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第五章 表面活性剂与高分子 第一节 表面活性剂 一、什么是表面活性剂 1.定义： 少量存在就能大大降低表面张力的物质。 2.结构特点： 两种基团：亲水基团、疏水（亲油）基团 3.表面活性剂降低表面张力的原因 二、表面活性剂的分类 (一)按电学性质分类 （二）按分子量 第一类：阴离子型表面活性剂 命名原则： 看成由一种有机的阳离子和一种酸根离子组成的盐。 按照盐的命名原则进行。 第三类 非离子型表面活性剂 1.阴离子-非离子型 2.阳离子-非离子型二[聚氧乙烯]十二烷基甲基氯化铵3.阳离子-阴离子型 两性表面活性剂的命名 两性表面活性剂的命名 两性表面活性剂的命名 三、表面活性剂的稀溶液和浓溶液 四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液 四、表面活性剂的作用 1.起泡作用 定义： 指表面活性剂使泡沫易于产生并在产生后有一定的稳定作用。这种活性剂称为起泡剂。 作用机理：降低表面张力；形成牢固界面膜 五、表面活性剂的作用 定义：指表面活性剂使难溶的固体或液体的溶解度显著增加的作用。 作用机理：增溶在胶束中 3.增溶作用 4.润湿反转作用 定义：表面活性剂使一种液体将其它物质从固体表面上洗脱下来的作用。 作用机理 洗净作用是一种综合作用：润湿反转、乳化、增溶等。 与被清洁的固体表面有充分的接触；降低被清洗固体与水及污垢与水的界面张力，使污物与固体的粘附功变小而使污物脱落；及时把除下的污物分散；在洁净固体表面形成保护膜而防止污物重新沉积。 五、表面活性剂的结构与性能的关系 1.起泡剂的分子结构 易于起泡的分子结构： 降低表面张力能力强。亲水与亲油性要平衡，即相差不大。对于特定的亲水基团，烃链长度要合适。 具有稳泡作用的分子结构： 起泡剂的吸附层要有足够的强度。 非极性部分最好没有分支； 非极性部分若有苯基，则最好在烃链的一端；苯环上的烃基与亲水基团处于对位； 有一个亲水基团 2.乳化剂的分子结构 同起泡剂类似 O/W乳状液：亲水性稍大于亲油性 如亲水基—SO3Na、 —OSO3Na、—COONa、 —COOK、—SO3K ( CH2CH2O)n，n=3 W/O乳状液：亲水性稍小于亲油性 如弱亲水基—OH、—COOH、钙的羧酸盐（磺酸盐、硫酸酯盐〕 (CH2CH2O)n，n=1，2 3.润湿剂的分子结构 (1)通过物理吸附作用 烃链长度合适，有良好的亲水亲油平衡 易吸附，不易形成胶束：最好有极性或非极性分支。 (2)通过表面反应（砂岩） 砂岩表面特点: A 表面是羟基化了的 砂岩表面特点 B、表面带负电 晶格取代 羟基解离 负离子的吸附 与羟基反应：烃基卤代硅烷 4.增溶剂的分子结构 易于形成胶束的活性剂。 结构特点： 烃链没有分支； 烃基上只有一个亲水基； 亲水基在烃链的一端。 六、表面活性剂的HLB值 1.HLB值的定义 用来衡量表面性剂的亲水亲油平衡关系的指标。 HLB值↑，亲水性↑ 2. HLB值的实验测定 （1）两个标准的确定 油酸，HLB=1; 油酸钠，HLB=20 (3) 测定油乳化所需的HLB值 例如： 已知油酸钠的HLB为18，用未知HLB的活性剂与之复配来乳化煤油（O/W）,当两者比例为0.45:0.55时最稳定，得到： 3.HLB的计算 例题 HLB=7+19.1-17× 0.475=18.0 HLB=7+38.7-12× 0.475=40.0 3.HLB的计算 (2)质量分数法 适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。 例题 亲水基质量=4666 亲油基质量=2046 HLB=4666/(4666+2046) ×20=14 4.活性剂的HLB值与应用的关系 5.表面活性剂的选择 两个标准：HLB值和分子结构 先按HLB值选择活性剂，然后按作用（功能）确定活性剂的分子结构。 七、重要的表面活性剂 1．烷基磺酸钠（AS） C12～C18的烷基磺酸钠有很好的水溶性，钙盐和镁盐的水溶性也很好。 相对分子质量超过380，烷基碳原子数超过20时，变成亲油的表面活性剂，可用于配制油包水乳状液。 2.烷基苯磺酸钠(ABS) 烷基苯磺酸钠的苯环约相当于烷烃中4个碳原子的作用。 其性质与烷基磺酸盐大体相同。 3．季铵盐型表面活性剂 季铵盐型表面活性剂可用于含酸、含碱或含钙、镁离子的水中 季铵盐型表面活性剂和阴离子型表面活性剂复配，高浓度发生沉淀，低浓度常有显著的协同效应。 4．聚