表面活性剂应用基础精选PPT.ppt

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1、关于表面活性剂应用基础第1页，讲稿共116张，创作于星期三第2页，讲稿共116张，创作于星期三4.1 概述概述1 表面活性及表面活性剂2 表面活性剂化学结构特征与分类3 表面活性剂特性4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用1 表面活性剂在溶液表(界)面的吸附状态2 表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响3 表面活性剂在溶液表面吸附速度4 表面活性剂降低表(界)面张力的能力和效率5 乳状液及表面活性剂(乳化剂)对溶液稳定性的影响6 泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用第3页，讲稿共116张，创作于星期三2 胶束结构、形状与大小及其影响因素3 胶束的增溶作用4.4

2、 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用1 影响表面活性剂在固/液界面吸附的因素2 表面活性剂在固体表面的吸附及利用3 固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用4 固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用5 固体分散及表面活性剂的分散作用4 胶束作用1 临界胶束浓度4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用6 表面活性剂与洗涤作用第4页，讲稿共116张，创作于星期三2 亲水亲油平衡值及其利用3 相转变温度与乳化剂的选择5 表面活性剂化学结构与化学稳定性6 表面活性剂的生物活性7 表面活性剂在溶液中的协同效应4.6 表面活性剂的合成表面活性剂

3、的合成1 通用表面活性剂合成方法概述2 有机硅表面活性剂的合成4 表面活性剂化学结构域生物降解性1 表面活性剂的溶解性及对应用的影响4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义3 生物表面活性剂4 其他值得发展的表面活性剂第5页，讲稿共116张，创作于星期三 冰淇淋冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了是我们最喜爱的食物；有了化妆品化妆品我我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性剂，这们的生活也变得如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为但是，如果真的没有了表面活性剂，也不

4、会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。人也没有了。英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint第6页，讲稿共116张，创作于星期三 表面活性剂作为表面活性剂作为多种工业品的主要添加剂多种工业品的主要添加剂和原料，应用于日常生活，和原料，应用于日常生活，工农业及高新技术领域。工农业及高新技术领域。因此近年来，我国表面活因此近年来，我国表面活性剂工业得到迅速发展，性剂工业得到迅速发展，产量不断扩大，品种不断产量不断扩大，品种不断增多。增多。据统计全国合成洗涤用品据统计全国合成洗涤用品产量：产量：1980年为年为39.321

5、04t，1989年增加到年增加到146.5104t，十年间增加了，十年间增加了3.73倍，到倍，到1996年又猛增到年又猛增到441.36104t，比，比1989年又增加了年又增加了3倍。倍。这一方面是由于表面活性剂在工农业生产中的广泛应用，更重要的是由于日常生活中家用洗涤用品需求量与日俱增。表面活性剂概述表面活性剂概述第7页，讲稿共116张，创作于星期三问题：水在荷叶表面为何呈滴状？第8页，讲稿共116张，创作于星期三表面张力实验表面张力实验如果在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)由于以线圈为边界的两边表面张力大小相等方向相反，所以线圈成任意形状可在液膜

6、上移动，见(a)图。(b)如果刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表面张力立即将线圈绷成一个圆形，见(b)图，清楚的显示出表面张力的在。第9页，讲稿共116张，创作于星期三1.表面张力表面张力 在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直于表面的边界，指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用g 或s表示，单位是Nm-1。第10页，讲稿共116张，创作于星期三界面物质相与相的分界面表面当组成界面的两相中有一相为气相时的分界面表面活性剂的功能 改变液体的表面的性质 改变液液界面的性质 改变液固界面的性质界面和表面界面和表面第11页，讲稿共116张，创

7、作于星期三 表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均可称为表面活性物质；但习惯上只将可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面显著降低表面张力张力的这类化合物称为表面活性剂。的这类化合物称为表面活性剂。表面活性剂的定义表面活性剂的定义第12页，讲稿共116张，创作于星期三双亲媒性双亲媒性溶溶 解解 度度界面吸附界面吸附界面定性界面定性生成胶束生成胶束 CMC多功能性多功能性表面活

