表面活性劑科學與應用

關于表面活性劑科學與應用第1頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第一章表面活性劑科學與應用第一節(jié)表面活性劑概述第二節(jié)表面活性劑的應用原理第三節(jié)表面活性劑在的洗滌劑中的應用第四節(jié)表面活性劑在墨水中的應用第五節(jié)表面活性劑在食品中的應用第2頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)表面活性劑概述（一）表面活性劑的含義表面張力：是指一種使表面分子具有向內運動的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。

第3頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性：各種物質的水溶液的表面張力與濃度的關系歸結為三種類型：第一類：表面張力隨濃度的增加而稍有上升，此類物質為無機鹽、及多羥基化合物，如NaCl、KNO3、NaOH、蔗糖、甘油醇等。第二類：溶液的表面張力隨著濃度的增加而逐漸降低，這類物質包括大部分的極性有機物：醇類、醛類、酸類、酮類、酯類。第三類：在溶液濃度低時，溶液的表面張力隨濃度的增加而極劇下降，表面張力下降到一定程度后，溶液濃度在增加，溶液的表面張力下降緩慢或基本不變。如肥皂、洗衣粉和油酸鈉等。第4頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第二類和第三類都屬于表面活性物質，但只有第三類物質被稱為表面活性劑。Why?第5頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三定義：凡是在低濃度下吸附于體系的兩相界面上，顯著降低界面張力，并在較高濃度下在溶液內部形成膠團的一類特殊物質。第6頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（二）表面活性劑的結構特點

表面活性劑分子大都是長鏈有機化合物，并具有一定的雙親結構，包含對水有親和性的極性基團和對油有親和性的非極性基團（烴鏈）。比較常見的親油基：－CH2鏈，-CF鏈，－Si鏈，聚氧丙稀鏈；常見的親水基：－COOH、－SO3M、聚氧乙烯基。第7頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性劑在界面上的定向排列表面活性劑在溶液中超過某一特定濃度時（界面達到吸附飽和）可通過碳氫鏈的疏水作用締合成膠團第8頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三親水性>親油性，為水溶性表面活性劑親油性>親水性，為油溶性表面活性劑具有兩親結構的物質不一定都是表面活性劑，例如：

CH3CH2—COONa

由于親油基的碳鏈過短，親油能力很弱，所以沒有表面活性。如果烴鏈過長，大于C20，由于親油性強而不溶于水，則表面活性也變得很差。只有烴鏈長度在C12～C18范圍內才是性能較好的表面活性劑。第9頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（三）表面活性劑的分類表面活性劑的分類一般以親水基的結構為依據(jù)，即按化學結構進行分類。表面活性劑溶于水后，按離解不離解分為離子型和非離子型表面活性劑，離子型表面活性劑又可按產生電荷的性質分為陰離子、陽離子和兩性表面活性劑。離子型表面活性劑非離子型表面活性劑陽離子表面活性劑陰離子表面活性劑兩性表面活性劑表面活性劑第10頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三陰離子表面活性劑RCOONa

羧酸鹽R-OSO3Na

硫酸酯鹽R-SO3Na

磺酸鹽R-OPO3Na2

磷酸酯鹽第11頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三羧酸鹽型①肥皂類，通式：(RCOO-)nMn＋，如硬脂酸鈉、鎂等。②分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂(三乙醇胺皂)。③性質：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質使之鹽析。④應用：具有一定的刺激性，只供外用。

這類表面活性劑起表面活性作用的部分是陰離子。第12頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三2.硫酸化物①通式：R·O·SO3-M+硫酸化油,高級脂肪醇硫酸酯類。②分類：硫酸化油，如硫酸化蓖麻油，俗稱土耳其紅油；高級脂肪醇硫酸酯，如十二烷基硫酸鈉（SDS），又稱月桂醇硫酸鈉（SLS）。③性質：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕劑；乳化性很強，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生作用產生沉淀。④應用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，用于外用軟膏的乳化劑。第13頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三3.磺酸化物

①通式：脂肪族磺酸化物R·SO3-M+

和烷基芳基磺酸化物RC6H5SO3－M＋②分類：脂肪族磺酸化物，如二辛基琥珀酸磺酸鈉（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉（常用洗滌劑）；膽酸鹽，如?；悄懰徕c、甘膽酸鈉。③性質：水溶性及耐酸、耐鈣、鎂鹽性比硫酸化物差，但不易水解。④應用：用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。第14頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三陽離子表面活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|HCH3|R-N-HCl

叔胺鹽|CH3CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺鹽|CH3第15頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

