表面活性剂的作用

表面活性剂的作用目录1增溶作用2乳化与破乳作用3润湿作用4发泡与消泡作用5洗涤和去污作用6分散和絮凝作用7其他作用1增溶作用1.1增溶作用的定义和特点表面活性剂在水溶液中达到cmc后,一些水不溶性或微溶性的油性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加并形成透明胶体溶液,这种作用即增溶作用。（如:苯水中溶解度仅0.09%,在油酸钠水溶液中溶解度为10%）没有两相界面存在是热力学稳定体系溶液的其他物理性质没有明显改变。水溶液中,表面活性剂胶束从其表面至内核,极性由大至小。这种不同极性大小的微环境为各类被增溶有机物提供了合适的溶解环境。在增溶过程中,被增溶物从不溶解状态到进入胶束中化学势下降,该过程的自由能降低,增溶是自发过程,形成的体系是热力学稳定的。增溶作用

混合溶剂增加溶解度

进入胶束增溶作用不是一般意义上的溶解。1.2增溶作用的方式胶束的结构特点增溶位置增溶物的性质非极性类似于液态烃的内核胶束的结构（离子型、非离子型）表面非极性有机物(如饱和烃)长链极性有机物(如脂肪醇、酸等）增溶物短链极性有机物易极化的含芳环化合物增溶量:1L已标定浓度的表面活性剂溶液中,滴加被增溶物,当达饱和开始析出时的物质的量(mol)。c>b>a>d

a.胶束内核

b.胶束内核/栅栏层（离子型）

增溶位置

c.胶束的栅栏层（非离子型）

d.胶束表面1.3影响增溶作用的主要因素1.3.1表面活性剂的化学结构和性质

a.非离子型>阳离子型>阴离子型b.长链>短链c.直链型支链型或不饱和基d.疏水基含有极性基团e.表面活性剂浓度越大,增溶能力越强1.3.2被增溶物的化学结构a.饱和烃和芳烃的增溶量随碳链增长而减小。b.多环芳烃的增溶量随分子大小增加而减小。c.直链化合物与其带支链的异构体的增溶量大致相同。d.增溶物极性增大,增溶量也增1.3.3温度的影响a.对于离子型表面活性剂,温度升高,使极性和非极性物的增溶量都增加。b.对于聚氧乙烯非离子型表面活性剂,温度升高,使非极性物增溶量增加。极性物出现最大值,最后又降低。1.3.4无机电解质的影响a.对于离子型表面活性剂,电解质的加入有利于增大增溶于胶束内核的非极性有机物的增溶量。但是,由于反离子使得胶束中表面活性剂离子端基间静电斥力减小,栅栏层堆积密度增大,增溶于此区域的极性有机物的增溶量将减小。b.对于非离子型表面活性剂,电解质的加入常也可增大胶束聚集数,提高非极性有机物的增溶能力。不同无机离子对增溶能力的影响与对浊点影响顺序相同:

K+>Na+>Li+;Ca2+>Al3+;S042->Cl-1.3.5有机添加剂的影响a.加入极性有机物(如长碳链醇、胺和酚等)可提高非极性增溶物的增溶能力。极性有机物碳链越长,极性越小,对非极性增溶物的增溶能力越强。且RSH>SNH2>ROH。b.加入非极性有机物(如长碳链醇、胺和酚等)可提高极性增溶物的增溶能力。但往往同时也降低了另一种极性增溶物,原因:极性增溶物在胶束栅栏位置存在竞争行为。2乳化与破乳作用分散相(内相、不连续相)分散介质(外相、连续相)水相/油一种或多种液体以微滴状分散到另一种不相混溶的液体中所形成的多相分散体系,称为乳状液。这种形成乳状液的过程称为乳化2.1乳状液的类型及形成2.1.1乳状液的类型和鉴别类型1水包油〇/W2油包水w/03套圈型鉴别法稀释法染料法电导法滤纸湿润法2.1.2影响乳状液类型的主要因素1相体积(25.98%-74.02%)2乳化剂的分子结构和性质3乳化器的材质4两相的聚结速度2.2影响乳状液稳定性的因素有两相界面存在是热力学不稳定体系1表面张力2界面膜的性质3界面电荷4乳状液分散介质的黏度5固体粉末的加2.3乳化剂及其选择依据合成表面活性剂高分子化合物天然化合物固体粉末1乳化剂与分散相的亲和性。2乳化剂的配伍作用3乳化剂体系的特殊要求食品、化妆品用乳化剂应无毒、无特殊气味。冰淇淋用硬脂酸单甘油醋作乳化剂。雪花膏等则用司潘—吐温混合乳化剂4乳化剂的制造工艺不宜过分复杂,原料来源应丰富;使用要方便。2.4乳化剂的破乳有两相界面存在是热力学不稳定体系物理法离心法电沉积法超声波法过滤法化学法:破乳剂顶替作用湿润作用破坏界面膜絮凝作用3润湿作用润湿是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程接触角的示意图:3.1润湿过程(1)粘温粘附功(2)浸湿浸湿功(3)铺展3.2表面活性剂的润湿作用这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫润湿作用1在固体表面发生定向吸附2提高液体的湿润能力3.3润湿剂这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表面活性剂叫做湿润剂

位于分子中间时湿润性能比较强亲水基位置1分子结构位于分子末端时去污能力比较强

有分支结构的湿润性和渗透性的较好亲油基

去污能力较差2性质

分子量小的的湿润性和渗透性的较好分子分子量大的洗涤、分散、乳化能力较好4起泡和消泡作用打开啤酒、香槟瓶即有大量泡沫出现等,液体泡沫。面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。人们通常所说的泡沫多指液体泡沫也是本节要讨论的主要内容。4.1泡沫的形成及其稳定性

“泡”就是由液体薄膜包围着气体。“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系泡沫的稳定性与那些条件相关呢?

1表面张力2界面膜的性质3表面张力的修复作用4表面电荷5泡内气体的扩散4.2表面活性剂的起泡和稳定作用

1表面活性剂的起泡性表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度加压通气、搅拌W外=△E=γA2表面活性剂的稳泡性稳泡剂天然化合物高分子化合物合成表面活性5洗涤和去污作洗涤体系是复杂的多相分散体系,润湿、渗透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物理的化学的过程......洗涤剂中通常要加入多种辅助成分,増加对被清洗物体的润湿作用,又要有起泡、増白、占领清洁表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明: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。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。洗涤剂的去污过程影响表面活性剂洗涤作用的因素1表面或表面张力2表面活性剂在界面上的吸附状态