地表水中阴离子表面活性剂测定工作页.doc

活动一 接受任务1 接受检验任务单受学院的委托，对南院实验楼下排实验污水按照GB 7494-1987，对水中阴离子表面活性剂进行测定，独立完成含量测定，并填写检测报告。实验室污水中阴离子表面活性剂检验任务单编号：HBSZ002样品名称实验室污水中阴离子表面活性剂检测样品编号2013092500120130925010样品存放条件室温避光样品处置退回 处置检验依据GB 7494-1987检验项目阴离子表面活性剂测定-亚甲蓝分光光度法任务下达日期20130925任务完成日期20130926检验参照标准GB 6682、GB/T 602、GB/T 603、GB 8170、GB 1250、JJG 196等标准任务下达人检验人员备注样品已领领样人日期检验完成检验员日期参照标准：JJG 196常用玻璃量器检定规程、GB 6682分析实验室用水规格及试验方法、GB/T 602标准溶液的制备、GB/T 603试剂溶液、制剂及制品的制备、GB 8170数值修约规则、GB 1250极限数值的表示方法和判定方法。1 表面活性剂的发展历史公元前2500年1850年 羊油和草木灰制造肥皂羊油三羧酸酯简称三甘酯，经碱水解羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶一方面肥皂开始实现工业化大生产，另一方面，也出现了化学合成的表面活性剂土耳其红油的出现：土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯深度磺化，耐酸耐硬水19世纪初，矿物原料制备洗涤剂石油工业的发展石油硫酸（绿油）蜡和茶的磺化混合物，溶于酸中，呈绿黑色，用碱中和制得。石油磺酸皂具有良好的水溶性，称绿钠（第一个矿物原料制得的洗涤剂）第一次世界大战期间，油脂出现煤炭产量煤化工业发短链烷基、奈磺酸盐类表面活性剂如丙基奈磺酸盐、丁基奈磺酸盐19201930 脂肪醇硫酸化烷基硫酸盐；20世纪30年代，长链烷基、苯基出现于美国第一次世界大战后，德国开发乙二醇衍生物，如聚乙二醇 衍生物产品，聚乙二醇与各种有机化合物（包括醇、酸、酯、胺、酰胺）等结合，形成多种优良性能的非离子表面活性剂。表面活性剂和合成洗涤剂形成一门工业得追溯到本世纪30年代，以石油化工原料衍生的合成表面活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面。经过60余年的发展，1995年世界洗涤剂总产量达到4300万吨，其中肥皂900万吨。据专家预测，全世界人口从2000年到2050年将翻一番，洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000万吨，净增1.4培，这是一个令人鼓舞的数字。中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较晚，但发展较快。1995年洗涤用品总量已达到310万吨，仅次于美国，排名世界第二位。其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，净增4.7倍，并以年平均增长率大于10%的速度增长。据中国权威部门预测，2000年洗涤用品总量将达到360万吨，其中合成洗涤剂将达到65.5万吨。其中产量超万吨的表面活性剂品种计有：直链烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵（AESA）、月桂醇硫酸钠（K12或SDS）、壬基酚聚氧乙烯（10）醚（TX-10）、平平加O、二乙醇酰胺（6501）硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐（石油磺酸盐）、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚（PO-EO共聚物）、脂肪醇聚氧乙烯（3）醚（AEO-3）等。2 发展现状表面活性剂是从20 世纪50 年代开始随着石油化工业的飞速发展而兴起的一种新型化学品，是精细化工的重要产品，享有“工业味精”的美称。它几乎渗透到一切技术经济部门。当今，表面活性剂产量大，品种逾万种。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展更加迅猛，其应用领域从日用化学工业发展到石油、食品、农业、卫生、环境、新型材料等技术部门。但在表面活性剂给人们生活、给工农业生产带来极大方便的同时，也给环境带来了污染，因此，研究表面活性剂发展及其趋势，对表面活性剂工业，乃至我国整体工业经济有着非常重要作用和意义。3 知识介绍3.1表面活性剂表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。表面活性剂范围十分广泛（阳离子、阴离子、非离子及两性），为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护。表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，如个人和家庭护理，以及无数的工业应用中：金属处理、工业清洗、石油开采、农药等。3.2原理通过分子中不同部分分别对于两相的亲和，使两相均将其看作本相的成分，分子排列在两相之间，使两相的表面相当于转入分子内部。从而降低表面张力。