表面和聚合物

1、第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（5學(xué)時）學(xué)時）第一節(jié)第一節(jié) 表面活性劑基本知識表面活性劑基本知識第二節(jié) 表面活性劑溶液的性質(zhì)第三節(jié) 表面活性劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系第四節(jié) 高分子化合物基本知識第五節(jié) 高分子化合物性能第六節(jié) 凝膠 配價鍵配價鍵：指由一個原子供給共有電子對而形成的鍵：指由一個原子供給共有電子對而形成的鍵 。 氫鍵氫鍵：化合物分子中，凡是和電負(fù)性較大的原子：化合物分子中，凡是和電負(fù)性較大的原子(F(F、O O、N N等）相連的氫原子，等）相連的氫原子，都可能再和同一分子或另一分子內(nèi)的另一電負(fù)性較大的原子相連，這樣形成的鍵都可能再和同一分子或另一分子內(nèi)的

2、另一電負(fù)性較大的原子相連，這樣形成的鍵叫氫鍵。叫氫鍵。 分子的極性分子的極性：即分子的帶電性，它的大小以偶極矩衡量所謂偶極矩是指分：即分子的帶電性，它的大小以偶極矩衡量所謂偶極矩是指分子中的正電中心與負(fù)電中心間的距離與電量的乘積偶極矩越大，分子的極性越子中的正電中心與負(fù)電中心間的距離與電量的乘積偶極矩越大，分子的極性越大。大。 極性分子與非極性分子極性分子與非極性分子：偶極矩大于零的分子叫極性分子；偶極矩等于零的：偶極矩大于零的分子叫極性分子；偶極矩等于零的分子叫非極性分子。分子叫非極性分子。 極性相近規(guī)則極性相近規(guī)則（相似相溶原理）：經(jīng)驗規(guī)則，即極性相近的物質(zhì)（或部分）（相似相溶原理）：經(jīng)驗

3、規(guī)則，即極性相近的物質(zhì)（或部分）能很好結(jié)合（如溶解、吸附等）。如水（極性物質(zhì)）能溶于乙醇（極性物質(zhì)）而能很好結(jié)合（如溶解、吸附等）。如水（極性物質(zhì)）能溶于乙醇（極性物質(zhì)）而不溶于石蠟油（非極性物質(zhì)）。而石蠟油能溶于苯（非極性物質(zhì)）而不溶于水。不溶于石蠟油（非極性物質(zhì)）。而石蠟油能溶于苯（非極性物質(zhì)）而不溶于水。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)預(yù)備知識預(yù)備知識概念概念 分子間力分子間力：即分子間作用力。：即分子間作用力。氫鍵氫鍵是一種分子間力此外，還有是一種分子間力此外，還有定定向力向力（由極性分子定向產(chǎn)生）、（由極性分子定向產(chǎn)生）、誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力（由極性分子誘

4、導(dǎo)另一個分子產(chǎn)（由極性分子誘導(dǎo)另一個分子產(chǎn)生）、生）、彌散力彌散力（由核外電子每一瞬間總偏于一邊的不均勻性產(chǎn)生，它的（由核外電子每一瞬間總偏于一邊的不均勻性產(chǎn)生，它的大小隨分子量增加而增加）和原子核間、電子云間的排斥力。大小隨分子量增加而增加）和原子核間、電子云間的排斥力。 表面張力表面張力：從力定義：表面張力是作用在單位長度表面上的表面收：從力定義：表面張力是作用在單位長度表面上的表面收縮力。從功定義：表面張力是增加單位表面所做的表面功。從能定義：縮力。從功定義：表面張力是增加單位表面所做的表面功。從能定義：表面張力是單位表面所具有的表面能。表面張力是單位表面所具有的表面能。 表面能趨于減少

5、規(guī)律：表面能趨于減少規(guī)律：由于凈吸引力的作用，表面分子總傾向于到由于凈吸引力的作用，表面分子總傾向于到相內(nèi)部來，從而使表面總傾向于縮小，即表面能總傾向于減少。這一規(guī)相內(nèi)部來，從而使表面總傾向于縮小，即表面能總傾向于減少。這一規(guī)律叫表面能趨于減少規(guī)律。律叫表面能趨于減少規(guī)律。 法揚斯法則法揚斯法則：當(dāng)離子鍵固體從溶液中吸附離子時，若溶液中的離子：當(dāng)離子鍵固體從溶液中吸附離子時，若溶液中的離子能與固體中的異號離子形成難溶物，則這種離子優(yōu)先被吸附這條規(guī)律能與固體中的異號離子形成難溶物，則這種離子優(yōu)先被吸附這條規(guī)律叫法揚斯法則。叫法揚斯法則。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基

6、本性質(zhì) 懸浮體：懸浮體：溶解度極小但顆粒直徑較大（大于溶解度極小但顆粒直徑較大（大于1010-7-7m m）的固體分散在液）的固體分散在液體中所形成的粗分散體系。體中所形成的粗分散體系。 泡沫：泡沫：泡沫是氣體以氣泡的形式分散在液體中所形成的分散體系。是泡沫是氣體以氣泡的形式分散在液體中所形成的分散體系。是一種膠體。氣泡直徑大于一種膠體。氣泡直徑大于 1010-7-7m,m,屬粗分散體系。屬粗分散體系。 溶膠：溶膠：溶膠是溶解度極小的固體在液體中高度分散所形成的分散體系。溶膠是溶解度極小的固體在液體中高度分散所形成的分散體系。溶膠是一種膠體。固體顆粒直徑在溶膠是一種膠體。固體顆粒直徑在 101

7、0-7-71010-9-9m m范圍，屬細(xì)分散體系。范圍，屬細(xì)分散體系。 凝膠：凝膠：凝膠是由溶膠轉(zhuǎn)變而來。當(dāng)溶膠由于種種原因（如電解質(zhì)加入凝膠是由溶膠轉(zhuǎn)變而來。當(dāng)溶膠由于種種原因（如電解質(zhì)加入引起溶膠粒子部分失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生部分聚結(jié)）形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體包引起溶膠粒子部分失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生部分聚結(jié)）形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體包在其中，從而使整個體系失去流動性時就轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。在其中，從而使整個體系失去流動性時就轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。 凍膠：凍膠：凍膠是由高分子溶液轉(zhuǎn)變而來。當(dāng)高分子溶液由于種種原因凍膠是由高分子溶液轉(zhuǎn)變而來。當(dāng)高分子溶液由于種種原因（如加入交聯(lián)劑使高分子分子間發(fā)生交聯(lián)）形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體包在其

