第五章表面活性剂的分散与絮凝作用
表面活性剂的基本性质及作用
表面活性剂分子在水溶液中开始形成胶 束的最低浓度，称临界胶束浓度（cmc， critical micelle concentration）。是表 面活性剂的一个重要参数。表面活性剂水溶 液在cmc前后的各种特性有很大差异。如月桂 醇硫酸钠水溶液的粘度、电导率等许多性质 会在cmc前后发生突变。
润湿、渗透、乳化、分散、增溶 → 洗涤 洗涤是表面活性剂最大的用途。
家庭用（纺织品、服装、厨房、 卫生间、居室、其它）；
工业用（食品、交通、印刷、机械、 精密仪器、医疗设备、其它）。
起泡、捕集 → 浮选：煤炭工业、采矿业 抗静电：合成纤维、塑料、橡胶
柔软：织物柔软整理 防水：防雨具制造：雨伞、雨衣、防雨篷布 絮凝：造纸业、废水治理 杀菌：医疗行业、石油工业 缓蚀：金属清洗，（强化采油）石油工业
再往水中加表面活性剂，由于表面已无空隙，
所以表面活性剂分子只能在水溶液中以另一 种方式维持稳定存在：即开始形成胶束。
(micelle)
表面活性剂分子的亲油基相互靠拢，将亲水 基朝向周围水分子。缔合成一个大的分子团， 并在大分子团中定向排列（即胶束中定向）。
表面活性剂有两个基本性质： 1.表面吸附并定向， 2.形成胶束并在胶束中定向。
表面活性剂的多功能性决定了表面活性 剂可用于各个领域，且少量就能发挥显著功 能。所以被誉为“工业味精”。
表面活性剂性质示意图：
a.极稀溶液
b.稀溶液
c.临界胶束浓度
aLeabharlann b的溶液d.大于临界胶束
浓度的溶液
c
d
表面活性剂的基本结构决定了其分子具 有双亲媒性（亲水、亲油）。从而使表面活 性剂在其溶液中有两个基本性质：
表面活性剂解析
表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。
在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时存在多个亲水基，多个疏水基。
分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。
常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构（1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS）弧比一 3 Na（2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ）（3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO）R-O-（CH2CH2O） n-H（4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO-阴离子表面活性剂的合成：（1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程:a•以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂）R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3（以AlCl3作催化剂）HCl + AICI3 = H S +—Cl S - • AICI3RCh k CH2 + H S +—Cl S - • AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 —之后反应：R-CH-CH3 +b. 以氯代烷为烷基化试剂、三氯化铝为催化剂合成长链烷基苯：R a + AlCh R- 匸二 ft AICU或 RCHCH 2CH 2SO 3NaOHRCH J CH^CH J(3)氧磺化法生产烷基磺酸盐:(4)氯磺化法制备烷基磺酸盐：RH + SO2 + CI2 f RSO2CI + HCI TRSO2CI + 2NaOH f RSO3Na + H2O + NaCIRCH2CH^CH 2 I so 3NaOhlRCH=CHCH 2SO^JaNaOHRCHOH(CH 2h_3SO3NaRCH2CH3 + SO 2 + 扌。
(完整)表面活性剂习题与答案
第一章概述1。
表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的一类物质。
2。
表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构）离子类型:a。
非离子型表面活性剂b。
离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂)亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章表面活性剂的作用原理❖表面活性、表面活性物质、表面活性剂？因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
❖表面活性如何表征？假如.是水或溶剂的表面张力，为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面(界面）张力降低值可表现为。
，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值/c来衡量溶质的表面活性。
当物质的浓度c很小时，—c略成直线,每增加一个–CH2，/c增加为原来的3倍。
