模块一表面活性剂性质定义
表面活性剂性质、分类及特性
Span 俗称 OP系O列，化学性质稳定Tw，ee抗n 氧化性O 能强 O
O CR
O
O
CR
(3) 聚氧乙烯烷基酰胺 OH
OH
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂
OH
O(C2H4O)yH
(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
20
(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
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----由于其特殊结构，具有许多优异性能，如良好 的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和 多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防 腐蚀等使用性能，特别是其极低毒性和无刺激性以 及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中 前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都 有相当用途。
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§2.2 表面活性剂的结构、分类及一般性质
1、表面活性剂的结构
表面活性剂分子 非极性亲油基团（烃 链） 极性亲水基团
两亲分子； 不对称、极性；
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亲水基团和亲油基团
亲水基是容易溶于水或容易被水所润湿的原子 团，如磺酸基、羧基、硫酸酯基、羟基、氨基等;
亲油基又称疏水基、憎水基，由烃链—(CH2)n--组 成，链有长有短，有的具有支链，或者被杂原子或环 状原子团所中断： --(CH2)n-O-(CH2)m-， (CH2)n-Ph—
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表面活性剂的基本性质和作用
表面活性剂的基本性质和作用
表面活性剂分子结构中，能在水溶液中降低表面张力的那部分称为活性部分。
分子在水中离解后,活性部分呈各种离子状态或分子状态。
表面活性剂的活性部分是由亲水基团与疏水基团( 油溶性活性剂中叫做疏油基和亲水基)构成。
疏水基通常含Cx~ C。
的各种非极性碳-氢长链基团，它具有排斥水的作用。
亲水基是极性基团(如羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐、有机胺盐、季铵盐、多元醇及聚氧乙烯长链等)，它具有水分子相互吸引的作用。
表.面活性剂分子的亲水基与疏水基是构成界面吸附层、分子走向排列等现象，如下图所示。
表面活性剂能起到润湿、分散、乳化、渗透、增溶、发泡及洗涤等作用。
表面活性剂在电镀工业应用极其广泛。
利用其乳化、润湿及增溶作用来提高镀件的除油效率及除油质量;利用其在金属和溶液界面上的定向排列及吸附作用，来改善镀层的结晶组织、提高阴极极化度从而提高镀层的分散能力;利用其润湿作用，可防止析出的氢气在镀件表面滞留，从而防止镀层出现麻点及针孔。
表面活性剂的定义
表面活性剂的定义
表面活性剂：定义和用途
表面活性剂，也称为界面活性剂，是一种化学物质，具有表面活性性质，能够调节液体间的相互作用，改善液体的界面性质，并具有良好的洗涤能力。
表面活性剂可以将液体分成脂肪族、非脂肪族和非水溶性组分。
它们的主要作用是使液体的界面活性性增强，使液体表面的粘着性降低，从而改善液体的洗涤能力。
表面活性剂的种类繁多，主要有极性表面活性剂、非极性表面活性剂、离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。
不同的表面活性剂具有不同的性能，可以根据不同的应用需求来选择适当的表面活性剂。
表面活性剂有多种用途，主要用于清洁剂、润滑剂、染料、防结垢剂、抗结垢剂、抗氧化剂、医药中间体、各种洗涤液和洗衣粉的制备以及液体的分散、悬浮和乳化等。
举例来说，洗洁精中的表面活性剂可以改善洗洁精的洗涤能力，使污渍更容易清除；润滑剂中的表面活性剂可以减少摩擦，提高润滑性；防结垢剂中的表面活性剂可以阻止水中的沉淀物结块，防止水垢的形成等。
