表面活性剂第四章
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第四章 表面活性剂
剂HLB值的计算
39
• HLB值与应用的关系
亲 油 性 表 面 活 性 剂 HLB 低 ， 亲水性表面活性剂的HLB高； 亲油性或亲水性很大的表面活 性剂易溶于油或水。
• 3-6：W/O型乳化剂； • 8-18：O/W型乳化剂； • 13-18：增溶剂； • 7-9：润湿剂。
40
二、亲水亲油平衡值（HLB）
高亲油性越好，亲水性越差）
34
2.温度对溶解特性的影响
• 昙点：聚氧乙烯型非离子表面活性剂，升 温可导致聚氧乙烯链与水间氢键断裂，升 到一定温度时，聚氧乙烯链发生强烈脱水 和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降， 溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊的 现象。此温度为昙点或浊点
聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越
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：具有一定刺激性，一般供外用。
13
硫酸酯盐：
①通式：R·O·SO3¯M+ ②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂
肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠SDS) 。
③性质：与水混溶，为无刺激去污剂和润湿 剂；乳化性很强，稳定、耐酸和钙镁盐， 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
•性质：毒性低、溶血作用小，化学上不解 离，不易受电解质和pH值的影响；能与大 多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、 注射）。
•分类：聚乙二醇型、多元醇型
20
2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型） 聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚 ① 通 式 ： RO(CH2OCH2)nH 与 R-
在等电点以下—呈阳离子型表面活性剂性质 （杀菌）
18
• 两性离子表面活性剂 c.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。 d.最大优点：适用于任何pH溶液，甜菜碱 型等电点时也不沉淀。
表面活性剂第四章乳状液与泡沫
02
表面活性剂能够稳定乳状液和泡沫，防止其破裂和聚结，从而
提高其在工业中的应用效果。
提高分散性和润湿性
03
表面活性剂能够提高固体颗粒的分散性和液体表面的润湿性，
有利于制备稳定的乳状液和泡沫。
THANKS
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02 形成胶束
表面活性剂分子在溶液中聚集形成胶束，这些胶 束能够将油、水和固体颗粒包裹其中，从而稳定 乳状液。
03 防止液滴合并
表面活性剂分子在液滴表面形成保护层，防止液 滴合并，保持乳状液的稳定性。
表面活性剂在泡沫中的作用
降低界面张力
表面活性剂能够降低气-水界面张力，使气体更容易分散在水中， 形成稳定的泡沫。
稳定性定义
01
泡沫稳定性是指泡沫在一定时间内保持其结构和外观
的特性。
影响稳定性的因素
02 影响泡沫稳定性的因素包括表面活性剂的性质、液相
的粘度、气体的溶解度以及温度和压力等环境因素。
提高稳定性方法
03
通过选择适当的表面活性剂和调整溶液的物理性质，
可以提高泡沫的稳定性。
泡沫的破灭
破灭机制
泡沫的破灭可以由多种机制引起， 如重力、气体溶解度变化、液膜 破裂等。
乳状液类型
总结词
根据分散相和分散介质的类型，乳状液可分为水包油型（O/W）和油包水型（W/O） 两种类型。
详细描述
水包油型（O/W）乳状液是指水作为分散介质，油作为分散相的乳状液。这种类型的 乳状液通常外观呈透明或略带乳白色，广泛应用于化妆品、食品、医药等领域。油包水 型（W/O）乳状液则相反，油作为分散介质，水作为分散相，外观通常呈蓝黑色或暗
