胶体化学第6章 表面活性剂
第六章 表面活性物质,表面活性剂
6）聚氧乙烯烷基胺
x、y较小时，不溶于水而溶于油，但因有机胺结构， 可溶于低pH值的酸性水溶液。也因于此，它同时具有非 离子及阳离子活性剂的一些特性，如耐酸，不耐碱，可 杀菌等。x、y数目较大时，非离子特性上升，阳离子特 性下降，可与阴离子表活剂混合使用，常用于人造丝生 产中，改进纤维丝的强度，并保持喷丝孔结。
的洗涤剂、乳化。
4）苯酚聚氧乙烯醚（P型表活剂），n=1-30 5）Pluronic型表面活性剂 聚丙二醇与环氧乙烷加成物，最初以“聚醚”的商品 名出现，故称之为聚醚型非离子表面活性剂。
工业上习惯于用4个数字表示这一类活性剂，如 “2070”其分子式中a=c=53，b=34，4个数字中的头丙位 数20代表分子量约为2000，后两位数70代表聚氧乙烯部分 的分子量，占整个分子量的70%。
④磷酸酯盐 与硫酸酯盐相似，但有单酯盐和双酯盐两种。如：
用途：乳化剂，抗静电剂及抗蚀剂
优点：低泡，抗电解质及抗硬水性较强,
应用不多，生产较少。
2、阳（或正）离子表面活性剂 铵 盐 型
通式：[RNH3]+·CL- 或 RNH2·HAc
用途：酸性介质中作乳化、分散、润湿剂、浮选剂。
局限性：PH较高时（pH>7），自由胺易析出，失去表面活性
如月桂醇聚氧乙烯醚的合成
由于这类表面活性剂的亲油基不同，种类较多，可进一 步分类： 1）脂肪醇聚氧乙烯醚，R―O(C2H4O)nH 平平加型Perqqal R中的C原子数8-18 n=1-45 稳定性较好，较易生物降解，较好的水溶性，润滑性好。
2）脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO(C2H4O)nH
制备：a与EO缩合 b与聚乙二醇脂化
第六章 表面活性物质
物质溶于水后，对水的表面张力的影响大致有三种情 况，如图6-1所示：
常见表面活性剂
净洗剂664性质：黄褐色粘稠液体，具有乳化、润湿、清洗油污等性能，常温、加温条件下均可使用，清洗机器油污效果好，泡沫多。
用途：可代替汽油和柴油清洗金属件，如：钢、铁、铝、铜等，也可用于工序间防锈，并用于电镀、轴承、造纸设备以及毛毯等行业的清洗工序。
用法：可单独使用，使用时视油污轻重程度将上述浓缩体稀释10-30倍使用，如在常温下清洗效果差，可适当加温，清洗效果可明显改善。
注意事项：勿与眼部接触。
包装与贮运：200KG铁桶装，存放于阴凉、干燥处。
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺规格 1：1 型 1：1.5 型 1：2 型外观：淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体PH值：≤ 10 ≤10≤10色泽：≤ 400 ≤500≤500总胺价：≤40≤85≤135活性物（%）：≥92≥78≥68有效物（%）： 100 100 100产品特点：1、具有卓越的发泡、稳泡、渗透性能，在洗涤剂和复合皂中广泛作用产品的泡沫改善剂。
2、作为油性原料的乳化剂，广泛用于各种化妆品和表面活性剂再制品。
3、产品对于阴离子表面活性剂为主要原料的液体产品，有卓越的增稠作用。
4、同时产品具有一定的抗静电调理作用，对皮肤无刺激。
烷基醇酰胺（6502）烷基醇酰胺（6502）是采用椰子油或棕榈仁油和二乙醇胺缩合反应而成的温和非离子表面活性剂。
产品具有增泡、稳泡、增稠、去污、乳化、缓蚀、渗透等多种性能，特别是与阴离子表面活性剂复配时，具有良好的协同效应，主要用作净洗剂、乳化剂、稳泡剂。
一般用于洗洁精。
产品标准：酰胺含量：≥78胺值：≤90 PH值：9.0-11.0 色泽：≤500外观：淡黄色粘稠液体新型烷基醇酰胺主要技术指标：规格 1：1型 1：1.5型 1：2型外观淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体酰胺含量 92% 78% 68%游离脂肪酸 0.5% 0.5% 0.5%甘油含量 9% 8% 7%游离胺含量 1.87-6.55 11.23-15.9 22.5-28.09水份 0.5% 0.5% 0.5%折光率 1.467-1.4816 1.4697-1.4816 1.4697-1.4816PH 值 9-10 9-10 9-10游离胺值 10-35 60-85 120-150酯 7% 2% 1%色泽 400 400 400 在水中形成不透明雾状溶液。
表面活性物质名词解释
表面活性物质名词解释
表面活性物质（Surface active agent）是指具有较高浓度时在
界面上降低表面张力的化学物质。
它们可在水与脂肪之间形成乳液、胶体等分散体系，促进液体的乳化、分散和稳定。
表面活性物质分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两亲性表面活性剂。
阴离子表面活性剂是含有负电荷的表面活性剂，具有较好的清洁、乳化和增湿性能。