总之，表面活性剂是一种具有优良界面活性性质的物质，它可以改善液体的洗涤能力，并被广泛应用于清洁剂、润滑剂、染料、防结
垢剂、抗氧化剂、医药中间体、各种洗涤液和洗衣粉的制备以及液体的分散、悬浮和乳化等方面。
表面活性剂的性质及其应用
表面活性剂的性质及其应用表面活性剂是一类同时具有亲水基和亲油基的两亲性分子，可以明显降低液体的表面张力，具有乳化、润湿、增溶和分散等作用，同时对液体产生泡沫有一定的影响。
由于其独特的性质，表面活性剂被广泛用于合成洗涤剂、乳化剂、增稠剂、杀菌剂、消毒剂、润湿剂等。
除普通表面活性剂外，还研发出了多种新型表面活性剂，这些新型表面活性剂都有与普通表面活性剂不同的结构和特性，有着较强的应用潜力和发展前景。
标签：表面活性剂；两亲分子；Gemini；boladoi：10.19311/ki.16723198.2017.02.097现在人们的生活已经离不开肥皂、洗衣粉等各类合成洗涤剂，而这些洗涤剂的有效成分正是表面活性剂。
生命中细胞膜的骨架—磷脂双分子层的本质也是表面活性剂组装的囊泡结构。
除此之外，它还具有抗菌，增溶，乳化，润湿，助悬，增粘，防腐，抗静电等功能，也常被应用于食品和化妆品添加剂。
1 表面活性剂的概念和特点表面活性剂（surfactant）是一类两亲性的长链分子，其结构中至少含有一个亲水基和一个疏水基（图1a）。
由于水是极性液体，根据相似相溶，亲水基易溶于水，与水有较强的偶极作用，而疏水基则与水的作用力很弱。
从而在水溶液中，亲水基团往往处于水相中，疏水基团则在水相外自身相互作用，互相靠近，这样使表面活性剂能够聚集形成胶束结构（图1b～d）。
胶束可以起到增溶，自愈合，也可以作为药物载体。
表面活性剂在溶液中形成特殊结构的驱动力在于它能降低体系的表面张力。
比如，在形成胶束时，这样的结构使疏水基团与水相完全分离，可以显著降低液体表面张力。
基团的亲水性和亲油性可以用Griffin提出的亲水亲油平衡值（HLB）来衡量，比如羧酸根的HLB为21.2，烷基链的HLB为0.475。
表面活性剂在溶液内部形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（CMC）。
CMC也就是让液体表面活性趋于稳定的最小浓度，即在CMC浓度以上，液体表面张力不会继续减少。
表面活性剂的基本性质及作用
新型绿色表面活性剂的研究与开发
1
新型绿色表面活性剂是指具有环保、低毒、生物 可降解等优点的表面活性剂，如糖基表面活性剂、 磷脂表面活性剂等。
2
新型绿色表面活性剂的合成方法主要包括化学合 成和生物合成两种，其中生物合成方法具有环境 友好、生产成本低等优点。
3
新型绿色表面活性剂在应用过程中需注意其性能 与其他传统表面活性剂的差异，以及大规模生产 和应用的可行性问题。
选择合适的润湿剂需要考虑其润湿性能和稳定性，同时还需要考虑其与其他化学品的兼 容性。
起泡和消泡作用
起泡作用
表面活性剂能够降低液体的表面张力，使气体更容易在液体中形成气泡。在泡 沫灭火器、泡沫混凝土、泡沫清洗等领域中，起泡作用是表面活性剂的重要应 用之一。
消泡作用
在一些工业过程中，如纸浆制造、石油开采等，会产生大量的泡沫，影响生产 效率和产品质量。表面活性剂可以作为消泡剂，有效抑制泡沫的产生和稳定， 提高生产效率和产品质量。
详细描述
农药和医药中间体中的表面活性剂能够增加药物的溶解度，使其更好地分散在水中或穿透细胞膜，从而提高药物 的生物利用度和治疗效果。此外，表面活性剂还可以作为药物的载体，帮助药物在体内更好地分布和吸收。
05
词
磺化法是一种常用的表面活性剂合成方法， 通过将芳香族化合物与硫酸反应，引入磺酸 基团，从而制备出阴离子型表面活性剂。
总结词
化妆品中添加表面活性剂是为了提高产品的稳定性、润湿性和乳化效果。
详细描述
在化妆品中，表面活性剂可以作为乳化剂、润湿剂和分散剂，有助于将油性成分和水性成分混合在一 起，形成稳定且易于涂抹的质地。同时，表面活性剂还能帮助增加皮肤的水合作用，使皮肤更加柔软 光滑。
农药和医药中间体
表面活性剂定义提纲
表面活性剂定义提纲表面张力的概念：液体表面的分子总是处在向液体内部拉入的引力作用之下，因此液滴总要自动收缩。