8、性剂的特点表面活性剂的特点第13页，讲稿共116张，创作于星期三表面活性剂的重要作用表面活性剂的重要作用 表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：1 1.润湿作用润湿作用 2 2.起泡作用起泡作用 4.4.增溶作用增溶作用 3.3.乳化作用乳化作用5 5.洗涤作用洗涤作用 第14页，讲稿共116张，创作于星期三第15页，讲稿共116张，创作于星期三第16页，讲稿共116张，创作于星期三第17页，讲稿共116张，创作于星期三第18页，讲稿共116张，创作于星期三第19页，讲稿共116张，创作于星期三第20页，讲稿共116张，创作于星期三第21页，讲稿共116张

9、，创作于星期三第22页，讲稿共116张，创作于星期三指甲油指甲油第23页，讲稿共116张，创作于星期三香香 水水第24页，讲稿共116张，创作于星期三 不同聚集状态，即不同相的物质相互接触，形成相与相的分界面，我们称之为“界面”。按照气相、液相、固相两两组合形式的不同，界面可分为五种类型：液液/气、液气、液/液、液液、液/固、固固、固/气、固气、固/固固 由于人眼通常看不见气相，所以，常把液/气、固/气的界面称做表面。第25页，讲稿共116张，创作于星期三气气-固界面固界面液液-液界面液界面第26页，讲稿共116张，创作于星期三液液-固界面固界面固固-固界面固界面第27页，讲稿共116张，创作

10、于星期三气气-液界面液界面第28页，讲稿共116张，创作于星期三 通常把沿着与表面相切的方向，垂直通常把沿着与表面相切的方向，垂直作用于液体表面上任一单位长度的表面紧缩作用于液体表面上任一单位长度的表面紧缩力，简称为力，简称为表面张力表面张力。液体的表面张力是液。液体的表面张力是液体的基本物理性质之一，它的许多特性都与体的基本物理性质之一，它的许多特性都与表面张力有关。表面张力有关。把能使溶剂的表面张力降低的性质称把能使溶剂的表面张力降低的性质称为为表面活性表面活性；而把具有表面活性，加入很；而把具有表面活性，加入很少少量量即能即能显著降低显著降低溶剂（一般为水）的表面溶剂（一般为水）的表面张

11、张力力，改变体系界面状态的物质称为，改变体系界面状态的物质称为表面活性表面活性剂剂。第29页，讲稿共116张，创作于星期三第30页，讲稿共116张，创作于星期三4.1 概 述1 表面活性及表面活性剂表面活性及表面活性剂第31页，讲稿共116张，创作于星期三4.1 概述1 表面活性及表面活性剂表面活性及表面活性剂定义：定义：当取少量物质溶于水中后，就能引起水溶液表当取少量物质溶于水中后，就能引起水溶液表面张力（或液面张力（或液/液界面张力）显著降低，这种物质即为表液界面张力）显著降低，这种物质即为表面活性剂面活性剂（SAA）。工业味精工业味精 从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均从广义上讲，

12、能使体系表面张力降低的溶质均可称为表面活性物质；但习惯上只将可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面显著降低表面张力张力的这类化合物称为表面活性剂。的这类化合物称为表面活性剂。第32页，讲稿共116张，创作于星期三4.1 概述2 表面活性剂化学结构特征与分类表面活性剂化学结构特征与分类表面活性剂分子表面活性剂分子疏水基团疏水基团亲水基团亲水基团非极性烃链（疏水）非极性烃链（疏水）极性基团（亲水）极性基团（亲水）第33页，讲稿共116张，创作于星期三结构特点结构特点双亲性双亲性非极性基团。非极性基团。表面活性剂由结构上不对称的两部分组成，表面活性剂由结构上不对称的两部分组成，为双亲化合物。为

13、双亲化合物。亲水基亲水基:亲油基亲油基:极性基团。极性基团。常见的亲水基有常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基羧基、磺酸基、醚基羧基、磺酸基、醚基羧基、磺酸基、醚基和和羟基羟基羟基羟基等。等。一般为长链烃基。一般为长链烃基。易溶于水，具有亲水性质。易溶于水，具有亲水性质。易溶于油，具有亲油性质。易溶于油，具有亲油性质。(憎水基憎水基)第34页，讲稿共116张，创作于星期三亲水基亲水基亲水基亲水基亲油基亲油基亲油基亲油基第35页，讲稿共116张，创作于星期三第36页，讲稿共116张，创作于星期三1 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选剂矿物浮选剂5 相转移催化剂相

