第3章 表面活性剂_a_图文

1、第三章表面活性剂第一节概述 一、表面活性剂的应用洗涤剂工业家用洗涤剂(织物,厨房,浴室,洁具,用具,等等工业洗涤剂(食品工业,铁路交通,印刷,仪器仪表,锅炉,等等洗涤剂乳化剂杀菌剂 化妆品工业基础化妆品,美容化妆品,毛发化妆品,口腔卫生用品,特殊化妆品等乳化剂分散剂增溶剂起泡剂润滑剂柔软剂 制药工业软膏制剂,吸入、喷雾剂,眼用制剂,栓剂,杀菌剂,胶囊等药物载体乳化剂增溶剂润湿剂杀菌消毒剂农业(农药,肥料,植物生长调节剂 食品工业烘焙食品,冰淇淋,糖果、巧克力,乳制品,饮料(软、硬,豆制品,调味品等脱模剂乳化剂发泡剂、消泡剂增稠剂稳定剂澄清剂 高分材料子工业塑料,橡胶,涂料,人造纤维,合成纤维

2、分散剂乳化剂润滑剂变性剂稳定剂匀染剂纳米材料的合成(化学合成法 纺织工业(棉,毛,丝的纺织与印染矿业(除尘,浮选石油工业(钻井,采油,石油产品金属加工业(清洗,加工,电镀、化学镀,防腐建筑业(混凝土,脱模剂,沥青乳液制浆造纸业(蒸煮制浆,抄纸,施胶,纸张涂布,废纸回收,废水处理制革工业冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了化妆品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。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。因为没有表面活性剂,人也没有了。一位英国界面化学家表面活性剂工业味精二、表面活性剂的发展古埃及人用皂草液来洗衣服我国古代则用皂角

3、子来洗衣服 肥皂的起源和发展公元前,埃及、希腊或是美索不达米亚地区,草木灰与油脂的偶然混合导致了肥皂的发明;阿拉伯人对原料加以改良,用橄榄油及苏达制成的硬质肥皂;工业革命使得碳酸钠可以大量廉价生产,才使肥皂得以普及吕布兰法索尔维法候氏制碱法直到19世纪,肥皂是唯一人工生产的表面活性剂(对水质硬度和酸度敏感性1917年德国化学家刚什尔成功合成烷基萘磺酸盐,它具有很高的发泡性和润湿性,为合成表面活性剂的发展打下了坚实的基础1930s,德国化学家们广泛进行表面活性剂的研制,发现了数百种新的表面活剂,这就是近代表面活性剂化学的创始时期,合成表面活性剂开始与肥皂产生竞争二战后,石油化工的兴起提供了大量较

4、为廉价的原料。合成表面活性剂开始迅速发展,石油化工资源和天然再生资源(天然油脂同步发展1980s,出于石油资源使用战略上的考虑和油料作物的大幅增产,环境友好的天然再生资源逐步再次成为表面活性剂的基本原料1. 界面与表面的概念界面:物质相与相的分界面。在各相间存在:气-液、气-固、液-液、液-固和固-固五种界面。表面:当组成界面的两相中有一相为气相时,称为表面。1. 界面与表面的概念界面:物质相与相的分界面。在各相间存在:气-液、气-固、液-液、液-固和固-固五种界面。表面:当组成界面的两相中有一相为气相时,称为表面。2. 表面张力 fff 液体与其它物质接触时,液体内部分子的受力与液体表面分子

5、的受力不相等。如液体与空气接触时,液体内部分子对液体表面层的吸引力大于空气对液体表面层的吸引力。因此,液体的表面分子就会内向聚集,表面产生收缩的趋势,液体保持这种现象的力称为表面张力。表面张力使液体表面积趋于最小!附f 内f A 附着层附着力内聚力接触角当f附> f内,A 分子所受合力f 垂直于附着层指向固体,液体内的分子尽量挤进附着层,附着层扩展。宏观上表现为液体润湿固体。fA当f附< f内,A 分子所受合力f 垂直于附着层指向液体内部,附着层中分子尽量挤进液体内部,使附着层收缩。宏观上表现为液体不润湿固体。f A 上帝创造了物体,魔鬼制造了表面3.表面活性水溶液的表面张力与溶质

6、浓度的几种典型关系A 表面张力随浓度增加而稍有增大B表面张力随浓度增加而逐渐减小C溶液的浓度较低时,表面张力急剧降低,浓度到一定值后,表面张力几乎不变化。A (无机盐、多羟基有机物B (极性有机物C (分子内含有极性和非极性结构如果a 物质能降低b 物质的表面张力,可以说a 物质(溶质对b 物质(溶剂有表面活性。无表面活性有表面活性有表面活性4.表面活性剂在浓度极低的时候就能显著地降低溶剂的表面张力,使体系的表面状态发生明显的变化的物质。可以产生润湿、发泡、乳化、分散、清洗、增溶、抗静电、润滑等一系列作用。硬脂酸钠:显著地降低溶剂的表面张力,同时使体系的表面状态发生明显的变化,属于表面活性剂乙

7、醇:降低溶剂的表面张力,但对体系表面状态的影响不明显,不属于表面活性剂5.表面活性剂的结构特点和基本性质结构特点:两亲分子在分子结构中同时含有极性亲水结构和非极性亲油(疏水结构。亲油基亲水基亲水基亲油基亲油基亲水基亲水基亲油基亲油基亲油基亲水基亲水基亲水基亲油基亲水基团极性阳离子、阴离子、非离子基团构成。亲油(疏水基团非极性碳氢链、脂环,芳环、硅烷基、硅氧烷基,或碳卤链、碳卤环构成。表面活性剂的亲水-亲油平衡值(HLB值, Hydrophile-Lipophile Balance表示表面活性剂结构中亲水基团和亲油基团之间在数量和强弱上的对比程度。 HLB值越高,表面活性剂的亲水性越强 HLB值越低,表面活性剂的亲水性越弱 从数值上说,通常以10为分界点,大于10为水溶性,小于10为油溶性离子型表面活性剂的HLB值: HLB = 7 + (亲水基HLB基团数-(亲油基HLB基团数 eg:C12H25SO3Na的HLB值407.38475.(127HLB=+-+=多元醇脂肪酸酯非离子型表面活性剂的HLB值:HLB=20(1-S/AS-表面活性剂的皂化值,