第五章--表面活性剂PPT.ppt

第5章 表面活性剂;5.1 概 述;各类物质水溶液的溶度与表面张力的关系;像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。 表面活性剂的加入不仅能明显降低表面张力，而且它还具有润湿或反润湿，乳化或破乳，起泡或消泡，及增溶、分散等一系列作用.;5.1.2 表面活性剂分子的结构特点;表面活性剂达到形成单分子膜的最低浓度叫临界胶束浓度（CMC）;不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响（30℃）;1）7碳原子以下，降低表面张力不明显 2）8~20个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的表面活性。 当亲油基为直链或支链烷烃， 8~20个碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或苯基， 8~16个碳原子时为宜。;（1）按工业用途分类： 渗透剂：脂肪醇聚氧乙烯醚 ，用于纺织品的印染 匀染剂，缓染剂：脂肪醇硫酸盐 、脂肪醇或烷基酚的聚氧乙烯醚 。织物在染色过程中，为促使染色均匀，不产生色条、色斑等疵点而添加的物质。对纤维或染料具有某种亲和力，在染色过程中会与染料相互竞争染席，然后逐渐被染料所取代，起到缓染的作用 柔软剂、平滑剂：阳离子表面活性剂，季铵盐型、脂肪酸酯型、石蜡型、聚乙烯醚型、有机硅等。吸附于织物表面，亲油基烃链都向外整齐排列，降低了纤维之间摩擦系数，使纤维柔软平整。 抗静电剂、防锈剂等。;（1）按工业用途分类： 乳化剂，分散剂：分散体系的稳定，涂料、油墨、印染、食品等 净洗剂：主要为肥皂、阴离子型或非离子型表面活性剂。用于去除在印染及后整理过程中残留在纺织品上各种杂质、污垢、助剂、浆料等。 润湿剂：增加与基材的润湿性，用于涂料、油漆 杀菌剂：阳离子型表面活性剂。;（1）按工业用途分类： 起泡剂：十二烷基硫酸钠脂肪醇、聚氧乙烯醚硫酸钠、松香皂类发泡剂、动植物蛋白类等。洗涤剂，洗发香波，浴沐液，矿物浮选，蛋糕起泡剂等。 消泡剂：有高碳醇、矿物油、聚醚、硅树脂等。用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。;（2）按亲水基类型分： 表面??性剂溶于水能电离生成离子的叫做离子型表面活性剂（阴离子、阳离子和两性表面活性剂)。 不能电离的叫非离子型表面活性剂。;;5.1.3.1 阴离子表面活性剂;（2）硫酸酯盐类 通式为R-OSO3M，以高级脂肪醇与硫酸酯化剂酯化制备。 ;（3）磺酸盐 一般以R－SO3Na表示， C与S相连，在酸性介质中不水解，耐热性好。 烷基苯磺酸钠 烷基萘磺酸钠：;4）磷酸酯盐类 一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na ;5.1.3.2 阳离子表面活性剂;或由高级胺用与环氧乙烷反应制备：;(2)季铵盐类;;阳离子表面活性剂的特点 (1)易吸附在固体表面 （用于矿物浮选、织物柔顺剂、抗静电剂等） (2)杀菌作用;Antimicrobial mechanism A. Kawabata, et al. Carbohydrate Polymers 67 (2007), 375-389 ; AFM images of E. coli (ATCC 11229);5.1.3.3 两性表面活性剂;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型两性表面活性剂。通式： 其中R=C12~C18;两性表面活性剂在水中电离时，因同时存在两种电荷，因此有一个等电点 pI，溶液的pH 值低于pI 时，是阳荷性，具有阳离子表面活性剂作用；当pH 高于pI 时，呈负电性，具有阴离子表面活性剂的作用。在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。 特点：水溶性好，发泡能力强，去污力强；毒性低，对皮肤刺激性小，有良好的生物降解性和抗微生物能力，优良的抗静电性和柔软平滑性，与其它表面活性剂相容性好。但是价格较贵。;5.1.3.4 非离子表面活性剂;非离子型表面活性剂按亲水基分类，有聚乙二醇型和多元醇型，两者性能和用途有较大差异。 （1）聚乙二醇型非离子表面活性剂 1）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物 ;2）烷基酚和环氧乙烷的加成物 所用烷基酚有：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等 3）脂肪酸与环氧乙烷的加成物 ;4）高级脂肪胺和脂肪酰胺的环氧乙烷加成物 ; 5）聚丙二醇的环氧乙烷加成物 亲水基 憎水基 亲水基 ;聚乙二醇的醚键为何具有亲水性？;（2）多元醇型非离子型表面活性剂 主要亲水基是多元醇类、氨基醇类、糖类等. ; 山梨醇 失水山梨醇;失水山梨醇与不同高级脂肪酸酯化得到的表面活性剂叫“司盘”(SPAN). 由于自身不溶于水，需与其它水溶性表面