14、转移催化剂6织物柔软剂织物柔软剂7分散剂分散剂食品加工食品加工印染印染金属加工金属加工电镀电镀采矿采矿采油采油第37页，讲稿共116张，创作于星期三磷脂的内盐部分具有亲亲水水性性，脂肪酸长链烃基部分具有疏疏水水性性，因此磷脂是天然的表表面面活活性性剂剂，它在生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化和吸收油脂的运输、消化和吸收。第38页，讲稿共116张，创作于星期三生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型第39页，讲稿共116张，创作于星期三阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-O

15、PO3Na2磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂按离子类型按离子类型第40页，讲稿共116张，创作于星期三阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐 CH3|R-N-HCl仲胺盐|H CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3 CH3|R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH3第41页，讲稿共116张，创作于星期三两性表面活性剂R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3|R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型|CH3第42页，讲稿共116张，创作于星期三R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(

16、C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚第43页，讲稿共116张，创作于星期三 非离子型表面活性剂稳定性高，不易受强电解质非离子型表面活性剂稳定性高，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；与其它无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响；与其它类型表面活性剂的相容性好；在水及有机溶剂中皆有类型表面活性剂的相容性好；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，性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且且无毒无

17、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。第44页，讲稿共116张，创作于星期三有机硅表面活性剂特种表面活性剂高分子表面活性剂：天然高分子和合成高分子。藻朊酸钠、果胶酸钠、羟甲基纤维素、聚乙烯醇等有机硼表面活性剂有机氟表面活性剂生物表面活性剂利用微生物在一定条件下，将某种物质转化为具表面活性剂特征的代谢物。如，海藻糖脂、鼠李糖、磷脂糖等。第45页，讲稿共116张，创作于星期三4.1 概述概述3 表面活性剂特性表面活性剂特性第46页

18、，讲稿共116张，创作于星期三胶束的形成胶束的形成 两两亲亲分分子子溶溶解解在在水水中中达达一一定定浓浓度度时时，其其非非极极性性部部分分会会互互相相吸吸引引，从从而而使使得得分分子子自自发发形形成成有有序序的的聚聚集集体体，使使憎憎水水基基向向里里、亲亲水水基基向向外外，减减小小了了憎憎水水基基与与水水分分子子的的接接触触，使使体体系系能能量量下下降降，这这种种多多分分子子有序聚集体称为胶束。有序聚集体称为胶束。胶束胶束第47页，讲稿共116张，创作于星期三表面活性剂分子在溶液表面吸附状态的示意图表面活性剂分子在溶液表面吸附状态的示意图 (a)浓度极稀时的状态浓度极稀时的状态 (b)中等浓度

19、时的状态中等浓度时的状态 (c)吸附近于饱和时的状态吸附近于饱和时的状态4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用1 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面的吸附状态面的吸附状态第48页，讲稿共116张，创作于星期三4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用2 表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响第49页，讲稿共116张，创作于星期三4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用3 表面活性剂在溶液表面吸附速度表面活性剂在溶液表面吸附速度第5

20、0页，讲稿共116张，创作于星期三4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用4 表面活性剂降低表表面活性剂降低表(界界)面张力的能力和效率面张力的能力和效率 好的好的SAA应该是在稀浓度时即达到饱和吸附状态，应该是在稀浓度时即达到饱和吸附状态，达到最低的表面张力。达到最低的表面张力。表面活性剂表面张力降低的能力表面活性剂表面张力降低的能力就是指就是指SAA降低表面降低表面张力所能达到的最低值。张力所能达到的最低值。表面活性剂降低表面张力的效率表面活性剂降低表面张力的效率即指降低溶液表面张即指降低溶液表面张力至一定值时所需表面活性剂的浓度作为表面张力降低力至

21、一定值时所需表面活性剂的浓度作为表面张力降低效率的量度。效率的量度。表面张力降低至一定值所需表面张力降低至一定值所需SAA浓度越低，效率越高。浓度越低，效率越高。第51页，讲稿共116张，创作于星期三4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用5 乳状液及表面活性剂乳状液及表面活性剂(乳化剂乳化剂)对溶液稳定性的影响对溶液稳定性的影响 一种或多种液体以一种或多种液体以微滴状微滴状分散到另分散到另一种不相混溶一种不相混溶的液体中所形成的的液体中所形成的多相分散体系多相分散体系，称为，称为乳状液乳状液。这种形成乳状液的过程称为。这种形成乳状液的过程称为乳化乳化。

