其比表面积越大。吸附剂的比表面积越大,则吸附能越强。

2)孔结构吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能影响很大。孔径太大,比表面积小,吸附能力差;孔径太小,则不利于吸附质扩散,并对直径较大的分子起屏蔽作用,

3)表面化学性质

(二)吸附质的性质对于一定的吸附剂,由于吸附质性质的差异,吸附效果也不一样。

(三)操作条件吸附是放热过程,低温有利于吸附,升温有利于脱附.

第四讲阴离子表面活性剂

1、阴离子表面活性剂的特性

1)溶解度随温度的变化存在明显的转折点,即在较低的一段温度范围内溶解度随温度上升非常缓慢,当温度上升到某一定值时溶解度随温度上升而迅速增大,这个温度叫做表面活性剂的克拉夫特点Krafft point一般离子型表面活性剂都有Krafft点。2)一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差,容易生成沉淀或使溶液变得浑浊,但在一些特定条件下与阳离子表面活性剂复配可极大地提高表面活性。

3)抗硬水性能差,对硬水的敏感性表现出羧酸盐>磷酸盐>硫酸盐>磺酸盐的变化顺序。

4)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧乙烯链可极大地改善其耐盐性能。

5)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧丙烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性,但同时也降低了其生物降解性。

6)羧酸盐在酸中易析出自由羧酸,硫酸盐在酸中可发生自催化作用迅速分解,其他类型阴离子表面活性剂在一般条件下是稳定的。

7)阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业洗涤剂、干洗剂和润湿剂的重要成分。

2、阴离子表面活性剂的分类

?羧酸盐 carboxylate:羧酸钠为主,在水中能够电离出羧酸负离子,代表品种如硬脂酸钠、N-甲基酰胺羧酸盐和雷米帮A (C17H33CONHR(CONH)n COONa油酰氨基羧酸钠。

?磺酸盐 sulfonate:LAS, AOS, MES, SAS, NNO

?硫酸盐 sulfate:SDS, AES;

?磷酸盐 phosphate:有单酯和双酯两种类型;代表品种PK, PEK

作业

?1、简述阴离子表面活性剂的特性(见上面1)

?2、烷基苯磺酸钠结构与性能的关系

①溶解度对于直链烷基苯磺酸钠,烷基取代基的碳原子数越少,烷基链越短,疏水性越差,在室温下越容易溶解在水中。反之,碳原子数越多,烷基链越长,疏水性越强,越难溶解。

②表面张力随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加,表面张力值呈下降趋势。这里所指的表面张力是表面活性剂浓度高于CMC时溶液的表面张力。

③润湿力随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加,表面活性剂的润湿力呈下降趋势。

④起泡性随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加,表面活性剂的起泡力增加。

⑤洗净力随着直链烷基中碳原子数增多,表面活性剂的洗净力逐渐提高。

?3、阐述烷基苯磺酸钠的生产

合成路线:烷基苯磺酸钠的生产路线有多种,如下图所示。

N

R 4R 2

R 1R

3

.

X

第五讲 阳离子表面活性剂 1、 阳离子表面活性剂的分类

①胺盐型是伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐表面活性剂的总称。它们的性质极其相似,且很多产品是伯胺与仲胺的混合物 ②季铵盐型是最为重要的阳离子表面活性剂品种。既可溶于酸性溶液,又可溶于碱性溶液,具有一系列优良的性质,而且与其他类型的表面活性剂相容性好 。结构通式如右图 ③杂环型:吗啉型 、吡啶型 、咪唑型、哌嗪型、喹啉型

④鎓盐型 按照携带正电荷的原子不同,阳离子表面活性剂还包括鏻盐、锍盐、鉮盐和碘鎓化合物等。 2、 阳离子表面活性剂的性质 1) 溶解性

①一般情况下水溶性很好②随着烷基碳链长度的增加,水溶性呈下降趋势③疏水性烷基链的个数和链上的取代基对溶解性能也有影响④带有C 15以下烷基链的活性剂易溶于水,而C 15以上的则水溶性较低,难溶于水⑤单长链烷基季铵盐能溶于极性溶剂,但不溶于非极性溶剂 ⑥双长链烷基季铵盐几乎不溶于水,而溶于非极性溶剂 ⑦季铵盐的烷基含不饱和基团时,能增加它们的水溶性。

2) Krafft 温度点

①当表面活性剂溶液为过饱和状态时,Krafft 点应是离子型表面活性剂单体、胶束和未溶解的表面活性剂固体共存的三相点②Krafft 点越高,表明该表面活性剂越难溶,溶解度越低;反之,Krafft 点越低,说明该表面活性剂越容易溶解,溶解性能越好③同系物的碳氢链越长其Krafft 点的温度越高,通过Krafft 点可以衡量表面活性剂的溶解性能。④通常Krafft 点与表面活性剂疏水基碳链的长度呈线性关系

Krafft 点 = a + bn a, b 是常数,n 为碳链所含碳原子的个数 ?

根据上述关系式,碳链越长,n 值越大,则Krafft 点越高

3) 表面活性

①随着烷基碳链长度的增加,表面张力逐渐下降 ②分子结构相同时,在一定范围内,表面张力随活性剂溶液的浓度升高而降低,降低到一定数值时又随溶液浓度的升高而增加

4) 临界胶束浓度 烷基碳链长度增加,临界胶束浓度降低

3、合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基化反应,其中叔胺与烷基化试剂作用,生成季铵盐的反应也叫做季铵化反应。

4、阳离子表面活性剂的应用:消毒杀菌剂; 腈纶匀染剂; 抗静电剂; 矿物浮选剂; 相转移催化剂; 织物柔软剂 阳离子表面活性剂最突出的特点具有消毒杀菌作用

5、阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性,形成带正电荷的表面活性离子;与阴离子和非离子表面活性剂相比,使用量相对较少。

第六讲 两性表面活性剂

1、广义地说:所谓两性表面活性剂,是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。

通常所说的两性表面活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。换言之,单就两性表面活性剂结构来讲,在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。 2、两性表面活性剂的特性

1)具有等电点2) 可以和所有其他类型的表面活性剂复配3) 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小4) 耐硬水性和耐高浓度电解质性5)良好的生物降解性 3、两性表面活性剂的分类

1) 按阴离子部分的亲水基团分类:羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型 2 )按整体化学结构分类:甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型 4、两性表面活性剂的性质

1)两性表面活性剂的等电点2)临界胶束浓度与pH的关系3)pH对表面活性剂溶解度和发泡性的影响4)在基质上的吸附量及杀菌性与pH的关系5)甜菜碱型表面活性剂CMC与碳链长度的关系6)两性表面活性剂的溶解度和Krafft点7)表面活性剂结构对钙皂分散力的影响8)去污力

5、两性表面活性剂的应用:洗涤剂及香波组分;杀菌消毒;纤维柔软剂;缩绒剂;抗静电剂;金属缓蚀剂;电镀助剂

第七讲非离子表面活性剂

1、非离子型表面活性剂在水溶液中不电离。其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团(醚基或羟基)

与水构成氢键实现溶解的一类表面活性剂。

2、非离子表面活性剂特点

1)是表面活性剂家族第二大类,产量仅次于阴离子表面活性剂。

2)由于非离子表面活性剂不能在水溶液中离解为离子,因此,稳定性高,不受酸、碱、盐所影响,耐硬水性强。

3)与其它表面活性剂及添加剂相容性较好,可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混合使用。

4)由于在溶液中不电离,故在一般固体表面上不易发生强烈吸附。

5)聚氧乙烯型非离子表面活性剂的物理化学性质强烈依赖于温度,随温度升高,在水中变得不溶(浊点现象)。但糖基非离子表面活性剂的性质具有正常的温度依赖性,如溶解性随温度升高而增加。

6)非离子表面活性剂具有高表面活性,其水溶液的表面张力低,临界胶团浓度低,胶团聚集数大,增溶作用强,具有良好的乳化力和去污力。

7)与离子型表面活性剂相比,非离子表面活性剂一般来讲起泡性能较差,因此适合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配方产品。