褐色，这种类型的乳状液在工业上有广泛应用，如涂料、油墨等领域。
第四章表面活性剂驱
称为油包水乳状液，用W/O表示。
单纯的油和水形不成稳定的乳状液，只有加入表面活性剂之类的物 质才能得到较稳定的乳状液，这类能提高乳状液稳定性的物质，称为乳
化剂。
乳化剂可分为两大类：能使之形成稳定的O/W乳状液的称为O/W乳 化剂；能使之形成稳定的W／O型乳状液的称为W／O型乳化剂。
就分子结构而言，如果乳化剂分子结构中亲水基的亲水能力大于亲油
面张力比气－液表面张力降低的幅度大。
如果表面活性剂在液一固界面上吸附，同样能降低液一 固界而张力．改变固体表面的润湿性。
2.表面活性剂溶液的基本性质
2）乳化
一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一 种液体中的作用。
乳化是发生于两种互不相溶的液一液之间的分散现象。
其中总有一种液体是水(或水溶液)，简称“水相”；而另一 种通常是有机液体，如苯、原油等．简称“油相”。
1）降低表面张力
当表面活性剂溶于水后，必然向溶液表面层进行定向吸附，从而引起 溶液表面的净吸力发生变化。
由于水分子极性较大，当以极性较小的表面活性剂的极性
部分代替了表面层中的水分子时，结果使液体相内部对表面的 吸引力减弱。再由于表面活性剂分子的非极性部分与气相的吸 引力．随着相对分子质量的增加而增大，因此，当表面活性剂 的分子代替了表面层水分子并把其非极性部分露在气相时，气
特殊类型的表活剂：以碳氟链为疏水基的表面活性剂称。
1.表面活性剂的类型
1.表面活性剂的类型
1）离子型表面活性剂
①：阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂是发展最早、应用最广的一类极其重
要的产品。其产量占表面活性剂总量的60％一70％，尤其 在我国，阴离子表面活性剂占总量的90％左右。 此类表面活性剂在水溶液中可离解出表面活性阴离子。 这种表面活性阴离子是由亲油基和亲水基两部分构成，所以 它具有表面活性剂两亲的结构特点。
重要的表面活性剂体系
（4） 生物矿化
（5） 抑制金属腐蚀
对1mol/L 的HCl中的金属铁有很 好的保护作用 Bola浓度越大，保护效果越明 显， 最高可达94％。
Bola型表面活性剂小结
疏水链的两端各有一个极性基团。 极性基团可以是阳离子，阴离子，非离子型；也可 以相同或不同。 疏水链可以是一条，两条，或一条长链和两个短链 的组合（环形）；也可以为刚性或柔性。 Bola型表面活性剂在水溶液表面采取倒U－型构像， 表面活性总体上不如传统表面活性剂。 聚集行为丰富，可以用来调节囊泡膜的功能，以及 通过自身的自组装在不同领域里具有不同的应用前 景。
当间隔基团较短时，两个单体 之间距离很小，间隔基团伸展，所 以分子面积随间隔基团长度增加； 而当间隔基团很长时，会弯向疏水 链，从而使分子的平均占有面积不 再增加。
3. 间隔基团对Gemini型表面活性剂性质的影响
3.1 对CMC的影响
CMC 与间隔基团的长度有 关，但不是单调的关系，变化也不 大。间隔基团为亚甲基时，亚甲基 数目为4～6时体系CMC最大；进 一步增加亚甲基长度则CMC降 低。
Gemini 体系解离解离示意图
+
2RT
+ 2
3RT
平均最小分子面积Amin
A= 1
Γ • Na
普通、Bola表面活性剂同系 物体系，气液界面吸附分子 平均占有面积相等。 Gemini体系气液界面吸附分 子平均占有面积随s变化， 有极大值。 Gemini体系表面张力法测得 的吸附量和平均分子面积具 有模型依赖性。
Bolaamphiphiles Bolaphiles Bolaform surfactants alpha-omega-type
2. Bola型表面活性剂的结构特征
药剂学电子书第五版 (第四章表面活性剂)
第四章表面活性剂第一节概述一、表面活性剂的概念一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时，水的表面张力为72.75ｍＮ·ｍ-1。
当溶剂中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变，如一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇则使水的表面张力略有下降，而肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降。