8、（如加入交聯(lián)劑使高分子分子間發(fā)生交聯(lián)）形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體包在其中，從而使整個體系失去流動性時就轉(zhuǎn)變?yōu)閮瞿z。中，從而使整個體系失去流動性時就轉(zhuǎn)變?yōu)閮瞿z。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)第一節(jié)表面活性劑基本知識第一節(jié)表面活性劑基本知識1 1、表面活性劑概述、表面活性劑概述第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)1 1）表面活性劑的定義）表面活性劑的定義表面活性物質(zhì)：表面活性物質(zhì)：將能夠降低表面張力的物質(zhì)通稱為表面活性物質(zhì)。將能夠降低表面張力的物質(zhì)通稱為表面活性物質(zhì)。各種物質(zhì)的水溶液（濃度不大時）的表面各種物質(zhì)的水溶液（濃度不大時）的表面

9、張力和濃度之間的關(guān)系總結(jié)為圖張力和濃度之間的關(guān)系總結(jié)為圖2-12-1所示的所示的三種類型。第三種類型。第類（圖類（圖2-12-1中曲線中曲線）是表）是表面張力隨濃度增加而稍有上升。第面張力隨濃度增加而稍有上升。第類類（圖（圖2-12-1中曲線中曲線）是表面張力隨濃度增加）是表面張力隨濃度增加而緩慢下降。而緩慢下降。第第類（圖類（圖2-12-1中曲線中曲線）是）是表面張力在稀溶液范圍內(nèi)隨濃度的增加而表面張力在稀溶液范圍內(nèi)隨濃度的增加而急劇下降，表面張力降至一定程度后（此急劇下降，表面張力降至一定程度后（此時溶液濃度仍很低）便下降很慢，或基本時溶液濃度仍很低）便下降很慢，或基本不再下降。不再下降。

10、圖圖2-12-1表面張力等溫線類型表面張力等溫線類型第第類：醇、醛、酸、酰胺等低分子量極性有機(jī)物的水溶液類：醇、醛、酸、酰胺等低分子量極性有機(jī)物的水溶液第第類：有機(jī)磺酸鹽、有機(jī)胺鹽、苯磺酸鹽、八碳以上的有機(jī)酸鹽等水類：有機(jī)磺酸鹽、有機(jī)胺鹽、苯磺酸鹽、八碳以上的有機(jī)酸鹽等水溶液溶液第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑表面活性劑: :是一種在很低濃度就能大大降低溶劑是一種在很低濃度就能大大降低溶劑( (一般為水一般為水) )表面張表面張力（或液力（或液- -液界面張力），改變體系的表面狀態(tài)從而產(chǎn)生潤濕和反潤濕、液界面張力），改變體系的表面狀態(tài)從而產(chǎn)生潤濕和反

11、潤濕、乳化和破乳、分散和絮凝、起泡和消泡以及增溶等一系列化學(xué)作用的物乳化和破乳、分散和絮凝、起泡和消泡以及增溶等一系列化學(xué)作用的物質(zhì)。質(zhì)。簡單地講，簡單地講，指加量很小就能顯著改變物質(zhì)界面物理化學(xué)性質(zhì)指加量很小就能顯著改變物質(zhì)界面物理化學(xué)性質(zhì)( (如界面張如界面張力力) )的物質(zhì)。的物質(zhì)。 第第類：類：NaCl、KNO3、HCl、NaOH等無機(jī)鹽和多羥基有機(jī)物的水溶液等無機(jī)鹽和多羥基有機(jī)物的水溶液2 2）表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點）表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點一個分子中既有親油基又有親水基的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了表面活性劑的一個分子中既有親油基又有親水基的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了表面活性劑的“兩親兩親性性”。第二章第二章

12、 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)親油基部分 親水基部分圖圖2-2 2-2 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)示意圖表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)示意圖表面活性劑分子由性質(zhì)截然不同表面活性劑分子由性質(zhì)截然不同的兩部分組成的兩部分組成( (圖圖2-22-2）。）。表面活性劑的這種結(jié)構(gòu)特點使它表面活性劑的這種結(jié)構(gòu)特點使它溶于水后，親水基受到水分子的溶于水后，親水基受到水分子的吸引，而親油基受到水分子的排吸引，而親油基受到水分子的排斥。為了克服這種不穩(wěn)定狀態(tài)，斥。為了克服這種不穩(wěn)定狀態(tài)，就只有占據(jù)到溶液的表面，將親就只有占據(jù)到溶液的表面，將親油基伸向氣相，親水基伸入水中。油基伸向氣相，親水基伸入水中。表

13、表2-1 2-1 表面活性劑主要親油基和親水基表面活性劑主要親油基和親水基第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)3 3）表面活性劑的溶解性）表面活性劑的溶解性雖然表面活性劑的分子具有雖然表面活性劑的分子具有“兩親性兩親性”，但其親油性、親水性隨著表面，但其親油性、親水性隨著表面活性劑分子組成和結(jié)構(gòu)的不同而有差異。當(dāng)活性劑分子組成和結(jié)構(gòu)的不同而有差異。當(dāng)表面活性劑的親水性強(qiáng)于親表面活性劑的親水性強(qiáng)于親油性時油性時，即親水性占優(yōu)勢，則，即親水性占優(yōu)勢，則為水溶性表面活性劑為水溶性表面活性劑；反之當(dāng)；反之當(dāng)

14、表面活性劑表面活性劑的親油性占主導(dǎo)時，則為油溶性表面活性劑的親油性占主導(dǎo)時，則為油溶性表面活性劑。注意：注意：表活劑具有表活劑具有“兩親性兩親性”，但并不是所有兩親性分子都是表活劑，但并不是所有兩親性分子都是表活劑，只有只有親油基足夠長的兩親物質(zhì)才是表活劑親油基足夠長的兩親物質(zhì)才是表活劑。通常以。通常以C C1010C C1818作為親油基。作為親油基。一般一般C C數(shù)越多，洗滌作用越強(qiáng)，而起泡性卻以數(shù)越多，洗滌作用越強(qiáng)，而起泡性卻以C C1212C C1414最佳，如果最佳，如果C C數(shù)過數(shù)過多，將成為不溶于水的物質(zhì)，也就無表面活性了。多，將成為不溶于水的物質(zhì)，也就無表面活性了。第二章第二章

15、 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)2 2、表面活性劑的分類、表面活性劑的分類1 1）表面活性劑的分類方法）表面活性劑的分類方法表面活性劑由于其親油基、親水基結(jié)構(gòu)、種類不同，連接方式的多種多樣，使其表面活性劑由于其親油基、親水基結(jié)構(gòu)、種類不同，連接方式的多種多樣，使其品種繁多達(dá)數(shù)千種。具體分類有：品種繁多達(dá)數(shù)千種。具體分類有： 按溶解性分類按溶解性分類按分子量分類按分子量分類 按用途分類按用途分類按離子類型分類按離子類型分類 第四種是最常用的分類法，第四種是最常用的分類法，是是以表面活性劑在水溶液中離解以表面活性劑在水溶液中離解出的表面活性離子進(jìn)行分類，出的表面活性離子進(jìn)行分

