精细化工概论_02表面活性剂

1、 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 我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性我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。剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表人为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。面活性剂，人也没有了。 英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint 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

2、转移催化剂相转移催化剂 织物柔软剂织物柔软剂 6 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 指甲油指甲油 香香 水水 表面张力与表面活性表面张力与表面活性 当任意两相接触时当任意两相接触时, , 两相之间决非是一个没有两相之间决非是一个没有 厚度的纯几何面厚度的纯几何面, ,而是一个具有相当厚度的过渡而是一个具有相当厚度的过渡 区区, , 这一过渡区通常称之为这一过渡区通常称之为界面界面。 若其中一相为气体，这种界面通常称为若其中一相为气体，这种界面通常称为表面表面。 但由于历史的原因但由于历史的原因, , 这两个概念常常混用。这两个概念常常混用

3、。 常见的界面有：常见的界面有：气气- -液液界面，界面，气气- -固固界面，界面，液液 - -液液界面，界面，液液- -固固界面，界面，固固- -固固界面。界面。 气气- -液界面液界面 气气-固界面固界面 液液-液界面液界面 液液-固界面固界面 气气相相 液液相相 纯液体纯液体通过收缩表通过收缩表 面积降低表面张力面积降低表面张力 纯固体纯固体通过吸附通过吸附 降低表面张力降低表面张力 n类型类型1 1： 随溶液浓度增加随溶液浓度增加 ，溶液的表面张，溶液的表面张 力稍有升高。如力稍有升高。如 酸碱盐，多酸碱盐，多-OH-OH 化合物化合物 n溶质自动离开表溶质自动离开表 面进入溶液本体面

4、进入溶液本体 ，使表面张力下，使表面张力下 降，负吸附。降，负吸附。 溶液表面张力溶液表面张力 类型类型2 2： n随溶液浓度增随溶液浓度增 加，溶液的表加，溶液的表 面张力缓慢下面张力缓慢下 降。如低级脂降。如低级脂 肪酸、醇、醛肪酸、醇、醛 等。等。 溶液表面张力溶液表面张力 n类型类型3 3： 加入少量某溶质后加入少量某溶质后 ，表面张力急剧下，表面张力急剧下 降。降。 溶质自动从溶液本体富溶质自动从溶液本体富 集到表面层，表面浓度集到表面层，表面浓度 增加，进一步降低表面增加，进一步降低表面 张力，正吸附。张力，正吸附。 溶液表面张力溶液表面张力 n表面活性剂表面活性剂 在很低的浓度范

5、围内，能显著降低在很低的浓度范围内，能显著降低 物质表面张力，并且有某些特定结构和物质表面张力，并且有某些特定结构和 特定功能的有机化合物。特定功能的有机化合物。 第一节第一节 表面活性剂表面活性剂 的结构及性能的结构及性能 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 表面活性剂的表面活性剂的 结构特征：分子中结构特征：分子中 同时含有两种不同同时含有两种不同 类型的基团，一个类型的基团，一个 是能溶于水的基是能溶于水的基 团团亲水基；另亲水基；另 一个是不溶于水易一个是不溶于水易 溶于烃类溶剂的基溶于烃类溶剂的基 团团亲油基。亲油基。 表面活性剂分子表面活性剂分子 非极

6、性烃链（疏水）非极性烃链（疏水） 极性基团（亲水）极性基团（亲水） H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C OH C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C O 硬脂酸硬脂酸 胶束的形成胶束的形成 两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极 性部分会性部分会互相吸引互相吸引，从而使得分子自发形成，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

7、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。 胶束胶束 临界胶束浓度临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration 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，胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 （a）是极稀溶液，界面上没

8、聚集很多的表面）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，水的表面张力活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力 下降不多，下降不多，接近于纯水的状态接近于纯水的状态。 b）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上， 即即表面吸附量大为增加表面吸附量大为增加、空气和水的接触相、空气和水的接触相 对减少，水表面张力下降对减少，水表面张力下降 （c c）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间隙）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，形成了地密集于液面上，形成了单分子吸附膜单分子吸附膜。空气与水处。空气与水处 于完全隔离状态，于