表面张力的测定方法：滴重法，毛细管上升法，环法，吊片法，最大气泡法，滴外形法表面活性：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表面活性物质：因在溶液表面发生吸附（正吸附）而使溶液的表面张力降低的物质称为表面活性物质.表面活性剂作用主要来源于：①降低体系的表面张力②胶束的形成表面活性剂：在加入量很少时能明显降低溶剂的表面张力，改变界面状态，产生润湿、乳化、起泡、增溶、分散的现象的物质表面活性剂分子在水溶液体系中（包括表面、界面）发生定向排列形成紧密排列的单分子吸附层，降低溶液的表面张力特劳贝规则：每增加一个亚甲基基团，π/C便增加为原来的三倍π——表面张力降低值表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度成为临界胶束浓度（CMC）CMC的测定方式：1.表面张力法2.电导法3.增溶作用法4.染料法5.光散射法影响临界胶束浓度的因素：内在因素：疏水基碳氢键长度（反比）、碳氢链的分支（正比）、极性基团的位置（越靠近中间CMC越大）、碳氢链上的取代基（极性基团增多，亲水性提高，CMC增大）、疏水链的性质、亲水基团的种类（离子型比非离子型大，两性与离子型相近）外界因素：温度（温度较低时，表面活性剂的溶解度较小，到达某一温度时溶解度突然增大，称为Krafft点。
非离子表面活性剂存在浊点，在加热过程中突然使溶液浑浊的温度点。
）、添加无机盐、有机添加剂胶束聚集数可以用光散射法、扩散法、X射线或衍射法、核磁共振法、渗透压法、超离心法等测量。
胶束作用：乳化作用、泡沫作用、分散作用、增溶作用、催化作用亲水亲油平衡值（HLB）——亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度HLB值越高，亲水性越强，反之，你懂HLB计算：聚氧乙烯型非离子表面活性剂=（亲水基质量*20）/（亲水基质量+憎水基质量）多元醇型非离子表面活性剂=20（1-S/A）=（E+P）/5离子型表面活性剂的亲水性=Σ亲水基亲水性-Σ疏水基亲油性=Σ（亲水基团数）-Σ（亲油基团数）+7混合型=Σ（HLBi*qi）HLB：1~3消泡作用3~6乳化作用（W/O）7~15渗透作用8~18乳化作用（O/W）12~15润湿作用13~15去污作用15~18增溶作用溶解度越大，临界胶束浓度越高，反之你懂离子型随着温度升高，溶解度增加聚氧乙烯型非离子表面活性剂随着温度升高溶解度下降,到一定程度时变得不溶于水亲水基位于分子中间时，表面活性剂的润湿性能比位于分子末端的强亲水基在末端的，则去污能力比较强带有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿和渗透性能，但去污能力比较弱分子量大的表面活性剂的洗涤、分散、乳化性能比较好分子量较小的活性剂润湿、渗透作用比较好Krafft点：1%的表面活性剂溶液在加热时由浑浊突然变澄清的相应温度当表面活性剂溶液过饱和状态时，krafft点应是离子型表面活性剂单体、胶束和为溶解的表面活性剂固体共存三相点阳离子表面活性剂的krafft点是表征其在水溶液中溶解性能的特征指标Krafft点越高，表明该表面活性剂越难溶，溶解度越低，反之你懂通常krafft点与表面活性剂疏水基碳链长度呈线性关系Krafft点=a+bn（碳链所含碳原子的个数）浊点：1%的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液溶液加热时由澄清变浑浊的温度。
表面活性剂的名词解释
表面活性剂的名词解释
表面活性剂是一种有机化合物，它可以与水和油脂类物质结合，促进他们之间的相容性，改善物质间的互溶性。
它也可以提高表面活性，起到清洁、抗菌和抗结垢等作用。
表面活性剂有着广泛的应用，被广泛地用于肥皂、洗涤剂、护发素、消毒剂、农药等。
这类化合物的分子量平均比较小，具有易水溶性和非常强的表面活性性能。
表面活性剂的分子结构中，由一个非电荷的碳原子中心支撑起两个电荷分子，使得其能够与水或油脂分子结合，形成一个有机层以实现溶液的相容性。
综上所述，可以看出，表面活性剂将油脂分子和水分子结合起来，促进他们之间的相容性，改善物质间的互溶性。
表面活性剂的应用涉及着许多领域，其中包括：建筑和建筑材料、润滑剂、海洋工业、清洁剂和护理剂、农药、去垢剂、工业用化学品、污水处理。
从现实应用来看，表面活性剂常被作为农药的活性剂用于植物和土壤农药之间的整合、抗微生物剂、调节害虫动物和植物免疫反应，减少含量产品中水、油、油类有害残留物类，以及处理污水等等。
表面活性剂有着广泛的应用，同时也有一些不足之处。
由于表面活性剂的分子尺寸较小，容易进入水体中，会影响到水体的生态系统，破坏水质，令水中的鱼类和海洋生物受到损害。