16、類，稱稱ISOISO分類法。它實際上是化分類法。它實際上是化學(xué)結(jié)構(gòu)分類法。學(xué)結(jié)構(gòu)分類法。表面活性劑離子型表面活性劑非離子型表面活性劑陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑兩性表面活性劑第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)2 2）各類表面活性劑）各類表面活性劑陰離子表面活性劑用量大，用途廣陰離子表面活性劑用量大，用途廣，在油田應(yīng)用中可用于鉆井、修井、，在油田應(yīng)用中可用于鉆井、修井、完井、試油、及提高采收率等多方面。完井、試油、及提高采收率等多方面。（1 1）陰離子性表面活性劑）陰離子性表面活性劑 第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（2 2）

17、陽離子性表面活性劑）陽離子性表面活性劑 通常是含氮化合物，即通常是含氮化合物，即有機(jī)胺衍生物的鹽類有機(jī)胺衍生物的鹽類 因與肥皂中的表面活性劑陰離子相反，俗稱因與肥皂中的表面活性劑陰離子相反，俗稱“逆性皂逆性皂”，其通常情況，其通常情況下不適合做洗滌劑，但下不適合做洗滌劑，但廣泛由于殺菌、消毒、防止粘土膨脹、破乳、廣泛由于殺菌、消毒、防止粘土膨脹、破乳、緩蝕等方面緩蝕等方面 。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（3 3）兩性離子表面活性劑）兩性離子表面活性劑 此類表面活性劑毒性此類表面活性劑毒性低，生物降解性能好，低，生物降解性能好，而且而且具有優(yōu)良的洗滌、具有優(yōu)

18、良的洗滌、乳化、緩蝕、殺菌及乳化、緩蝕、殺菌及抗靜電作用，但成本抗靜電作用，但成本較高。較高。未來是十分有未來是十分有發(fā)展前途的產(chǎn)品。發(fā)展前途的產(chǎn)品。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)（4 4）非離子表面活性劑）非離子表面活性劑 這類表面活性劑親油基一般為烴鏈或聚氧丙烯鏈，親水基大部分為聚氧乙這類表面活性劑親油基一般為烴鏈或聚氧丙烯鏈，親水基大部分為聚氧乙烯鏈、羥基、醚鍵等。烯鏈、羥基、醚鍵等。非離子表面活性劑非離子表面活性劑在中性、酸性、弱堿性以及硬水中都較穩(wěn)定在中性、酸性、弱堿性以及硬水中都較穩(wěn)定，在石油工業(yè)，在石油工業(yè)中做鉆井液處理劑，中做鉆井液處理劑，

19、原油破乳劑原油破乳劑及提高采收率等方面及提高采收率等方面 。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（5 5）其它類型表面活性劑）其它類型表面活性劑 含氟表面活性劑含氟表面活性劑親油基為碳氟鏈而非碳?xì)滏?。親油基為碳氟鏈而非碳?xì)滏湣：砻婊钚詣┬阅塥毺?，含氟表面活性劑性能獨特，具有具有“三高三高?” “兩憎兩憎”的特點的特點，高表面活性，高耐熱穩(wěn)定性，高化學(xué)穩(wěn)定性；含氟烴基，高表面活性，高耐熱穩(wěn)定性，高化學(xué)穩(wěn)定性；含氟烴基既憎水又憎油。含氟表面活性劑性能優(yōu)異但價格昂貴，在酸化、壓裂方面既憎水又憎油。含

20、氟表面活性劑性能優(yōu)異但價格昂貴，在酸化、壓裂方面有用有用 。 含硅表面活性劑含硅表面活性劑 指親油鏈中含有硅氧烷基（指親油鏈中含有硅氧烷基（-Si-O-Si-Si-O-Si-）或硅烷基（）或硅烷基（-Si-C-Si-Si-C-Si-）的一類特）的一類特種表活劑，其中種表活劑，其中以硅氧烷基（以硅氧烷基（-Si-O-Si-Si-O-Si-）為主干的硅氧烷表活劑原料易）為主干的硅氧烷表活劑原料易得，應(yīng)用較廣得，應(yīng)用較廣，具有優(yōu)良的乳化、分散、潤濕、破乳、穩(wěn)定泡沫以及消泡，具有優(yōu)良的乳化、分散、潤濕、破乳、穩(wěn)定泡沫以及消泡等作用等作用 。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本

21、性質(zhì)高分子表面活性劑高分子表面活性劑 相對分子量達(dá)到某種程度以上相對分子量達(dá)到某種程度以上( (一般為一般為10103 310106 6),),又有一定表面活性的物質(zhì)。又有一定表面活性的物質(zhì)。高分子表活劑一般降低表面高分子表活劑一般降低表面張力的幅度都不大張力的幅度都不大，但多數(shù)，但多數(shù)有極強(qiáng)的界面活性有極強(qiáng)的界面活性，可通過，可通過界面吸附而產(chǎn)生各種作用，界面吸附而產(chǎn)生各種作用，如分散、凝聚、乳化、穩(wěn)定如分散、凝聚、乳化、穩(wěn)定泡沫、保護(hù)膠體、增溶等作泡沫、保護(hù)膠體、增溶等作用，用，與水溶性高分子化合物與水溶性高分子化合物幾乎無法區(qū)別幾乎無法區(qū)別。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚

22、合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)高分子型與普通型的區(qū)別高分子型與普通型的區(qū)別體現(xiàn)在以下方面：體現(xiàn)在以下方面：在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，普通表面活性劑親水基和親油基各在分子的一端，而在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，普通表面活性劑親水基和親油基各在分子的一端，而高分子的親水基和疏水基是以嵌段或接枝的形式高分子的親水基和疏水基是以嵌段或接枝的形式結(jié)合成兩親聚合物的。結(jié)合成兩親聚合物的。在作用特點和應(yīng)用上，高分子表面活性劑在作用特點和應(yīng)用上，高分子表面活性劑降低表（界）面張力的能力降低表（界）面張力的能力小，多數(shù)不能形成膠束；小，多數(shù)不能形成膠束；高分子表面活性劑起泡能力低，但穩(wěn)定泡沫高分子表面活性劑起泡能力低，但穩(wěn)定泡沫的作用好；高分子表面

23、活性劑具有一定的乳化能力，多數(shù)能形成穩(wěn)定的作用好；高分子表面活性劑具有一定的乳化能力，多數(shù)能形成穩(wěn)定的乳液；高分子表面活性劑對懸浮粒子有凝聚或分散作用。的乳液；高分子表面活性劑對懸浮粒子有凝聚或分散作用。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)3 3、表（界）面現(xiàn)象、表（界）面現(xiàn)象界面：界面：密切接觸的兩相之間的密切接觸的兩相之間的過渡區(qū)過渡區(qū)( (約幾個分子的厚度約幾個分子的厚度) )稱為界面，如果稱為界面，如果其中一相為氣體，這種界面通常稱為其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。表面。在兩相界面可發(fā)生許多現(xiàn)象，如在兩相界面可發(fā)生許多現(xiàn)象，如毛毛細(xì)現(xiàn)象、潤濕作用、