由于两相都将其看作本相的一个组分，就相当于两个相与表面活性剂分子都没有形成界面，就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界面，就降低了表面张力和表面自由能。3.3性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。 图2 胶束囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类：阴离子，阳离子，非离子和两性离子（双电子）。表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）。胶束表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。形成胶束的化合物一般为两亲分子，因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外，还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。比如，常用的洗涤剂能够提高水在土壤中的渗透能力，但是效果仅仅持续数日(许多标准洗衣粉含有一定量的化学品，比如钠和溴，由于它们会破坏植物，不适于土壤)。商业土壤润湿剂会持续起效果一段时间，最终还是会被微生物降解。然而，有一些会对水生物的生物循环产生影响，因此必须小心防止这些产品流入地表径流，过量产品不应该洗消。表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟图3 表面活性剂生产车间长链等；根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定位，并在概念内涵上不发生重叠。人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。3.4 按极性基团的解离性质分类1）阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠2）阳离子表面活性剂：季铵化物3）两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型4）非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温） 阴离子表面活性剂a 肥皂类系高级脂肪酸的盐，通式：(RCOO)nM。脂肪酸烃R一般为1117个碳的长链，常见图4 表面活性剂肥皂有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同，又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，电解质亦可使之盐析。碱金属皂：O/W；碱土金属皂：W/O；有机胺皂：三乙醇胺皂b 硫酸化物RO-SO3-M主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在1218个碳之间。硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油。高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠），乳化性很强，且较稳定，较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀，对粘膜有一定刺激性，用作外用软膏的乳化剂，也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。c 磺酸化物R-SO3 - M属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差，但在酸性溶液中不易水解。常用品种有：二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT），十二烷基苯磺酸钠，甘胆酸钠等。 阳离子表面活性剂该类表面活性剂起作用的部分是阳离子，因此称为阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子，所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭）和苯扎溴铵（新洁尔灭）等。 两性离子表面活性剂这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。a 卵磷脂：是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料b 氨基酸型和甜菜碱型：氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO； 甜菜碱型：R-N+(CH3）2-COO。在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用；在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂a 脂肪酸甘油酯：单硬脂酸甘油酯；HLB为34，主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。