❖表面活性剂的两大性质是什么？如何解释?两大性质：降低表面张力和胶束的形成降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低胶束的形成：达到吸附饱和,表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
❖什么是临界胶束浓度及其测定方法？开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration，简写为cmc）。
测量依据:表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。
1、表面张力法：表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降，到达一定浓度（即cmc)后变化缓慢或不再变化。
特点：简单、不受无机盐的影响；但极性有机杂质干扰大。
表面活性剂及其作用原理
不稳定 用量少
稳定 用量多，常需使 用助表面活性剂
稳定 浓度超过临界 胶束浓度即可
表面活性剂的主要性能－分散作用
♣
分散作用：把一种物质分散于另一种物质中
以形成分散体系的作用。
♣
分散体系的分类：
粗分散体系：质点大小大于0.5µm 胶体分散体系：质点大小为0.5µm～1nm 分子分散溶液：质点大小小于1nm
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
40
60
温度
80
离子型表面活性剂溶解度与温度的关系
非离子表面活性剂的浊点
浊点（Cloud point）
非离子表面活性剂的水溶液随温度的升高会突然出现
混浊，这时的温度称为浊点。
影响浊点的因素
表面活性剂分子结构 浓度 电解质
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
有机添加剂
表面活性剂的主要性能－微乳液
♣
微乳液定义：
由不相混溶的油、水和表面活性剂自发形成的外观均匀、 透明、稳定的液体。
♣
微乳液与乳状液、胶团溶液性质对比
性质
外观 分散度
乳状液
乳白，不透明 大于0.1µm， 不均匀
微乳液
透明或稍带乳光 小于0.1µm，比 较均匀
胶团溶液
透明 小于0.1µm
稳定性 表面活性剂用量
a
散时，优先吸附在表面或界面上，
使表面或界面张力显著降低；当 它达到一定浓度时，在溶液中缔 合成胶团。如图中的中的c线。
表 面 张 力
b
c 溶质浓度
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂分子结构特点
疏水基
亲水基
表面活性剂分子由两部分组成，一部分溶于水，具有亲水 性，称作亲水基；另一部分不溶于水而溶于油，具有亲油 性，称作亲油基，也称疏水基；
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）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：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或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。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
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，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 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。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 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。
（2）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。
（3）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)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系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。
表面活性剂的性能与应用（Ⅹ
表面活性剂的性能与应用（Ⅹ）--表面活性剂在农药中的应用周雅文;贾美娟;刘金凤;张华清;马建业;徐宝财【摘要】Applications of surfactants in many kinds of pesticide formulation,such as emulsifiable concentrate, wettable powder,suspending agent,aqueous emulsion,microemulsion,and so on,were reviewed. The addition of surfactant in the pesticides can increase the dosageforms,enhance their stability,improve the efficacy and service life,reduce the actual dosage and expand their applications. At last,the outlook for application of surfactant in pesticide field was prospected,and the research work of surfactant used in pesticide should be developed towards more efficient varieties and green environmental protection.%详细介绍了表面活性剂在乳油、可湿性粉剂、悬浮剂、水乳剂和微乳剂等多种农药剂型中的应用。
