3章SAA的功能应用

1、3 saa3 saa的功能与应用的功能与应用 3-1 saa的增溶作用的增溶作用 3-2 saa的乳化与破乳作用的乳化与破乳作用 3-3 saa的润湿作用的润湿作用 3-4 saa的起泡和消泡作用的起泡和消泡作用 3-5 saa的洗涤和去污作用的洗涤和去污作用 3-6 saa的分散与絮凝作用的分散与絮凝作用 3-7 其他功能其他功能3-1 saa3-1 saa的增溶作用的增溶作用 非极性有机物如苯在水中的溶解度很小，加入油酸钠等非极性有机物如苯在水中的溶解度很小，加入油酸钠等saasaa后，后，苯在水溶液中的溶解度大大增加，这是因为苯在水溶液中的溶解度大大增加，这是因为saasaa的增溶作用。

2、的增溶作用。 增溶作用增溶作用：指由于：指由于saasaa胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。的物质溶解度显著增加的作用。 增溶作用与普通的溶解不同，增溶的苯不是均匀的分散在水增溶作用与普通的溶解不同，增溶的苯不是均匀的分散在水中，而是分散在油酸根形成的胶束中。中，而是分散在油酸根形成的胶束中。 经经x x射线衍射证实，增溶后胶束都有不同程度的增大，整个溶液射线衍射证实，增溶后胶束都有不同程度的增大，整个溶液的依数性变化不大。的依数性变化不大。表面活性剂化学22-2-硝基二苯胺在月桂酸钾水溶液中的溶解度硝基二苯胺在月桂酸钾水溶液中

3、的溶解度表面活性剂化学3二二 增溶作用的方式增溶作用的方式（1 1）非极性分子在胶团内核的增溶（夹心式增溶）非极性分子在胶团内核的增溶（夹心式增溶）表面活性剂化学4增溶对象：增溶对象：饱和脂肪烃、环烷烃以及苯等不易极化的非极性饱和脂肪烃、环烷烃以及苯等不易极化的非极性有机化合物。有机化合物。特点：特点：通常被增溶于胶核内核中，增溶后，胶束体积变大。通常被增溶于胶核内核中，增溶后，胶束体积变大。一一 增溶作用的特点增溶作用的特点（1 1）可以使被增溶物的化学势能降低，使体系更加稳定，）可以使被增溶物的化学势能降低，使体系更加稳定，是自发进行的过程；是自发进行的过程；（2 2）与普通的溶解过程不同

4、的是，增溶后溶液的沸点、凝）与普通的溶解过程不同的是，增溶后溶液的沸点、凝固点、渗透压等没有改变；固点、渗透压等没有改变；（3 3）溶质并非以分子或离子状态存在，而是以分子团簇分）溶质并非以分子或离子状态存在，而是以分子团簇分散在散在saasaa溶液中；溶液中；（4 4）由于）由于saasaa添加量很少，没有改变溶剂的性质；添加量很少，没有改变溶剂的性质；（5 5）与乳化作用不同的是增溶后不存在两相界面，是热力）与乳化作用不同的是增溶后不存在两相界面，是热力学稳定体系。学稳定体系。表面活性剂化学5（2 2）在）在saasaa分子间的增溶（栅栏式分子间的增溶（栅栏式）表面活性剂化学6 被增溶物的

5、对于分子结构与表面活性剂相似的极性化合物，被增溶物的对于分子结构与表面活性剂相似的极性化合物， 如：长链的醇、胺、脂肪酸和极性染料等两亲分子，则是增溶如：长链的醇、胺、脂肪酸和极性染料等两亲分子，则是增溶于于“栅栏栅栏”之间。之间。 非极性碳烃插入胶束内部，极性头插入非极性碳烃插入胶束内部，极性头插入saasaa极性基之间。极性基之间。（3 3）在胶束表面吸附增溶）在胶束表面吸附增溶表面活性剂化学7 对于既不溶于水，也不溶于油的小分子极性化合物在胶束表面的对于既不溶于水，也不溶于油的小分子极性化合物在胶束表面的增溶，这些化合物被吸附于胶束表面区域或是增溶，这些化合物被吸附于胶束表面区域或是“栅

6、栏栅栏”靠近胶束表靠近胶束表面的区域，光谱研究表明它们处于完全或接近完全极性的环境中。面的区域，光谱研究表明它们处于完全或接近完全极性的环境中。一些高分子物质、甘油、蔗糖以及某些染料也采用这种增溶方式。一些高分子物质、甘油、蔗糖以及某些染料也采用这种增溶方式。（4 4）聚氧乙烯链间的增溶）聚氧乙烯链间的增溶表面活性剂化学8 以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常被增溶物包藏在胶束外层的聚氧乙烯链中。这种增溶方式被增溶物包藏在胶束外层的聚氧乙烯链中。这种增溶方式被增溶物主要是较易极化的碳氢化合物，如：苯、乙苯、被增溶物主要是较易极化的碳氢化合

7、物，如：苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物。苯酚等短链芳香烃类化合物。以上四种形式的胶束增溶作用对被增溶物的增溶量顺序为以上四种形式的胶束增溶作用对被增溶物的增溶量顺序为（4 4） （2 2） （1 1） （3 3）增溶方式的另外一种说法增溶方式的另外一种说法表面活性剂化学9三三 增溶作用的主要影响因素增溶作用的主要影响因素表面活性剂化学10（1 1）saasaa的化学结构的化学结构化学结构不同，增溶能力不同化学结构不同，增溶能力不同a.a.具有相同亲油基的具有相同亲油基的saasaa，对烃及极性有机化合物的增溶，对烃及极性有机化合物的增溶作用大小顺序为：作用大小顺序为：非离子非离子saasa

