第6章表面活性剂

1、2021-12-29第第第第第第6 6 6 6 6 6章章章章章章 表面活性剂表面活性剂表面活性剂6.1 表面与表面张力表面与表面张力6.2 表面活性与表面活性剂表面活性与表面活性剂6.3 表活剂的分子结构特点表活剂的分子结构特点6.4 表面活性剂的分类表面活性剂的分类 6.5 表活剂在溶液中的性质表活剂在溶液中的性质6.6 亲水亲水亲油平衡亲油平衡6.7 非离子型表活剂的浊点非离子型表活剂的浊点6.8 表面活性剂的一般性质表面活性剂的一般性质主目录主目录主目录 目的要求目的要求 重点难点重点难点 主要内容主要内容 2021-12-29 表面活性剂的历史 公元前公元前20002000年以前古罗

2、马，在美索不达米年以前古罗马，在美索不达米亚的亚的SapoSapo山上进行祭祀，要焙烧大量的山羊肉山上进行祭祀，要焙烧大量的山羊肉做为祭品供奉罗马神，焙烧时流出的油脂流到做为祭品供奉罗马神，焙烧时流出的油脂流到草木灰中，从而生成大量的肥皂物质，后被雨草木灰中，从而生成大量的肥皂物质，后被雨水冲到水冲到saposapo山脚下，被北河岸的泥土吸收，这山脚下，被北河岸的泥土吸收，这里的泥土的去污效果，被善男信女误认为是神里的泥土的去污效果，被善男信女误认为是神意。意。2021-12-29 1919世纪初期世纪初期 比利时的雷希勒，报告他在实验室中制比利时的雷希勒，报告他在实验室中制作出一种类似肥皂的

3、物质；作出一种类似肥皂的物质； 1919世纪中叶世纪中叶 一方面肥皂开始实现工业化大生产，另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；一方面，也出现了化学合成的表面活性剂； 18311831年：福海梅最先用橄榄油和苦杏油制作出土耳其年：福海梅最先用橄榄油和苦杏油制作出土耳其红油；红油； 土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖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。该产品深度磺化后，耐酸耐硬水；麻油酸的三甘酯。该产品深度磺化后，耐酸耐硬水； 18751875年：土耳其红油被用于工业生产中；年：土耳其红油被用于工业生产中；2021-12-

4、29 19001900年左右：有一种新的土耳其红油流入欧洲年左右：有一种新的土耳其红油流入欧洲市场，被广泛使用；市场，被广泛使用； 19161916年：德国禁止用食用油制造肥皂；年：德国禁止用食用油制造肥皂； 19171917年：德国知名的染料，苏打公司年：德国知名的染料，苏打公司BASFBASF厂的厂的居恩持尔博士，完全不用油脂而是用丁基奈居恩持尔博士，完全不用油脂而是用丁基奈( (从煤焦油中提取，从煤焦油中提取，) )制造出异丙基萘磺酸钠，制造出异丙基萘磺酸钠，商品名称为商品名称为NekalNekal-A-A； 19251925年：年：NekalNekal-A-A在美国和德国投入生产；在美

5、国和德国投入生产； 19281928年：油酸丁酯硫酸酯钠，商品名阿维罗；年：油酸丁酯硫酸酯钠，商品名阿维罗；2021-12-29 19301930年：发展出高级醇洗涤剂，比如月桂醇硫年：发展出高级醇洗涤剂，比如月桂醇硫酸钠，商品名酸钠，商品名GardinolGardinol，功能多。还有，功能多。还有Igepon-A/T,VelIgepon-A/T,Vel( (脂肪酸单甘油酯脂肪酸单甘油酯) ) 19331933年：年：IGIG公司完成公司完成AerosolAerosol和和DecersolDecersol等琥等琥珀酸衍生物珀酸衍生物 二战结束：美国阿特拉斯制粉公司发明：二战结束：美国阿特拉斯