b 多元醇蔗糖酯：HLB(513)O/W乳化剂、分散剂；脂肪酸山梨坦(Span)：W/O乳化剂；聚山梨酯(Tween)：O/W乳化剂聚氧乙烯型：Myrij(卖泽类，长链脂肪酸酯)；Brij(脂肪醇酯)c 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物：Poloxamer能耐受热压灭菌和低温冰冻，静脉乳剂的乳化剂5 表面活性剂的应用表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。5.1 增溶要求：CCMC（HLB1318）临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。增溶体系为热力学平衡体系；CMC越低、缔合数越大，增溶量（MAC）就越高；温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成，影响增溶质的溶解，影响表面活性剂的溶解度。Krafft点：离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点，Krafft点越高，其临界胶束浓度越小昙点：对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高到一定程度时，溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊，这一现象称为起昙，此温度称为昙点。在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；在碳氢链相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。5.2 乳化作用 亲水亲油平衡值（HLB）：表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验，将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40，非离子型的HLB值在0-20。 混合加和性：HLB=（HLBaWa+HLBb/Wb）/（Wa+Wb） 理论计算：HLB=（亲水基团HLB值）+（亲油基团HLB）-7 HLB：3-8W/O型乳化剂：Span；二价皂 HLB：8-16O/W型乳化剂：Tween；一价皂5.3 润湿作用要求：HLB：7-9。使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。在化妆品行业中，做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。5.4 助悬作用 在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；5.5 起炮和消泡作用 表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中，一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。5.6 消毒、杀菌 在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；5.7 抗硬水性 甜菜碱表面活性剂对钙、镁离子均表现出非常好的稳定性，即自身对钙、镁硬离子的耐受能力以及对钙皂的分散力。在使用过程中防止钙皂的沉淀，提高使用效果。5.8 增粘性及增泡性表面活性剂有对改变溶液体系的作用，增大粘度变稠或增大体系的泡沫，在一些特除的清洗、开采行业有广泛的应用。5.9 去垢、洗涤作用去除油脂污垢是一个比较复杂的过程，它与上面提到的润湿、起泡等作用均有关。最后要说明的是，表面活性剂起作用，并不单单是因为某一方面的作用，很多情况下是多种因素共同作用。如在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。6 发展方向6.1 烷基磷羧酸盐（AEC）工业化制造随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，人们对表面活性剂使用要求也越来越高，即温和、易生物降解和多功能性，强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐（AEC）是8O年代以来，发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种，它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料，经乙氧基化和羧甲基化，制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似，在疏水基和亲水基之间，嵌入一定加成数环氧乙烷，从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能，成为多功能性品种。它在金属加工用方面，效果比相应的醇（酚）醚表面活性剂更好，它具有：（1）对皮肤和眼的刺激性很小。（2）清洗性能，受pH值和温度影响较小。（3）对酸、碱、氯较为稳定。（4）生物降解性能优异。 图5 表面活性剂结构示意图烷基醚羧酸盐国内的应用市场还远远落后于发达国家，随着环保意识的不断加强和人民物质文化水平的不断提高，这类集温和、易生物降解和多功能性于一身的表面活性剂，在金属加工领域内，将发挥更大作用。