8、a阳离子阳离子saasaa阴离子阴离子saasaa原因：原因：非离子非离子saasaa临界胶束浓度较小，胶束易形成，因此临界胶束浓度较小，胶束易形成，因此胶束聚集数大，增溶作用较强；阳离子胶束聚集数大，增溶作用较强；阳离子saasaa的胶束比阴离的胶束比阴离子子saasaa有较疏松的结构，因此增溶作用比阴离子强。有较疏松的结构，因此增溶作用比阴离子强。b b 胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大，胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大，saasaa同系物中，胶束的大小随碳原子数的增加而增加（包同系物中，胶束的大小随碳原子数的增加而增加（包括非离子括非离子saasaa）表面活性剂化

9、学例：碳原子数增加，例：碳原子数增加，cmccmc下降，聚集数（胶束）增加，增下降，聚集数（胶束）增加，增溶作用增强。溶作用增强。苯在羧酸钾溶液（0.5mol/l）中的增溶作用（25）表面活性剂 c9h19cook c10h23cook c13h27cook增溶力 0.174 0.424 0.855c.c.亲油基部分带有分支结构的亲油基部分带有分支结构的saasaa增溶作用较直链的小。增溶作用较直链的小。表面活性剂化学12原因：原因： 直链型直链型saasaa的的cmccmc较直链的低较直链的低，胶束易形成，胶束易形成，胶束聚集，胶束聚集数越大。数越大。d d 带不饱和结构的带不饱和结构的sa

10、asaa或在或在saasaa分子上引入第二活性基团时，对分子上引入第二活性基团时，对烃烃类的增溶作用减小类的增溶作用减小，而对，而对长链极性增溶物的增溶作用增加。长链极性增溶物的增溶作用增加。原因：原因：由于极性基团之间的电斥力作用，使胶束由于极性基团之间的电斥力作用，使胶束“栅栏栅栏”的的saasaa分子斥力增加，分子间距增大，有更大的空间使极性物分子插入，分子斥力增加，分子间距增大，有更大的空间使极性物分子插入，因此增溶能力增加。因此增溶能力增加。表面活性剂化学13（2 2）被增溶物的化学结构）被增溶物的化学结构表面活性剂化学14a.a.脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度脂肪烃与烷基芳烃被增溶的

11、程度随其链长的增加而减少随其链长的增加而减少，随不饱和度和环化程度的增加而增大。随不饱和度和环化程度的增加而增大。b.b.带支链的饱和化合物与相应的直链异构体的增溶量大致带支链的饱和化合物与相应的直链异构体的增溶量大致相同。相同。c.c.烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被saasaa增溶的程度明显增加增溶的程度明显增加(3)(3)温度的影响温度的影响表面活性剂化学15温度对增溶作用的影响，随温度对增溶作用的影响，随saasaa类型和被增溶物结构的不同而类型和被增溶物结构的不同而不同。不同。多数情况，随温度的升高，增溶作用加大。多数情况，

12、随温度的升高，增溶作用加大。离子型离子型saasaa，温度升高，温度升高，saasaa分子热运动加剧，使胶束中能发分子热运动加剧，使胶束中能发生增溶作用的空间加大，对极性和非极性化合物的增溶程度生增溶作用的空间加大，对极性和非极性化合物的增溶程度增加。增加。在聚氧乙烯基非离子在聚氧乙烯基非离子saasaa，温度升高，聚氧乙烯基与水分子之，温度升高，聚氧乙烯基与水分子之间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束易形成，聚集数增间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束易形成，聚集数增加，温度升至浊点附近，增溶明显。加，温度升至浊点附近，增溶明显。（4 4）添加无极电解质的影响）添加无极电解质的影响表面活性剂

13、化学16 离子型离子型saasaa溶液中添加少量无机电解质可增加烃类化合物溶液中添加少量无机电解质可增加烃类化合物的增溶程度，但却使极性有机物的增溶程度减少。的增溶程度，但却使极性有机物的增溶程度减少。 无机盐的加入，无机盐的加入，离子型离子型saasaa的的cmccmc降低，降低，胶束聚集数增加，胶束聚集数增加，胶束变大，使得增溶于胶束内部的烃类化合物的增溶程度增胶束变大，使得增溶于胶束内部的烃类化合物的增溶程度增加；另一方面，电解质使胶束加；另一方面，电解质使胶束“栅栏栅栏”分子间斥力下降，形分子间斥力下降，形成胶束的成胶束的saasaa分子排列的更加紧密，从而减少了有机化合物在分子排列的

14、更加紧密，从而减少了有机化合物在“栅栏栅栏”中增溶空间，使其增溶量减少。中增溶空间，使其增溶量减少。（5 5）有机添加剂的影响）有机添加剂的影响 添加烃类非极性添加物，会使胶团胀大，有利于极性添加烃类非极性添加物，会使胶团胀大，有利于极性有机物进入有机物进入“栅栏栅栏”中，使非极性有机物增溶空间增大，中，使非极性有机物增溶空间增大，但有时，但有时，增溶了一种极性有机物，会使胶束对另一种极增溶了一种极性有机物，会使胶束对另一种极性有机物的增溶量减少，性有机物的增溶量减少，这是可能是由于两种极性有机这是可能是由于两种极性有机物抢夺物抢夺“栅栏栅栏”位置的结果。位置的结果。表面活性剂化学17四四 增

15、溶作用的应用增溶作用的应用 乳液聚合：乳液聚合：工业上合成丁苯橡胶时，利用增溶作用将原料工业上合成丁苯橡胶时，利用增溶作用将原料溶于肥皂溶液中再进行聚合反应（即乳化聚合）；溶于肥皂溶液中再进行聚合反应（即乳化聚合）； 石油开采：驱油石油开采：驱油 胶束溶液：胶束溶液：表面活性剂、助剂、油混和，这种溶液能溶解表面活性剂、助剂、油混和，这种溶液能溶解原油。原油。 胶片生产胶片生产：消除胶片上的微小油脂杂质；：消除胶片上的微小油脂杂质； 洗涤洗涤表面活性剂化学183-2 3-2 乳化与破乳作用乳化与破乳作用一一. .概述概述 乳状液在日常生活中广泛存在，牛奶就是一种最常见的乳状液，乳状液在日常生活中

