模块一表面活性剂性质定义PPT学习教案

1、会计学1模块一表面模块一表面(biomin)活性剂性质定义活性剂性质定义第一页，共112页。第1页/共112页第二页，共112页。第2页/共112页第三页，共112页。第3页/共112页第四页，共112页。第4页/共112页第五页，共112页。第5页/共112页第六页，共112页。第6页/共112页第七页，共112页。第7页/共112页第八页，共112页。第8页/共112页第九页，共112页。指甲油指甲油第9页/共112页第十页，共112页。香香 水水第10页/共112页第十一页，共112页。表面张力表面张力(biominzhngl)(biominzhngl)与表面活性与表面活性当任意两相接触

2、时当任意两相接触时, , 两相之间决非是一个没有厚度两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面的纯几何面, ,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, , 这这一过渡区通常称之为界面一过渡区通常称之为界面(jimin)(jimin)。若其中一相为气体，这种界面若其中一相为气体，这种界面(jimin)(jimin)通常称为通常称为表面。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。常见常见(chn jin)(chn jin)的界面有：气的界面有：气- -液界面，气液界面，气- -固界面，液固界面，液- -液界面，液液界面，液- -固界面，固固界

3、面，固- -固界面固界面。第11页/共112页第十二页，共112页。气气- -液界面液界面(jimin)(jimin)第12页/共112页第十三页，共112页。气气-固界面固界面(jimin)第13页/共112页第十四页，共112页。液液-液界面液界面(jimin)第14页/共112页第十五页，共112页。液液-固界面固界面(jimin)第15页/共112页第十六页，共112页。固固-固界面固界面(jimin)第16页/共112页第十七页，共112页。气相气相液相液相第17页/共112页第十八页，共112页。（a）（b）第18页/共112页第十九页，共112页。表面表面(biomin)活性活性

4、剂分子剂分子疏水基团疏水基团(j tun)亲水基团亲水基团(j tun)第19页/共112页第二十页，共112页。第20页/共112页第二十一页，共112页。第21页/共112页第二十二页，共112页。第22页/共112页第二十三页，共112页。)()(7亲油基的基团数亲水基基团数值HLB第23页/共112页第二十四页，共112页。niiiiBAiiBBAAmixHLBxWWWHLBWHLBWHLBWHLB1.值第24页/共112页第二十五页，共112页。 表面(biomin)活性剂概述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

5、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1818第25页/共112页第二十六页，共112页。第26页/共112页第二十七页，共112页。第27页/共112页第二十八页，共112页。磷脂的内盐部分(b fen)具有亲水性，脂肪酸长链烃基部分(b fen)具有疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂，它在生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化和吸收。第28页/共112页第二十九页，共

6、112页。表面表面(biomin)活性剂一词来自英文活性剂一词来自英文Surfactant。它实际上是短语它实际上是短语Surface（表面（表面(biomin)） Active（活性）（活性） Agent（添加剂）的缩合词。（添加剂）的缩合词。表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子定浓度以上的溶液中形成分子(fnz)有序组合体，从有序组合体，从而具有一系列应用功能。而具有一系列应用功能。第29页/共112页第三十页，共11

7、2页。第30页/共112页第三十一页，共112页。表面表面(biomin)活活性剂分子性剂分子非极性烃链（疏水）非极性烃链（疏水）极性基团极性基团(j tun)（亲水）（亲水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸第31页/共112页第三十二页，共112页。阴离子表面(biomin)活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na硫酸(li sun)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(biomin)活性剂按离子类型按离子类型第32页/共112页第三十三页，

8、共112页。阳离子表面(biomin)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 | CH3第33页/共112页第三十四页，共112页。伯胺盐伯胺盐 R-NH3 季铵盐季铵盐 CH3 CH3 | |例如例如 C16H33-N+-CH3Br C16H33-N+-CH3Br | | CH3CH3 十六烷基十六烷基(wn j)(wn j)溴化铵溴化铵( (俗称俗称1631)1631)吡啶吡啶(bdng)盐盐 例如例如 C12H25(NC5H5)+第34页/共112页第三十五页，共112页。两

