表面活性剂的化学结构和应用
染整助剂 第六章 表面活性剂化学结构和性能的关系
（三）疏水基与表面活性剂性能的关系
1、疏水基的疏水性
全氟烃基＞硅氧烷基＞一般碳氢链基 脂肪族烷烃≥环烷烃＞脂肪族烯烃＞脂肪基芳香烃 ＞芳香烃＞带弱亲水基的烃基
2、 疏水基长度的影响
在同一品种的表面活性剂中，随疏水基碳链增长， 其溶解度、cmc减小，降低表面张力的能力增大。
3、疏水基支链的影响
分子大小相同，一般有分支结构的表面活性剂不易形成胶 团，其cmc比直链者高，但有分支者降低表面张力的能力较强， 即γcmc低。 有分支者具较好的润湿、渗透性能，但去污性能较差。
(CH2)7COOK
混合表面活性剂
HLB＝ WaHLBa+WbHLBb
Wa+Wb
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1、判断下列表面活性剂属哪种类型，并计算HLB值。
C16H33SO3Na C12H25 N(CH3)2 HCl
C12H25OSO3Na
2、30％的Tween20(HLB值为16.7)与63％的Span20 (HLB值为8.6)混合的表面活性剂的HLB值为多少？
（二）亲水基与表面活性剂性质关系
1、亲水基类型与表面活性剂性质的关系
不同亲水基对表面活性剂性能的影响主要在溶解性、化学稳定性、 生物降解性、安全性（毒性）、温和性（刺激性）等方面。
2、亲水基大小与表面活性剂性质关系 3、亲水基位置与表面活性剂性质的关系
亲水基类型与表面活性剂性质的关系
溶解性
离子型表面活性剂水溶性随温度升高而增加，具Krafft点； 非离子表面活性剂水溶性随温度升高而减小，具浊点。
4、疏水基数目的影响
季铵盐正离子表面活性剂中烷基链数目的影响与疏水链分支的 情况相似。
（四）表面活性剂分子大小与其性质的关系
表面活性剂性质与应用
第二章表面活性剂性质与应用1．表面活性剂的化学结构及特点是什么？（P21）表面活性剂的化学结构:由性质不同的两部分组成，一部分是疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基，这两部分分别处于表面活性剂的两端，为不对称的分子结构。
特点：是一种既亲油又亲水的两亲分子，不仅能防止油水相排斥，而且具有把两相结合起来的功能。
2．表面活性剂有哪些类型举例说明。
按溶解性分类：有水溶性和油溶性两大类;按照其是否离解分类：离子型和非离子型两大类;根据其活性部分的离子类型又分为：阴离子、阳离子和两性离子三大类。
3．表面活性剂的水溶液的特点是什么？(1)浓度↑,表面张力↑。
如：NaCl,Na2SO4,KOH,NaOH,KNO3等无机酸、碱、盐溶液。
(2)浓度↑,表面张力↓。
如：有机酸、醇、醛、酮、醚、酯等极性物质溶液。
(3)随浓度增大，开始表面张力急剧下降，但到一定程度便不再下降。
如：肥皂、长链烷基苯磺酸钠等溶液。
这些物质称为表面活性剂。
4．何谓表面活性？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能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能（表面活性是一种动力学现象，表面或界面的最终状态表示了两种趋势之间的动态平衡，即朝向表面吸附的趋势和由于分子热运动而朝向完全混合的趋势之间的平衡）5．简述Traube规则的内容。