9、完全隔离状态，表面吸附达饱和表面吸附达饱和。在溶液内部，增。在溶液内部，增 加表面活性剂加表面活性剂, ,先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成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球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。水表面张力急剧下降。 胶束结构示意图胶束结构示意图 球形胶束球形胶束 棒状胶束棒状胶束 层状胶束层状胶束 临界胶束浓度临界胶束浓度 临界胶束浓度简称临界胶束浓度简称CMC 表面活性剂在溶表面活性剂在溶 液中液中开始形成胶束的开始形成胶束的 最低浓度称为临界胶最低浓度称为临界胶 束浓度。束浓度。 在在CMC附近，表面活性剂溶液的许多性质附近，表面活性剂溶液的许多性质

10、 都会出现转折，如表面张力、电导率、去污都会出现转折，如表面张力、电导率、去污 能力等能力等. 可以利用测可以利用测 定表面张力，定表面张力， 电导率等方电导率等方 法达到测定法达到测定 临界胶束浓临界胶束浓 度目的度目的; 表 面 活表 面 活 性 剂 水 溶性 剂 水 溶 液 其 浓 度液 其 浓 度 只 有 稍 高只 有 稍 高 于其于其CMC 值 时 ， 才值 时 ， 才 能 充 分 显能 充 分 显 示其作用。示其作用。 CMC 影响影响CMC值的因素值的因素 n疏水基疏水基， n不饱和键不饱和键， n疏水基上带有极性基团（疏水基上带有极性基团（-F,-Cl），）， n亲水基越靠近烃

11、链的中部，亲水基越靠近烃链的中部， n亲水基对表面活性剂的亲水基对表面活性剂的CMC影响不大影响不大 n非离子型表面活性剂的非离子型表面活性剂的CMC大于离子型大于离子型 表面活性剂表面活性剂 CMC CMC CMC CMC 越大越大 CMC越小越小，表面活性，表面活性 胶束的作用胶束的作用 乳化作用乳化作用 泡沫作用泡沫作用 分散作用分散作用 增溶作用增溶作用 催化作用催化作用 润湿作用润湿作用 乳化作用乳化作用 分散作用分散作用 起泡与消泡起泡与消泡 增溶作用增溶作用 洗涤作用洗涤作用 肥皂、洗涤剂肥皂、洗涤剂 化妆品化妆品 食品加工食品加工 纺织工业纺织工业 金属加工金属加工 石油、建筑

12、石油、建筑 功能功能 应用应用 第二节第二节 表面活性剂的应用原理表面活性剂的应用原理 一、润湿作用一、润湿作用 润湿润湿是固体表面的气体被液体所取代的过程是固体表面的气体被液体所取代的过程 接触角的示意图： 润湿作用的大小可通过润湿作用的大小可通过接触角接触角的大小表示。的大小表示。 接触角：接触角：液体表面与固体表面的夹角。液体表面与固体表面的夹角。 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 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

13、做湿润剂湿润剂 润湿方面的应用润湿方面的应用 1 农药中的应用农药中的应用 2 矿物的泡沫浮选矿物的泡沫浮选 3 织物的防水、防油处理织物的防水、防油处理 1、增加润湿作用：、增加润湿作用： 农药喷洒农药喷洒：由于大多植物叶子都是非：由于大多植物叶子都是非 极性表面，不被农药液体润湿，造成极大极性表面，不被农药液体润湿，造成极大 浪费且杀虫效果差，加入表面活性剂，提浪费且杀虫效果差，加入表面活性剂，提 高润湿程度，即可大大提高药效。高润湿程度，即可大大提高药效。 浮游选矿的原理图浮游选矿的原理图 选择合适的捕集剂，使选择合适的捕集剂，使 它的亲水基团只吸在它的亲水基团只吸在矿砂矿砂 的表面，憎