6、制粉公司发明：spanspan和和tweentween，成为非离子表面活性剂的先驱，成为非离子表面活性剂的先驱2021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-292021-12-29指甲油指甲油2021-12-29香香 水水2021-12-29生活小知识生活小知识生活小知识生活小知识生活小知识生活小知识 1. 米浆洗碗为什么很干净？2.洗衣粉和肥皂能不能混合使用？3.泡沫越多、温度越高洗衣服越干净吗？4.洗发时洗发精用不用冲洗得很净？5.牙膏可以去除强污垢吗？6. 餐

7、具洗涤剂有毒吗？ 这就是表面活性剂，它广泛应用于工业、这就是表面活性剂，它广泛应用于工业、农业、医药、建筑、化妆品等领域农业、医药、建筑、化妆品等领域。美国是我国美国是我国人均使用量的人均使用量的10001000倍。倍。2021-12-29 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；有了洗涤洗涤剂剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性我们的生活才能如此美好。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，如果真的没有了但是，如果真的没有了表面活性剂表面活性剂，也，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为不会有人为没有冰淇淋

8、和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，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Ckint2021-12-296.1 6.1 6.1 表面与表面张力表面与表面张力表面与表面张力 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区而是一个具有相当厚度的过渡区, , 这一过渡区通常称之为这一过渡区通常称之为界面界面。（ex:水皮儿）。 由于气相人眼往往看不到，所以常把由气相组由于气相人眼往往看不到，所以常把由气相组成的界面成的界面通常称为通常称为表面表面。 但由于历史的原

9、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。 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。2021-12-29气气- -液界面液界面2021-12-29气气-固界面固界面2021-12-29液液-液界面液界面2021-12-29液液-固界面固界面2021-12-29固-固界面2021-12-29 表面分子与体相内部分子所处的状态不同，ex:在液相（水）与气相中，水分子内部受到周围水分子的作用力是对称的，其合力为零，水分子在液体内部移动不需要做功；而表面分子，液

10、相分子对它的作用力远大于稀疏气体对它的作用力，因此所受的力是不对称的，其合力指向液体内部，结果产生了表面分子受到指向液体并垂直于表面的力。（如下图）下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29表面张力示意图表面张力示意图气气相相液液相相2021-12-29（a）（b）2021-12-29结论：表面分子不稳定，它有向液体内部迁移的趋势，即有缩小表面积的趋势。这个力简称表面张力。ex:水珠、汞滴等。 表面张力的物理意义为：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力，通常简称表面张力。下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页20

11、21-12-29表面张力 f = rL2r表面张力系数， 单位Nm-1。 lfr2 书中有常见纯液体不同温度下的表面张力。 下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29 6.2 6.2 6.2 表面活性与表面活性剂表面活性与表面活性剂表面活性与表面活性剂 某些物质能使溶剂的表面张力降低的性某些物质能使溶剂的表面张力降低的性质称为质称为表面活性表面活性。具有表面活性的物质叫。具有表面活性的物质叫表表面活性物质面活性物质。1肥皂、洗涤剂等；（含杂质出现最低点） 2乙醇、丁醇、醋酸等 低级醇酸； 3无机物、蔗糖等。r 3 2 1 c下下下 页页页返返返 回回回结结结

12、束束束主主主 页页页2021-12-29 由图可以看出：1、2为表面活性物质;3为非表面活性物质。而1、2有明显的区别：一、二者结构明显不同，且1分子能发生缔合形成胶束。二、1类物质加入少量既有明显的表面活性。三、1类物质具有一些实际生活所要求的特性，如润湿、乳化、增溶、起泡、去污等。1称为表面活性剂。 定义：加入很少量即能降低溶剂（一般为水）的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、增溶、起泡等一系列作用（或其反作用）,以达到实际应用要求的一类物质。下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29 6.3 6.3 6.3 表活剂的分子结构特点表活剂的分子结

