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1、1第二章 表面活性剂的性质、分类和特性2 界面(界面(interface)interface)是指两相接触的约是指两相接触的约几个分子几个分子厚度的过渡区厚度的过渡区,若其中一相为气体,这种界面通常,若其中一相为气体,这种界面通常称为表面称为表面(surface)(surface)。1、 习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。固体的表面。3 常见的界面有:气常见的界面有:气- -液界面,气液界面,气- -固界面,液固界面,液- -液界面,液液界面,液- -固界面,固固界面,固- -固界面。固界面。4表面张力表面张力 使液体表面分子向内收缩至

2、最小面积的这种力使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。 液体的表面张力来源来源于物质的分子或原子于物质的分子或原子间的范德华力。间的范德华力。 表面张力是由于表表 面分子和液体内部面分子和液体内部 分子所处的环境不分子所处的环境不 一样形成的。一样形成的。5 如果在活动边框上挂一重物,使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F(F=(W1+W2)g)与总的表面张力大小相等方向相反,则金属丝不再滑动。 这时 2Fl l是滑动边的长度,因膜有两个面,所以边界总长度为2l, 就是作用于单位边界上的表面张力。62、某些物某些物质的加入量很少时,就可使水的质的加入量很少时,就可使水的表面张力显著下降

3、表面张力显著下降;7 如 油 酸 钠 就是这样一种物质。891、表面活性剂的结构、表面活性剂的结构 表面活性剂分子表面活性剂分子 非极性亲油基团(烃非极性亲油基团(烃链)链) 极性亲水基团极性亲水基团两亲分子;两亲分子;不对称、极性;不对称、极性;10亲水基亲水基是容易溶于水或容易被水所润湿的原子团,是容易溶于水或容易被水所润湿的原子团,如磺酸基、羧基、硫酸酯基、羟基、氨基等如磺酸基、羧基、硫酸酯基、羟基、氨基等;亲油基亲油基又称疏水基、憎水基,由烃链又称疏水基、憎水基,由烃链(CH2)n-组组成,链有长有短,有的具有支链,或者被杂原子或环成,链有长有短,有的具有支链,或者被杂原子或环状原子团

4、所中断:状原子团所中断:-(CH2)n-O-(CH2)m-, (CH2)n-Ph11亲油基对油有亲合性。可分为以下几类亲油基对油有亲合性。可分为以下几类:直链烷基直链烷基 支链烷基支链烷基 烷基苯基烷基苯基 烷基萘基烷基萘基 长链全氟或高氟代烷基长链全氟或高氟代烷基 全氟聚氧丙烯基(低分子量)全氟聚氧丙烯基(低分子量) 高分子量聚氧丙烯基高分子量聚氧丙烯基 聚硅氧烷基聚硅氧烷基H3CCCH3CH3SiCH3CH3( )4SiCH3CH3OC17H35R122、表面活性剂的分类、表面活性剂的分类 一般以一般以亲水基团的结构亲水基团的结构为依据。为依据。 表面活性剂可如下归类:表面活性剂可如下归类

5、: 阳离子型阳离子型阴离子型阴离子型两性型两性型离子型离子型非离子型非离子型表面活性剂表面活性剂13 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂溶于水后生成离子,其亲水基团为带负电的原子团;溶于水后生成离子,其亲水基团为带负电的原子团;应用比较多、产量大,约占表面活性剂使用量的应用比较多、产量大,约占表面活性剂使用量的70%,主要用作乳化剂、分散剂、润湿剂等,大多用作洗涤剂主要用作乳化剂、分散剂、润湿剂等,大多用作洗涤剂14 羧酸盐羧酸盐 RCOO RCOO 例如:例如: 肥皂中的表面活性成分肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠硬脂酸钠等等(2) (2) 磺酸盐磺酸盐 R-SO3 例如:例如: 洗衣粉中的洗衣粉

6、中的十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠(ABS)(ABS)等等(3) (3) 硫酸酯盐硫酸酯盐 R-OSO R-OSO3 3 (4) (4) 磷酸酯盐磷酸酯盐 R-OPO R-OPO3 32 215 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂溶于水后生成的亲水基团是带正电的原子团溶于水后生成的亲水基团是带正电的原子团工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物,工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物,水溶性大,在酸性和碱性溶液中较稳定水溶性大,在酸性和碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活具有良好的表面活性和杀菌作用;性和杀菌作用;16伯胺盐伯胺盐 R-NH3 (2)(2)季铵盐季铵盐 CH3

