表面活性剂化学
表面活性剂化学知识点
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。
表面活性剂-概论(第一章,第二章)
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
17种常见的表面活性剂
月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)一、英文名：Disodium Monolauryl Sulfosuccinate二、化学名：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学构造式：ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特性1 .常温下为白色细腻膏体，加热后(>70βC)为透亮液体；2 .泡沫细密丰富；无滑时感，格外简洁冲洗；3 .去污力强，脱脂力低，属常见的温存性外表活性剂；4 .能与其它外表活性剂配伍，并降低其刺激性；5 .耐硬水，生物降解性好，性能价格比高。
五、技术指标：1 .外观(25βC)：纯白色细腻膏状体2 .含量(％) ：48.0—50.03 .Na2SO3 (%) ：≤0.504 .PH 值11 %水溶液)： 5.5—7.0六、用途与用量：1 .用途：配制温存高粘度高度清洁的洗手膏(液)、泡沫洁面音、泡沫洁面*、泡沫剃须膏, 也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。
2 .推举用量：10—60%。
脂肪醵聚氧乙烯醒(3)磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名：Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate二、化学名：脂肪醇聚氯乙烯酸(3)磺基琥珀酸单酯二钠三、化学构造式：RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa四、产品特性：1 .具有优良的洗涤、*化、分散、润湿、增溶性能；2 .刺激性低，且能显著降低其他外表活性剂的刺激性；3 .泡沫丰富细密稳定；性能价格比高；4 .有优良的钙皂分散和抗硬水性能；5 .复配性能好，能与多种外表活性剂和植物提取液(如皂角、首乌)复配，形成格外稳定的体系，创制自然用品；6 .脱脂力低，去污力适中，极易冲洗且无滑腻感。
五、技术指标：1 .外观(25℃)：无色至浅**透亮粘稠液体2 .活性物(%) ：30.0±2.03 .PH 值(1%) ： 5.5-6.54 .色泽(APHA) ：≤505 .Na2SO3 (%)：≤0.36 .泡沫(mm) ：≥150六、用途与用量：1、用途：制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它扮装品、洗涤日化产品等，还可作为*化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。
表面活性剂化学(第2章)
(6) 滴外形法
表面吸附速率很慢的溶液 只能采用滴外形法。 表面张力随时间而变化， 测定平衡表面张力。
2.2.4 表面活性
1－表面张力随溶液浓度的增加而 稍有增大；(无机盐、多羟基有机物) 2－表面张力随溶液浓度的增加而 逐渐减小；(极性有机物) 3－溶液的浓度较低时，表面张力 急剧地降低，浓度到一定值后， 表面张力几乎不变化。(表面活性剂)
在温度较低时，离子型表面活性剂的溶解度一般较 小，当达到某一温度时，其溶解度突然增大，这一 温度称为Krafft点，可以认为离子型表面活性剂在 Krafft点时的溶解度与其临界胶束浓度相当；
当溶液温度升至某一温度时，非离子型表面活性剂 突然析出而使溶液混浊，这一温度称为浊点，因此 非离子型表面活性剂通常在其浊点以下使用。
2.4.4 分子形态的影响
(1) 亲水基的相对位置
一般情况下，亲水基位于分子中 间时，表面活性剂的润湿性和渗 透性比位于分子末端的强； 但是亲水基位于分子末端时，则 去污力较强。
(2) 亲油基结构中的分支
在表面活性剂类型和分子大小相同的情况下，带 有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿性 和渗透性，但是去污力较弱。
(c) 非离子表面活性剂中，如醚键(-O-)和羟基(-OH)。
亲水基的亲水性大小的顺序：
-SO3Na，-SO4Na，季铵阳离子>-PO4Na，-COONa >>-O-，-OH 亲水基团将影响溶解度和临界胶束浓度。
表面活性剂的溶解度越大，临界胶束浓度将越高；
表面活性剂的溶解度越小，临界胶束浓度将越低。
(2) 临界胶束浓度的测定
(a) 表面张力法
以表面活性剂溶液的表 面张力γ对浓度的对数lgc 作图得到γ-lgc曲线，曲 线转折点所对应的浓度 即为临界胶束浓度。表 面活性剂需提纯后方可 进行测定。
表面活性剂 化学名词
化学名词表面活性剂（surfactant），是指是能使目标溶液表面张力显著下降的物质。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