13、构特点表活剂的分子结构特点 表面活性剂结构复杂，数目繁多。其结构为：烃分子上的一个或几个氢原子被极性基团取代的产物；极性基团可以是离子基团，也可以是非离子基团。即表面活性剂是由极性基和非极性基构成；极性基叫亲水基，非极性基叫亲酯基。（如下图）。下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂2021-12-29表面活性剂亲水示意图表面活性剂亲水示意图2021-12-29 6.4 6.4 6.4 表面活性剂的分类表面活性剂的分类表面活性剂的分类 表面活性剂分子表面活性剂分子 非极性烃链（疏水）非极性烃链（

14、疏水） 极性基团（亲水）极性基团（亲水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸2021-12-29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6.4.1 按离子类型按离子类型2021-12-29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 | CH32021-12-29两性表面活性

15、剂R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型 | CH32021-12-29R-(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(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2021-12-296.4.2 按亲水基的结构分类按亲水基的结构分类 极性基团： 羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯盐、羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯盐、 氨基或胺基及其盐（伯、仲、叔、季）氨基或胺基及其盐（伯、仲、叔、季） 鎓盐型（磷、砷、硫、碘

16、化合物）鎓盐型（磷、砷、硫、碘化合物） 羟基、酰胺基、醚键等羟基、酰胺基、醚键等。2021-12-296.4.3 按疏水基的种类分类按疏水基的种类分类1. 直链烷基直链烷基2. 支链烷基支链烷基3. 烷基苯基烷基苯基4. 烷基萘基烷基萘基通常为烃基构成5. 松香衍生物松香衍生物6. 高分子质量聚氧丙烷基高分子质量聚氧丙烷基7. 长链全氟长链全氟(或高氟代或高氟代)烷基烷基8. 聚硅氧烷基聚硅氧烷基2021-12-29硅表面活性剂硅表面活性剂氟表面活性剂氟表面活性剂 6.4.4 按表面活性剂的特殊性分类按表面活性剂的特殊性分类元素表面活性剂 是指碳氧链上的氢（碳）是指碳氧链上的氢（碳）原子被其它

17、元素所代替，而显现出与普通表面原子被其它元素所代替，而显现出与普通表面活性剂不同的性能。活性剂不同的性能。1.元素表面活性剂元素表面活性剂2021-12-292.高分子表面活性剂高分子表面活性剂c. 合成高分子表面活性剂合成高分子表面活性剂聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺胺b. 部分合成高分子表面活性剂部分合成高分子表面活性剂羧甲基纤维素、羧甲基淀粉羧甲基纤维素、羧甲基淀粉a. 天然高分子表面活性剂天然高分子表面活性剂阿拉伯树胶、皂、蛋白质（大豆蛋白、牛乳）阿拉伯树胶、皂、蛋白质（大豆蛋白、牛乳）2021-12-293.生物表面活性剂生物表面活性剂a.糖脂系糖脂系

18、 鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂。鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂。 b.酰基缩氨酸系酰基缩氨酸系 硫放线菌素、脂缩氨酸。硫放线菌素、脂缩氨酸。由酵母、细菌作用于培养液。生成有由酵母、细菌作用于培养液。生成有特殊结构的表面活性剂。特殊结构的表面活性剂。2021-12-294.冠醚型表面活性剂冠醚型表面活性剂 冠醚能与金属多价离子络合，用作相冠醚能与金属多价离子络合，用作相转移催化剂、萃取剂等。转移催化剂、萃取剂等。 2021-12-296.4.5 其他分类方法其他分类方法 广泛应用于洗涤、医药、石油、食广泛应用于洗涤、医药、石油、食品、农业等各个领域。品、农业等各个领域。水溶性水溶性油溶性油溶性低分子量