22、第52页，讲稿共116张，创作于星期三乳化现象乳化现象油油水水乳乳化化剂剂乳乳化化液液油油水水第53页，讲稿共116张，创作于星期三分散作用：一种分散作用：一种固体固体微粒均匀的分散于另一种微粒均匀的分散于另一种 液体液体中的现象。中的现象。乳化、分散作用乳化、分散作用乳化作用：使非水溶性物质在水中呈均匀乳化乳化作用：使非水溶性物质在水中呈均匀乳化 或分散状态的现象。或分散状态的现象。乳乳 化化 剂：能使一种剂：能使一种液体液体(如油如油)分散在水中或分散在水中或 另一种另一种液体液体中的物质。中的物质。分分 散散 剂：能使一种固体微粒分散在另一种液剂：能使一种固体微粒分散在另一种液 体中的物

23、质。体中的物质。第54页，讲稿共116张，创作于星期三油包水型油包水型(W/O)(W/O)油与水乳化形式油与水乳化形式水包油型水包油型(O/W)(O/W)少量油分散在大量水中少量油分散在大量水中 连续相：水连续相：水 分散相：油分散相：油少量水分散在大量油中少量水分散在大量油中 连续相：油连续相：油 分散相：水分散相：水第55页，讲稿共116张，创作于星期三强烈振荡强烈振荡油油水水水包油型水包油型(O/W)(O/W)油包水型油包水型(W/O)(W/O)第56页，讲稿共116张，创作于星期三乳状液的类型和鉴别乳状液的类型和鉴别1 水包油水包油 O/W2 油包水油包水 W/O3 套圈型套圈型 稀释

24、法稀释法染料法染料法电导法电导法滤纸湿润法滤纸湿润法类型的鉴别方法：第57页，讲稿共116张，创作于星期三破乳破乳-消除乳状液的稳定化条件，使乳状液发生破坏消除乳状液的稳定化条件，使乳状液发生破坏.方法方法:机械法、物理法和化学法。机械法、物理法和化学法。化学法破乳化学法破乳-改变乳状液的类型或界面性质，使它变得不改变乳状液的类型或界面性质，使它变得不稳定而发生破乳等。稳定而发生破乳等。例如例如:蒸汽机冷凝水的蒸汽机冷凝水的OW型乳状液的破坏以除去油型乳状液的破坏以除去油为破乳；原油的为破乳；原油的WO型乳状液的破坏以除去水为破乳型乳状液的破坏以除去水为破乳。1.SAA与破乳与破乳第58页，讲

25、稿共116张，创作于星期三乳化剂的破乳乳化剂的破乳有有两相界面存在两相界面存在是热力学是热力学不不稳定体系稳定体系第59页，讲稿共116张，创作于星期三物理法物理法：离心法离心法 电沉积法电沉积法 超声波法超声波法 过滤法过滤法化学法：化学法：主要通过改变乳液的类型或界面性质，降低主要通过改变乳液的类型或界面性质，降低乳液的稳定性使其破乳。乳液的稳定性使其破乳。破乳剂破乳剂 破坏界面膜破坏界面膜顶替作用顶替作用 湿润作用湿润作用 絮凝作用絮凝作用破坏界面膜破坏界面膜第60页，讲稿共116张，创作于星期三2.破乳剂破乳剂 原油透过岩石窄隙与水混合，又原油透过岩石窄隙与水混合，又经过喷油嘴、输油泵

26、的搅拌作用，形经过喷油嘴、输油泵的搅拌作用，形成了成了W/O乳液。一般含水量在乳液。一般含水量在 10 以以上。上。除了静置分离外，还必须添加破乳除了静置分离外，还必须添加破乳剂，并结合高压电场作用来净化原油，使剂，并结合高压电场作用来净化原油，使其含水量小于其含水量小于 1。乳化液乳化液气液分离器气液分离器破乳剂破乳剂气气 体体加热器加热器沉液罐沉液罐水水水水电场电场油罐油罐电化学脱水工艺电化学脱水工艺 油脂衍生物油脂衍生物 磺酸盐类磺酸盐类 环烷酸盐环烷酸盐 聚环氧乙烷环氧丙烷共聚物聚环氧乙烷环氧丙烷共聚物 烷基酚树脂衍生物烷基酚树脂衍生物第61页，讲稿共116张，创作于星期三4.乳化和破

