表面活性剂.doc

1-1、表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生湿润、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。1-2、表面活性剂的分类羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐属于阴离子亲水基团，胺盐、季铵盐和鎓盐为阳离子亲水基团；羧基和聚氧乙烯基属于非离子型亲水基团。1-3、世界表面活性剂市场份额（消费量）顺序表面活性剂包括家用、个人护理用、工业与公共设施用三部分。目前，家用表面活性剂占市场份额最大，约50%，个人护理用品约占6%，工业与公共设施用表面活性剂占40%50%。2-1、表面活性剂产生特殊功能的主要原因（来源或两大性质）表面活性剂产生的特殊作用主要来源于两个方面：一方面是降低体系的表面张力；另一方面是胶束的形成。2-2、表面张力的定义（从力和能量的角度）及单位力的角度：表面单位长度边缘上的力叫表面张力（单位：N/m）；能量角度：单位表面的表面自由能，也就是单位表面上的液体分子比处于液体内部的同量分子的自由能过剩值（单位：J/m）。2-3、表面张力的测定方法（方法名称）滴重法 毛细管上升法 环法 吊片法 最大气泡压力法 滴外形法2-4、表面活性、表面活性物质、表面活性剂？因溶质在表面发生吸附而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质；2-5、表面活性剂的结构特点表面活性剂分子通常由两部分构成：一部分是疏水基团，它是由疏水、亲油的非极性碳氢链构成；另一部分是亲水基团，通常由亲水、疏油的极性基团构成；表面活性剂分子是一种双亲分子，具有既亲油、又亲水的双亲性质。2-6、表面活性如何表征表面活性剂的活性是用其稀释溶液的表面张力比纯水的表面张力的下降程度来衡量的。2-7、胶束的结构（Stern层）胶束的结构主要由内核和外核两部分构成。对于离子型表面活性剂，该界面由胶束双电层的最内层（Stern层）组成，其中不仅包含表面活性剂的极性头，还固定由一部分与极性头结合的反离子和不足以铺满一单分子层的水化层。2-8、什么是临界胶束浓度及其测定方法开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（cmc）。测定临界胶束浓度的方法主要有表面张力法、电导法、增溶作用法、光散射法和燃料法等。2-9、影响cmc的因素影响表面活性剂临界胶束浓度的内在因素主要是其分子结构，包括疏水基团碳氢链的长度、碳氢链的分支、极性基团的位置、碳氢链上的取代基、疏水链的性质以及亲水基团的种类。临界胶束浓度的大小还与温度、外加无机盐和有机添加剂等外界因素有关。2-10、 Krafft点和浊点（原因）对于离子型表面活性剂，在温度较低时，表面活性剂的溶解度一般都较小，当达到某一温度时，表面活性剂的溶解度突然增大，这一温度被称为Krafft点；非离子表面活性剂则不同，它存在浊点，即一定浓度的表面活性剂溶液在加热过程中，表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。2-11、什么是表面活性剂的HLB值？有什么意义？表面活性剂的强弱和临界胶束浓度的大小，与其亲水性密切相关。而表面活性剂的亲水性是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，为此Griffin提出了用亲水-亲油平衡值（HLB）来表示表面活性剂的亲水性，它是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。2-12、聚氧乙烯型非离子表面活性剂和表面活性剂混合溶液HLB值的计算 2-13、皂化值和酸值皂化值：1g酯完全皂化时所需氢氧化钾的量，mg ；酸值：中和1g有机酸所需氢氧化钾的量，mg 。2-14、表面活性剂分子的形态与分子量对其润湿、去污能力的影响一般情况下，亲水基位于分子中间时，表面活性剂的润湿性能比位于分子末端的强；而亲水基在末端的，则去污力较强。带有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿和渗透性能，但去污力较小。一般分子量较大的表面活性剂的洗涤、分散、乳化性能较好，而分子量较小的表面活性剂润湿、渗透作用比较好。2-15、不同类型表面活性剂毒性、安全性顺序表面活性剂毒性大小顺序：非离子型和两性型阴离子型3-4、表面活性剂的化学结构对增溶作用的影响具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：非离子型阳离子型阴离子型 胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。 亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。 带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的增溶作用减小。