表面活性剂第二章乳化作用
பைடு நூலகம்
配置乳液呈何种类型，可根据乳化液体的性质及乳 液的用途而定。如植物油易形成O/W型，而矿物油易形 成W/O型；通常，要用水稀释的乳液必须是O/W型，而 在厚敷涂层中的乳液，则以W/O型为宜。
2、检查乳液类型的方法
（1）稀释法 将乳液用与连续相相同的液体 进行稀释，溶于水的为油/水型，溶 于油的为水/油型。 例如，牛奶能够被水稀释，但 不能与植物油混溶，可见牛奶是 O/W型乳液。
纯天然 天然+药物 天然+化学成分 纯化学成分
带药物
带美白
儿童用
普通型
二、
乳化剂作用原理
乳化剂的主要作用是降低被乳化的两种液体的表面 张力。因此，一般表面活性剂作为乳化剂时，其疏水基 一端吸附在不溶于水的液体（如油）的微粒子表面，而 亲水基一端则伸向水中。表面活性剂在液体微粒子表面 定向排列成一层亲水性吸附膜（界面膜），从而减少液 滴之间的相互引力，降低两相间的表面张力，起到促进 相互分散形成乳化的作用。
定义
乳液是指一种或多种液体以液珠形式分 散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系。 乳液的液珠直径一般都介于0.1-10μm，因此 属粗分散体，由于体系呈现乳白色而被称为 乳液。
通常的乳液有一相是水或水溶液，被称 为水相；另一相是与水不相混溶的有机相， 被称为油相。
分类
三种分类方法： 按来源分类：天然产物和人工合成产物； 按分子量分类：低分子乳化剂（C10-C20）和高分 子乳化剂（C成千上万）； 按水溶液中可否电离分为：离子型（阴离子、阳离 子和阴阳离子三类）和非离子型。这是最常用的分类方 法。
表面活性剂的浓度大小对形成界面膜的强度有直接 影响。浓度大，界面上吸附的表面活性剂分子多，形成 的界面膜致密，强度大。 不同的乳化剂乳化效果不同，达到最佳乳化效果所 需要的量也不同。一般地说，形成界面膜的乳化剂分子 作用力越大，膜强度越高，乳液越稳定；反之，作用力 越小，膜强度越低，乳液越不稳定。 当界面膜中有脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺等极性有机 物分子时，膜强度显著提高。这是因为在界面吸附层中 乳化剂分子与醇、酸、胺等极性分子发生作用形成复合 物，使界面膜强度增大的缘故。
（5）光折射法 利用水和油对光的折射率不同来鉴别乳液类型。若 乳液为水包油型，则粒子起集光作用，用显微镜仅看见 粒子的左侧轮廓；若乳液为油包水型，则粒子起散光作 用，用显微镜仅看见粒子的右侧轮廓；
3、影响乳状液类型的主要因素 （1）相体积：相体积理论是从几何学的角度 出发，由Ostwald提出来的。其观点为：假设乳液 的液珠是大小相同的圆球且圆球为刚性，在最密 堆积时，液珠的相体积分数只能占总体积的74.02 ％，若液珠的相体积分数大于74.02％，乳液就会 发生变型或破坏。
图2-4-2 乳状液液珠堆积方式
以O／W型乳液为例，若油的相体积分数大于 74.02％，乳液只能形成W／O型，若油的相体积分数 少于25.98％时，就只能形成O／W型，若油的相体积 分数在25.98％--74.02％时，则可能形成O／W型或W ／O型中的一种。
事实上液珠的相体积分数在超过74.02％以后，并 不一定会发生变型。例如：石蜡油-水体系，石蜡油 的相体积分数可高达99％，油珠实际上只是被一层薄 薄的水膜隔开，而且仍是O／W型乳液。究其原因在 于乳液的液珠并非大小相等，也并非刚性，而是大小 不相等且在高浓度时可发生形变甚至呈多面体，因此 液珠的相体积分数可超过74.02％。
（2）导电法 水和油的导电性相差很大，油/水型乳液的电导率比 水/油型大数百倍，所以，在乳液中插入两电极，并在环 路中串联氖等，油/水型的灯亮。 （3）染色法 在试管中加入油性或水性染料2-3滴，根据哪一类染 料能使连续相均匀着色来判断乳液的类型。 （4）滤纸润湿法 将乳液滴在滤纸上，若液体能快速展开，在中心留 下一小滴，则乳液为水包油型，若乳液液滴不展开，则 油包水型。