特劳贝规则：即每增加一个-CH2-基团时，其π/C 约为原来的三倍。
6．试述阳离子SAA的主要用途。
广泛应用于非纺织物的防水剂、优柔剂、抗静电剂、染料的固色剂、医用消毒剂、金属防腐剂，矿石浮选剂、头发调理剂、沥青乳化剂等。
7．两性离子SAA有什么特点。
最大特征在于它既能给出质子又能接受质子。
(1)对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。
(2)有一定的杀菌性和抑霉性。
(3)有良好的乳化性和分散性。
(4)与其他类型表面活性剂有良好的配伍性。
表面活性剂的作用及其应用
表面活性剂的作用及其应用表面活性剂作为一种重要的化学物质，在日常生活中扮演着非常重要的角色，从洁面用品到食品添加剂，从农业杀虫剂到制药原料，表面活性剂无处不在，可谓是现代生活的必备品。
那么，表面活性剂到底是什么，它在哪些方面具有重要的作用呢？本文将从理论和实践两个方面来对表面活性剂进行探究。
一、表面活性剂的理论基础表面活性剂，又称表面活性分子，是一类分子结构具有亲水和疏水两种不同区域的化合物。
它们的分子结构中包含着两个部分，一部分是亲水性较强的“头部”(或称为“极性基团”)，这个部分可以与水形成氢键相互作用，因此也被称为水溶性基团；另一部分则是亲水性较弱的“尾部”(或称为“非极性基团”)，它们可用于与非极性物质作用。
表面活性剂的这种分子结构使得它们在水中可以形成胶束，即亲水性的“头部”朝向水相，而疏水性的“尾部”则朝向胶束内部，从而使胶束能够承载疏水性物质，如油脂、污垢等，同时也能够稳定乳液和泡沫等。
二、表面活性剂的作用1. 清洁剂由于表面活性剂具有胶束形成的特性，因此它们能够将非极性化合物包裹在胶束内部，使之分散在水中，从而改善了清洁效果。
此外，表面活性剂还具有增溶作用，能够促进清洁剂中的成分相互混合并均匀分布，进一步提高清洁效果。
2. 食品添加剂在食品制造过程中，表面活性剂被广泛应用于乳化、泡沫化和增稠等方面。
例如，在乳制品生产中，表面活性剂被用于稳定脂质和水相之间的界面，从而防止乳化液“分层”；在烘焙食品中，表面活性剂则被用于增强面团的韧性，使得制成的蛋糕、面包等食品口感更好。
3. 医药制剂表面活性剂在医药制剂中也被广泛应用。
例如，在磺胺类抗生素中，表面活性剂被用于促进药物的溶解和吸收；在麻醉剂中，表面活性剂则被用于稳定药物的微小颗粒，从而使麻醉剂更加稳定和有效。
三、表面活性剂的应用1. 洗涤剂洗涤剂是应用最广泛的表面活性剂制品之一。
洗涤剂常常包括清洁剂、润滑剂、增稠剂等多种成分，这些成分的共同作用可以有效地去除污垢和油脂，保护被清洗物品的表面，并且具有增进清洁效果的作用。
表面活性剂应用原理
表面活性剂应用原理表面活性剂是一类化学物质，具有分子结构中同时存在亲水性和亲油性的特点。
它们在水和油之间起到界面活性的作用，可以降低液体表面张力，使液体能够更好地湿润固体表面。
表面活性剂的应用原理主要包括以下几个方面：1. 降低表面张力：表面活性剂分子结构中的亲水基团与亲油基团相互作用，形成分子在界面上的吸附层。
这一吸附层能够降低液体的表面张力，使液体更容易湿润固体表面，提高液体的渗透性和扩展性。
2. 分散和乳化作用：表面活性剂能够在液体中形成胶束结构，将油滴或固体微粒分散在水相中，形成分散体系。
这种分散作用可以使油、脂、颜料等不溶于水的物质均匀分散在水中，提高它们的溶解度和可操作性。