24、吸附作用細(xì)現(xiàn)象、潤濕作用、吸附作用、液、液體過熱、蒸氣過飽和等等。體過熱、蒸氣過飽和等等。1 1）表（界）面張力和表界面自由能）表（界）面張力和表界面自由能 一個玻璃杯灌滿水后，將滾珠順著一個玻璃杯灌滿水后，將滾珠順著杯子的邊緣放入杯中，會發(fā)生如圖杯子的邊緣放入杯中，會發(fā)生如圖所示的現(xiàn)象。所示的現(xiàn)象。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)表面張力的產(chǎn)生，從簡單分子引表面張力的產(chǎn)生，從簡單分子引力觀點來看，是由于液體內(nèi)部分力觀點來看，是由于液體內(nèi)部分子與液體表面層分子子與液體表面層分子( (厚度約厚度約10107 7cm)cm)的處境不同。液體內(nèi)部分子的處境不同。液體

25、內(nèi)部分子所受到的周圍相鄰分子的作用力所受到的周圍相鄰分子的作用力是對稱的，互相抵消，是對稱的，互相抵消，而液體表而液體表面層分子所受到的周圍相鄰分子面層分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是不對稱的的作用力是不對稱的，表面層分，表面層分子所受到的子所受到的氣體分子氣體分子（一般為空（一般為空氣）氣）對它的引力小對它的引力小，其受到的，其受到的垂垂直于表面向著液體內(nèi)部的吸引大直于表面向著液體內(nèi)部的吸引大，這個力即為這個力即為表面張力表面張力。所以液體。所以液體表面有自動縮小的趨勢。表面有自動縮小的趨勢。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)如果要使表面增加，相當(dāng)于將液體內(nèi)

26、部更多的分子遷移至表面層，就需如果要使表面增加，相當(dāng)于將液體內(nèi)部更多的分子遷移至表面層，就需要反抗內(nèi)部分子的引力，即需要外界對表面作功，這種因要反抗內(nèi)部分子的引力，即需要外界對表面作功，這種因增加表面所消增加表面所消耗的功稱為表面功耗的功稱為表面功，表面功變成了表面層分子的位能，也稱表面能，表面功變成了表面層分子的位能，也稱表面能，若若在恒溫恒壓條件下稱為表面自由能。在恒溫恒壓條件下稱為表面自由能。=（dG/dA）T.P 式中：式中： 比表面自由能（或表面張力）比表面自由能（或表面張力） ，牛頓，牛頓/ /米；米； G G表面自由能，焦耳；表面自由能，焦耳； A A增加的表面積，米增加的表面積

27、，米-2-2。 表面張力表面張力：表面層分子作用于表：表面層分子作用于表(界界)面單位長度上使表（界）面收縮的力。面單位長度上使表（界）面收縮的力。第二章第二章 表面活性劑和聚合表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)物基本性質(zhì)2 2）表（界）面的吸附）表（界）面的吸附任何兩相界面均存在著界面過剩自由能，這種過剩的能量總是要從高任何兩相界面均存在著界面過剩自由能，這種過剩的能量總是要從高能態(tài)（不穩(wěn)定狀態(tài)）向著低能態(tài)（穩(wěn)定態(tài)）轉(zhuǎn)化，因此常伴隨著表面能態(tài)（不穩(wěn)定狀態(tài)）向著低能態(tài)（穩(wěn)定態(tài)）轉(zhuǎn)化，因此常伴隨著表面對某些物質(zhì)的吸附，以達(dá)到降低表面過剩自由能（表面張力）的目對某些物質(zhì)的吸附，以達(dá)到降低表面過剩自由能（表

28、面張力）的目的的 。正吸附：正吸附：吸附于相界面的物質(zhì)濃度增大的過程稱為正吸附；吸附于相界面的物質(zhì)濃度增大的過程稱為正吸附；反之如無機(jī)酸、堿、鹽的水溶液往往是氣反之如無機(jī)酸、堿、鹽的水溶液往往是氣- -液表面層的濃度低于溶液中液表面層的濃度低于溶液中的濃度，這種吸附稱為負(fù)吸附。的濃度，這種吸附稱為負(fù)吸附。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 表面活性劑溶液的性質(zhì)表面活性劑溶液的性質(zhì)1 1、表（界）面定向吸附、表（界）面定向吸附表面活性劑具有表面活性劑具有“兩親性兩親性”，它溶，它溶于水后，于水后，親油鏈有親油鏈有“逃逸逃逸”水的傾水的傾向，則把表面活

29、性劑分子拉向溶液向，則把表面活性劑分子拉向溶液的表面，產(chǎn)生定向吸附，的表面，產(chǎn)生定向吸附，親油鏈朝親油鏈朝向氣相，親水頭浸沒于水中。向氣相，親水頭浸沒于水中。表面活性劑分子這種向表面表面活性劑分子這種向表面“富集富集”（吸附）的結(jié)果，改變了表面性質(zhì)，（吸附）的結(jié)果，改變了表面性質(zhì)，導(dǎo)致了氣導(dǎo)致了氣- -液表面張力下降液表面張力下降以及易于以及易于發(fā)泡和消泡發(fā)泡和消泡；如果吸附發(fā)生在液；如果吸附發(fā)生在液- -液界液界面上，則使液面上，則使液- -液界面張力下降以及易于發(fā)生液界面張力下降以及易于發(fā)生乳化與破乳乳化與破乳；如果吸附發(fā)生在；如果吸附發(fā)生在液液- -固界面上，則易發(fā)生固界面上，則易發(fā)生潤

30、濕和反潤濕潤濕和反潤濕，分散與絮凝分散與絮凝等。這些作用都是表面等。這些作用都是表面活性劑分子在表（界）面上吸附的結(jié)果。活性劑分子在表（界）面上吸附的結(jié)果。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)Gibbs吸附公式吸附公式 =RT1ddlnaT_ 對于表面活性劑水溶液對于表面活性劑水溶液 ：式中：式中：表面活性劑吸附量表面活性劑吸附量a為溶液中表面活性劑的活度為溶液中表面活性劑的活度為溶液的表面張力為溶液的表面張力 R為通用氣體常數(shù)為通用氣體常數(shù)T為絕對溫度為絕對溫度表面活性劑為什么能降低表面活性劑為什么能降低表面張力？表面張力？ 影響降低表影響降低表( (界界) )