此外，表面活性剂在水中的持久性可能会引起环境污染问题，因此在使用这些化合物时，一定要注意其使用量，避免环境污染。
总而言之，表面活性剂是一种重要的有机化合物，它在促进物质
间互溶上具有重要作用。
由于它的应用涉及到多个领域，因此使用起来也更加广泛，但同时应注意它们是有害物质，务必避免环境污染，严格控制使用量，以保护环境。
表面活性剂的概念与特点(精)
气
液
固
加入表面活性剂
液
固液体铺展Fra bibliotek一、表面活性剂的概念特点 一、片剂的特点
结构：极性的亲水基团+非极性的亲油基团 极性基团：易溶于水，具有亲水性质、故叫亲水基团； 非极性基团(长链烃基)不溶于水，具有亲油性质，故叫亲油基团，也叫疏水基团 两亲性： 亲水基团 亲油基团
二、表面活性剂的基本性质
作润湿剂与铺展剂 O/W型乳化剂
15～18
1～3 13～16
增溶剂
消泡剂 去污剂
二、表面活性剂的基本性质
3、起昙与昙点 通常表面活性剂的溶解度随温度升高而增大，但某些含聚氧乙烯基的非离子型 表面活性剂的溶解度开始随温度升高而加大，当达到某一温度时，其溶解度急
剧下降，使溶液出现混浊或分层，冷却后又恢复澄明。这种由澄清变成混浊或
Krafft点也是表面活性剂使用温度的下限。
二、表面活性剂的基本性质
5、毒 性 一般而言，阳离子型表面活性剂的毒性最大，其次是阴离子型表面活性剂，非 离子型表面活性剂的毒性最小。
阳离子型和阴离子型表面活性剂还有较强的溶血作用。
非离子型表面活性剂的溶血作用一般比较轻微，其中聚山梨酯类的溶血作用通 常较其他含聚氧乙烯基的表面活性剂更小。
分层的现象称为起昙。该转变温度称为昙点。 昙点是非离子表面活性剂的特征值
澄清 ≥昙点 ＜昙点 浑浊
二、表面活性剂的基本性质
4、Krafft点 当温度升高至某一温度时，其溶解度急剧升高， 该温度称为Krafft点。以十二烷基硫酸钠为例， 十二烷基硫酸钠的Krafft点为8℃。
Krafft点是离子型表面活性剂的特征值。
>CMC，形 成若干个球 状胶束
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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
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3
伯胺盐 R-NH3＋
季铵盐
CH3
|
例如
C16H33-N+-CH3Br－ |
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)
吡啶盐 例如 C12H25(NC5H5)+
此溶质为表面惰性物质 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。
表面活性剂分类
表面活性剂分子
极性基团（亲水） 非极性烃链（疏水）
硬脂酸
按离子类型
表面活性剂
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
阴离子表面活性剂
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
润湿剂
洗涤剂 增溶剂
O/W型乳化剂
甘油三酯的结构示意图
磷脂的内盐部分具有亲水性，脂肪酸长链烃基部分 具有疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂，它在 生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化 和吸收。
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。
• 式中，Wi、HLBi——分别为混合表面活性剂 中i组分的质量和百分比浓度。
表面活性剂概述
表面活性剂的HLB与应用的对应关系
表面活性剂在水中的性 质
不分散
分散不好 不稳定乳状分散体 稳定乳状分散体 半透明至透明的分散体
透明溶液
HLB
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
用途
W/O型乳化剂
气-液界面
气-固界面
液-液界面
液-固界面
固-固界面
气相
↙↓↘
↙↓↘
←↖↙↑↓↘↗→
液相
（a）
（b）
亲水基团 疏水基团
表面活性剂分子
