表面活性剂的作用-增溶

表面活性剂能够降低溶液的表面张力，由于胶束的存在，改变了物系的界面状态，并产生了乳化、起泡、分散、增溶及催化作用。随着科技的发展，表面活性剂的发展也十分迅速，已经从早期主要应用于洗涤、纺织等行业逐步拓展到国民经济的各个部门，如食品、制药、纺织、金属加工、石油、建筑等行业。第三章表面活性剂的作用§3.1增溶作用§3.2润湿作用§3.3乳化作用§3.4起泡与消泡作用§3.5洗涤作用§3.1增溶作用1、增溶作用的定义和特点1）增溶作用的基础是胶束的形成表面活性剂浓度越大，形成的胶束越多，有机物溶解的越多，SAA增溶量越大。

是指表面活性剂胶束的存在使难溶于水的有机物在水中的溶解度显著增加的作用。增溶剂被增溶剂特点定义§3.1增溶作用例如：乙苯在水中的溶解情况乙苯在水中几乎不溶，但当在100ml、0.3mol/L的十六酸钾（cmc2.2×10-3mol/L）可溶解3g多。cs

最初表面活性剂浓度较低，没有形成胶束，溶解度小，在浓度超过cmc后，溶解度大大增加。

2）与溶解和乳化不同，被增溶物以分子团簇分散在表面活性剂的胶束中。形成胶束后，溶液的沸点、凝固点等没有明显的改变，说明溶质并非以分子或离子的形式存在，而是以分子团簇分散在表面活性剂的胶束中。两种不相溶的液体，如油与水，若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。3）增溶作用是自发进行的增溶后的溶液属于热力学稳定体系。§3.1增溶作用①被增溶物进入胶束内部§3.1增溶作用2、增溶作用方式⑴增溶方式

通过x射线衍射、紫外光谱及核磁共振等分析方法，研究发现增溶作用主要有四种方式：

简单的烃类物质易溶于其中，如苯、乙苯、正庚烷等。增溶后胶束的体积增大。②被增溶物参与胶束形成,在胶束中与表面活性剂分子相间并列分布。增溶于胶束的栅栏之间，大分子极性有机化合物。§3.1增溶作用③被增溶物吸附于胶束表面高分子、甘油、蔗糖以及一些染料。④被增溶物束缚在胶束表面的聚氧乙烯链上较易极化的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物

被增溶物被束缚在胶束外表面的聚氧乙烯分子链上，

被增溶物被聚氧乙烯链缠绕。

§3.1增溶作用四种方式的增溶量大小顺序：4>2>1>3

向100ml以标定浓度的表面活性剂溶液中由滴管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，溶液变浑浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量即为增溶量。增溶量除以表面活性剂的物质的量即得到增溶力。增溶力表示表面活性剂对有机物的增溶能力。§3.1增溶作用⑵增溶量的测定同溶解度的测定。§3.1增溶作用3、增溶作用的主要影响因素⑴表面活性剂的化学结构①胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。在表面活性剂同系物中，胶束的大小随碳原子数增加而增大，因此碳原子数越大，cmc越低，聚集数增加，增溶作用加强。§3.1增溶作用②亲水基相同的SAA

ａ碳原子数越大，cmc越低，聚集数增加，增溶作用加强。§3.1增溶作用

ｂ带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的增溶作用减小，而对长链极性物增溶作用加强。

原因：由于该类表面活性剂的亲水性增加，cmc变大，胶束不易形成且聚集数下降，因此对增溶于胶束内部的烃类增溶能力下降；但由于极性基团之间的电斥力作用，使胶束“栅栏”的表面活性剂分子排斥力增加，分子间距增大，有更大的空间使极性物分子插入，因此对其增溶量增加。§3.1增溶作用

ｃ亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。因为直链型表面活性剂cmc比支链型低，胶束易形成，胶束聚集数较大。§3.1增溶作用③具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序：非离子型>阳离子型〉阴离子型原因：非离子型的cmc小，胶束易于形成，胶束聚集数较大，增溶作用较强。而阳离子的胶束比阴离子的结构疏松，故增溶作用较阴离子的强。§3.1增溶作用④聚氧乙烯类非离子型表面活性剂乙氧基越长，增溶量越小；疏水碳链越长，增溶量越大。①脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增大，带支链的饱和化合物与相应的直链异构体增溶量大致相同。烃类分子越大，增溶程度越小。②烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度增加。§3.1增溶作用⑵被增溶物的化学结构⑶温度的影响离子型，升高温度，s增加非离子型，升高温度，浊点以下，s增加，浊点以上，s下降。在温度升至接近表面活性剂的浊点时，聚氧乙烯基与水分子间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束容易生成，聚集数急剧增加，对非极性碳氢化合物以及卤代烷烃等的增溶作用有很大提高。但当超过浊点后则溶解度下降。§3.1增溶作用

在离子型表面活性剂溶液中添加少量的无机电解质，可增加烃类化合物的增溶程度，但却使极性有机物的增溶程度减少。§3.1增溶作用⑷添加无机物电解质的影响

原因：无机电解质的添加使离子型表面活性剂的cmc大为降低，胶束聚集数增加，胶束变大，使得溶于胶束内的烃类化合物的增溶程度增加。电解质使胶束“栅栏”分子间的电斥力减弱，于是形成胶束的表面活性剂分子排列的更加紧密，从而减少了极性有机化合物在“栅栏”中增溶的空间，使其增溶量减少。§3.1增溶作用⑸有机物添加剂的影响向表面活性剂溶液中添加烃类等非极性化合物，会使其增溶于表面活性剂胶束内部，使胶束胀大，有利于极性有机物插入胶束“栅栏”中，即提高了极性有机物的增溶程度。反之添加了极性有机物后，增溶于胶束的“栅栏”中，使非极性碳氢化合物增溶的空间变大，增溶量增加。§3.1增溶作用

主要应用于乳液聚合、石油开采、胶片生产及洗涤等方面。§3.1增溶作用4、增溶作用的应用⑴乳液聚合是使原料分散于水中形成乳液，在催化剂的作用下进行聚合的过程。在表面活性剂水溶液中，大部分单体原料存在于乳状液的液滴中，少部分溶于水相成为真溶液，还有一部分增溶于胶束内。§3.1增溶作用

乳液聚合通常使用水溶性的引发剂，在水相中起引发作用，聚合反应在胶束中进行，分散于水相的单体乳状液滴不断向胶束提供反应原料。随聚合反应的进行，胶束中的单体逐渐聚合为高分子产物，脱离胶束形成分散于水相中的高聚物液滴，最终成为乳胶粒，直至单体消失。§3.1增溶作用⑵石油工业增溶作用被利用来“驱油”以提高石油的开采率，利用表面活性剂胶束的存在，将表面活性剂、助剂和油混合在一起搅动，使之形成均匀的“胶束溶液”。这种溶液能溶解原油，且具有足够的黏度，能很好的润湿岩层，遇水不分层，当流过岩层时能有效的洗下黏附于砂石上的石油，达到提供使用开采率的目的。§3.1增溶作用⑶胶片生产胶片上出现的微小油脂杂质造成的斑点，在乳化剂中加入适当的表面活性剂，利用胶束的增溶作用可以使斑点消除。