在农药中，表面活性剂的加入可增添剂型种类、增强稳定性、提高药效与使用寿命、减少其实际用量以及拓展用途等。
最后对表面活性剂在农药领域的应用进行了简单的展望，提出农药用表面活性剂的研发应朝高效多品种、绿色环保方向发展。
表面活性剂的分散与絮凝作用
在混凝土制造过程中，使用分散剂可以改善砂石 料的分散性，提高混凝土的工作性能和耐久性。
03
CATALOGUE
絮凝作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
絮凝作用原理
表面活性剂的吸附
表面活性剂通过吸附在固体颗粒表面 ，降低颗粒间的界面张力，使颗粒易 于聚集。
桥联与网捕作用
絮团的稳定性
絮团在形成过程中会受到外力作用， 如搅拌、流动等，其稳定性与絮团内 部结构和表面活性剂的性质有关。
THANKS
感谢观看
化妆品
用于制作洗发水、沐浴露、护 肤品等。
医药领域
用于药物的制备和给药系统， 如乳化剂、增溶剂等。
农业领域
用于农药的分散剂、乳化剂等 ，提高农药的利用率和防治效
果。
02
CATALOGUE
分散作用
分散作用原理
降低表面张力
表面活性剂能够降低水的 表面张力，使固体颗粒更 容易分散。
形成保护膜
表面活性剂吸附在固体颗 粒表面，形成一层保护膜 ，防止颗粒间的聚集。
总结词
改善涂膜性能
详细描述
表面活性剂作为分散剂可以改善涂膜的平滑性、硬度和耐 水性等性能。它们能够将颜料和填料均匀地附着在基材上 ，形成均匀一致的涂膜。
总结词
提高生产效率和降低成本
详细描述
使用表面活性剂作为分散剂可以简化生产流程和提高生产 效率，同时降低生产成本。由于颜料和填料的分散效果好 ，可以减少研磨时间和能耗，从而降低生产成本。
表面活性剂分子在多个颗粒间形成桥 联，将颗粒连接成较大的絮团。
絮凝剂的种类与特性
无机絮凝剂
如明矾、三氯化铁等，价格便宜，但使用后易产生二次污染。
有机高分子絮凝剂
表面活性剂知识点总结(1)
知识点回顾第1章：绪论1 表面活性剂的定义：指能显著降低水的表面张力的一类物质。
从结构上看均为两亲分子，即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。
亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。
2 表面活性剂的特征：降低表面张力（能力和效率）；在界面形成定向单层；超过临界浓度后形成胶束；亲水-亲油平衡值（HLB）；一般分子量为300-1000。
3 表面张力、克拉夫点、浊点的定义表面张力：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，简称为表面张力，其单位为mN/m克拉夫点：离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小，但随温度升高而逐渐增加，当到达某一特定温度时，溶解度急剧陡升，把该温度称为克拉夫点浊点：浊点是非离子表面活性剂均匀胶束溶液发生相分离的温度4 典型表面活性剂的命名、代号与结构式，比如1831,1227，BS12，LAS，SAS，AS，AEO，AES等。
5 按照应用功能可分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂等。
按结构组合分为普通型、双子（Gemini）型、Bola型、星型等。
6 表面活性剂绿色化四大要素：原料绿色化（采用无毒无害原料，提高制造过程及产品安全性）、制备工艺绿色化（采用原子经济反应实现制造过程零排放，减少反省步骤缩短制备流程，减少过程排放）、产品性能绿色化（改变分子结构提高安全性能，开发新型温和活性剂）、应用过程绿色化（微乳农药，微乳炼油替代消耗臭氧层物质及非臭氧层有机溶剂的水基清洗剂）。
举例阐述四大要素所代表的实际意义。
7 我国表面活性剂行业的现状与发展方向。
第2章：表面活性剂的作用原理1 表面张力的表达方式（力学和能量角度）和测定方法。
力学：f=2γl能量：dG=γdA测定方法：滴重法（滴体积法）、毛细管上升法、环法、吊片法、最大气泡压力法、滴外形法2 影响表面张力的因素：分子间作用力、温度、压力。
3 临界胶束浓度的测定方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图上画出被化学吸附的去水化负离子，它的中心连线形成的平面称 为内赫姆霍茨平面，以 IHP 表示。而由于静电作用吸附在表面上的水化 正离子的中心连线形成的平面称为外赫姆霍茨平面，以 OHP 表示。在此 以内至电极表面称为紧密层，在此以外延伸至本体溶液，称为扩散层，扩 散双电层即由紧密层和扩散层共同构成。其电势分布如上图右所示。其中 ψ 为热力学电势，ζ(Zeta) 称为扩散层电势，(ψ-ζ) 为紧密层电势。
5.3 扩散双电层理论