由两种以上表面活性剂组成的乳化剂为混合乳化剂 。由于分子间的强烈作用，界面张力显著降低，乳化剂 在界面上吸附量显著增多，形成的界面膜密度增大，强 度增高。
在乳液形成的过程中，由于表面活性剂的参与使油水界面张力大幅度下降，成了稳定的乳液。但在乳液中 仍然存在着油-水界面张力，加上CMC或溶解度的限制 ，使界面张力无法达到接近于零。因此乳液是热力学上 的不稳定体系。 微乳液的油水界面张力低至不可测，是热力学上的 稳定体系。这主要是添加性质完全不同的第二种表面活 性剂(如大小适中的醇类如戊醇、己醇和庚醇等，被称为 助表面活性剂)，就可以使界面张力进一步降低至很小， 甚至会出现瞬间的负值，可以用Gibbs的多组分体系的 吸附方程来加以说明。
(2)乳化剂的分子结构和性质-楔型理论 楔型理论是以乳化剂的空间结构为出发点来确 定乳化液的类型的。楔型理论认为：乳化剂的亲水 基和疏水基的横截面积不相等，把乳化剂的分子看 做一头大一头小的楔子，乳化剂横截面积小的一 头．可以像楔子一样插入液珠表面，在油水界面上 作定向排列，亲水的极性头伸入水相而亲油的碳氢 链则伸入油相，结果加大界面强度。
-dγ=∑Γidμi= ∑ ΓiRTdlnCi
式中 γ：表面张力，Γ：吸附量，
(式2- 4-1)
μ：化学势， C：浓度
如图2-4-1虚线所示，随助表面活性剂增加，CMC减 小，且γ降低，甚至可瞬间为负值(由虚线表示)
图2-4-1助表面活性剂对γ的影响
三、乳液的类型
1、类型
常见的乳液，一相是水或水溶液，另一相 是与水不相溶的有机物，如油脂、蜡等， 水和油所形成的乳液分成三种类型： （1） 油/水（O/W）型乳液，油分散在水中。油为分散相（内相 ），水为连续相（外相）的水包油型乳液，此类乳液可以用水稀释。 如牛奶、豆浆等。 （2） 水/油（W/O）型乳液，水分散在油中。水为分散相（内相 ），油为连续相（外相）的油包水型乳液，此类乳液可以用油稀释。 如人造奶油、原油等。 （3）套圈形，由水相和油相一层一层交替分散形成的乳状液， 主要有油包水再包油O/W/O（即含有分散油珠的水相悬浮于油相中） 和水包油再包水W/O/W（即含有分散水珠的油相悬浮于水相中）两种 形式。这种类型的乳状液较少见，一般存在于原油中。
配置乳液呈何种类型，可根据乳化液体的性质及乳 液的用途而定。如植物油易形成O/W型，而矿物油易形 成W/O型；通常，要用水稀释的乳液必须是O/W型，而 在厚敷涂层中的乳液，则以W/O型为宜。
2、检查乳液类型的方法
（1）稀释法 将乳液用与连续相相同的液体 进行稀释，溶于水的为油/水型，溶 于油的为水/油型。 例如，牛奶能够被水稀释，但 不能与植物油混溶，可见牛奶是 O/W型乳液。
纯天然 天然+药物 天然+化学成分 纯化学成分
带药物
带美白
儿童用
普通型
二、
乳化剂作用原理
乳化剂的主要作用是降低被乳化的两种液体的表面 张力。因此，一般表面活性剂作为乳化剂时，其疏水基 一端吸附在不溶于水的液体（如油）的微粒子表面，而 亲水基一端则伸向水中。表面活性剂在液体微粒子表面 定向排列成一层亲水性吸附膜（界面膜），从而减少液 滴之间的相互引力，降低两相间的表面张力，起到促进 相互分散形成乳化的作用。
定义
乳液是指一种或多种液体以液珠形式分 散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系。 乳液的液珠直径一般都介于0.1-10μm，因此 属粗分散体，由于体系呈现乳白色而被称为 乳液。
通常的乳液有一相是水或水溶液，被称 为水相；另一相是与水不相混溶的有机相， 被称为油相。
分类
三种分类方法： 按来源分类：天然产物和人工合成产物； 按分子量分类：低分子乳化剂（C10-C20）和高分 子乳化剂（C成千上万）； 按水溶液中可否电离分为：离子型（阴离子、阳离 子和阴阳离子三类）和非离子型。这是最常用的分类方 法。
表面活性剂的浓度大小对形成界面膜的强度有直接 影响。浓度大，界面上吸附的表面活性剂分子多，形成 的界面膜致密，强度大。 不同的乳化剂乳化效果不同，达到最佳乳化效果所 需要的量也不同。一般地说，形成界面膜的乳化剂分子 作用力越大，膜强度越高，乳液越稳定；反之，作用力 越小，膜强度越低，乳液越不稳定。 当界面膜中有脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺等极性有机 物分子时，膜强度显著提高。这是因为在界面吸附层中 乳化剂分子与醇、酸、胺等极性分子发生作用形成复合 物，使界面膜强度增大的缘故。
