[工学]第3章 精细有机合成工艺学基础.pptVIP

第三章 表面活性剂理论§3.1 表面活性剂的基本特征 1. 表面活性剂定义 表面活性剂在纳米材料中应用 5. 表面活性剂的HLB值 5.2 HLB值的意义 表面活性剂的HLB值，其数值并非表示乳化强弱大小，而只是表示其亲水性能的一个相对数值。HLB值为1-40，其中非离子型乳化剂的HLB值为1-20，一般以油酸的HLB值为1，代表亲油性最强的乳化剂，而油酸钾的HLB值为20，十二烷基硫酸钠的HLB值为40。从亲油性到亲水性的转变中点其HLB值为10，即HLB值小于10的乳化剂是亲油的，大于10则是亲水的。 5.2.1 乳化剂与水混合性和HLB值的关系 5.2.2 HLB值的计算 （1）非离子型表面活性剂的HLB值 ?对多数的多元醇脂肪酸酯乳化剂 其中S为多元醇脂肪酸酯皂化值，A为脂肪酸酸值 ?对于聚乙二醇型和多元醇型的非离子表面活性剂 （2）离子型表面活性剂的HLB值 ——“加和原理” 乳化剂的分子结构可以分解为一些基团，每一个基团皆有其HLB数（正或负），可由各基团的HLB数的代数和求得乳化剂的HLB值 常用基团的HLB数值 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性能 烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强 (1)常用非离子表面活性剂 多元醇型：主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span类 及 Tween类 表面活性剂即属此类；具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验 §3.1 表面活性剂的基本特征 (2)非离子型表面活性剂小结 非离子型表面活性剂稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响，与其它类型表面活性剂的相容性好；在水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能，具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒；广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。 §3.1 表面活性剂的基本特征 1.3.3 特种表面活性剂 氟表面活性剂 硅表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚类大环化合物 二聚表面活性剂 特种表面活性剂 §3.1 表面活性剂的基本特征 生物表面活性剂 生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。微生物在代谢过程中常分泌出一些具有表面活性的代谢产物。如简单脂类、复杂脂类或类脂衍生物。在这些物质分子中存在着非极性的疏水基团和极性的亲水基团。 用微生物制取的表面活性剂产物易于被生物完全降解、无毒性，在生态学上是安全的。 §3.1 表面活性剂的基本特征 1.4 根据亲水基的类别可分为 糖脂系列； 脂肪酸系列； 酰基缩氨酸系列 ； 磷脂系列； 高分子生物表面活性剂等。 §3.1 表面活性剂的基本特征 第一:在表(界)面上吸附，形成吸附膜； 第二:在溶液内部自聚，形成多种类型的分子有序组合体。 从这两个基本功能出发，衍生出表面活性剂的其它多种应用功能。在表(界)向上吸附的结果是降低了表(界)面张力，改变了体系的表(界)面化学性质。从而使表面活性剂具有起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、铺展、渗透、润滑、抗静电以及杀菌等功能。 1.5 表面活性剂作用 §3.1 表面活性剂的基本特征 润湿作用 乳化作用 分散作用 起泡与消泡 增溶作用 洗涤作用 肥皂、洗涤剂 化妆品 食品加工 纺织工业 金属加工 石油、建筑 功能 应用 §3.1 表面活性剂的基本特征 1.5.1 直接作用 润湿或反润湿、乳化或反乳化、发泡或消泡、分散、加溶和洗涤等。 例：分散的作用 钻井泥浆、涂料、油墨、墨水、消字液、改正液、感光材料、纳米材料 §3.1 表面活性剂的基本特征 §3.1 表面活性剂的基本特征 1.5.2 间接作用 平滑、匀染、杀菌、防锈和消除静电等。 例：匀染作用 §3.1 表面活性剂的基本特征 §3.1 表面活性剂的基本特征 2. 临界胶束浓度 2.1 临界胶束浓度定义 表面活性剂在溶液中超过一定浓度时，会从单个分子缔合成为胶态的聚合物；溶液性质发生变化时的浓度，即为胶束开始形成时的浓度，称为临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，简称CMC）。 §3.1 表面活性剂的基本特征 (1)极稀溶液，界面上没聚集