7、|例如例如 C16H33-N+-CH3Br | CH3 十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵( (俗称俗称1631)1631)(3) (3) 吡啶盐吡啶盐 例如例如 C C1212H H2525(NC(NC5 5H H5 5) )+ + 17 非离子表面活性剂非离子表面活性剂在水中不离解成离子,也不带电荷在水中不离解成离子,也不带电荷;18脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列,具良好湿润性能俗称平平加系列,具良好湿润性能(2)(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OPOP系列,化学性质稳定,抗氧化性能强系列

8、,化学性质稳定,抗氧化性能强(4) (4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类;具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验(3) (3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂 OOHOHOOHCORSpanOOO(C2H4O)yHOO(C2H4O)zHCORH(OC2H4)xTween19 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂稳定性高稳定性高,不易受强电解质,不易受强电解质无机盐类存在的影响,也不易受酸碱的影响;无机盐类存在的影响,也不易受酸碱的影响;与其它与

9、其它类型表面活性剂的相容性好类型表面活性剂的相容性好;在水及有机溶剂中皆有;在水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能良好的溶解性能,具有良好的乳化、润湿、渗透性、,具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用,且无毒以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用,且无毒; 广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂,以及医疗方面的杀菌剂以化剂、消泡剂、增稠剂,以及医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。及洗涤、润湿剂等。20 两性表面活性剂两性表面活性剂同时具有阴离子、阳离子或同时具有非离子同时具有阴离子、阳离子或同时具有非离子和阴离子的

10、、有两种离子性质的表面活性剂;和阴离子的、有两种离子性质的表面活性剂;结构上同时存在性质相反的离子,在结构上同时存在性质相反的离子,在H溶溶液中呈阳离子表面活性,在碱性溶液中呈阴离子液中呈阳离子表面活性,在碱性溶液中呈阴离子表面活性,在中性溶液中呈非离子表面活性表面活性,在中性溶液中呈非离子表面活性;氨基酸型:氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO甜菜碱型:甜菜碱型:R-N+(CH3)2-COO21 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好,常作为特殊洗涤剂洗涤性能良好,常作为特殊洗涤剂(2)(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力强,

11、对纤维有保护作用去污力强,对纤维有保护作用22-由于其特殊结构,具有许多优异性能,如良好由于其特殊结构,具有许多优异性能,如良好的去污、起泡和乳化性能,耐硬水性好,对酸碱和的去污、起泡和乳化性能,耐硬水性好,对酸碱和多种金属离子都比较稳定,具有抗静电、杀菌、防多种金属离子都比较稳定,具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能,特别是其腐蚀等使用性能,特别是其极低毒性极低毒性和和无刺激性无刺激性以以及及良好的生物降解性能良好的生物降解性能,使其在日用化学品应用中,使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。有相当用途。232.

12、2 表面活性剂应用原理表面活性剂应用原理2.2.1 界面吸附和形成胶束界面吸附和形成胶束 当表面活性剂溶于水时,其亲水基有进入溶液中当表面活性剂溶于水时,其亲水基有进入溶液中的倾向,而疏水基有趋向离开水而伸向空气中。结的倾向,而疏水基有趋向离开水而伸向空气中。结果使表面活性剂分子在两相界面上发生相对聚集。果使表面活性剂分子在两相界面上发生相对聚集。表面活性剂在界面上发生相对聚集的这种现表面活性剂在界面上发生相对聚集的这种现象即称为象即称为“吸附吸附”.24(b b)浓度相对升高,很快地聚集)浓度相对升高,很快地聚集到水表面上,即到水表面上,即表面吸附量大表面吸附量大为增加为增加、空气和水的接触

13、相对、空气和水的接触相对减少,水表面张力下降。减少,水表面张力下降。 (a a)是极稀溶液,界面上)是极稀溶液,界面上没聚集很多的表面活性剂,没聚集很多的表面活性剂,空气和水直接接触,水的表空气和水直接接触,水的表面张力下降不多,面张力下降不多,接近于纯接近于纯水的状态水的状态。25(c)表面活性剂浓度逐渐升高,表面活性剂毫无间隙地密集于液面上,形成了单分子吸附膜。空气与水处于完全隔离状态,表面吸附达饱和。在溶液内部,增加表面活性剂,先是三三两两以疏水基互相靠拢,形成球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。262.2.2 胶束及临界胶束浓度胶束及临界胶束浓度 两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其