（5）光折射法 利用水和油对光的折射率不同来鉴别乳液类型。若 乳液为水包油型，则粒子起集光作用，用显微镜仅看见 粒子的左侧轮廓；若乳液为油包水型，则粒子起散光作 用，用显微镜仅看见粒子的右侧轮廓；
3、影响乳状液类型的主要因素 （1）相体积：相体积理论是从几何学的角度 出发，由Ostwald提出来的。其观点为：假设乳液 的液珠是大小相同的圆球且圆球为刚性，在最密 堆积时，液珠的相体积分数只能占总体积的74.02 ％，若液珠的相体积分数大于74.02％，乳液就会 发生变型或破坏。
图2-4-2 乳状液液珠堆积方式
以O／W型乳液为例，若油的相体积分数大于 74.02％，乳液只能形成W／O型，若油的相体积分数 少于25.98％时，就只能形成O／W型，若油的相体积 分数在25.98％--74.02％时，则可能形成O／W型或W ／O型中的一种。
事实上液珠的相体积分数在超过74.02％以后，并 不一定会发生变型。例如：石蜡油-水体系，石蜡油 的相体积分数可高达99％，油珠实际上只是被一层薄 薄的水膜隔开，而且仍是O／W型乳液。究其原因在 于乳液的液珠并非大小相等，也并非刚性，而是大小 不相等且在高浓度时可发生形变甚至呈多面体，因此 液珠的相体积分数可超过74.02％。
（2）导电法 水和油的导电性相差很大，油/水型乳液的电导率比 水/油型大数百倍，所以，在乳液中插入两电极，并在环 路中串联氖等，油/水型的灯亮。 （3）染色法 在试管中加入油性或水性染料2-3滴，根据哪一类染 料能使连续相均匀着色来判断乳液的类型。 （4）滤纸润湿法 将乳液滴在滤纸上，若液体能快速展开，在中心留 下一小滴，则乳液为水包油型，若乳液液滴不展开，则 油包水型。
由两种以上表面活性剂组成的乳化剂为混合乳化剂 。由于分子间的强烈作用，界面张力显著降低，乳化剂 在界面上吸附量显著增多，形成的界面膜密度增大，强 度增高。
在乳液形成的过程中，由于表面活性剂的参与使油水界面张力大幅度下降，成了稳定的乳液。但在乳液中 仍然存在着油-水界面张力，加上CMC或溶解度的限制 ，使界面张力无法达到接近于零。因此乳液是热力学上 的不稳定体系。 微乳液的油水界面张力低至不可测，是热力学上的 稳定体系。这主要是添加性质完全不同的第二种表面活 性剂(如大小适中的醇类如戊醇、己醇和庚醇等，被称为 助表面活性剂)，就可以使界面张力进一步降低至很小， 甚至会出现瞬间的负值，可以用Gibbs的多组分体系的 吸附方程来加以说明。
(2)乳化剂的分子结构和性质-楔型理论 楔型理论是以乳化剂的空间结构为出发点来确 定乳化液的类型的。楔型理论认为：乳化剂的亲水 基和疏水基的横截面积不相等，把乳化剂的分子看 做一头大一头小的楔子，乳化剂横截面积小的一 头．可以像楔子一样插入液珠表面，在油水界面上 作定向排列，亲水的极性头伸入水相而亲油的碳氢 链则伸入油相，结果加大界面强度。
-dγ=∑Γidμi= ∑ ΓiRTdlnCi
式中 γ：表面张力，Γ：吸附量，
(式2- 4-1)
μ：化学势， C：浓度
如图2-4-1虚线所示，随助表面活性剂增加，CMC减 小，且γ降低，甚至可瞬间为负值(由虚线表示)
图2-4-1助表面活性剂对γ的影响
三、乳液的类型
1、类型
常见的乳液，一相是水或水溶液，另一相 是与水不相溶的有机物，如油脂、蜡等， 水和油所形成的乳液分成三种类型： （1） 油/水（O/W）型乳液，油分散在水中。油为分散相（内相 ），水为连续相（外相）的水包油型乳液，此类乳液可以用水稀释。 如牛奶、豆浆等。 （2） 水/油（W/O）型乳液，水分散在油中。水为分散相（内相 ），油为连续相（外相）的油包水型乳液，此类乳液可以用油稀释。 如人造奶油、原油等。 （3）套圈形，由水相和油相一层一层交替分散形成的乳状液， 主要有油包水再包油O/W/O（即含有分散油珠的水相悬浮于油相中） 和水包油再包水W/O/W（即含有分散水珠的油相悬浮于水相中）两种 形式。这种类型的乳状液较少见，一般存在于原油中。