使液体表面张力降低的性质即为表面活性。
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
此外，作为表面活性剂还应具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡和起泡等应用性质，这是与一般表面活性物质的重要区别。
二、表面活性剂的结构特征表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成，烃链长度一般在8个碳原子以上，极性基团可以是解离的离子，也可以是不解离的亲水基团。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐﹑磷酸酯基﹑氨基或胺基及它们的盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键﹑羧酸酯基等。
如肥皂是脂肪酸类（R-COO-）表面活性剂，其结构中的脂肪酸碳链(R-)为亲油基团，解离的脂肪酸根（COO-）为亲水基团。
三、表面活性剂的吸附性1．表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂在水中溶解时，当水中表面活性剂的浓度很低时，表面活性剂分子在水-空气界面产生定向排列，亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。
当溶液较稀时，表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层，溶液表面层的表面活性剂浓度大大高于溶液中的浓度，并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。
表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。
正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，从而表现出较低的表面张力，随之产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。
如果表面活性剂浓度越低，而降低表面张力越显著，则表面活性越强，越容易形成正吸附。
因此，表面活性剂的表面活性大小，对于其实际应用有着重要的意义。
第四章表面活性剂(阴离子)
4 石油磺酸盐 制备方法： 用发烟硫酸、二氧化硫或硫酸处理高沸点的石油 馏分，随后中和得到混合物。混合物的主要成分 是高分子量的磺酸盐。 石油磺酸盐是将沸点超过260℃，通常含有5～30 ％的芳烃和可磺化烃的石油原料经磺化而制得。 所有经过磺化处理的产品中，大部分是没有反应 的烃油。这种烃油称之为矿物油或白油。含有脂 肪烃或脂环烃，特别是环烷烃类石油磺酸盐是一 种在油中生成，并溶解油中的副产品，可以把它 们从矿物油中分离出来。
• 硫酸化反应：凡与硫酸作用而导入 亲水基的反应； • 硫（酸）化：凡与硫酸作用而生成 硫酸脂盐的反应； • 磺化:凡与硫酸作用而生成磺酸盐 的反应。
四、磷酸脂盐类 • 反应、制备与硫酸盐脂盐相似，不同的是有单酯和双酯 之分。单酯溶于水，而双酯难溶于水，在水中呈乳浊状。
O 2ROH + P2O5 + H2O 2R O 4ROH + P2O5 2R O P
CH2 CH CH3 C12H24 C12H25
H2SO4 + SO3 C12H25 + SO3
发烟硫酸 C12H25 SO3 H
三氧化硫液体
C12H25
SO3 H + NaOH
C12H25
SO3 Na
2、 烷基磺酸盐（AS-Alkyl Sulfonate） 结构通式：R-SO3Na 制备方法： （1）以石油为原料，与氯气、二氧化硫进行氯磺化， 再加碱中合而成：
第四章 表面活性剂(二） 阴离子型表面活性剂 离子型表面活性剂： 指表面活性剂溶于水时，凡电离生成离子的 叫离子型表面活性剂。 非离子型： 指表面活性剂溶于水时，不能电离生成离子 的叫非离子型表面活性剂。
一、羧酸盐类（R-COONa） • 制作方法： • 1 采用天然油脂、木炭、石灰共沸法制得肥皂； • 2 油脂与碱作用生成脂肪酸钠与甘油。
第四章表面活性剂的分析
无机盐，蔗糖，甘露醇