3-5、乳状液的定义、形成条件、类型及鉴别方法乳状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，由于体系呈现乳白色而被称为乳状液，形成乳状液的过程叫做乳化。 形成条件：机械搅拌，乳化剂。 类型：水包油型（O/W） 油包水型(W/O) 套圈型 鉴别方法：稀释法、染料法、电导法和滤纸湿润法。3-6、影响乳状液类型的因素相体积、乳化剂的分子结构、乳化剂的溶解度、乳化器的材质、两相的聚结速度。3-7、影响乳状液稳定的因素，特别是决定因素表面张力 界面膜的性质 界面电荷 乳状液分散介质的黏度 固体粉末的加入3-8、PIT的定义及测定所谓相转变温度（PIT）是指在某一特定的体系中，表面活性剂的亲水、亲油性质达到平衡时的温度。 测定：在等量的油和水中加入3%5%的表面活性剂，配制成O/W型乳状液。在不断搅拌和震荡下缓慢加热升温，当乳状液由O/W型转变为W/O型时的温度即为此体系的相转变温度，即PIT。3-9、破乳剂的作用的基本原理能够使乳状液破乳的表面活性剂被称为破乳剂，其基本原理：顶替作用 润湿作用 絮凝-聚结作用 破坏界面膜3-10、润湿的过程及发生条件沾湿，主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程。 条件： 浸湿，是指固体浸入液体的过程。 条件： 铺展，液体取代固体表面上的气体，将固-气界面用固-液界面代替的同时，液体表面能够扩展的现象。 条件： 3-11、杨氏方程3-12、表面活性剂在润湿过程的作用在固体表面发行定向吸附 提高液体的润湿能力3-13、高能表面和低能表面的概念按照不同物体表面的比表面能大小不同，把比表面能大于0.1J/m的表面称为高能表面，把比表面能小于0.1J/m的表面称为低能表面。3-14、润湿剂的要求分子结构，一种好的润湿剂碳氢链中应具有分支结构，且亲水基位于长碳链的中部。 性质，润湿剂不仅应具有较高的表面活性，还应当拥有良好的扩散和渗透性，能迅速的渗入固体颗粒的缝隙间或孔性固体的内表面并发生吸附。3-15、泡沫的定义及产生由于气体比液体的密度小得多，液体中的气泡会上升至液面，形成以少量液体构成的液膜隔开的气泡聚集物，即泡沫。3-16、泡沫破坏的机制受重力影响 气泡内气体的扩散 液面上的气泡也会因为泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。3-17、影响泡沫稳定的因素影响泡沫稳定的主要因素有：液体的表面张力、界面膜的性质、表面张力的修复作用、表面电荷、泡内气体的扩散以及添加的表面活性剂结构等。3-18、消泡剂的消泡机理（方式）使液膜局部表面张力降低 破坏界面膜弹性使液膜失去自我修复作用 降低液膜黏度 固体颗粒的消泡作用3-19、污垢的类型主要由液体污垢和固体污垢两类。 液体污垢主要包括：一般的动植物油以及原油、燃料油、煤焦油等矿物油，固体污垢主要包括：尘土、泥、灰、铁锈和炭黑等。3-20、表面活性剂在洗涤过程中的作用降低水的表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性，从而去除固体表面的污垢。 对油污的分散和悬浮作用，也就是使已经从固体表面脱离下来的污垢能很好的分散和悬浮在洗涤介质中，不再沉积在固体表面。3-21、表面活性剂对液体和固体污垢的去污机理液体油污的去除主要是依靠洗涤液对固体表面的优先润湿，通过油污的“卷缩”机理实现的。固体污垢的去除主要是由于表面活性剂在固体污垢及待洗物体表面的吸附。3-22、表面活性剂结构与去污力的关系从以下几个方面说：吸附状态、分子结构、乳化和起泡、增溶作用表面活性剂在固固界面的吸附，能够降低污垢在固体表面的粘附强度，从而有利于固体污垢的去除。 表面活性剂的分子结构对洗涤效果有一定程度的影响，其主要是非极性疏水链的长度。 表面活性剂的乳化作用，可以使油污乳化并稳定的分散悬浮于洗涤液中，有效地阻止了液体油污再沉积过程的发生。 洗涤过程使用临界胶束浓度较大的阴离子表面活性剂时，表面活性剂胶束的增溶作用不是影响液体油污去除的主要因素。当使用临界胶束浓度较小时的非离子表面活性剂作为洗涤剂时，增溶作用则可能成为影响液体油污去除的主要因素。3-23、分散剂和絮凝剂的概念用于使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的低分子表面活性剂或高分子表面活性剂统称为分散剂，用于使固体微粒从分散体系中聚集或絮凝的分散剂叫做絮凝剂。3-24、表面活性剂在对固体颗粒分散过程分为哪几个阶段分为三个阶段：固体粒子的润湿、粒子团的分散和碎裂、分散体的稳定4-1、阴离子表面活性剂的概念及分类阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水基团的表面活性剂。按照亲水基结构不同，主要分为：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型四类。4-2、烷基苯磺酸盐在溶解性、润湿性、起泡性和洗净力方面的特点溶解性：对直链烷基苯磺酸盐，烷基取代基的碳原子数越少，烷基链越短，疏水性越差，在室温下越容易溶解在水中。 润湿性：随着直链烷基苯磺酸盐烷基碳原子数的增加，表面活性剂的润湿力呈下降趋势。 