6.2 新一代表面活性剂Gemini目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，结构示意图见图5，二聚表面活性剂最早被合成于1971年，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini（英文是双子星之意）表面活性剂。表面活性剂Gemini（或称dimeric）是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面括性剂。在Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括性的根本原因。另一方面。在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的Cmini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同，在概念上是一个突破。 图6 炔醇类Gemini表面活性剂Genfini表面活性剂的优良性质：实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质：（1）更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。（2）更易聚集生成胶团。（3）Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。（4）具有很低的Krat相转移点。（5）对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。（6）具有良好的钙皂分散性质。（7）在很多场合，是优良的润湿剂。从理论上讲，在极性头基区的化学键合阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力，因而必定增强碳链之间的结合。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破，而且为实际应用开辟了新的途径。另一方面，由于键合产生的新分子几何形状的改变，带来了若干新形态的分子聚集体，这大大丰富了两亲分子自组织现象，通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。6.3 AB型嵌段高分子表面活性剂涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂，传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定，效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明，在众多类型的高分子分散剂中，效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看，AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂，A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态，A嵌段是亲颜料的锚固基团，B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团，通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面，由于含有多个吸附点，可以有效地防止分散剂分子脱附，使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团，分别适用于极性和非极性溶剂。典型的AB嵌段型高分子表面活性剂结构如图3所示。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用，所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求，希望可以形成厚度适中且均一的吸附层，如果B段过长，可能会起架桥作用，引起分散体系黏度增加，甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时，可以达到最好的稳定效果。图7 AB嵌段型高分子表面活性剂合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向，这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合(GTP）、原子转移游离基聚合（ATRP）、硝酰基聚合（NMP）和可逆加成分裂链段转移聚合（RAFT）是当今最常用的受控聚合技术，利用这些技术，选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构，可以选择不同的单体，按设计的次序进行排列，最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物，如果采用常规的方法，即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。6.4 Bola型表面活性剂Bola型表面活性剂是由两个极性头基用一根或多根疏水链连接键合起来的化合物，它因形似南美土著人的一种武器Bola（一根绳子的两端各连接一个球）而得名，最简单的Bola型表面活性剂结构如图3所示。