中文名表面活性剂外文名surfactant别名表面活性物质应用学科化学分类离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等特性两亲性作用降低目标溶液的表面张力简介表面活性剂（surfactant），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。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
起源历史①公元前2500年——1850年羊油和草木灰制造肥皂羊油——三羧酸酯简称三甘酯，经碱水解→羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶一方面肥皂开始实现工业化大生产，另一方面，也出现了化学合成的表面活性剂。
②土耳其红油的出现：土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯，深度磺化，耐酸耐硬水③19世纪初，矿物原料制备洗涤剂石油工业的发展→石油硫酸（绿油）。
蜡和茶的磺化混合物，溶于酸中，呈绿黑色，用碱中和制得。
表面活性剂化学
20 8 6
பைடு நூலகம்
月桂酸钾
16
12
A
4
Na2SO4
2
十二烷基硫酸钠
8 4
B
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0
3、胶束增溶
（1）增溶
在临界胶束浓度以上的表面活性剂溶液中加入少量
不溶于水的有机物质时，可得到透明水溶液，这种现象
称为增溶。此有机物质叫被增溶物质。
（2）原因
不溶于水的有机物质进入胶束内部，呈现热力学
润湿剂 渗透剂
② 本质
使水溶液表面张力下降。 g
σl-g
σS-g
θ
l
σS-l
S
加入润湿剂可使润湿角θ降低， θ越小，表示
润湿越好。
③ 润湿与表面张力的关系
杨氏(T.Young)方程式 σs - g = σs -l + σl - g COS cos = (σs - g - σs -l ) /σl -g
表面活性剂化学
表面活性剂
从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均
可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面
张力的这类化合物称为表面活性剂。 表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。
1970年 1996年
世界表面活性剂产量 世界表面活性剂产量 >50% >20% 其余
320万吨 1000多万吨
C12H25NH(CH2)2COO - Na+ HCl C12H25NH(CH2)2COOH + NaCl (弱 酸 性) 有沉淀生成 HCl C H NH(CH2)2COOH (强 酸 性) 12 25 HCl 沉淀溶解
b 甜菜碱型：
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。
精细化学品化学第二章表面活性剂
+ 甲醇溶剂 加热
RN
C H3 C H3
2C O2
+2 H2O
高级烷基胺与低级卤代烷得反应
C16H33
CH3
N
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C16H33
CH3
加压 80oC 1h
. CH3
N+ CH3 X CH3
3、6、2、2 含杂原子得季铵盐
1 含氧原子 含酰氨基得 含醚基得
2 含氮原子
特点:就是亲水得季铵阳 离子与烷基疏水基就是 通过酰胺键、酯键、醚 键或硫醚等基团相连接
60-80oC
CH3
C12H25
十二烷基三甲基溴化铵
CH3
醇介质
C16H33 X + N CH3
回流
CH3
C16H33
十六烷基三甲基溴化铵
. CH3
N+ CH3
Br- 溴
X
CH3
. CH3
N+ CH3 X CH3
2 高级烷基叔胺与低级卤代烷得反应
C12H25
CH3
加热
N
+ CH3 CXl-
CH3
加压
氨基酸型 R-NH2CHCHCOOH 甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-
非离子表面活性剂
在水中不会解离成离子:
聚乙二醇型(聚氧乙烯型)
多元醇型
R-O(CH2CH2O)nH R-COOCH2C(CH2OH)3
3、3 亲水亲油平衡值 HLB(hydrophile-lipophile balance)
2 可以和所有其她类型得表面活性剂复配 3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小 4 耐水硬性和耐高浓度电解质性 5 良好得生物降解性
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填空题：
1.表面活性剂包括非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。
离子型表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂。
2.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。
3.表面活性剂分子通常由两部分构成：一部分是疏水集团，另一部分是亲水基团。
4.目前测定临界胶束浓度的方法主要有：表面张力法、电导法、增溶作用法、光散射法、染料法。
最常用的方法是：表面张力法、电导法。
5.增溶作用的四种形式的胶束增溶作用对被增溶物的增溶量是不相同的，递减顺序为：聚氧乙烯链的增溶>表面活性剂分子间的增溶>非极性分子在胶束内核的增溶>胶束表面的吸附增溶