3. 渗透和浸润作用：表面活性剂能够改善液体与固体的接触性能，使液体更容易渗透进入固体内部。
这种渗透作用可以提高液体在固体上的浸润性，使液体能够更好地与固体接触和反应，提高工艺效率。
4. 乳化稳定作用：表面活性剂能够使油水两相形成均匀的乳状液体，称为乳化作用。
乳化剂通过在油水界面上形成吸附层，阻止油滴的聚集和沉淀，从而保持乳状液体的稳定性。
5. 胶束增溶作用：表面活性剂能够在溶液中形成胶束结构，将水溶性和油溶性物质同时溶解在溶液中。
这种胶束增溶作用可以提高溶液的溶解度和稳定性，扩大溶液的应用范围。
总之，表面活性剂应用原理主要包括降低表面张力、分散和乳化作用、渗透和浸润作用、乳化稳定作用以及胶束增溶作用等。
这些作用使得表面活性剂在各个领域中具有广泛的应用，如洗涤剂、乳化剂、润滑剂、抗静电剂、泡沫剂等。
表面活性剂介绍
表面活性剂的分类
01
按化学结构分类
阴离子型、阳离子型、非离子型和 两性离子型等。
按应用分类
洗涤剂、化妆品、食品工业、医药、 农药等专用表面活性剂。
03
02
按来源分类
天然表面活性剂和合成表面活性剂。
表面活性剂能够降低固体表面与液体的接 触角，提高固体表面的润湿性，有利于物 质的分离和制备。
在泡沫体系中，表面活性剂可以控制泡沫 的大小和稳定性，发泡和消泡在日化、食 品、医药等领域有广泛应用。
03
表面活性剂的应用领域
工业清洗
总结词
表面活性剂在工业清洗中发挥重要作用，能够降低水的表面张力，使污渍和油 脂更容易被去除。
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石油工业
总结词
表面活性剂在石油工业中用于提高采收率和油水分离效果。
详细描述
表面活性剂能够降低油水界面张力，改善原油的流动性，提高采收率。同时，它 们在油水分离过程中发挥重要作用，能够将水和原油有效分离，提高油品质量和 产量。
食品工业
总结词
表面活性剂在食品工业中用于食品加工、乳化、增稠和稳定食品体系。
04
表面活性剂的发展趋势与展望
新材料与新技术的应用
纳米材料的应用
表面活性剂在纳米材料制备中发 挥重要作用，如纳米颗粒、纳米 纤维和纳米膜等。
高分子材料的应用
高分子表面活性剂在胶束、乳液 、微乳液等领域具有广泛应用， 可提高材料的性能和稳定性。
绿色环保与可持续发展
生物可降解表面活性剂
随着环保意识的提高，生物可降解表 面活性剂成为研究热点，如脂肪酸酯 、烷基多糖苷等。
表面活性剂在化妆品中的应用
01 引言
03 应用
目录
02 定义 04 参考内容
引言
表面活性剂是一类具有特定分子结构的化合物，具有亲水亲油性质，通常用 于清洁、保护和美化肌肤的化妆品中。在化妆品领域，表面活性剂的主要作用是 作为添加剂，提高产品的使用体验、增加产品销售以及提升产品品质。本次演示 将详细介绍表面
4、抗菌和防腐作用
一些两性表面活性剂还具有抗菌和防腐作用，可以有效地延长化妆品的保质 期，防止细菌和霉菌的滋生。例如，季铵盐类两性表面活性剂具有广谱抗菌作用， 能够杀灭多种细菌和真菌。
四、总结
本次演示主要介绍了两性表面活性剂的合成方法及其在洗涤化妆品中的应用。 由于两性表面活性剂具有出色的洗涤、润湿、乳化、分散等性能以及温和不刺激、 抗菌防腐等特性，因此在洗涤化妆品领域具有广泛的应用前景。随着人们对于化 妆品安全和