31、面張力的因素：面張力的因素：表活劑的結(jié)構(gòu)和濃度；助表活劑的結(jié)構(gòu)表活劑的結(jié)構(gòu)和濃度；助表活劑的結(jié)構(gòu)和濃度（協(xié)同效應(yīng)）；油相的結(jié)構(gòu)和類型；體系的礦化度、鹽的價數(shù)與和濃度（協(xié)同效應(yīng)）；油相的結(jié)構(gòu)和類型；體系的礦化度、鹽的價數(shù)與其濃度；溶液的其濃度；溶液的PHPH值；體系溫度壓力條件等。值；體系溫度壓力條件等。表面活性劑分子在水溶液表表面活性劑分子在水溶液表面層上的面層上的吸附量吸附量，決定表面決定表面活性劑降低表面張力的程度活性劑降低表面張力的程度第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)2 2、膠束的形成、膠束的形成當(dāng)表活劑分子在液面層上吸附達(dá)到飽和后，新增加的表活劑分子只

32、能留在當(dāng)表活劑分子在液面層上吸附達(dá)到飽和后，新增加的表活劑分子只能留在溶液中。非極性基（親油基）為了減少與水的接觸，采取相互靠攏，締合溶液中。非極性基（親油基）為了減少與水的接觸，采取相互靠攏，締合形成一種將親油基鏈形成一種將親油基鏈“包藏包藏”于里，親水基包在其外的球形聚集體，最后于里，親水基包在其外的球形聚集體，最后溶液中、聚集體內(nèi)以及吸附層上的表活劑分子達(dá)到一個動態(tài)平衡。溶液中、聚集體內(nèi)以及吸附層上的表活劑分子達(dá)到一個動態(tài)平衡。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)聚集體聚集體很小，很小，直徑約在直徑約在1nm1nm10nm10nm之間之間，恰與溶膠粒徑大小相

33、當(dāng)，恰與溶膠粒徑大小相當(dāng)，稱之為稱之為“膠束膠束”，油中形成的膠束稱為油中形成的膠束稱為“反膠束反膠束” ” 。臨界膠束濃度臨界膠束濃度( (Critical micell concentration, CMC) )：表面活性劑分子締：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。合形成膠束的最低濃度。即表面活性劑溶液濃度達(dá)到剛剛開始有明顯膠束形即表面活性劑溶液濃度達(dá)到剛剛開始有明顯膠束形成的最低濃度。成的最低濃度。臨界濃度通常在臨界濃度通常在0.02%0.02%0.5%0.5%左右左右 。在在CMCCMC時，時， 達(dá)最低值達(dá)最低值，同時溶液的，同時溶液的多多種物理性質(zhì)種物理性質(zhì)如電導(dǎo)、粘度、滲透壓、

34、密如電導(dǎo)、粘度、滲透壓、密度、光散射等都會度、光散射等都會發(fā)生突變。發(fā)生突變。利用這些利用這些性質(zhì)與表活劑濃度之間的關(guān)系，可推測性質(zhì)與表活劑濃度之間的關(guān)系，可推測出出CMC CMC 。溫度、濃度、電解質(zhì)、。溫度、濃度、電解質(zhì)、pHpH值等值等因素對測定結(jié)果也會產(chǎn)生影響因素對測定結(jié)果也會產(chǎn)生影響 。圖圖2-3第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)在在CMCCMC的基礎(chǔ)上，再增加表面活性劑的濃度，形成膠束溶液的基礎(chǔ)上，再增加表面活性劑的濃度，形成膠束溶液 微觀研究認(rèn)為，隨著表活劑濃度增加，膠束的結(jié)構(gòu)將發(fā)生轉(zhuǎn)化，如下圖所示微觀研究認(rèn)為，隨著表活劑濃度增加，膠束的結(jié)構(gòu)將發(fā)生

35、轉(zhuǎn)化，如下圖所示 圖圖2-4第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表活劑最基本的特性就是能在表活劑最基本的特性就是能在界面上定向吸附界面上定向吸附及一定濃度以上及一定濃度以上形成膠束。形成膠束。其他性質(zhì)都是由此派生出來的。其他性質(zhì)都是由此派生出來的。3 3、表面活性劑的作用、表面活性劑的作用 1 1）起泡和消泡作用）起泡和消泡作用（1）起泡作用）起泡作用起泡是一個非自發(fā)的過程起泡是一個非自發(fā)的過程，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系 借助于表面活性劑借助于表面活性劑(起泡劑起泡劑)使之形成較穩(wěn)定的泡沫，這種作用稱為起泡。使之形成較穩(wěn)定的泡沫，這種作用稱為起泡。表

36、面活性劑的存在易形成較穩(wěn)定的泡沫，大致表面活性劑的存在易形成較穩(wěn)定的泡沫，大致機(jī)理如下：機(jī)理如下：降低表面張力，降低表面張力，有利于泡沫的形成與穩(wěn)定；增加氣泡液膜的彈性，表面活性劑在氣泡液有利于泡沫的形成與穩(wěn)定；增加氣泡液膜的彈性，表面活性劑在氣泡液膜上的吸附賦予了液膜抗外力沖擊的彈性；提高表面粘度，表面活性劑膜上的吸附賦予了液膜抗外力沖擊的彈性；提高表面粘度，表面活性劑在泡膜上的吸附可以提高表面粘度，導(dǎo)致排液速度減小，即液膜變薄的在泡膜上的吸附可以提高表面粘度，導(dǎo)致排液速度減小，即液膜變薄的速度降低，使泡沫穩(wěn)定；表面電荷的影響，離子型的表活劑能使泡膜上速度降低，使泡沫穩(wěn)定；表面電荷的影響，離

37、子型的表活劑能使泡膜上形成兩層帶相同電荷的雙電層結(jié)構(gòu)，有穩(wěn)泡作用。形成兩層帶相同電荷的雙電層結(jié)構(gòu)，有穩(wěn)泡作用。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)（2）消泡作用）消泡作用消泡是起泡的相反過程。消泡是起泡的相反過程。機(jī)理：機(jī)理：消泡劑降低局部表面張力的能力大于起泡劑；消泡劑能破壞泡膜的消泡劑降低局部表面張力的能力大于起泡劑；消泡劑能破壞泡膜的彈性；消泡劑能通過增溶助泡劑或加電解質(zhì)破壞雙電層達(dá)到彈性；消泡劑能通過增溶助泡劑或加電解質(zhì)破壞雙電層達(dá)到“拆除拆除”泡膜泡膜的目的；消泡劑能促使液膜的排液速度加快，液膜迅速變薄而破壞。的目的；消泡劑能促使液膜的排液速度加快，液膜

38、迅速變薄而破壞。 2 2）乳化和破乳作用）乳化和破乳作用 乳狀液：乳狀液：乳狀液是一種液體（如油）或多種液體以液珠的形式均勻地分散在乳狀液是一種液體（如油）或多種液體以液珠的形式均勻地分散在另一種與它不相溶的液體（如水）中所形成的分散體系。乳狀液是一種膠體，另一種與它不相溶的液體（如水）中所形成的分散體系。乳狀液是一種膠體，液珠直徑大于液珠直徑大于1010-7-7m m，屬粗分散體系。，屬粗分散體系。 乳化是發(fā)生在兩種互不相溶的液乳化是發(fā)生在兩種互不相溶的液- -液之間的分散現(xiàn)象。液之間的分散現(xiàn)象。需通過強(qiáng)烈震蕩或攪需通過強(qiáng)烈震蕩或攪拌對體系做功，體系總能量增加，拌對體系做功，體系總能量增加，