27、乳的应用乳化和破乳的应用农药生产、金属加工、沥青乳化、食品、化妆品、原油开采农药生产、金属加工、沥青乳化、食品、化妆品、原油开采3.乳化剂选择的基本原则乳化剂选择的基本原则a.在分散相和其界面形成在分散相和其界面形成紧密界面膜紧密界面膜；b.SAA表面活性高，能从体系内以一定速度迁移到表面活性高，能从体系内以一定速度迁移到W/O界界 面使面使界界面张力降最低面张力降最低c.两种类型乳化液混合物能得到两种类型乳化液混合物能得到更稳定的乳状液更稳定的乳状液d.可改变憎水剂和亲水基和可改变憎水剂和亲水基和设计最适用的乳化剂设计最适用的乳化剂e.乳化剂浓度和油水相组成乳化剂浓度和油水相组成影响影响其其

28、乳化能力乳化能力f.HLB值是选择乳化剂的经验指标值是选择乳化剂的经验指标g.PIT值选择乳化剂是最好方法值选择乳化剂是最好方法第62页，讲稿共116张，创作于星期三4.2 表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用6 泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用第63页，讲稿共116张，创作于星期三打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，出现等，液体泡沫。液体泡沫。人们通常所说的泡沫多指人们通常所说的泡沫多指 面包、蛋糕等弹性大的物质以及面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。固体泡沫。液

29、体泡沫液体泡沫6 泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用第64页，讲稿共116张，创作于星期三萨姆和自己吹出的世界最大肥皂泡（萨姆和自己吹出的世界最大肥皂泡（6 x 1.5m）第65页，讲稿共116张，创作于星期三萨姆通过萨姆通过20年的无数次实验和失败，研制出一种肥皂水秘方年的无数次实验和失败，研制出一种肥皂水秘方第66页，讲稿共116张，创作于星期三第67页，讲稿共116张，创作于星期三“泡”就是由液体薄膜包围着气体。1.泡沫的形成及其稳定性泡沫的形成及其稳定性“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。第68页，讲稿共116张，创作于星期三气泡气泡A-溶液中的气泡溶液中的

30、气泡气泡气泡B-水溶液表面的气泡水溶液表面的气泡气泡气泡C-离开液面的气泡离开液面的气泡 两个气泡之间由于向外的疏水基之间存在引力两个气泡之间由于向外的疏水基之间存在引力而使两气泡集合而成泡沫。而使两气泡集合而成泡沫。ABC第69页，讲稿共116张，创作于星期三一般地说，当一般地说，当表面张力低，膜的强度高表面张力低，膜的强度高时，不论是稳定时，不论是稳定泡沫还是不稳定泡沫，起泡力都较好。泡沫还是不稳定泡沫，起泡力都较好。溶液的黏度对泡沫稳定在两方面起作用：溶液的黏度对泡沫稳定在两方面起作用：一方面是增加泡沫液膜的强度；一方面是增加泡沫液膜的强度；另一方面表面黏度大，膜液体不易流动排出，另一方

31、面表面黏度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜破裂，而增强了泡沫的稳定性。延缓了液膜破裂，而增强了泡沫的稳定性。第70页，讲稿共116张，创作于星期三2.表面活性剂的起泡和稳定作用表面活性剂的起泡和稳定作用(1)表面活性剂的起泡性表面活性剂的起泡性表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度加压通气、搅拌加压通气、搅拌W外外=E=A第71页，讲稿共116张，创作于星期三(2)表面活性剂的稳泡性表面活性剂的稳泡性稳泡剂稳泡剂天然化合物天然化合物高分子化合物高分子化合物合成表面活性剂合成表面活性剂第72页，讲稿共116张，创作于星期三 在肥皂水里加入一小在肥皂水里

32、加入一小匙的匙的砂糖砂糖或少许的或少许的茶叶茶叶，放在阴暗处过夜后，就会发放在阴暗处过夜后，就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳，而且比较不颜色不但鲜艳，而且比较不容易破裂。容易破裂。肥皂，热水肥皂，热水第73页，讲稿共116张，创作于星期三 在制糖、制药、微生物工程、发酵酿造工业以及减压蒸馏、溶液浓缩和机械洗涤过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。3.表面活性剂的消泡作用表面活性剂的消泡作用第74页，讲稿共116张，创作于星期三1 表面张力表面张力2 界面膜的性质界面膜的性质3 表面张力的修复作用表面张力的修复作用4 表面电荷表