8)非离子表面活性剂在溶液中不带电荷,不会与蛋白质结合,因而毒性低,对皮肤刺激性也较小。

9)非离子表面活性剂产品,大部分呈液态或浆状,这是与离子型表面活性剂不同之处。

3、分类按亲水基结构的不同,分为

1)聚乙二醇型:由含有活泼氢的憎水性原料同环氧乙烷加成反应制成。

2)多元醇型:脂肪酸与多元醇如甘油、失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分酯。

4、非离子表面活性剂的性质:HLB值;浊点及

亲水性;CMC;表面张力;润湿性;起泡性和洗涤

性生物降解性和毒性;

聚乙二醇型非离子表面活性剂 HLB值

HLB = E / 5 E加成聚环氧乙烷的质量分数

多元醇型非离子表面活性剂 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、浊点(非离子SAA)

非离子SAA的水溶性:它能溶于水是因为乙氧基及羟基中的氧原子都有可能与水分子形成氢键

定义:升高温度时非离子型表面活性剂溶液由透明变浑浊,降低温度溶液又会由浑浊变透明,由透明变浑浊和由浑浊变透明的平均温度称做为非离子SAA的浊点

原因:-氢键键能较小,所以醚键氧原子与水分子的结合力比较松弛。

-如果将聚氧乙烯类非离子SAA的水溶液加热时,随着温度的上升,结合的水分子则由于热运动而逐渐脱离,因而亲水性也逐渐降低而变为不溶于水,以致开始的透明溶液变成浑浊的液体。

-当冷却时,氢键又恢复,因而又变为透明溶液。

6、影响非离子表面活性剂浊点的因素

浊点随着环氧乙烷加成数的增加而升高。但到 100℃以上后,上升率非常缓慢。影响因素有:1)疏水基的种类2)疏水基碳链的长度3)亲水基的影响4)添加剂的影响

7、非离子表面活性剂的CMC 较低

原因:1)非离子表面活性剂本身不发生电离,不带电荷,没有静电斥力,易形成胶束;2)分子中的亲水部分体积较大,只靠极性原子形成氢键溶于水,与离子型表面活性剂相比,与溶剂作用力较弱,易形成胶束。

规律:1)随着疏水基碳链长度的增加,表面活性剂的亲水性下降,CMC降低; 2)随着聚氧乙烯聚合度的增加,表面活性剂的亲水性增强,CMC提高。

本章作业

1、聚乙二醇型非离子表面活性剂为何具有亲水性和浊点。

这类表面活性剂的亲水性,是靠分子中的氧原子与水中的氢形成氢键、产生水化物而具有的。聚乙二醇链有两种状态:在无水状态时为锯齿型,而在水溶液中主要是曲折型。在水中成为曲折型时,亲

水性的氧原子即被置于链的外侧,憎水性的-CH2-基位于里面,因而链周围

就变得容易与水结合。此结构虽然很大,但其整体恰似一个亲水基。因此,

聚乙二醇链显示出较大的亲水性。

分子中环氧乙烷的聚合度越大,即醚键-O-越多,亲水性越大。氢键的键能较低,结构松驰。当表面活性剂的水溶液温度升高时,分子的热运动加剧,结合在氧原子上的水分子脱落,形成的氢键遭到破坏,使亲水性降低,表面活性剂在水中的溶解度下降。当温度升高到一定程度时,表面活性剂从溶液中析出,使原来透明的溶液变浑浊,这时的温度为浊点。

2、环氧乙烷的性能及生产方法

环氧乙烷:一种最简单的环醚,在常温下是无色的气体,在低于 10.7℃时是无色易流动的液体,有乙醚

的气味,其蒸气对眼和鼻粘膜有刺激性,易溶于水、多数有机溶剂,与水、酒精、乙醚相互混溶。化学性质非常活泼,能与许多化合物起加成反应,与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为3%-100%(体积)。环氧乙烷是一种高毒性物质,空气中允许量为100PPM,吸入环氧乙烷能引起麻醉中毒。无色透明、无机械杂质。

环氧乙烷的加成产物统称为环氧乙烷加成物,简称为加成物,有酯型、醚型、胺型等几类。

环氧乙烷是制备非离子表面活性剂的重要原料,它的工业生产方法主要有两种:氯醇法和直接氧化法

氯醇法生产包括两个基本反应:乙烯与次氯酸生成氯乙醇;氯乙醇脱氯化氢反应生成环氧乙烷

直接氧化法该法的生产过程是乙烯和氧在银催化剂的催化下氧化制得环氧乙烷

3、脂肪醇聚氧乙烯醚的制备。

4、简述APG的性能与应用。

APG性能:APG为非离子表面活性剂,兼有非离子和阴离子两类表面活性剂的特征。①它的表面活性高。②APG在浓碱和电解质(硅酸钠)溶液中仍能保持较高的表面活性。③疏水基中碳数不同的APG的cmc值与聚氧乙烯脂肪醇醚的相接近,但碳数不同的APG,其CMC的连接斜率却与脂肪醇硫酸盐的相接近。④APG泡沫丰富,与阴离子表面活性剂差不多,但受水质硬度的影响较大,这与聚氧乙烯脂肪醇醚的性能不同。⑤它的去污能力与LAS和TX-10相近,随着水硬度的增加,去污力下降。⑥它与阴离子、非离子和阳离子表面活性剂复配具有协同效应,可提高表面活性,并降低其他表面活性剂的刺激性。⑦它还具有杀菌、提高酶活力的性能,是一种具有发展前景的以天然资源为原料的表面活性剂。

应用:民用洗涤剂、化妆品、工业清洗剂、生物化工、食品添加剂、塑料和建材助剂、农药增效剂、衍生物开发

第八讲增溶作用

1、增溶作用又叫加溶作用,在水溶液中由于表面活性剂的存在能使原来不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著高于纯水,这种作用称为表面活性剂的增溶作用

2、增溶作用的特点

a.表面活性剂的增溶作用只在cmc以上,胶团大量生成后才显现出来.

b.增溶作用不同于助溶作用.助溶作用是指利用混合溶剂来增大溶解度.一种物质不溶于水,但可通过加入另一种与水混溶的溶剂来增加其溶解度,此种过程称为助溶作用。助溶过程需要加入大量的与水互溶的有机溶剂。而在增溶作用中表面活性剂的用量很少。水的性质没有明显改变

c.增溶作用不同于乳化作用。增溶是自发过程,加溶后的溶液仍然是均相透明的,是热力学稳定体系;乳化不是自发的,乳化作用得到的是热力学不稳定的多分散体系.

d.增溶也不同于一般的溶解:溶解过程会使溶剂的依数性质,如冰点下降,渗透压等有很大的变化;增溶对溶剂的依数性影响很小.

3、增溶方式a.增溶于胶团内核;b.增溶物分子与形成胶团的活性剂分子穿插排列,形成栅栏层;c.增溶于胶团表面,即被“吸附于胶团表面”;d.增溶于胶团外部聚氧乙烯的极性基层之间。以上四种增溶方式中,其增溶量的大小顺序为:d>b>a>c

4、增溶能力的表示:a.表面活性剂的增溶能力可以用增溶物溶度与表面活性剂溶液浓度之比——S/C s来表示。也可以用S/C s-cmc表示。S/C s:表示表面活性剂的加溶能力, S/C s-cmc:表示胶团的加溶量。

b.增溶能力也可以用增溶物在胶团中和在溶剂中的分配系数来表示

5、影响加溶能力的因素

a.

