表面活性剂化学知识点

1、表面活性剂化学 第一讲表面活性剂概述 1、降低表面力为正吸附，溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面活性物质。增加表面力为负吸附,溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面惰性物质。 2、表面力：作用于单位边界线上的这种力称为表面力，用表示，单位是N-m-1o 影响纯物质的T的因素 （1）物质本身的性质（极性液体比非极性液体大，固体比液体大） （2）与另一相物质有关。纯液体的表面力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面力。 （3）与温度有关：一般随温度升高而下降. （4）受压力影响较小. 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构” 亲油基：一般是由长链煌基构

2、成，以碳氢基团为主 亲水基：一般为带电的离子基团和不带电的极性基团 疏水基的疏水性大小：脂肪烷基脂肪烯基脂肪烧-芳基芳基带有弱亲水基的烧基。 相同的脂肪烧疏水性强弱顺序：烷烧环烷煌烯煌芳香煌。 从HLB值考虑，亲水基亲水性的大小排序：SO4Na-SO3Na-OPO3NaCOONaOHO- 4、离子表面活性剂 （一）阴离子表面活性剂：起表面活性作用的部分是阴离子。 1）高级脂肪酸盐： 通式：（RCOO）n-Mn+!旨肪酸盐 分类：一价金属皂（钾、钠皂）；二价或多价皂（铅、钙、铝皂）；有机胺皂（三乙醇胺皂） 性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。 应用：具有一定的刺激性，只

3、供外用。 2）硫酸化物： 通式：R-OSO3-M+ 分类：硫酸化油（硫酸化菌麻油称土耳其红油）；高级脂肪醇硫酸脂（十二烷基硫酸钠）。 性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。 应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。 3）磺酸化物： 通式：R-SO3-M+ 分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物; 胆酸盐，如牛磺胆酸钠。 性质：水溶性，耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差，不易水解。 应用：用作胃肠脂肪

4、的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。 （二）阳离子表面活性剂：起作用的是阳离子，亦称阳性皂。 1）结构：含有一个五价氮原子。 2）特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用 3）应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。 4）常用药物：苯扎氯镂（洁尔灭）；苯扎漠镂（新洁尔灭） （三）两性离子表面活性剂 分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。 常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。 上一，8-18C长链烷基等非极性基团 极性头 最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。 性质：碱性水溶液中呈阴

5、离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小 5、非离子表面活性剂：在水溶液中不解离。 1）结构组成：亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好， 可混合使用 亲水基团（甘油、聚乙二醇、山梨醇）； 亲油基团（长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基）； 酯键、醴健 2）性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、服、 注射）。 6、亲水亲油平衡对非离子型的表面活性剂，HLB的计算公式为： 亲水基质量 HLB1=X100/5 亲水基质量+憎水基质量 例如：

6、石蜡无亲水基，所以HLB=。聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=2。其余非离子型表面活性剂的HLB值介于020之间。 根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：HLB值在26之间，可作油包水型的乳化剂；810之间作润湿剂; 1218之间作为水包油型乳化剂。 HLB值02468101214161820 IIIIIIIIII 石蜡W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂I II聚乙二醇 O/W乳化剂 7、表面活性的表征 1）胶团化能力：临界胶团浓度（cmc）浓度围，开始大量形成胶团cmc越小，越容易自聚 2）表面力降低的量度 （1）降低溶剂表面力至一定值时，所需表面活性剂的浓度：效率 （2）表面力降低

7、所能达到的最大程度：能力 8、表面活性剂的基本功能 间隔化反应介质和微反应器、药 9、表面活性剂的用途 染助剂使用 抗静电剂，纤维的柔软剂，选矿中的捕获剂或是浮选齐L抗静电，纤维柔软，特种洗涤剂以及香波，化妆品等.各种复配剂型表面活性剂的生产. 表面活性剂的定义是什么？简述其分类方法。 表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具产毒面活性剂在表（界）面上吸附三 o 降低表（界）面张力，改变 形成吸附膜（一般是单分子膜）体系表（界）面的物理化学 性质 起泡、 分散、 消泡、乳化、破乳、 絮凝、润湿、铺展、

8、 胶团催化、 渗透、菌等 润滑、抗静电、杀 形成微乳状液、作为 素面活性剂在溶液内部自聚& 特多种类型的分子有序组合体 性 物载体、洗涤等 表面活性剂分子有序组=今体质点大小或聚集分 子层厚度接近纳米级 可作为制备超细微粒的 模板（模板功能） 1）工业清洗 2）工业助剂（一）阴离子型 水溶性的：疏水基是直链型的主要用作洗涤剂，清洁剂, 憎水基是支链型的则作为渗透剂，润湿剂及纤维印 （二）阳离子型 （三）两性型 （四）非离子型思考题 金属制品的缓蚀剂等，也可用于防霉和杀菌. 有一系列应用功能。 溶入少量就能显著降低表面力的物质也称表面活性物质或表面活性剂。 比较传统的定义：具有两亲结构能明显降低

