表面活性剂课件-002

第三章表面活性剂第三章表面活性剂主菜单3.1概论3.4阳离子离子表面活性剂3.3阴离子表面活性剂3.6非离子表面活性剂3.5两性离子表面活性剂3.2表面活性剂的亲油基原料主菜单3.1概论3.4阳离子离子3.3阴离子3.6非3.1概论

三、表面活性剂的分类二、表面活性剂的特点主菜单下一节一、表面活性剂的定义四、表面活性剂的物化性质五、表面活性剂的应用性能3.1概论三、表面活性剂的分类二、表面活性剂的特点主菜表面的几个概念1.界面：是指物质的相与相之间的交界面。相指体系中物理和化学性质均匀的部分，有固、液、气三相如：液/液（如乳剂），液/气（如气雾剂）、固/气（如散剂）、固/液（如悬浊液）、固/固等。2.界面现象：是指物质在界面上发生的物理化学现象。3.表面：两相中有一相是气体的界面。气/固、气/液。4.表面现象：气/固、气/液界面上发生的物理化学现象。如荷叶上的水珠、水中的油滴5.表面张力：指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。这就是当一滴单一成分的液体在恒温、恒压下达到平衡时，总是球状，即具有最小的表面积。表面的几个概念1.界面：是指物质的相与相之间的交界面。相指溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系在恒温恒压下，对于溶液，由于至少存在两种或两种以上的分子，因此其表面张力会随溶质的浓度变化而变化。物质的水溶液其表面张力随浓度的变化可分为三种类型。溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型第一类是表面张力随其溶质浓度的增加略有上升，且往往近于直线(曲线A)。如无机盐和不挥发的酸、碱等。第二类是表面张力随溶质浓度增加而逐渐下降，在浓度很稀时，下降较快，随浓度增加下降变慢(曲线B)。如有机酸、醇、醛溶液等。第三类是在溶液浓度稀时，溶液的表面张力随溶质浓度的增加急剧下降，当溶液的浓度增加到一定值后，溶液的表面张力就不再下降了(曲线C)。如肥皂、洗衣粉等。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的如果A物质能降低B物质的表面张力，通常可以说A物质(溶质)对B物质(溶剂)有表面活性。若A物质不仅不能使B物质的表面张力降低，甚至使其升高，那么A物质对B物质则无表面活性。由于水是最重要的溶剂，因此表面活性往往是对水而言。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的影响如果A物质能降低B物质的表面张力，通常可以说A物质(溶质)对右图中曲线A中的溶质对于水无表面活性，称之为非表面活性物质。曲线B和C的溶质对水有表面活性，被称为表面活性物质。而对于曲线C中的溶质在很低浓度时就能明显地降低水的表面张力，此类物质称之为表面活性剂。而曲线B中的溶质只能称为表面活性物质而不能称为表面活性剂。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系特性1：在加入少量时就能显著降低溶液表面张力或界面张力并改变体系界面状态的物质右图中曲线A中的溶质对于水无表面活性，称之为非表面活性物质。这一类物质都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，称为亲油基或疏水基；另一部分为亲水疏油的极性基，称为亲水基或疏油基。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，形成不对称的分子结构。极性头8－18C