表面活性剂结构的影响

疏水基:碳链长短、是支链亦或直链、碳链上有无不饱和基团或其他极性基团、是否含有氟或硅等。亲水基:离子的类型,离子的种类,亲水基的反离子,聚氧乙烯的长度等。

两个基本依据:形成的胶团越大或其聚集数越大,其加溶能力越强。临界胶团浓度越低,加溶能力越强。

疏水基带支链的表面活性剂其加溶能力低于直链的表面活性剂;疏水基中含有不饱和结构的,其加溶能力也相对较低。

具有同样疏水基的不同离子类型的表面活性剂其加溶量一般具有以下规律:非离子型 > 阳离子型 > 阴离子型

另外,离子型表面活性剂反离子的变化也会影响其加溶能力。 b.加溶物结构的影响 一般而言,加溶物的极性越小、碳氢链越长,加溶程度越低。

c.电解质的影响 在这一情况中,有两个因素起作用,一是加入电解质引起离子表面活性剂cmc 的变化和胶团聚集数的变化二是胶团表面排列更加紧密,从而影响极性加溶物加溶到表面活性剂分子之间。

d.有机添加剂的影响 非极性加溶物的加溶会增加极性加溶物的加溶;极性加溶物的加溶也会促进非极性加溶物的加溶。

e.温度的影响 对离子型表面活性剂,升高温度一般会引起极性和非极性物加溶程度增加。 6、 加溶应用:微乳状液和胶团催化 增溶作用—作业

1.什么是表面活性剂的增溶(加溶)作用?它的特点是什么?(见上面1、2)

2.增溶方式包括哪四种?其增溶量的大小顺序是怎样的?(见上面3)

3.试述表面活性剂的结构对增溶量有何影响?还有哪些因素影响表面活性剂溶液的加溶能力?(见上面5)

第九讲 分散作用 洗涤作用

1、分散一般是指把一种物质分散于另一种物质中以形成分散体系的过程。其中被分散的相叫分散相,另一相叫分散介质。 分散体系是热力学不稳定体系,其稳定性受时间、pH 值、温度、添加剂等影响。

2、分散体系稳定的DLVO 理论

a.分散粒子之间存在着相互作用的排斥能和吸引能的平衡。

b.排斥能是由粒子周围同电性的双电层产生的,或者是由粒子-溶剂的相互作用产生的。

c.吸引能主要由van der Waals force 产生。

d.吸引能总是为负值,在无穷远处趋近于零,随粒子之间的靠近而减小。

e.排斥能总是为正值,其值在无穷远处也趋近于零,随粒子之间距离的靠近逐渐增大。

f.排斥能受粒子大小、形状、相互间距离、表面电势、分散液介电常数、双电层有效厚度等因素影响。

3、分散体在较大质点距离时(即第二极小处)发生的聚集称为絮凝;在距离较近处(即第一极小处)发生的聚集,称为聚沉。如图

4、表面活性剂的分散作用

(1)固体粉末分散于液体中的三个基本过程: a.分散介质应完全润湿固体粉末,液体取代固体表面空气; b.质点团粒脱聚、分散;

c.防止分散质点再聚集。

(2)表面活性剂在上述过程中的作用: 对于a 过程,根据铺展系数

对于b 过程(质点团粒脱聚、分散),表面活性剂的作用:一是表面活性剂吸附于固体“微裂缝”中,可以减少固体质点分裂(分散)所需的机械功。 二是离子表面活性剂吸附于团粒质点表面上时,可使团粒中质点获得相同符号的电荷,质点就互相排斥而易于分散于液体中。

对于c 过程(防止分散质点再聚集),在水为分散介质的分散体系中,表面活性剂吸附时以其亲水基朝向水相,于是降低质点与水之间的界面张力γ

sl

,使分散体系的稳定性提高。

5、高分子的桥联作用机理

lg

/γγγ--=sl sg s l S

高分子表面活性剂分子中含有几个功能团时,能吸附在多个分散剂质点上,在浓度较稀的时候产生桥联作用,导致絮凝.

6、洗涤作用定义:将浸在某种介质中的固体表面的污垢去除的过程称为洗涤。

洗涤剂作用:减弱污垢与固体表面的粘附作用。一是降低污垢与物体表面的结合力,具有使污垢脱离物体表面的能力;

二是具有防止污垢再沉积的能力。即降低水的表面张力改善水对洗涤物表面的润湿性,增强污垢的分散和悬浮能力

7、洗涤作用的影响因素

①被洗织物和污垢的性质,以及污垢与织物之间的结合状态

②洗涤液的组成:1)表面活性剂的性质和浓度;2)助洗剂的性质和浓度;3)洗涤液中由被洗织物带入的悬浮物质(如泥土等) 的性质和浓度;4)洗涤液的PH值;5)洗涤液的组成和性质在洗涤过程中发生的变化.

③洗涤过程的物理和机械条件④污垢、被洗物和洗涤液之间的相对数量等。⑤洗涤温度⑥污垢质点大小污垢质点越大,越容易从表面除去

8、从表面活性剂的类型来看:阴离子表面活性剂的洗涤性能较全面,性能最好;非离子表面活性剂次之;而阳离子型表面活性剂不宜用作洗涤剂。

9、表面活性剂的疏水链的长度对洗涤效果有一定的影响。一般说来,碳氢链愈长者,洗涤性能愈好。链过长者,溶解度度变差,洗涤性能也降低

阴离子型表面活性剂作为洗涤剂特点:价廉,与碱类并用可以提高洗涤力,在高温时溶解性也不下降。

非离子型表面活性剂作为洗涤剂没有同性电荷的排斥极易靠拢,使水溶液表面上的疏水基团的密度增加,从而显著降低了水溶液的表面张力,而具有较出色的润湿、增溶、乳化、分散和去污功能。优点:洗涤力大,泡沫少,容易制成浓状品,在较广泛的温度范围内都具有好的洗涤性。

洗涤剂用阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂一般不作为洗涤主剂。它在洗涤剂中有两种应用形式:一是与非离子表面活性剂复配;二是在衣物洗涤后的漂洗过程中单独使用

两性离子表面活性剂的分子结构中既带正电荷又带有负电荷。由于分子结构的特殊性,它在使用过程中具有以下特点:低毒性和对皮肤,眼睛的低刺激性;良好生物降解性和配伍性;良好的润湿性,洗涤性和发泡沫性。两性表面活性剂一般不作为主剂使用,主要利用它兼有阴离子表面活性剂的洗涤性质和阳离子表面活性剂对织物起柔软作用的性质来改善洗后手感,或利用它们在酸性溶液中的稳定作用来配制特种清洗剂。

10、洗涤助洗剂:在合成洗涤剂配方中,除了作为重要成分的表面活性剂外,还含有大量无机盐,少量其他有机添加剂。这些物质在洗涤过程中有提高洗涤效果的作用,故统称为助洗剂。

助洗剂的种类:整合剂、抗再沉积剂、pH调节剂、漂白剂、荧光增白剂、酶

作业1. 表面活性剂在洗涤过程中的作用?(见6)

阴离子表面活性剂之所以能吸附在带负电荷的炭黑表面,是因为阴离子表面活性剂的疏水基与炭黑之间的范德华相吸力很强能抵抗来自同号电荷的电斥力而使阴离子表面活性剂以疏水基吸附于炭黑表面而亲水的离子包围在炭黑的外面,伸入水中,使炭黑表面具有很好的亲水性,有利于炭黑粒子在洗涤液中的分散稳定,阻止了炭黑再沉积于固体表面,因此提高了洗涤效率。

阳离子表面活性剂:“反洗涤”作用

非离子表面活性剂在非离子表面活性剂的聚氧乙烯周围易形成一层溶剂化的水膜。对于防止污垢质点的再沉积有利两性离子表面活性剂通过范德华力以疏水基吸附于非极性固体的表面,以亲水的阴离子头和季铵阳离子头伸进水相,使非极性疏水表面变为亲水表面。

? 2.影响表面活性剂洗涤作用的因素?见9

? 3.解释临界胶束浓度、HLB值、Krafft point、cloud point、表面活性剂的生物降解性等概念

1)表面活性剂在水中随着浓度增大,表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层,多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶束,这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

2)表面活性剂的亲疏平衡值(HLB)HLB值:表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。

3)溶解度随温度的变化存在明显的转折点,即在较低的一段温度范围内溶解度随温度上升非常缓慢,当温度上升到某一定值时溶解度随温度上升而迅速增大,这个温度叫做表面活性剂的克拉夫特点Krafft point

4)定义:升高温度时非离子型表面活性剂溶液由透明变浑浊,降低温度溶液又会由浑浊变透明,由透明变浑浊和由浑浊变透明的平均温度称做为非离子SAA的浊点即cloud point

5)表面活性剂的生物降解是利用微生物把表面活性剂分解转化为二氧化碳和水的过程。此过程可分为:改变物质特性的初级生物降解;转变成二氧化碳和水等无机物的最终生物降解三个阶段。