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表面活性剂的功能与应用乳化与破乳作用幻灯片PPT
〔2〕几何因素与定向楔理论
1917年Harkins提出。在油-水界面上外表活性剂如一“定向楔〞，外表活 性剂分子中相对截面积较大的一端总是朝向体系的连续相。
钠、钾等一价金属脂肪酸盐〔较大的亲水基〕作乳化剂时易形成O/W型乳 化剂。
钙、镁等二价金属皂和三价金属脂肪酸〔较大的碳氢链〕作乳化剂时易形 成W/O型乳化剂。
影响乳状液类型的因素
〔1〕 相体积 〔2〕 乳化剂的分子构造和性质〔定向楔理论〕 〔3〕 溶解度规那么 〔4〕聚结速度理论 〔5〕制备方法与乳化器材质
〔1〕相体积理论
1910年Ostwald基于纯几何概念提出。 理论内容：假设乳状液分散相是大小均匀的刚性圆球，那么可计算出
最严密堆积时液滴体积占总体积的74.02%，其余25.98%为分散介质。 假设分散相体积大于74.02%时，乳状液就会发生变形或破坏。 按此计算结果：假设水的体积大于74%，形成的是O/W型；假设 水的体积小于25%，形成的是W/O型；假设水相体积为26%～74%， O/W和W/O均可形成。 橄榄油在0.001mol/L KOH水溶液中形成的乳状液服从这一规律。 存在内相体积大于95%的乳状液。
影响乳状液稳定性的因素
〔1〕乳状液的稳定性：是指分散相液滴对聚结的抑制能力。 〔2〕分散相的聚结速度是衡量乳状液稳定性最根本的方法，可
以通过测定单位体积乳状液中液滴数目随时间的变化率确定。 〔3〕影响乳状液稳定性的因素：
外表张力 界面膜 界面电荷 分散介质的黏度 固体粉末
影响乳状液稳定性的因素
〔1〕外表张力 降低外表张力对乳状液稳定性是一个有利因素，但不 是决定因素。 石蜡油与水的外表张力为40.6mN/m，参加油酸乳化 剂〔0.01mol/L)后，外表张力能降到30.05mN/m，参 加油酸钠，外表张力能降至7.02mN/m。 羧甲基纤维素钠等高分子外表活性剂作乳化剂时形成 界面膜的界面张力较高，但形成的乳状液却十分稳定。
表面活性剂-概论(第一章,第二章)
发泡剂
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
表面活性剂的作用
消泡作用在制革中的应用: 转鼓内浸水、染色，涂 饰剂的喷涂及铬液、栲 胶溶液的配制，通常需 在必要时加入消泡剂
具有消泡作用的物质:
植物油、矿物油、硅油、 液态高级醇、长链脂肪 酸钙盐、一些非离子表 面活性剂如环氧丙烷缩 合物、硬脂酸环氧乙烷 缩合物等。
表面活性剂的洗涤与去污作用
洗涤和去污: 从一种物质（基质）表面把另外的 物质（一种或数种）除掉，使之成为清洁的 物质。
放电平衡, 防止了纤维表面的静电
积累 抗静电作用
表面活性剂乳液
• 乳液类型及其辨别 • 水包油型乳液，以O/W表示； • 油包水型乳液，以W/O表示； • 乳液类型的辨别: • 常用电导法: O/W >W/O • 需要指出的是: • 1.在制革中普遍应用的是O/W型乳液； • 2.乳液是热力学不稳定体系（形成乳
液时，两液体的界面增大）
影响乳液类型的因素
γSG － γLG = γGL. cosθ θ＞900，称之为不润湿； θ＜900，称之为润湿； θ＝00， 称之为铺展。
表面活性剂润湿作用的几个相关概念
• 润湿过程: 铺展润湿、粘附润湿和浸入润湿。 • 铺展润湿: 一种液体与基质（常为固体）接
触并在其上进行铺展时，将从基质表面取代 另一种流体（如空气） • 粘附润湿: 液体与基质接触并粘附在基质上 的润湿 • 浸入润湿: 基质与液体接触润湿时完全被液 体浸没
表面活性剂的发泡与消泡作用
• 几个基本概念
• 1.泡沫: 气体和液体 构成的两相系统，是气 体分散在一个连续液相 中的现象。当将空气通 入含有表面活性剂（如 洗衣粉）的溶液时，表 面气泡具有双重壁膜。
• 2.发泡作用: 能使气 泡稳定存在的作用。用 以发泡的表面活性剂叫 发泡剂或起泡剂。