非表面活性剂
σ
醇，醛，酸，酯
0 0
Conc.
溶液浓度与表面张力的关系
表面活性剂
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表面活性剂的分子结构特点
表面活性剂由非极性的亲油基团和亲水的极性 表面活性剂由非极性的亲油基团和亲水的极性 基团两部分组成 组成， 基团两部分组成，这里其亲油基可以是一个或 多个，亲水基也可以是一个或多个。 多个，亲水基也可以是一个或多个。 表面活性剂分子不对称的双亲结构 双亲结构， 表面活性剂分子不对称的双亲结构，使它具有 亲水和亲油的双重性质， 亲水和亲油的双重性质，从而使其溶液呈现出 与其它物质的溶液不同的特性。 与其它物质的溶液不同的特性。
用下易水解成蔗糖和脂肪酸。 用下易水解成蔗糖和脂肪酸。
♦ 应用：HLB 5～13，表面活性弱，用作O/W型乳化剂。 应用： 13，表面活性弱，用作O/W型乳化剂。 O/W型乳化剂
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♦ ⑵脂肪酸山梨醇： 脂肪酸山梨醇：
O
CH2OOCR
山梨糖醇及其单酐和二酐+ 山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸 →脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物 (司盘，span) 司盘，
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♦ ⑶聚山梨酯(polysorbate)： 聚山梨酯(polysorbate) (polysorbate)：
O
CH2OOCR
脱水山梨醇脂肪酸酯+ 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷 2H4O)xO H(C →聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 (吐温，Tween) 吐温，O(Leabharlann 2H4O)yH O(C2H4O)zH
companylogo非离子表面活性剂的羟值常用酸酐测定法该法的原理是酸酐先与表面活性剂上的羟基发生酯化反应再用氢氧化钠标准溶液滴定剩余的酸酐和产生的酸由消耗的酸酐的量可求出羟也可以在非离子表面活性剂溶液中加入过量铁氰化钾溶液使之产生沉淀然后用硫酸锌标准溶液滴定剩余的铁氰化钾终点指示剂为二苯胺
非表面活性剂
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醇，醛，酸，酯
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溶液浓度与表面张力的关系
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表面活性剂的分子结构特点
表面活性剂由非极性的亲油基团和亲水的极性 表面活性剂由非极性的亲油基团和亲水的极性 基团两部分组成 组成， 基团两部分组成，这里其亲油基可以是一个或 多个，亲水基也可以是一个或多个。 多个，亲水基也可以是一个或多个。 表面活性剂分子不对称的双亲结构 双亲结构， 表面活性剂分子不对称的双亲结构，使它具有 亲水和亲油的双重性质， 亲水和亲油的双重性质，从而使其溶液呈现出 与其它物质的溶液不同的特性。 与其它物质的溶液不同的特性。
用下易水解成蔗糖和脂肪酸。 用下易水解成蔗糖和脂肪酸。
♦ 应用：HLB 5～13，表面活性弱，用作O/W型乳化剂。 应用： 13，表面活性弱，用作O/W型乳化剂。 O/W型乳化剂
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♦ ⑵脂肪酸山梨醇： 脂肪酸山梨醇：
O
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山梨糖醇及其单酐和二酐+ 山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸 →脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物 (司盘，span) 司盘，