14、非极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性部分会互相吸引,从而使得分子自发形成有有序的聚集体序的聚集体,使憎水基向里、亲水基向外,减,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,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。这种多分子有序聚集体称为胶束。 随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现呈现棒状棒状、层状或球状等层状或球状等多种形状。多种形状。胶束胶束27球形胶束球形胶束28棒状胶束棒状胶束29层状胶束层状胶束30脂质双层与细胞膜脂质双层与细胞膜31临界胶

15、束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration) 临界胶束浓度简称临界胶束浓度简称CMCCMC 表面活性剂在溶液中表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。称为临界胶束浓度。 在在CMCCMC附近,表面活性剂溶液的许多性质都会出现转附近,表面活性剂溶液的许多性质都会出现转折,如表面张力、电导率、去污能力等折,如表面张力、电导率、去污能力等. .32表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大C CMC溶液中的分子的憎水溶液中的分子的憎水基相互吸引,分子自基相互吸引,分子自发聚集,形成球状、发聚集,形成球状、层状胶束,将憎水基层状胶

16、束,将憎水基埋在胶束内部埋在胶束内部33 可以利用可以利用测定表面张力,测定表面张力,电导率等方法电导率等方法达到测定临界达到测定临界胶束浓度目的胶束浓度目的; 表 面 活 性表 面 活 性剂水溶液其浓剂水溶液其浓度只有稍高于度只有稍高于其其CMC值时,值时,才能充分显示才能充分显示其作用。其作用。CMC34-与表面活性剂降低水的表面张力基本性质直接与表面活性剂降低水的表面张力基本性质直接相关的效用有:相关的效用有: 润湿、渗透、乳化、分散、润湿、渗透、乳化、分散、 增溶、发泡、消泡和洗涤作用;增溶、发泡、消泡和洗涤作用;-与表面活性剂降低水的表面张力基本性质间接与表面活性剂降低水的表面张力基

17、本性质间接相关的效用有:相关的效用有: 平滑、柔软、匀染、平滑、柔软、匀染、 抗静电、杀菌、防锈抗静电、杀菌、防锈352.2.3 界面电荷界面电荷扩散双电层扩散双电层 在分散相粒子带电的情况下,加入离子型表面在分散相粒子带电的情况下,加入离子型表面活性剂,由于活性剂,由于界面吸附界面吸附而产生界面电荷的变化,而产生界面电荷的变化,形成扩散双电层,形成扩散双电层,对接触角、界面张力对接触角、界面张力等界面现等界面现象或者分散体系特有的象或者分散体系特有的凝聚凝聚和和分散分散、沉降沉降、扩散扩散等具有重要地位;等具有重要地位;36如固液界面固液界面: 固相表面因为固相表面因为本本身电离身电离或或吸

18、附溶液吸附溶液中的离子中的离子而带电,而带电,在其周围必吸引着在其周围必吸引着与其电性相反、电与其电性相反、电量相等的离子;在量相等的离子;在界面上形成界面上形成紧密层紧密层和和扩散层扩散层,构成,构成扩扩散双电层散双电层;372.2.4 胶束和增溶作用胶束和增溶作用1、增溶作用:、增溶作用:表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度溶解度显著增大显著增大的能力,且溶液呈透明状,这种作的能力,且溶液呈透明状,这种作用称为增溶作用用称为增溶作用38非极性分子在胶束内部的增溶非极性分子在胶束内部的增

19、溶 被增溶物进入胶束内部,即有如增溶物(烷烃等的增溶被增溶物进入胶束内部,即有如增溶物(烷烃等的增溶属于这种方式)溶于液体烃内,其增溶量随表面活性剂的属于这种方式)溶于液体烃内,其增溶量随表面活性剂的浓度增高而增大。浓度增高而增大。2、增溶作用方式增溶作用方式单态模型单态模型 非极性分子非极性分子 极性分子极性分子 高分子、甘油、糖及某些不高分子、甘油、糖及某些不溶于烃的染料溶于烃的染料39(2)极性分子在表面活性剂分子间的增溶)极性分子在表面活性剂分子间的增溶 被增溶物分子(长链醇、胺及酸等)增溶在胶束被增溶物分子(长链醇、胺及酸等)增溶在胶束“栅栅栏栏”之间,即非极性碳氢链插入胶束内部,极