14、水基朝向水。的表面，憎水基朝向水。 当矿砂表面有当矿砂表面有5%被被 捕集剂覆盖时，就使表捕集剂覆盖时，就使表 面产生憎水性，它会附面产生憎水性，它会附 在气泡上一起升到液面，在气泡上一起升到液面， 便于收集。便于收集。 气泡的作用气泡的作用 2、矿物泡沫浮选、矿物泡沫浮选 矿石表面与一般岩石表面不同，它是极性的亲矿石表面与一般岩石表面不同，它是极性的亲 水表面，对表面活性剂有较强的吸附作用。水表面，对表面活性剂有较强的吸附作用。 首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入捕捕 集剂和起泡剂集剂和起泡剂等表面活性剂。等表面活性剂。 搅拌并从池底鼓气，带

15、有有效矿粉的气泡聚集表面，搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面， 收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。 不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。 矿物泡沫浮选矿物泡沫浮选 3 织物的防水、防油处理织物的防水、防油处理 降低润湿作用：降低润湿作用： 棉布纤维中有醇羟基呈亲水性，易被水润湿，棉布纤维中有醇羟基呈亲水性，易被水润湿， 若用表面活性剂处理，其极性基与棉布纤维上的若用表面活性剂处理，其极性基与棉布纤维上的 醇羟基结合，非极性基朝外，使棉布变成疏水物醇羟基结合，非极性基朝外，使棉布变成疏水物 质，这种棉

16、布可做成雨衣，既防雨又透气。质，这种棉布可做成雨衣，既防雨又透气。 稳定分散体：涂料、墨水、药剂。稳定分散体：涂料、墨水、药剂。 破坏分散体：冶金、污水处理。破坏分散体：冶金、污水处理。 二、分散作用二、分散作用 表面活性剂能降低液体与固体微小粒子表面活性剂能降低液体与固体微小粒子 的表面张力，并在固体物质微粒周围形成一的表面张力，并在固体物质微粒周围形成一 层亲水、稳定的吸附膜，使固体粒子均匀的层亲水、稳定的吸附膜，使固体粒子均匀的 分散、悬浮在溶液中的作用即为分散作用。分散、悬浮在溶液中的作用即为分散作用。 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 三、

17、乳化与破乳作用三、乳化与破乳作用 三、乳化与破乳作用三、乳化与破乳作用 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一种不相混 溶溶的液体中所形成的多相的液体中所形成的多相分散体系分散体系，称为，称为乳状液乳状液。这。这 种形成乳状液的过程称为种形成乳状液的过程称为乳化乳化。 分散相分散相 (内相、不连续相内相、不连续相) 分散介质分散介质 (外相、连续相外相、连续相) 水相水相 / 油相油相 乳化剂的作用乳化剂的作用 表面活性剂表面活性剂 在分散相表面在分散相表面 形成保护膜形成保护膜 降低界面张力降低界面张力 乳状液的类型及形成乳状液的类型及形成 乳状液的类型和鉴

18、别乳状液的类型和鉴别 1 水包油水包油 O / W 2 油包水油包水 W / O 3 套圈型套圈型 强烈振荡强烈振荡 油油 水水 水包油型水包油型(O/W) 油包水型油包水型(W/O) 乳状液的形成乳状液的形成 天然乳化液天然乳化液 人工乳化液人工乳化液 牛奶牛奶 油包水（油包水（W/O）型）型 奶油奶油 水包油（水包油（O/W）型）型 乳乳 多重型（多重型（W/O/W）型）型 冰淇淋冰淇淋 椰奶椰奶 影响乳状液稳定性的因素影响乳状液稳定性的因素 n两相的密度差两相的密度差 n粒子大小的分布粒子大小的分布 12m n黏度黏度 n搅拌速度搅拌速度 n温度温度 乳状液是不稳定体系乳状液是不稳定体系

19、 ！ 乳化和破乳的应用乳化和破乳的应用 农药生产、涂料、沥青乳化农药生产、涂料、沥青乳化 食品、化妆品、洗涤用品食品、化妆品、洗涤用品 乳液聚合乳液聚合 四、起泡和消泡作用四、起泡和消泡作用 打开啤洒、香槟瓶即有大量泡打开啤洒、香槟瓶即有大量泡 沫出现等，沫出现等，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。 液体泡沫液体泡沫 也是本节要讨论的主要内容。也是本节要讨论的主要内容。 “泡泡”就是由液体薄膜包围着气体。就是由液体薄膜包围着气体。 泡沫的形成及其稳