33、面电荷5 泡内气体的扩散泡内气体的扩散泡沫的稳定性与那些条件相关呢？泡沫的稳定性与那些条件相关呢？1 降低局部表面张力降低局部表面张力2 破坏界面膜的弹性破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用使其失去自动修复作用3 降低膜黏度降低膜黏度4 固体颗粒固体颗粒第75页，讲稿共116张，创作于星期三消消 泡泡 剂剂1 降低局部表面张力降低局部表面张力2 破坏界面膜的弹性破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用使其失去自动修复作用3 降低膜黏度降低膜黏度4 固体颗粒固体颗粒1 天然油脂、矿物油天然油脂、矿物油2 固体颗粒固体颗粒3 合成表面活性剂合成表面活性剂第76页，讲稿共116张，创作于星期三4.起

34、泡和消泡的应用起泡和消泡的应用(1)起泡作用在灭火中的应用起泡作用在灭火中的应用燃烧的条件：燃烧的条件：温度温度氧气氧气如何灭火呢？如何灭火呢？第77页，讲稿共116张，创作于星期三1 临界胶束浓度临界胶束浓度 CMC4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用 表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂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，多余的分子在体相内部分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这这

35、开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。a极稀溶液极稀溶液 b稀溶液稀溶液cCMCCMC的溶液的溶液的溶液的溶液 d 大于大于 CMCCMC的溶液的溶液的溶液的溶液第78页，讲稿共116张，创作于星期三（a）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，接近于纯水的状态接近于纯水的状态。第79页，讲稿共116张，创作于星期三b）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大为增加表面吸附量大为

36、增加、空气和水的接触相对减、空气和水的接触相对减少，水表面张力下降少，水表面张力下降第80页，讲稿共116张，创作于星期三（c c）表表面面活活性性剂剂浓浓度度逐逐渐渐升升高高，表表面面活活性性剂剂毫毫无无间间隙隙地地密密集集于于液液面面上上，形形成成了了单单分分子子吸吸附附膜膜。空空气气与与水水处处于于完完全全隔隔离离状状态态，表表面面吸吸附附达达饱饱和和。在在溶溶液液内内部部，增增加加表表面面活活性性剂剂,先先是是三三三三两两两两以以疏疏水水基基互互相相靠靠拢拢，形形成成球球形形胶胶束束的的最最初初形形式式。水表面张力急剧下降。水表面张力急剧下降。第81页，讲稿共116张，创作于星期三4.

37、3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用2 胶束结构、形状与大小及其影响因素胶束结构、形状与大小及其影响因素胶束结构示意图胶束结构示意图第82页，讲稿共116张，创作于星期三单体单体二（三）聚体二（三）聚体胶团胶团棒状胶团棒状胶团棒状胶团的六角团棒状胶团的六角团H2O层状胶团层状胶团1.0-3.5nmH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O水柱的六角堆积水柱的六角堆积H2O微乳状液微乳状液表面活性剂结晶表面活性剂结晶油油醇醇胶束结构的变化形态胶束结构的变化形态浓度浓度CMC，形成胶束，大小，形成胶束，大小1100nm 第83页，讲稿共116张，创作于星期三球形

38、胶束球形胶束第84页，讲稿共116张，创作于星期三棒状胶束棒状胶束第85页，讲稿共116张，创作于星期三层状胶束层状胶束第86页，讲稿共116张，创作于星期三临界胶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CMC 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开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。度称为临界胶束浓度。在在CMC附近，表面活性剂溶液的许多性质都附近，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、去污能力等会出现转折，如表面张力、电导率、去污能力等。第87页，讲稿共116张，创作于星期三

39、 可可以以利利用用测测定定表表面面张张力力，电电导导率率等等方方法法达达到到测测定定临临界界胶胶束束浓浓度度目目的的;表表面面活活性性剂剂水水溶溶液液其其浓浓度度只只有有稍稍高高于于其其CMC值值时时，才才能能充充分分显显示示其其作用。作用。第88页，讲稿共116张，创作于星期三 表面活性剂表面活性剂在水溶液中达到在水溶液中达到临界胶束浓度临界胶束浓度后，一些水不后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加溶解度可显著增加并形并形成透明胶体溶液，这种作用即成透明胶体溶液，这种作用即增溶作用增溶作用。定义和特点定义和特点 没有没有两相界面存在两相界面存