這類表面活性劑起作用的部分是陽離子，亦稱陽性皂。1、結構：含有一個五價氮原子。胺鹽型，通式：[RNH3+]X-，[R2NH2+]X-，如氯芐甲乙胺；季銨鹽型，通式：[R1R2N+R3R4]X-，如新潔爾滅。2、特點：良好的表面活性作用，具有很強的殺菌作用。3、應用：殺菌、防腐、皮膚、粘膜手術器械的消毒。4、常用品種：苯扎氯銨(潔爾滅)、苯扎溴銨(新潔爾滅)：常用濃度0.01-0.02%，殺菌力強、穩(wěn)定。第16頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜堿型|CH3第17頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

這類表面活性劑的分子結構中同時具有正、負電荷基團，在不同pH值介質中可表現(xiàn)出陽離子或陰離子表面活性劑的性質。①分類及常用品種:

卵磷脂（豆磷脂、蛋磷脂）：是一類天然表面活性劑，組成復雜，可用于靜注用乳劑與脂質體的制備。

陰離子部分—磷酸型；陽離子部分—季胺鹽類第18頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三合成活性劑：陰離子部分主要是羧酸鹽，其陽離子部分分為：氨基酸型——胺鹽（RN＋H2CH2CH2COO－）甜菜堿型——季胺鹽（RN＋(CH3)2CH2COO－）②性質：

堿性水溶液中呈陰離子性質，起泡性良好、去污力亦強；酸性水溶液中呈陽離子性質，殺菌力很強，毒性小。

第19頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH

脂肪醇聚氧乙烯醚第20頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三在水溶液中不是解離狀態(tài)故稱之為非離子型表面活性劑。結構組成：①親水基團(聚氧乙烯、羥基、醚基或酰胺基)；②親油基團(烴鏈和聚氧丙烯鏈)；③酯鍵、醚鍵。非離子表面活性劑大部分呈液態(tài)或漿狀。第21頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

聚氧乙烯型非離子表面活性劑

平平加（Peregal)(脂肪醇聚氧乙烯醚）OP型表面活性劑：烷基苯酚聚氧乙烯醚第22頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三脂肪酸聚氧乙烯醚：脂肪胺聚氧乙烯醚：第23頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

這類表面活性劑主要由氧乙烯基（EO）與含有活潑氫原子的疏水化合物結合，并按需要結合成任意長度。當EO數(shù)目較多時，整個分子就變成水溶性的了，結合的氧乙烯基越多，水溶性越好。如果適當控制氧乙烯基長度，就可以合成由油溶性到水溶性（EO在10以上）的各種非離子表面活性劑，因而合成的品種極多，應用也非常廣泛。第24頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三多元醇表面活性劑

主要是脂肪酸與多元醇生成的多元醇部分酯。其親水性是由部分未酯化的游離羥基提供的。這類表面活性劑的親水性較差，其中有不少油溶性的。該類表面活性劑還具有無毒性這一突出特點。第25頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三司盤（Span型）：山梨糖醇及其單酐和二酐+各種脂肪酸→脫水山梨醇脂肪酸酯的混合物

(司盤，span)應用：粘稠白色至黃色的油狀液體或蠟狀固體，親油性較強，

HLB1.8～3.8，一般用作W/O型乳劑的乳化劑或混合乳化劑。用于搽劑、軟膏，亦作為乳劑的輔助乳化劑。第26頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三吐溫型（Tween）：脫水山梨醇脂肪酸酯+環(huán)氧乙烷→聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯。應用：粘稠性黃色液體，親水性化合物，為水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。第27頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH，是各種不同分子量的聚氧乙烯（親水基）與聚氧丙烯（親油基）的嵌段共聚物，其中a為化合物總量的10～80％，b至少為15。本品又稱泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普郎尼克(Pluronic)。

性質：為淡黃色液體或固體，分子量1000～14000，HLB0.5～30，具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。應用：新型的優(yōu)良乳化劑、潤濕劑，是目前能應用于靜脈注射乳劑的一種合成的乳化劑。第28頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三其他表面活性劑含氟表面活性劑將碳氫表面活性劑分子碳氫鏈中的氫原子部分或全部用氟原子取代，就成為碳氟表面活性劑，或稱氟表面活性劑。如：性質和用途：碳氟表面活性劑的獨特性常被概括為“三高”、“兩憎”，即：高表面活性、高熱穩(wěn)定性及高化學穩(wěn)定性；它的含氟烴基既憎水又憎油。由于其特殊的性能，使它有著廣泛的用途，如消防、紡織、皮革、造紙等。第29頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三含硅表面活性劑是指疏水基為全甲基化的Si-O-Si、Si-C-Si、或Si-Si為主干的一類特殊表面活性劑。主要指硅氧烷表面活性劑。性質和用途：高表面活性（僅次于氟表面活性劑）；在水溶液和非水體系中均具有表面活性；優(yōu)異的消泡能力；熱穩(wěn)定性好；無毒，不刺激皮膚，適用于藥物和化妝品。第30頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（四）膠束和臨界膠束濃度膠束（micelle)

表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會自相結合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。

隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。第31頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)

臨界膠束濃度簡稱CMC

表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。第32頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

這時溶液性質與理想性質發(fā)生偏離，在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現(xiàn)轉折。繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。第33頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（五）親水親油平衡(hydrophile-lipophilebalance)

表面活性劑吸附于界面呈現(xiàn)特有的界面活性，必須使疏水基團和親水基團之間具有一定的平衡，即親水親油平衡。Griffin提出用HLB值表示整個表面活性劑分子的綜合傾向是親水的還是親油的，以及親和程度如何。Davies進一步提出HLB值決定了表面活性劑性質和功能。HLB值越大，其親水性越強，HLB值越小，其親油性越強。第34頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三HLB值=親水基質量親水基質量+憎水基質量×100/5對非離子型的表面活性劑，HLB的計算公式為：

石蠟無親水基，所以HLB=0聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。其余非離子型表面活性劑的HLB值介于0～20之間。第35頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

現(xiàn)在表面活性劑的HLB值，均以石蠟的HLB＝0，油酸的HLB＝1，油酸鉀的HLB＝20，十二烷基磺酸鈉的HLB＝40最為參考標準，通過實驗分別直接或間接確定.

表面活性劑的HLB值的范圍是0～40，由小到大親水性增強。一般HLB值小于10認為親油性好，大于10則認為親水性好。第36頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三HLB值的確定乳化法

用表面活性劑來乳化油相介質時，當表面活性劑的HLB值與油相介質所需要的HLB值相同時，生成的乳液穩(wěn)定性最好。

對于一般的水溶性表面活性劑，可以使用松節(jié)油（所需HLB值為16）和棉籽油（所需HLB值為6）配制成一系列需要不同HLB值的油相，每15份油相中加入5份待測表面活性劑，然后加入80份水，攪拌乳化，其中穩(wěn)定性最好的試樣中油相所需要的HLB值就是表面活性劑的HLB值。第37頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三HLB值的經驗估算法根據(jù)表面活性劑在水中的溶解狀態(tài)，可粗略估計其HLB值的范圍。在水中溶解度大，則親水性強，溶解度小，則親油性強。

自水中溶度估計HLB值加入水中的溶解性質HLB加入水中的溶解性質HLB不分散1～4穩(wěn)定的乳色分散體8～10分散不好3～6半透明至透明分散體10～13激烈振蕩后成乳色分散體6～8透明溶液>13第38頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三分子結構法非離子型表面活性劑:

離子型表面活性劑：

每個碳原子的有機性基值為20，每個（CH2CH2O)的無機性基值為35，各種官能團的基值可查表得到。

第39頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三由臨界膠團濃度（cmc)判斷表面活性劑的臨界膠團濃度（cmc)可以用來判斷其親油親水性，cmc值越大，表面活性劑的親水性越強；反之，親油性增強。第40頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三混合表面活性劑的HLB值混合表面活性劑的HLB值采用質量分數(shù)加和法計算。例如：含30％Span80(HLB=4.3)和70％Tween80（HLB＝15）的混合乳化劑的HLB值為：第41頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如：HLB值在2～6之間，可作油包水型的乳化劑；8～10之間作潤濕劑；12～18之間作為水包油型乳化劑。第42頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)表面活性劑的應用原理表面活性劑的用途極廣，主要有四個方面：（一）潤濕作用

固體表面與液體接觸時，原來的氣-固界面消失，形成新的液固界面這種現(xiàn)象稱為潤濕。為改善體系的潤濕性質，常在水中加入一些表面活性劑------潤濕劑。潤濕作用是一個過程。潤濕過程主要分為三類：沾濕、浸濕和鋪展。產生的條件不同。其能否進行和進行的程度可根據(jù)此過程熱力學函數(shù)變化判斷。