9、水的表面力的有机化合物，称为表面活性剂.如肥皂，液体洗涤剂中的活性成份:烷基苯磺酸钠，卵磷脂等. 表面活性剂的分类 1.按亲水基分类： 表面活性剂一般是以其亲水基团结构来分类的，其中注意的是两性型表面活剂是指分子带有两个亲水基团，一个带正电，一个 带负电；混合型：RO-为疏水基团，以烷基醇、烷基酚居多，也可以是烷基羟酸、烷基酰胺等；(-CH2CH2O-)n为聚氧乙烯链，属非离子亲水基，n为聚合加成数；-DM为阴离子盐基，属阴离子亲水基，D主要为-SO3-、-PO32-等酸根离子,M主要为Na卡K卷金属离子或乙醇胺类。 杂中心则 E，鸣事.或1尊的长髭和,1k再的假U成.打班； 4、非离子表面活

10、性剂 (1)脂肪醇聚氧乙烯酸R-O-(CH2CH2O)nH,俗称平平加系列，具良好湿润性能 (2)烷基酚聚氧乙烯酸R-(C6H4)-O(C2H4O)nH,俗称OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强 (3)聚氧乙烯烷基酰胺R-CONH(C2H4O)nH常用作起泡剂、增粘剂 (4)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。一碳氢表面活性剂 3.其他分类方法：八米氟表面活性剂 A.从应用功能出发B.溶解特性C.分子量大小.女土力大硅表面活性剂 D.普通表面活性剂.特种表面活性剂.合成表面活

11、性剂.天I一一聚氧丙烯 然表面活性剂.生物表面活性剂 什么是界面？什么是表面？界面和表面有何联系？ 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但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。 常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。离子型表活剂 表 面 活_ 性 剂 L 非离子型表活剂 两性表活剂一 阴离子型表活剂1阳离子型表活剂 混合型表活剂-* 小极性头一 大极性头 f 如 RN+H2CH2COO- f 如 RSO4-Na+ f 如 RN+(CH3)3X- 如

12、RSOCH3 一R(OC2H4)nOH RN+(CH3)2OH R-COONa 竣酸盐 rWELHC R6O3Na 磺酸盐 卡强盐 阴离子表面 Y 活性剂 R-OSO3Na 硫酸盐 JR-OP(O)(ONa)2 磷酸盐 两性表面活性剂：R-NHCHCH2COOHM基酸型 CH3 I R-N+-CH2COO-舌甘菜碱型 I CH3 f -O-(CH,CH3Oidl，市住剂 CtlXJH L 多无融翻!刊！艇1( 表面活性剂的结构特点是什么？（见3） 第二讲表面活性剂作用原理 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

13、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。 胶束：表面活性剂分子三三两两聚集在一起、憎水基靠在一起，形成的小胶团。 2、临界胶束浓度简称CM表面活性剂形成胶束的最低浓度 1）定义：表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相部也 三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。止匕时，表面活性剂分子 在表面饱和，表面力降低到最低值 2） 影响CMC勺因素 表面活性剂的结构：主要包括表面活性剂的碳氢链链长（CT,CMQ）,碳氢链分支数目（分支多，烧链

14、间作用力J,CMCT）、 极性基位置（极性基位于煌链中间，CMC）、碳氢链中其它取代基（煌链中有极性基团时，CMC）、亲水基团（CMCM子CMC 非离子） 外部条件：温度（TT,CMGE离子J） 临界胶团浓度的影响因素 （1）表面活性剂类型：在疏水基相同的情况下，离子型表面活性剂的cmc比非离子型表面活性剂的大，大约要有1-2个数量级 的差别。（2）疏水基碳氢链长度的影响：同类型的表面活性剂的临界胶团浓度随疏水基增大而降低。这是表面活性剂分子或离 子间的疏水相互作用增强的结果。（3）碳氢链分支及极性基位置的影响：在具有同样组成的各种表面活性剂分子异构体中， 具有直碳氢链结构的临界胶团浓度最低。

15、（4）碳氢链上其它取代基的影响：疏水基中有不饱和双键或者引入极性基-O-或-OH, 临界胶团浓度增大。（5）疏水基化学组成的影响：当表面活性剂碳氢基团的氢被氟所取代时，其临界胶团浓度往往会降低很 多。（6）亲水基团的影响：拥有有机反离子的表面活性剂比拥有普通无机反离子的表面活性剂的临界胶团浓度要低。 例1求壬基酚聚氧乙烯酸CN一Oo-pH2cH2斗H的HLB值。已知壬基酚聚氧乙烯醛的相对分子量为616 解：亲水基团的相对分子量（MH：MH=（14+14+16）X9=396故：HLB=MH/M=（396/616）X20=12.86 2）多元醇脂肪酸酯类非离子表面活性剂S 式中S为多元醇酯的皂化值