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♦ ⑶聚山梨酯(polysorbate)： 聚山梨酯(polysorbate) (polysorbate)：
O
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脱水山梨醇脂肪酸酯+ 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷 2H4O)xO H(C →聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 (吐温，Tween) 吐温，O(Leabharlann 2H4O)yH O(C2H4O)zH
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第4章 表面活性剂在固液界面的吸附作用
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.2 稀溶液吸附 3.吸附量及其测定 (1)固体自溶液中的吸附量测定(浓差法)： 对于二组分稀溶液，一般的关系是：
n0 x2 2 x1 1 x2 m
式中，Δx2=x20-x2，x代表溶液中的摩尔分数，下标1 和2分别表示溶剂和溶质，下标0表示吸附前溶液的数量， n代表物质的量，m代表吸附剂的量。
10
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点 3. 固体表面的电性质 固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带 有某种电荷，原因如下： (1)电离作用 硅胶在弱酸性和碱性电解质中，表面硅酸电离而 使其带负电 活性炭表面的一些含氧基团在水中也可电离，在 中性介质中通常带负电
3
概述
吸附剂: 具有吸附能力的固体物质。 吸附质: 被吸附的物质。 在研究表面活件剂在固液界面吸附时通常把表面 活性剂叫做吸附质，固体叫做吸附剂。 注意: 吸附只发生在相界面上，被吸附的物质并 不进入到固体内部，否则就称为吸收。如镍-氢电 池中储氢材料对氢气的吸收等,而非简单的吸附。 物理吸附: 吸附剂与吸附质之间以范德华力相互 作用而发生的吸附。
132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点低表面能固体和高表面能固体固体表面能mjm固体表面能mjm聚六氟丙烯18聚对苯二甲43聚四氟乙烯195石英325石蜡255氧化锡440聚乙烯355184010132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点固体表面的电性质固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带有某种电荷原因如下
11
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点
3. 固体表面的电性质 (2)选择性吸附 有些固体优先自水吸附H+或OH-而使其带正电或 负电。
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.2 稀溶液吸附 3.吸附量及其测定 (1)固体自溶液中的吸附量测定(浓差法)： 对于二组分稀溶液，一般的关系是：
n0 x2 2 x1 1 x2 m
式中，Δx2=x20-x2，x代表溶液中的摩尔分数，下标1 和2分别表示溶剂和溶质，下标0表示吸附前溶液的数量， n代表物质的量，m代表吸附剂的量。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点 3. 固体表面的电性质 固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带 有某种电荷，原因如下： (1)电离作用 硅胶在弱酸性和碱性电解质中，表面硅酸电离而 使其带负电 活性炭表面的一些含氧基团在水中也可电离，在 中性介质中通常带负电
3
概述
吸附剂: 具有吸附能力的固体物质。 吸附质: 被吸附的物质。 在研究表面活件剂在固液界面吸附时通常把表面 活性剂叫做吸附质，固体叫做吸附剂。 注意: 吸附只发生在相界面上，被吸附的物质并 不进入到固体内部，否则就称为吸收。如镍-氢电 池中储氢材料对氢气的吸收等,而非简单的吸附。 物理吸附: 吸附剂与吸附质之间以范德华力相互 作用而发生的吸附。