20、性头处于表之间,即非极性碳氢链插入胶束内部,极性头处于表面活性剂极性基之间,通过氢键或偶极子相互作用联系起面活性剂极性基之间,通过氢键或偶极子相互作用联系起来。当极性有机物的烃链较大时,极性分子插入程度增大,来。当极性有机物的烃链较大时,极性分子插入程度增大,甚至极性基也被拉入胶束内。甚至极性基也被拉入胶束内。 非极性分子非极性分子 极性分子极性分子 高分子、甘油、糖及某些不高分子、甘油、糖及某些不溶于烃的染料溶于烃的染料40(3)在胶束表面的吸附增溶)在胶束表面的吸附增溶 被增溶物分子吸附在胶束的表面区域,或靠近被增溶物分子吸附在胶束的表面区域,或靠近胶束胶束“栅栏栅栏”表面的区域,这种方式

21、增溶在表面的区域,这种方式增溶在Cmc以上时,几乎呈一定值。以上时,几乎呈一定值。 非极性分子非极性分子 极性分子极性分子 高分子、甘油、糖及某些不高分子、甘油、糖及某些不溶于烃的染料溶于烃的染料41(4)在聚环氧乙烷链间的增溶。)在聚环氧乙烷链间的增溶。 具有聚氧乙烷链的非表面活性剂的增溶与前具有聚氧乙烷链的非表面活性剂的增溶与前3种种不同,被增溶物(如苯,苯酚)包藏于胶束外层不同,被增溶物(如苯,苯酚)包藏于胶束外层的聚环氧乙烷的亲水链中。的聚环氧乙烷的亲水链中。42两态模型两态模型被增溶物也可吸附到胶束被增溶物也可吸附到胶束/ /水界面上形成吸附态,水界面上形成吸附态,也可溶解增溶物形成

22、溶解态,胶束的增溶量由也可溶解增溶物形成溶解态,胶束的增溶量由吸附态与溶解态共同决定。吸附态与溶解态共同决定。两态模型认为:被增溶物质在胶束溶液中分配于水相和胶两态模型认为:被增溶物质在胶束溶液中分配于水相和胶束相中,在两相中的分配状态并不相同。胶束被认为是束相中,在两相中的分配状态并不相同。胶束被认为是“油滴覆盖以极性外衣油滴覆盖以极性外衣”,胶束内部溶解被增溶物质,而,胶束内部溶解被增溶物质,而成为成为“溶解态溶解态”;当极性较小,而能溶于胶束的被增溶物;当极性较小,而能溶于胶束的被增溶物具有表面活性时,则它也能发生吸附作用而引起在表面过具有表面活性时,则它也能发生吸附作用而引起在表面过量

23、,这种位于极性较大的胶束量,这种位于极性较大的胶束-水界面的吸附称为水界面的吸附称为“吸附吸附态态”。单态模型将两态模型的单态模型将两态模型的“吸附态吸附态”和和“溶解态溶解态”简化成一态。简化成一态。43a :增溶作用在热力学上是一个增溶作用在热力学上是一个可逆平衡可逆平衡过程。过程。 这就是说,被增溶物在增溶剂中的饱和这就是说,被增溶物在增溶剂中的饱和溶液可从过饱和溶液稀释得来,也可以从被溶液可从过饱和溶液稀释得来,也可以从被增溶物逐渐溶解而得到。增溶物逐渐溶解而得到。3、增溶作用特点:、增溶作用特点:443、增溶作用特点:、增溶作用特点:b :起增溶作用的主要是胶束起增溶作用的主要是胶束

24、。 实验测定:表面活性剂的浓度在实验测定:表面活性剂的浓度在Cmc以前,被增溶物的以前,被增溶物的溶解度几乎不变,达到溶解度几乎不变,达到Cmc以后,则显著增高,这表明起增以后,则显著增高,这表明起增溶作用的内因是胶束。如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶作用的内因是胶束。如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶物,当达到一定值,溶液变成乳状液,在白色乳状液再加溶物,当达到一定值,溶液变成乳状液,在白色乳状液再加入表面活性剂,溶液又透明无色,这种乳化和增溶是连续的。入表面活性剂,溶液又透明无色,这种乳化和增溶是连续的。 表面活性剂在溶液中形成胶束是增溶的先决条件。表面活性剂在溶液中形成胶束是增溶的先决

25、条件。 453、增溶作用特点:、增溶作用特点:c :增溶作用可使被增溶物化学势显著降低,形成的体增溶作用可使被增溶物化学势显著降低,形成的体系更加稳定,即增溶作用形成的体系在系更加稳定,即增溶作用形成的体系在热力学上是稳热力学上是稳定定的。的。 乳状液在热力学上是不稳定的。乳状液在热力学上是不稳定的。 46(1)增溶剂(表面活性剂)的结构和性质)增溶剂(表面活性剂)的结构和性质增溶剂为增溶剂为离子型表面活性剂离子型表面活性剂 在同系的在同系的离子型表面活性剂离子型表面活性剂中,碳氢链越长,胶束中,碳氢链越长,胶束行为出现的浓度越小,即行为出现的浓度越小,即C mc低(为什么?)。在相低(为什么