6.具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：非离子型>阳离子型>阴离子型
7.非离子表面活性剂亲水亲油计算：HLB=E/5 E：代表合成表面活性剂时加入的环氧乙烷的质量分数。
8.60%Span80（HLB=4.3）和40%Tween80（HLB=15.0）混合得到的表面活性剂HLB值？
HLB=4.3×0.6+15×0.4=8.6
9.乳状液类型的鉴别主要有：稀释法、染料法、电导法、滤纸润湿法。
10.乳化器的材质：乳化过程中器壁的亲水亲油性对形成的乳状液的类型有一定的影响，通常情况下，器壁的亲水性强容易得到O/W型乳状液，而器壁的亲油性强则容易得到W/O型乳状液。
这是因为润湿器壁的液体容易在器壁上附着，形成一层连续层，在乳化搅拌过程中很难分散成内向液滴。
11.乳液的破坏有分层、变型和破乳三种方式。
12.破乳的方法有机械法、物理法和化学法。
简答题：
1.表面张力的测定方法：
（1）滴重法。
也叫做滴体积法，这种方法比较精确而且简便。
其基本原理是：自一毛细滴管滴头滴下液体时，液滴的大小与液体的表面张力有关，即表面张力越大，滴下的液滴也越大。
（2）毛细管上升法。
其原理是当毛细管插入液体时，管中的弯液面会上升或下降一定的高度h，测定h计算表面张力。
这种方法理论上比较成熟，测定精密度高，是最常用的表面张力测定方法之一。
（3）环法。
是把一圆环平置于液面上，测量将环拉离液面所需的最大力，并由此计算表面张力。
（4）吊片法。
将一个薄片置于液面之上，使其刚好与液面接触，为维持此位置，就必须施加向上的拉力，此力与表面张力大小相同，方向相反。
（5）最大气泡压力法。
将一毛细管端与液面接触，然后在管内逐渐加压，直至一最大值时，管端突然吹出气泡后压力降低，这个最大值是刚好克服毛细压力的最大压力，由测得的最大压力即可计算液体的表面张力。
（6）滴外形法。
是利用液滴或气泡的形状与表面张力存在一定的关系的特点，测定平衡表面张力及表面张力随时间变化的关系。
2.影响临界胶束浓度的因素：由于临界胶束浓度是表面活性剂的表面活性的一种量度，人们针对其影响因素进行了大量的研究工作。
影响表面活性剂临界胶束浓度的内在因素主要是其分子结构，包括疏水集团碳氢链的长度、碳氢链的分支、极性集团的位置、碳氢链上的取代
基、疏水链的性质以及亲水基团的种类。
此外，临界胶束浓度的大小还与温度、外加无机盐和有机添加剂等外界因素有关。
3.增溶作用的方式：
（1）非极性分子在胶束内核的增溶。
（2）表面活性剂分子间的增溶。
（3）胶束表面的吸附增溶。
（4）聚氧乙烯链的增溶。
4.乳状液的类型：
（1）水包油型（O/W ）内相为油，外向为水，如人乳、牛奶等。
（2）油包水型（W/O ）内相为水，外向为油，如原油、油性化妆品等。
（3）套圈型 由水相和油相一层一层交替分散形成的乳状液，主要有油包水再包油（O/W/O ）和水包油再包水（W/O/W ）两种形式。
5.润湿过程的分类：
润湿过程主要分为三类，沾湿、浸湿、铺展，产生不同润湿过程条件不同。
（1）沾湿：主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程，沾湿现象发生的条件为0≥+-LG SL SG γγγ
（2）浸湿：浸湿是指固体浸入液体的过程，产生浸湿的条件0≥-SL SG γγ
（3）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。
铺展的条件0≥--LG SL SG γγγ
6.泡沫的消除机理：
（1）使液膜局部表面张力降低
（2）破坏界面膜弹性使液膜失去自修复作用
（3）降低液膜粘度
（4）固体颗粒的消泡作用
7.影响表面活性剂洗涤作用的因素：
（1）洗涤液的表面或洗涤物与污垢的表面张力
（2）表面活性剂在界面上的吸附状态
（3）表面活性剂的分子结构
（4）表面活性剂乳化、起泡和增溶作用
（5）污垢与洗涤物的粘附强度
名词解释：
1.在加入很少量时就能明显降低溶液的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用的物质。
2.临界胶束浓度：表面活性剂分子缔合物形成胶束的最低浓度。
3.Krafft 点：它是指1%的表面活性剂溶液在加热时有浑浊忽然变澄清时的相应温度。
Krafft 点越低，说明该表面活性剂的低温水溶性越好，Krafft 点越高，其溶解度降低。
4.浊点：是指1%的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液加热时由澄清变浑浊时的温度。
5.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。
6.乳状液：是指一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系
7.增溶量：向100ml已标定浓度的表面活性剂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即为增溶量。
8.增溶力：增溶量除以表面活性剂的物质的量即得到增溶力。
9.润湿功能：是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。
10.分散剂：用于使固体微粒均匀、稳定的分散于液体介质中的低分子表面活性剂或高分子表面活性剂统称为分散剂。
11.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叫做絮凝剂。