第3章 表面活性剂综述.ppt

第3章 表面活性剂;应掌握的内容 1.表面活性剂的定义、结构、性能及作用。 2.各类表面活性剂的特点、合成原理及应用。 3.重点掌握LAS、十二烷基甜菜碱、壬基酚聚氧乙烯醚及邻苯二甲酸酯等的合成原理、工艺条件、工艺过程或流程示意图、反应设备。 学习中应注意的问题 在学习过程中，从工程应用的角度出发，加深对表面活性剂作用原理及合成原理的理解。 学时安排 授课6学时;1.界面是指物质的相与相之间的交界面。是一个具有相当厚度的过渡区。 表面--液相或固相与气相的界面。 常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。;气-液界面;固-固界面;各种表面现象：;2.表面张力是影响表面现象的重要因素，指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力，单位为mN · m–1。 原因：从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm)的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。 ; 3.表面活性剂;4、表面活性剂的结构特点—— 分子结构具有两亲性  含有非极性的亲油基团和极性的亲水基团，两者均可以是一个或多个，简称两亲性。表面活性剂的独特性能均来源于该种特殊的两亲性结构。 非极性烃链（疏水基，亲油基）： 8个碳原子以上烃链 极性基团（疏油基，亲水基）：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等;*;二、表面活性剂分类;两性离子型表面活性剂 ;;3.2 表面活性剂的物化性能和功能应用;表面活性剂的基本功能;3.2.1 表面活性剂的物化性能;表面活性剂溶液的性质;胶束结构的变化形态;*;润湿作用;CMC的测定 1.表面张力法：以表面张力对浓度的对数作图，曲线的转折点即为CMC值。适合于离子表面活性剂和非离子型表面活性剂。 2.电导法：以表面活性剂溶液的摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC值。适合于离子表面活性剂。 3.染料法：表面活性剂溶液增溶染料前后吸收光谱的变化。 4.光散射法：胶束形成与散射光强度成正比。;影响cmc的因素;2.亲水亲油平衡值：HLB值 (Hydrophile-Lipophile Balance) 表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。 HLB值越大，该表面活性剂的亲水性越强。根据其数值大小，就可以知道表面活性剂的适宜用途。;HLB值计算： (1)多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂Griffin（格里芬） ： HLB＝ (2)大多数多元醇脂肪酸酯： HLB＝20（1－S/A） S为酯的皂化价，A为脂肪酸的酸价。 (3)混合表面活性剂： HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb) (4)官能团HLB计算法： HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7 并不是所有表面活性剂HLB值能用算式计算，须用实验方法加以验证。;定义：PIT是指在某一特定的体系中，表面活性剂的亲水、亲油性质达到平衡时的温度。 确定方法：在等量的油和水中加入3％~5％的SAA，配制成O/W型乳状液，在不断搅拌下缓慢加热升温，当体系由O/W型转变为W/O时的温度即为该体系的PIT。 影响因素：PIT与水相、油相性质，溶液温度，乳化剂用量等多种因素密切相关，与HLB值也有一定关系。; Krafft点：离子型表面活性剂的溶解度随温度的增加而增加，溶解度随温度变化的转折点称为Krafft点（临界溶解温度）。;浊点和Krafft点皆反映温度与表面活性剂之间的关系。 非离子表面活性剂的浊点和离子型表面活性剂的Krafft点相比有所不同。 离子型表面活性剂在温度高于Krafft点时，溶解度显著增加。 非离子表面活性剂只有当温度低于浊点时，在水中才有较大的溶解度。如果温度高于浊点，非离子表面活性剂就不能很好的溶解并发挥作用。 浊点可表示非离子表面活性剂亲水性的高低。;3.2.2 表面活性剂的应用;一、润湿 定义： 固体表面和液体接触时，原来的固-气界面消失，形成新的固-液界面，这种现象称润湿。 ;完全不润湿;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; 二、增溶作用Solubilization 表面活性剂在水溶液中形成胶团以后，使不溶于或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加，这种作用称为表面活