19、低分子量高分子量高分子量 表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、渗透、杀菌、起泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、渗透、杀菌、防腐等功能。防腐等功能。2021-12-29 表面活性剂分子具有表面活性剂分子具有“两亲结构两亲结构”，当表面，当表面活性剂溶于水时，亲水基力图进入水中，疏水基活性剂溶于水时，亲水基力图进入水中，疏水基则力图离开水伸向空气，结果是表面活动剂在界则力图离开水伸向空气，结果是表面活动剂在界面上发生相对聚集，这种现象叫做面上发生相对聚集，这种现象叫做“吸附吸附”。由。由于吸附，溶液的表面张力降低。于吸附，溶液的表面张

20、力降低。 6.5 6.5 6.5 表活剂在溶液中的性质表活剂在溶液中的性质表活剂在溶液中的性质返返返 回回回 结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29 当吸附达到一定程度后，吸附量不再增加，趋当吸附达到一定程度后，吸附量不再增加，趋于恒定，此值称为于恒定，此值称为饱和吸附量饱和吸附量，用，用表示。此时，表示。此时，再增加表面活性剂，表面活性剂则于再增加表面活性剂，表面活性剂则于“胶束胶束” 的形的形式存在。此时，表面活性剂在水溶液中的式存在。此时，表面活性剂在水溶液中的性质发生性质发生质变质变。常见的有球形、棒型、层状、长栅状。常见的有球形、棒型、层状、长栅状。2021-12-29 两

21、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，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为这种多分子有序聚集体称为胶束。胶束。1. 胶束的形成胶束的形成6.5.1 表面活性剂胶束表面活性剂胶束胶束2021-12-29胶束结构示意图胶束结构示意图2021-12-29a.球形胶束球形胶束2. 胶束的形状胶束的形状2021-12-29b.棒状胶束棒状胶

22、束2021-12-292021-12-29c.层状胶束层状胶束2021-12-292021-12-293. 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也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶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，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。2021-1

23、2-29 （b）浓度相对升高，很快浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，即地聚集到水表面上，即表表面吸附量大为增加面吸附量大为增加、空气、空气和水的接触相对减少，水和水的接触相对减少，水表面张力下降。表面张力下降。 （a）是极稀溶液，界面是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性上没聚集很多的表面活性剂，空气和水直接接触，剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，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。2021-12-29（c c）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间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，形成了隙地密集于液面上，形成了单分子吸附膜单分子吸附膜

24、。空气与。空气与水处于完全隔离状态，水处于完全隔离状态，表面吸附达饱和表面吸附达饱和。在溶液内。在溶液内部，增加表面活性剂部，增加表面活性剂, ,先是三三两两以疏水基互相靠先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成拢，形成球形胶束的最初形式球形胶束的最初形式。2021-12-29表面活性剂浓度由小变大表面活性剂浓度由小变大C CMC 溶液中的分子的溶液中的分子的憎水基相互吸引，分憎水基相互吸引，分子自发聚集，子自发聚集，形成球形成球状、层状胶束状、层状胶束，将憎，将憎水基埋在胶束内部。水基埋在胶束内部。2021-12-29脂质双层与细胞膜脂质双层与细胞膜2021-12-296.5.2 临界胶束浓度时溶

25、液的性质临界胶束浓度时溶液的性质 表面活性剂在溶表面活性剂在溶液中液中，开始形成胶束开始形成胶束的最低浓度称为的最低浓度称为临界临界胶束浓度胶束浓度简称简称CMC 。 在在CMC附近，表面活性剂溶液的许多性质都会出现附近，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、去污能力等转折，如表面张力、电导率、去污能力等。2021-12-29CMC 这时溶液这时溶液性质性质与理想性质发生偏与理想性质发生偏离离，在表面张力对，在表面张力对浓度绘制的曲线上浓度绘制的曲线上会出现转折。继续会出现转折。继续增加活性剂浓度，增加活性剂浓度，表面张力不再降低，表面张力不再降低，而体相中胶束不断而体相中