常见的阴离子表面活性剂有硫酸盐、磺酸盐和羧酸盐等。
它们广泛应用于洗涤剂、洗发水、护发素等家庭和个人护理产品中。
阳离子表面活性剂是含有正电荷的表面活性剂，具有良好的杀菌、柔顺、防静电等性能。
常见的阳离子表面活性剂有季铵盐、季胺盐和高锰酸钾等。
它们在洗衣剂、洗涤剂、护发素、柔顺剂等产品中被广泛应用。
非离子表面活性剂是不带电荷的表面活性剂，具有优秀的分散性、乳化性和稳定性。
常见的非离子表面活性剂有醇类、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪酸酯等。
它们在乳化剂、稳定剂、润滑剂等领域得到广泛应用。
两亲性表面活性剂既具有亲水性又具有亲油性，能够在油水界面形成稳定的乳液。
常见的两亲性表面活性剂有磷酸盐和胆酸盐等。
它们在制备乳液、凝胶和胶束等领域具有重要应用价值。
表面活性物质可通过改变液体表面的物理性质，使其润湿性增
强、虹吸力加大、粘附力减小等，从而实现润滑、清洁、乳化、分散、稳定等功能。
在家庭和工业领域，表面活性物质广泛应用于清洁剂、洗涤剂、日化产品、医药制剂、油墨、涂料等各个领域。
但同时也需要注意合理使用，避免对环境和人体产生不良影响。
第六章 液-液界面和固-液界面
占据的面积
1
6.1 液-液界面
6.1.2 铺展 两液体相接触可分为三种方式: 粘附 / 内聚 / 铺展
(1) 粘附
粘附功: b a (2) 内聚 a a a
2
WAab G
b a
G ab a b
WAab a b ab
内聚功:
Wca 2 a
• •
⑶ 表面活性剂的润湿作用 改变 θ
• • • • •
⑷ 应用 泡沫浮选 捕集剂 农药胶悬剂 洗涤
矿物表面变疏水，利于浮选
17
• • •
5.2.2 固液界面吸附 ⑴吸附量 表观吸附量
X V (C C0 ) m m
• • • • • •
Co，C分别为溶液的起始和平衡浓度； V 溶液的体积； m 固体吸附剂的质量； X 被吸附溶质的摩尔量；
•
• • •
直线式
c 1 c x x x b m m m m m
求固体吸附剂的比表面积
c
x m m
b
吸附平衡时溶液的浓度 单分子层的饱和吸附量 与吸附热有关的常数 mol/g
x S N A m m m
吸附分子的横截面积
⑵ 二元溶液中的吸附 ①等温方程
组分1 吸附前 组分2
0 n2
n10
x10
总摩尔数
0 n0 n10 n2
0 x2
摩尔分数 x
平衡
n1
n2 x2
s n2
x1
吸附量
n1s
单位质量上吸附的摩尔数 18
0 n1s m n1 n1
n0 x10 x1 n1 n2
表面活性剂及其作用原理
不稳定 用量少
稳定 用量多，常需使 用助表面活性剂
稳定 浓度超过临界 胶束浓度即可
表面活性剂的主要性能－分散作用
♣
分散作用：把一种物质分散于另一种物质中
以形成分散体系的作用。
♣
分散体系的分类：
粗分散体系：质点大小大于0.5µm 胶体分散体系：质点大小为0.5µm～1nm 分子分散溶液：质点大小小于1nm
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
40
60
温度
80
离子型表面活性剂溶解度与温度的关系
非离子表面活性剂的浊点
浊点（Cloud point）
非离子表面活性剂的水溶液随温度的升高会突然出现
混浊，这时的温度称为浊点。
影响浊点的因素
表面活性剂分子结构 浓度 电解质
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
有机添加剂
表面活性剂的主要性能－微乳液
♣
微乳液定义：
由不相混溶的油、水和表面活性剂自发形成的外观均匀、 透明、稳定的液体。
♣
微乳液与乳状液、胶团溶液性质对比
性质
外观 分散度
乳状液
乳白，不透明 大于0.1µm， 不均匀
微乳液
透明或稍带乳光 小于0.1µm，比 较均匀
胶团溶液
透明 小于0.1µm
稳定性 表面活性剂用量
a
散时，优先吸附在表面或界面上，
使表面或界面张力显著降低；当 它达到一定浓度时，在溶液中缔 合成胶团。如图中的中的c线。
表 面 张 力
b
c 溶质浓度
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂分子结构特点
疏水基
亲水基
表面活性剂分子由两部分组成，一部分溶于水，具有亲水 性，称作亲水基；另一部分不溶于水而溶于油，具有亲油 性，称作亲油基，也称疏水基；
第六章 液-液界面和固-液界面
•
21
• ①吸附等温线
•
单分子层，指数型，多分子层
• ⅰ Langmuir 等温式
•
单分子层
• •
吸附量
x
x m m
b
c
m lb c
•
直线式
• •
c 1 c
x m
b
x m
m
x m m
• 求固体吸附剂的比表面积
S
x m
m
NA
m
•
其他油， OW ～油种类的关系;
•
若某种油能产生σmin ，则该油的EACN= nmin
•
EACN 是油相的展性, nmin是表面活性剂的展性;
•