16、广泛存在，牛奶就是一种最常见的乳状液，乳状液指一种或多种液体乳状液指一种或多种液体以液珠以液珠的形式分散在另一种与它的形式分散在另一种与它不相混不相混溶溶的液体中构成的分散体系。的液体中构成的分散体系。 乳状液属于粗分散体系，液珠直径一般大于乳状液属于粗分散体系，液珠直径一般大于0.1um0.1um。由于体系。由于体系呈现乳白色而被称为乳状液。乳状液中以液珠形式存在的相称为分呈现乳白色而被称为乳状液。乳状液中以液珠形式存在的相称为分散相（或称内相、不连续相）。另一相是连续相，称为分散介质散相（或称内相、不连续相）。另一相是连续相，称为分散介质（或连续相、外相）（或连续相、外相） 通常乳状液有一

17、相是水或水溶液，称为水相，另一相是与水不通常乳状液有一相是水或水溶液，称为水相，另一相是与水不相溶的有机相，称为油相。相溶的有机相，称为油相。表面活性剂化学19乳化剂乳化剂表面活性剂化学20 乳化：乳化：两种互不相溶的液体加在一起搅拌，一种液体形两种互不相溶的液体加在一起搅拌，一种液体形成液珠分散在另一种液体中形成乳状液，这个过程称之成液珠分散在另一种液体中形成乳状液，这个过程称之为乳化；为乳化； 乳化剂：乳化剂：能使油、水两相发生乳化，形成稳定乳状液的能使油、水两相发生乳化，形成稳定乳状液的物质称之为乳化剂。物质称之为乳化剂。如：聚氧乙烯醚、二甲基硅油、农药乳化剂等。如：聚氧乙烯醚、二甲基硅

18、油、农药乳化剂等。二二 液滴大小对分散体系外观的影响液滴大小对分散体系外观的影响液珠大小（液珠大小（umum）外观外观大液滴大液滴可分辨的两相可分辨的两相1um1um白色乳状液白色乳状液0.1-1um0.1-1um蓝白色乳状液蓝白色乳状液0.05-0.1um0.05-0.1um灰色半透明液灰色半透明液0.05um 74.02%vo 74.02%时，乳状液会发生转型；时，乳状液会发生转型；vo 25.98%,vo 25.98%,则只能形成则只能形成o/wo/w型乳型乳状液，如果状液，如果25.98% vo 74.02%25.98% vo vo vwvo 形成形成o/wo/w型乳状液。型乳状液。

19、油滴的聚结速度大于水滴的聚结速度容易形成油滴的聚结速度大于水滴的聚结速度容易形成w/ow/o型乳型乳状液。即：状液。即：vovwvovw形成形成w/ow/o型乳状液。型乳状液。表面活性剂化学325 5温度温度 温度上升会降低亲水基的温度上升会降低亲水基的水化度，从而降低分子的亲水化度，从而降低分子的亲水性。因此低温形成的水性。因此低温形成的o/wo/w型型乳状液，升温后，可能转变乳状液，升温后，可能转变为为w/ow/o型乳状液。型乳状液。 此转型温度为表面活性剂此转型温度为表面活性剂亲水亲油性质达适当平衡的亲水亲油性质达适当平衡的温度，称为温度，称为相转变温度相转变温度(phase inver

20、sion (phase inversion temperature)temperature)记作记作pitpit。表面活性剂化学33 离子型表面活性剂（离子型表面活性剂（a a）硬酯酸钠和）硬酯酸钠和（b b）软酯酸钠浓度与相转变稳定间关系）软酯酸钠浓度与相转变稳定间关系六六 影响乳状液稳定性的因素影响乳状液稳定性的因素（1 1）表面张力）表面张力：乳状液是一种热力学不稳定体系。低的：乳状液是一种热力学不稳定体系。低的油油- -水界面张力有助于体系的稳定，通常的办法是加入水界面张力有助于体系的稳定，通常的办法是加入表面活性剂，以降低体系界面张力。表面活性剂，以降低体系界面张力。 o-wo-w越

21、低形成的越低形成的乳状液越稳定；乳状液越稳定；exex：煤油与水之间的界面张力是煤油与水之间的界面张力是35-40mn/m,35-40mn/m,加入适量表面加入适量表面活性剂后，可以降低到活性剂后，可以降低到10mn/m,10mn/m,甚至甚至10-3mn/m10-3mn/m以下。这以下。这时，油分散在水中或水分散在油中就容易得多。时，油分散在水中或水分散在油中就容易得多。 表面活性剂化学34（2 2）界面膜的性质：）界面膜的性质：界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液的稳定性的重要因素之一。界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液的稳定性的重要因素之一。 界面膜稳定的措施：界面膜稳定的措施：界面膜的强

22、度和紧密程度是决定乳状液稳定界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素之一。性的重要因素之一。 为了得到高强度的界面膜和稳定的乳状液：为了得到高强度的界面膜和稳定的乳状液： 1 1）使用足量的乳化剂）使用足量的乳化剂保证足够的乳化剂分子吸附于油保证足够的乳化剂分子吸附于油- -水界面上，形成高强度界面膜。水界面上，形成高强度界面膜。 2 2）选择适宜分子结构的乳化剂）选择适宜分子结构的乳化剂直链的乳化剂在界面上的排列比带支链的乳化剂更为紧密，界面膜直链的乳化剂在界面上的排列比带支链的乳化剂更为紧密，界面膜更加致密，有利于乳状液的稳定。更加致密，有利于乳状液的稳定。 表面活性剂化学35（

23、3 3）界面电荷）界面电荷乳状液液滴表面带的电荷的来源：乳状液液滴表面带的电荷的来源：大部分稳定的乳状液都带有电荷。大部分稳定的乳状液都带有电荷。 界面电荷来源界面电荷来源: : 1)1)离子型表面活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必然带电离子型表面活性剂作为乳化剂时，乳状液液滴必然带电2)2)不能发生解离的非离子表面活性剂不能发生解离的非离子表面活性剂, ,液滴通过液滴通过 从从水相上水相上吸附离子吸附离子使自身表面带电；使自身表面带电；3 3）液滴与分散介质发生）液滴与分散介质发生磨擦磨擦，使液滴表面带电。，使液滴表面带电。因此液滴表面电荷密度越大，乳液的稳定性越高。因此液滴表面电荷密度越大，