• 石蜡分子上没有亲水基，因此石蜡的HLB=0； • 油酸分子上只有一种弱的亲水基—羧基，其
HLB=1 • 聚乙二醇分子上完全是亲水基，因此其HLB=20； • 所以对于非离子型表面活性剂，其HLB=0～20； • 对于离子型表面活性剂，规定油酸钠＝18，油酸
非离子型表面活性剂稳定性高，不易受强 电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的 影响；与其它类型表面活性剂的相容性好；在 水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能，具有良 好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、 稳泡、抗静电等作用，且无毒；
广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等 的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面 的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。
式中： E—活性剂分子中氧化乙烯的质量百分数。
5
• 这些计算都不准确，现在用了一些试验的方法，如乳化法 等。
• 在表面活性剂有关书籍或表面活性剂的结构分解为一些基团，每 个基团对HLB值均有各自的贡献，通过实 验测得各基团对HLB值的贡献，称做“基 团数”，其中亲水基的为正值，亲油基的 为负值，然后，将各亲水、亲油基的HLB 基团数代入下式中，即可计算出离子型表 面活性剂的HLB值。
H值 L B 7 (亲水基 ) (基 亲团 油数 基 ) 的基团数
• 混合表面活性剂的HLB值 • 当多种表面活性剂混合时，其HLB值具有加
合性，即有：
H值 L m iW B xA HA W L W A B W B H B .B .L W ..i..W B .i..H ...i L i n 1x i B Hi LB
非离子表面活性剂
R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
(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
钾＝20,十二烷基硫酸钠=40。 • 所以对于阴、阳离子型表面活性剂，其
HLB=0～40；
• 对于一些非离子型表面活性剂，Griffin给出了一些经验公
式：
对于多元醇脂肪酸酯，其公式为： HLB 20(1S) A
式中： S—酯的皂化值； A—脂肪酸的酸值。
• 对于聚氧乙烯非离子型表面活性剂，其公式为： HLB E
大家好
模块一 表面活性剂
眼影
指甲油
香水
表面张力与表面活性
当任意两相接触时, 两相之间决非是一个没有 厚度的纯几何面,而是一个具有相当厚度的过渡 区, 这一过渡区通常称之为界面。 若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 但由于历史的原因, 这两个概念常常混用。
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。
(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
两性表面活性剂
R-N+HCH2-CH2COO-H
氨基酸型
CH3 |
R-N+-CH2COO-H | CH3
甜菜碱型
(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
----由于其特殊结构，具有许多优异性能， 如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性 好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具 有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别 是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降 解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。 同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相 当用途。