第二章表面活性剂
span 20（脱水山梨醇单月桂酸酯） span 40 (脱水山梨醇单棕榈酸酯) span 60（脱水山梨醇单硬脂酸酯） span 65（脱水山梨醇三硬脂酸酯） span 80 （脱水山梨醇单油酸酯） span 85 （脱水山梨醇三油酸酯）
O CH2OOCR
OH OH
(2) 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类
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
非离子表面活性剂
R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
（四）非离子型表面活性剂
1.多元醇型
(1) 脱水山梨醇脂肪酸酯类（Span， 司盘） 其系列品种有 OH
HLB值计算
(1) 对非离子型表面活性， 可能过经验式求得:
非离子表面活性剂的HLB具有加和性。
HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)
(2)理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分
子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团 对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为 HLB基团数(group number)。
2.外加电解质对cmc值的影响
在表面活性剂溶液中加入强电解质能降低cmc值，一般对离 子型表面活性剂的影响尤其显著。
3.外加有机物对cmc值的影响比较复杂。
一般长链的极性有机物对表面活性剂的cmc值的影响显著。 例如醇、酸、胺等化合物随烃链增长，使离子型表面活性剂 的cmc值减小，而醇类对非离子型表面活性剂的cmc值影响 恰好相反。
第一节 表面活性剂分类
离子型表面活性剂
常用的离子型表面活性剂分类如下： （一）阴离子表面活性剂 1.高级脂肪酸盐：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、 镁等。 2.硫酸盐：ROSO3－M＋，如十二烷基硫酸钠、 十六醇硫酸钠等。 3.磺酸盐：RSO3－M＋，如二己基琥珀酸磺酸钠。 烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋，如十 二烷基苯磺酸钠等。 4.胆盐 如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。
O CH2OOCR
OH OH
(2) 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类
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
非离子表面活性剂
R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
（四）非离子型表面活性剂
1.多元醇型
(1) 脱水山梨醇脂肪酸酯类（Span， 司盘） 其系列品种有 OH
HLB值计算
(1) 对非离子型表面活性， 可能过经验式求得:
非离子表面活性剂的HLB具有加和性。
HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)
(2)理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分
子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团 对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为 HLB基团数(group number)。
2.外加电解质对cmc值的影响
在表面活性剂溶液中加入强电解质能降低cmc值，一般对离 子型表面活性剂的影响尤其显著。