26、胶束不断增 多 、 增 大增 多 、 增 大 。2021-12-29 表面活性剂水溶液其浓度只表面活性剂水溶液其浓度只有稍高于其有稍高于其CMC值时，才能充分值时，才能充分显示其作用。显示其作用。 可以利用测定表面张力，电导率可以利用测定表面张力，电导率等方法达到测定临界胶束浓度目的。等方法达到测定临界胶束浓度目的。2021-12-294.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制备材料制备材料催化作用催化作用后面介绍2021-12-296.5.3 影响临界胶束浓度的因素影响临界胶束浓度的因素1. 表面活性剂的碳氢链长度表面活性剂的碳氢链长度 离子型

27、表面活性剂的碳氢链长离子型表面活性剂的碳氢链长816，CMC值随碳链增加而降低。值随碳链增加而降低。2 .碳氢链分支碳氢链分支 疏水碳链有分支的，疏水碳链有分支的，CMC值较大。值较大。2021-12-293 .极性基团的位置极性基团的位置极性基团靠近碳链中间的，极性基团靠近碳链中间的，CMC较大。较大。4 .碳氢链中其它取代基的影响碳氢链中其它取代基的影响碳链中存在极性基团，碳链中存在极性基团， CMC较大。较大。5 .疏水链的性质疏水链的性质疏水链越大，疏水链越大， CMC越小。越小。2021-12-296 .亲水基团的种类亲水基团的种类离子型表面活性剂离子型表面活性剂 ，CMC较大。较大

28、。非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 ，CMC较小。较小。7 .温度的影响温度的影响a.离子型：离子型：克拉夫特点克拉夫特点以上使用。以上使用。b.非离子型：非离子型：浊点浊点 以下使用。以下使用。 随着温度的升高随着温度的升高, CMC 值呈下降趋势值呈下降趋势,这是因这是因为活性剂溶于水是水合过程为活性剂溶于水是水合过程,该过程是放热的。该过程是放热的。2021-12-296.6 6.6 6.6 亲水亲水亲水亲油平衡亲油平衡亲油平衡6.6.1 亲水一亲油平衡值亲水一亲油平衡值 (Hydrophile-Lipophile Balance) 指表面活性剂的亲水基和疏水基之间在大小和力指表面活

29、性剂的亲水基和疏水基之间在大小和力量的平衡关系。反映着一平衡程度的量被称为亲水量的平衡关系。反映着一平衡程度的量被称为亲水亲油平衡值（亲油平衡值（简称简称HLB值值）。是一个相对值。）。是一个相对值。下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-29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2021-12-292021-12-29 石蜡分子上没有亲水基，因此石蜡的石蜡分子上没有亲水基，因此石蜡的HLB=0HLB=0； 油酸分子上只有一种弱的亲水基油酸分子上只有一种弱的亲水基羧基，其羧基，其HLB=1HLB=1 聚乙二醇分子上完全是亲水基，因此其聚乙二

30、醇分子上完全是亲水基，因此其HLB=20HLB=20； 所以对于非离子型表面活性剂，其所以对于非离子型表面活性剂，其HLB=0HLB=02020； 对于离子型表面活性剂，规定油酸钠对于离子型表面活性剂，规定油酸钠1818，油酸，油酸钾钾20,20,十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠=40=40。 所以对于阴、阳离子型表面活性剂，其所以对于阴、阳离子型表面活性剂，其HLB=0HLB=04040；2021-12-296.6.2 HLB的计算的计算 对于一些非离子型表面活性剂对于一些非离子型表面活性剂，GriffinGriffin给出了一些经验公给出了一些经验公式：式： 对于多元醇脂肪酸酯，其公式为：对于

31、多元醇脂肪酸酯，其公式为： 式中：式中： S S酯的皂化值；酯的皂化值； A A脂肪酸的酸值。脂肪酸的酸值。 对于聚氧乙烯非离子型表面活性剂，其公式为：对于聚氧乙烯非离子型表面活性剂，其公式为： 式中：式中： E E活性剂分子中氧化乙烯的质量百分数。活性剂分子中氧化乙烯的质量百分数。 这些计算都不准确，现在用了一些试验的方法，如乳化法这些计算都不准确，现在用了一些试验的方法，如乳化法等。等。在表面活性剂有关书籍或手册中可以查到某活性剂的在表面活性剂有关书籍或手册中可以查到某活性剂的HLBHLB。)1 (20ASHLB5EHLB 2021-12-29 把表面活性剂的结构分解为一些基团，每把表面活