长链烷基等非极性基团特性2：两亲结构这一类物质都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳

表面活性剂因能对两相界面性质产生影响，在实际应用中能显示出各种优异的性能，如乳化、洗涤、分散、湿润、渗透、起泡、消泡、增溶、去污、柔软、抗静电等。

定义：表面活性剂（surfaceactiveagentorsurfactant缩写成SAA）是指一类具有两亲结构的有机化合物，在加入少量时就能显著降低溶液表面张力或界面张力并改变体系界面状态的物质。表面活性剂因能对两相界面性质产生影响，在实1917年德国化学家由煤焦油合成了第一个表面活性剂烷基萘磺酸盐，为表面活性剂的开发奠定了基础。其后，表面活性剂的发展经历了数次变革。30年代，德国化学家广泛进行表面活性剂的研制，开创了近代表面活性剂时期，并形成合成表面活性剂与肥皂相竞争的局面。40一50年代支链烷基苯磺酸钠(TPS)因优良的洗摄性和耐硬水性占据洗摄剂的主导地位；随后由于TPS难以生物降解造成河流污染，在1964年被性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代；同时，50年代后石油化工的发展，促进了醇系表面活性剂的大力发展，其中酯醚非离子表面活性剂因其优异的低温洗摄性、低泡性、可生物降解性等，加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应获得迅猛发展，至今已有超过阴离子表面活性剂之势。90年代，表面活性剂向无毒、无公害、高效、全天然发展，烷基多苷(APG)成为第四代最具潜力的表面活性剂。表面活性剂的发展历程1917年德国化学家由煤焦油合成了第一个表面活性剂烷基萘磺酸

中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较晚，但发展较快。1995年洗涤用品总量已达到310万吨，仅次于美国，排名世界第二位。其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，净增4.7倍，并以年平均增长率大于10%的速度增长。2010年产量达到140.2万吨，同比增长10.8%。同期中国表面活性剂的表观消费量约为148.9万吨，进口量为31.1万吨，进口依存度达20.9%。我国表面活性剂的发展历程中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较二、表面活性剂的特点结构特点：两亲结构不论表面活性剂属于何种类型，都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，称为亲油基或疏水基；另一部分为亲水疏油的极性基，称为亲水基或疏油基。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，形成不对称的分子结构。极性头8－18C

长链烷基等非极性基团二、表面活性剂的特点结构特点：两亲结构不论表面活性剂属于何种表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过碳氢键的疏水作用（HydrophobicInteraction）或“疏水效应”缔合成胶团。表面活性剂在其溶液表面的定向吸附和在溶液内部形成胶团2.定向排列（or表面吸附）1.显著降低表面张力性能特点：表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过碳氢键的疏水作用（HydrophobicInteraction）或“疏水效应”缔合成胶团。3.定向排列（or表面吸附）2.显著降低表面张力性能特点：1.溶解性表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。4.形成胶束表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过表面活性剂的分类方法有以下几种：三、表面活性剂的分类在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按表面活性剂在水溶液中能否解离（非离子型、离子型）及解离后所带电荷类型分为阴离子型、阳离子型和两性离子性；表面活性剂的分类方法有以下几种：三、表面活性剂的分类在这些分

表面活性剂通常采用按分子结构中亲水基团的带电性来分类。显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。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三、表面活性剂的分类表面活性剂通常采用按分子结构中亲水基团的带电性来分类阴离子型表面活性是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类。去污力强，起泡性好。通常显碱性，不能与酸性物合用。1、阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸钠

三、表面活性剂的分类阴离子型表面活性是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。它们在整阴离子表面活性剂RCOONa

羧酸盐R-OSO3Na

硫酸酯盐R-SO3Na

磺酸盐R-OPO3Na2

磷酸酯盐阴离子表面活性剂常见类型阴离子表面活性剂RCOONa 羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。2、阳离子表面活性剂烷基三甲基氯化铵

三、表面活性剂的分类阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图所示，其阳离子表面活性剂R-NH2·HCl

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|CH31.抗静电性好，柔顺乳化效果好。2.阳离子型和阴离子型的表面活性剂等碱性物不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。胺盐型阳离子表面活性剂R-NH2·HCl 伯胺盐CH3广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。即是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂。

3、两性表面活性剂三、表面活性剂的分类广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜碱型|CH3两性表面活性剂常见类型常见的两性表面活性剂的阳离子部分分别是季胺盐和胺盐，阴离子部分是羧酸盐。甜菜碱（Betaine）首先是在欧洲发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。学名：N-三甲基甘氨酸。两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。甜菜碱型两性表面活性剂与氨基

酸型两性表面活性剂最大的差别

是前者无论是在酸性、中性或碱

性都易溶于水。即使在等电点也

无沉淀，且在任何pH值时均可

使用。3、两性表面活性剂甜菜碱型表面活性剂三、表面活性剂的分类3、两性表面活性剂甜菜碱型表面活性剂三、表面活性剂的分类补充：等电点（pI,isoelectricpoint）