20、定性泡沫的形成及其稳定性 “泡沫泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。是气体分散于液体中的分散体系。 69 起泡剂 肥皂泡：肥皂分子的亲水基向内部，肥皂泡：肥皂分子的亲水基向内部， 疏水基向着外部（空气）排列，最后形成疏水基向着外部（空气）排列，最后形成 双分子膜结构双分子膜结构； 70 泡沫生成原理：泡沫生成原理： -对表面活性剂溶液进行对表面活性剂溶液进行机械机械 搅拌搅拌，使空气进入溶液中，从而，使空气进入溶液中，从而 被周围的溶液包围被周围的溶液包围形成气泡形成气泡，即，即 液体薄膜包围着气体，由于液体液体薄膜包围着气体，由于液体 的浮力上升到表面，最终的浮力上升到表面，最终逸出液逸出液

21、 面形成双分子膜面形成双分子膜，在形成泡沫的，在形成泡沫的 双分子膜之间含有大量表面活性双分子膜之间含有大量表面活性 剂溶液。剂溶液。 71 起泡剂的起泡机理 起泡剂能起泡剂能降低气降低气- -液界面张力液界面张力，使泡沫系统相对稳，使泡沫系统相对稳 定。定。 包围气体的液膜两侧形成包围气体的液膜两侧形成双层吸附双层吸附，亲水基在液，亲水基在液 膜内形成水化层，使液相黏度增高，使液膜稳定。膜内形成水化层，使液相黏度增高，使液膜稳定。 起泡剂的亲油基相互吸引、拉紧，从而使得起泡剂的亲油基相互吸引、拉紧，从而使得吸附吸附 层的强度层的强度提高。提高。 离子型表面活性剂因电离而使泡沫带电，它们之离子

22、型表面活性剂因电离而使泡沫带电，它们之 间的间的相互排斥力相互排斥力阻碍了它们的接近和聚集。阻碍了它们的接近和聚集。 洗涤去污洗涤去污 泡沫浮选泡沫浮选 食品食品 CO2泡沫灭火剂。泡沫灭火剂。 起泡剂的应用起泡剂的应用 在制在制糖糖、制、制药药、微生物微生物工程、发酵工程、发酵酿造酿造工业工业 以及以及减压蒸馏减压蒸馏、溶液、溶液浓缩浓缩和机械和机械洗涤洗涤过程中过程中 泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄泡沫太多，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。膜强度，消除气泡，防止事故。 表面活性剂的消泡作用表面活性剂的消泡作用 消消 泡泡 剂剂 1 降低局部表面张力降低局部

23、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 消泡剂消泡剂是指能够破除已经存在的泡沫的物质。是指能够破除已经存在的泡沫的物质。 抑泡剂抑泡剂是指能够阻止泡沫的产生的物质。是指能够阻止泡沫的产生的物质。 无论是无论是消泡剂消泡剂或是或是抑泡剂抑泡剂，都是，都是易于在溶液表面铺展易于在溶液表面铺展 的液体的液体。当消泡剂吸附、铺展于液膜上时，液膜的局部。当消泡剂吸附、铺展于液膜上时，液膜的局部 表面张力便降低，同时

24、带走液膜下层邻近液体，导致液表面张力便降低，同时带走液膜下层邻近液体，导致液 膜变薄，泡沫破裂。膜变薄，泡沫破裂。 消泡剂消泡剂在溶液表面上铺展得越快，则液膜变得越在溶液表面上铺展得越快，则液膜变得越 薄，消泡作用也就越强。一般要求具有消泡能力的薄，消泡作用也就越强。一般要求具有消泡能力的 液体具有足够低的表面张力，以便它们能够在已有液体具有足够低的表面张力，以便它们能够在已有 的或将要有的泡膜上自动铺展。的或将要有的泡膜上自动铺展。 五、增溶作用五、增溶作用 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临界 胶束浓度胶束浓度后，一些水不溶性或微后，一些水不溶性或微 溶性物质在胶束溶液