人们将更加表面活性剂的安全性和生物学性质，尽量避免对人体有害的成分， 同时追求更加温和、不刺激的配方。此外，表面活性剂的复配技术也将得到更加 广泛的应用，通过不同类型表面活性剂的复配，可以获得更好的性能和效果。
除了传统类型的表面活性剂之外，新型的表面活性剂也在不断开发。例如， 含有氨基酸、糖类等天然成分的表面活性剂，具有更好的生物可降解性和皮肤相 容性，将在化妆品中发挥越来越重要的作用。另外，一些具有特殊功能的表面活 性剂也在研发中
活性剂的基本概念、在化妆品中的应用情况、优势以及未来发展趋势。
定义
表面活性剂是一种具有极性基团和疏水基团的化合物。极性基团可以与水分 子相互作用，使表面活性剂在水溶液中溶解；而疏水基团则倾向于与非极性物质 结合，使表面活性剂在界面上富集。这种特殊的分子结构使得表面活性剂具有降 低表面张力、润湿、乳化、分散等特性。
化学表面活性剂的性质与应用
化学表面活性剂的性质与应用化学表面活性剂是一类广泛应用于工业和生活中的重要物质。
它们以其特殊的性质，在各种领域中起着关键作用。
本文将详细介绍化学表面活性剂的性质和应用。
一、化学表面活性剂的定义化学表面活性剂是一类具有分子结构上的特殊性质，能够吸附在液体表面并降低表面张力的物质。
它们以亲水性和疏水性部分构成，因此可以在液体中形成胶束，并在界面上发挥应用。
二、化学表面活性剂的性质1. 降低表面张力化学表面活性剂能在液体表面或液体-固体界面降低表面张力，由于其分子结构的特殊性质，使其在水中部分分子吸附在液体表面上，使表面张力降低。
2. 分散作用化学表面活性剂能使油和水两种互不溶于单质混合，分散作用使油颗粒分散在水中，形成乳状液。
这对于液体的混合、溶解和吸收有着重要的应用。
3. 乳化作用化学表面活性剂在水和油界面能够形成乳状液，使两者混合得更加均匀。
这种乳化作用在食品、化妆品和润滑剂等领域有广泛应用。
4. 润湿性化学表面活性剂具有良好的润湿性，能够降低固体表面的接触角，使液体能够在固体表面上均匀分布。
这对于清洁剂、涂料和涂层等领域非常重要。
5. 增稠性化学表面活性剂在高浓度时能形成胶束，形成网状结构，增加液体的黏性。
这种增稠性在洗涤剂、油漆和胶水等领域有广泛应用。
三、化学表面活性剂的应用1. 清洁剂化学表面活性剂作为清洁剂的重要组分，能够有效降低水的表面张力，增强溶解能力，使污垢更容易被清洗。
例如，洗衣粉中的表面活性剂能够去除衣物上的污渍。
2. 洗护产品化学表面活性剂在洗发水、沐浴露等洗护产品中发挥重要作用。
它们能够降低洗涤液的表面张力，使洗涤剂更容易被清洗，从而有效去除头发和皮肤上的油脂和污垢。
3. 化妆品化学表面活性剂在化妆品中起到乳化、稳定和润湿的作用。
例如，乳状化妆品中的表面活性剂能够使油和水充分混合，使化妆品更易于使用和吸收。
4. 农药与肥料化学表面活性剂在农药和肥料中用作助剂，能够提高药剂或肥料对植物和土壤的附着性，提高效果，并降低泥土中的表面张力。
表面活性剂与各种化学反应的深度解析
表面活性剂与各种化学反应的深度解析表面活性剂，这一在日常生活和工业生产中广泛应用的化合物，其特性使得它能够与众多物质发生反应。
本篇文章将深入探讨表面活性剂与各种化学反应的关联，帮助您更全面地理解这一重要的化学物质。
一、表面活性剂的基本性质表面活性剂是一种具有两亲结构的化合物，由疏水性烃基和亲水性基团组成。
这种特殊的结构使得表面活性剂能够降低溶液的表面张力，从而产生丰富的物理化学性质。
二、表面活性剂与酸碱反应酸碱反应是表面活性剂最常见的一种反应类型。