16、；A为原料脂肪酸的酸值HLB20（1-） -皂化值S表征了表面活性剂相对分子质量的大小（1克油脂完全皂化时所需要的氢氧化钾的毫克数）。 -酸值A代表亲油基的大小（中和1克油中的酸性物质所需氢氧化钾的毫克数为酸值。）酸值过大，说明油品氧化变质严重 所以S/A是亲油基质量在表面活性剂质量中所占百分数；1-S/A代表亲水基质量在表面活性剂质量中所占百分数 HLB=20(1161/)=3.83）通用的表面活性剂HLB值经验计算式 ?基团数法HLB7（亲水的基团数）（亲油的基团数） 该式的意义：在求SAA的HLB值时，可以把SAA的分子分为一些基团，每一个基团对HLB的贡献称为基团数，HLB是各基团贡献

17、之和。 例3:太古油的分子式为”3励2；5CHCH2CH=CH（CH2）7COOH求其HLB值 OSO3Na 解：亲水基：一个sONa基团数为1X11；一个一COOH基团数为1X2.1;一个一O、 基团数为1X1.3亲水基团数之和为：11+1.3+2.1=14.4 亲油基：13个一CH2-、基团数为13X0.475;3个一CH基团数为3X0.475;一个一CH3 为1X0.475亲油基团数之和为（13+3+1）X0.475=8. 3、单一表面活性剂的HLB值计算 例1聚氧乙烯醴类和多元醇类非离子表面活性剂 亲水基分子量 100 HIB一 表面活性剂分子量 5 例2, 硬脂酸单甘酯CH3cH21

18、6COOCH2CHOHCH20H 的酸值A测得为198,皂化值为161,所以其 Illgg 召iTFimivnftrmwrt仙滋MH 太古油的HLB值应为：HLB=7+14.4-8.=13.3 4、不同HLB值的SAA用途 增溶剂：1518去污剂：1316O/W乳化剂：816润湿剂：79W/O乳化剂：38消泡剂：13 6、润湿作用 润湿是指在固体表面上一种液体取代另一种与之不相混溶的流体的过程。 润湿过程可分为三类：沾湿浸湿铺展 （1）沾湿：液体与固体由不接触到接触，变液气界面和固气界面为固液界面的过程 Wa=丫lg+丫sg丫sl=?GWa:粘附功0自发 （2）浸湿：固体浸入液体的过程。（洗衣

19、时泡衣服）固气界面为固液界面替代，液体表面并无变化。 ?G=丫sg-Tsl=WiWi:浸润功0是浸湿过程能否自动进行的依据 （3）铺展：以固液界面取代固气界面同时，液体表面扩展的过程。 铺展系数S=丫sg（丫lg+丫sl）=?G0时液体可以在固体表面上自动展开，连续地从固体表面上取代气体。 又可写成：S=Wi-Tlg，则：若要铺展系数大于0,则Wi必须大于丫lg。 Tlg是液体表面力，表征液体收缩表面的能力。与之相应，Wi则体现了固体与液体间粘附的能力。因此，又称之为黏附力 Wa=A+丫lg0;Wi=A0;S=A-丫lg0SWi0 S=丫sg-（丫lg+丫sl）0 气和固液界面能对体系的三种润

20、湿作用的贡献是一致的O 固7、接触角与氏方程 能否在苯的表面上哪个铺展开？（2）苯能否在水的表面上铺展开? S=sg-（lg+sl） （1） S=0.0289-（0.0728+0.0350）=-0.07890说明苯能在水的表面上铺展开。 或用接触角来判断：Ysg-丫sl=丫lgcos9 （1）cos9=（Tg-C6H6-丫H2O-C6H6）/丫g-H2O990为不铺展，90 铺展: (3) 完全润湿：将液体滴在固体表面上,部分润湿：将液体滴在固体表面上,若在固、液、气三相交界处，作气 此液体在固体表面可铺展形成一薄层。 此液体在固体表面以一小液滴的形式停留于固体表面。 (contactangl