当体系中 =EACN 时，才产生σmin ,
•
配制超低界面张力体系的依据
11
• 5.2 固-液界面
• 5.2.1润湿作用
•
⑴接触角和Young方程
•
离子交换树脂 R1 H Na R Na H
R2 OH Cl R Cl OH
制备去离子水
25
26
27
28
薄膜
透镜 单分子膜 + 透镜 自憎现象 正己醇/水
铺展系数 Sa/b
a-g界面 dAa
( )T, p a 液面积扩大dA
a-b界面 dAab
b-g界面 dAb
3
6.1 液-液界面
G G G
dG
Aa
dAa
Ab
dAb
Aab
dAab
表面及胶体化学知识点归纳
胶体: 指具有高度分散的分散体系（亦是研究对象），分散相可以是一相和多相，粒子大小通常为10－7～10－9m之间.胶体的研究内容：表面现象、分散体系、高分子溶液。
表面能δ：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J·m-2。
表面张力δ：单位长度液体表面的收缩力，单位N·m-1（或mN·m-1）l aplace方程：球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR 柱面，则R1=R，R2=∞，ΔP=σ/R 球形气泡，且R1=R2=RΔP=4σ/R表面过剩：界面相与体相的浓度差。
接触角：固液气三相交点处作气液界面的切线，此切线与固液交界线之间的夹角θ。
Gibbs吸附公式：（双组分体系）固体表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半。
固体表面能：指产生一平方厘米新表面所消耗的等温可逆功。
Laugmuir理论：假设被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。
只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。
固体表面是均匀的，各处吸附能相同。
BET理论的基本假设：①固体表面是均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。
②物理吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。
影响溶液中吸附的因素：吸附剂：溶质、溶剂三者极性的影响；温度：溶液吸附也是放热过程，一般T上升，吸附下降；溶解度：吸附与溶解相反，溶解度越小，越易被吸附；同系物的吸附规律一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。
Trube规则；吸附剂的孔隙大小；吸附剂的表面化学性质，同一类吸附剂由于制备条件不同，表面活性相差很大，吸附性能也会有很大差异；混合溶剂的影响，色谱法中使用混合溶剂，洗提效果比单纯溶剂好，若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份，等温线界于两单等温线之间；若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份，吸附量比任何单一溶剂中少，混合溶剂极性一致或不一致情况不同；多种溶质的混合溶液；9、盐的影响，盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而影响吸附。
化学物质的表面活性剂与胶体溶液
化学物质的表面活性剂与胶体溶液化学物质在日常生活中扮演着重要角色，其中表面活性剂与胶体溶液是常见的化学概念。
表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化学物质，而胶体溶液则是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。
本文将对表面活性剂与胶体溶液进行详细探讨，包括它们的定义、特性以及广泛的应用。
1. 表面活性剂的定义与特性表面活性剂是一类能够在界面上降低表面或界面张力的化学物质。
它们的分子结构一般由亲水基团和疏水基团组成，使得表面活性剂分子在水中形成类似“磷脂双分子层”的结构。
这种结构使得表面活性剂能够在水和油之间起到“桥梁”的作用，从而使两种物质混合。
表面活性剂具有一系列重要特性，包括降低表面张力、增加润湿性、乳化和泡沫稳定。
其中，降低表面张力是最常见的特性，表面活性剂能够使液体在界面处产生减小的张力，从而使得液体能够快速展开，提高表面活性剂与其他物质的接触能力。
2. 表面活性剂的分类根据表面活性剂分子中亲水基团和疏水基团的相对比例，可以将表面活性剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂。
阳离子型表面活性剂主要由含有带正电荷的基团组成，常用于染料、湿润剂等工业领域。
阴离子型表面活性剂则主要由含有带负电荷的基团组成，常用于洗涤剂、皂类等清洁产品中。