9、性(lingxng)表面活性剂R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型 | CH3第35页/共112页第三十六页，共112页。(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力强，对纤维有保护作用去污力强，对纤维有保护作用第36页/共112页第三十七页，共112页。-由于由于(yuy)(yuy)其特殊结构，具有许多优异其特殊结构，具有许多优异性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬性能，如良好的去污、起泡

10、和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降解是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。同性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。途。第37页/共112页第三十八页，共112页。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子(lz)表面活性剂R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯(y x)烷基胺R-

11、CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯(y x)烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚第38页/共112页第三十九页，共112页。(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH(2) 俗称平平加系列俗称平平加系列(xli)，具良好湿润性能，具良好湿润性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OP系列，化学性质系列，化学性质(huxu xngzh)稳定，抗氧化性能强稳定，抗氧化性能强(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及

12、其聚氧乙烯加成物氧乙烯加成物Span类类 及及 Tween类表面活性剂类表面活性剂即属此类；具有低毒的特点即属此类；具有低毒的特点(tdin)，广泛用于，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验医药工业、食品工业以及生化实验(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂常用作起泡剂、增粘剂 第39页/共112页第四十页，共112页。 非离子型表面活性剂稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响；与其它类型表面活性剂的相容性好；在水及有机溶剂中皆有良好(lingho)的溶解性能，具有良好(lingho)的乳化、润湿、渗透性、以及起

13、泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒； 第40页/共112页第四十一页，共112页。第41页/共112页第四十二页，共112页。第42页/共112页第四十三页，共112页。胶束的形成胶束的形成(xngchng) 两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量水分子的接触，使体系能量(nngling)(nngling)下降，这种下降，这种多分子有序聚集体称为胶束

14、。多分子有序聚集体称为胶束。胶束胶束第43页/共112页第四十四页，共112页。临界临界(ln ji)胶束浓度胶束浓度 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分子形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，多余的分子在体相内部也三三两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，聚集在一起两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起(yq)(yq)形成胶束，这开形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。第44页/共1

15、12页第四十五页，共112页。（a）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气活性剂，空气(kngq)和水直接接触，水的和水直接接触，水的表面张力下降不多，接近于纯水的状态。表面张力下降不多，接近于纯水的状态。第45页/共112页第四十六页，共112页。b）浓度相对升高）浓度相对升高(shn o)，很快地聚，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大为增加、空集到水表面上，即表面吸附量大为增加、空气和水的接触相对减少，水表面张力下降气和水的接触相对减少，水表面张力下降第46页/共112页第四十七页，共112页。（c c）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间

16、）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，形成了单分子吸附膜。空气与水隙地密集于液面上，形成了单分子吸附膜。空气与水处于完全隔离状态，表面吸附达饱和。在溶液内部，处于完全隔离状态，表面吸附达饱和。在溶液内部，增加表面活性剂增加表面活性剂, ,先是三三两两以疏水基互相先是三三两两以疏水基互相(h (h xing)xing)靠拢，形成球形胶束的最初形式。水表面张力靠拢，形成球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。急剧下降。第47页/共112页第四十八页，共112页。胶束结构示意图胶束结构示意图第48页/共112页第四十九页，共112页。临界临界(ln ji)胶束浓度胶束浓度(cr

17、itical micelle concentration) 临界胶束浓度临界胶束浓度(nngd)简称简称CMC 表面活性剂在溶液表面活性剂在溶液中开始形成中开始形成(xngchng)(xngchng)胶束的最低浓度称为临胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。界胶束浓度。 在在CMC附近，表面活性剂溶液的许多性质都会出附近，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、去污能力等现转折，如表面张力、电导率、去污能力等.第49页/共112页第五十页，共112页。可以利用测定可以利用测定表面张力，电表面张力，电导率等方法导率等方法(fngf)达到达到测定临界胶束测定临界胶束浓度目的浓度目的;