25、中的溶解度溶性物质在胶束溶液中的溶解度 可显著增加并形成透明胶体溶液，可显著增加并形成透明胶体溶液， 这种作用即这种作用即增溶作用增溶作用。 s / 溶解度溶解度 C / % cmc 增溶剂增溶剂能产生增溶作用的表面活性剂。能产生增溶作用的表面活性剂。 增溶物增溶物被被“溶解溶解”的物质。的物质。 增溶作用与乳化作用不同：增溶作用与乳化作用不同： n增溶作用增溶作用可使被溶物的表面自由能大大降可使被溶物的表面自由能大大降 低，使整个系统更加稳定。低，使整个系统更加稳定。乳状液乳状液随着分随着分 散相增多，系统的表面自由能增加，系统散相增多，系统的表面自由能增加，系统 不稳定。不稳定。 n增溶增

26、溶后不存在两相，溶液是透明的后不存在两相，溶液是透明的 。乳乳 状液状液是分散相，溶液是浑浊的。是分散相，溶液是浑浊的。 增溶作用的方式增溶作用的方式 1 1 非极性分子在胶束内的增溶非极性分子在胶束内的增溶 在胶束内部，被增在胶束内部，被增 容的物质完全处于容的物质完全处于 非极性环境中。非极性环境中。 2 2 在表面活性剂分子间的增溶在表面活性剂分子间的增溶 分子结构与表面活性剂分子结构与表面活性剂 类似的极性有机化合物类似的极性有机化合物 栅栏之间甚至拉入内部。栅栏之间甚至拉入内部。 3 在胶束表面的吸附增溶在胶束表面的吸附增溶 既不溶于水也不溶于油既不溶于水也不溶于油 的小分子极性有机

27、化合的小分子极性有机化合 物在胶束表面增容物在胶束表面增容 4 聚氧乙烯基间的增溶聚氧乙烯基间的增溶 以聚氧乙烯基为亲水基以聚氧乙烯基为亲水基 的非离子表面活性剂包的非离子表面活性剂包 裹在胶束外层的长链中裹在胶束外层的长链中 增溶作用的应用增溶作用的应用 胆汁对脂肪的吸收胆汁对脂肪的吸收 胶束催化胶束催化 洗涤剂洗涤剂 洗涤剂中通常要加入多种洗涤剂中通常要加入多种辅助成分辅助成分，增加对被，增加对被 清洗物体的润湿作用，又要有清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占起泡、增白、占 领清洁表面领清洁表面不被再次污染等功能。不被再次污染等功能。 洗涤和去污作用洗涤和去污作用 洗涤体系是复杂的多相

28、分散体系，洗涤体系是复杂的多相分散体系，润湿、渗透、润湿、渗透、 吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物等等的物 理的化学的过程理的化学的过程 表面活性剂在洗涤剂中具有两个基本表面活性剂在洗涤剂中具有两个基本 作用：作用： 一一 降低污垢与物体表面的结合力，具有降低污垢与物体表面的结合力，具有 促使污垢脱离物体表面的能力；促使污垢脱离物体表面的能力； 二二 具有防止污垢再沉积的功能。具有防止污垢再沉积的功能。 表面活性剂在洗涤剂中的应用表面活性剂在洗涤剂中的应用 加入表面活性剂后，加入表面活性剂后， 憎水基团朝向织物表憎水基团朝向织物表 面和吸附在污垢上，

29、面和吸附在污垢上， 使污垢逐步脱离表面。使污垢逐步脱离表面。 污垢悬在水中或随泡污垢悬在水中或随泡 沫浮到水面后被去除，沫浮到水面后被去除， 洁净表面被活性剂分洁净表面被活性剂分 子占领。子占领。 其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用 示意图说明：示意图说明： 作为一良好的洗涤剂应具备如下条件：作为一良好的洗涤剂应具备如下条件： 良好的润湿性能以使洗涤剂能与待清洁的良好的润湿性能以使洗涤剂能与待清洁的 表面紧密地接触表面紧密地接触 具有将油垢移入本体溶液的能力。具有将油垢移入本体溶液的能力。 具有溶解或分散已被移去的油垢防止其重具有溶解或分散已被移去