21、e) Yangs方程: sg sl Wa=丫lg(cos0+1) S=丫lg(cos0-1)=0 A=Wi=丫lgcos00 液界面的切线，自此切线经过液体部到达固 90固体是疏液的。 -液交界线之间的夹角，被称之为接触角 =丫lgcos9也称为润湿方程。 090为不润湿, 9-1)=0 铺展 99Ro前进角和后退角的差异是样品制备不当和测量技术不佳的结果。 前进角一般反映与液体亲合力较弱的那部分固体表面的润湿性，因此，9A较大（COS小），而后退角反映与液体亲合力较强的那部分固体表面的性质，因此，9R较小。值表示表面粗糙的程度，值越大，9a-9R越大，接触角滞后越严重。 r岫口cl方程，一，

22、一，一， 当。90表面粗化将使990,表面粗化将使99（接触角变大， 润湿性变差）。对于具有润湿性的体系，表面粗化对体系润湿性起促进作用。而对于不能相互润湿的体系，表面粗化则使体系 更不润湿。 10影响润湿作用的因素 1）温度温度升高时，短链表面活性剂的润湿性能不如长链的好。低温时，长链的不如短链的好。对于聚环氧乙烷类非离子表面活性剂，温度接近浊点时，润湿性能最佳。 2）浓度在低于表面活性剂的cmc情况下，润湿时间的对数与浓度的对数呈线性关系。浓度提高，润湿性能好，当浓度高于 cmc时，不再呈线性关系.作为润湿剂使用的表面活性剂浓度不宜过高，一般略高于cmc即可。 3）分子结构 疏水基直链烷基

23、表面活性剂：直链碳原子数在812时表现出最佳的润湿性能；碳原子数为1216时具有较好的胶体性能，仅润湿性能下降。HLB值在715围其润湿性能最好。带有支链的烷基苯磺酸钠的润湿力较直链烷基苯磺酸钠为佳，其中以2- 丁基辛基最为有效。苯环位于烷基链的中央者，润湿力最佳.磷酸酯盐中以烷基为双辛基的润湿性能最好。 亲水基亲水基在分子中间者的润湿性能比在末端的好。 非离子聚氧乙烯类表面活性剂的EO数：R一般以C7C11的润湿性最好，C12以上润湿性下降。 EO=1012时，润湿性最好； EO12时，润湿性急剧下降； EO数较低时，润湿性也差。 同系物中，润湿性随碳链增加而增加都有一个最高值。 具有支链烷

24、基的较直链烷基的润湿性好。 离子型表面活性剂中亲水基在分子链中央者，润湿性最高，越向分子链末端靠近，其润混性越差。 引入第二个亲水基后，润湿性将降低，酯化或酰胺化后将获改善。 非离子型聚氧乙烯类表面活性剂中，润湿性也随氧乙烯数之增加而增加但也有一个极限值。 HLB值低适用于乳化剂，而HLB值高则适用于洗涤剂。 4）固体的润湿性质 Tc是表征固体表面润湿性的经验参数，对某一固体而言，丫c越小，说明能在此固体表面上铺展的液体便越少，其可润湿状越差（即表面能较低）。 体的润湿性与极性有关，极性化合物的可润湿性明显优于相应的完全非极性的化合物 高分子固体的可润湿性与其元素组成有关，在碳氢链中氢被其他原

25、子取代后，其润湿性能将明显改变，杂原子使其润湿能力 增加的顺序如下：FHClBrI00.111m,一般为多分散体系 0.010.1gm,一般为单分散体系 史操性 丸 噫僧层数 华基*暮层 阜点 国内和侦 元全照附 用郎.常有化讲 a化 弱酸物质：pHpK（呈分子状态）中性物质：pH无影响（不会电离） 8、影响吸附的因素 （一）吸附剂结构 1）比表面积吸附剂的粒径越小，或是微孔越发达，其比表面积越大。吸附剂的比表面积越大，则吸附能越强。 2）孔结构吸附剂孔的大小和分布对吸附性能影响很大。孔径太大，比表面积小，吸附能力差；孔径太小，则不利于吸附 质扩散，并对直径较大的分子起屏蔽作用， 3）表面化学

26、性质 （二）吸附质的性质对于一定的吸附剂，由于吸附质性质的差异，吸附效果也不一样。 （三）操作条件吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温有利于脱附 第四讲阴离子表面活性剂 1、阴离子表面活性剂的特性 1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点，即在较低的一段温度围溶解度随温度上升非常缓慢，当温度上升到某一定值时溶 解度随温度上升而迅速增大，这个温度叫做表面活性剂的克拉夫特点Krafftpoint一般离子型表面活性剂都有Krafft点。 2）一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差，容易生成沉淀或使溶液变得浑浊，但在一些特定条件下与阳离子表面活性剂复 配可极大地提高表面活性。 3）抗硬水性能差，对硬水的敏