24、乳液的稳定性越高。表面活性剂化学36（4 4）乳状液分散介质的黏度）乳状液分散介质的黏度: : 乳状液分散介质的乳状液分散介质的黏度越大黏度越大，分散相液滴运动速度越，分散相液滴运动速度越慢，有利于乳状液的稳定。慢，有利于乳状液的稳定。 许多能溶于分散介质中的高分子物质常用来作增稠剂，许多能溶于分散介质中的高分子物质常用来作增稠剂，以提高乳状液的稳定性。以提高乳状液的稳定性。 同时，高分子物质（如蛋白质）还能形成较坚固的同时，高分子物质（如蛋白质）还能形成较坚固的界面膜界面膜, ,增加乳状液的稳定性。增加乳状液的稳定性。表面活性剂化学37（5 5）固体粉末的加入）固体粉末的加入表面活性剂化学3

25、8 在乳状液中加入适当的固体粉末，对乳状液也能起到在乳状液中加入适当的固体粉末，对乳状液也能起到稳定稳定作用，聚集于油作用，聚集于油- -水界面的固体粉末增加了界面膜的水界面的固体粉末增加了界面膜的机械强度，固体粉末排列的越紧密，乳液越稳定。机械强度，固体粉末排列的越紧密，乳液越稳定。固体粉末对乳状液的稳定作用固体粉末对乳状液的稳定作用七七 乳化剂及其选择依据乳化剂及其选择依据（1 1）hlbhlb值法：值法： hlbhlb可用于衡量乳化剂的乳化效果，是可用于衡量乳化剂的乳化效果，是选择选择乳化剂的一个经验指标。选择选择乳化剂的一个经验指标。hlbhlb指表面活性剂分指表面活性剂分子中亲水基部

26、分与疏水基部分的比值，也称为亲水亲子中亲水基部分与疏水基部分的比值，也称为亲水亲油平衡值。油平衡值。 一般而言，一般而言，hlbhlb8 8，大都是，大都是w/ow/o型乳状液的乳化剂。型乳状液的乳化剂。hlbhlb1010，则为，则为o/wo/w型乳状液的乳化剂。型乳状液的乳化剂。表面活性剂化学39 （2 2）pitpit法：法： pitpit指乳状液发生转相的温度，即表面活性剂的亲指乳状液发生转相的温度，即表面活性剂的亲水亲油性质达到适当平衡的温度，称为相转变温度，简水亲油性质达到适当平衡的温度，称为相转变温度，简写为写为pitpit。表面活性剂化学40pitpit的确定方法的确定方法 将

27、等量的油、水和将等量的油、水和3%-5%3%-5%的表面活性剂制成的表面活性剂制成o/wo/w型型乳状液，加热、搅拌，在此期间可采用稀释法、染色乳状液，加热、搅拌，在此期间可采用稀释法、染色法或电导法来检查乳状液是否转相。法或电导法来检查乳状液是否转相。 当乳状液由当乳状液由o/wo/w型变为型变为w/ow/o型时的温度，就是此体系型时的温度，就是此体系的相转变温度。的相转变温度。表面活性剂化学41 实验中发现，在实验中发现，在pitpit附近制备的乳状液有很小的颗附近制备的乳状液有很小的颗粒，这些颗粒不稳定、易聚结。粒，这些颗粒不稳定、易聚结。 要得到分散度高而且稳定性好的乳状液，对于要得到

28、分散度高而且稳定性好的乳状液，对于o/wo/w型乳状液，要在型乳状液，要在低于低于pit 2-4pit 2-4的温度下配制，然后的温度下配制，然后冷却至保存温度。这样才能得到稳定的乳状液。冷却至保存温度。这样才能得到稳定的乳状液。 对于对于w/ow/o型乳状液，配制温度应型乳状液，配制温度应高于高于pit 2-4pit 2-4，然后再升温至保存温度。然后再升温至保存温度。 表面活性剂化学42 pitpit与与hlbhlb有近似直线的关系，有近似直线的关系，hlbhlb值越大，则亲值越大，则亲水性越强，即转变为亲油性表面活性剂的温度越高，水性越强，即转变为亲油性表面活性剂的温度越高，pitpit

29、越高，配制的越高，配制的o/wo/w型乳状液稳定性也高。型乳状液稳定性也高。 表面活性剂化学43八八 乳状液的破坏乳状液的破坏 有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。需要加入破乳剂将油与水分开。常用的破乳方法有：常用的破乳方法有：物理法破乳物理法破乳电沉降、超声、过滤、加热等方法。电沉降、超声、过滤、加热等方法。 表面活性剂化学44 电沉降法：电沉降法：用于用于w/ow/o型乳状液，如原油的破乳。电沉降法型乳状

30、液，如原油的破乳。电沉降法是在高压静电场（电压约数十千伏）的作用下，使作为是在高压静电场（电压约数十千伏）的作用下，使作为内相的水珠聚结；内相的水珠聚结； 超声法超声法：既可用于形成乳状液，也可用于破乳，使用强：既可用于形成乳状液，也可用于破乳，使用强度不大的超声波，会发生破乳；度不大的超声波，会发生破乳；表面活性剂化学45 过滤法：过滤法：是将乳状液通过多孔性材料过滤，滤板将界面膜是将乳状液通过多孔性材料过滤，滤板将界面膜刺破，使乳状液内相聚结而破乳；刺破，使乳状液内相聚结而破乳； 加热法：加热法：是简便易行的破乳法，提高温度，分子热运动加是简便易行的破乳法，提高温度，分子热运动加剧，有利于