/albums/26521/26521/0/0.html：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，所带净电荷为零，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即其等电点。当外界溶液的pH大于两性离子的pl值，两性离子释放质子带负电。当外界溶液的pH小于两性离子的pl值，两性离子质子化带正电补充：等电点（pI,isoelectricpoint）非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。4、非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚三、表面活性剂的分类非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定非离子表面活性剂R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH

聚乙二醇型4、非离子型表面活性剂亲水由所含亲水基团的数目控制其亲水性。非离子型表面活性剂稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用非离子表面活性剂R-COOCH2(CHOH)3HR-O-(C亲水亲油平衡值HLB临界胶束浓度cmc溶解性临界溶解温度Tk－离子型表面活性剂浊点Tp－非离子型表面活性剂四、表面活性剂的物化性质四、表面活性剂的物化性质表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不同，就使它的应用范围和应用性能有差别。表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。通常说表面活性剂的亲水性。HLB值是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。

亲水亲油平衡(hydrophile-lipophilebalanceHLB)表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构亲水性的大小（即HLB的大小）决定了表面活性剂是否易溶于水

HLB值=（亲水基的亲水性）/（憎水基的憎水性）HLB的确定：通常用以下物质作为标准HLB（石蜡）＝0HLB（油酸）＝1HLB（油酸钠）＝18HLB（十二烷基硫酸酯钠盐）＝40亲水性的大小（即HLB的大小）决定了表面活性剂是否易溶于水根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：HLB值在2～6之间，可作油包水型的乳化剂；8～10之间作润湿剂；12～18之间作为水包油型乳化剂。HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||

石蜡W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂| |————|聚乙二醇

O/W乳化剂根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为HLB基团数(groupnumber)。

HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7HLB值计算例1计算十二烷基磺酸钠的HLB值？亲水基：一个-SO3Na基团亲油基：一个-CH3，十一个-CH2-HLB=37.4-（0.475+11*0.475）+7=38.7理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团H例2计算油酸钠的HLB值？亲水基：一个-COONa基团亲油基：一个=CH-，一个-CH3，十五个-CH2-HLB=19.1-17*0.475+7=18例2计算油酸钠的HLB值？亲水基：一个-COONa基团HLCMC

在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，临界胶束浓度

(cmc)(CriticalMicelleConcentration)

表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度cmc。CMC在表面张力对浓度绘制的临界胶束浓度(cmc临界胶束浓度

(criticalmicelleconcentration)表面活性剂浓度变大C<CMC分子在溶液表面定向排列，表面张力迅速降低C＝CMC溶液表面定向排列已经饱和，表面张力达到最小值。开始形成小胶束C>CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自发聚集，形成球状、层状胶束，将憎水基埋在胶束内部临界胶束浓度

(criticalmicelleconce球形胶束球形胶束棒状胶束棒状胶束层状胶束层状胶束CMC表面活性剂浓度去污力渗透力表面张力起泡力溶液性质表面活性剂浓度与溶液性质的关系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的目的CMC去污力渗透力起泡力溶液性质表面活性剂浓度与溶液性临界溶解温度Tk（krafft点）溶解性

krafft点亦是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有高于krafft点，表面活性剂才能更大地发挥作用。

低温时，离子型表面活性剂一般很难溶解

当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧升高，该温度称为克拉夫（krafft）点，也称临界溶解温度。临界溶解温度Tk（krafft点）溶解性kraf第三章-表面活性剂课件浊点（或昙点）对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，表面活剂溶解度急剧下降和析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温度称为浊点(或昙点）。过程可逆。T>浊点，浑浊。T<浊点，透明。

浊点是聚氧乙烯型非离子表面活性剂的特征值。

浊点亦是聚氧乙烯型非离子表面活性剂应用温度的上限，即只有高于浊点，表面活性剂才能更大地发挥作用。溶解性浊点（或昙点）溶解性五、表面活性剂的应用性能表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：1.润湿作用