27、感性表现出竣酸盐磷酸盐硫酸盐磺酸盐的变化顺序。 4）在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧乙烯链可极大地改善其耐盐性能。 5）在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧丙烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性，但同时也降低了其生物降解性。 6）竣酸盐在酸中易析出自由竣酸，硫酸盐在酸中可发生自催化作用迅速分解，其他类型阴离子表面活性剂在一般条件下是稳 定的。 7）阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业洗涤剂、干洗剂和润湿剂的重要成分。 2、阴离子表面活性剂的分类 ?竣酸盐carboxylate:竣酸钠为主，在水中能够电离出竣酸负离子，代表品种如硬脂酸钠、N-甲基酰胺竣酸盐和雷 米帮A（CI7H33CONHR（CO

28、NH）OONai酰氨基竣酸钠。 ?磺酸盐sulfonate:LAS,AOS,MES,SAS,NNO ?硫酸盐sulfate:SDS,AES; ?磷酸盐phosphate:有单酯和双酯两种类型；代表品种PK,PEK 作业 1、简述阴离子表面活性剂的特性（见上面1） 2、烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 溶解度对于直链烷基苯磺酸钠，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。 反之，碳原子数越多，烷基链越长，疏水性越强，越难溶解。 表面力随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面力值呈下降趋势。这里所指的表面力是表面活性剂浓度高于CMC 时溶液的表面力。 润湿力随着直

29、链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面活性剂的润湿力呈下降趋势。 起泡性随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的增加，表面活性剂的起泡力增加。 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。 3、阐述烷基苯磺酸钠的生产 合成路线：烷基苯磺酸钠的生产路线有多种，如下图所示 第五讲阳离子表面活性剂 1、 阳离子表面活性剂的分类 胺盐型是伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐表面活性剂的总称。它们的性质极其相似，且很多产品是伯胺与仲胺的混合物 季镂盐型是最为重要的阳离子表面活性剂品种。既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，具有一系列优良的性R1 质，而且与其他类型的表面活性剂相容性好。结构通式如右图R2NL

30、R，.X- R3 杂环型：吗琳型、叱咤型、咪唾型、哌嗪型、唾琳型 端盐型按照携带正电荷的原子不同，阳离子表面活性剂还包括鳞盐、铳盐、限申盐和碘端化合物等。 2、 阳离子表面活性剂的性质 1） 溶解性 一般情况下水溶性很好随着烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势疏水性烷基链的个数和链上的取代基对溶解性能也 有影响带有C5以下烷基链的活性剂易溶于水，而C15以上的则水溶性较低，难溶于水单长链烷基季镂盐能溶于极性溶剂， 但不溶于非极性溶剂双长链烷基季镂盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂季镂盐的烷基含不饱和基团时，能增加它们的 水溶性。 2） Krafft温度点 当表面活性剂溶液为过饱和状态时，Kraf

31、ft点应是离子型表面活性剂单体、胶束和未溶解的表面活性剂固体共存的三相点 Krafft点越高，表明该表面活性剂越难溶，溶解度越低；反之，Krafft点越低，说明该表面活性剂越容易溶解，溶解性能越好同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过Krafft点可以衡量表面活性剂的溶解性能。通常Krafft点与表面活性剂疏水基碳链的长度呈线性关系 Krafft点=a+bna,b是常数，n为碳链所含碳原子的个数 ?根据上述关系式，碳链越长，n值越大，则Krafft点越高 3） 表面活性 随着烷基碳链长度的增加，表面力逐渐下降分子结构相同时，在一定围，表面力随活性剂溶液的浓度升高而降低，降低到 一定

32、数值时又随溶液浓度的升高而增加 4）临界胶束浓度烷基碳链长度增加，临界胶束浓度降低 3、合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基化反应，其中叔胺与烷基化试剂作用，生成季镂盐的反应也叫做季镂化反应。 4、阳离子表面活性剂的应用：消毒杀菌剂；睛纶匀染剂；抗静电剂；矿物浮选剂；相转移催化剂；织物柔软剂 阳离子表面活性剂最突出的特点具有消毒杀菌作用 5、阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形成带正电荷的表面活性离子；与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少。 第六讲两性表面活性剂 1、广义地说：所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。 通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和

33、阳离子所组成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在亲水基一端既有阳离子（+）也有阴离子（-）o 2、两性表面活性剂的特性 1）具有等电点2）可以和所有其他类型的表面活性剂复配3）毒性低、对皮肤眼睛刺激性小4）耐硬水性和耐高浓度电解质 性5）良好的生物降解性 3、两性表面活性剂的分类 1）按阴离子部分的亲水基团分类：竣酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型 2）按整体化学结构分类：甜菜碱型、咪座琳型、氨基酸型、氧化胺型 4、两性表面活性剂的性质 1）两性表面活性剂的等电点2）临界胶束浓度与pH的关系3）pH对表面活性剂溶解度和发泡性的影响4）在基质上的吸附量及杀菌性与pH的关系5

