第十一章、表面活性剂.ppt

第十一章 表面活性剂 第一节 表面活性剂的定义1 表面与界面 通常那个所说的表面是指物体与空气的接触面 实际上它也是空气与物体的界面 界面就是相与相接触的面 即通产所说的固体与液体的表面 或指固相或液相与气相的界面 相 是指物质体系中具有相同组成 相同物理性质和化学性质的均匀物质 水 冰 水蒸气三者虽然组成相同 但因有不同的物理性质 所以属于3个相 即液 固和气相 界面可分为 固 气 固 液 液 气 液 液 固 固五种 2 表面张力 物质分子之间存在着各种吸引力 作用于表面层分子的吸引力的合力 其方向指向液体内部并与液面垂直 这种合力把液体表面上的分子拉向液体内部 因而液体表面有趋向缩小的倾向 即缩小表面积的趋势 如要使表面积扩大 就必须克服这种吸引力 即为表面张力 几种液体的表面张力 20 mN m 1 物质表面张力物质表面张力汞485氯仿27 1水72 8四氯化碳26 7硝基苯43 4乙醚17 1油酸32 5蓖麻油39 0苯28 9液体石蜡33 1 二 表面活性剂 一切液体 在一定条件下均有一定的表面张力 水为72 8 苯为28 9 如果将性质不同的某些物质分别溶于水中 则会发现水溶液的表面张力有不同的变化 这种变化有三种趋势 A表面张力随溶质浓度增大而增大 且近于直线上升 氯化钠 硫酸钠 硝酸钾 氯化铵等无机盐类及蔗糖 甘露醇等多元醇 B表面张力随溶质浓度增大而下降 大多数醇 醛 酸 酯等有机物 C水溶液的表面张力在浓度很稀时 随溶液的浓度增加显著下降 降低到一定程度后便缓慢下降直至趋于平衡 肥皂 高碳数直链烷烃磺酸盐或硫酸盐等 A类物质不能使水的表面张力降低 这样的物质称为非表面活性物质 BC类能使水的表面张力降低的物质 称为表面活性物质 C在溶剂中加入溶质量很少 即能显著降低水的表面张力的物质 称为表面活性剂 表面活性剂用途非常广泛 乳化 洗涤 润湿 分散 保湿 发泡 消泡 杀菌 抗静电等 三 表面活性剂分类 表面活性剂分为离子型和非离子型两类 离子型又分为 阴离子 阳离子和两性离子三类 阴离子型有 羧酸盐 硫酸盐 磺酸盐等两性离子型主要是氨基酸型和甜菜碱型 阳离子主要是季铵盐型 非离子主要是聚乙二醇醚 酰胺等 第二节 阴离子型表面活性剂 一 高级脂肪酸盐俗称肥皂 一分子油脂皂化后生成一份子甘油和三分子脂肪酸盐 肥皂 代表性皂类 1 硬质酸 十八酸 钠 具有脂肪气味的白色粉末 易溶于热水和乙醇 常用做化妆品的乳化剂 主要用于膏霜和香波等化妆品中 2 月桂酸 十二酸 钾 淡黄色浆状物 易溶于水 有丰富的泡沫 也常用作乳化剂 主要用于液体肥皂和香波 3 其它皂类 油酸与三乙醇胺 淡黄色浆状物 溶于水 但易氧化变质 常用作乳化剂 松香酸与氢氧化钠反应制得松香肥皂 易溶于水 有较好的抗水性和润湿性 多用于洗涤皂中 二 磺酸盐 磺酸盐的化学通式为RSO3Na R的碳数在C8 C20之间 易溶于水 有良好的发泡性 在酸性溶液中不易分解 主要用于洗涤剂中 其缺点是对皮肤有较强的脱脂和刺激作用 会引起皮肤和毛发过分干燥 可适量用于化妆品中 1 十二烷基苯磺酸钠2 琥珀酸酯磺酸钠3 月桂醇磺乙酸钠4 烯基烷磺酸盐和羟烷基磺酸盐5 烷基乙氧基磺酸盐 三 硫酸酯盐 硫酸酯盐的化学通式为ROSO2M R的碳数在C8 C20之间 M为Na K 三乙醇胺 这类表面活性剂具有良好的发泡性和洗涤能力 在硬水中稳定 其水溶液呈中性或碱性 故主要用于洗涤剂及清洁用化妆品 1 十二烷基硫酸 酯 钠 也称月桂醇硫酸酯钠 白色粉末 有特征性气味 易溶于水 用作发泡剂 洗涤剂和乳化剂等 如牙膏及香波中起发泡及洗涤的作用 2 聚氧乙烯十二醇硫酸酯钠 C12H25OCH2CH2 nOSO3Na水溶性优于月桂醇硫酸酯钠 有较好的钙皂分散能力和抗盐性 在低温保持透明 是以制造透明香波 n 1 5时 可制得三乙醇胺盐 3 单月桂酸甘油硫酸酯钠 白色或微黄色粉末 无臭 无味 易溶于水 对硬水稳定 具有良好的发泡 洗涤和乳化能力 故多用于洗涤剂 泡沫剂和乳化剂 第三节 阳离子表面活性剂 季铵盐型和铵盐型 去污力和发泡力比阴离子表面活性剂差 通常用于杀菌 抗静电 分散和专用乳化等方面 它易在头发表面吸附形成保护膜 能赋予头发光泽 柔软 易梳理等特性 主要用作头发调理剂 护发剂等 一 季铵盐型1 烷基三甲基氯化铵型 十二 十六 十八2 二烷基二甲基氯化铵型3 酰胺基季铵盐4 咪唑啉型季铵盐5 含氮杂环季铵盐 2 铵盐型阳离子表面活性剂 1 高级铵盐型 R C12 C182 低级铵盐型 一般与三乙醇胺构成季铵盐索罗明A 萨帕明A 第四节 两性型表面活性剂 1 咪唑啉型 对眼睛和皮肤刺激很小 香波 皮肤和毛发的清洁剂2 氨基酸型3 甜菜碱型4 牛黄酸型5 氧化胺型 第五节 非离子型表面活性剂 非离子型表面活性剂溶于水后不发生水解 亲油基团为R基团 亲水基团则为含氧基团 如羟基和聚氧乙烯链等构成 不易受酸 碱影响 稳定性高 并有良好的溶解性 与其它表面活性剂相容性好 洗涤 乳化 发泡 增容 抗静电 杀菌和保护胶体等性能 用途广泛 分为乙二醇型和多元醇型 一 聚乙二醇型非离子表面活性剂 1 长链脂肪醇聚氧乙烯醚RO CH2CH2O n H 醇与环氧乙烷加成制得 n 10 15 表现较好的去污能力 ROH主要是月桂醇 十四醇 鲸蜡 十六 醇 油醇 生物降解性好 水溶性好 具有良好的润湿性能 用于奶液类乳化剂及香精增溶的微乳液 2 烷基酚聚氧乙烯醚一般用壬基酚 n 6 7 全溶于水 n 8 12 润湿 渗透和乳化 n 15 渗透和洗涤 生物降解差 3 脂肪酸聚氧乙烯酯4 聚氧乙烯烷基胺5 聚氧乙烯烷基醇胺 二 多元醇类非离子表面活