第43頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三沾濕

(adhesion)主要指固-氣界面上的氣體被液體取代的過程，在此過程中消失的固-氣界面的大小與其后形成的固-液界面的大小是相等的。如噴灑農藥，農藥附著于植物的枝葉上。沾濕附著發(fā)生條件：△GA=γSL-γSG-γLG＜0WA=γSG+γLG-γSL≥0（沾濕）式中：γSG、γSL和γLG分別為氣-固、液-固和氣-液界面的表面張力(N.m-)或表面吉布斯自由能（J.m-2)。第44頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三浸濕(immersiion)浸濕是指固體浸入液體的過程，原有的固氣界面空氣被液體取代。如洗衣時衣物泡在水中；織物染色前先用水浸泡過程。浸濕發(fā)生條件：△Gi=γSL-γSG≤0Wi=γSG-γSL≥0（Wi：浸濕功）第45頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三鋪展(spresding)過程是指當固-液界面在取代固-氣界面的同時，氣-液界面也擴大了同樣的面積。鋪展發(fā)生條件為：△GS=γSL+γLG-γSG≤0S=γSG-γSL-γLG≥0（S：鋪展功）第46頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三一般，若液體能夠在固體表面鋪展，則沾濕和浸濕現(xiàn)象必然能夠發(fā)生。從潤濕方程可以看出：固體表面自由能γSG越大，液體表面張力γLG越低，對潤濕越有利。第47頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三幾類物質的表面自由能：液體的表面張力都在100mJ/m2以下；無機固體如金屬、金屬氧化物、硫化物、無機鹽等，常被稱為高能表面，表面自由能高達500~5000mJ/m2的范圍；有機物和高聚物被稱為低能表面，表面自由能一般小于100mJ/m2第48頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性劑在固體表面的吸附，改變固體表面的潤濕性質。表面活性劑在固體表面的吸附主要發(fā)生在高能表面，一般表面活性劑在低能表面上沒有明顯的吸附作用。高能表面能降低高能表面潤濕性的表面活性劑很多，常見的有金屬皂類、高級脂肪酸、有機胺鹽、有機硅化物和氟表面活性劑等，其中硅化合物和氟化合物效果最好，是良好的防水、抗粘材料。第49頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三提高液體的潤濕能力：水對低能表面的潤濕性差，需要加入潤濕劑。

陽離子表面活性劑不能作為潤濕劑，也不適宜作洗滌劑的成分，陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑適于作潤濕劑。滲透作用就是潤濕作用，潤濕劑也是滲透劑。第50頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性劑的分子結構HLB：7-15潤濕性能最佳，分子結構要求：①碳氫鏈應具有分支結構②親水基應位于長鏈碳的中部目前，潤濕劑主要有陰離子和非離子型表面活性劑第51頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三應用：超細無機粉體在水中的分散；在涂料中的應用；在農藥中的應用等。第52頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（二）乳化作用乳狀液是指一種或多種液珠形式分散在與它不相混溶的液體中構成的分散體系。由于體系呈現(xiàn)乳白色而被稱為乳狀液。形成乳狀液的過程稱乳化。乳狀液體系中，以液珠形式存在的一相為內相，又稱不連續(xù)相或分散相，另一相連成一片稱為外相或連續(xù)相、分散介質。大多數(shù)乳狀液，一相是水溶液（水相），一相是與水不相溶有機物（油相）。第53頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三液滴大小對分散體系外觀的影響液滴大小大滴＞1um0.1－1um0.05－0.1um＜0.05um外觀可分辨的灰相白色乳狀液藍白色乳狀液灰色半透明透明液第54頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳狀液的類型和鑒別乳狀液的類型通常有以下幾種：水包油型（o/w）：內相為油，外相為水。如：牛奶油包水型（w/o）：內相為水，外相為油。如：油狀化妝品套圈型：由水相和油相一層一層交替分散形成的乳狀液，這種類型乳液極少見，一般存在原油中。

第55頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳狀液類型的鑒別：稀釋法、染料法、電導法和濾紙潤濕法四種。稀釋法：利用乳狀液能夠與其外相液相混溶的特點，以水或油狀液體稀釋乳狀液來判斷。染料法：將少量水溶性染料加入乳狀液中，若整體被染上顏色，表明乳狀液是o/w型，若只有分散的液滴帶色，表明乳狀液是w/o型。油溶性染料情況恰好相反。第56頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三電導法：o/w型乳狀液的導電性好；w/o型乳狀液的導電性差。測定分散體系的導電情況即可判斷乳狀液類型。濾紙潤濕法：將一滴乳狀液滴于濾紙上，若液體迅速鋪展，在中心留下油滴，則表明乳狀液為o/w型，若不能鋪展，則此乳狀液為w/o型。第57頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化劑的分子結構和性質親水基、親油基橫截面大小的影響乳化劑中親水基和疏水基橫截面積不相等，其分子猶如一頭大一頭小的稧子，小的一頭可以插入液滴。例如：一價的金屬鹽極性大的一端橫截面積大于非極性碳氫鏈橫截面積，在該類乳化劑作用下容易生成o/w型。二價的金屬鹽為乳化劑時容易生成w/o型乳狀液。原因：二價金屬鹽的親油基由兩個碳氫鏈組成，親油基橫截面積大于極性大的截面積。親油定向伸入油相，極性定向伸入水相。第58頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化劑的親水性和溶解度的影響乳化劑親水性較強時，親水部分對油滴的聚結有極大的阻礙作用，使油滴聚結速度減弱。而水滴的聚結速度大于油滴的，最終水成為連續(xù)相，形成o/w型，反之形成w/o型。油、水兩相中乳化劑溶解度大的一般為連續(xù)相（外相）。如：鈉鹽和鉀鹽在水中溶解度大，是良好的o/w型乳化劑。銀鹽乳化劑盡管極性頭截面積比碳氫鏈大，但因水溶性極小，只能形成w/o型。第59頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三影響乳狀液穩(wěn)定性的因素

