第6章1表面活性剂环境安全及发展趋势优秀课件

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表面活性剂概述PPT课件

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课程简介
包括:表面活性剂概述、表面活性剂作 用原理、表面活性剂的功能与应用、 阴离子表面活性剂、阳离子表面活性 剂、两性表面活性剂、非离子表面活 性剂、特殊类型的表面活性剂、表面 活性剂的复配
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第一章 表面活性剂概述
主要内容 表面活性剂的分类 表面活性剂的国内外发展状况
掌握:表面活性剂的定义、分类方法; 了解表面活性剂的发展状况
样一类物质,在加入量很少时即能明 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、增溶及 分散等一系列作用,从而达到实际应 用的要求。
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表面活性剂达到一定浓度后可缔合形成胶 团,从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、 起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、 抗静电等一系列物理化学作用及相应的实 际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的 精细化工产品
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实验二
有孔纸片托水
材料:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色 水一满杯
操作:
1、在空瓶内盛满有色水。 2、用大头针在白纸上扎许多孔。 3、把有孔纸片盖住瓶口。 4、用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。 5、将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而
且水也未从孔中流出来。
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双联型
传统型
双联型表面活性剂与传统
表面活性剂的结构见图 双联型表面活性剂结构示意图
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双联型表面活性剂中连接基可以是亲水性, 也可以是亲油性;可以是烷烃,也可以是 芳环。双联型表面活性剂具有多种类型, 包括阴离子、非离子、阳离子型。与传统 表面活性剂相比,双联型表面活性剂具有 很高的表面活性,其水溶液具有特殊的相 变行为及流变性,已广泛引起化学界及工 业界的关注,是发展前景广阔的新型表面 活性剂。

表面活性剂6PPT课件

表面活性剂6PPT课件
* 亚砜类、氮氧类化合物
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一、表面活性剂的结构特征与类型
Ⅳ 两性SAa
带有两个亲水基团,一荷正电,一荷负电。
➢ 正电基团主要是胺基和季铵盐; ➢ 负电基团主要是羧酸基、磺酸基。 氨基丙酸,咪唑啉,甜菜碱,牛磺酸四类主要SAa。
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二、表面活性剂溶液的物理化学特性
表面活性剂溶液的 物理化学特性
(4)亲油部分相同而聚氧乙烯链长不同的非离子表面活性剂,其聚氧 乙烯链越长则表面吸附量越小,同时在最大吸附时的表面分子面积越大。 这表示聚氧乙烯链不是完全伸直的或完全卷曲的定向排列,而可能有杂乱 的、各种不同定向分布的卷曲构型。
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四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
2、各种物理化学因素对吸附的影响
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二、表面活性剂溶液的物理化学特性
疏水作用(Hydrophobic Effect)
疏水基团不具有与溶剂分子形成氢键的能力,导致其存在于水 溶液中隔断了周围水分子原有的氢键结构。从而使得体系:
① 焓增加, ② 熵减少。Iceberg冰山结构形成(高度有序)。 此二者都是体系自由能上升。 而逆过程——疏水基离开水环境则为Gibbs自由能降低过程。 (在室温下的水溶液中,熵项的贡献常起主要作用,熵项有时 甚至起反作用,因此常把此类过程叫做熵驱动过程。)
同时:过量电解质的加入使溶液离子强度大致恒定,则 f 基本恒定。
此时: dlna d ln c d ln f 公式中可用浓度 c 代替活度 a 。
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三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
3、混合表面活性剂的表面吸附量
当溶液中存在多种表面活性成分时,Gibbs公式为:

表面活性剂概述(PPT讲课)

表面活性剂概述(PPT讲课)
• 2009年中国洗涤用品总产量781.2万吨,同 比增长9.87%。其中合成洗涤剂产量692.87 万吨,同比增长9.31%。印度的日化产品市 场也正在以年均20%的速度快速增长。
01 表面活性剂的历史与现状 02 表面活性剂的应用与发展
03 以MEGA为例介绍生产工 艺
04 表面活性剂在中国
表面活性剂介绍
表面活性剂在中国
• 表面活性剂行业在我国起步较晚,但发展和更 新速度较快,目前我国表面活性剂行业已经具 备了相当的产业规模,特别是大宗表面活性剂 的生产能力有较大的提高,可以满足国内的基 本需求,但是技术含量高、产品质量高、性价 比高以及具有特殊功能的表面活性剂新品种仍 然不足。
• 2009年,我国表面活性剂的表观消费量为 145.45万吨,其中25%需要进口,其中多数 为特殊功能型高端表面活性剂。
Ⅰ.
MEGA-12 是一种非离子表面活性剂,对人体刺激性小 ,且生物降解性可达98%~99%,实现了产品的绿色化
Ⅱ. Ⅲ.
MEGA-12 合成反应多采用专一、高效、绿色的催化剂 和溶剂,相转移助剂的使用,提高了反应的选择性,实 现了反应的绿色化;
所用主要原料淀粉和油脂衍生物均为可再生资 源,实现了原料的绿色化
作为新型温和的绿色表面活性剂, MEGA-12 有许多突出的优点,如在达临 界胶束浓度下具有很高的表面活性;去 污力比烷基糖苷(APG)强,属中上水 平;泡沫细腻而稳定,优于乙氧基化脂 肪醇,接近阴离子表面活性剂;刺激性 小,特别是不会对人的皮肤及头发引起 显著损伤;有良好的生物降解性,对鱼 类有低毒性等。
中国表面活 性剂品种数
日本表面活 性剂品种数
1996年 1257
6139
2005年 4714