26、?)。在相同的浓度下,胶束的数目增多,增溶能力增大。同的浓度下,胶束的数目增多,增溶能力增大。47增溶剂为增溶剂为聚环氧乙烷型非离子型表面活性剂聚环氧乙烷型非离子型表面活性剂 当增溶剂为聚环氧乙烷型非离子型表面活性剂时,这种当增溶剂为聚环氧乙烷型非离子型表面活性剂时,这种表面活性剂的增溶是由聚环氧乙烷链长起主要作用,必须同表面活性剂的增溶是由聚环氧乙烷链长起主要作用,必须同时考虑碳氢链长和聚环氧乙烷链长。时考虑碳氢链长和聚环氧乙烷链长。 非极性被增溶物:非极性被增溶物:对于具有相同聚环氧乙烷链长的非离对于具有相同聚环氧乙烷链长的非离子表面活性剂,碳氢链越长,增溶能力越强;子表面活性剂,碳氢链越

27、长,增溶能力越强; 具有相同碳氢链长的非离子表面活性剂,其聚环氧乙烷链具有相同碳氢链长的非离子表面活性剂,其聚环氧乙烷链越长,增溶能力越弱。越长,增溶能力越弱。 极性被增溶物:极性被增溶物:在聚环氧乙烷型非离子表面活性剂的增溶在聚环氧乙烷型非离子表面活性剂的增溶量随聚环氧乙烷链的增长而增大。量随聚环氧乙烷链的增长而增大。48增溶剂的增溶剂的不饱和性和构型不饱和性和构型 当表面活性剂中含有双键时,对直链烷烃和当表面活性剂中含有双键时,对直链烷烃和环烷烃的增溶能力下降。而对会芳香族或极性化环烷烃的增溶能力下降。而对会芳香族或极性化合物的增溶能力增大。合物的增溶能力增大。 亲油基具有分支的表面活性剂

28、,其增溶能力亲油基具有分支的表面活性剂,其增溶能力较直链的小,这是因为支链亲油基阻碍被增溶物较直链的小,这是因为支链亲油基阻碍被增溶物分子穿入的缘故。分子穿入的缘故。49增溶剂的增溶剂的离子性质离子性质 表面活性剂的增溶作用与表面活性剂的增溶作用与Cmc和胶束疏松度有关。和胶束疏松度有关。 非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的Cmc较小,其增溶能力大于相应的离子较小,其增溶能力大于相应的离子表面活性剂;表面活性剂; 阳离子表面活性剂的胶束较疏松,其增溶能力大于相应的阴阳离子表面活性剂的胶束较疏松,其增溶能力大于相应的阴离子表面活性剂;离子表面活性剂; 具有相同亲油基的表面活性剂,对烃类和极性有

29、机物质的增具有相同亲油基的表面活性剂,对烃类和极性有机物质的增溶作用大小顺序为:溶作用大小顺序为: 非离子表面活性剂非离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂50(2)被增溶物的结构和性质)被增溶物的结构和性质被增溶物的被增溶物的链长、环化、不饱和度和支化度链长、环化、不饱和度和支化度 脂肪烃和烷基烃的增溶量随其链长增加而减脂肪烃和烷基烃的增溶量随其链长增加而减小;小; 环化能使增溶量增大,多环化合物的增溶量随环化能使增溶量增大,多环化合物的增溶量随分子质量增大而下降;分子质量增大而下降; 不饱和化合物的增溶量较相应的饱和化合物为不饱和化合物的增溶量较相应

30、的饱和化合物为大。大。51被增溶物的被增溶物的极性极性 被增溶物的增溶量随极性增大而增加;被增溶物的增溶量随极性增大而增加; 从从C7H16到到C7H15OH,增溶量增加一倍。,增溶量增加一倍。 极性被增溶物的碳氢链长增长,增溶量下降;极性被增溶物的碳氢链长增长,增溶量下降; 如长链醇在离子型表面活性剂胶束中的增溶作用来如长链醇在离子型表面活性剂胶束中的增溶作用来说,因极性物质并不溶解于胶束内部,而仅穿入胶束说,因极性物质并不溶解于胶束内部,而仅穿入胶束表面,处于表面活性剂的极性或离子端的同一水平上。表面,处于表面活性剂的极性或离子端的同一水平上。增溶作用主要由被增溶物的碳氢链所决定。增溶作用

