表面活性剂的基本性质及作用
表面活性剂的功能及其作用
第一节 表面活性剂在溶液中的状态
2.表面活性剂的溶解度
（1）临界溶解温度（克拉夫特点） 离子型表面活 性剂在水中的溶解度随温度的上升逐渐增加，当达到某一 特定温度时，溶解度急剧陡升，该温度称为临界溶解温度 （Krafft Point），以Tk表示。
（2）表面活性剂的浊点 非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而降低，升
至某一温度，溶液出现浑浊，经放置或离心可得到富胶团和贫 胶团两个液相，这个温度称为该表面活性剂的浊点(Tp)。这个 现象是可逆的，溶液冷却后，即可恢复成均相。
出现浊点的原因是：非离子表面活性剂通过它的极性基与水形 成氢键，温度升高不利于氢键的形成。温度升高到一定程度， 非离子表面活性剂与水的结合减弱，水溶性降低，溶液出现浑 浊。
此时溶液的表面张力降至最低，溶液中的表面活性剂会从 单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚集物，即形成胶 团。表面活性剂中开始大量形成胶团的浓度叫临界胶团浓 度（cmc）。当溶液的浓度达到临界胶团浓度之后，若浓 度再继续增加，溶液的表面张力几乎不再下降，只是溶液 中的胶团数目和聚集数增加，如图1-3d所示。此状态相当 于图1-2曲线上的水平部分。
图1-3为按a、b、c、d顺序，逐渐增加表面活性剂的浓度，水溶液
中表面活性剂的活动情况。浓度极低时，如图1-3a，接近纯水状态。 如果稍微增加表面活性剂的浓度，水中的表面活性剂分子也三三 两两地聚集到一起，疏水基互相靠在一起，开始形成如图1-3b所 示的小胶团。浓度进一步增大，当溶液达到饱和吸附时，形成紧 密排列的单分子膜，如图1-3c所示。
同类型表面活性剂的临界胶团浓度随疏水基增大而 降低，这是由于表面活性剂分子或离子间的疏水相互作 用随疏水基变大而增强。
离子型表面活性剂的cmc随碳原子数变化呈现一定 规律：同系物每增加一个碳原子，cmc下降约一半。
表面活性剂文献综述
表面活性剂一、表面活性剂的性质1.表面活性剂的定义表面活性剂(surfactant)，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
2.表面活性剂的结构特点表面活性剂分子具有独特的两亲性：一端为亲水的极性基团，简称亲水基，也称为疏油基或憎油基，有时形象地称为亲水头，如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2；另一端为亲油的非极性基团，简称亲油基，也称为疏水基或憎水基，如R-（烷基）、Ar-（芳基）。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，但又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”（amphiphilic structure），表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
3.表面活性剂的性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。
许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。
表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。
当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。
表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。
在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。
表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。
因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。
表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）。
胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。
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。
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。
表面活性剂在电镀中的应用
表面活性剂在电镀中的应用表面活性剂是金属表面处理技术领域的与材料之一，也是绝大多数电镀添加剂不可缺少的组成之一。
在电镀的整个工艺过程中，如镀前处理的化学脱脂、酸洗除锈、电解脱脂、基体活化到电镀中单金属、合金电镀用的添加剂、镀后处理的防镀层变色剂、镀层保护膜乃至电镀废水处理，几乎都用到表面活性剂。
在液体和空气的界面上，液体表面的分子受到液体分子内部的引力大于受到空气分子的引力，由此造成液体表面上的收缩作用叫做表面张力。
表面活性剂是一种在低浓度下能降低水和其他溶液体系的表面张力或界面张力的物质。
从分子结构上一定是有非极性的亲油性基和极性的亲水基两部分不所组成的化合物。
降低表面张力即是表面活性。
极大部分表面活性剂是水溶性的、油溶性的只占极少数。
一、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憎水基团构成。
憎水基团通常含C8~C18的各种非极性碳-氢长链基团，它具有排水的作用，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）他具有水分子相互吸引的作用。
表面活性剂分子的亲水基与憎水基是构成界面吸附层、分子定向排列等现象。
表面活性剂能起到润滑、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中应用及其广泛。
利用其乳化、润滑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、提高阴极极化从而降低镀层的分散能力；利用其润滑作用，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。
二、表面活性剂的分类根据表面活性剂的用途可分为：润湿剂、乳化剂、发泡剂、洗涤剂及增溶剂等等。
但最常见和最方便的方法是按离子的类型分类，根据表面活性剂溶于水时，凡能电离生成离子的叫做离子表面活性剂；凡不能电离生成离子的叫做非离子表面活性剂。