31、液珠的聚结，同时，提高温度会使体系黏度降剧，有利于液珠的聚结，同时，提高温度会使体系黏度降低，从而降低了乳状液的稳定性，易发生破乳。低，从而降低了乳状液的稳定性，易发生破乳。 表面活性剂化学46化学法破乳化学法破乳 主要是改变乳状液的界面膜性质，设法主要是改变乳状液的界面膜性质，设法降低界面膜强度降低界面膜强度或或破坏界面膜破坏界面膜，达到破乳的目的。，达到破乳的目的。 例如，对于用皂作乳化剂的乳状液，加入无机酸会使脂肪例如，对于用皂作乳化剂的乳状液，加入无机酸会使脂肪酸皂变成游离脂肪酸失去乳化作用，发生破乳。酸皂变成游离脂肪酸失去乳化作用，发生破乳。 表面活性剂化学47 乳状液中加入使乳化剂

32、亲水亲油性发生变化的试剂，也乳状液中加入使乳化剂亲水亲油性发生变化的试剂，也可发生破乳。可发生破乳。 例如，在脂肪酸钠作乳化剂的乳状液中加入少量高价金例如，在脂肪酸钠作乳化剂的乳状液中加入少量高价金属盐，如属盐，如caca、mgmg、alal盐，会使原来亲水的脂肪酸钠变为亲盐，会使原来亲水的脂肪酸钠变为亲油的脂肪酸油的脂肪酸caca、mgmg、alal盐，而使乳化剂破乳。盐，而使乳化剂破乳。 表面活性剂化学48九九 乳化和破乳的应用乳化和破乳的应用表面活性剂化学49（1 1）在农药中的应用）在农药中的应用（2 2）在建筑装潢材料中的应用）在建筑装潢材料中的应用表面活性剂化学50 在道路施工、养

33、护、木材防腐、建筑物保护等方面都用到在道路施工、养护、木材防腐、建筑物保护等方面都用到沥青乳液，乳化法制得的沥青具有制备简单、无毒、无臭、可沥青乳液，乳化法制得的沥青具有制备简单、无毒、无臭、可在常温下使用的特点，而且不管是冬季还是雨季均不影响施工在常温下使用的特点，而且不管是冬季还是雨季均不影响施工质量而被广泛应用。主要有：牛脂丙烯二胺、椰子油丙烯二胺质量而被广泛应用。主要有：牛脂丙烯二胺、椰子油丙烯二胺等。等。（3 3）在金属加工业中的应用）在金属加工业中的应用 切削液：切削液：主要是主要是o/wo/w型乳状液。型乳状液。主要成分：主要成分：矿物油、矿物油、saasaa、防锈剂、防蚀剂和其

34、他添加剂、防锈剂、防蚀剂和其他添加剂 金属切削液加工中，刀具切削金属时会发生变形，同时道具金属切削液加工中，刀具切削金属时会发生变形，同时道具与工件之间不断摩擦而产生的切削力及切削温度，严重影与工件之间不断摩擦而产生的切削力及切削温度，严重影响刀具的寿命、切削效率及工作的质量。响刀具的寿命、切削效率及工作的质量。 切削液有降低切削温度的冷却作用，减少切削力的润湿作切削液有降低切削温度的冷却作用，减少切削力的润湿作用和去除切屑的清洗作用。另外，在切削液中加入油溶性用和去除切屑的清洗作用。另外，在切削液中加入油溶性缓蚀剂还可以对工件起防锈作用。缓蚀剂还可以对工件起防锈作用。 如：石油磺酸钡、十八胺

35、等。如：石油磺酸钡、十八胺等。表面活性剂化学51（4 4）在化妆品中的应用）在化妆品中的应用 乳化剂在化妆品中主要用于生产膏霜和乳液。常见的粉乳化剂在化妆品中主要用于生产膏霜和乳液。常见的粉质雪花膏和中性雪花膏都是质雪花膏和中性雪花膏都是0 0w w型乳状液，可用阴离子型型乳状液，可用阴离子型乳化剂脂肪酸皂乳化，用肥皂乳化制取油分少的乳状液较乳化剂脂肪酸皂乳化，用肥皂乳化制取油分少的乳状液较容易。对于含大量油相的冷霜，乳状液多属容易。对于含大量油相的冷霜，乳状液多属w wo o型，可选型，可选用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。 目前应用最广的是非离子型乳化

36、剂，有名的失水山梨醇目前应用最广的是非离子型乳化剂，有名的失水山梨醇脂肪酸酯脂肪酸酯( (司盘司盘) () (吐温吐温) )便是良好的复合非离子型乳化剂，便是良好的复合非离子型乳化剂，司盘亲油，吐温亲水，两者混合应用于司盘亲油，吐温亲水，两者混合应用于o ow w型乳液中，可型乳液中，可形成稳定性好、亲肤性高的乳状液。形成稳定性好、亲肤性高的乳状液。表面活性剂化学52（5 5）在原油开采中的应用）在原油开采中的应用 石油工业中乳化剂主要为了提高钻井效率和安全生石油工业中乳化剂主要为了提高钻井效率和安全生产配制钻井泥浆中加入乳化剂，常用的乳化剂有：油产配制钻井泥浆中加入乳化剂，常用的乳化剂有：油

37、酸皂、石油磺酸盐。酸皂、石油磺酸盐。 开采出的原油一般是乳状液，必须经过破乳才能进开采出的原油一般是乳状液，必须经过破乳才能进一步加工成石油产品，原油化学破乳脱水最有效的方一步加工成石油产品，原油化学破乳脱水最有效的方法就是加入破乳剂。法就是加入破乳剂。表面活性剂化学53（6 6）食品工业中的应用）食品工业中的应用 乳化剂可以改善食品干硬、粘连、口感及外观等特性，乳化剂可以改善食品干硬、粘连、口感及外观等特性，如：制造巧克力可以用乳化剂降低粘度、熬制硬糖时可以如：制造巧克力可以用乳化剂降低粘度、熬制硬糖时可以用乳化剂防止硬糖变粘、混浊、反砂等现象。用乳化剂防止硬糖变粘、混浊、反砂等现象。主要品