132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点低表面能固体和高表面能固体固体表面能mjm固体表面能mjm聚六氟丙烯18聚对苯二甲43聚四氟乙烯195石英325石蜡255氧化锡440聚乙烯355184010132固体自稀溶液中吸附的特点固体表面特点固体表面的电性质固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带有某种电荷原因如下
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
4.1.1 固体表面特点
3. 固体表面的电性质 (2)选择性吸附 有些固体优先自水吸附H+或OH-而使其带正电或 负电。
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脱墨原理：①脱墨化学品使废纸上油墨表面张力降低从 而产生润湿、渗透、乳化、分散等作用；
②机械、化学和热协同作用。
脱墨工艺：①洗涤； ②浮选； ③洗涤+浮选
洗涤法 要求油墨粒子小，<10μm,细 致分散，并要亲水，保持在水 相中
浮选法 要求油墨粒子的大小在一定范 围内，10～100μm,最好具有一 定的疏水性，以利于气泡捕集
4.1 概述
1、废纸的回收利用情况
种类
进口量 （万吨）
我国2010年废纸进口情况
废旧瓦楞 化学浆废 旧报纸 其他废纸 废纸及纸 箱纸板 纸及纸板 （ONP） 及纸板 板合计 （OCC）
1416.8
49.1
592.7 3766.2 2435.2
中国作为世界第一废纸进口大国，进口总量约占全球 废纸出口总量的 60%
1、废纸脱墨中常用表面活性剂种类
（1）脂肪酸皂
脂肪酸皂是一种阴离子型的表面活性剂，它是由一 碳氢长链和一个水溶性基团构成的结构。亲水性基团趋 向于水，同时非水溶性（疏水性）的碳氢长链趋于排拆 于水的方向。
肥皂的制造如以下反应式所示： RCOOH十NaOH → RCOONa + H2O
作用：在液体的交界面聚集，降低水的表面张力
表面活性剂 可作分散剂、捕集剂、附聚剂、助滤剂、润湿剂等
捕集剂
将碎浆时分离的油墨粒子聚集在一起
分散剂
使分离的油墨粒子能在纸浆悬浮液中继续保持着分散状态
附聚剂
使油墨颗粒产生附聚效果，形成较大颗粒用筛选设备除去
防再沉积剂 使油墨分散且不再沉积于纤维上
吸附剂
强烈吸附油墨粒子而不吸附纤维，用浮选法除去
4.5 脱墨剂中表面活性剂
控制好分散 剂的加入量
（3）附聚剂
作用：主要用于热熔性油墨印刷纸的脱墨
热熔性油墨：颜料碳黑+热塑性树脂胶黏剂 e.g.激光打印纸、静电复印纸
– 过氧化氢：0.5作%用-2%； 调节p–H值D，TP使A纤：维0润.1胀5，%加-快0.油4%墨从；纤维表面脱落等 对在碱–性硅条酸件下钠含：机1械%浆-废3%纸产；生的发色基团起脱色作用
– 表面活性剂：0.25%-1.5%
与金属离子形成水溶性的络合物，防止对过氧化氢分解
硅酸钠
钝化金属离子，有助H2O2 稳定，还具有润湿和分散作用
作用：在制浆中对油墨有分散作用，在浮选阶段 又作为捕集剂
缺点：经浮选处理后，纸浆的最终白度较低
半合成类捕集剂
特点：水混溶性乳液，结合脂肪酸类捕集剂和 合成类捕集剂的优点； 在软水中发挥很好作用
作用：在水力碎浆机添加，需要一定停留时间
缺点：对生成过程中的波动比脂肪酸皂敏感
（2）分散剂——主要用在洗涤法脱墨
各种新型油墨连结料 的出现，给废纸脱墨 带来越来越大的难度
油墨粒子在纤维表面的沉积
Pit: 纹孔 Lumen:细胞腔 Redeposition:再沉积 Filtration:过滤
4.3 常规废纸脱墨
脱墨目的：印刷过废纸除油墨白纸浆使用价值↗
脱墨过程三步骤：①疏解分离纤维； ②油墨从纤维上脱离； ③把油墨粒子从浆料中除去。
在洗涤法脱墨工艺中
使废纸碎浆时分离的油墨粒子 在纸浆悬浮液中保持分散状态
在后续的洗涤或脱水过程中除去
组成：壬基酚聚氧化乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、EO/PO共聚物
洗涤法脱墨分散剂的注意事项： 要能够有效润湿纸页 有助于油墨颗粒从纤维上脱离 能使油墨颗粒在水中保持分散状态 生产中不应有泡沫形成问题 不一定要有良好的水溶问题 分散剂要易于生物降解