当连接基团的数量和方式不同时，Bola化合物根据分子形态可划分为3种类型，即单链型、双链型和半环型。由于分子链的两端同时存在2个头基，容易产生分子间相互作用，或者粒子间架桥作用，从而使分散体系性能有所不同。涂料体系中用到的ABA型高分子分散剂和缔合型增稠剂就属于Bola型表面活性剂，但是分子体积要比普通Bola表面活性剂大很多，属于高分子类型，相对分子质量通常为500030000。缔合型增稠剂可以克服传统增稠剂流动性低、流平性差、刷痕重和辊涂易飞溅等缺陷，是水性涂料助剂领域最重要的发展之一，聚氨酯缔合型增稠剂是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，属于非离子型缔合增稠剂。聚氨酯缔合型增稠剂以其优异的流平性能而成为高档建筑乳胶涂料不可取代的流变学助剂，其分子结构与增稠原理完全不同于传统增稠剂，其流变学特性也表现出与众不同的特点。缔合型增稠剂结构特点是疏水基封端，它由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团3部分组成。典型的缔合型增稠剂如图4所示。图8 Bola型大分子表面活性剂分子两端的疏水基团起缔合作用，相当于Bola型表面活性剂的2个端头基，是增稠的决定因素，通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。亲水链相当于Bola型表面活性剂的连接链，能提供化学稳定性和黏度稳定性，常用的是聚醚，如聚氧乙烯及其衍生物。缔合型增稠剂的分子链是通过聚氨酯基团来扩展的，所用聚氨酯有IPDI、TDI和HMDI等。这样的分子结构使缔合型增稠剂分子可以像大分子表面活性剂一样形成胶束，亲水端与水分子以氢键缔合，疏水端与乳液粒子、表面活性剂等的疏水结构吸附缔合在一起，在水中形成立体网状结构，达到增稠的效果。6.5 Dendrimer型表面活性剂Dendrimer就是树枝状大分子，它是从一个中心核分子出发，由支化单体逐级扩散伸展开来的结构，或者由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的。目前已经有聚醚、聚酯、聚酰胺、聚芳烃、聚有机硅等类型。树枝状大分子的特性是其分子结构规整，分子体积、形状和末端官能团可在分子水平上设计与控制，因此成为高分子学科的热门课题。按照需求对其端基进行改性，就得到相应的树枝状大分子表面活性剂。树枝状大分子也引起涂料界的关注，开发出该种类型的分散剂、交联剂和专用树脂等。树枝状表面活性剂用作涂料分散剂有两方面优势，首先，通过对其端基修饰，可以产生多个颜料亲和基团，加强与颜料的相互作用。其次，由于分子结构一致，且形状近似椭球形，在分散体系中比较容易获得较低黏度。超支化聚氨酯用聚乙二醇或环氧丙烷共聚物改性，是一种新型的高固体分、溶剂性或水性涂料的颜料分散剂。以商品化的超支化聚酯、聚酯-酰胺、聚乙烯亚胺为骨架，加以改性开发的核-壳型颜料锚固机制的分散剂，其优点是在低黏度下具有颜料分散稳定性。6.6 低泡或无泡表面活性剂低泡或无泡表面活性剂就是在原有的表面活性剂基础上进行改性，使其原有的发泡基团失去或降低发泡性，也有用异构醇加EO和PO进行嵌段来调节泡沫大小生产而成的。目前市场有低泡表面活性剂LT-601，无泡表面活性剂8550、8551。思考题：1 表面活性剂分子结构具有两亲性：一端为 ，另一端为 。表面活性剂分为 和 等两大类。2 表面活性剂由于具有 、 、起泡或消泡以及增溶、分散、 、防腐、 等一系列物理化学作用及相应的实际应用。3 公元前2500年1850年 和 制造肥皂。4 土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物， 为蓖麻 的三甘酯。5 请举出生活中遇到的(使用的)三种以上表面活性剂教师评价表序号评价点不理解基本理解基本掌握掌握1对接任务单意义和作用的理解2对“表面活性剂结构”的理解3对“表面活性剂分类”的理解4能快速读(学)学习资料5能做好学习笔记和资料的整理6能展示自己的学习成果7能认真倾听他人的介绍与总结8能对别人的成果提出自己建议总体评价 学生评价表序号评价点不认真具体有限具体有效1对学生从任务单中提取要素进行引导2对学习“表面活性剂结构”进行引导3对学习“表面活性剂分类”进行引导4对学生提高学习兴趣进行引导5对笔记和资料的整理进行引导6对展示自己的学习成果进行引导7对尊重他人成果提出明确要求总体评价 小组评价表序号评价点评价结果1参与读任务单的程度2能准确说明工作任务3能说出标准的格式(概念)4认真倾听他人的介绍与总结总体评价 活动二 制定检测计划1 读标准1.1 实验原理：1.2 实验用试剂1）氢氧化钠溶液(NaOH)：1mol/L2）硫酸(H2SO4)：0.5mol/L3）氯仿(CHCl3)4）5）6）亚甲基蓝溶液7）洗涤液8）酚酞指示剂溶液9）玻璃棉或脱脂棉在索氏抽提器（3）中用氯仿（3）提取4h后，取出干燥，保存在清洁的玻璃瓶中待用。思考题：1）制备氢氧化钠(1mol/L)溶液时应有哪些注意事项？2）制备硫酸(0.5mol/L)溶液时应有哪些注意事项？3）直链烷基磺酸钠贮备溶液时应有哪些注意事项？4）直链烷基苯磺酸钠标准溶液时应有哪些注意事项？5）亚甲基蓝溶液制备时应有哪些注意事项？6）制备洗涤液时应有哪些注意事项？7）索氏抽提器的工作原理和操作中的注意事项是什么？原理 利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质每一次都能为纯的溶剂所萃取，所以萃取效率较高。