表面張力乳狀液使熱力學的不穩(wěn)定體系，分散相有自發(fā)聚結，減少界面積，從而降低體系能量的傾向。低的油－水界面張力有助于體系的穩(wěn)定。如：石蠟油－水體系界面張力：γow=41mN/m不穩(wěn)定加入少量油酸（mmol/L）：γ′ow=31mN/m不穩(wěn)定加入NaOH、油酸鈉（HLB=18）γ′′ow=7.2mN/m此時o/w型乳狀液穩(wěn)定性明顯提高。第60頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三界面膜的性質低表面張力表明乳狀液容易形成，但并非乳狀液穩(wěn)定的唯一因素。如：戊醇與水的界面張力（4.8mN/m）較小，但不能形成穩(wěn)定的乳狀液。羥甲基纖維素鈉鹽（高分子化合物）不能有效降低油－水界面張力，但都有很高的乳化力，能使油水形成穩(wěn)定的乳狀液。原因：高分子化合物能吸附于油－水界面形成結實的界面膜而阻止了液滴間聚結的發(fā)生。第61頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三界面膜的強度和緊密程度是決定乳狀液穩(wěn)定性的重要因素。因此要注意兩方面：使用足量的乳化劑，保證有足夠的乳化劑分子能夠吸附于油－水界面上，形成高強度的界面膜。選擇適宜分子結構的乳化劑，通常直鏈型的乳化劑分子在界面上的排列比帶有支鏈的乳化劑更為緊密，界面膜更加致密，有利于乳狀液的穩(wěn)定。第62頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三界面電荷

大部分乳狀液液滴表面都帶有電荷，其來源主要有三種途徑：使用離子型表面活性劑作為乳化劑，極性基團伸入水相發(fā)生電離而使液滴帶電，使用不能電離的非離子型表面活性劑作為乳化劑時，液滴主要通過從水相中吸附離子使自身表面帶電。液滴于分散介質發(fā)生摩擦也可以使液滴表面帶電，第63頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三液滴表面帶電后，在其周圍會形成類似sterw模型的擴散雙電層，兩液滴互相靠近，由于雙電層之間的相互作用阻止了液滴之間的聚結。液滴表面的電荷密度越大，乳狀液的穩(wěn)定性也越高。第64頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三固體粉末的加入適當?shù)募尤牍腆w粉末對乳狀液能起到穩(wěn)定的作用。原因：固體粉末增加了界面膜的機械強度，固體粉末排列的越緊密，乳狀液越穩(wěn)定。如：苯與水乳化過程中，CaCO3、SiO2和氫氧化鐵對o/w型乳狀液有穩(wěn)定作用。炭黑、松香等對w/o型乳狀液有穩(wěn)定作用。第65頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化劑的選擇選擇乳化劑的幾點要求：一般選擇離子型表面活性劑作乳化劑，以便得到較穩(wěn)定的乳狀液。因為乳液粒子帶同種電荷相互排斥。用憎水基與被乳化物結構相似的乳化劑的乳化性能好。第66頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化劑在乳化物介質中易于溶解的乳化效果好。被乳化物的HLB與乳化劑的HLB要相近，兩者的HLB差別越大，兩者的親和力就越差，乳化效果也越差。第67頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化應用纖維上的應用：紡絲油劑、柔軟整理劑、防水劑等乳液制品制備。在合成樹脂工業(yè)中的應用乳液聚合乳化劑乳化聚合自乳化聚合在醫(yī)藥、化妝品（w/o型化妝品）及食品（牛奶）工業(yè)中的應用農藥工業(yè)中的應用其他工業(yè)部門的應用：油漆、涂料、油墨第68頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（三）增溶作用所謂增溶作用是指由于表面活性劑膠束的存在，使得在溶液中難溶乃至不溶的物質溶解度顯著增加的作用。例子：25℃苯在水中的溶解度為0.07g/100g水

100℃的油酸鈉水溶液中苯溶解度為7g/100g水。增溶作用的基礎是膠束的形成，表面活性劑濃度越大，形成的膠束越多，難溶物或不溶物溶解得越多，增溶量越大。表面活性劑濃度達到cmc以后，溶質的溶解度顯著提高，并隨表面活性劑濃度的增大而增大。第69頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三增溶作用的方式

①非極性分子在膠束內核的增溶如飽和脂肪烴、苯等不易極化的非極性有機化合物。研究表明被增溶的物質完全處于一個非極性環(huán)境中；增溶后膠束體積變大。第70頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三②在表面活性劑分子間的增溶對于分子結構與表面活性劑相似的極性化合物，如長鏈的醇、胺、脂肪酸和極性染料等兩親分子，則是增溶于膠束的“柵欄”之間。被增溶物的非極性碳氫插入膠束內部，極性頭插入表面活性劑極性基之間。

