第二章表面活性剂

1、第二章表面活性剂 其次章 表面活性剂的性 质、分类和特性 增溶作用 乳化作用 功能 润湿作用 起泡与消泡 洗涤作用 分散作用 应用 肥皂、洗涤剂 化妆品 食品加工石油、建筑 纺织工业 金属加工 2.2.4 增溶作用 solubilization1. 增溶作用的定义和特点s / 溶解度 表面活性剂在水溶液中达到临界胶束浓度后， 一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中 的溶解度可显著增加并形成透亮胶体溶液， cmc 这种作用即增溶作用。没有两相界面存在 c/% 是热力学稳定体系溶液的其他物理性质没有明显转变。 2. 增溶作用的方式(1) 非极性分子在胶束内的增溶 在胶束内部， 被增容的物质 完全处于

2、非极性环境中。 (2) 在表面活性剂分子间的增溶 分子结构与表面活性剂类似 的极性有机化合物 栅栏之间甚至拉入内部。5 (3) 在胶束表面的吸附增溶 既不溶于水也不溶于油的 小分子极性有机化合物 在胶束表面增容 (4)聚氧乙烯基间的增溶 以聚氧乙烯基为亲水基的 非离子表面活性剂 包裹在胶束外层的长链中 增溶量：100ml已标定的浓度的表面 活性剂溶液中，滴加被增溶物，当达饱 和开头析出时的物质的量(mol) 42 1 3 3 .增溶作用的主要影响因素一、表面活性剂的化学结构 1. 非离子型阳离子型 阴离子型 2. 胶束越大，增溶量越大。 3. 直链型支链型 4. 疏水基含有极性基团 二、 被增

3、溶物的化学结构 链长、不饱和度、支链、环化程度 三、 温度的影响 4、 增溶作用的应用乳液聚合 开采石油洗涤剂 2.2.5 润湿和渗透作用1、概念润湿：固体表面和液体接触时，以新的固-液 界面替代原有的固-气界面的过程； 润湿作用：用水润湿及渗透某固体，若在水中加入 少量表面活性剂，则润湿及渗透较简单； 润湿剂：使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂12 渗透作用：借助表面活性剂来渗透物体的内部的 作用，所用的表面活性剂称为渗透剂； 渗透及润湿作用的本质： 水溶液表面张力的下降 渗透及润湿作用的衡量-接触角 (contact angle) ; 接触角越小，润湿和渗透作用越好； 接触角: 在气、液、

4、固三相交界点，气-液与 气-固界面张力之间的夹角，通常用表示。13 接触角的示意图 2、young方程(杨氏方程): l-gm g s-ga l n s-l s s g dl s l dl l g dl cos s g s l cos l g 表面活性剂在润湿过程中的作用一般来说，固体表面能愈高，即 固/气越大，愈 易润湿。一般液体的表面张力都在0.1n.m-1以下，大于 此值的固体称为高能表面固体，如金属及其氧化物、 硫化物、无机盐等无机固体。 高能固体表面如与一般液体接触，体系表面的吉 布斯自由能将有较大降低，故能为一般液体所润湿； 低能固体表面一般润湿性能不好。16 (1)在固体表面发生

5、吸附，转变固体表面性质。 表面活性剂是两亲分子，它的极性基易被吸附 于固体表面，非极性基伸向空气，形成定向排列 的吸附层，这种带有吸附层的固体表面暴露的是 碳氢基团，具有低能表面特性，从而有效地转变 了原固体表面的润湿性能，达到其有用的目的。 (2)提高液体的润湿力量 水不能在低能固体表面上铺展。为了改善其润 湿性质，常在水中加入一些表面活性剂来降低其表面张力，以使水能很好地润湿固体表面。 阴离子型表面活性剂适合作润湿剂，阳离子型表 面活性剂在实际中就很少用作润湿剂。 3、影响润湿作用的因素 1)温度 一般提高温度，有利于提高润湿性能。高温时，长链 表面活性剂优于短链表面活性剂；低温时，短链更佳。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： 略高于cmc即可。 3)分子结构 疏水基：对于相同亲水基的表面活性剂，随碳链增长， 它的hlb值下降，hlb值在715范围内其润湿性能最好。 亲水基：一般来说，亲水基在中间者的润湿性比亲水 基在末端的好。对于聚环氧乙烷类非离子表面活性剂，当 r为c7c10时，润湿性能最好。19 4、润湿作用和渗透作用的关系二者并没有本质的区分，前者作用于物体的表 面，后者作用在物体的内部，从某种意义上讲，