表面活性剂化学期末考试题

(2011—2012)学年08C班第Ⅰ学期表面活性剂期末考试题A 姓名:班级:学号:成绩: 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度 3. 浊点 4. 两性表面活性剂 二、选择题. (15×3分) A.非离子型的毒性大于离子型,两性型毒性最小 值越小,亲水性越强 C.做乳化剂使用时,浓度应大于CMC D.做O/W型乳化剂使用,HLB值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是() A.根据经验,表面活性剂的HLB值范围限定在0-20之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加,亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚可作洗涤剂 3.等量的Span -80与吐温-80混合后的HLB值是() A.4.3 4.表面活性剂性质不包括() A.亲水亲油平衡值值 C. 适宜的粘稠度 D. Krafft点 5. 下列说法正确的是()

A. krafft点越低,该表面活性剂低温水溶性越好 B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解,故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠 6. 下列说法不正确的是() A.胶束越大,对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大 B.乳状液类型通常有O/W,W/O,套圈型三种。 C. 阳离子表面活性剂不能做破乳剂 D. 玻璃器皿中易得到O/W型乳状液 7. 下列叙述不正确的是() A.聚乙烯醇,聚丙烯酰胺为高分子表面活性剂 B.非离子型表面活性剂的性能都优于离子型表面活性剂 C.离子型表面活性剂存在Krafft点,非离子表面活性剂存在浊点 D.一般分子量较大的表面活性剂洗涤、分散、乳化性能好,分子量小的润湿、渗透性能好 8.下列说法不正确的是() A.液体油污的去除主要是靠表面活性剂的增容作用而实现的 B.非离子表面活性剂不宜用于洗涤天然棉纤维 C.烷基苯磺酰二乙醇胺可做稳泡剂 D.纯十二烷基苯磺酸钠是很好的起泡剂 9.下列说法正确的是() A.餐具洗涤剂可以用来洗涤瓜、果、蔬菜、肉 B.洗发香波的主要成分为十八烷基苯磺酸钠及烷基酰醇胺 C.重垢液体洗涤剂表面活性剂含量一般在80%以上 D.粉状洗涤剂和液体洗涤剂中表面活性剂主成分完全不同 10.下列说法中不正确的是()

表面活性剂化学复习资料

表面活性剂化学复习资料 一.名词解释 。表面张力:指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力 (N/m) 并且产生表面活性剂:是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低, 一系列应用功能的物质。 临界胶束浓度:表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低,但是 当浓度增加到一定值后,表面张力随溶液浓度的增加而变化不大,此时表面活性剂从分子或 离子分散状态缔合成稳定的胶束,从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发 生明显的突变,这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。 亲水亲油平衡值:是表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力,是用来表示 表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。 高能固体表面:与一般液体接触后,体系表面能将在很大程度上降低,应为一般液体 润湿的表面,称为高能表面。 低能固体表面:物体的表面能与液体不相上下,其表面被称作低能表面。 胶束:两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会互相吸引,从而使得分子自发 形成有序的聚集体,使憎水基向里、亲水基向外,减小了憎水基与水分子的接触,使体系能 量下降,这种多分子有序聚集体称为胶束 反胶束:表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内,非极性头尾朝外的含有水分子内核 的聚集体,称为反胶束。 表面过剩:若自1cm2的溶液表面和内部各取一部分,其中溶剂的数目一样多,则表面 部分的溶质比内部所多的摩尔数。 相转变温度:是指在某一种特定的体系中,表面活性剂的亲水亲油性质达到平衡时的温 度。

固体表面未被反离子占据的部位与表面活性剂离子因电性作用而引起的离子对位吸附: 吸附。 离子交换吸附:在低浓度时,固体表面的反离子被同电荷符号的表面活性剂离子取代 而引起的吸附。 吸附量:单位表面上表面相超过体相的溶质量,有时也叫表面浓度或吸附 量。 增溶量:向100ml 已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物,当达到饱和 时被增溶物析出,溶液变浑浊,此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量(mol)即为增溶 量。 克拉夫反应点:它是指1%的表面活性剂溶液在加热时由浑浊忽然变澄清时相变的温度。 浊点:是指一定浓度的非离子表面活性活性剂溶液在加热过程中突然析出使溶液变浑浊的温 度点。 聚集作用:分散剂粒子以任意方式或受任何因素的作用而结合在一起,形成有结构或无 特定结构的集团的作用。 分散作用:一般是指把一种物质分散剂于另一种物质中以形成分散剂体系的作用。 增溶作用:是指由于表面活性剂胶束的存在,使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度 显著增加的作用。 润湿作用:指加入表面活性剂后,由于表面活性剂的双亲结构,可在界面处发生定向吸 附,降低液体的表面张力,从而改变体系润湿性质的作用。 絮凝作用:在体系中加入一定的电解质可能中和微粒表面的电荷,降低液体表面的扩散 双电子层的厚度,降低表面电贺荷的电量,使微粒间的斥力下降,从而使微粒的物理稳定性 下降,出现絮凝状态,形成疏松的纤维状结构,但振摇又重新分散均匀的作用叫絮凝作用。 乳化作用:是在一定条件下使互不混溶和两种液体形成有一定稳定性的液液分散体系的 作用。 加和增效作用:把不同类型的表面活性剂人为地混合后,得到的混合物其性能比原来单 一组分的性能更加优良,也就是通常所说的“1+1>2”的效果。 负的加和增效作用:把不同类型的表面活性剂人为地混合后,得到的混合物其性能比

2014-2015 表面活性剂化学实验资料

实验一乳状液的制备和性质 一、实验目的 1、用多种乳化剂制备不同类型的乳状液; 2、学习鉴别乳状液类型的基本方法; 3、了解乳状液的基本性质。 二、实验原理 乳状液是一种分散体系,它是由一种以上的液体以液珠的形式均匀地分散于另一种与它们不相混溶的液体中而形成的。通常将以液珠形式存在的一相称为内相(或分散相),另一相称为外相(或分散介质)。 通常外相为水相,内相为油相的乳状液称为水包油型乳状液,以O/W 表示,反之则为油包水型乳状液,以W/O 表示。为使乳状液稳定要加入的第三种物质(多为表面活性剂),称为乳化剂。乳化剂的性质常能决定乳状液的类型,如碱金属皂可使O/W 型稳定,而碱土金属皂可使W/O 型稳定。有时将乳化剂的亲水、亲油性质用HLB 值表示,此值越大亲水性越强。HLB 值在3~6 间的乳化剂可使W/O 型的乳状液稳定,HLB 值在8~18 间的乳化剂可使O/W 型的乳状液稳定。欲使某液体形成一定类型的乳状液,对乳化剂的HLB 有一定的要求。当几种乳化剂混合使用时,混合乳化剂的HLB 值和单个乳化剂的HLB 值有如下关系: 混合乳化剂HLB= ax+by+cz+…../x+y+z+….. 式中a、b、c ……表示单个乳化剂的HLB 值,x、y、z ……表示各单个乳化剂在混合乳化剂中占的重量分数。 乳状液类型的鉴别方法有: ①染色法 选择一种只溶于水(或只溶于油)的染料加入乳状液中,充分振荡后,观察内相和外相的染色情况,再根据染料的性质判断乳状液的类型。例如把油溶性染料加入到乳状液中若能使内相着色,则为O/W 型乳状液。

②稀释法 乳状液易于与其外相相同的液体混合。将1 滴乳状液滴入水中,若很快混合为O/W 型。 ③电导法 O/W 型乳状液比W/O 型乳状液导电能力强。 乳状液的界面自由能大,是热力学不稳定体系。因此,即使加入乳化剂,也只能相对地提高乳状液的稳定性。用各种方法使稳定的乳状液分层,絮凝或将分散介质、分散相完全分开统称为破乳。 三、仪器和药品 1、仪器 试管、烧杯、量筒、表面皿、离心机、离心试管 2、药品 十二烷基硫酸钠、甲苯、Tween-20、明胶、氢氧化钠、椰子油、油酸钠 四、实验步骤 1、乳状液的制备 ①在20ml 试管中加入2%的十二烷基硫酸钠的水溶液5ml,逐滴加入甲苯,每加入0.5ml 摇动半分钟,至加入5ml 为止。观察所得乳状液的外观。 ②在20ml 试管中加入2%的Tween-20 水溶液5ml,逐滴加入甲苯,随时摇动,至加入5ml 为止。观察所得乳状液的外观。 ③在20ml 试管中加入1%明胶水溶液5ml,加热至40℃,将5ml 甲苯分数次加之,并激烈摇动。观察所得乳状液外观,静置1~2h 后再观察之。 ④瞬时成皂法 a、在试管中加入0.1mol/LNaOH 水溶液5ml,逐滴加入2ml 椰子油,稍加摇动,观察之。 b、在试管中0.1mol/NaOH 水溶液5ml,逐渐加入5ml 0.9%的油酸钠水溶液5ml,逐滴加入甲苯5ml,观察之。比较以上二种乳状液的稳定性。 2、混合乳化剂的使用