表面活性剂课件课件

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2.4 生物表面活性剂:利用微生物在一定条件下,将某些 物质转化为具表面活性剂特性的代谢物.
▪ 如:海藻糖脂,磷脂类,鼠李糖,蛋白脂-多糖聚合物
3、特征、结构与性质 3.1 特征 ①两亲性:亲水亲油性 ②溶解性:溶于液相中的某一相
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③界面吸附:达到平衡时,其在界面上的浓度要大 于其作为溶质在溶液整体中的浓度
N a O HC H 81 7
C H S -O H 3
C H 71 5
C H S -O N 3a
7.1.2.4 α-烯烃磺酸盐-AOS
第一步:
+ R-CH2-CH2 CH=CH2 SO3
第二步:
R-CH2=CHCH2 CH2SO3 H 含量42%
R-CH2-CH-CH2 CH2 1, 3烷 烃 磺酸 内酯
3.2 结构及性质 ①不对称结构:亲水亲油基团一般分处两端,
使其一部分可溶于水而另一部分易自水中逃 逸。 ②疏水基团:脱离水包围的趋势,自身互相靠 近并聚集,致使其在水溶液表面上吸附,并 在溶液内部形成胶束。 ③表面张力γ与lgC:作图可确定CMC
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γ
( 表 面 张 力 )
▪ 至少涉及气、液、固三相。
▪ 首先是采用能大量起泡的表面起泡剂。 ▪ 当在水中通人空气或由于水的搅动引起空气进入水中时,表面活
性剂的憎水端在气—液界面向气泡的空气一方定向, 亲水端 仍在溶液内,形成了气泡。
▪ 另一种起捕集作用的表面活性剂(一般都是阳离子表面活性剂, 也包括脂肪胺),吸附在固体矿粉的表面。这种吸附随矿物性质的 不同而有一定的选择性。其基本原理是利用晶体表面的晶格缺陷。 而向外的憎水端部分地插入气泡内。这样在浮选过程中气泡就 可把指定的矿粉带走,达到选矿的目的。

《表面活性剂讲座》课件

《表面活性剂讲座》课件
烷基多糖、蛋白质表面活性 剂等新型表面活性剂也引起 了广泛关注。
结语
1 总结
表面活性剂在日常生活中发挥着至关重要的作用,但同时也需要我们对其进行科学使用 和环保管理。
2 展望
相信随着科学技术的进步和人们环保意识的提高,表面活性剂将会有更好的应用前景。
可以通过减少表面活性剂的使用量,提高表面活性 剂的降解效率,引导人们使用绿色环保的洗涤剂等 方式进行环保措施。
表面活性剂的未来发展
可持续发展
生物发酵法、纳米复合技术 等是表面活性剂可持续发展 的方向。
智能表面活性剂
能动态调节、响应外界刺激 的表面活性剂正在研究和开 发中。
新型表面活性剂的研究 进展
《表面活性剂讲座》PPT 课件
通过本次表面活性剂讲座,你将了解这个神奇的化学物质,它在我们日常生 活中的作用以及将来的发展。
什么是表面活性剂
定义
所谓表面活性剂,就是能够降低表面张力并在两种不相容的物质间增加亲和力的化学物质。
分类
表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等。
表面活性剂的作用
日用化妆品
洗发水、沐浴露、洗手液、护肤品等均含有表面活 性剂。
洗涤剂
不同类型、不同用途的洗涤剂均含有不同种类的表 面活性剂,比如衣物清洁用的。
医药化学
油田化学
表面活性剂在医疗方面的应用很广泛,如药物给药、 药物纳米粒子制备、肿瘤靶向等。
表面活性剂在油田开采中发挥着很重要的作用,可 以提高采油效率和注水量。
1
降低表面张力
表面活性剂可以降低液体的表面张力,使其更容易流动和扩散。
2
乳化、分散、溶解
表面活性剂可以使两种不相容的物质混合在一起,如油水混合,洗涤剂里的油污分散,药物 里的水溶性药物更容易被吸收。