在酸性和碱性条件下，表面活性剂的亲水性基团和疏水性基团之间的平衡会发生改变。
例如，在酸性条件下，表面活性剂的亲水性基团更易与氢离子结合，从而增强其亲水性；而在碱性条件下，疏水性基团更易与氢氧根离子结合，从而增强其疏水性。
三、表面活性剂与氧化还原反应表面活性剂在氧化还原反应中也有着重要的作用。
例如，某些表面活性剂能够作为催化剂，促进氧化还原反应的进行。
同时，在某些情况下，表面活性剂的氧化还原反应也会对其结构和性能产生影响。
四、表面活性剂与聚合反应聚合反应是生成高分子化合物的反应过程。
在聚合反应中，表面活性剂可以作为乳化剂、分散剂等角色，对聚合物的结构和性能产生重要影响。
此外，某些表面活性剂还可以参与到聚合反应中，成为聚合物链的一部分。
五、表面活性剂与生物反应在生物领域，表面活性剂的应用也十分广泛。
例如，脂溶性维生素的吸收需要借助表面活性剂；在生物膜的研究中，表面活性剂可以模拟细胞膜的结构和功能；此外，一些具有特殊功能的表面活性剂还可以参与到生物催化反应中。
六、结论表面活性剂作为一种具有两亲结构的化合物，能够与多种物质发生反应。
了解表面活性剂与各种化学反应的关联，有助于我们更好地应用这一重要的化学物质，推动相关领域的发展。
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表面活性剂的化学结构和应用
作者：任俐萍
来源：《新课程·上旬》2020年第07期
摘要：表面活性剂具有特殊的化学性质，能够促进发泡、乳化等过程，在食品、化工等行业有广泛的应用。
其实，人类应用表面活性剂的历史十分悠久，能够追溯到公元前两千多年，人们利用草木灰和羊油成功研制出肥皂，用于清洁身体。
而在我国农村中，用草木灰洗涤含有油污的碗筷也是普遍的做法。
但表面活性剂中有许多成分不可被自然降解，若大量流入水源，会产生一定的危害，需要严格控制用量。
分析了表面活性剂的化学结构，并提出几种表面活性剂的应用。
关键词：表面活性剂;化学结构;作用
油脂类有机物不能与水互溶，但在很多时候都需要促使两者结合，从而去除油脂或者达到其他目的，随着化工产业的不断发展与进步，能够改变油水特性、达到分离或者混合目的的表面活性剂在生活中得到了广泛的应用，例如用于制作洗涤剂、洗衣液、洗发露等，去除餐具和衣物、头发表面的油脂，或者用于制作化妆品，对肌肤起到滋润、防护和保湿作用。
可以说，表面活性剂已经成为工业中必不可少的工具，但其对环境会造成一定污染，因此需要对它的结构进行分析，并进行合理添加。
一、表面活性剂简介
分子表面含有疏水基团或者亲水基团，其中与水结构相似，或者基團化学键与水的H-O 键相似的物质大多数易溶于水，而与水结构相差较多、化学键也大不相同的则不溶于水。
所谓表面活性剂，指的就是能够改变溶液体系的界面状态、使原本不相溶的物质能够互溶、或者分离两种相融物质的化学药剂，它的分子结构既有亲水性也有疏水性，因此能够与不同物质相结合，达到去除或者聚合的效果。
二、表面活性剂的应用
1.洗涤剂
洗涤剂可以说是使用最为广泛的表面活性剂，家家户户都会使用，它们存在于肥皂、洗洁精、洗衣液等生活用品中，例如制作肥皂的工艺流程是先利用油脂的反应特性，以皂化反应获得高级脂肪酸，然后对其进一步加工以减少油脂含量，再静置、切块包装。
在使用时，由于肥皂中含有表面活性剂，在经过摩擦后它们会进入油水混合液，其亲水基与分散在水中的表面活性剂结合，使之能够形成聚合物，然后用水冲洗，即可将表面活性剂与油脂一同清除。