萃取前应先将固体物质研磨细，以增加液体浸溶的面积。然后将固体物质放在滤纸套内，放置于萃取室中。如图安装仪器。当溶剂加热沸腾后，蒸汽通过导气管上升，被冷凝为液体滴入提取器中。当液面超过虹吸管最高处时，即发生虹吸现象，溶液回流入烧瓶，因此可萃取出溶于溶剂的部分物质。就这样利用溶剂回流和虹吸作用，使固体中的可溶物富集到烧瓶内。注意事项:1测定用样品、抽提器、抽提用有机溶剂都需要进行脱水处理。 第一，抽提体系中有水，会使样品中的水溶性物质溶出，导致测定结果偏高；第二，抽提体系中有水，则抽提溶剂易被水饱和（尤其是乙醚，可饱和约2%的水），从而影响抽提效率；第三，样品中有水，抽提溶剂不易渗入细胞组织内部，结果不易将脂肪抽提干净。 2.试样粗细度要适宜。 试样粉末过粗，脂肪不易抽提干净；试样粉末过细，则有可能透过滤纸孔隙随回流溶剂流失，影响测定结果。 3.索氏抽提法测定脂肪最大的不足是耗时过长。 如能将样品先回流12次，然后浸泡在溶剂中过夜，次日再继续抽提，则可明显缩短抽提时间。 4.必须十分注意乙醚的安全使用。 抽提室内严禁有明火存在或用明火加热。乙醚中不得含有过氧化物，保持抽提室内良好通风，以防燃爆。乙醚中过氧化物的检查方法是：取适量乙醚，加入碘化钾溶液，用力摇动，放置1min，若出现黄色则表明存在过氧化物，应进行处理后方可使用。处理的方法是：将乙醚放入分液漏斗，先以1/5乙醚量的稀KOH溶液洗涤23次，以除去乙醇；然后用盐酸酸化，加入1/5乙醚量的FeSO4或Na2SO3溶液，振摇，静置，分层后弃去下层水溶液，以除去过氧化物；最后用水洗至中性，用无水CaCl2或无水Na2SO4脱水，并进行重蒸馏。 1.3 实验用仪器1）(可见或可见紫外)分光光度计 检测用波长为652nm，见到此波长时，应思考该溶液的颜色(提示：溶液吸收的颜色)。活塞为什么要用聚四氟乙烯2）分液漏斗250mL、聚四氟乙烯(PTFE)活塞3）索氏抽提器：250mL平底烧瓶，35160mm抽出筒，蛇形冷凝管。2 整理试剂使用计划试剂名称(含分子式)试剂规格用 途1氢氧化钠溶液1mol/L化学纯CP级取适量的氢氧化钠饱和溶液与烧杯中，加适量的无二氧化碳蒸馏水，冷却，倒入试剂瓶中，待用。2硫酸(H2SO4)0.5mol/L3氯仿(CHCl3)4567893 仪器使用计划仪器名称规 格用 途1分光光度计2分液漏斗250mL将两种互不相容的液体进行分离3索氏抽提器4 溶液制备计划 整理需要制备溶液量制备溶液名称制备方法制备量1氢氧化钠溶液1mol/L200mL2硫酸(H2SO4)0.5mol/L 200mL3氯仿(CHCl3)45678910g/L酚酞指示剂5 检验操作计划和填写检验报告工作项目所用时间说明1读检测标准(其他相关内容的学习)2列出实验室检验工作计划3溶液准备4检验测定和结果计算5填写检验记录与报告及测后工作教师评价表序号评价点不理解基本理解基本掌握掌握1对从标准中提取工作计划过程的理解2对读安全技术使用说明书和试剂标签理解3对整理实验用仪器工作程序梳理的理解4对检测工作程序梳理的理解5对检测工作时间说明梳理的理解6能展示自己的学习成果7能认真倾听他人的介绍与总结8能对别人的成果提出自己建议总体评价 学生评价表序号评价点不认真具体有限具体有效1对学生从标准中提取工作计划要素进行引导2对“读安全技术使用说明书和试剂标签”进行引导3对“实验用仪器工作程序梳理工作计划”进行引导4对“检测工作程序梳理工作计划”进行引导5对“检测工作时间说明梳理工作计划”进行引导6对笔记和资料的整理进行引导7对展示自己的学习成果进行引导8对尊重他人成果提出明确要求总体评价 小组评价表序号评价点评价结果1参与制备工作计划的程度2能准确说明工作任务3能说出工作计划基本内容(格式)4认真倾听他人的介绍与总结总体评价 活动三 检测前准备工作1 样品的保存思考题1）样品瓶为什么要用甲醇清洗？2）在4冰箱中保存期为多长时间？3）若想长时间保存样品(4天或8天)，则对样品应任何处理？4）在长时间保存时，加氯仿的作用是什么？任何判断“需用氯仿饱和水样”？2 实验检验原理阳离子染料(亚甲基蓝)与阴离子表面活性剂(包括直链烷基苯磺酸钠、烷基磺酸盐和脂肪醇硫酸钠)作用，生成蓝色的离子对化合物，这类能与亚甲基蓝作用的物质统称亚甲基蓝活性物质(MBAS)。生成的显色物可被三氯甲烷萃取，其色度与浓度成正比，并可用分光光度计在652nm处测量三氯甲烷萃取液的相关吸光度。思考题1）在上述反应中， 为显色剂，其用量对显色反应有无影响？2）萃取操作过程中，应有哪些注意事项？为什么？3）在调节分光光度计仪器波长时应有哪些注意事项？为什么？4）在测量三氯甲烷萃取液的相关吸光度时应有哪些注意事项？为什么？3 干扰物及消除方法此测定项目的干扰物有三大类：与亚甲基蓝反应，生成有色物的有机、无机盐；与亚甲基蓝反应，消耗亚甲基蓝的还原性物质；能被三氯甲烷萃取的有色物。讨论与展示提示三类干扰物及消除方法有机硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐、酚类、无机硫氰酸盐、硝酸盐和氯化物等，均能与亚甲基蓝反应，生成有色物而产生正干扰，可用溶液反洗法消除部分干扰；与亚甲基蓝反应，消耗亚甲基蓝还原性物质的消除方法可以将溶液调至碱性(pH9)，滴加适量过氧化氢氧化剂，将还原物质氧化，消除干扰；用离子交换树脂、氧化剂、还原剂等方法，消除有色物的干扰。要求：用实例进行分析。