《表面活性剂》名词解释优质资料

表面活性剂化学复习资料名词解释 1. 表面:物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面。(液体或固体和气体的接触面) 2. 界面:任意两种物质接触的两相面。(液体与液体,固体与固体或液体的接触面) 3.表面张力:指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力(N/m)。 4. 表面自由能:单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值,称为表面自由能(J/m2)。 5. 表面活性:在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。 6. 表面活性剂:是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低,并且产生一系列应用功能的物质。 7. 吸附:表面上活性剂这种从水内部迁至表面,在表面富集的过程叫吸附。 8. 低表面能固体:表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质 9. 高表面能固体:表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。 10. 胶束:两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会互相吸引,从而使得分子自发形成有序的聚集体,使憎水基向里、亲水 基向外,减小了憎水基与水分子的接触,使体系能量下降,这种多分子有序聚集体称为胶束。 11. 反胶束:表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内,非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体,称为反胶团。 12. 临界胶束浓度:表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低,但是当浓度增加到一定值后,表面张力随溶液浓度的增加而变化不大,此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束,从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变,这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。 13. 亲水-亲油平衡值(HLB):是表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力,是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。 14. Krafft点:它是指1%的表面活性剂溶液在加热时由浑浊忽然变澄清时相变的温度。 15. 浊点:是指一定浓度的非离子表面活性活性剂溶液在加热过程中突然析出使溶液变浑浊的温度点。 16. 增溶作用:是指由于表面活性剂胶束的存在,使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。 17. 增溶量:向100ml已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物,当达到饱和时被增溶物析出,溶液变浑浊,此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量(mol)即为增溶量。 18. 胶团催化:反应速度对环境极为敏感,表面活性剂在溶液中形成胶团使介质的性能发生变化,其中发生的化学反应速度的明显的影响,这种现象称为胶团催化。 19. 多重乳状液:在乳状液分散相液滴中若有另一种分散相液体分布其中,这样形成的体系称为多重乳状液。 20. 乳化作用:是在一定条件下使互不混溶和两种液体形成有一定稳定性的液液分散体系的作用。 21. 相转变温度(PIT):是指在某一种特定的体系中,表面活性剂的亲水亲油性质达到平衡时的温度。 22. 润湿作用:指加入表面活性剂后,由于表面活性剂的双亲结构,可在界面处发生定向吸附,降低液体的表面张力,从而改变体系润湿性质的作用。 23. 沾湿:指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程。 24. 浸湿:指固体浸入液体的过程。 25. 铺展:液体取代固体表面上的气体,将固-气界面用固-液界面代替的同时,液体表面能够扩展的现象即为铺展。 26. 自憎液体:不能在自己的吸附膜自发展开的液体称为自憎液体。 27. 临界表面张力:以接触角θ的余弦 cosθ对液体的表面张力γL作图,可得一直线,将此直线延长到cosθ=1处,其对应的液体表面张力值即为此固体的临界表面张力。 28. 起泡性:是指表面活性剂在外界作用下产生泡沫的难易程度。 29. 稳泡性:是指在表面活性剂水溶液产生泡沫之后,泡沫的持久性或泡沫“寿命”的长短。 30. 分散:将固体以微小粒子形式于分散介质中,形成的具有相对稳定性体系的过程 31. 分散作用:一般是指把一种物质分散剂于另一种物质中以形成分散剂体系的作用。 32. 聚集:悬浮液中微细粒子相互粘附团聚。 33. 聚集作用:分散剂粒子以任意方式或受任何因素的作用而结合在一起,形成有结构或无特定结构的集团的作用。 34. 絮凝:乳化剂中分散相的乳滴发生可逆的聚集现象。 35. 絮凝作用:在体系中加入一定的电解质可能中和微粒表面的电荷,降低液体表面的扩散双电子层的厚度,降低表面电贺荷的电量,使微粒间的斥力下降,从而使微粒的物理稳定性下降,出现絮凝状态,形成疏松的纤维状结构,但振摇又重新分散均匀的作用叫絮凝作用。 36. 絮凝剂:用于使固体微粒从分散体系中聚集或絮凝的分散剂。 37. 阴离子表面活性剂:是指具有阴离子亲水基团的表面活性剂。 38. 阳离子表面活性剂:是其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的面活性剂。 39. 两性表面活性剂:指在分子中,同时具有阴离子、阳离子亲水基团的表面活性剂。 40. 非离子表面活性剂:是一类在水溶液中不电离出任何形式的离子,亲水基主要由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基或羟基)构成亲水性,靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。 41. 碳氟表面活性剂:指碳氢链疏水基上的氢完全被氟原子所取代了的表面活性剂。 42. 硅表面活性剂:含有硅原子的表面活性剂。 43. 氟硅氧表面活性剂:是指普通硅氧烷表面活性剂中的部分氢原子被氟取代后得到的品种。 44. 高分子表面活性剂:指相对分子量在数千以上并具有表面活性的物质。

表面活性剂化学知识点

表面活性剂化学 第一讲 表面活性剂概述 1、降低表面张力为正吸附,溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面活性物质。增加表面张力为负吸附,溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面惰性物质。 2、表面张力γ :作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用 γ表示,单位是N·m -1。 影响纯物质的γ的因素 (1) 物质本身的性质(极性液体比非极性液体大,固体比液体大) (2) 与另一相物质有关。纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。 (3)与温度有关:一般随温度升高而下降. (4)受压力影响较小. 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构” 亲油基:一般是由长链烃基构成,以碳氢基团为主 亲水基:一般为带电的离子基团和不带电的极性基团 疏水基的疏水性大小:脂肪烷基>脂肪烯基>脂肪烃-芳基>芳基>带有弱亲水基的烃基。 相同的脂肪烃疏水性强弱顺序:烷烃>环烷烃>烯烃>芳香烃。 从HLB 值考虑,亲水基亲水性的大小排序: -SO4Na 、-SO3Na 、-OPO3Na 、-COONa 、—OH 、—O - 4、离子表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂:起表面活性作用的部分是阴离子。 1)高级脂肪酸盐: ①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 ②分类:一价金属皂(钾、钠皂);二价或多价皂(铅、钙、铝皂);有机胺皂(三乙醇胺皂) ③性质:具有良好的乳化能力,易被酸及多价盐破坏,电解质使之盐析。 ④应用:具有一定的刺激性,只供外用。 2)硫酸化物: ①通式:R-OSO3-M+ ②分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油);高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。 ③性质:可与水混溶,为无刺激的去污剂和润湿剂;乳化性很强,稳定、耐酸、钙,易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。 ④应用:代替肥皂洗涤皮肤;有一定刺激性,主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。 3)磺酸化物: ①通式:R·SO3-M+ ②分类:脂肪族磺酸化物,如二辛玻珀酸脂磺酸钠;烷基芳基磺酸化物,如十二烷基苯磺酸钠,常用洗涤剂;烷基苯磺酸化物;胆酸盐,如牛磺胆酸钠。 ③性质:水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。 ④应用: 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂;较好的洗涤剂。 (二)阳离子表面活性剂:起作用的是阳离子,亦称阳性皂。 1)结构:含有一个五价氮原子。 2)特点:水溶性大,在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用 3)应用:杀菌;防腐;皮肤、粘膜手术器械的消毒。 4)常用药物:①苯扎氯铵(洁尔灭);②苯扎溴铵 (新洁尔灭) (三)两性离子表面活性剂 分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂,随介质的pH 可成阳或阴离子型。 极性头 8-18C 长链烷基等非极性基团