38、种有：主要品种有：硬脂酸甘油脂、乙酸、乳酸、失水山梨醇脂硬脂酸甘油脂、乙酸、乳酸、失水山梨醇脂肪酸脂、卵磷脂等。肪酸脂、卵磷脂等。表面活性剂化学54（7 7）其他方面的应用）其他方面的应用 用于纺织、印染、造纸、医药、采矿工业中、开发高用于纺织、印染、造纸、医药、采矿工业中、开发高性能、价格低廉的无毒无污染配伍性良好的乳化剂是乳性能、价格低廉的无毒无污染配伍性良好的乳化剂是乳化剂市场的要求也是乳化剂研究的方向。化剂市场的要求也是乳化剂研究的方向。表面活性剂化学553-3 saa3-3 saa的润湿功能的润湿功能 固体表面上的原子或分子的价键力是未饱和的，与固体表面上的原子或分子的价键力是未饱和

39、的，与内部原子或分子比较有多余的能量。所以，固体表面与内部原子或分子比较有多余的能量。所以，固体表面与液体接触时，其表面能往往会减小。液体接触时，其表面能往往会减小。 通常，暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的，通常，暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的，当它与液体接触时，气体如被推斥而离开表面，则固体当它与液体接触时，气体如被推斥而离开表面，则固体与液体直接接触，这种现象称为润湿与液体直接接触，这种现象称为润湿。 表面活性剂化学56一一 润湿过程润湿过程 在清洁的玻璃板上滴一滴水，水在玻璃表面上在清洁的玻璃板上滴一滴水，水在玻璃表面上立即铺展开来；而在石蜡上滴一滴水，水则不能立即铺展开来

40、；而在石蜡上滴一滴水，水则不能铺展而保持滴状。铺展而保持滴状。表面活性剂化学57表面活性剂化学58 从水面与固体面的接触点沿水面引切线，切线与固从水面与固体面的接触点沿水面引切线，切线与固体面之间的夹角体面之间的夹角称为接触角。水与玻璃的接触角接近称为接触角。水与玻璃的接触角接近于于0 0 ，而与石蜡的接触角约为，而与石蜡的接触角约为180180 。接触角小的固。接触角小的固体易为液体润湿，反之，接触角大的固体则不易被液体体易为液体润湿，反之，接触角大的固体则不易被液体润湿。因此，接触角的大小可作为润湿的直观尺度。润湿。因此，接触角的大小可作为润湿的直观尺度。接触角接触角表面活性剂化学59 将

41、液体滴于固体表将液体滴于固体表面上，液体或铺展或覆面上，液体或铺展或覆盖于表面，或形成一液盖于表面，或形成一液滴停于其上。此时在三滴停于其上。此时在三相交界处，自固液界面相交界处，自固液界面经液体内部到气液界面经液体内部到气液界面的夹角就叫做接触角。的夹角就叫做接触角。润湿润湿表面活性剂化学60润湿的几种情况润湿的几种情况表面活性剂化学61二二 润湿与铺展润湿与铺展定义：定义：（1 1）润湿：液体黏附在固体表面的现象。）润湿：液体黏附在固体表面的现象。（2 2）铺展：液体在固体表面上完全展开的现象。）铺展：液体在固体表面上完全展开的现象。接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系 1 1）接触角）接

42、触角：指平衡时，气、液、固三相接触的交界线：指平衡时，气、液、固三相接触的交界线上任一点上任一点o,o,液、气表面张力液、气表面张力g-lg-l 和液固表面张力和液固表面张力l-sl-s之之间的夹角。间的夹角。 2 2）接触角与润湿的关系：）接触角与润湿的关系： 909090 不润湿；不润湿； =0=0 完全润湿；完全润湿； =180=180 完全不润湿。完全不润湿。表面活性剂化学62三三.young.young方程：方程：沾湿：沾湿：w wa a=lglg+sgsgslsl00浸湿：浸湿：sgsg slsl00铺展：铺展：s=s=sgsg- -（lglg+ + slsl）00yongsyon

43、gs方程：方程： sgsg- - slsl= = lglgcoscos18051805年提出，也称为润湿方程。年提出，也称为润湿方程。wa= wa= lglg（cos+1) 0 180cos+1) 0 180沾湿沾湿a=wi= a=wi= lglg cos 0 90 cos 0 90浸湿浸湿s= s= lglg (cos-1)=0 =0 (cos-1)=0 =0 铺展铺展习惯上将习惯上将 =90=90定义润湿与否的标准。定义润湿与否的标准。9090为不润湿，为不润湿，9090 为润湿。为润湿。表面活性剂化学63四四 固体表面的润湿作用固体表面的润湿作用表面活性剂化学641 1）低能表面与高能表

44、面）低能表面与高能表面 从润湿方程可以看出，当从润湿方程可以看出，当9090，可润湿，这，可润湿，这时时sgsgsgsg+lglg，即要求，即要求sgsglg,lg,可见，低能表可见，低能表面张力的溶液容易润湿高能表面能的固体，考虑到面张力的溶液容易润湿高能表面能的固体，考虑到lglg的数值均在的数值均在100mn/m100mn/m以下，常以此为界将固体分以下，常以此为界将固体分为两类为两类。（1 1）表面张力大于）表面张力大于100mn/m100mn/m者称为者称为高能固体高能固体，这些固体易被，这些固体易被液体所润湿，如无机固体、金属及氧化物等。液体所润湿，如无机固体、金属及氧化物等。（2

45、 2）表面张力低于）表面张力低于100mn/m100mn/m者称为者称为低能固体低能固体，这类固体不易，这类固体不易被液体所润湿，如有机固体、高聚物固体。被液体所润湿，如有机固体、高聚物固体。 一般的无机物固体（陶瓷、金属等）的表面能约在一般的无机物固体（陶瓷、金属等）的表面能约在500-500-5000mn/m5000mn/m。其数值远远大于一般液体的表面张力，因此，。其数值远远大于一般液体的表面张力，因此，液体与这类固体接触后，使固体表面能显著降低。液体与这类固体接触后，使固体表面能显著降低。表面活性剂化学65固体的润湿性与极性有关，极性化合物的可润湿性明显固体的润湿性与极性有关，极性化合

