第二章表面活性劑

1、第二章表面活性劑 其次章 表面活性劑的性 質(zhì)、分類和特性 增溶作用 乳化作用 功能 潤(rùn)濕作用 起泡與消泡 洗滌作用 分散作用 應(yīng)用 肥皂、洗滌劑 化妝品 食品加工石油、建筑 紡織工業(yè) 金屬加工 2.2.4 增溶作用 solubilization1. 增溶作用的定義和特點(diǎn)s / 溶解度 表面活性劑在水溶液中達(dá)到臨界膠束濃度后， 一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中 的溶解度可顯著增加并形成透亮膠體溶液， cmc 這種作用即增溶作用。沒(méi)有兩相界面存在 c/% 是熱力學(xué)穩(wěn)定體系溶液的其他物理性質(zhì)沒(méi)有明顯轉(zhuǎn)變。 2. 增溶作用的方式(1) 非極性分子在膠束內(nèi)的增溶 在膠束內(nèi)部， 被增容的物質(zhì) 完全處于

2、非極性環(huán)境中。 (2) 在表面活性劑分子間的增溶 分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑類似 的極性有機(jī)化合物 柵欄之間甚至拉入內(nèi)部。5 (3) 在膠束表面的吸附增溶 既不溶于水也不溶于油的 小分子極性有機(jī)化合物 在膠束表面增容 (4)聚氧乙烯基間的增溶 以聚氧乙烯基為親水基的 非離子表面活性劑 包裹在膠束外層的長(zhǎng)鏈中 增溶量：100ml已標(biāo)定的濃度的表面 活性劑溶液中，滴加被增溶物，當(dāng)達(dá)飽 和開頭析出時(shí)的物質(zhì)的量(mol) 42 1 3 3 .增溶作用的主要影響因素一、表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu) 1. 非離子型陽(yáng)離子型 陰離子型 2. 膠束越大，增溶量越大。 3. 直鏈型支鏈型 4. 疏水基含有極性基團(tuán) 二、 被增

3、溶物的化學(xué)結(jié)構(gòu) 鏈長(zhǎng)、不飽和度、支鏈、環(huán)化程度 三、 溫度的影響 4、 增溶作用的應(yīng)用乳液聚合 開采石油洗滌劑 2.2.5 潤(rùn)濕和滲透作用1、概念潤(rùn)濕：固體表面和液體接觸時(shí)，以新的固-液 界面替代原有的固-氣界面的過(guò)程； 潤(rùn)濕作用：用水潤(rùn)濕及滲透某固體，若在水中加入 少量表面活性劑，則潤(rùn)濕及滲透較簡(jiǎn)單； 潤(rùn)濕劑：使某物體潤(rùn)濕或加速潤(rùn)濕的表面活性劑12 滲透作用：借助表面活性劑來(lái)滲透物體的內(nèi)部的 作用，所用的表面活性劑稱為滲透劑； 滲透及潤(rùn)濕作用的本質(zhì)： 水溶液表面張力的下降 滲透及潤(rùn)濕作用的衡量-接觸角 (contact angle) ; 接觸角越小，潤(rùn)濕和滲透作用越好； 接觸角: 在氣、液、

4、固三相交界點(diǎn)，氣-液與 氣-固界面張力之間的夾角，通常用表示。13 接觸角的示意圖 2、young方程(楊氏方程): l-gm g s-ga l n s-l s s g dl s l dl l g dl cos s g s l cos l g 表面活性劑在潤(rùn)濕過(guò)程中的作用一般來(lái)說(shuō)，固體表面能愈高，即 固/氣越大，愈 易潤(rùn)濕。一般液體的表面張力都在0.1n.m-1以下，大于 此值的固體稱為高能表面固體，如金屬及其氧化物、 硫化物、無(wú)機(jī)鹽等無(wú)機(jī)固體。 高能固體表面如與一般液體接觸，體系表面的吉 布斯自由能將有較大降低，故能為一般液體所潤(rùn)濕； 低能固體表面一般潤(rùn)濕性能不好。16 (1)在固體表面發(fā)生

5、吸附，轉(zhuǎn)變固體表面性質(zhì)。 表面活性劑是兩親分子，它的極性基易被吸附 于固體表面，非極性基伸向空氣，形成定向排列 的吸附層，這種帶有吸附層的固體表面暴露的是 碳?xì)浠鶊F(tuán)，具有低能表面特性，從而有效地轉(zhuǎn)變 了原固體表面的潤(rùn)濕性能，達(dá)到其有用的目的。 (2)提高液體的潤(rùn)濕力量 水不能在低能固體表面上鋪展。為了改善其潤(rùn) 濕性質(zhì)，常在水中加入一些表面活性劑來(lái)降低其表面張力，以使水能很好地潤(rùn)濕固體表面。 陰離子型表面活性劑適合作潤(rùn)濕劑，陽(yáng)離子型表 面活性劑在實(shí)際中就很少用作潤(rùn)濕劑。 3、影響潤(rùn)濕作用的因素 1)溫度 一般提高溫度，有利于提高潤(rùn)濕性能。高溫時(shí)，長(zhǎng)鏈 表面活性劑優(yōu)于短鏈表面活性劑；低溫時(shí)，短鏈更佳。對(duì) 于聚環(huán)氧乙烷類非離子表面活性劑，溫度接近濁點(diǎn)時(shí)，潤(rùn) 濕性能最佳。 2)濃度： 略高于cmc即可。 3)分子結(jié)構(gòu) 疏水基：對(duì)于相同親水基的表面活性劑，隨碳鏈增長(zhǎng)， 它的hlb值下降，hlb值在715范圍內(nèi)其潤(rùn)濕性能最好。 親水基：一般來(lái)說(shuō)，親水基在中間者的潤(rùn)濕性比親水 基在末端的好。對(duì)于聚環(huán)氧乙烷類非離子表面活性劑，當(dāng) r為c7c10時(shí)，潤(rùn)濕性能最好。19 4、潤(rùn)濕作用和滲透作用的關(guān)系二者并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)分，前者作用于物體的表 面，后者作用在物體的內(nèi)部，從某種意義上講，