39、乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)加入加入表面活性劑穩(wěn)定乳狀液機(jī)理表面活性劑穩(wěn)定乳狀液機(jī)理：降低油：降低油- -水界面張力，有利于乳化及乳狀液水界面張力，有利于乳化及乳狀液穩(wěn)定；形成油穩(wěn)定；形成油- -水界面膜，表活劑在界面膜上定向吸附，液滴抵抗沖擊能力增水界面膜，表活劑在界面膜上定向吸附，液滴抵抗沖擊能力增強(qiáng)，穩(wěn)定乳狀液；產(chǎn)生界面電荷，離子型劑由于電荷之間的靜電斥力，使被強(qiáng)，穩(wěn)定乳狀液；產(chǎn)生界面電荷，離子型劑由于電荷之間的靜電斥力，使被分散的小油滴不易接近，聚并；還有乳狀液中分散相的溶劑化，分散介質(zhì)的分散的

40、小油滴不易接近，聚并；還有乳狀液中分散相的溶劑化，分散介質(zhì)的粘度、分散相液滴的大小及分布等。粘度、分散相液滴的大小及分布等。 3 3）潤濕與反潤濕作用）潤濕與反潤濕作用 表面活性劑在固體表面的表面活性劑在固體表面的吸附吸附使固體基質(zhì)的許多性質(zhì)如使固體基質(zhì)的許多性質(zhì)如親水性、親油性、分親水性、親油性、分散性等散性等發(fā)生變化。發(fā)生變化。吸附機(jī)理吸附機(jī)理一般講，表活劑在固體基質(zhì)的一般講，表活劑在固體基質(zhì)的吸附呈單個離子，而不是束狀吸附吸附呈單個離子，而不是束狀吸附，具體有，具體有如下機(jī)理：如下機(jī)理：第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)離子交換離子交換離子成對離子成對氫鍵

41、鍵合氫鍵鍵合第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)電子極化吸附電子極化吸附吸附物含有負(fù)電子的芳香環(huán)，而固體基質(zhì)有強(qiáng)的正電荷，吸附物含有負(fù)電子的芳香環(huán)，而固體基質(zhì)有強(qiáng)的正電荷，負(fù)電子芳香環(huán)吸負(fù)電子芳香環(huán)吸附物與正電荷基質(zhì)之間發(fā)生吸引，產(chǎn)生吸附。附物與正電荷基質(zhì)之間發(fā)生吸引，產(chǎn)生吸附。色散力吸附色散力吸附固體基質(zhì)與吸附物分子間固體基質(zhì)與吸附物分子間范德華色散力作用產(chǎn)生吸附范德華色散力作用產(chǎn)生吸附。這種吸附一般隨吸。這種吸附一般隨吸附物分子量的增加而增加。附物分子量的增加而增加。憎水基相互吸引力憎水基相互吸引力表活劑分子憎水基間的相互吸引力以及它們從水相逸出的趨向都較大，

42、因表活劑分子憎水基間的相互吸引力以及它們從水相逸出的趨向都較大，因而表面活性劑分子間通過范氏力而吸附于固體吸附劑上。當(dāng)表面活性劑分而表面活性劑分子間通過范氏力而吸附于固體吸附劑上。當(dāng)表面活性劑分子從液相吸附到或靠近到固體吸附劑上已吸附的其他表面活性劑分子時，子從液相吸附到或靠近到固體吸附劑上已吸附的其他表面活性劑分子時，也會因這一機(jī)理產(chǎn)生吸附。也會因這一機(jī)理產(chǎn)生吸附。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑在潤濕過程中起重要作用表面活性劑在潤濕過程中起重要作用，它在固，它在固- -液界面的定向吸附，不但與液界面的定向吸附，不但與表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)，也與固

43、體的表面性質(zhì)有關(guān)。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)，也與固體的表面性質(zhì)有關(guān)。主要影響因素主要影響因素: :固體結(jié)構(gòu)基團(tuán)的性質(zhì)，高電荷表面或非極性表面、組成表面固體結(jié)構(gòu)基團(tuán)的性質(zhì)，高電荷表面或非極性表面、組成表面基團(tuán)的原子等；被吸附的表活劑的分子結(jié)構(gòu)、離子型、憎水基的長短、支基團(tuán)的原子等；被吸附的表活劑的分子結(jié)構(gòu)、離子型、憎水基的長短、支鏈或直鏈、脂肪族或芳香族；水相狀態(tài)，鏈或直鏈、脂肪族或芳香族；水相狀態(tài)，PHPH值、電解質(zhì)含量、有無短鏈極值、電解質(zhì)含量、有無短鏈極性劑，溫度等。性劑，溫度等。 潤濕（潤濕（wettingwetting）：）：是指液體在固體表面是否容易鋪開的性質(zhì)。是指液體在固體表面是否容易

44、鋪開的性質(zhì)。即固體即固體表面或界面上一種流體（如水）取代另一種流體（如空氣）的過程。表面或界面上一種流體（如水）取代另一種流體（如空氣）的過程。 潤濕劑：潤濕劑：能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面另一種流體能力的物質(zhì)。能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面另一種流體能力的物質(zhì)。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)圖圖2-5 2-5 潤濕現(xiàn)象與接觸角的關(guān)系潤濕現(xiàn)象與接觸角的關(guān)系 =180潤濕角潤濕角( (接觸角接觸角) )：以固以固- -液液- -氣三相交點做氣氣三相交點做氣- -液界面切線，此切線與固液界面切線，此切線與固- -液交界線之間的夾角，稱潤濕角。液交界線之間的夾角，稱

45、潤濕角。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)常用潤濕角（接觸角）來衡量液體在固體表面的潤濕性。常用潤濕角（接觸角）來衡量液體在固體表面的潤濕性。潤濕角越小，則潤濕角越小，則該液體對該固體表面潤濕越好該液體對該固體表面潤濕越好 。鋪展：鋪展：液體在一固體表面或另一種不互溶的液體表面上自動展開，形成一層液體在一固體表面或另一種不互溶的液體表面上自動展開，形成一層薄膜的過程。薄膜的過程。表面張力小的液體可以在表面張力大的液體表面上鋪展，反之則不能鋪展。表面張力小的液體可以在表面張力大的液體表面上鋪展，反之則不能鋪展。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和