46、物的可润湿性明显优于相应的完全非极性的化合物（如纤维素的优于相应的完全非极性的化合物（如纤维素的c c=40-45=40-45，而聚乙烯为而聚乙烯为3131）。）。高分子固体的可润湿性与其元素的组成有关，在碳氢链高分子固体的可润湿性与其元素的组成有关，在碳氢链中氢被其他原子取代后，其润湿性能将明显改变，用氟中氢被其他原子取代后，其润湿性能将明显改变，用氟原子取代使原子取代使c c变小变小（如聚四氟乙烯为（如聚四氟乙烯为1818）。而用氯原子）。而用氯原子取代氢原子则使取代氢原子则使c c变大可润湿性提高，如聚氯乙烯的变大可润湿性提高，如聚氯乙烯的c c为为3939，大于聚乙烯的，大于聚乙烯的3

47、1.31.表面活性剂化学66 吸附有两亲分子单层的高能表面显示出吸附有两亲分子单层的高能表面显示出低能低能表面表面的性质，这说明决定固体表面润湿性能的是的性质，这说明决定固体表面润湿性能的是其表面层的基团或原子，而与基体性能关系不大。其表面层的基团或原子，而与基体性能关系不大。因此，当表面层的基团相同时不管基体是否相同，因此，当表面层的基团相同时不管基体是否相同，其其c c大致相同。大致相同。表面活性剂化学673 3）高能表面的自憎现象）高能表面的自憎现象 虽然许多液体可在高能表面上铺展，如煤油等碳氢化合虽然许多液体可在高能表面上铺展，如煤油等碳氢化合物可在干净的玻璃上、钢上铺展，但也有一些低

48、能表面张物可在干净的玻璃上、钢上铺展，但也有一些低能表面张力的液体不能在高能表面上铺展。力的液体不能在高能表面上铺展。 出现这种现象的原因在于这些有机液体的分子在高能表出现这种现象的原因在于这些有机液体的分子在高能表面上吸附并形成定向排列的吸附膜，被吸附的两亲分子以面上吸附并形成定向排列的吸附膜，被吸附的两亲分子以极性基朝向固体表面，而非极性基朝外排列从而使表面的极性基朝向固体表面，而非极性基朝外排列从而使表面的组成和结构发生变化，即从高能表面变成低能表面，当低组成和结构发生变化，即从高能表面变成低能表面，当低能表面的能表面的c c小于液体的小于液体的lglg值时值时，这些液体便不能在自身的这

49、些液体便不能在自身的吸附膜上铺展，这种现象叫做自憎现吸附膜上铺展，这种现象叫做自憎现象。 表面活性剂化学68 自憎现象的应用自憎现象的应用 可利用自憎现象改变固体表面的润湿性，如常用一可利用自憎现象改变固体表面的润湿性，如常用一些有自憎现象的油作为一些精密机械中轴承的润滑剂，些有自憎现象的油作为一些精密机械中轴承的润滑剂，因为这样做可以防止油在金属零件上的铺展而形成油污。因为这样做可以防止油在金属零件上的铺展而形成油污。表面活性剂化学694 4）saasaa对润湿性的影响对润湿性的影响 可利用可利用saasaa以改变体系润湿性质，这主要是从改变以改变体系润湿性质，这主要是从改变液体的表面张力入

50、手。通过液体的表面张力入手。通过saasaa在界面上的吸附而使在界面上的吸附而使液体表面张力下降到能在固体表面上铺展。液体表面张力下降到能在固体表面上铺展。表面活性剂化学70五五 saasaa对润湿性的影响对润湿性的影响1 1） 从润湿方程看，若液体的表面张力越低，则润湿能力越从润湿方程看，若液体的表面张力越低，则润湿能力越强，当某液体（如水）的表面张力大于某固体表面的强，当某液体（如水）的表面张力大于某固体表面的c c值值时，此液体是无法润湿该固体的，但若加入时，此液体是无法润湿该固体的，但若加入saasaa，使液体的，使液体的表面张力大大降低，一旦表面张力低于表面张力大大降低，一旦表面张力

51、低于c c，则此时液体便，则此时液体便能润湿固体，这种能润湿固体，这种saasaa一般称为润湿剂，显然，一般称为润湿剂，显然， cmccmc和和cmccmc值最低的值最低的saasaa应最有效的应最有效的saasaa。表面活性剂化学71选择合适的润湿剂应注意的事项是：选择合适的润湿剂应注意的事项是：润湿剂在固体表面上吸附时，不应形成憎水基朝外的吸附润湿剂在固体表面上吸附时，不应形成憎水基朝外的吸附层；层；由于固体表面通常是带负电的，阳离子型活性剂形成憎水由于固体表面通常是带负电的，阳离子型活性剂形成憎水基朝外的吸附层，因此，不宜采用。基朝外的吸附层，因此，不宜采用。表面活性剂化学722 2）固

52、体表面改性）固体表面改性 saasaa也可以通过物理吸附或者化学吸附改变固体表面的也可以通过物理吸附或者化学吸附改变固体表面的组成和结构，使高能表面变为低能表面，而降低润湿性，组成和结构，使高能表面变为低能表面，而降低润湿性，产生物理吸附的产生物理吸附的saasaa有：重金属皂类、长链脂肪酸、有机胺有：重金属皂类、长链脂肪酸、有机胺盐、有机硅化合物、含氟盐、有机硅化合物、含氟saasaa等，这些等，这些saasaa一般在表面形成一般在表面形成憎水基朝外的吸附层，而使固体表面能降低。憎水基朝外的吸附层，而使固体表面能降低。 表面活性剂化学73 若若saasaa的亲水基在固体表面产生化学吸附，而使