34、）甜菜碱型表面活性剂CMCT碳链长度的关系6）两性表面活性剂的溶解度和Krafft点7）表面活性剂结构对钙皂分散力的影响8）去污力 5、两性表面活性剂的应用：洗涤剂及香波组分；杀菌消毒；纤维柔软剂；缩绒剂；抗静电剂；金属缓蚀剂；电镀助剂 第七讲非离子表面活性剂 1、非离子型表面活性剂在水溶液中不电离。其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（醴基或羟基）与水构成氢键实现溶解的一类表面活性剂。 2、非离子表面活性剂特点 1）是表面活性剂家族第二大类，产量仅次于阴离子表面活性剂。 2）由于非离子表面活性剂不能在水溶液中离解为离子，因此，稳定性高，不受酸、碱、盐所影响，耐硬水性强。 3）与其它表面活性

35、剂及添加剂相容性较好，可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混合使用。 4）由于在溶液中不电离，故在一般固体表面上不易发生强烈吸附。 5）聚氧乙烯型非离子表面活性剂的物理化学性质强烈依赖于温度，随温度升高，在水中变得不溶（浊点现象）。但糖基非离子表 面活性剂的性质具有正常的温度依赖性，如溶解性随温度升高而增加。 6）非离子表面活性剂具有高表面活性，其水溶液的表面力低，临界胶团浓度低，胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好的乳化 力和去污力。 7）与离子型表面活性剂相比，非离子表面活性剂一般来讲起泡性能较差，因此适合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配方产品。 8）非离子表面活性剂在溶液中不带电荷，不会与蛋白

36、质结合，因而毒性低，对皮肤刺激性也较小。 9）非离子表面活性剂产品，大部分呈液态或浆状，这是与离子型表面活性剂不同之处。 3、分类按亲水基结构的不同，分为 1 ）聚乙二醇型：由含有活泼氢的憎水性原料同环氧乙烷加成反应制成。 2 ）多元醇型：脂肪酸与多元醇如甘油、失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分酯。 4、非离子表面活性剂的性质：HLB值；浊点及 亲水性；CMC表面力；润湿性；起泡性和洗涤性生物降解性和毒性； 聚乙二醇型非离子表面活性剂HLB值 HLB=E/5E加成聚环氧乙烷的质量分数 多元醇型非离子表面活性剂HLB值 HLB=20（1S/A）S多元醇酯的皂化值；A原料脂肪酸的的酸值 5、浊点（

37、非离子SAA） 非离子SAA的水溶性：它能溶于水是因为乙氧基及羟基中的氧原子都有可能与水分子形成氢键 定义：升高温度时非离子型表面活性剂溶液由透明变浑浊，降低温度溶液又会由浑浊变透明，由透明变浑浊和由浑浊变透明的 平均温度称做为非离子SAA的浊点 原因：-氢键键能较小，所以醴键氧原子与水分子的结合力比较松弛。 -如果将聚氧乙烯类非离子SAA的水溶液加热时，随着温度的上升，结合的水分子则由于热运动而逐渐脱离，因而亲水性也逐渐降低而变为不溶于水，以致开始的透明溶液变成浑浊的液体。 -当冷却时，氢键又恢复，因而又变为透明溶液。 6、影响非离子表面活性剂浊点的因素 浊点随着环氧乙烷加成数的增加而升高。

38、但到100c以上后，上升率非常缓慢。影响因素有：1）疏水基的种类2）疏水基碳链 的长度3）亲水基的影响4）添加剂的影响7、非离子表面活性剂的CMC较低 原因：1）非离子表面活性剂本身不发生电离，不带电荷，没有静电斥力，易形成胶束；2）分子中的亲水部分体积较大，只靠 极性原子形成氢键溶于水，与离子型表面活性剂相比，与溶剂作用力较弱，易形成胶束。 规律：1）随着疏水基碳链长度的增加，表面活性剂的亲水性下降，CMCW低；2）随着聚氧乙烯聚合度的增加，表面活性剂的 亲水性增强，CMC1高。本章作业 1、聚乙二醇型非离子表面活性剂为何具有亲水性和浊点。 这类表面活性剂的亲水性，是靠分子中的氧原子与水中的

39、氢形成氢键、产生水化物而具有的。聚乙二醇链有两种状态：在无 水状态时为锯齿型，而在水溶液中主要是曲折型。在水中成为曲折型时，亲水性的氧原子即被置于链的外侧，憎水性的-CH-基位于里面，因而链周围cC 就变得容易与水结合。此结构虽然很大，但其整体恰似一个亲水基。因此，聚乙二醇链显示出较大的亲水性。 分子中环氧乙烷的聚合度越大，即醴键-O-越多，亲水性越大。氢键的键能较低，结构松驰。当表面活性剂的水溶液温度升高 时，分子的热运动加剧，结合在氧原子上的水分子脱落，形成的氢键遭到破坏，使亲水性降低，表面活性剂在水中的溶解度下降。当温度升高到一定程度时，表面活性剂从溶液中析出，使原来透明的溶液变浑浊，这