40、在是热力学是热力学稳定体系稳定体系溶液的其他物理性质溶液的其他物理性质没有明显改变没有明显改变。4.3 表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用表面活性剂在溶液中形成胶束及其作用3 胶束的增溶作用胶束的增溶作用第89页，讲稿共116张，创作于星期三 在临界胶束浓度以上的表面活性剂溶液中加入少量不溶在临界胶束浓度以上的表面活性剂溶液中加入少量不溶于水的于水的有机物质有机物质时，可得到透明水溶液，这种现象称为时，可得到透明水溶液，这种现象称为增溶增溶增溶增溶。此有机物质叫。此有机物质叫被增溶物质被增溶物质被增溶物质被增溶物质。（1）增溶）增溶（2）原因）原因 不溶于水的有机物质进入胶束内部，呈现热力学不

41、溶于水的有机物质进入胶束内部，呈现热力学上各向同性溶液的缘故。上各向同性溶液的缘故。C CMC第90页，讲稿共116张，创作于星期三（3）增溶量）增溶量 在一定浓度表面活性剂溶液中，所溶解的被增溶在一定浓度表面活性剂溶液中，所溶解的被增溶物质的饱和浓度称为增溶量。物质的饱和浓度称为增溶量。随着浓度的增加，增溶量一般呈线性增大，而且斜率随着浓度的增加，增溶量一般呈线性增大，而且斜率越大，增溶能力越强。越大，增溶能力越强。第91页，讲稿共116张，创作于星期三4.4 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用1 影响表面活性剂在固影响表面活性剂在固/液界面吸附的因素液界

42、面吸附的因素 固体表面性质与表面活性的影响、固体表面性质与表面活性的影响、SAA化学化学结构的影响、温度对结构的影响、温度对SAA的吸附影响、溶液的吸附影响、溶液pH值的值的影响影响第92页，讲稿共116张，创作于星期三4.4 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用2 表面活性剂在固体表面的吸附及利用表面活性剂在固体表面的吸附及利用第93页，讲稿共116张，创作于星期三接触角的示意图：4.4 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用3 固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用第94页，讲稿共116张，创作

43、于星期三第95页，讲稿共116张，创作于星期三第96页，讲稿共116张，创作于星期三Young方程（杨氏方程）方程（杨氏方程）:lsgANM s-l s-g l-g 接触角接触角越小，润湿和渗透作用越好；越小，润湿和渗透作用越好；90不润湿不润湿90润湿润湿=0铺展铺展第97页，讲稿共116张，创作于星期三 这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫润湿作用。润湿作用。在在固体表面固体表面发生定向吸附发生定向吸附第98页，讲稿共116张，创作于星期三 这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表面活性剂叫做面活性剂叫做湿润剂。湿

44、润剂。润湿方面的应用润湿方面的应用1 矿物的泡沫浮选矿物的泡沫浮选2 金属的防锈、缓蚀金属的防锈、缓蚀3 织物的防水、防油处理织物的防水、防油处理4 农药中的应用农药中的应用第99页，讲稿共116张，创作于星期三4.4 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用4 固体分散及表面活性剂的分散作用固体分散及表面活性剂的分散作用第100页，讲稿共116张，创作于星期三4.4 表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用5 表面活性剂与洗涤作用表面活性剂与洗涤作用第101页，讲稿共116张，创作于星期三2 亲水亲油平衡值亲水亲油平衡值及其利用及其

45、利用3 相转变温度与乳化剂的选择相转变温度与乳化剂的选择5 表面活性剂化学结构与化学稳定性表面活性剂化学结构与化学稳定性6 表面活性剂的生物活性表面活性剂的生物活性7 表面活性剂在溶液中的协同效应表面活性剂在溶液中的协同效应4 表面活性剂化学结构域生物降解性表面活性剂化学结构域生物降解性1 表面活性剂的溶解性及对应用的影响表面活性剂的溶解性及对应用的影响4.5 表面活性剂的其他性质及其应用意义表面活性剂的其他性质及其应用意义第102页，讲稿共116张，创作于星期三 表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以1949年，Griffin提出了用一个相对的值即HL