53、憎水基的亲水基在固体表面产生化学吸附，而使憎水基朝外，则这有利于降低固体的表面能而使其润湿性降低。朝外，则这有利于降低固体的表面能而使其润湿性降低。 exampleexample： （1 1） 黄药（黄原酸）在矿物浮选中的应用，黄药与方铅黄药（黄原酸）在矿物浮选中的应用，黄药与方铅矿表面发生化学作用。这时，矿物表面的外层为碳氢基，矿表面发生化学作用。这时，矿物表面的外层为碳氢基，其润湿性大大下降，并附着于鼓入的气泡中被浮选到液体其润湿性大大下降，并附着于鼓入的气泡中被浮选到液体表面。表面。表面活性剂化学74表面活性剂化学75 （2 2） 用甲基氯化硅处理玻璃或带有表面羟基的固体表用甲基氯化硅处

54、理玻璃或带有表面羟基的固体表面，甲基氯硅烷与固体表面上的羟基作用，释放出氯化面，甲基氯硅烷与固体表面上的羟基作用，释放出氯化氢，形成化学键氢，形成化学键si-osi-o键，这使原来亲水的固体表面被甲键，这使原来亲水的固体表面被甲基所覆盖而具有憎液性强和长期有效的特点，可通过此基所覆盖而具有憎液性强和长期有效的特点，可通过此方法改性玻璃表面从而使其防水（如汽车玻璃，玻璃镜方法改性玻璃表面从而使其防水（如汽车玻璃，玻璃镜片等）。片等）。 以上讨论的是极性固体的表面改性。以上讨论的是极性固体的表面改性。 为为非极性固体表面非极性固体表面，若通过表面活性剂的吸附形式亲水，若通过表面活性剂的吸附形式亲水

55、基向外的吸附层则可使憎水表面变为亲水表面，即使其润基向外的吸附层则可使憎水表面变为亲水表面，即使其润湿性提高，如将聚乙烯、聚四氟乙烯，石蜡等典型的低能湿性提高，如将聚乙烯、聚四氟乙烯，石蜡等典型的低能固体浸在氢氧化铁或氢氧化锡溶液中，经过一段时间，水固体浸在氢氧化铁或氢氧化锡溶液中，经过一段时间，水合金属氧化物在低能表面产生较强的吸附，干燥后可使表合金属氧化物在低能表面产生较强的吸附，干燥后可使表面润湿性发生永久性的变化，即从憎水变为亲水。面润湿性发生永久性的变化，即从憎水变为亲水。表面活性剂化学76六六 固体粒子在界面上的位置与浮选固体粒子在界面上的位置与浮选表面活性剂化学77用途：浮游选矿

56、用途：浮游选矿 从界面化学角度来看，浮选是涉及多种界面的复杂过程，从界面化学角度来看，浮选是涉及多种界面的复杂过程，基本内容包括：基本内容包括：在矿粉与水的混悬液中形成大量的起泡；在矿粉与水的混悬液中形成大量的起泡；使水中的多种固体粒子对起泡有不同的附着能力；使水中的多种固体粒子对起泡有不同的附着能力；收集附于气泡上的矿粒，达到与其它矿物分离的目的。收集附于气泡上的矿粒，达到与其它矿物分离的目的。涉及固液界面、固气界面、气液界面发生这些界面上的多涉及固液界面、固气界面、气液界面发生这些界面上的多种物理化学作用。起泡、稳泡和消泡作用，润湿作用等种物理化学作用。起泡、稳泡和消泡作用，润湿作用等 。

57、 矿物浮选中矿石与矿渣的分离矿物浮选中矿石与矿渣的分离浮游选矿浮游选矿表面活性剂化学79 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矿砂的它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。表面，憎水基朝向水。 当矿砂表面有当矿砂表面有5%5%被捕集被捕集剂覆盖时，就会附在气泡上剂覆盖时，就会附在气泡上一起升到液面，便于收集。一起升到液面，便于收集。七七 润湿剂润湿剂润湿剂：润湿剂：指能使液体润湿或加速固体表面润湿的指能使液体润湿或加速固体表面润湿的saasaa。润湿剂的结构和性质上应满足如下条件：润湿剂的结构和性质上应满足如下条件：（1 1）分子结构

58、：）分子结构：c-hc-h链中应具有分支结构，且亲水基位于链中应具有分支结构，且亲水基位于中部；中部；（2 2）性质：不仅具有较高的表面活性，还应当有较好的）性质：不仅具有较高的表面活性，还应当有较好的扩散性和渗透性，能迅速渗入固体颗粒的缝隙间或孔性扩散性和渗透性，能迅速渗入固体颗粒的缝隙间或孔性固体内部表面并发生吸附。固体内部表面并发生吸附。表面活性剂化学80润湿剂的类型润湿剂的类型主要是阴离子和非离子主要是阴离子和非离子saasaa。(1)(1)阴离子型阴离子型saasaa（磺酸盐型阴离子（磺酸盐型阴离子saasaa） 阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪阴离子型表面活性剂包括烷

59、基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。 （2 2）非离子型润湿剂）非离子型润湿剂 烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇聚氧乙烯单硬酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。聚氧乙烯单硬酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。表面活性剂化学81八八 润湿剂的应用润湿剂的应用（1 1）矿物的泡沫浮选；）矿物的泡沫浮选；（2 2）金属的防锈与缓蚀；）金属的防锈与缓蚀；（3 3）织物的防水与防油；）织物的防水与防油；（4 4）在农药中的应用）在农药中的应用表面活性剂化学823-4 saa3-4 s

60、aa的起泡与消泡作用的起泡与消泡作用一一. . 泡沫的形成与其稳定性泡沫的形成与其稳定性泡沫的形成：泡沫的形成：液体中的分散体系；液体中的分散体系；气体是分散相（不连续相）气体是分散相（不连续相）液体是分散介质（连续相）液体是分散介质（连续相） 啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；泡沫称为液体泡沫； 面包、蛋糕、饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等面包、蛋糕、饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。为固体泡沫。表面活性剂化学83泡沫的破坏泡沫的破坏 主要是因为液膜的主要是因为液膜的排液排液变薄和泡内气体的变薄