新第一章 表面活性剂概述课件

《表面活性剂化学》Email:主要参考:表面活性剂应用原理，肖进新等,化学工业出版社，2003表面活性剂作用原理，赵国玺等,中国轻工业出版社，2003表面活性剂-合成·性能·应用,

王培义等，化学工业出版社,2007

其它参考：曾毓华.氟碳表面活性剂.北京：化学工业出版社.2001

梁治齐.功能性表面活性剂.北京：中国轻工业出版社.2002

杜巧云，葛虹.表面活性剂基础及应用.北京：中国石化出版社.1996

徐燕莉.表面活性剂的功能.北京：化学工业出版社.2000第一章：表面活性剂基础1.1表面活性剂概念1.2表面活性剂分类1.3表面活性剂国内外发展现状界面：相与相之间的分界面界面气/液气/固液/液固/固固/液表面谁见过没有皮的馒头?

处于任何相态的任何物质的表面与其体相相比较,二者在组成、结构、分子所处的能量状态和受力情况等方面均有差别，由此而产生的各种物理和化学现象称之为表面(界面)现象。1gH2O表面积(m2)表面能(J)呈一球形水滴4.84×10-43.5×10-510-7m微小质点6000434

表面现象涉及的范围很广：自然现象、工农业生产过程、生理现象、科学研究、多相催化甚至日常生活

常见的表面现象有：●在光滑玻璃上的微小汞滴会自动呈球形●脱脂棉易于杯水润湿●水在玻璃毛细管中会自动上升●固体表面会自动的吸附其他物质●微小的液滴易于蒸发●微小晶体溶解度大等等表面活性剂基础表面：把一个相和它本身蒸汽接触的分界面称之。界面：把一相与另一相(结构不同)接触的分界面称之。特点：表面结构复杂，性质相差悬殊，研究固体表面比研究液体表面困难，难以定量描述。

习惯上把液-气界面、固-气界面称为液体表面和固体表面。表面可以由一系列的物理化学数据来描述（表面积、表面组成、表面张力、表面自由能、熵、焓等），表面与界面的组成和结构对其性能有着重要的影响。

1.1表面活性剂概念1g粉料表面积常规15m2um90m2nm180m21g粉料具有如此大的空间，其界面占据总体积50％以上，奇特的表面效应表面活性剂基础超微颗粒表面与大块物体不同：高倍率电子显微镜下：金-1nm，实时观察无固定的形态，随时间变化会自动成各种形状（如立方体、八面体，十面体，二十面体多孪晶等），不同于一般固体、液体，是一种准固体；在电镜电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态大于10纳米后，微颗粒状态稳定表面活性剂基础【Eg】表面高活性导致纳米（超微）颗粒的迅速氧化燃烧/甚至空气中自燃防止：通过表面包裹防止自燃Li粉厂突然自燃表面活性剂基础利用表面活性，超微颗粒可成为新一代高效催化剂/贮气材料/低熔点材料

表面界面效应十分重要表面活性剂基础表面与界面起突出作用的新型材料，如薄膜、多层膜、超晶格、超细微粒与纳米材料等发展如日中天新物理现象、新效应巨大应用潜力表面活性剂基础1.2表面活性剂的分类171.2.1表面活性剂按离子类型分类表面活性剂离子型非离子型阴离子型:阳离子型:两性型:十二烷基苯磺酸钠

苄基三甲基氯化铵

十二烷基甜菜碱1.2.2按亲水基的结构分类18表1-1按亲水基结构分类的表面活性剂类型亲水基团类型亲水基团结构表面活性剂实例羧酸盐型磺酸盐型硫酸酯盐型磷酸酯盐型单酯双酯

1.2.3按疏水基种类分类（1）直链烷基：－CnH2n+1，n＝8～20；（2）支链烷基：－CnH2n+1，n＝8～20；（3）烷基苯基：，R＝CnH2n+1，n＝8～16；（4）烷基萘基：，R＝CnH2n+1，n>3；（5）松香衍生物；（6）高分子量聚氧丙烯基：－(OC3H7)n—；（7）长链代烷基：－CnF2n+1，n＝6～10；（8）聚硅氧烷基：20

1.2.4按表面活性剂的特殊性分类（1）碳氟表面活性剂CF3(CF2)6COONa全氟代辛酸钠（2）含硅表面活性剂（3）高分子表面活性剂 分子量高于1000的表面活性剂,主要类型有聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等21