第71頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三③在膠束表面吸附增溶對于既不溶于水，也不溶于油的小分子極性化合物在膠束表面的增溶。這些化合物被吸附膠束表面區(qū)域，光譜表明：它們處于完全或接近完全極性的環(huán)境中。一些高分子物質、甘油、蔗糖以及染料也采用此種增溶方式。第72頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三④聚氧乙烯醚間的增溶以聚氧乙烯基為親水基團的非離子表面活性劑，通常將被增溶物包藏在膠束外層的聚氧乙烯鏈中，以這種方式被增溶的物質主要是較易極化的碳氫化合物，如苯、乙苯、苯酚等短鏈芳香烴類化合物。第73頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性劑增溶量的測定方法：與溶解度的測定方法相同，向100ml已標定濃度的表面活性劑溶液中由滴定管滴加被增溶物，當達到飽和時被增溶物析出，溶液變渾濁，此時，已滴入溶液中的被增溶物的物質的量（mol）即為增溶量。增溶量除以表面活性劑的物質的量（mol）即得到增溶力，表面活性劑的增溶力表示其對難溶或不溶物增溶的能力，也是衡量活性劑性能的重要指標之一。第74頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三表面活性劑的化學結構對增溶作用影響a.具有相同親油基的表面活性劑，對烴及極性有機物的增溶作用大小作用順序一般為：非離子＞陽離子＞陰離子原因：非離子表面活性劑臨界膠束濃度較小，膠束易形成，因此膠束聚集數(shù)大，增溶作用較強；陽離子表面活性劑的膠束比陰離子表面活性劑的膠束有較疏松的結構，因此增溶作用比后者強。第75頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三b.膠束越大，增溶到膠束內部的物質越多，表面活性劑同系物中，膠束的大小隨碳原子數(shù)的增加而增加（包括非離子）。苯在羧酸鉀溶液（0.5mol/L）中的增溶作用（25℃）表面活性劑C9H19COOKC10H23COOKC13H27COOK增溶力0.1740.4240.855c.親油基部分帶有分支結構的表面活性劑增溶作用較直鏈的小。原因：直鏈型的表面活性劑臨界膠束濃度較帶支鏈的低，膠束易形成，膠束聚集數(shù)越大。第76頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三d.帶不飽和結構的表面活性劑或在活性劑分子上引入第二活性基團時，對烴類的增溶作用減小，因此對增溶于膠束內部的烴類的增溶能力降低。由于極性基團之間的電斥力作用，使膠束“柵欄”的表面活性劑分子排斥力增加，分子間距離增大，有更大的空間使極性物分子插入，因此對其增溶能力增加。第77頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（四）起泡作用

“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。

也有時要使用消泡劑，在制糖、制中藥過程中泡沫太多，要加入適當?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧姸?，消除氣泡，防止事故。?8頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第79頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三若將丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分別置于試管并加以搖動，發(fā)現(xiàn)前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。因此不能簡單地講哪種溶液起泡力好，因為起泡和泡沫穩(wěn)定兩者的標準是不同的。第80頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三起泡力一般地說，凡是能使液體表面張力降低、膜強度增高的起泡劑，不論生成的泡沫是否穩(wěn)定，均具有較高的起泡力。

陰離子表面活性劑起泡力最大，聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑次之，脂肪酸酯型非離子表面活性劑起泡力最小。因此，肥皂、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等陰離子表面活性劑適宜用作起泡劑。第81頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三泡沫穩(wěn)定性泡沫是熱力學上不穩(wěn)定體系，之所以不穩(wěn)定是由于泡沫生成后體系的總表面積增大，能量增高，它自發(fā)地向能量降低、總表面積減小的方向進行，即發(fā)生泡沫破滅。泡沫穩(wěn)定性是指生成的泡沫存在時間的長短，即泡沫的持久性或存在的壽命，也可以理解為泡沫破滅的難易程度。第82頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

泡沫的破滅主要是由于氣體通過膜進行擴散、液膜中的液體受重力作用及膜中各點的壓力不同而導致流動(排液)引起的。第83頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三起泡的應用

1．泡沫浮選

泡沫浮選是利用泡沫將礦石中有用成分與泥砂、黏土等物分離，使有用礦物富集。首先采用能大量氣泡的表面活性劑---起泡劑，起泡后，其憎水端在氣--液界面向氣泡內空氣一方定向，親水端仍在溶液內。另一種其捕集作用的表面活性劑（一般都是陽離子表面活性劑，也包括脂肪胺），吸附在固體礦粉的表面，這種吸附隨礦物性質的不同而有一定的選擇性，其基本原理是利用晶體表面的晶格缺陷。而向外的憎水端部分地插入氣泡內。這樣在浮選過程中氣泡就可以把指定的礦粉帶走，達到選礦的目的。