表面活性剂PPT教学课件

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• 表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化 工飞速发展与合成塑料、合成橡胶、合成纤维 一并兴起的一种新型化学品,是精细化工品的 重要门类之一,在日常生活、工业生产和科技 领域有着非常重要的作用和广泛的应用。它是 许多部门必要的化学助剂,其用量虽小,但收 获甚大,往往能起到意想不到的效果,被誉为 “工业味精”的美称。
• 一般精细化工产品研究开发投资占年销售额的 6-7%是正常现象。
• 成功率较低:染料的专利开发中成功率通常只 是0.1-0.2%.
单元反应多、原料复杂、中间过程控制要 求严格。
• 如: 感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步,
最后产率有时会低于20%。 在制药工业中,除采用合成原料外,还要采
用天然产物,或是用生化方法得到的半人工合 成中间体。
在化妆品中的应用
• 近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能 的霜膏,在配方中增添了各种有效成分,能 促进皮肤新陈代谢和再生,解脂及增加皮肤 蛋白,促进血液循环,防止皮肤变色,抑制 皮肤病变,促使皮肤恢复正常生理功能,赋 予皮肤柔软和缓解日晒红斑等。这类护肤霜 受到从事各行业人们的喜爱。
• 制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的, 既有良好的乳化性能,对皮肤的刺激性又小。 常用的表面活性剂主要是非离子表面活性剂。
氯气的主要方法之一。已知:软锰矿(MnO2) 与浓盐酸(HCl)反应产生黄绿色气体Cl2。你 能根据已学过的氧化还原反应和相关的知识 完成这个反应吗?
MnO2 + HCl(浓) = Cl2↑ + ?+?
MnO2 + 4HCl(浓)=== MnCl2 + 2H2O + Cl2 ↑
• 氯气具有哪些重要的化学性质呢?同 学们经过预习,不一定知道了不少。 下面我们通过书写化学方程式竞赛的 形式来体现氯气的化学性质。
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仿生膜常用:醋酸纤维、硝酸纤维、聚乙烯等 产品:半透膜 用途:医学、环境保护方面的分离、纯化。
血液透析膜: NMMO一水化合物(N-甲基吗啉-N-氧化物), 0.25%的n-丙基没食子酸作为一种抗氧化剂, 0.25%N -十二烷基硫酸钠作为表面活性剂,
胶束催化
胶束中许多表面活性剂分子的亲水性基团与水分子相接触;而 非极性基团则被包在胶束中,几乎完全脱离了与水分子接触。
富勒烯常被用做修饰体。C60是良好的疏水性电子受体,可以 嵌在双层类脂膜中,加速光电子的跨膜传递,提高光电转换效率 。用修饰类脂膜模拟天然的光合成系统—光活性中心、电子给体 和受体,可以设计制成人工光电转换系统。自组装双层类脂膜作 为光电转换装置和仿生传感器有出色的稳定性。
二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱
二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱
在溶液中出现胶束后,介质的微观物理化学性质发生了改变,从 而加速了化学反应速度,此时,胶束起着催化剂的作用,称为胶 束催化。
水溶液中胶束催化作用 非水溶液中胶束催化作用
(1) 表面活性剂胶束未增溶任何极性物质时对化学反应的催化: 在非水溶液中,表面活性剂本身能发挥催化作用。反应基质在胶束核 内发生特征定向排列,以利于化学键合,促进反应速度加快。
模拟生物膜
几乎所有重要生命过程反应都是在生物膜上进行。生物 膜是有序集合体。膜结构知识大多来自表面活性剂有序集合 体如单分子膜、双分子膜、囊泡、脂质体模型研究。双层类 脂膜是生物膜基本结构,其似液动态结构容易嵌入不同活性 分子而显示特殊功能。经修饰的双层类脂膜可用做生物膜模 型和生物免疫、天然生物传感器、分子电子器件研究。
土壤中残留的表面活性剂对土壤微生物的生长有一定影响。 浓度小于100mg/L,土壤微生物无实质的影响; 质量浓度大于500mg/L时,微生物种群数量开始降低。