46、B值来表示表面活性剂的亲水性和亲油性的相对大小。规定：石蜡无亲水基，所以HLB=0；油酸的HLB值为1；聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20；十二烷基硫酸 钠为40。其余非离子型表面活性剂的HLB值介于120之间；离子型的表面活性剂的HLB值在140之间。表面活性剂的亲水亲油平衡表面活性剂的亲水亲油平衡(HLB)一、一、一、一、HLBHLB值的概念值的概念值的概念值的概念第103页，讲稿共116张，创作于星期三第104页，讲稿共116张，创作于星期三 阴、阳离子型表面活性剂的阴、阳离子型表面活性剂的HLB值在值在140之间，之间，非离子型表面活性剂的非离子型表面活性剂的HLB值在值在120之间

47、之间 见表见表012040HLB值值石石 蜡蜡油油 酸酸 油酸钾油酸钾十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠 HLB值获得方法有实验法和计值获得方法有实验法和计算法两种，后者较为方便。算法两种，后者较为方便。HLB值值没有绝对值，它是相对于某个标准没有绝对值，它是相对于某个标准所得的值。所得的值。第105页，讲稿共116张，创作于星期三二、HLB值的计算1.估算法表活表活剂剂在水中的形状在水中的形状HLB值值范范围围表活表活剂剂在水中的形状在水中的形状HLB值值范范围围不分散不分散分散不好分散不好强强烈烈搅搅拌后可得乳状分散体拌后可得乳状分散体133668稳稳定的乳状分散体定的乳状分散体半透明至透明分散

48、体半透明至透明分散体透明溶液（完全溶解）透明溶液（完全溶解）810101313以上以上主要用途主要用途HLB值值范范围围主要用途主要用途HLB值值范范围围消泡消泡剂剂W/O型乳化型乳化剂剂O/W型乳化型乳化剂剂1336818润润湿湿剂剂洗洗涤剂涤剂增溶增溶剂剂121513151518HLB值的估计范围值的估计范围不同用途表面活性剂的不同用途表面活性剂的HLB值范围值范围第106页，讲稿共116张，创作于星期三2.基团数法亲亲水基水基基数基数亲亲由基由基基数基数SO4NaCOOKCOONaSO3NaN（叔胺）（叔胺）酯酯（失水山梨醇（失水山梨醇环环）酯酯（自由）（自由）COOHOH（自由）（自由

49、）OOH（失水山梨醇（失水山梨醇环环）(CH2CH2O)38.721.119.111.09.46.82.42.11.91.30.50.33CHCH2CH3CHCF2CF3苯苯环环CH2CH2CH2O-0.475-0.475-0.475-0.475-0.870-0.870-1.662-0.15-0.15-0.15第107页，讲稿共116张，创作于星期三3.质量分数法HLB值=亲水基质量亲水基质量+憎水基质量20=亲水基质量分数（%）20=E20注意：只适合与有聚氧乙烯基的非离子表面活性剂。例 计算聚氧乙烯（10）壬基酚醚（即OP-10）的HLB值。第108页，讲稿共116张，创作于星期三化学化学

50、组组成成商品名商品名HLB化学化学组组成成商品名商品名HLB石蜡石蜡油酸油酸失水山梨醇三油酸失水山梨醇三油酸酯酯失水山梨醇三硬脂酸失水山梨醇三硬脂酸酯酯失水山梨醇失水山梨醇单单油酸油酸酯酯失水山梨醇失水山梨醇单单硬脂酸硬脂酸酯酯聚氧乙聚氧乙烯烯月桂酸月桂酸酯酯-2失水山梨醇失水山梨醇单单棕棕榈榈酸酸酯酯失水山梨醇失水山梨醇单单月桂酸月桂酸酯酯聚氧乙聚氧乙烯烯油酸油酸酯酯-4聚氧乙聚氧乙烯烯十二醇十二醇醚醚-4双十二双十二烷烷基二甲基基二甲基氯氯化化铵铵十四十四烷烷基苯磺酸基苯磺酸钠钠油酸三乙醇胺油酸三乙醇胺聚氧乙聚氧乙烯烯壬基苯酚壬基苯酚醚醚-9Span 85Span 65Span 80Spa