40、时的温度为浊点。 2、环氧乙烷的性能及生产方法 环氧乙烷：一种最简单的环酸，在常温下是无色的气体，在低于10.7C时是无色易流动的液体，有乙醛 的气味，其蒸气对眼和鼻粘膜有刺激性，易溶于水、多数有机溶剂，与水、酒精、乙醴相互混溶。化学性质非常活泼，能与许 多化合物起加成反应，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为3%-100%（体积）。环氧乙烷是一种高毒性物质，空气中允许量 为100PpM吸入环氧乙烷能引起麻醉中毒。无色透明、无机械杂质。 环氧乙烷的加成产物统称为环氧乙烷加成物，简称为加成物，有酯型、醛型、胺型等几类。 环氧乙烷是制备非离子表面活性剂的重要原料，它的工业生产方法主要有两种：氯醇法和

41、直接氧化法 氯醇法生产包括两个基本反应：乙烯与次氯酸生成氯乙醇；氯乙醇脱氯化氢反应生成环氧乙烷 直接氧化法该法的生产过程是乙烯和氧在银催化剂的催化下氧化制得环氧乙烷 3、脂肪醇聚氧乙烯酸的制备。 一腰，C12H2?O-（ （CH2CH1O） ）-H 4、简述APG的性能与应用。 APG性能：APG为非离子表面活性剂，兼有非离子和阴离子两类表面活性剂的特征。它的表面活性高。APGft浓碱和电解质 （硅酸钠）溶液中仍能保持较高的表面活性。疏水基中碳数不同的APG的cmc值与聚氧乙烯脂肪醇酸的相接近，但碳数不 同的APG其CMC勺连接斜率却与脂肪醇硫酸盐的相接近。APG泡沫丰富，与阴离子表面活性剂差

42、不多，但受水质硬度的影响较大，这与聚氧乙烯脂肪醇酸的性能不同。它的去污能力与LAS和TX-10相近，随着水硬度的增加，去污力下降。它与 阴离子、非离子和阳离子表面活性剂复配具有协同效应，可提高表面活性，并降低其他表面活性剂的刺激性。它还具有杀菌、 提高酶活力的性能，是一种具有发展前景的以天然资源为原料的表面活性剂。 应用：民用洗涤剂、化妆品、工业清洗剂、生物化工、食品添加剂、塑料和建材助剂、农药增效剂、衍生物开发 第八讲增溶作用 1、 增溶作用又叫加溶作用，在水溶液中由于表面活性剂的存在能使原来不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著高于纯水，这种作用称为表面活性剂的增溶作用 2、 增溶作用的特点

43、a.表面活性剂的增溶作用只在cmc以上，胶团大量生成后才显现出来. b.增溶作用不同于助溶作用.助溶作用是指利用混合溶剂来增大溶解度.一种物质不溶于水，但可通过加入另一种与水混溶的溶剂来增加其溶解度，此种过程称为助溶作用。助溶过程需要加入大量的与水互溶的有机溶剂。而在增溶作用中表面活性剂的用量很少。水的性质没有明显改变 c.增溶作用不同于乳化作用。增溶是自发过程，加溶后的溶液仍然是均相透明的，是热力学稳定体系；乳化不是自发的，乳化作用得到的是热力学不稳定的多分散体系. d.增溶也不同于一般的溶解：溶解过程会使溶剂的依数性质，如冰点下降，渗透压等有很大的变化；增溶对溶剂的依数性影响很小. 3、

44、增溶方式a.增溶于胶团核；b.增溶物分子与形成胶团的活性剂分子穿插排列，形成栅栏层；c.增溶于胶团表面，即被“吸 附于胶团表面”；d.增溶于胶团外部聚氧乙烯的极性基层之间。以上四种增溶方式中，其增溶量的大小顺序为：dbac 4、 增溶能力的表示：a.表面活性剂的增溶能力可以用增溶物溶度与表面活性剂溶液浓度之比一一S/Cs来表示。也可以用 S/Cs-cmc表示。S/Cs:表示表面活性剂的加溶能力，S/Cs-cmc：表示胶团的加溶量。 b.增溶能力也可以用增溶物在胶团中和在溶剂中的分配系数来表示 5、 影响加溶能力的因素 a.表面活性剂结构的影响 疏水基：碳链长短、是支链亦或直链、碳链上有无不饱和