32、性剂的结构分解为一些基团，每个基团对个基团对HLBHLB值均有各自的贡献，通过实验值均有各自的贡献，通过实验测得各基团对测得各基团对HLBHLB值的贡献，称做值的贡献，称做“基团基团数数”，其中亲水基的为正值，亲油基的为，其中亲水基的为正值，亲油基的为负值，然后，将各亲水、亲油基的负值，然后，将各亲水、亲油基的HLBHLB基团基团数代入下式中，即可计算出离子型表面活数代入下式中，即可计算出离子型表面活性剂的性剂的HLBHLB值。值。)()(7亲油基的基团数亲水基基团数值HLB2021-12-29 混合表面活性剂的混合表面活性剂的HLBHLB值值 当多种表面活性剂混合时，其当多种表面活性剂混合时

33、，其HLBHLB值具有值具有加合性，即有：加合性，即有： 式中，式中，W Wi、HLBHLBi分别为混合表面活性剂中分别为混合表面活性剂中i组分的质量和百分比浓度。组分的质量和百分比浓度。niiiiBAiiBBAAmixHLBxWWWHLBWHLBWHLBWHLB1.值2021-12-29表面活性剂的表面活性剂的HLB与应用的对应关系与应用的对应关系表面活性剂在水中的性表面活性剂在水中的性质质HLBHLB用用 途途 不分散不分散0 02 2W/OW/O型乳化剂型乳化剂4 4分散不好分散不好6 6不稳定乳状分散体不稳定乳状分散体8 8润湿剂润湿剂稳定乳状分散体稳定乳状分散体1010半透明至透明的

34、分散体半透明至透明的分散体1212洗涤剂洗涤剂O/WO/W型乳化剂型乳化剂透明溶液透明溶液14141616增溶剂增溶剂18182021-12-292021-12-29 按表面活性剂在实际中的不同用途，选择合适按表面活性剂在实际中的不同用途，选择合适的的HLB值。值。若过小，不溶于水；过大，不能形成胶若过小，不溶于水；过大，不能形成胶束束。其应用如下。其应用如下。 6.6.3 表面活性剂表面活性剂HLB值的应用值的应用 （重点）下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页 亲油亲油 | 亲水亲水 HLBHLB值值 0 0 1 1 3 3 6 6 7 7 8 8 1010 12 12

35、13 1513 15 18 20 18 20 | |消泡消泡| | | 润湿剂润湿剂 |增溶剂增溶剂| | 石蜡石蜡 W/O乳化剂乳化剂 |去污去污| 聚乙二醇聚乙二醇 | 渗透作用渗透作用 | | | O/W 乳化剂乳化剂 | |HLB与表面活性剂应用关系与表面活性剂应用关系2021-12-29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制备材料制备材料催化作用催化作用2021-12-291. 润湿作用润湿作用在固体与液体接触界面上，如果加入表面活性剂，由活性剂分子定向排列在固液界面，从而降低界面张力，使液体与固体之间的接触角减小，改善润湿程度。 2. 乳化作用乳化作用一

36、种液体以细小液珠的形式分散在另一种与它不互溶的液体之中所形成的体系称为乳状液（emulsion），这两种不互溶的液体，其中之一是水，另一种是有机物，称为“油”，若油以小液珠形式分散在水中，称为水包油型乳状液，记为O/W，如牛奶。若是小水珠分散在油中，则称为油包水型乳状液，记为W/O，如含水的原油。 3. 起泡作用起泡作用借助表面活性剂作为起泡剂使之成为较稳定泡末的过程叫4. 增溶作用增溶作用一些非极性的碳氢化合物，如苯、乙烷、异辛烷等在水中的溶解度是非常小的，但浓度超过临界胶团浓度的表面活性剂水溶液却能“溶解”相当数量的碳氢化合物，这种现象称为表面活性剂的增溶作用。 5. 去污作用（洗涤作用）