31、主要由被增溶物的碳氢链所决定。52(3)电解质)电解质 在表面活性剂溶液中加入无机盐可增加烃类的增溶量,在表面活性剂溶液中加入无机盐可增加烃类的增溶量,减小极性有机物的增溶量。减小极性有机物的增溶量。 原因:加入无机盐会使离子型表面活性剂的原因:加入无机盐会使离子型表面活性剂的CMC降低,胶降低,胶束数量增加,结果是增大了烃类的增溶量;束数量增加,结果是增大了烃类的增溶量; 但极性有机物的增溶量下降;但极性有机物的增溶量下降;无机盐的加入,使胶束中无机盐的加入,使胶束中“栅栏栅栏”分子间的电斥力减小,分子间的电斥力减小,表面活性剂分子排列得更紧密,减小了极性化合物可被增表面活性剂分子排列得更紧

32、密,减小了极性化合物可被增溶的位置,溶的位置, 在非离子表面活性剂溶液中加入无机盐,增溶量增加,在非离子表面活性剂溶液中加入无机盐,增溶量增加,且随加入盐的浓度增大而提高。且随加入盐的浓度增大而提高。53(4)有机添加剂)有机添加剂 在表面活性剂溶液中加入非极性化合物(烃类),会使在表面活性剂溶液中加入非极性化合物(烃类),会使胶束增大,有利于极性化合物插入胶束胶束增大,有利于极性化合物插入胶束“栅栏栅栏”间,使极间,使极性化合物被增溶量增大。性化合物被增溶量增大。 在表面活性剂溶液中加入极性化合物,使碳氢化合物的在表面活性剂溶液中加入极性化合物,使碳氢化合物的增溶量增大。极性化合物的碳氢链越

33、长,极性越小,使碳增溶量增大。极性化合物的碳氢链越长,极性越小,使碳氢化合物的增溶量增加的越多。氢化合物的增溶量增加的越多。54(5)温度对增溶的影响:)温度对增溶的影响: 温度对增溶的影响因表面活性剂和被增溶物的温度对增溶的影响因表面活性剂和被增溶物的不同而不同:不同而不同: 影响胶束的形成(影响胶束的形成(影响不大)影响不大) 影响被增溶物(在表面活性剂中)的溶解(影响被增溶物(在表面活性剂中)的溶解(主主要影响),要影响),热运动使胶束中能发生增溶的空间增大,热运动使胶束中能发生增溶的空间增大,温度升高,增溶量增加。温度升高,增溶量增加。55 对聚环氧乙烷型的非离子型表面活性剂:对聚环氧

34、乙烷型的非离子型表面活性剂: 如被增溶物是非极化合物:如被增溶物是非极化合物:温度升高,聚环氧乙烷链温度升高,聚环氧乙烷链的水化作用减小,胶束易于形成,胶束的聚集数显著增加,的水化作用减小,胶束易于形成,胶束的聚集数显著增加,增溶量增大。增溶量增大。 如被增溶物是极化合物:如被增溶物是极化合物:其增溶位置在胶束的其增溶位置在胶束的“栅栏栅栏”的界面区域,温度上升起始阶段,由于表面活性剂的热运的界面区域,温度上升起始阶段,由于表面活性剂的热运动增加,胶束的聚集数增多,温度高增溶量大;温度继续动增加,胶束的聚集数增多,温度高增溶量大;温度继续升高,聚环氧乙烷链加速脱水,易缩卷成更紧密,使增容升高,聚环氧乙烷链加速脱水,易缩卷成更紧密,使增容空间减小,增溶能力下降。空间减小,增溶能力下降。56增溶作用的应用增溶作用的应用在乳液聚合中的应用在乳液聚合中的应用 乳液聚合是使原料分散于水中形成乳状液,在引发剂乳液聚合是使原料分散于水中形成乳状液,在引发剂作用下进行聚合。原料单体在表面活性剂水溶液中乳化,处作用下进行聚合。原料单体在表面活性剂水溶液中乳化,处于于3种状态:种状态:在乳状液滴中,溶于水中,增溶于胶束中。在乳状液滴中,溶于水中,增溶于胶束中。 使用水溶性引发剂时,在水相中引发反应,聚合反应在使用水溶性

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