3.外加有机物对cmc值的影响比较复杂。
一般长链的极性有机物对表面活性剂的cmc值的影响显著。 例如醇、酸、胺等化合物随烃链增长，使离子型表面活性剂 的cmc值减小，而醇类对非离子型表面活性剂的cmc值影响 恰好相反。
第一节 表面活性剂分类
离子型表面活性剂
常用的离子型表面活性剂分类如下： （一）阴离子表面活性剂 1.高级脂肪酸盐：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、 镁等。 2.硫酸盐：ROSO3－M＋，如十二烷基硫酸钠、 十六醇硫酸钠等。 3.磺酸盐：RSO3－M＋，如二己基琥珀酸磺酸钠。 烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋，如十 二烷基苯磺酸钠等。 4.胆盐 如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力（N/m）。
4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。
5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。
（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
精细化学品化学第二章表面活性剂
+ 甲醇溶剂 加热
RN
C H3 C H3
2C O2
+2 H2O
高级烷基胺与低级卤代烷得反应
C16H33
CH3
N
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C16H33
CH3
加压 80oC 1h
. CH3
N+ CH3 X CH3
3、6、2、2 含杂原子得季铵盐
1 含氧原子 含酰氨基得 含醚基得
2 含氮原子
特点:就是亲水得季铵阳 离子与烷基疏水基就是 通过酰胺键、酯键、醚 键或硫醚等基团相连接
60-80oC
CH3
C12H25
十二烷基三甲基溴化铵
CH3
醇介质
C16H33 X + N CH3
回流
CH3
C16H33
十六烷基三甲基溴化铵
. CH3
N+ CH3
Br- 溴
X
CH3
. CH3
N+ CH3 X CH3
2 高级烷基叔胺与低级卤代烷得反应
C12H25
CH3
加热
N
+ CH3 CXl-
CH3
加压
氨基酸型 R-NH2CHCHCOOH 甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-
非离子表面活性剂
在水中不会解离成离子:
聚乙二醇型(聚氧乙烯型)
多元醇型
R-O(CH2CH2O)nH R-COOCH2C(CH2OH)3
3、3 亲水亲油平衡值 HLB(hydrophile-lipophile balance)
2 可以和所有其她类型得表面活性剂复配 3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小 4 耐水硬性和耐高浓度电解质性 5 良好得生物降解性
第二章表面活性剂及其在纺织加工中的应用要点ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
（三）非离子表面活性剂
非离子型表面活性剂是使用范围仅次于阴离 子型表面活性剂的一大类的表面活性剂。
1、结构特点
在水溶液中不起电离作用。
2、使用特点
（1）对各种纤维一般无亲合力。用后容易洗涤。 （2）极易溶于水，对酸、碱作用稳定。 （3）可与各种类型的表面活性剂共用
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（一）表面活性剂的定义
所谓表面活性剂，是指当其溶于水中时， 即使浓度很小也能显著地降低水同空气间 的表面张力或水同其它物质（如纤维、纱 线）间的界面张力的物质。
1、基本概念 2、表面活性剂的性能与HLB值的关系 3、HLB值的获取方法 （1）查表法 （2）计算法 （3）实验法