37、去污作用（洗涤作用）是一个很复杂的过程，它与润湿、起泡、增溶和乳化作用都有关系。2021-12-291. 疏水基的影响疏水基的影响疏水性：疏水性：氟代烃基氟代烃基 硅氧烃基硅氧烃基 脂肪族烷烃脂肪族烷烃基、环烷烃基基、环烷烃基 脂肪族烯烃脂肪族烯烃 脂肪族芳香烃脂肪族芳香烃 芳香烃芳香烃 带弱亲水基的烃基。带弱亲水基的烃基。2.亲水基的影响亲水基的影响6.6.4 影响影响HLB值的因素值的因素亲水性：亲水性：羧酸盐基羧酸盐基 磺酸盐基磺酸盐基 氨基氨基 脂脂 羧基羧基羟基羟基 醚键醚键 环氧基。环氧基。2021-12-293. 分子形态的影响分子形态的影响a.亲水基的相对位置亲水基的相对位置位

38、于位于分子中间分子中间时湿润性能比较强。时湿润性能比较强。位于位于分子末端分子末端时去污能力比较强。时去污能力比较强。b.亲油基的支链亲油基的支链 有分支结构的湿润性和渗透性的较好，有分支结构的湿润性和渗透性的较好，去污能力较差。去污能力较差。亲水基分子亲水基分子4. 分子量的影响分子量的影响分子量小分子量小的的湿润性和渗透性的较好。的的湿润性和渗透性的较好。分子量大分子量大的洗涤、分散、乳化能力较好。的洗涤、分散、乳化能力较好。2021-12-296.7 6.7 6.7 非离子型表活剂的浊点非离子型表活剂的浊点非离子型表活剂的浊点 非离子表面活性剂的亲水基是聚环氧乙烷基或非离子表面活性剂的亲

39、水基是聚环氧乙烷基或羟基，溶于水靠的是氢键，氢键比较弱，随着温度羟基，溶于水靠的是氢键，氢键比较弱，随着温度的提高，结合的水分子由于热运动而逐渐脱离，因的提高，结合的水分子由于热运动而逐渐脱离，因而亲水性也逐渐降低而变得不溶于水，以致开始的而亲水性也逐渐降低而变得不溶于水，以致开始的透明溶液变为混浊的液体，而当冷却时又变为透明透明溶液变为混浊的液体，而当冷却时又变为透明溶液。这个溶液。这个混浊混浊透明临界平均温度称为透明临界平均温度称为浊点浊点。 下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页6.7.1 浊点概念浊点概念2021-12-29 1.分子结构：烃基相同，聚环氧乙烷基或羟基

40、数分子结构：烃基相同，聚环氧乙烷基或羟基数目越多浊点越高。目越多浊点越高。 2.疏水基：同理，聚环氧乙烷基或羟基数目相同疏水基：同理，聚环氧乙烷基或羟基数目相同，则烃基越小浊点越高。，则烃基越小浊点越高。 3.电解质：由于电解质亲水力较强，使浊点降低电解质：由于电解质亲水力较强，使浊点降低。碱最明显，盐次之；盐酸例外，反而使浊点升高。碱最明显，盐次之；盐酸例外，反而使浊点升高。 4.离子型表面活性剂：使浊点升高，原因是其能离子型表面活性剂：使浊点升高，原因是其能够溶解非离子表面活性剂。够溶解非离子表面活性剂。 5.有机物：与水相溶的有机物使浊点升高，不溶有机物：与水相溶的有机物使浊点升高，不溶