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
商品名为苄泽(Brij)，平平加O (Perogol O)是一类聚氧乙烯 蓖麻油化合物，HLB值在12－18间，具有较强的亲水性质， 常用作增溶剂及o/w型乳化剂
（四）聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物
又称泊洛沙姆(poloxamer)，商品名为普流罗尼克(pluronic)。 Poloxamer 188(Pluronic F68)作为一种水包油型乳化剂，是目前 用于静脉乳剂极少数合成乳化剂之一,用本品制备的乳剂能够耐 受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。
制剂中存在多种组份时，对主药的增溶效果取决于各组份 与表面活性剂的相互作用。当多种组份与主药竞争
同一增溶位置或某一组分吸附或结合表面活性剂分子 而使主药的增溶量减小，若某些组份可扩大 胶束体积从而增加主药的增溶。
例如：苯甲酸增加羟苯甲酯在聚氧乙烯脂肪醇醚
溶液中的溶解，而二氯酚则减少其溶解
4、抑菌剂的增溶
本章重点
• 掌握表面活性剂的定义及结构特点 • 掌握表面活性剂的分类：阴离子表面活性剂，阳离
子表面活性剂，两性离子型表面活性剂，非离子型 表面活性剂 • 掌握表面活性剂的性质：胶束，HLB值，起昙，配 伍，应用 • 熟悉表面活性剂的生物学性质：对药物吸收的影响， 与蛋白质的相互作用，毒性，刺激性
第三节 表面活性剂的基本性质和应用
一、表面活性剂胶束
当表面活性剂在溶液表面的正吸附达到饱和时,如继 续增加表面活性剂的浓度,不能在表面定向排列的表面活 性剂分子则转入体相。这些过剩的表面活性剂分子依赖 范德华力聚集在一起形成亲油基团向内亲水基团向外在 水中稳定分布的胶束(micelle)。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度称为临界 胶束浓度(CMC)。
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6
胶束的大小常用聚集度表示：即构成胶 束所需的单个分子数。可几十～几千。
胶束的结构常用球形胶束模型表示。除 此之外，还有棒状胶束。
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7
表面活性剂分子在水溶液中开始形成胶 束的最低浓度，称临界胶束浓度（cmc， critical micelle concentration）。是表 面活性剂的一个重要参数。表面活性剂水溶 液在cmc前后的各种特性有很大差异。如月桂 醇硫酸钠水溶液的粘度、电导率等许多性质 会在cmc前后发生突变。
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2
结果：当在水中加表面活性剂形成稀溶液时，
两种分子之间的相互作用使表面活性剂分子 趋向表面。把疏水基伸向空气，亲水基留在 水中，导致有较多的表面活性剂分子在表面 吸附并定向。空气与水之间隔了一层表面活 性剂分子，使表面张力急剧下降。
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3
继续往水中加表面活性剂，表面活性剂分子
表面活性剂的多功能性决定了表面活性 剂可用于各个领域，且少量就能发挥显著功 能。所以被誉为“工业味精”。
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12
表面活性剂的基本性质及作用
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1
由于表面活性剂的分子结构呈现两亲性 (amphiphile) ，所以当表面活性剂溶于水中 时，一方面，水中原来的动态平衡被打破； 另一方面，表面活性剂分子被溶剂化，在溶 剂化层中周围是水分子，中间是表面活性剂 分子，其亲水端与水分子有吸引作用，疏水 端与水分子有排斥作用。
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10
润湿、渗透、乳化、分散、增溶 → 洗涤
洗Байду номын сангаас是表面活性剂最大的用途。
家庭用（纺织品、服装、厨房、
卫生间、居室、其它）； 工业用（食品、交通、印刷、机械、
精密仪器、医疗设备、其它）。
起泡、捕集 → 浮选：煤炭工业、采矿业
抗静电：合成纤维、塑料、橡胶
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11
柔软：织物柔软整理 防水：防雨具制造：雨伞、雨衣、防雨篷布 絮凝：造纸业、废水治理 杀菌：医疗行业、石油工业 缓蚀：金属清洗，（强化采油）石油工业
在表面不断吸附、定向，直至表面无间隙， 形成表面活性剂分子膜（单分子膜），将空 气与水彻底隔绝，表面张力降至最低点。
再往水中加表面活性剂，由于表面已无空隙，
所以表面活性剂分子只能在水溶液中以另一 种方式维持稳定存在：即开始形成胶束。
(micelle)
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4
表面活性剂分子的亲油基相互靠拢，将亲水 基朝向周围水分子。缔合成一个大的分子团， 并在大分子团中定向排列（即胶束中定向）。
表面活性剂有两个基本性质： 1.表面吸附并定向， 2.形成胶束并在胶束中定向。
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5
继续增加表面活性剂，则胶束中表面
活性剂分子的缔合度增加且胶束数量增加。 胶束的形成、增大及数量增加并不改变液 体表面的单分子膜状况，所以，表面张力 也不再改变，即表面活性剂达到一定浓度 后继续增加，溶液的表面张力将趋向稳定 于某一值。
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8
表面活性剂性质示意图：
a.极稀溶液 b.稀溶液 c.临界胶束浓度
的溶液 d.大于临界胶束
浓度的溶液
a
c
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b
d
9
表面活性剂的基本结构决定了其分子具 有双亲媒性（亲水、亲油）。从而使表面活 性剂在其溶液中有两个基本性质：
表面吸附、 大于cmc 定向
形成胶束，在 胶束中定向。
这两个基本性质决定了表面活性剂有多功能 （多种作用）：