按照表面活性剂的溶解性能可将其分为水溶性和油溶性表面活性剂；按照分子量可分为低分子和高分子表面活性剂；按照应用功能可分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂等。231.2.5其它分类方法

1.3表面活性剂的国内外发展状况1.3.1世界表面活性剂工业的发展状况1.3.2我国表面活性剂工业的现状及发展趋势24在品质、质量、产量等方面均得到了迅速发展由于表面活性剂具有润湿、乳化、去污、分散等特性，被称为工业味精。目前全世界表面活性剂的品种有6000多种，商品牌号上万种，年产量接近1200万它的应用领域在不断的扩大。表面活性剂作用：家用占50%，个人护理6%，工业与公共设施用占40%-50%。从品种上，世界表面活性剂以阴离子为主，其次是非离子，阳离子和两性消费最小。国外朝专用性和功能性发展。2627

表面活性剂已成为精细化工的一个重要分支，亦是精细化工的一个基础学科。可应用于洗涤（工业和家用）、纺织、印染、皮革加工、矿选、金属加工、石油开采与精制、建筑、食品、制药、造纸、油漆油墨、涂料等工业。1.3.1世界表面活性剂工业的发展状况28表1-2世界各地表面活性剂的消费情况1995年2000年2005年消费量（万吨）占市场份额（％）消费量（万吨）占市场份额（％）消费量（万吨）占市场份额（％）北美27029.029026.931024.8西欧20021.522020.424019.2亚洲29031.236033.344035.2其它17018.321019.426020.8合计930100.01080100.01250100.0（1）表面活性剂的品种少，产量低，不能满足国内需求（2）人均消费水平低，美国13.9Kg日本9.7Kg中国0.5Kg（3）产品结构不合理,高档产品少，低档产品多（4）工业应用比例偏低（5）基础理论研究比较薄弱，缺乏复配和深加工技术的理论指导，生产工艺落后30主要差距：31

（1）调整产品结构；（2）加强应用基础理论研究。复配、新产品开发；（3）将应用基础研究与应用开发有机结合起来；（4）积极开发专用化和功能化表面活性剂。提高产品档次和性能；（5）大力开发绿色表面活性剂和生物表面活性剂。具有高活性，生物降解好、低毒、无刺激、可再生，绿色产品；

今后我国表面活性剂的发展主要有以下几方面：表面活性剂的发展

我国表面活性剂“十一五”发展规划(黄洪周,全国工业表面活性剂中心,辽宁大连)摘要:介绍我国表面活性剂工业的生产和发展现状、以及发展特点。我国表面活性剂产量已居世界第二位,全行业装备水平有了较大提高,且能生产50大系列所有常规表面活性剂,目前正在向绿色化、多功能、专用化方向发展。对我国表面活性剂工业存在的问题和差距进行了分析,并提出了相应的对策和措施。2.我国是表面活性剂进口大国,出口小国我国每年进口大量表面活性剂,2004年进口206565t,用外汇31807万美元,2005年达231151t,用外汇39041万美元;而出口却很少,2005年出口73191t,创汇仅8387万美元,出口量是进口量的1/3,出口额是进口额的不到1/5。

存在问题和差距1.我国现在是表面活性剂生产大国,但不是强国表面活性剂人均拥有量尽管由1994年的0.138kg/a上升到2005年的2.3kg/a,但与世界表面活性剂强国相比,仍有较大差距,如我国表面活性剂人均拥有量是美国的1/13,不到日本的1/4。3.表面活性剂原料短缺,仍需大量进口4.产品和装备更新换代任务仍很繁重大型乙氧基化装置已进口11套,大型磺化装置进口60套5.缺乏国际竞争力,市场占有率低无跨国公司6.科研项目多,对外公开成果少,产业化更少如何发展我国表面活性剂工业:1.调整产业结构,降低生产成本是我国大宗表面活性剂生产企业的当务之急发展磺化、乙氧基化、烷基化、聚醚合成，充分利用现有装置开发新产品，生产需求量大及性能好的产品。国外，烷基酚醚产量逐渐降低而我国的能力尚不能满足国内需求，但在考虑相关项目时应充分注意其环境制约因素。2.加强应用基础研究和应用研究是促进新型表面活性剂产业化的重要途径3.