我国造纸浆料结构
发达国家在大量回收废纸之后而将其出口，而非投入国内纸业生产； 发展中国家却在其国内废纸回收能力不足的情况下，大量进口废纸。
美元/短吨（1短吨=0.907吨）
2、废纸制浆
根据废纸的特征和纸浆的使用方向，当前废纸制浆可分为2种流程： 非脱墨浆流程： 废纸→碎浆→纤维分离→洗涤→净化→供抄造用
脱墨浆流程： 废纸→碎浆→纤维分离→脱墨→洗涤→净化→供抄造用
4.2 油墨的基本组组成和化学特性
印刷油墨的主要成分
主剂
颜料
连结料
助剂 流变剂 干燥剂 色调剂
有机颜料 无机颜料
油性连结料 树脂 有机溶剂 水性树脂
粘度调整 粘附性调整 防污剂
干燥剂 冲淡剂 防干剂 增色剂
废纸脱墨去除的油墨粒子：主要由连结料、颜料形成的微小粒子
4.4 脱墨剂
脱墨剂：使粘附在纸张上的油墨颗粒脱落所使用的化学药品
脱墨剂的组成：表面活性剂与无机药品，或是多种表面活性剂的复配物
脱墨剂作用机理：降低废纸与印刷油墨的表面张力而产生皂化、润 湿、渗透、乳化、分散等多种作用
种类
氢氧化钠 过氧化氢 螯合剂
–脱氢墨氧剂化的钠主：要0种.8%类-和1.作5%用；
在脱墨剂组分中，表面活性 剂是最主要的化学成分
具有润湿、渗透、乳化、分 散、洗涤及起泡等功能
脱墨剂中表面活性剂主要有阴离子型和非离子型两种，或它们的复配物 ： 阴离子型——去污性能好，发泡性好，泡沫细且稳定，价格低 非离子型——分散乳化性能好，临界胶束浓度较低，可在较低浓度下
获得好的脱墨效果，产生泡沫少，价格高
浮选法脱墨
③分类：
脂肪酸类捕集剂
特点：具有良好洗涤作用
作用：浮选之前通过加钙，使脂肪酸皂产生沉淀
缺点：脂肪酸皂液比半合成和合成捕集剂用量高， 多余药品带入纸机会干扰生产过程；需要加热和 保温设备
合成类捕集剂
特点：一般是HLB值较低的表面活性剂 ； 用量少，带到纸机的量也低； 水的硬度对其无影响，不需要加入钙
缺点：在硬水或低pH值时，表现出低效的洗涤效果
（2）合成表面活性剂
阴离子表面活性剂 如：烷基苯磺酸钠、十二烷基醚硫酸钠
在洗涤法中很少单独使用——形成大量泡沫，无选择性 大部分为水溶性——在循环水中产生累积的危险
非的酚类，减少使用；
环氧乙烷环氧丙烷共聚物（EO/PO共聚物）——生物降解性较差； 脂肪醇聚氧化乙烯醚——良好的生物降解性，用量增加。
阳离子表面活性剂 如：十二烷基二甲基苄基氯化铵
易吸附在负电荷的纤维表面，使排渣量增加，不是常用的 脱墨化学品
2、废纸脱墨中表面活性剂的作用
（1）捕集剂——主要用于浮选法脱墨
①作用：在浮选法脱墨 工艺中，将碎浆时分离 的油墨颗粒聚集在一起， 附集在空气泡上除去
油墨捕集
②性质：不溶于水，且 有形成憎水性表面的能 力，并能调节空气泡的 见表面张力
②机械、化学和热协同作用。
脱墨工艺：①洗涤； ②浮选； ③洗涤+浮选
洗涤法 要求油墨粒子小，<10μm,细 致分散，并要亲水，保持在水 相中
浮选法 要求油墨粒子的大小在一定范 围内，10～100μm,最好具有一 定的疏水性，以利于气泡捕集
4.1 概述
1、废纸的回收利用情况
种类
进口量 （万吨）
我国2010年废纸进口情况
废旧瓦楞 化学浆废 旧报纸 其他废纸 废纸及纸 箱纸板 纸及纸板 （ONP） 及纸板 板合计 （OCC）
1416.8
49.1
592.7 3766.2 2435.2
中国作为世界第一废纸进口大国，进口总量约占全球 废纸出口总量的 60%
1、废纸脱墨中常用表面活性剂种类
（1）脂肪酸皂
脂肪酸皂是一种阴离子型的表面活性剂，它是由一 碳氢长链和一个水溶性基团构成的结构。亲水性基团趋 向于水，同时非水溶性（疏水性）的碳氢长链趋于排拆 于水的方向。
肥皂的制造如以下反应式所示： RCOOH十NaOH → RCOONa + H2O
作用：在液体的交界面聚集，降低水的表面张力
表面活性剂 可作分散剂、捕集剂、附聚剂、助滤剂、润湿剂等
捕集剂
将碎浆时分离的油墨粒子聚集在一起
分散剂
使分离的油墨粒子能在纸浆悬浮液中继续保持着分散状态
附聚剂
使油墨颗粒产生附聚效果，形成较大颗粒用筛选设备除去
防再沉积剂 使油墨分散且不再沉积于纤维上
吸附剂
强烈吸附油墨粒子而不吸附纤维，用浮选法除去
4.5 脱墨剂中表面活性剂
控制好分散 剂的加入量
（3）附聚剂
作用：主要用于热熔性油墨印刷纸的脱墨
热熔性油墨：颜料碳黑+热塑性树脂胶黏剂 e.g.激光打印纸、静电复印纸