教师评价表序号评价点不理解基本理解基本掌握掌握1对学习材料的学习与理解2对读“样品保存”操作的掌握与理解3对“实验检验原理”的掌握与理解4对“干扰物及消除”的掌握与理解5对“干扰物消除方法”的分析6对整体时间的掌握与优化7能展示自己的学习成果8能认真倾听他人的介绍与总结总体评价 学生评价表序号评价点不认真具体有限具体有效1及时引导学生对学习材料进行学习2及时引导学生对“样品保存”相关操作的学习3引导学生对“实验检验原理”中相关操作的学习4引导学生对“干扰物及消除”讲解与要求5引导学生对“干扰物消除方法”进行分析6及时对学生进行时间优化思路的引导7对笔记和资料的整理进行引导8对展示自己的学习成果进行引导9对尊重他人成果提出明确要求总体评价 小组评价表序号评价点评价结果1参与准备工作的程度2能准确说明工作任务与要求3能快速说出操作项目和操作步骤4能独立准确说出操作项目注意事项5能独立完整的做完思考与讨论题6认真倾听他人的介绍与总结总体评价 活动四 表面活性剂含量测定1 校准实验记录表项 目12345蒸馏水(mL)100999795931.00g/L直链烷基苯磺酸钠(mL)0.001.003.005.007.00氢氧化钠、硫酸调节溶液酸度亚甲基蓝溶液(mL)2525252525溶液吸光度值(A)项 目678910蒸馏水(mL)91898785801.00g/L直链烷基苯磺酸钠(mL)9.0011.0013.0015.0020.00氢氧化钠、硫酸调节溶液酸度亚甲基蓝溶液(mL)2525252525溶液吸光度值(A)2 样品含量测定2.1 标准工作曲线制备操作步骤见GB 7494-1987中6.3 测定方法在6.3中包括：1）在分液漏斗中对水样进行调节酸度处理；2）加亚甲基蓝和氯仿进行萃取操作。在萃取操作中需要加异丙醇做破乳剂和及时放气，同时要防止漏液等操作问题；3）将萃取液放入洗涤液(盐析作用)，并进行三次萃取，合并萃取液，将萃取液过玻璃棉或脱脂棉后，定容到50mL容量瓶中(用三氯甲烷做溶剂)；4）样品的吸光度测定时，要润洗三次比色皿，以三氯甲烷做参比，快速测定吸光度值。3 平行测定两次4 计算方法： c = m/V式中：c-水样中亚甲基蓝活性物(MBAS)的浓度，mg/L；m-从校准曲线上读取的表观LAS质量，；V-试份的体积，mL测定结果以三位小数表示。思考题1）在分液漏斗中，对水样进行酸度调节处理时，应任何判断处理是否到位？2）在萃取操作中，为什么要进行排气操作？在操作过程中应有哪些注意事项？3）本项目平行实验应任何操作？操作过程中应有哪些注意事项？4）在操作过程中应任何防止三氯甲烷的挥发？气提萃取装置教师评价表序号评价点不理解基本理解基本掌握掌握1对移液操作基本点的掌握2对定容操作基本点的掌握3对分光光度计操作规范4对平行操作概念的掌握与应用5对检测表格填写要点的掌握与应用6对实验室操作过程中安全、卫生等管理7能认真倾听他人的介绍与总结总体评价 学生评价表序号评价点不认真具体有限具体有效1对学生移液操作的引导2对学生定容操作的引导3对学生分光光度计操作的引导4对学生平行操作的引导5对学生检测表格填写的引导6对学生实验过程中仪器摆放的引导7对学生实验台面洁净程度的引导8对学生操作过程中组织纪律性的要求9对尊重他人成果提出明确要求总体评价 小组评价表序号评价点评价结果1参与实验的程度和规范性操作2认真练习，掌握相关基本操作3实验室内组织纪律性表现4安全操作，完成好实验台面整理工作总体评价 活动五 总结与拓展月桂基磺化琥珀酸单酯二钠（DLS）一、英文名： DisodiumMonolaurylSulfosuccinate二、化学名：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学结构式:ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特性1. 常温下为白色细腻膏体，加热后（70）为透明液体；2. 泡沫细密丰富；无滑腻感，非常容易冲洗；3. 去污力强，脱脂力低，属常见的温和性表面活性剂；4. 能与其它表面活性剂配伍，并降低其刺激性；5. 耐硬水，生物降解性好，性能价格比高。五、技术指标： 1.外观（25）： 纯白色细腻膏状体 2.含量（%）： 48.050.0 3.Na2SO3（%）： 0.50 4.pH值（1%水溶液）： 5.57.0六、用途与用量：1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。2.推荐用量：1060%。脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名：DisodiumLaureth(3)Sulfosuccinate二、化学名：脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠三、化学结构式：RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa四、产品特性：1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能；2.刺激性低，且能显著降低其他表面活性剂的刺激性；3.泡沫丰富细密稳定；性能价格比高；4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能；5.复配性能好，能与多种表面活性剂和植物提取液（如皂角、首乌）复配，形成十分稳定的体系，创制天然用品；6.脱脂力低，去污力适中，极易冲洗且无滑腻感。五、技术指标：1.外观（25）：无色至浅黄色透明粘稠液体2.