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1、HLB的基本概念
HLB值是定量反映表面活性剂中两端不 同基团对表面活性剂亲油性或亲水性的综合 影响程度。HLB值的大小不仅影响表面活性 剂的性能，而且也影响表面活性剂的使用。 其值越大，其水溶性越好，油溶性越差，反 之，其油溶性越好，水溶性越差。
（3）对纤维素纤维有较强的亲和力，对蛋白 质在中性和碱性介质中有较强的亲和力。 （与其动电电位有关）
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表面活性剂的功能与应用乳化与破乳作用
破乳剂在污水处理中具有重要作用，能够提高油水分离效率，降低处理成本，减少环境污染。
01
02
03
破乳剂在污水处理中的应用
其他表面活性剂的应用领域
表面活性剂在食品工业中广泛应用于食品添加剂和加工助剂，如稳定剂、增稠剂和消泡剂等。
在医药领域，表面活性剂作为药物载体和药物增溶、稳定剂，有助于提高药物的生物利用度和稳定性。
表面活性剂在破乳过程中的作用
破乳是指将乳状液破坏，使油水两相分离的过程。表面活性剂在破乳过程中起到关键作用。通过改变表面活性剂的种类和浓度，可以调节乳状液的稳定性，从而实现油水相的有效分离。
表面活性剂在乳化与破乳中的重要性
表面活性剂在乳化与破乳过程中起着至关重要的作用。它们能够显著影响乳状液的形成、稳定性和分离效果。通过合理选择和应用表面活性剂，可以实现高效的乳化和破乳过程，广泛应用于石油、化工、食品和制药等领域。
表面活性剂在乳化与破乳中的作用与重要性
未来研究方向与展望
深入研究表面活性剂的分子结构和性能关系：进一步了解表面活性剂的分子结构与其乳化、破乳性能之间的关系，有助于发现新型高效的表面活性剂，提高乳化与破乳效果。
THANKS
感谢观看
影响乳状液稳定性的因素
界面膜的强度、界面电荷、温度、外力等。
乳状液的类型与稳定性
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02
01
降低界面张力
表面活性剂能够显著降低油水界面张力，使油滴更容易形成和稳定。
形成界面膜
表面活性剂分子在油水界面上定向排列，形成具有一定强度的界面膜，防止油滴合并和破裂。
电荷稳定作用
某些表面活性剂能够使乳状液界面带电，产生静电排斥力，提高乳状液的稳定性。
表面活性剂在乳化过程中的作用
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破乳剂在污水处理中的应用
其他表面活性剂的应用领域
表面活性剂在食品工业中广泛应用于食品添加剂和加工助剂，如稳定剂、增稠剂和消泡剂等。
在医药领域，表面活性剂作为药物载体和药物增溶、稳定剂，有助于提高药物的生物利用度和稳定性。
表面活性剂在破乳过程中的作用
破乳是指将乳状液破坏，使油水两相分离的过程。表面活性剂在破乳过程中起到关键作用。通过改变表面活性剂的种类和浓度，可以调节乳状液的稳定性，从而实现油水相的有效分离。
表面活性剂在乳化与破乳中的重要性
表面活性剂在乳化与破乳过程中起着至关重要的作用。它们能够显著影响乳状液的形成、稳定性和分离效果。通过合理选择和应用表面活性剂，可以实现高效的乳化和破乳过程，广泛应用于石油、化工、食品和制药等领域。
表面活性剂在乳化与破乳中的作用与重要性
未来研究方向与展望
深入研究表面活性剂的分子结构和性能关系：进一步了解表面活性剂的分子结构与其乳化、破乳性能之间的关系，有助于发现新型高效的表面活性剂，提高乳化与破乳效果。
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影响乳状液稳定性的因素
界面膜的强度、界面电荷、温度、外力等。
乳状液的类型与稳定性
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01
降低界面张力
表面活性剂能够显著降低油水界面张力，使油滴更容易形成和稳定。
形成界面膜
表面活性剂分子在油水界面上定向排列，形成具有一定强度的界面膜，防止油滴合并和破裂。
电荷稳定作用