表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。

例如，如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90°。（HLB：7-9）五、表面活性剂的应用性能表面活性剂的用途极广，主要有接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度

接触角接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液2.起泡作用

“泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。

也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。起泡剂通常具有较强的亲水性和较高的HLB值。消泡剂通常是HLB值为1～3的亲油性较强的表面活性剂。2.起泡作用“泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的第三章-表面活性剂课件3.增溶作用

非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。

增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。

经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程度的增大。C>CMC（HLB13~18）3.增溶作用非极性有机物如苯在水中溶解度很小，4.乳化作用

一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。

要使它稳定存在必须加乳化剂。根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液(O/W)，或以油为连续相的油包水乳状液(W/O)。

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。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。HLB：3-8W/O型乳化剂HLB：8-16O/W型乳化剂4.乳化作用一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。C.污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。5.洗涤作用

HLB值一般在12~14B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使第三章表面活性剂第三章表面活性剂主菜单3.1概论3.4阳离子离子表面活性剂3.3阴离子表面活性剂3.6非离子表面活性剂3.5两性离子表面活性剂3.2表面活性剂的亲油基原料主菜单3.1概论3.4阳离子离子3.3阴离子3.6非3.1概论

三、表面活性剂的分类二、表面活性剂的特点主菜单下一节一、表面活性剂的定义四、表面活性剂的物化性质五、表面活性剂的应用性能3.1概论三、表面活性剂的分类二、表面活性剂的特点主菜表面的几个概念1.界面：是指物质的相与相之间的交界面。相指体系中物理和化学性质均匀的部分，有固、液、气三相如：液/液（如乳剂），液/气（如气雾剂）、固/气（如散剂）、固/液（如悬浊液）、固/固等。2.界面现象：是指物质在界面上发生的物理化学现象。3.表面：两相中有一相是气体的界面。气/固、气/液。4.表面现象：气/固、气/液界面上发生的物理化学现象。如荷叶上的水珠、水中的油滴5.表面张力：指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。这就是当一滴单一成分的液体在恒温、恒压下达到平衡时，总是球状，即具有最小的表面积。表面的几个概念1.界面：是指物质的相与相之间的交界面。相指溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系在恒温恒压下，对于溶液，由于至少存在两种或两种以上的分子，因此其表面张力会随溶质的浓度变化而变化。物质的水溶液其表面张力随浓度的变化可分为三种类型。溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型第一类是表面张力随其溶质浓度的增加略有上升，且往往近于直线(曲线A)。如无机盐和不挥发的酸、碱等。第二类是表面张力随溶质浓度增加而逐渐下降，在浓度很稀时，下降较快，随浓度增加下降变慢(曲线B)。如有机酸、醇、醛溶液等。第三类是在溶液浓度稀时，溶液的表面张力随溶质浓度的增加急剧下降，当溶液的浓度增加到一定值后，溶液的表面张力就不再下降了(曲线C)。如肥皂、洗衣粉等。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的影响水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的如果A物质能降低B物质的表面张力，通常可以说A物质(溶质)对B物质(溶剂)有表面活性。若A物质不仅不能使B物质的表面张力降低，甚至使其升高，那么A物质对B物质则无表面活性。由于水是最重要的溶剂，因此表面活性往往是对水而言。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系溶质对溶解表面张力的影响如果A物质能降低B物质的表面张力，通常可以说A物质(溶质)对右图中曲线A中的溶质对于水无表面活性，称之为非表面活性物质。曲线B和C的溶质对水有表面活性，被称为表面活性物质。而对于曲线C中的溶质在很低浓度时就能明显地降低水的表面张力，此类物质称之为表面活性剂。而曲线B中的溶质只能称为表面活性物质而不能称为表面活性剂。水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系特性1：在加入少量时就能显著降低溶液表面张力或界面张力并改变体系界面状态的物质右图中曲线A中的溶质对于水无表面活性，称之为非表面活性物质。这一类物质都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，称为亲油基或疏水基；另一部分为亲水疏油的极性基，称为亲水基或疏油基。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，形成不对称的分子结构。极性头8－18C