烷基苯磺酸钠对动物的最大无作用量是300mg/Kg,人的摄入 量则仅为其1/500
慢性毒性 本身毒性小 但是帮助致癌物质在体内的溶解、吸收、分散。致癌物质大多 为脂溶性物质。
表面活性剂的绿色化学机遇
药物载体
纳米药物: 药物载体 药物颗粒
紫杉醇、阿霉素等,都具有强烈的毒副作用,进入体内几乎是 通杀。 纳米药物载体系统的闪亮登场则使人们看到了解决问题的曙光 毒性小、靶向、缓释、持久
固体纳米脂质体(SLN):以固态或天然合成类脂如磷脂、甘油 三酯等为载体,将药物包裹与类脂核中。 粒径:50-1000nm 方法:热熔-分散法
其它功能:模板功能 分离及萃取-----蛋白的分离及纯化
表面活性剂的环境问题
全球年产量以4 %~5 %的速度增长, 我国:2013 年的产量已达186万t , 品种1万种以上。
环境污染问题
表面活性剂是洗涤剂去污配方的一个主要组成分,直接或经污 水处理厂处理后排放到环境中。 占主要地位: 阴离子表面活性剂。 危害水生环境,杀死环境中微生物 导致水中溶解氧的减少,尤其含氮、磷的表面活性剂会造成水 体富营养化。
例如:椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(净洗剂6501 6502 6503 ) 二乙醇酰胺的致癌性已经由美国保健和环境保护机构证实
对皮肤与眼睛的刺激: 表面活性剂渗入皮肤后改变了皮肤的原始结构状态,引起接 触性皮炎、真皮皮炎,造成皮肤刺激作用和过敏反应,或使 皮肤保湿能力下降,使皮肤上出现红斑或水肿现象或与蛋白 质结合而致使蛋白质变性及改变皮肤pH值。 表面活性剂会刺激眼粘膜,引起角膜血压增高而眼红,随后 出血进一步导致细胞壁破坏,对角膜和虹膜造成伤害. 评价表面活性剂的刺激性目前尚缺少统一标准
纳米反应器 2011年第十六届美国总统绿色化学挑战奖的学术奖授予加州大 学圣塔芭芭拉分校的Bruce H Lipshutz教授。 设计合成一种表面活性剂TPGS-750-M,
TPGS-750-M在水中形成的纳米微胶束
优点:
1.有机合成反应的去有机溶剂化 2.反应物和催化剂一起溶解在胶束中,反应物浓度很高, 使得反应 速率在常温就大大提高,反应过程不需要外界能量。 3.表面活性剂回收再利用后仍然效率很高: 不溶性产品通过分离 可以实现回收,同时表面活性剂可以重复使用,活性降幅很少
洗涤剂:皮肤脱脂作用、蛋白变性(SDS) 洗涤剂呈碱性,有刺激作用
安全评价:毒性试验
一般毒性试验(急性、亚急性、慢性) 特殊毒性试验(局部刺激、皮肤敏感、致癌、诱变、毒物代谢) 生态评价
一般毒性试验: LD50:是一群受试动物中毒死一半所需的最低剂量。 IC50:半数抑制浓度。
阳离子表面活性剂具有较高毒性,非离子表面活性剂的毒性最 低,阴离子表面活性剂的毒性居中。 亚急性和慢性毒性通常用于食品、医药行业的表面活性剂测试
第6章1表面活性剂环境安全及 发展趋势
6.1 表面活性剂的现代应用 6.2 表面活性剂的环境面活性剂的生物降解 6.5 表面活性剂的发展趋势
表面活性剂的现代应用
生物大分子基于分子片段间各种弱相互作用、自发组装成多级空间结构来表达 其生命功能。生命体系各种复杂功能也是通过分子间弱相互作用及其协同效应实现。 通过分子间弱相互作用组装成的表面活性剂有序聚集体具有生物相似性和相容性的 实质,可作为生物膜模型、模拟酶、药物载体和仿生光化学能转化装置。
(2) 表面活性剂胶束增溶水后对化学反应的催化: 在胶束核内增溶了大量的水,使胶束核的空间、极性和结构等发生变 化,可以创造有利于反应的环境和控制反应速度。
(3) 表面活性剂增溶水以外的极性物质后对化学反应的催化: 在胶束核内增溶了水以外的极性物质,以改变胶束核的性质,或促进 反应进行,或阻碍反应进行。
高压乳化法 超声分散法 微乳稀释法 乳剂溶剂/蒸发法
目前问题:1)载药量低,储存不稳定,如凝胶化、药物泄露 2)胶体结构多样化 3)药物释放无法控制
研究热点:开发基于低生物毒性、低免疫原性、高生物相容性 的功能纳米材料,并将其与生物分子(如短肽、蛋白等)结合, 发展高效、安全、高靶向性、可控的纳米药物载体及基因治疗 载体。
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