当固体表面带电以后，由于静电吸引，固体表面的电 荷吸引溶液中带相反电荷的离子，使其向固体表面靠拢。 被静电吸引的带相反电荷的离子称为反离子。反离子处在 溶液中，距固体表面一定距离，构成了所谓双电层。
最早提出见解的是赫姆霍茨(Helmholtz) 虽然这一模型在数学上较易处理，但未免过于 简化。
（5）摩擦带电
在非水介质中，溶胶粒子的电荷来源是粒子与介质 间的摩擦，就像玻璃与毛皮摩擦可以带电一样。两相在 接触时对电子有不同亲和力，这就使电子由一相流入另 一相。
一般来说，由两个非导体构成的分散体系中，介电 常数较大的相将带正电，另一相带负电。例如玻璃小球 （＝5～6）在水（ ＝81 ）中带负电，在苯（ ＝2 ） 中带正电。
对于金属氧化物和氢氧化物的溶胶，决定溶胶电荷性 质的主要取决于氢离子和氢氧根离子的浓度。
（4）晶格取代
黏土是由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格股价组成， 其中的Al3+或Si4+往往被一部分低价的Mg2+和Ca2+所取 代，形成类质晶，结果使黏土晶格带负电，为维持电中 性黏土表面就吸附了一些正离子，而这些正离子在水中 因水化而离开表面，于是黏土粒子带负电，晶格取代是 黏土粒子带电的一种特殊情况，在其他溶胶中是很少见 的。
多相分散体系
胶体( 10-7m > d > 10-9 m)
胶体
溶胶（sol)
（憎液溶胶）
大分子溶液（亲液溶胶）
胶体的概念：
• 憎液溶胶，是一种特有的高分散体系，分散相粒子大小介 于10－9～10－7 m（即1～100nm）之间，是一个多相的热 力学不稳定、不可逆体系。
• 大分子溶液，分散相粒子大小也介于10－9～10－7 m（即1 ～100nm）之间，所以具有胶体的一些特性（如扩散慢、 不透过半透膜、有丁达尔效应等）但它是一种真溶液，是 一个均相的热力学稳定、可逆体系。
第五章 表面活性剂的分散与絮凝作用
5.1 分散体系和胶体 ( dispersed system and colloid)
一种或多种物质分散在另一种物质中所构 成的体系称为分散体系。前者称为分散相，后 者称为分散介质。
分散体系的分类：
分 均相分散体系 (溶液、气体混合物）
散
体 系
粗分散体系(d >10-7m)
ζ电位及其意义
• ζ电位的概念：胶核表面由于吸附或电离而带电，于是胶 核表面上的电位与溶液内部不同，二者之差称为表面电 位，用符号χ表示。χ只与被吸附的或从表面电离下去的 那种离子在溶液中的活度有关。紧密层随固体粒子一起 运动，所以胶粒的实际表面不在胶核表面而在紧密层的 外沿，此处是胶粒与介质相对运动的界面，称滑移界面 。滑移界面与溶液内部（胶核表面）的电位差叫ζ电位。
Stern扩散双电层模型
紧密层（Stern层） 滑移界面（Stern面）
φs
ζ
＋－ ＋ ＋－ ＋ ＋－ ＋ ＋－ ＋ ＋－ ＋ ＋－
－ －
－
－ －Байду номын сангаас
φs 为Stern电势：Stern平面与 溶液内部的电势差
为电动电势：滑移面与溶液内部
的电势差
－
反离子 溶剂分子 扩散层
1947 年，格拉哈姆(D C Grahame)又作了进一步 改进。他认为离子在固体表面上还可能存在化学吸附， 被吸附后溶剂化去除，因而在电极表面上有两个赫姆霍 茨平面。
有的胶粒是许多可以离解的小分子缔合而成的缔合胶体，例如肥皂 这一类表面活性剂，在水中生成胶束，由于RCOO-Na的离解，而使整 个胶束表面上带有大量的负电荷。
典型的憎液溶胶也有类似现象。例如，硅酸溶胶的胶粒是由很多
xSiO2·yH2O 分子组成的表面上的 H2SiO3 分子在水分子作用下发生解
离：
H 2SiO 3
憎液溶胶的基本特征：
高度的分散性 多相性 热力学不稳定性
5.2 溶胶粒子表面上电荷的来源 （胶体的带电原因）
（1）电离作用 （2）固体表面对离子的吸附 （3）离子晶体的溶解 （4）晶格取代 （5）摩擦带电
（1）电离作用
有些溶胶粒子本身就是一个可以离解的大分子，例如蛋白质一类的 高分子电解质，它的羧基或氨基在水中离解成 -COO-，或-NH3+，从而 使整个大分子带电。
所示。
φ0
ζ电势
滑移面 (切动面)
＋_
＋ ＋
_
＋ ＋
_
＋ ＋
_
+_ +
_
_
_ _
_
φ0 为表面电势：带电质点表面 与溶液内部的电势差
为电动电势：滑移面与溶液内部
的电势差
紧密层
扩散层
Gouy－Chapman 扩散双电层模型
继查普曼之后，1924年，斯特恩(O.Stern)将赫姆霍茨 模型和查普曼模型结合起来，他考虑到一部分水化正离子 是以紧密吸附的形式，聚集在赫姆霍茨平面上；而其余则 形成扩散双电层。此模型与赫姆霍茨模型和查普曼模型的 一个主要区别在于它把吸附在固体表面上的离子看成是固 定在固体表面的一部分而不是流动的。同时，它考虑到离 子特别是水合离子占有一定体积而不是点电荷。
不足：只反映出带电质点在溶液中 的电性平衡，没有反映出溶液中离 子的热运动特性。
Helmholtz平行板电容器模型
现在的看法是形成扩散双电层，其中较紧密地固定在固体表面上
的部分称为紧密层，另外部分称为扩散层。这种“扩散双电层”的概念最
早由查普曼(chapman)提出，而在此以后逐步完善。具体图象下图中
S
iO
2_ 3
+2H
+
（2）胶核的选择吸附
胶核的比表面很大，很容易吸附溶液中的离子。实 验表明，与胶粒具有相同组成的离子优先被吸附。
（3）离子晶体的溶解
由离子型的固体物质所形成的溶胶具有两种电荷相反 的离子。如果这两种离子的溶解是不等量的，那么溶胶的 表面上也可以获得电荷。如果正离子的溶解度大于负离子， 则表面带负电；相反，则表面带正电。