长链烷基等非极性基团特性2：两亲结构这一类物质都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳

表面活性剂因能对两相界面性质产生影响，在实际应用中能显示出各种优异的性能，如乳化、洗涤、分散、湿润、渗透、起泡、消泡、增溶、去污、柔软、抗静电等。

定义：表面活性剂（surfaceactiveagentorsurfactant缩写成SAA）是指一类具有两亲结构的有机化合物，在加入少量时就能显著降低溶液表面张力或界面张力并改变体系界面状态的物质。表面活性剂因能对两相界面性质产生影响，在实1917年德国化学家由煤焦油合成了第一个表面活性剂烷基萘磺酸盐，为表面活性剂的开发奠定了基础。其后，表面活性剂的发展经历了数次变革。30年代，德国化学家广泛进行表面活性剂的研制，开创了近代表面活性剂时期，并形成合成表面活性剂与肥皂相竞争的局面。40一50年代支链烷基苯磺酸钠(TPS)因优良的洗摄性和耐硬水性占据洗摄剂的主导地位；随后由于TPS难以生物降解造成河流污染，在1964年被性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代；同时，50年代后石油化工的发展，促进了醇系表面活性剂的大力发展，其中酯醚非离子表面活性剂因其优异的低温洗摄性、低泡性、可生物降解性等，加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应获得迅猛发展，至今已有超过阴离子表面活性剂之势。90年代，表面活性剂向无毒、无公害、高效、全天然发展，烷基多苷(APG)成为第四代最具潜力的表面活性剂。表面活性剂的发展历程1917年德国化学家由煤焦油合成了第一个表面活性剂烷基萘磺酸

中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较晚，但发展较快。1995年洗涤用品总量已达到310万吨，仅次于美国，排名世界第二位。其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨，净增4.7倍，并以年平均增长率大于10%的速度增长。2010年产量达到140.2万吨，同比增长10.8%。同期中国表面活性剂的表观消费量约为148.9万吨，进口量为31.1万吨，进口依存度达20.9%。我国表面活性剂的发展历程中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代，尽管起步较二、表面活性剂的特点结构特点：两亲结构不论表面活性剂属于何种类型，都是由性质不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，称为亲油基或疏水基；另一部分为亲水疏油的极性基，称为亲水基或疏油基。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，形成不对称的分子结构。极性头8－18C

长链烷基等非极性基团二、表面活性剂的特点结构特点：两亲结构不论表面活性剂属于何种表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过碳氢键的疏水作用（HydrophobicInteraction）或“疏水效应”缔合成胶团。表面活性剂在其溶液表面的定向吸附和在溶液内部形成胶团2.定向排列（or表面吸附）1.显著降低表面张力性能特点：表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过碳氢键的疏水作用（HydrophobicInteraction）或“疏水效应”缔合成胶团。3.定向排列（or表面吸附）2.显著降低表面张力性能特点：1.溶解性表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。4.形成胶束表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时（界面吸附达饱和）可通过表面活性剂的分类方法有以下几种：三、表面活性剂的分类在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。

1、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按表面活性剂在水溶液中能否解离（非离子型、离子型）及解离后所带电荷类型分为阴离子型、阳离子型和两性离子性；表面活性剂的分类方法有以下几种：三、表面活性剂的分类在这些分

表面活性剂通常采用按分子结构中亲水基团的带电性来分类。显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。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三、表面活性剂的分类表面活性剂通常采用按分子结构中亲水基团的带电性来分类阴离子型表面活性是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类。去污力强，起泡性好。通常显碱性，不能与酸性物合用。1、阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸钠

三、表面活性剂的分类阴离子型表面活性是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。它们在整阴离子表面活性剂RCOONa

羧酸盐R-OSO3Na

硫酸酯盐R-SO3Na

磺酸盐R-OPO3Na2

磷酸酯盐阴离子表面活性剂常见类型阴离子表面活性剂RCOONa 羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。2、阳离子表面活性剂烷基三甲基氯化铵