非离子型表面活性剂不带电，常用于制备润滑剂、润肤剂等。
两性离子型表面活性剂则同时具有正负电荷，常用于制备胶体溶液和稳定乳液。
3. 胶体溶液的定义与特性胶体溶液是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。
其中的微粒子称为胶体颗粒，其尺寸通常在1至100纳米之间。
胶体溶液的介质可以是气体、液体或固体，而胶体颗粒则悬浮在介质中并保持稳定分散状态。
胶体溶液具有许多独特的性质，如散射光的波长依赖性、布朗运动和过滤性。
由于胶体颗粒的尺寸接近光波长，所以胶体溶液会呈现散射光的现象。
此外，布朗运动是指胶体颗粒在液体介质中遵循布朗颗粒运动规律的无规律运动，是胶体溶液中微粒子的典型特征。
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γ
1 2 1 .高 分 子 聚 电 解 质 2 .低 级 醇 、 胺 、 醚 3 .高 级 醇 、 胺 、 醚
γ
1 2
3
-
dγ dc
3
γ m in
CMC
c
洗涤力
ln c
溶 解 度 /( m o l/L )
3 2 1 10 20 30 40 50 60 70 C 10 系列烷基苯磺酸钠 C 12 C 14
10
20 40 K r a fft p o in t
60
/℃
0
2
6 溶 解 度 / ( m o l/ L )
10
· » Ð ´ ¸ Ì É µ ª ½ µ Ê ¶ 1%¿ ± ° ¬ ° Í · ³ ° ³ É © Ô ¦ ñ í æ é Î » ¨Â ¾ Á ã è ® ¾ Ñ °
SA n Á ã æ ¬° /¡ C13H27O(C2H5O)nH 9.5 40 15 98 8 30 9 50 C9H19O(C2H5O)nH 10 65 11 75 12 81 16 96
N
+
_
CH 2 COO
3
CH
CH 2 CH 2 O
甜菜碱型：如十八烷基二甲基甜菜碱
n H mH +
_
Cl
R
N CH
3
CH 2 CH 2 O
⑸高分子表面活性剂——分子量在数千到一万以上。 特点： 降低表面张力小，多数不形成胶束； 渗透力弱； 起泡力差，但泡沫稳定； 乳化力好； 分散力和凝聚力强； 低毒或无毒。
特性
气泡性能
C 16
C 18
10
12
14 碳原子数
16
18
8 0℃
2、 温度对表面活性剂溶解度的影响 Krafft点
溶 解 度 /( m o l/L )
浊点
C lo u d p o in t 非离子型 表面活性剂 溶 解 度 降 低 ， A .析 出
℃
3 2 1
60
离子型表面活性剂
40 20
CMC
②含硅表面活性剂——以硅氧烷为憎水基
CH (CH
3 ) 3 SiO 3 n
CH (C 2 H 4 ) n R (CH
3 ) 3 SiO
3 n
CH Si CH
3
(SiO) CH
3
(SiO) CH
3
(CH
3
2 ) 3 (OC 2 H 4 ) n OR
③孪连表面活性剂
NaO H 3C (H 2 C)
9 3S
R C N
多元醇型：Span型
R C O CH
2
CH CH
OH
2
H OCH
2 CH 2
b
O
CH CH O
CH CH
2
O
CH 2 CH 2 O
c
H
Tweem型
RCOO H OCH
CH
2 CH 2
2
CH
a
O
⑷两性表面活性剂——水解时既有阴离子，也有阳离子。
CH
3
氨基酸型：如二聚氧乙烯基烷基甲基氯化铵
C 18 H 37
第六章 表面活性剂
表面活性剂的典型应用
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5.1 表面活性剂的性质与定义
Szyszkowski equation: (relating γ and c)
s
0
kT Γ
c ln 1 B
⑵表面活性剂分类：表面活性剂是由亲水基和亲油基组成的 双亲分子。其中亲油基要有一定的长度（碳数在8~20之间的 碳链）。
5.2 表面活性剂种类
2 2
R 1 COO OH O HO O OH CH
2
CH CH CH
2
OH R2 COO
2
O
HO O OH CH
2
OH O HO O OH CH
2
单半乳糖二甘油酯
OH
双半乳糖二甘油酯 H 3C CH CH
3 3
OH
CH
胆甾醇
CH
3
3
HO
⑺新型表面活性剂 ①含氟表面活性剂——在CnH2n+1中的H为F所代替
+
[RNH3]+CH3COOH；季铵盐型；吡啶盐型； 多乙烯多铵盐型RNH[CH2CH2NH]nH· mHCl(m≤n+1)。 十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）
⑶非离子表面活性剂——在水中不解离。主要有， 聚乙二醇或聚氧乙烯型：平平加（Peregal）型
OP型
R O CH 2 CH 2 O
n
P型
CH 3 CH 2 CHO
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