46、聚合物基本性質(zhì)能使液體所潤濕的固體稱為親液性固體能使液體所潤濕的固體稱為親液性固體，反之，稱為憎液固體；一般極性，反之，稱為憎液固體；一般極性固體物質(zhì)容易被有極性的液體所潤濕（如水），所以固體物質(zhì)容易被有極性的液體所潤濕（如水），所以極性固體皆有親水性，極性固體皆有親水性，而非極性固體多為憎水性。而非極性固體多為憎水性。 當(dāng)液滴大小穩(wěn)定，力的作用達(dá)到平衡，平衡接觸角與固當(dāng)液滴大小穩(wěn)定，力的作用達(dá)到平衡，平衡接觸角與固- -氣、固氣、固- -液、液、液液- -氣界面能之間有如下關(guān)系：氣界面能之間有如下關(guān)系： s-gs-l = l-gCOS 此式最早是此式最早是T.YoungT.Young在在18

47、051805年提出的，稱年提出的，稱潤濕方程潤濕方程第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（1 1）表活劑水溶液在疏水表面吸附產(chǎn)生潤濕）表活劑水溶液在疏水表面吸附產(chǎn)生潤濕 表活劑水溶液與疏水固體表面接觸時，根據(jù)相似相親原理，表活劑的親油表活劑水溶液與疏水固體表面接觸時，根據(jù)相似相親原理，表活劑的親油鏈必然朝著疏水固體表面排列吸附，而親水頭伸向水中，其結(jié)果降低了固鏈必然朝著疏水固體表面排列吸附，而親水頭伸向水中，其結(jié)果降低了固- -液界面張力，減小了接觸角，使疏水表面變成了親水表面，由不與水潤濕液界面張力，減小了接觸角，使疏水表面變成了親水表面，由不與水潤濕變?yōu)橐子诒?/p>

48、水潤濕變?yōu)橐子诒凰疂櫇?。表活劑在疏水表面潤濕性能的好壞取決于能否在流動條件下有效地降低表活劑在疏水表面潤濕性能的好壞取決于能否在流動條件下有效地降低表面張力，表面張力，當(dāng)潤濕液在物體上擴(kuò)展時，表活劑分子必須迅速地擴(kuò)散到液當(dāng)潤濕液在物體上擴(kuò)展時，表活劑分子必須迅速地擴(kuò)散到液- -固界面上，使界面張力快速降低，以達(dá)到迅速潤濕的目的固界面上，使界面張力快速降低，以達(dá)到迅速潤濕的目的 。能加速液體在固體表面上潤濕的表活劑稱能加速液體在固體表面上潤濕的表活劑稱為潤濕劑。為潤濕劑。良好的潤濕劑具有側(cè)鏈的分子良好的潤濕劑具有側(cè)鏈的分子結(jié)構(gòu)，而且親油基位于分子的中部，或者結(jié)構(gòu)，而且親油基位于分子的中部，或者

49、是親油基比較短，親水基在端基部位。是親油基比較短，親水基在端基部位。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)（2 2）表活劑水溶液在親水表面吸附產(chǎn)生反潤濕）表活劑水溶液在親水表面吸附產(chǎn)生反潤濕 表面的潤濕反轉(zhuǎn)表面的潤濕反轉(zhuǎn)親水表面親水表面親油表面親油表面加入活性劑加入活性劑除去活性劑除去活性劑水油水親油表面親油表面親水表面加入活性劑加入活性劑除去活性劑除去活性劑油水油（a）（b）油油第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)4 4）分散與絮凝作用）分散與絮凝作用表面活性劑在疏水顆粒表面吸附產(chǎn)生分散表面活性劑在疏水顆粒表面吸附產(chǎn)生分散疏水固體顆

50、粒存在于水溶液中，疏水固體顆粒存在于水溶液中，當(dāng)表活劑溶于水后當(dāng)表活劑溶于水后，其親油基朝著疏水顆粒表面，其親油基朝著疏水顆粒表面吸附，親水基伸向水中，吸附，親水基伸向水中，顆粒周圍就形成一層親水性的吸附膜，大大降低了固顆粒周圍就形成一層親水性的吸附膜，大大降低了固- -液液降低界面張力；降低界面張力；尤其是表活劑分子可鉆入顆粒的尤其是表活劑分子可鉆入顆粒的縫隙中形成吸附縫隙中形成吸附，破壞了顆粒間，破壞了顆粒間的內(nèi)聚力，的內(nèi)聚力，提高分散程度提高分散程度；當(dāng)；當(dāng)離子型離子型表活劑定向吸附后，則產(chǎn)生顆粒帶電現(xiàn)象，表活劑定向吸附后，則產(chǎn)生顆粒帶電現(xiàn)象，電性斥力也防止分散粒子的聚集電性斥力也防止分

51、散粒子的聚集。良好的分散劑一般具有相當(dāng)多的離子團(tuán)，如果水介質(zhì)中的顆粒是極性的，所用的良好的分散劑一般具有相當(dāng)多的離子團(tuán)，如果水介質(zhì)中的顆粒是極性的，所用的分散劑的親油基應(yīng)當(dāng)是極性的或弱極性的，用芳環(huán)或醚、芳醚比飽和烴適宜。分散劑的親油基應(yīng)當(dāng)是極性的或弱極性的，用芳環(huán)或醚、芳醚比飽和烴適宜。 絮凝作用：絮凝作用：加入某種表活劑可使固體顆粒相互聚結(jié)而下沉的現(xiàn)象，稱表活劑的絮加入某種表活劑可使固體顆粒相互聚結(jié)而下沉的現(xiàn)象，稱表活劑的絮凝作用。絮凝是分散的逆過程凝作用。絮凝是分散的逆過程絮凝作用與絮凝劑的種類、分散顆粒的類型與表面性質(zhì)、分散介質(zhì)的條件（如絮凝作用與絮凝劑的種類、分散顆粒的類型與表面性質(zhì)

52、、分散介質(zhì)的條件（如pHpH值、溫度等）有關(guān)，值、溫度等）有關(guān)，分散顆粒的分散顆粒的電位的降低和高分子表活劑的交聯(lián)吸附是影響電位的降低和高分子表活劑的交聯(lián)吸附是影響絮凝的主要因素。絮凝的主要因素。第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)5 5）膠束的增溶作用）膠束的增溶作用 增溶作用：增溶作用：水溶液中表面活性劑的濃度達(dá)到水溶液中表面活性劑的濃度達(dá)到CMCCMC之后，在水中難溶或不溶的之后，在水中難溶或不溶的有機(jī)物（如油）其溶解度顯著增大的現(xiàn)象，稱為增溶。有機(jī)物（如油）其溶解度顯著增大的現(xiàn)象，稱為增溶。 增溶方式大致可歸納為：增溶方式大致可歸納為： 苯、甲苯苯、甲苯水