三、表面活性剂的分类阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。如图所示，其阳离子表面活性剂R-NH2·HCl

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|CH31.抗静电性好，柔顺乳化效果好。2.阳离子型和阴离子型的表面活性剂等碱性物不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。胺盐型阳离子表面活性剂R-NH2·HCl 伯胺盐CH3广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。即是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂。

3、两性表面活性剂三、表面活性剂的分类广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜碱型|CH3两性表面活性剂常见类型常见的两性表面活性剂的阳离子部分分别是季胺盐和胺盐，阴离子部分是羧酸盐。甜菜碱（Betaine）首先是在欧洲发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。学名：N-三甲基甘氨酸。两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。甜菜碱型两性表面活性剂与氨基

酸型两性表面活性剂最大的差别

是前者无论是在酸性、中性或碱

性都易溶于水。即使在等电点也

无沉淀，且在任何pH值时均可

使用。3、两性表面活性剂甜菜碱型表面活性剂三、表面活性剂的分类3、两性表面活性剂甜菜碱型表面活性剂三、表面活性剂的分类补充：等电点（pI,isoelectricpoint）

/albums/26521/26521/0/0.html：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，所带净电荷为零，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即其等电点。当外界溶液的pH大于两性离子的pl值，两性离子释放质子带负电。当外界溶液的pH小于两性离子的pl值，两性离子质子化带正电补充：等电点（pI,isoelectricpoint）非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。4、非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚三、表面活性剂的分类非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定非离子表面活性剂R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH

聚乙二醇型4、非离子型表面活性剂亲水由所含亲水基团的数目控制其亲水性。非离子型表面活性剂稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用非离子表面活性剂R-COOCH2(CHOH)3HR-O-(C亲水亲油平衡值HLB临界胶束浓度cmc溶解性临界溶解温度Tk－离子型表面活性剂浊点Tp－非离子型表面活性剂四、表面活性剂的物化性质四、表面活性剂的物化性质表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不同，就使它的应用范围和应用性能有差别。表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。通常说表面活性剂的亲水性。HLB值是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。

亲水亲油平衡(hydrophile-lipophilebalanceHLB)表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构亲水性的大小（即HLB的大小）决定了表面活性剂是否易溶于水

HLB值=（亲水基的亲水性）/（憎水基的憎水性）HLB的确定：通常用以下物质作为标准HLB（石蜡）＝0HLB（油酸）＝1HLB（油酸钠）＝18HLB（十二烷基硫酸酯钠盐）＝40亲水性的大小（即HLB的大小）决定了表面活性剂是否易溶于水根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：HLB值在2～6之间，可作油包水型的乳化剂；8～10之间作润湿剂；12～18之间作为水包油型乳化剂。HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||

石蜡W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂| |————|聚乙二醇

O/W乳化剂根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为HLB基团数(groupnumber)。

HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7HLB值计算例1计算十二烷基磺酸钠的HLB值？亲水基：一个-SO3Na基团亲油基：一个-CH3，十一个-CH2-HLB=37.4-（0.475+11*0.475）+7=38.7理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团H例2计算油酸钠的HLB值？亲水基：一个-COONa基团亲油基：一个=CH-，一个-CH3，十五个-CH2-HLB=19.1-17*0.475+7=18例2计算油酸钠的HLB值？亲水基：一个-COONa基团HLCMC

在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，临界胶束浓度

(cmc)(CriticalMicelleConcentration)

表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度cmc。CMC在表面张力对浓度绘制的临界胶束浓度(cmc临界胶束浓度

(criticalmicelleconcentration)表面活性剂浓度变大C<CMC分子在溶液表面定向排列，表面张力迅速降低C＝CMC溶液表面定向排列已经饱和，表面张力达到最小值。开始形成小胶束C>CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自发聚集，形成球状、层状胶束，将憎水基埋在胶束内部临界胶束浓度

(criti