《表面活性剂概述》PPT课件

第二章表面活性剂,第一节表面活性剂基础知识,表面活性剂与表面张力表面活性剂的分类表面活性剂的命名表面活性剂溶液,内容提要,一、表面活性剂与表面张力,表面张力：作用于液体表面单位长度上，使表面收缩的力。单位为N/m,把液体限制其表面及力图使它收缩的单位直线长度上所作用的力，称为表面张力.,1、表面张力,表面张力的存在，使液体表面积趋于缩小。,表面张力的大小与形成表面的两种物质的性质有关,雨滴,肥皂泡,（1）浓度增大，随之增大。无机酸碱盐溶液。,（2）浓度增大，随之减小。有机酸、醇、醛等,（3）浓度增大，随之大幅度减小，达到一定浓度后，表面张力不再变化。表面活性剂。,2、表面活性剂,定义：在溶剂（通常为水）中加入少量就能显著降低溶剂界面张力，改变体系界面状态的物质叫做表面活性剂。,作用：表面活性剂的作用很多，具体有乳化或破乳，发泡与消泡，分散，增溶，洗涤，杀菌等,用途：工业、农业、日常生活等各方面，俗称“工业味精”。,表面活性剂的分子结构,“双亲结构”,亲油（疏水）基：非极性基团。使表面活性剂分子引入油，或者说能够使表面活性剂可溶于油。,亲水（疏油）基：极性基团。使表面活性剂分子引入水，或者说能够使表面活性剂可溶于水。,不对称性,-COOH、-SO3H、-NH2、-OH、硫酸酯基，醚基等，亲水基的种类繁多，使得表面活性剂的种类复杂，用途广泛。,常见的亲水基,常见的亲油基,一般由烃基构成：C8-C18的直链烷烃、环烷烃、芳烃衍生物等。,二、表面活性剂的分类,水溶性：,油溶性,离子型,非离子型,阴离子,阳离子,两性离子,表面活性剂,溶解性,是否离解,离子类型,羧酸盐：RCOONa,磺酸盐：RSO3Na,硫酸酯盐：ROSO3Na,磷酸酯盐：ROPO3Na,1、阴离子型表面活性剂,在水溶液中活性部分为阴离子。,阴离子型,RCOO-,亲油,亲水,ROSO3-,RSO3-,ROPO3-,在水溶液中活性部分为阳离子,伯铵盐：RNH2HClRNH3+Cl-,仲铵盐：RNH(CH3)HClRNH2(CH3)+Cl-,叔铵盐：RN(CH3)2HClRNH(CH3)2+Cl-,季铵盐：RN(CH3)3ClRN(CH3)3+Cl-,吡啶盐：,2、阳离子型表面活性剂,3、两性离子型表面活性剂,在分子中同时含有可溶于水的正电荷基团和负电荷基团。,阳离子部分：胺盐、季胺盐,阴离子部分：羧酸盐,氨基酸型：RNHCH2CH2COOH,甜菜碱型：,RN+(CH3)2CH2COO-,咪唑啉型：,咪唑,在水溶液中不离解，不带电荷,非离子型,聚乙二醇型（聚氧乙烯型、聚环氧乙烷型）,多元醇型,醇酰胺类,聚醚类,醚酯类,4、非离子型表面活性剂,聚醚类：R-O-CH2CH2O-nH（平平加型）,醚酯类：R-COOR-OCH2CH2-nOH,聚乙二醇型,多元醇型为多元醇的脂肪酸酯。,醇酰胺类R-ONH-ROH,三、表面活性剂的命名,1.阴离子型、阳离子型：按盐命名,C12H25SO3Na,十二烷基磺酸钠,C12H25OSO3Na,十二烷基硫酸钠（十二烷基硫酸酯钠盐）,C12H25OPO3Na2,十二烷基磷酸二钠,（十二烷基磷酸酯二钠盐）,C12H25NH3+Cl-,十二烷氯化铵（氯化十二烷基铵）,C12H25N(CH3)3+Cl-,十二烷三甲基氯化铵（氯化十二烷三甲基铵）,2.非离子型,根据合成原料，参照有机物命名的规则命名,结构式,合成原料,类别,命名,C12H25-O-CH2CH2O-nH,氧乙烯、十二醇,醚类,聚氧乙烯十二醇醚,命名,根据合成原料，参照有机物命名的规则命名,结构式,合成原料,类别,命名,醚类,壬基酚、十二醇,聚氧乙烯壬基酚醚,根据合成原料，参照有机物命名的规则命名,结构式,合成原料,类别,命名,C17H35COO-CH2CH2O-nH,硬脂酸、十二醇,酯类,聚氧乙烯硬脂酸酯,四、表面活性剂溶液的性质,1胶束的形成，胶束量,正吸附现象,（1）胶束：表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束。,随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。,球状胶束,（2）临界胶束浓度CMC：表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度。,活性剂浓度CMC，活性剂以单个分子（离子）的形式存在于溶液中,活性剂浓度CMC，活性剂以单体与胶束的动态平衡状态存在于溶液中；此时，再加入活性剂，其单体分子的浓度不再增加，只增加胶束数量。,只有在活性剂浓度CMC时，溶液的许多性质在CMC附近发生突变。,（3）缔合度：缔合度为缔合成一个胶束分子的单体数目。,离子型：5060，CMC较大；,非离子型：100，CMC较小；,在水溶液中，活性剂分子的极性越大，缔合度越小；极性越弱，缔合度越大。,（4）胶束量：用来量度表面活性剂溶液形成胶束的的大小。,胶束量=活性剂分子量缔合度,2.表面活性剂的亲水亲油平衡值,表面活性剂的亲水性和亲油性可用亲水亲油平衡值HLB值来描述，一般为经验数值,将亲油性最强的油酸：HLB=1,十二烷基磺酸钠：HLB=40,HLB越大，亲水性越强；HLB越小，亲油性越强,HLB值计算：(1)质量分数法：适用于计算含有聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂的HLB值HLB(2)基数法：适用于计算阴离子型和非离子型表面活性剂的HLB值HLB=(亲水基的基数)-(亲油基的基数)+7并不是所以表面活性剂HLB值能用算式计算，须用实验方法加以验证。,3.表面活性剂溶解性与温度的关系,离子型表面活性剂：,在低温时溶解度较低，随着温度的升高其溶解度缓慢地增加，达到某一温度后其溶解度突然迅速增加。,克拉夫特点：,表面活性剂的溶解度突然增大的温度（临界溶解温度）离子型的特性常数。,非离子型表面活性剂：,浊点：加热活性剂水溶液，在某温度时，活性剂的溶解度会突然降低，溶液出现浑浊，该温度成为活性剂的浊点。非离子型的特性常数,浊点状态为可逆状态：,透明溶液,浑浊液,浊点前后，非离子活性剂的性质会发生急剧变化。,温度对非离子活性剂溶液胶束的形成亦有影响，升高温度，有利于形成胶束。,非离子活性剂的亲油基相