41、于水的有机物使浊点降低。于水的有机物使浊点降低。6.7.2 影响浊点的因素影响浊点的因素下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页2021-12-296.8 6.8 6.8 表面活性剂的一般性质表面活性剂的一般性质表面活性剂的一般性质 在一定温度下，溶解度随着碳链的增长而减弱在一定温度下，溶解度随着碳链的增长而减弱。对于碳链长度一定的表面活性剂，则与表面活性。对于碳链长度一定的表面活性剂，则与表面活性剂的类型而异。剂的类型而异。 1. 离子型表面活性剂，温度越高溶解度越大，离子型表面活性剂，温度越高溶解度越大，达到某一温度时（达到某一温度时（克拉夫特温度克拉夫特温度），可以），可

42、以互溶互溶（形（形成胶束）。离子型表面活性剂应在克拉夫特温度点成胶束）。离子型表面活性剂应在克拉夫特温度点以上使用。以上使用。 2. 非离子表面活性剂非离子表面活性剂温度越高，溶解度越低温度越高，溶解度越低。下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页6.8.1 溶解性溶解性2021-12-29 1.阴离子表面活性剂显碱性，遇强酸不稳定，羧阴离子表面活性剂显碱性，遇强酸不稳定，羧酸析出，硫酸酯盐水解，磺酸盐和磷酸酯盐较稳定。酸析出，硫酸酯盐水解，磺酸盐和磷酸酯盐较稳定。 2.阳离子表面活性剂显酸性，遇强碱不稳定，季铵阳离子表面活性剂显酸性，遇强碱不稳定，季铵盐较稳定。盐较稳定。 3

43、.两性表面活性剂等电点时不稳定。两性表面活性剂等电点时不稳定。 4.离子型表面活性剂容易发生盐析，特别是阴离子离子型表面活性剂容易发生盐析，特别是阴离子表面活性剂遇多价金属离子形成不溶于水的金属皂。表面活性剂遇多价金属离子形成不溶于水的金属皂。 5.非离子表面活性剂遇酸、碱、盐都很稳定。非离子表面活性剂遇酸、碱、盐都很稳定。 下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页6.8.2 化学稳定性化学稳定性2021-12-29 1.阳离子表面活性剂杀菌力强、毒性大（新洁阳离子表面活性剂杀菌力强、毒性大（新洁尔灭的杀菌力是苯酚的尔灭的杀菌力是苯酚的150300倍）；非离子表面活倍）；非离子

44、表面活性剂杀菌力弱、毒性小；阴离子表面活性剂介于二性剂杀菌力弱、毒性小；阴离子表面活性剂介于二者之间。即：杀菌力强、毒性大，杀菌力弱、毒性者之间。即：杀菌力强、毒性大，杀菌力弱、毒性小。非离子表面活性剂虽毒性小，但污染水域。小。非离子表面活性剂虽毒性小，但污染水域。 2.刺激性和毒性的顺序相同，阳离子最大，阴离刺激性和毒性的顺序相同，阳离子最大，阴离子次之，两性和非离子最小。对于常见的阴离子表子次之，两性和非离子最小。对于常见的阴离子表面活性剂次序为：烷基硫酸钠（面活性剂次序为：烷基硫酸钠（K12）、烷基苯磺酸）、烷基苯磺酸钠、烷基聚环氧乙烷醚硫酸钠（钠、烷基聚环氧乙烷醚硫酸钠（AES）。特别注意）。特别注意的是：的是：甜菜碱类和咪唑啉类两性表面活性剂毒性和甜菜碱类和咪唑啉类两性表面活性剂毒性和刺激性小、杀菌力却较高刺激性小、杀菌力却较高。 下下下 页页页返返返 回回回结结结 束束束主主主 页页页6.8.3 毒性和杀菌力毒性和杀菌力2021-12-29 1.阴离子、非离子表面活性剂直链的比支链的易阴离子、非离子表面活性剂直链的比支链的易水解；链越长越不易水解。水解；链越长越不易水解。 2.阳离子表面活性剂较易水解。阳离子表面活性剂较易水解。 3.两性表面活性剂易水解，部分还有