此外，为了使表面活性剂更好地发挥功效，时常添加辅助成分，例如在含磷洗衣粉中，有一定的
磷酸盐成分，磷酸根会与自来水中的钙镁离子结合，从而对环境造成污染，因此制造含磷洗衣粉时需要对其中的离子浓度进行严格计算和控制，从而提高其清洁度，并防止杂质干扰表面活性剂的作用。
2.化妆品的制作
人的皮肤有不同性质，因此需要不同种类的化妆品，在制作时需要让它们呈现油性或者水性，以起到保护皮肤、保持湿润的目的，添加表面活性剂就可以实现化妆品性质的改变，使之形成胶束，包裹有效成分，完成乳化。
但当化妆品中的油性成分过多时，会影响化妆品的品质和手感，同时无法起到保湿效果，对肌肤的防护作用明显下降。
因此在制作化妆品时，需要严格控制表面活性剂的剂量，对阴阳离子数目进行调控，使之保持中性，增强化妆品的防护作用。
除了化妆品外，洗发露和护发素也使用了表面活性剂，由于洗发时头发之间会不可避免地产生摩擦，若表面活性剂中电荷量不平衡，就会在摩擦时致使头发互相排斥，因此还需要注意平衡电荷，减少斥力作用。
3.表面活性剂型阻垢剂
目前，我国正在运行中的油田一般使用燃煤注汽锅炉，它们能够以煤和重油、天然气等作为燃料，降低开采稠油的成本，为我国油田资源开采事业提供了强大助力，但由于锅炉爆管事故的频繁发生所导致的经济损失也是一个不容小觑的数字。
爆管的根本原因是内壁结垢，污垢附着在内壁上，久而久之，会造成堵塞。
此外，结垢现象还会降低设备与气体、水体的接触面，使得热交换效率随之降低，增加能源和电力的消耗，提升油田的开采运营成本，消耗我国财力资源。
为了减少甚至杜绝此类事故的发生，提升锅炉系统的安全性和稳定性，并减少无谓的经济损失，必须做好污水处理工作，防止大面积结垢现象的产生。
阻垢剂能够抑制无机盐结垢和沉淀，能够保护设备的传热效果，并防止爆管。
其中表面活性剂型阻垢剂乃是应用广泛、效果较好的一种，最常见的乃是有机磷系列阻垢剂，它能够与油田污水中的Ca、Mg等离子结合形成合离子并分散，阻止它们聚合，合离子还能形成链条，被碳酸盐晶体吸附且代替碳酸根的位置，利用置换反应防止碳酸盐晶体扩大。
同时它能够使碳酸盐失去晶核作用，改变其晶体结构使之转化为不易契合的结构，进而抑制碳酸盐晶体的生长并将其转化为疏松分散的物质。
4.消毒杀菌剂
在医药行业中，表面活性剂还能制作消毒杀菌剂，这是由于细菌中都含有蛋白质，它们的生物膜也主要是由蛋白质构成，表面活性剂可以与蛋白质膜进行作用，使之失去活性甚至变质，起不到防护效果，因此在手术前可以用一定浓度的表面活性剂对伤口进行消毒或者用其制作杀菌药剂。
三、结束语
表面活性剂几乎不具备腐蚀性，且造价低廉，作用多样，随着化工行业的不断发展，表面活性剂的使用会愈发广泛，但在使用的过程中必须注意它对环境的污染并采取相应的防护措施，要在保护环境的前提下发展经济。
参考文献：
[1]顾建坤，陈小琴，沈亚芬，宋云飞，等.表面活性剂的化学结构和应用[J].化工管理，2019（23）：15-16.
[2]王永涛.表面活性剂的化学结构与应用[J].化工设计通讯，2018，44（11）：149.
[3]王英磊，李入林，刘学国，杜朝军.应用型本科院校表面活性剂化学教学改革与实践[J].化工高等教育，2018，35（1）：51-54.
[4]李晨阳.对表面活性剂化学结构与应用的探究[J].当代化工研究，2016（9）：46-47.
编辑张佳琪。