30、的油垢防止其重 新沉积于固体表面或形成浮垢的能力。新沉积于固体表面或形成浮垢的能力。 絮凝的作用絮凝的作用 废水、污水的处理废水、污水的处理 聚丙烯酰胺共聚物阳离子絮凝剂聚丙烯酰胺共聚物阳离子絮凝剂 聚乙烯醇聚乙烯醇 定义：能定义：能降低降低纤维间的纤维间的摩擦系数摩擦系数，使纤维，使纤维 制品增加柔软性的特殊表面活性剂；制品增加柔软性的特殊表面活性剂； 原理：纤维在使用某种含表面活性剂为主原理：纤维在使用某种含表面活性剂为主 要成分的油剂后，纤维就具有良好的亲水要成分的油剂后，纤维就具有良好的亲水 性，且表面活性剂的亲水端排列在纤维的性，且表面活性剂的亲水端排列在纤维的 表面，减少了纤维表面

31、的摩擦而产生柔软表面，减少了纤维表面的摩擦而产生柔软 平滑作用；平滑作用； 柔软平滑作用柔软平滑作用 表面活性剂化学结构和其与纤维之间的柔软性关系表面活性剂化学结构和其与纤维之间的柔软性关系 （1）憎水基种类的影响）憎水基种类的影响 要求是接近直链的要求是接近直链的1618个碳的脂肪族链烃；个碳的脂肪族链烃； 表面活性剂被吸附在纤维上，疏水基向外整表面活性剂被吸附在纤维上，疏水基向外整 齐排列，摩擦发生在互相滑动的疏水基之间，越齐排列，摩擦发生在互相滑动的疏水基之间，越 细长，越不易挂位，易于滑动。细长，越不易挂位，易于滑动。 （2）亲水基种类的影响）亲水基种类的影响 作用在于协助憎水基发挥作

32、用；作用在于协助憎水基发挥作用； 抗静电作用抗静电作用 表面活性剂的抗静电机理：表面活性剂的抗静电机理： 1 摩擦带电部分摩擦带电部分 表面电荷的逸散表面电荷的逸散 摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之摩擦生电是由于在局部表面存在的物质之 间发生电子移动；间发生电子移动； 电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿 性有关；可用已吸湿的水分为介质的离子性有关；可用已吸湿的水分为介质的离子 移动引起电荷的移动来解释；移动引起电荷的移动来解释； 具有抗静电作用的表面活性剂称为具有抗静电作用的表面活性剂称为抗静电剂抗静电剂； 2 表面活性剂抗静电原理在于：表面活性剂抗静

33、电原理在于： 疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气 形成一层亲水性膜，由于形成一层亲水性膜，由于单分子膜单分子膜可可降低降低合合 成纤维的成纤维的摩擦系数摩擦系数从而从而难以产生静电难以产生静电； 亲水性膜亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物吸收空气中的水分，因此好像物 体表面多了一层体表面多了一层水层水层，产生的，产生的静电易于传递静电易于传递 到大气中到大气中，从而，从而降低了物体表面的电荷降低了物体表面的电荷； 杀菌作用杀菌作用 定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活 性剂；性剂； 杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，

34、杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体， 然后浸透菌体的细胞膜并破坏之；然后浸透菌体的细胞膜并破坏之； 以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂 为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲基为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲基 铵盐、聚氨基单羧酸类等；铵盐、聚氨基单羧酸类等； 带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数，带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数， 杀菌力会有很大的改变，一般以杀菌力会有很大的改变，一般以12121414为宜，为宜， 1010的水溶液的杀菌力大于苯酚的水溶液的杀菌力大于苯酚50507070倍；倍； 蜡染蜡染 挑染挑染 匀染作用匀染作用 第三节第三节 表面

35、活性剂的分类表面活性剂的分类 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 一、按化学结构分类一、按化学结构分类 （一）（一） 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 它们在整个表面活性剂生产中占有较它们在整个表面活性剂生产中占有较 大的比重，世界表面活性剂总产量的大的比重，世界表面活性剂总产量的40%属属 于这一类。于这一类。 亲水性基团亲水性基团是是阴离子阴离子的表面活性剂叫的表面活性剂叫 阴离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂。 阴离子表面活性剂 RCOONa羧酸盐 R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na磺酸盐 R-OPO3Na2磷酸酯盐 由于由于阴离子表面活性阴离子表