18、表面活表面活性 剂 水 溶性 剂 水 溶液 其 浓 度液 其 浓 度(nngd)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第50页/共112页第五十一页，共112页。球形胶束球形胶束随着亲水基不同和随着亲水基不同和浓度不同，形成的浓度不同，形成的胶束可呈现胶束可呈现(chngxin)棒状棒状、层状或球状等多、层状或球状等多种形状。种形状。第51页/共112页第五十二页，共112页。棒状胶束棒状胶束第52页/共112页第五十三页，共112页。第53页/共112页第五十四页，共112页。层状胶束层状胶束第54页/共1

19、12页第五十五页，共112页。第55页/共112页第五十六页，共112页。胶束的作用胶束的作用(zuyng)乳化乳化(rhu)作作用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第56页/共112页第五十七页，共112页。1 消毒杀菌消毒杀菌(sh jn)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 相转移催化剂相转移催化剂织物柔软剂织物柔软剂分散剂分散剂食品加工食品加工印染印染(ynrn)金属加工金属加工电镀电镀采矿采矿采油采油第57页/共112页第五十八页，共112页。润湿润湿(rn sh)作用作用乳化乳化(rhu)作用作用分散分散(fnsn)

20、作作用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、建筑石油、建筑功能功能应用应用第58页/共112页第五十九页，共112页。润湿润湿(rn sh)(rn sh)作用作用润湿是固体表面与液体接触时，原来的固相润湿是固体表面与液体接触时，原来的固相-气相界面气相界面(jimin)消失，形成新的固相消失，形成新的固相-液相界面液相界面(jimin)的的现象。现象。 接触角的示意图：第59页/共112页第六十页，共112页。第60页/共112页第六十一页，共112页。第61页/共112页第六十二页，共1

21、12页。coss gs ll gYoung方程方程(fngchng)（杨氏方程（杨氏方程(fngchng)）:lsgANM s-l s-g l-g 接触角接触角越小，润湿越小，润湿(rn sh)和渗透作用越好；和渗透作用越好；90不润湿不润湿(rn sh) 10.110.050.1 阴离子阴离子多元醇非离子多元醇非离子阳离子阳离子第103页/共112页第一百零四页，共112页。抗静电作用抗静电作用(zuyng) 表面表面(biomin)活性剂的抗活性剂的抗静电机理：静电机理：1 摩擦摩擦(mc)带电部分带电部分 表面电荷的逸表面电荷的逸散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

22、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性有关；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移动引起电荷的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；第104页/共112页第一百零五页，共112页。 疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成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，由于单分子膜可降低合成纤维的一层亲水性膜，由于单分子膜可降低合成纤维的摩擦系数从而难以产生摩擦系数从而难以产生(chnshng)静电

23、；静电； 亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物体表亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物体表面多了一层水层，产生面多了一层水层，产生(chnshng)的静电易于传的静电易于传递到大气中，从而降低了物体表面的电荷；递到大气中，从而降低了物体表面的电荷；2 表面活性剂抗静电原理表面活性剂抗静电原理(yunl)在在于：于：第105页/共112页第一百零六页，共112页。杀菌作用杀菌作用定义：能与蛋白质发生作用的一类定义：能与蛋白质发生作用的一类(y li)表面表面活性剂；活性剂；杀菌机理杀菌机理(j l)：首先表面活性剂吸附于菌体，：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

24、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；如烷基为主；如烷基(wn j)二甲基苄铵盐，烷基二甲基苄铵盐，烷基(wn j)三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等；三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等；第106页/共112页第一百零七页，共112页。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，一般杀菌力会有很大的改变，一般(ybn)(ybn)以以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；第107页/共112页第一百零八页，共112页。匀染作用匀染作用(zuyng) 在印染工业中，以达到均匀染色为目的的在印染工业中，以达到均匀染色为目的的表面表面(biomin)活性剂称为匀染剂；活性剂称为匀染剂；达到均匀染色的两种途径