起泡性：相同浓度下带有十四烷基的直链烷基苯磺酸钠发泡性能最好，泡沫度最高，其次是十二烷基苯磺酸钠，而十八烷基苯磺酸钠由于在水中的溶解度较低，起泡性较差。 洗净力：随着直链烷基中碳原子数增多，表面活性剂的洗净力逐渐提高。4-3、十二烷基苯磺酸盐的制备，反应条件既影响因素（主要是机理，反应物配比，强化传质等方面）制备：烷基芳烃是制备烷基苯磺酸盐的主要原料，其中主要是长链烷烃苯反应条件及影响因素：原材料的配比：以AlCl3作催化剂时，苯与烯烃的物质的量比一般为1:1，而以氟化氢作催化剂时，两者的物质的量比达到10:1。 反应温度：温度升高可使反应速率加快，物料黏度降低，有利于反应进行。 催化剂用量：用量大反应压力的影响：反应在0.50.7MPa的低压下，防止氟化氢和苯汽化。 反应机理：长链烷基苯的合成是在酸性催化剂作用下苯的烷基化反应，及傅氏烷基化反应其反应历程为亲电取代反应。分酸的目的和原理目的：提高烷基苯磺酸的含量和产量，去除杂质，提高产品的质量，同时减少下一步中和时碱的用量。 原理：利用硫酸比烷基苯磺酸更易溶于水的性质，通过向磺化产物中加入少量的水来降低硫酸和烷基苯磺酸的互溶性，并借助它们之间的密度差进行分离。4-4、结瘤现象中和时碱的浓度过高，会由于强电解质的凝结作用而使表面活性剂单体由隐凝结剧变为显凝结，从而形成米粒状沉淀，这种现象叫做”结瘤现象“。4-5、AOS磺化试剂、反应机理、产品的主要成分和生产构成由a-烯烃与强磺化剂直接反应得到的阴离子表面活性剂反应机理：成分：烷基磺酸盐、羧基磺酸盐、二磺酸盐。4-6、由正构烷烃与二氯化硫和氧反应制备烷基磺酸钠的反应方程式4-7、直链烷烃的氯磺化反应方程式4-8、氯总量，可皂化氯所谓氯总量是指产品中氯元素的总含量。皂化氯是指可以与碱发生皂化反的氯的含量。4-9、渗透剂T的反应式4-10、洗净剂209的合成反应4-11、十二烷基硫酸钠K12的合成4-12、LAS：直链烷基苯磺酸钠 AOS：a-烯烃磺酸盐 K12：十二烷基硫酸钠 AS：脂肪醇硫酸酯盐 AES：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐 SAS：烷基磺酸盐 ABS：烷基苯磺酸钠4-13、磷酸酯盐型表面活性剂常用的磷酸酯化剂及产品组成4-15、醇和五氧化二磷制备磷酸酯盐4-14、皂化反应5-1、阳离子表面活性剂的能概念及主要用途阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形成携带正电荷的表面活性离子。阳离子表面活性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀性等性能。5-2、阳离子表面活性剂主要有哪些类型胺盐型、季铵盐型、杂环型和鎾盐型5-3、季铵盐的合成过程？ 1231或1631阳离子表面活性剂的合成5-4、洁尔灭和新洁尔灭的合成洁尔灭：新洁尔灭：5-5、相转移催化及催化剂相催化转移是指用少量试剂作为一种反应物的载体，将此反应物通过界面转移至另一相，使非均相反应顺利进行，此种试剂在反应中无消耗，实际是起催化剂的作用，通常称为相转移催化剂。5-6、阳离子很少单独作为洗涤剂的原因因为很多基质的表面在水溶液中，特别是在碱性水溶液中通常带有负电荷，在应用过程中，带正电荷的表面活性剂会在基质表面形成亲水基向内，疏水基向外的排列，使基质表面疏水而不利于洗涤，甚至产生负面作用。6-1、两性离子表面活性剂的概念、分类两性表面活性剂是指在分子结构中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的两种或两种以上离子性质的表面活性剂。 分类：同时具有阴离子和阳离子亲水基团的两性表面活性剂。 同时具有阴离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂。 同时具有阳离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂。 同时具有阳离子、阴离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂。6-2等电点及溶液pH值对溶解度和发泡性的影响等电点：在一个狭窄的pH值范围内，两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时将该表面活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的净电荷为零，此时溶液的pH值被称为该表面活性剂的等电点。 影响：在等电点时，由于活性剂以内盐形式存在，其溶解度及泡沫量均最低。 高于等电点时，呈现阴离子表面活性剂的特征，发泡快，泡沫丰富且松大，溶解度迅速增加。 低于等电点时，呈现阳离子表面活性剂的特征，泡沫量和溶解度也较高。6-3、钙皂分散力指100g油酸钠在硬度为333mg CaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量（g）。6-4、十二烷基甜菜碱BS-12（氯乙酸法）6-5、磺酸甜菜碱的合成氯乙基磺酸钠法：磺内酯法：氯代乙烯法：7-1、非离子表面活性剂的概念及主要特点非离子型表面活性剂是一类在水溶液中不电离出任何形