36、面活性 剂剂伴生泡沫丰富且脱伴生泡沫丰富且脱 脂力低，洗涤手感好脂力低，洗涤手感好 ，常用于丝毛织物和，常用于丝毛织物和 地毯及玻璃器皿的清地毯及玻璃器皿的清 洗。其使用洗。其使用缺点缺点是对是对 钙镁离子钙镁离子的作用较为的作用较为 敏感。在高硬度水中敏感。在高硬度水中 的去污力显著下降。的去污力显著下降。 0 100 200 300 90 80 70 60 50 去 污 力 /% 水的硬度（水的硬度（CaCO3）/10-6 阴离子表面活性剂的去污力阴离子表面活性剂的去污力 1-AES.C12C15 EOP=3.0; 2-AOS.C14C18;3-S.C12C15; 4-LAS.C10C14

37、 1 2 3 4 肥皂肥皂脂肪酸盐脂肪酸盐(钠盐为多钠盐为多)，是一种最古，是一种最古 老的表面活性剂，现在仍大量应用于日常生活和老的表面活性剂，现在仍大量应用于日常生活和 生产中。肥皂比较容易制造，油脂与碱作用即生生产中。肥皂比较容易制造，油脂与碱作用即生 成脂肪酸钠与甘油。成脂肪酸钠与甘油。 1、羧酸盐型阴离子表面活性剂、羧酸盐型阴离子表面活性剂 (RCOONa) 洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，其洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，其 它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，pH 9)，亲油型表面活性剂的有较 低的亲水亲油平衡值(9)。 表面活性剂的性

38、质由其化学结构所决定，而表面活性剂的性质由其化学结构所决定，而HLB值值 的大小与化学结构紧密相联，因此根据表面活性剂的的大小与化学结构紧密相联，因此根据表面活性剂的 HLB值就可判定其大体的性质及用途。值就可判定其大体的性质及用途。 HLB值范围值范围应应 用用 1.53.0消泡剂消泡剂 3.06.0W/O型乳化剂型乳化剂 79润湿剂、渗透剂润湿剂、渗透剂 818O/W型乳化剂型乳化剂 1315洗涤剂洗涤剂 1518增溶剂增溶剂 表面活性剂的HLB值范围及其应用 HLB=20MH/M MH亲水基部分的相对分子量亲水基部分的相对分子量 M表面活性剂的相对分子量表面活性剂的相对分子量 HLB值的

39、计算值的计算 n1、非离子表面活性剂的、非离子表面活性剂的HLB值计算值计算 HLB值的计算值的计算 HLB具有加和性具有加和性 式中式中 WA 和和 WB 分别表示表面活性剂分别表示表面活性剂 A 和和 B 的量，的量， HLBA 和和 HLBB则分别是则分别是 A 和和 B 的的 HLB 值，值， HLBAB 为为 混合后的表面活性剂混合后的表面活性剂 HLB 值。值。 n吐温吐温81（HLB值为值为10）60克与司盘克与司盘60 （HLB值为值为4.7）40克混合，问混合物克混合，问混合物 的的HLB值为多少？值为多少？ n解：解： HLB=1060%+4.740%=7.88 HLB=(20MH/M)+C 1）葛里芬修正公式）葛里芬修正公式 HLB值的计算值的计算 n2、离子型表面活性剂的、离子型表面活性剂的HLB值计算值计算 2）戴维斯基团数方法）戴维斯基团数方法 HLB=7+(亲水基团的亲水基团的HLB基团数基团数)-(亲油基团的亲油基团的HLB基团数基团数) n HLB值的计算都是经验性的，值的计算都是经验性的， 在实际应用中具有一定的指导意在实际应用中具有一定的指导意 义，但不是唯一依据，还需要有义，但不是唯一依据，还需要有 实验的结果来确定。实验的结果来确定。 使用使用HLB值