某些表面活性剂能够使乳状液界面带电，产生静电排斥力，提高乳状液的稳定性。
表面活性剂在乳化过程中的作用
表面活性剂乳化作用
（2）乳液的黏度 乳液的另一个特征是黏度，当分散相浓度不大时， 乳状液的黏度主要由分散介质决定，分散介质的黏度越 大，乳状液的黏度越大。另外，不同的乳化剂形成的界 面膜有不同的界面流动性，乳化剂对黏度也有较大影响 。
乳液的黏度受乳液内外相的黏度、内相的体积分数 、液珠的粒径及乳化剂的性质等的影响。
表面活性剂的浓度大小对形成界面膜的强度有直接 影响。浓度大，界面上吸附的表面活性剂分子多，形成 的界面膜致密，强度大。
不同的乳化剂乳化效果不同，达到最佳乳化效果所 需要的量也不同。一般地说，形成界面膜的乳化剂分子 作用力越大，膜强度越高，乳液越稳定；反之，作用力 越小，膜强度越低，乳液越不稳定。
当界面膜中有脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺等极性有机 物分子时，膜强度显著提高。这是因为在界面吸附层中 乳化剂分子与醇、酸、胺等极性分子发生作用形成复合 物，使界面膜强度增大的缘故。
（4）滤纸润湿法 将乳液滴在滤纸上，若液体能快速展开，在中心留
下一小滴，则乳液为水包油型，若乳液液滴不展开，则 油包水型。
（5）光折射法 利用水和油对光的折射率不同来鉴别乳液类型。若
乳液为水包油型，则粒子起集光作用，用显微镜仅看见 粒子的左侧轮廓；若乳液为油包水型，则粒子起散光作 用，用显微镜仅看见粒子的右侧轮廓；
在乳状液体系中，低界面张力有利于乳液的稳定， 但不是唯一因素。有的小分子有机物与水的界面张力很 低，却不能形成稳定的乳液，如戊醇。而有些高分子化 合物它们不能有效地降低油水界面张力，却有很强的乳 化力，能使油水形成稳定的乳液，例如羧甲基纤维素和 羧甲基淀粉的钠盐。其原因是高分子化合物能吸附于油水界面上形成结实的界面膜而阻止了液滴间聚结。
由两种以上表面活性剂组成的乳化剂为混合乳化剂 。由于分子间的强烈作用，界面张力显著降低，乳化剂 在界面上吸附量显著增多，形成的界面膜密度增大，强 度增高。
2表面活性剂--乳化作用优秀PPT
1、类型
常见的乳液，一相是水或水溶液，另一相 是与水不相溶的有机物，如油脂、蜡等， 水和油所形成的乳液分成三种类型：
（1） 油/水（O/W）型乳液，油分散在水中。油为分散相（内相 ），水为连续相（外相）的水包油型乳液，此类乳液可以用水稀释。 如牛奶、豆浆等。
（2） 水/油（W/O）型乳液，水分散在油中。水为分散相（内相 ），油为连续相（外相）的油包水型乳液，此类乳液可以用油稀释。 如人造奶油、原油等。
图2-4-2 乳状液液珠堆积方式
2020/4/28
12
以O／W型乳液为例，若油的相体积分数大于 74.02％，乳液只能形成W／O型，若油的相体积分数 少于25.98％时，就只能形成O／W型，若油的相体积 分数在25.98％--74.02％时，则可能形成O／W型或W ／O型中的一种。
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表面活性剂的浓度大小对形成界面膜的强度有直接 影响。浓度大，界面上吸附的表面活性剂分子多，形成 的界面膜致密，强度大。
不同的乳化剂乳化效果不同，达到最佳乳化效果所 需要的量也不同。一般地说，形成界面膜的乳化剂分子 作用力越大，膜强度越高，乳液越稳定；反之，作用力 越小，膜强度越低，乳液越不稳定。
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3、影响乳状液类型的主要因素
（1）相体积：相体积理论是从几何学的角度 出发，由Ostwald提出来的。其观点为：假设乳液 的液珠是大小相同的圆球且圆球为刚性，在最密 堆积时，液珠的相体积分数只能占总体积的74.02 ％，若液珠的相体积分数大于74.02％，乳液就会 发生变型或破坏。
通常的乳液有一相是水或水溶液，被称 为水相；另一相是与水不相混溶的有机相， 被称为油相。
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