53、楊酸水楊酸 對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸 a 膠束內(nèi)核增溶 b 膠束柵欄增溶 c 膠束表面增溶 d 膠束外殼增溶第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)增溶作用的特點增溶作用的特點增溶作用在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的增溶作用在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的：僅僅是被增溶物在膠束中：僅僅是被增溶物在膠束中“溶解溶解”，不增加體系的界面能，是一個熱力學(xué)穩(wěn)定體系。不增加體系的界面能，是一個熱力學(xué)穩(wěn)定體系。 增溶作用與真的溶解不同：增溶作用與真的溶解不同：真正的真正的溶解過程溶解過程是溶質(zhì)被拆散為分子或是溶質(zhì)被拆散為分子或離子均勻地分散于溶液中，是一個離子均勻地分散于溶液中，是一個均相而又均勻的體系均相

54、而又均勻的體系，影響對溶，影響對溶劑的依數(shù)性，如冰點下降、沸點上升等；但劑的依數(shù)性，如冰點下降、沸點上升等；但增溶增溶是以是以“整團(tuán)整團(tuán)”的形的形式溶入膠束區(qū)域內(nèi)，被增溶物并未被拆成分子或離子分散于溶劑中，式溶入膠束區(qū)域內(nèi)，被增溶物并未被拆成分子或離子分散于溶劑中，對溶劑的依數(shù)性影響甚微，它也是一個對溶劑的依數(shù)性影響甚微，它也是一個均相均相體系，但體系，但卻不是一個均卻不是一個均勻體系。勻體系。增溶作用是一個可逆的平衡過程。增溶作用是一個可逆的平衡過程。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)6 6）表面活性劑的其它作用）表面活性劑的其它作用 （1 1）凈洗作用）凈洗

55、作用凈洗過程既包含潤濕、分散、泡沫以及乳化作用，也包含增溶作用，是表凈洗過程既包含潤濕、分散、泡沫以及乳化作用，也包含增溶作用，是表活劑物理化學(xué)綜合效應(yīng)的結(jié)果?；顒┪锢砘瘜W(xué)綜合效應(yīng)的結(jié)果。 （2 2）協(xié)同作用）協(xié)同作用兩種或兩種以上的表活劑復(fù)配能起到增效、相互彌補(bǔ)各自性能上的缺陷，兩種或兩種以上的表活劑復(fù)配能起到增效、相互彌補(bǔ)各自性能上的缺陷，派生出新性能的作用，這就是表活劑的協(xié)同效應(yīng)。派生出新性能的作用，這就是表活劑的協(xié)同效應(yīng)。 應(yīng)用時，應(yīng)用時，表活劑表活劑往往通過往往通過復(fù)配獲得協(xié)同效果復(fù)配獲得協(xié)同效果，即可以，即可以同時發(fā)揮多種性能，同時發(fā)揮多種性能，提高和擴(kuò)大性能范圍。提高和擴(kuò)大性能范

56、圍。第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)非離子非離子- -離子型復(fù)配，離子型復(fù)配，兩者更容易形成混合膠束，兩者更容易形成混合膠束，CMCCMC介于兩種表面活性劑介于兩種表面活性劑CMCCMC之間或低于其中任一表面活性劑的之間或低于其中任一表面活性劑的CMCCMC，能顯著降低水溶液的表面張力，能顯著降低水溶液的表面張力，提高表面活性；提高表面活性；陰離子陰離子- -陽離子型復(fù)配，陽離子型復(fù)配，適當(dāng)條件下，陰適當(dāng)條件下，陰- -陽離子表面活性劑復(fù)配，不但不陽離子表面活性劑復(fù)配，不但不會失效，反而會產(chǎn)生比單一表面活性劑更高的表面活性，還能使會失效，反而會產(chǎn)生比單一表面活

57、性劑更高的表面活性，還能使CMCCMC大為降低，大為降低，如混合比例不當(dāng)、混合方法不適，可能沉淀失效。如混合比例不當(dāng)、混合方法不適，可能沉淀失效。醇類物質(zhì)與表面活性劑復(fù)配醇類物質(zhì)與表面活性劑復(fù)配，醇類與表面活性劑復(fù)配一般都有較好的協(xié)同，醇類與表面活性劑復(fù)配一般都有較好的協(xié)同效應(yīng)，醇類的協(xié)同效應(yīng)隨其碳?xì)滏湹脑鲩L而增大，以效應(yīng)，醇類的協(xié)同效應(yīng)隨其碳?xì)滏湹脑鲩L而增大，以C C1212以下為宜，以下為宜，C C4 4C C1010的的醇較好；醇較好；無機(jī)鹽與表面活性劑復(fù)配無機(jī)鹽與表面活性劑復(fù)配，二者復(fù)配能產(chǎn)生奇異的協(xié)同效應(yīng)，引起表面張，二者復(fù)配能產(chǎn)生奇異的協(xié)同效應(yīng)，引起表面張力和臨界膠束濃度較大幅度下

58、降。反離子結(jié)合率和濃度越高，表面活性劑力和臨界膠束濃度較大幅度下降。反離子結(jié)合率和濃度越高，表面活性劑CMC 就越低，從而增加膠束數(shù)量，增加增溶能力。就越低，從而增加膠束數(shù)量，增加增溶能力。另外，溶液中另外，溶液中水溶性高分子的存在水溶性高分子的存在可吸附表面活性劑，減少游離表活劑分子可吸附表面活性劑，減少游離表活劑分子數(shù)量，數(shù)量，引起臨界膠束濃度升高，但一有膠束形成，其增溶效果將顯著增加。引起臨界膠束濃度升高，但一有膠束形成，其增溶效果將顯著增加。常見的復(fù)配體系有：常見的復(fù)配體系有：第二章第二章 表面活性劑和聚合物表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)基本性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系表面

59、活性劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系表活劑的親水基、親油基的組成和結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致其親水、親油性的不表活劑的親水基、親油基的組成和結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致其親水、親油性的不同，同，根據(jù)其親水基和親油基情況可以定性地判斷其對性能的影響。根據(jù)其親水基和親油基情況可以定性地判斷其對性能的影響。但如何定量的描述表面活性劑兩親性結(jié)構(gòu)對性能的影響，對簡化選擇表但如何定量的描述表面活性劑兩親性結(jié)構(gòu)對性能的影響，對簡化選擇表面活性劑的程序，迅速評估新型表面活性劑的性能及應(yīng)用非常重要，面活性劑的程序，迅速評估新型表面活性劑的性能及應(yīng)用非常重要，通通過研究提出了半經(jīng)驗的過研究提出了半經(jīng)驗的HLBHLB的概念，它從定量的角度描述了表面活性劑

60、的的概念，它從定量的角度描述了表面活性劑的作用規(guī)律。作用規(guī)律。 憎水基的憎水性親水基的親水性表面活性劑的親水性)(HLB1 1、HLBHLB值的概念值的概念親水親油平衡值親水親油平衡值( (hydrophile-lipophile balance，HLB) )：指表面活性劑分：指表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性劑的親子中親水和親油基團(tuán)對油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。 第二章第二章 表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)表面活性劑和聚合物基本性質(zhì)HLB值具有加和性，每種表活劑均對應(yīng)一值具有加和性，每種表活劑均對應(yīng)一H