表面活性剂的综述

表 面 活 性 剂 的 文 献 综 述 学院:化学化工学院 专业:应用化学 姓名:XX 2016年1月1日

表面活性剂的文献综述 摘要:本文介绍了表面活性剂的基本概念和应用以及表面活性剂中胶束的形成,阐述了表面活性剂溶液的多种性质,并简要分析了胶束催化的原理。对阳离子表面活性剂的分类进行了归纳,并说明阳离子表面活性剂的用途和实例应用。 关键词:表面活性剂、溶液、胶束、阳离子表面活性剂 Abstract: this paper introduces the basic concept and application of the surfactant and surfactant micelle formation, this paper expounds the various properties of surfactant solution, and briefly analyzes the principle of micellar catalysis.Has carried on the induction, the categorization of cationic surfactant and explains the use and application of cationic surfactant. Keywords: surfactant, solvent, micelle, cationic surfactant 一、前言 近年来,随着化学相关领域的不断发展,使得我们在表面活性剂的研究和应用发展方面有了很大的进步。表面活性剂主要是改变相应溶液的各种性质来达到预期的效果,以完成其作用。阳离子表面活性剂中,大部分是含氮的有机化合物,即有机胺的衍生物。简单的胺的盐酸(或者它的无机酸)盐及醋酸盐等(碳8~18),可在酸性水溶液中用作乳化、分散、润湿剂,也常用作矿物浮选剂,以及用作颜料粉末表面的疏水剂。 二、表面活性剂基本概论 2.1表面活性剂的概念 表面活性剂是有两种基团的分子:亲水基和亲油基。表面活性剂分子作用于水溶液与气相或油层形成的界面,亲水性基团插入水溶液,亲油基团则朝向空气或油层形成一定形式的排列。当表面活性剂到达一定的浓度后,可以形成紧密的单分子层,具有降低表面张力的作用。 2.2表面活性剂分类及举例 当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂,离子型表面活性剂还可以根据电性,更具体地分为阴离子型(如硬脂酸、肥皂、十二烷基苯磺酸钠等)、阳离子型(如带有季铵离子的长链

精细化学品化学复习题..

第一章概论 1. 精细化学品的特点有哪些? 生产量不大;制造技术高;应用需要专门的知识;产品的市场寿命短、更新快;附加值高。 2. 精细化工的主要特点有哪些? (1)具有特定的功能和实用性特征。 (2)技术密集程度高。 (3)小批量,多品种。 (4)生产流程复杂,设备投资大,对资金需求量大。 (5)实用性、商品性强,市场竞争激烈,销售利润高,附加值高的特点。 (6)产品周期短,更新换代快,多采用间歇式生产工艺。 3. 精细化学品的定义:能增进或赋予一种产品以特定功能,或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品 4. 精细化工产品的门类:日本:30类;美国:38类;我国:11类 1.农药; 2.染料;3.涂料(包括油漆和油墨);4.颜料;5.试剂和高纯品;6.信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等);7.食品和饲料添加剂;8.黏合剂;9.催化剂和各种助剂;10.化学原料药和日用化学品;11.功能高分子材料 5. 助剂又分为: 印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理剂、纤维抽丝用油剂、有机抽提剂、高分子聚合物添加剂、表面活性剂、农药用助剂、混凝土添加剂、机械及冶金用助剂、油品添加剂、炭黑(橡胶制品的补强剂)、吸附剂、电子用化学品、造纸用化学品及其他助剂等19个门类。 第二章基础理论 6. 物质间的溶解与共混规律有哪些? 一、极性相似相溶 聚合物与溶剂的化学结构和极性相似时,两者是相互溶解的。 二、溶解度参数相等相溶 内聚能,内聚能密度,溶解度参数。非(弱)极性高分子材料,它与某一溶剂的溶解度参数相差不超过1.5时便相溶。 三、溶剂化原则 溶剂-溶质间作用力大于溶质间作用力时,溶质将发生溶解,含亲电基团的高分子易和含亲核基的溶剂相互作用而溶解。 四、混合溶剂原则 混合溶剂具有协同作用和综合效果。 7. 表面活性剂的定义:加入很少量即能显著降低溶剂(一般为水)的表面张力,改变体系界面状态、从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用),以达到实际应用要求的一类物质。 8. 表面活性剂的特点有哪些? 表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。亲水基:易溶于水,具有亲水性质。亲油基:易溶于油,具有亲油性质 9. 表面活性剂的作用有哪些?可以起乳化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、杀菌、柔软、拒水、抗静电、防腐蚀等一系列作用

表面活性剂化学课件

表面活性剂化学课件 表面活性剂化学课件 原理 通过分子中不同部分分别对于两相的亲和,使两相均将其看作本相的成分,分子排列在两相之间,使两相的表面相当于转入分子内部。从而降低表面张力。由于两相都将其看作本相的一个组分,就相当于两个相与表面活性剂分子都没有形成界面,就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界面,就降低了表面张力和表面自由能。 分类 根据所需要的性质和具体应用场合不同,有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置,可以达到所需亲水亲油平衡的目的。经过多年研究和生产,已派生出许多表面活性剂种类,每一种类又包含众多品种,给识别和挑选某个具体品种带来困难。因此,必须对成千上万种表面活性剂作一科学分类,才有利于进一步研究和生产新品种,并为筛选、应用表面活性剂提供便利。

表面活性剂的分类方法很多,根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳 表面活性剂 香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。 人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子及其电性,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。 按极性基团的解离性质分类 1.阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 2.阳离子表面活性剂:季铵化物 3.两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4.非离子表面活性剂:烷基葡糖苷(APG),脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温) 阴离子 1.肥皂类

精细化工概论最终版

一、名词解释: 1、表面活性剂:是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。 2、结构两亲性:表面活性剂一般都是线性分子,其分子同时含有亲水性的极性 基团和亲油性的非极性疏水基团,因而使表面活性剂具有双亲性。 3、CMC: 表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度 4、浊点:对于非离子型表面活性剂,其亲水性作用依赖于醚氧或其他氧氮等杂 原子与水的极性相互作用或氢键相互作用温度的升高溶解度降低至一定温度以上,非离子表面活性剂水溶液将分离出表面活性相,外观由清亮变浑浊,这个开 始变浑浊的温度就称为浊点。 5、克拉夫脱点:离子型表面活性剂一种特性常数,离子型表面活性剂在水中的 溶解度随温度的升高而慢慢增加,但达到某一温度以后溶解度迅速增大,这一点 称为临界溶解温度,也叫作Kafft点,Tk或Kp表示。 6、HLB:表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲 油平衡值. 7、精细化率:精细化工产品的总值/化工产品的总值×100% 8、热塑性树脂:是具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论 加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。 9、胶黏剂:凡是能将同种或不同种的固体材料粘接在一起的物质。 10、ADI(日允许摄入量):是指人一天连续摄入某种添加剂,而不致影响健康 的每日最大摄入量,以每日每公斤体重摄入的毫克数表示。mg/kg ADI=MNL(最大无作用剂量)× 1/100 11、涂料:是涂覆在被保护或被装饰的物体表面,并能与被涂物形成牢固附着的 连续薄膜。(指特定的施工方法涂覆在物体表面后,经固化在物体表面形成有一 定强度的连续保护膜,或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品。)12、两性离子表面活性剂:指分子中同时具有阴离子和阳离子基团的表面活性剂。主要有咪唑啉型、甜菜碱型、氨基酸型、磷酸脂型。 13、石油化学品:在石油开采及其制品的生产中,需添加多种化学品,这些化学 品对提高采油率,改进生产工艺,改善燃料油和润滑油的重量具有重要作用。统 称为石油化学品。 14、橡塑助剂:是指在橡胶、塑料成型加工过程中能改善加工工艺或增进产品品 质并构成产品组分的辅助化学品。 二,简答题: (一)表面活性剂亲水性可以分为几类?它的性质如何? 答:应分为阴离子表面活性剂,阳离子表面活性剂,非离子表面活性剂,两性离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂能否用于衣物洗涤去污? 答:不能。因为阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带 正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面,吸附在带负电荷的固体表面,疏水基朝向水相,使固体表面呈“疏水”状态,通常不用于洗涤和清洗。 (三)热塑性酚醛树脂如何合成? 答:甲醛和苯酚在酸性催化剂作用下,且甲醛和苯酚物质的量(摩尔比)的比小 于1,通过缩聚反应生成一种热塑性线性树脂即热塑性酚醛树脂。 (四)扩散理论是怎样解释粘接机理的?