45、基团或其他极性基团、是否含有氟或硅等。亲水基：离子的类型，离子的种类，亲水基的反离子，聚氧乙烯的长度等。 两个基本依据：形成的胶团越大或其聚集数越大，其加溶能力越强。临界胶团浓度越低，加溶能力越强。 疏水基带支链的表面活性剂其加溶能力低于直链的表面活性剂；疏水基中含有不饱和结构的，其加溶能力也相对较低。 具有同样疏水基的不同离子类型的表面活性剂其加溶量一般具有以下规律：非离子型阳离子型阴离子型 另外，离子型表面活性剂反离子的变化也会影响其加溶能力。 b.加溶物结构的影响一般而言，加溶物的极性越小、碳氢链越长，加溶程度越低。 c.电解质的影响在这一情况中，有两个因素起作用，一是加入电解质引起离子

46、表面活性剂cmc的变化和胶团聚集数的变化二是胶团表面排列更加紧密，从而影响极性加溶物加溶到表面活性剂分子之间。 d.有机添加剂的影响非极性加溶物的加溶会增加极性加溶物的加溶；极性加溶物的加溶也会促进非极性加溶物的加溶。 e.温度的影响对离子型表面活性剂，升高温度一般会引起极性和非极性物加溶程度增加。 6、 加溶应用：微乳状液和胶团催化 增溶作用一作业 1 .什么是表面活性剂的增溶（加溶）作用？它的特点是什么？（见上面1、2） 2 .增溶方式包括哪四种？其增溶量的大小顺序是怎样的？（见上面3） 3 .试述表面活性剂的结构对增溶量有何影响？还有哪些因素影响表面活性剂溶液的加溶能力？（见上面5） 第

47、九讲分散作用洗涤作用 1、分散一般是指把一种物质分散于另一种物质中以形成分散体系的过程。其中被分散的相叫分散相，另一相叫分散介质。 分散体系是热力学不稳定体系，其稳定性受时间、pH值、温度、添加剂等影响。 2、分散体系稳定的DLVOS论a.分散粒子之间存在着相互作用的排斥能和吸引能的平衡。 b.排斥能是由粒子周围同电性的双电层产生的，或者是由粒子一溶剂的相互作用产生的 c.吸引能主要由vanderWaalsforce产生。 d.吸引能总是为负值，在无穷远处趋近于零，随粒子之间的靠近而减小。 e.排斥能总是为正值，其值在无穷远处也趋近于零，随粒子之间距离的靠近逐渐增大。 f.排斥能受粒子大小、形

48、状、相互间距离、表面电势、分散液介电常数、双电层有效厚度等因素影响。 3、分散体在较大质点距离时（即第二极小处）发生的聚集称为絮凝；在距 离较近处（即第一极小处）发生的聚集，称为聚沉。如图 4、表面活性剂的分散作用 （1）固体粉末分散于液体中的三个基本过程： a.分散介质应完全润湿固体粉末，液体取代固体表面空气； b.质点团粒脱聚、分散； c.防止分散质点再聚集。 （2）表面活性剂在上述过程中的作用： 对于a过程，根据铺展系数$, l/ssgsllg 对于b过程（质点团粒脱聚、分散），表面活性剂的作用：一是表面活性剂吸附于固体“微裂缝”中，可以减少固体质点分裂（分 散）所需的机械功。二是离子表

49、面活性剂吸附于团粒质点表面上时，可使团粒中质点获得相同符号的电荷，质点就互相排斥 而易于分散于液体中。 对于c过程（防止分散质点再聚集），在水为分散介质的分散体系中，表面活性剂吸附时以其亲水基朝向水相，于是降低质点与 水之间的界面力Tsl,使分散体系的稳定性提高。 5、高分子的桥联作用机理 高分子表面活性剂分子中含有几个功能团时，能吸附在多个分散剂质点上，在浓度较稀的时候产生桥联作用，导致絮凝. 6、洗涤作用定义：将浸在某种介质中的固体表面的污垢去除的过程称为洗涤。 洗涤剂作用：减弱污垢与固体表面的粘附作用。一是降低污垢与物体表面的结合力，具有使污垢脱离物体表面的能力； 二是具有防止污垢再沉积的能力。即降低水的表面力改善水对洗涤物表面的润湿性，增强污垢的分散和悬浮能力 7、洗涤作用的影响因素 被洗织物和污垢的性质，以及污垢与织物之间的结合状态 洗涤液的组成：1）表面活性剂的性质和浓度；2）助洗剂的性质和浓度；3）洗涤液中由被洗织物带入的悬浮物质（如泥土等） 的性质和浓度；4）洗涤液的PH值；5）洗涤液的组成和性质在洗涤过程中发生的变化. 洗涤过程的物理和机械条件污