第84頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第85頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三2．泡沫分離

如前所述，泡沫的液膜能從溶液中吸附溶質。例如，在分析啤酒泡沫破滅后的液體時發(fā)現(xiàn)，液膜中的蛋白質、蛇麻草(加在啤酒中的芳香料)和鐵等的濃度較原液為大。又如，肥皂液泡沫中脂肪酸鹽的濃度較原液高。一般地說，在溶有某種表面活性劑的溶液泡沫中，該表面活性劑的濃度高于原液中的濃度。因此，可借這種現(xiàn)象濃縮和分離溶質，這種方法稱為泡沫分離。第86頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三3．泡沫滅火

泡沫作用的另一重要應用是泡沫滅火。泡沫滅火的使用劑稱為泡沫滅火劑。其滅火的機理是，它能產生大量的泡沫，借助于泡沫中所含水分的冷卻效果達到滅火的目的，或者在燃燒體表面覆蓋上泡沫層、膠束膜或凝膠層，將燃燒體屏蔽隔離起來，不與氧接觸，從而達到滅火目的。

第87頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)表面活性劑在洗滌劑中的應用第88頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

洗滌劑是人們日常生活和工作中的必需品，長期以來在保護人類健康、清潔環(huán)境方面及工業(yè)生產中起著十分重要的作用。

第89頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三洗滌與去污作用洗滌：從浸在某種介質（一般為水）中的待洗物體表面去除污垢的過程。在此過程中，借助于某些化學物質（洗滌劑）以減弱污物與固體的粘附作用，并施加以機械攪動，使污物與固體表面分離而懸浮于液體介質中，最后將污物洗凈沖走。第90頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三洗滌過程可表示為：物體表面·污垢＋洗滌劑＋介質物體

表面·洗滌劑·介質＋污垢·洗滌劑·介質洗滌劑在洗滌過程中的作用：一是去除物品表面的污垢，另一種作用則是對污物的懸浮分散作用，使之不易在物品表面再沉積。洗滌過程是一個可逆過程，分散和懸浮于介質中的污垢也有可能從介質中重新沉積于固體表面。第91頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三污垢的種類：液體污垢：動、植物油，礦物油固體污垢：塵埃，粘土，鐵銹，炭黑特殊污垢：蛋白質，淀粉，人體分泌物第92頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三常用的表面活性劑陰離子表面活性劑：如烷基苯磺酸鈉（LAS）、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、烷基磺酸鈉（AOS）等。非離子表面活性劑：如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、烷醇酰胺等。聚醚：是近年來生產低泡洗滌劑的常用活性物，一般常用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷共聚的產物，常與陰離子表面活性劑復配，主要用作消泡劑。兩性表面活性劑：如甜菜堿等，一般用于低刺激的洗滌劑中。第93頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三洗滌助劑助劑與表面活性劑配合，能夠發(fā)揮各組分互相協(xié)調，互相補償?shù)淖饔?，進一步提高產品的洗凈力，使其綜合性能更趨完善，成本更為低廉。洗滌助劑分為無機和有機助劑兩類。

洗滌助劑種類很多，大部分為專用產品，其在洗滌劑中的使用頻率和重要性不亞于主表面活性劑。第94頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三1.無機助劑（1）磷酸鹽

常用的磷酸鹽有磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸四鉀。合成洗滌劑中最常用也是性能最好的螯合劑是三聚磷酸鈉。第95頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三磷酸鹽的污染及其代用品

傳統(tǒng)的合成洗衣劑都含有三聚磷酸鹽(STTP)的成分，其含量在15%～30%之間。然而，“磷”是造成水體富營養(yǎng)化的罪魁禍首，因為磷是一種營養(yǎng)物質，它可以造成水中藻類的瘋長。而大量藻類又會消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐敗，水體失去自凈功能從而破壞水質。作為有磷洗滌劑中的“磷”造成水體富營養(yǎng)化已被國內外環(huán)保專家所公認。第96頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三含磷洗衣粉的污染問題已經引起了世界各國的普遍重視。很多國家提出了禁磷和限磷措施，并在不斷地研究和開發(fā)三聚磷酸鹽的替代品，取得了不少成果，其中比較有效的助劑有：有機螯合助劑，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、葡萄糖酸鹽等；高分子電解質助劑，如聚丙烯酸鹽以及人造沸石等。目前普遍認為，人造沸石是比較有發(fā)展前途的洗滌助劑。第97頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（2）硫酸鈉