表面活性剂化学期末考试题完整版

表面活性剂化学期末考 试题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

(2011—2012)学年08C班第Ⅰ学期表面活性剂期末考试题A 姓名:班级:学号:成绩: 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度 3. 浊点 4. 两性表面活性剂 二、选择题. (15×3分) A.非离子型的毒性大于离子型,两性型毒性最小 值越小,亲水性越强 C.做乳化剂使用时,浓度应大于CMC D.做O/W型乳化剂使用,HLB值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是() A.根据经验,表面活性剂的HLB值范围限定在0-20之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加,亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚可作洗涤剂 3.等量的Span -80与吐温-80混合后的HLB值是() A.4.3 4.表面活性剂性质不包括() A.亲水亲油平衡值值 C. 适宜的粘稠度 D. Krafft点 5. 下列说法正确的是() A. krafft点越低,该表面活性剂低温水溶性越好

B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解,故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠 6. 下列说法不正确的是() A.胶束越大,对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大 B.乳状液类型通常有O/W,W/O,套圈型三种。 C. 阳离子表面活性剂不能做破乳剂 D. 玻璃器皿中易得到O/W型乳状液 7. 下列叙述不正确的是() A.聚乙烯醇,聚丙烯酰胺为高分子表面活性剂 B.非离子型表面活性剂的性能都优于离子型表面活性剂 C.离子型表面活性剂存在Krafft点,非离子表面活性剂存在浊点 D.一般分子量较大的表面活性剂洗涤、分散、乳化性能好,分子量小的润湿、渗透性能好 8.下列说法不正确的是() A.液体油污的去除主要是靠表面活性剂的增容作用而实现的 B.非离子表面活性剂不宜用于洗涤天然棉纤维 C.烷基苯磺酰二乙醇胺可做稳泡剂 D.纯十二烷基苯磺酸钠是很好的起泡剂 9.下列说法正确的是() A.餐具洗涤剂可以用来洗涤瓜、果、蔬菜、肉 B.洗发香波的主要成分为十八烷基苯磺酸钠及烷基酰醇胺 C.重垢液体洗涤剂表面活性剂含量一般在80%以上 D.粉状洗涤剂和液体洗涤剂中表面活性剂主成分完全不同 10.下列说法中不正确的是() A.只有阳离子表面活性剂具有良好的杀菌消毒作用

精细化学品复习总结 - 副本

精细化学品复习总结 1.精细化学品的特性 1、生产特性:小批量、多品种、复配型居多;技术密集度高;采用间歇式多功能生产装置 2、经济特性:投资效率高、附加价值高、利润率高 3、商业特性:独家经营,技术保密;重视市场调研,适应市场需求;配有应用技术和技术服务 2简述精细化学品和专用化学品的区别 精细化学品是小批量生产的有差别的,是化学型的。专用化学品是小批量生产无差别的,是功能型的。 3简述表面活性物质和表面活性剂的相同和不同之处 表面活性剂是这样一种物质,它在加入量很少时即能大大降低溶剂(一般为水)的表面张力(或溶液界面张力),改变体系界面状态和性质的一类有机物,从而产生润湿反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、洗涤、分散抗静电、润滑加溶等一系列作用,以达到实际应用的要求。溶质对水有表面活性的物质称为表面活性物质,表面活性物质可能是表面活性剂中的一种。 表面活性剂都是典型的不对称双亲结构,表面活性剂都有两部分组成,一部分易溶于水,具有亲水性,一部分易溶于油,具有亲油性,表面活性物质不一定有这种结构。溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性,表面活性物质却不一定。 4.表面活性剂的结构特征是什么? 典型的不对称双亲结构,表面活性剂都有两部分组成,一部分易溶于水,具有亲水性,叫作亲水基,一部分易溶于油,具有亲油性,称之为亲油基, 5.表面活性剂水溶液的特性表现在哪两个方面? 表面吸附和溶液内部胶团的形成 6.举例说明胶团聚集数的影响因素. 溶液极性增强表面活性剂和水的相似性大,胶团聚集数减少,加入无机盐胶团聚集数增大。 (亲水基团↑,胶团聚集数↓;极性↑,胶团聚集数↓; 亲油基团↑,胶团聚集数↑;极性↓,胶团聚集数↓;) 7.表面活性剂临界胶束浓度的影响因素有哪些? 与表面活性剂亲油基有、亲水基位置和C-H链分支的有关,C-H链越长,cmc↓,亲水基越靠中间,cmc越大,C=C越多极性基团越多,cmc越大,C-H链上H被F取代,CMC越小,CMC(非离子型)<CMC(离子型)8.高能固体表面和低能固体表面有何特征,简述表面活性剂在高能和低能固体表面的吸附方式及作用. 高能固体表面容易被润湿,熔点高,硬度大,表面活性剂的亲水基在固体表面产生化学吸附,把高能固体表面变成低能固体表面,把易润湿表面变成不易润湿表面,起防水作用;低能固体表面不易被润湿,熔点低,硬度小,表面活性剂的亲油基易吸附在低能固体表面,把不易润湿表面变成易润湿表面,。 9.乳状液有O/W型和W/O型两种基本类型 . 油/水乳化液和水/油乳化液(O/W型W/O型) 10.欲形成水包油型的乳状液可采用哪些措施? 加油于水中,强烈搅拌,形成分散剂是油,连续相是水的溶液。 11.电沉降法破乳主要用于w/o类型乳状液的破乳。 12.画图说明增溶作用的几种模型并比较其增溶作用的大小. a、夹心型增溶 b、栏栅型增溶 c、吸附型增溶 d、在氧乙烯链之间增溶d>b>a>c 13.基体和污垢之间的作用力主要有哪些? ①机械力②范德华吸引力③电作用力④氢键力 14.一个良好的洗涤剂应具备的条件是什么? 一良好的洗涤剂必须具备以下条件:①具有良好的润湿作用②具有将污垢移入或有助于移入洗涤液中的能力③具有溶解(增溶)或分散的能力使污垢不再沉积。 15.作为洗涤剂的主要活性成分---表面活性剂应具备什么样的结构特征? 良好的洗涤剂应具有较长的直链烷基及亲水基在分子一端或紧靠一端的结构特征,但烃链也不宜太长,否则影响其溶解度。 16.HLB值是衡量表面活性剂亲水性和亲油性平衡的尺度. 1.一个优良的烷基苯磺酸盐应具备什么样的结构? 优良的烷基苯磺酸钠应具备的结构是:烷基链为直链而不带支链,碳原子数为C11-13,苯环连接在烷基链第三、四碳原子上,磺酸基为对位,这样洗涤性能才能达到优良,复合配方可使其性能趋于完美。 以煤油为原料制备烷基苯磺酸盐主要包括哪些过程?

表面活性剂化学练习题

表面活性剂试题 一、名词解释. 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度 3. Krafft点 4. 浊点 5. 两性表面活性剂 6. 增溶力 7. 分散剂 8. 非离子表面活性剂 二、选择题.1.D 2.D 3.E 4.D 5.C 6.A 7.C 8.B 9.A 10.A 11.A 12.A 13.ABCD 14.C 15.ABC 16.B 17.A 18.A 1.对表面活性剂的叙述正确的是( D ) A.非离子型的毒性大于离子型,两性型毒性最小 B.HLB值越小,亲水性越强 C.做乳化剂使用时,浓度应大于CMC D.做O/W型乳化剂使用,HLB值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是( D )

A.根据经验,表面活性剂的HLB值范围限定在0-20之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加,亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚可作洗涤剂 3.40%的Span -80(HLB 4.3)与60%吐温-80(HLB1 5.0)混合后的HLB值是( E ) A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.72 4.等量的Span -80(HLB4.3)与吐温-80(HLB1 5.0)混合后的HLB值是( D ) A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.83 5.表面活性剂性质不包括( C ) A.亲水亲油平衡值 B.CMC值 C. 适宜的粘稠度 D. Krafft点 6. 下列说法正确的是( D ) A. krafft点越低,该表面活性剂低温水溶性越好 B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解,故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠

涂料助剂概论

水性涂料用助剂的现状和发展趋势 编者按:助剂是水性涂料不可缺少的组分。助剂的产品质量和发展水平从一个侧面反映涂料产品质量和水平。因此,客观评估我国水性涂料助剂工业之现状,深入了解世界涂料助剂工业之发展,对于加速我国涂料助剂工业的发展是必需的和有益的。 1.水性涂料助剂工业概况 我国水性涂料助剂工业起步较晚,但用量大,增量更大。虽未见有产量、用量、产值和增速的报导,若按吨涂料用助剂约30公斤计,又假定我国涂料中55%是水性涂料,则2004年水性涂料助剂用量约49500吨。据称,2002年,仅深圳海川化工有限公司助剂销售就达2亿元人民币。这几年,我国水性涂料年均增速约为15%,所以水性涂料用助剂的用量和销售额年均增速估计也在15%左右。由于原料大涨价,助剂销售额年均增速可能更高些。因此,水性涂料助剂市场大而高速发展,是一个十分诱人的市场。 有需求,有市场,就有市场的供方,以满足市场的现在需求和不断增加的需求。需方是近万涂料生产企业,而供方分如下三大类。 我国涂料助剂生产企业,如广州市华夏助剂化工有限公司、上海长风化工厂、浙江临安福盛涂料助剂有限公司、江苏省扬州立达树脂有限公司等,这几年虽有一定发展,但生产规模小,技术力量有限,产品模仿多,创新少,还没有形成自己的特色。在助剂市场竞争中,国内助剂生产企业较多地靠价格竞争。 跨国助剂公司在中国的办事处和企业,如德国毕克化学公司(BYKChemie)、美国罗门哈斯公司(Rohm&Haas)、科宁公司(Cognis)、汽巴精化特殊化学品公司(CibaSpecialtyChemicals,2001年并购埃夫卡公司)、迪高沙公司(DegussaAG,Tego)、日本诺普科助剂有限公司(NOPCO)、德国BORCHERS有限公司(BORCHERSGmbH)、气体产品有限公司(AirProducts),也包括台湾德谦企业股份(DEUCHEM)等。它们在技术、人才、产品、创新和服务等方面具有优势,占据着我国中高档涂料助剂市场,同时引领我国助剂市场。 跨国助剂公司在中国的代理经销商,如深圳海川化工有限公司、北京金源东和化学有限责任公司、上海涂料供销有限公司、常州天义化工有限公司、北京兴美亚化工有限公司、广州深蓝贸易有限公司等。它们是跨国助剂公司与涂料生产企业之间的桥梁,把助剂销到千家万户。这就是我国水性涂料助剂工业的大致轮廓。 2.各类助剂的现状和发展 随着我国加入WTO,国内助剂市场基本已国际化,所以国内各种助剂的发展情况基本与国际相似。 2.1湿润分散剂 水性涂料是以水为溶剂或分散介质,水的介电常数大,所以水性涂料主要是通过双电层重叠时的静电斥力来稳定的。另外,水性涂料体系中,也往往有高聚物和非离子型表面活性剂,它们吸附在颜料填料表面上,形成空间位阻而使分散体稳定。所以水性涂料和乳液是以静电斥力和空间位阻二者共同作用而达到稳定结果的。其缺点是抗电解质性差,尤其是对高价的电解质。 2.1.1湿润剂 水性涂料用湿润剂分阴离子型和非离子型。 湿润剂和分散剂配合使用能取得理想的结果。湿润剂的用量一般为千分之几。其负作用是起泡和降低涂膜的耐水性。

表面活性剂应用技术概述

表面活性剂应用技术概述 表面活性剂在制浆造纸工业中的使用越来越受到造纸科学工作者的重视。据报道在英国表面活性剂的消费为纸张总产量的0.05%左右。 表面活性剂加入到液体中时,即使浓度非常小,也会自发地引起表面或界面间张力的强烈降低。表面活性剂结构上具有两性特点,其一端具有亲水性,另一端则具有疏水性。这种两性分子会自身定向排列在溶液表面上,极性基团伸向水中,而疏水的烃基则伸向空气或者油的界面,从而降低液体的表面张力。表面活性剂能起乳化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、润滑、洗涤、柔软、抗静电、防腐蚀等作用。 制浆过程主要是从木材中将木素、半纤维素、树脂、色素以及灰分等尽量地与纤维素分离开,表面活性剂的作用就在于分离杂质,提纯纤维素。在生产人造纤维的过程中,人们往往在浆粕的碱浸渍时添加表面活性剂,这是借助表面活性剂的分散作用和洗涤作用来达到除去树脂的效果。在漂白工序中添加渗透性好的阴离子和非离子表面活性剂(一般用量为0.03%-0.05%),能取得均一的漂白效果。此外,在纸浆漂洗过程中加入洗涤活性物质烷基苯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚,也能获得良好的洗涤效果。另外在废纸脱墨、造纸施胶、毛毯洗涤及造纸涂布涂料分散剂等,表面活性剂都有广泛的应用。 一、表面活性剂的特点 当一种物质加入到某液体中,若能使其表面张力降低,人们则称这种物质具有表面活性。具有表面活性的物质叫作表面活性物质。 从化学结构上看,所有的表面活性剂分子都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成的。亲水基使分子伸向水相,而亲油基则使分子离开水相而伸向油相,因此表面活性剂分子是两亲性分子。它们的亲油基是由烃基构成的,而亲水基却是多种多样的。由于表面活性剂具有很大的表面活性,故在工农业生产及日常生活中广泛地用于乳化、分散、增溶、润湿、发泡、洗涤、柔软等各种用途。 二、表面活性剂的性质 表面活性剂的基本性质有润湿和渗透性、乳化和破乳性、分散性、增溶性、发泡和消泡性、洗涤性。 表面活性剂的派生性质有:柔软性、抗静电性、杀菌性和防腐性。 1.表面活性剂的润温和渗透性 广义地说,润湿作用是一种流体从基质表面把另一种流体取代的过程润湿过程大致可以分成三类:铺展润湿、粘附润湿和浸入润湿。这三种润湿可以分别在不同的实际过程中出现,也可以同时在一个过程中出现。

表面活性剂化学期末考试题B卷(2011

(2011—2012)学年 08C 第Ⅰ学期表面活性剂期末考试题(B ) 姓名: 班级: 学号: 成绩: 一、名词解释. (6×2分) 二、选择题. (3×13分) 1.对表面活性剂的叙述正确的是 ( ) A.温度对胶束的形成没有影响 B.HLB 值越小,亲水性越强 C.做乳化剂使用时,浓度应大于CMC D.做O/W 型乳化剂使用,HLB 值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是 ( ) A.根据经验,表面活性剂的HLB 值范围限定在0-40之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加,亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚为阳离子表面活性剂 3.40%的Span -80(HLB4.3)与60%吐温-80(HLB15.0)混合后的HLB 值是 ( ) A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.72 4.表面活性剂性质不包括 ( ) A.亲水亲油平衡值 B.CMC 值 C.Krafft 点 D.生理作用 5.下列叙述正确的是 ( ) A.聚乙烯醇,聚丙烯酰胺为高分子表面活性剂 B.非离子型表面活性剂的性质优于离子型表面活性剂 C.离子型表面活性剂存在Krafft 点,非离子表面活性剂存在浊点

D.一般分子量较大的表面活性剂洗涤、润湿、渗透性能好,分子量小的分散、乳化性能好 6. 下列说法正确的是() A. krafft点越低,该表面活性剂低温水溶性越好 B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解,故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠 7.下列说法不正确的是() A.胶束越大,对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大 B.乳状液类型通常有O/W,W/O,套圈型三种。 C.玻璃器皿中易得到W/O型乳状液 D.阳离子表面活性剂不能做破乳剂 8.下列说法正确的是() A.液体油污的去除主要是靠表面活性剂的增容作用而实现的 B.阴离子表面活性剂不宜用于洗涤天然棉纤维 C.烷基苯磺酰二乙醇胺可做稳泡剂 D.纯十二烷基苯磺酸钠不是很好的起泡剂 9.下列说法正确的是() A.餐具洗涤剂不可以用来洗涤瓜、果、蔬菜、肉 B.洗发香波的主要成分为十二烷基苯磺酸钠及烷基酰醇胺 C.重垢液体洗涤剂表面活性剂含量一般在80%以上 D.粉状洗涤剂和液体洗涤剂中表面活性剂主成分完全不同 10.下列说法中正确的是() A.只有阳离子表面活性剂具有良好的杀菌消毒作用 B.分子结构中含有苄基的季胺盐具有较强的杀菌性

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