– 过氧化氢：0.5作%用-2%； 调节p–H值D，TP使A纤：维0润.1胀5，%加-快0.油4%墨从；纤维表面脱落等 对在碱–性硅条酸件下钠含：机1械%浆-废3%纸产；生的发色基团起脱色作用
– 表面活性剂：0.25%-1.5%
与金属离子形成水溶性的络合物，防止对过氧化氢分解
硅酸钠
钝化金属离子，有助H2O2 稳定，还具有润湿和分散作用
作用：在制浆中对油墨有分散作用，在浮选阶段 又作为捕集剂
缺点：经浮选处理后，纸浆的最终白度较低
半合成类捕集剂
特点：水混溶性乳液，结合脂肪酸类捕集剂和 合成类捕集剂的优点； 在软水中发挥很好作用
作用：在水力碎浆机添加，需要一定停留时间
缺点：对生成过程中的波动比脂肪酸皂敏感
（2）分散剂——主要用在洗涤法脱墨
各种新型油墨连结料 的出现，给废纸脱墨 带来越来越大的难度
油墨粒子在纤维表面的沉积
Pit: 纹孔 Lumen:细胞腔 Redeposition:再沉积 Filtration:过滤
4.3 常规废纸脱墨
脱墨目的：印刷过废纸除油墨白纸浆使用价值↗
脱墨过程三步骤：①疏解分离纤维； ②油墨从纤维上脱离； ③把油墨粒子从浆料中除去。
在洗涤法脱墨工艺中
使废纸碎浆时分离的油墨粒子 在纸浆悬浮液中保持分散状态
在后续的洗涤或脱水过程中除去
组成：壬基酚聚氧化乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、EO/PO共聚物
洗涤法脱墨分散剂的注意事项： 要能够有效润湿纸页 有助于油墨颗粒从纤维上脱离 能使油墨颗粒在水中保持分散状态 生产中不应有泡沫形成问题 不一定要有良好的水溶问题 分散剂要易于生物降解
我国造纸浆料结构
发达国家在大量回收废纸之后而将其出口，而非投入国内纸业生产； 发展中国家却在其国内废纸回收能力不足的情况下，大量进口废纸。
美元/短吨（1短吨=0.907吨）
2、废纸制浆
根据废纸的特征和纸浆的使用方向，当前废纸制浆可分为2种流程： 非脱墨浆流程： 废纸→碎浆→纤维分离→洗涤→净化→供抄造用
脱墨浆流程： 废纸→碎浆→纤维分离→脱墨→洗涤→净化→供抄造用
4.2 油墨的基本组组成和化学特性
印刷油墨的主要成分
主剂
颜料
连结料
助剂 流变剂 干燥剂 色调剂
有机颜料 无机颜料
油性连结料 树脂 有机溶剂 水性树脂
粘度调整 粘附性调整 防污剂
干燥剂 冲淡剂 防干剂 增色剂
废纸脱墨去除的油墨粒子：主要由连结料、颜料形成的微小粒子
4.4 脱墨剂
脱墨剂：使粘附在纸张上的油墨颗粒脱落所使用的化学药品
脱墨剂的组成：表面活性剂与无机药品，或是多种表面活性剂的复配物
脱墨剂作用机理：降低废纸与印刷油墨的表面张力而产生皂化、润 湿、渗透、乳化、分散等多种作用
种类
氢氧化钠 过氧化氢 螯合剂
–脱氢墨氧剂化的钠主：要0种.8%类-和1.作5%用；
在脱墨剂组分中，表面活性 剂是最主要的化学成分
具有润湿、渗透、乳化、分 散、洗涤及起泡等功能
脱墨剂中表面活性剂主要有阴离子型和非离子型两种，或它们的复配物 ： 阴离子型——去污性能好，发泡性好，泡沫细且稳定，价格低 非离子型——分散乳化性能好，临界胶束浓度较低，可在较低浓度下
获得好的脱墨效果，产生泡沫少，价格高
浮选法脱墨
③分类：
脂肪酸类捕集剂
特点：具有良好洗涤作用
作用：浮选之前通过加钙，使脂肪酸皂产生沉淀
缺点：脂肪酸皂液比半合成和合成捕集剂用量高， 多余药品带入纸机会干扰生产过程；需要加热和 保温设备
合成类捕集剂
特点：一般是HLB值较低的表面活性剂 ； 用量少，带到纸机的量也低； 水的硬度对其无影响，不需要加入钙
缺点：在硬水或低pH值时，表现出低效的洗涤效果
（2）合成表面活性剂
阴离子表面活性剂 如：烷基苯磺酸钠、十二烷基醚硫酸钠
在洗涤法中很少单独使用——形成大量泡沫，无选择性 大部分为水溶性——在循环水中产生累积的危险
非的酚类，减少使用；
环氧乙烷环氧丙烷共聚物（EO/PO共聚物）——生物降解性较差； 脂肪醇聚氧化乙烯醚——良好的生物降解性，用量增加。
阳离子表面活性剂 如：十二烷基二甲基苄基氯化铵
易吸附在负电荷的纤维表面，使排渣量增加，不是常用的 脱墨化学品
2、废纸脱墨中表面活性剂的作用
（1）捕集剂——主要用于浮选法脱墨
①作用：在浮选法脱墨 工艺中，将碎浆时分离 的油墨颗粒聚集在一起， 附集在空气泡上除去
油墨捕集
②性质：不溶于水，且 有形成憎水性表面的能 力，并能调节空气泡的 见表面张力