分子式為Na2SO4，是白色固體結晶或粉末。硫酸鈉是合成洗滌劑的無機助劑和粉狀洗滌劑的填料，在粉狀洗滌劑中加入量為20%～40%。

第98頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（3）硅酸鈉

硅酸鈉（Na2O·nSiO2）通常稱為水玻璃或泡花堿，水玻璃的水溶液相當于由硅酸鈉與硅酸組成的緩沖溶液。水玻璃在溶液中能控制pH值、貯存堿性物質，起到減少洗滌劑消耗和保護織物的作用。此外，水玻璃還具有懸浮力、乳化力和泡沫穩(wěn)定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉積的作用，并對金屬（如鐵、鋁、銅、鋅等）具有防腐蝕作用。制造粉狀洗滌劑時，加入水玻璃能使產品保持疏松，防止結塊，增加顆粒的強度、流動性和均勻性。

第99頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（4）漂白劑

洗滌劑中加入的漂白劑主要是次氯酸鹽和過酸鹽兩大類。次氯酸鹽主要用次氯酸鈉，分子式NaClO，為白色粉末，穩(wěn)定性差，易受光、熱與重金屬和pH值的影響。次氯酸鈉易溶于水，生成氫氧化鈉和新生態(tài)氧，氧化力很強，具有刺激性。過酸鹽主要是過硼酸鈉和過碳酸鈉，常在粉狀洗滌劑生產的后配料工序加入，用量一般占粉質量的10%～30%。

第100頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三2.有機助劑

（1）羧甲基纖維素鈉（CMC）

羧甲基纖維素鈉最重要的作用是攜污作用。如果在洗滌劑中加入1%～2%的CMC，則在洗滌時CMC被吸附在被洗物表面，同時也被吸附在污垢粒子的表面上，使二者都帶上負電荷。在同性電的相互排斥作用下，污垢就難以重新沉積到被洗物的表面上。另一方面，CMC還具有增稠、分散、乳化、懸浮和穩(wěn)定泡沫的作用。這些作用能使污垢穩(wěn)定地懸浮于洗滌液中，更不容易再發(fā)生沉積。

第101頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（2）泡沫穩(wěn)定劑與泡沫調節(jié)劑

高泡洗滌劑在配方中常加入少量泡沫穩(wěn)定劑，使洗滌液的泡沫穩(wěn)定而持久。烷醇酰胺又稱脂肪醇酰胺，屬非離子型表面活性劑。在洗滌劑的配方中，它的主要作用是增稠和穩(wěn)定泡沫，兼有懸浮污垢防止其再沉積的作用。在與主要活性物間的互相配合下，其脫脂力（乳化動植物油脂及礦物油的能力）有顯著的提高。較常使用的烷醇酰胺品種是月桂醇二乙醇胺以及椰子油二乙醇胺。低泡洗滌劑在配方中需加入少量泡沫調節(jié)劑，常用的有二十二烷酸皂或硅氧烷，使水液消泡或低泡。第102頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（3）酶

酶是一種生物制品，無毒并能完全生物降解。酶作為洗滌劑的助劑具有專一性，洗滌劑中的復合酶能將污垢中的脂肪、蛋白質、淀粉等較難去除的成分分解為易溶于水的化合物，因而提高了洗滌劑的洗滌效果。因此，在洗滌劑中添加酶制劑可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷或無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。

第103頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三已商品化的洗滌劑用酶有：蛋白酶淀粉酶脂肪酶纖維素酶第104頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（4）助溶劑

在配制高濃度的液體洗滌劑時，往往有些活性物不能完全溶解，加入助溶劑就是為了解決這個問題。常用的助溶劑有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸鹽等。凡能減弱溶質及溶劑的內聚力，增加溶質與溶劑的吸引力而對洗滌功能無害、價格低廉的物質都可用作助溶劑

第105頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（5）熒光增白劑

熒光增白劑（FluorescentBrighteners，以下簡稱FB）是一種無色的熒光染料。經FB處理過的物品，在含紫外光源（如日光）照射下看上去白色的更白，有色的更艷，增強了外觀的美感。在合成洗滌劑中添加適量和適當?shù)腇B，不但能改善粉狀洗滌劑的外觀，提高洗衣粉粉體的白度，同時還能增加被洗滌織物的白度或鮮艷度，改善洗滌效果，提高合成洗滌劑本身的商業(yè)價值。因此FB已成為合成洗滌劑配方中不可缺少的重要組分。

。

第106頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（6）香精一個受消費者喜愛的洗滌劑，不僅具有優(yōu)良的性能，并且使人有愉快的香味，使織物、毛發(fā)洗滌后留有清新香味。香精是由多種香料組成，與洗滌劑組分有良好配伍性，在pH9～11是穩(wěn)定的。洗滌劑中加入香精的質量一般小于1%。第107頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（7）溶劑液體洗滌劑中需加入溶劑是不言而喻的。在新型洗滌劑中甚至是粉狀洗滌劑中也使用多種溶劑，若污垢是油脂性的，溶劑的存在將有助于將油性污垢從被洗物上除去。常用的溶劑有以下幾種：

松油、醇、醚和脂、氯化溶劑

第108頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（8）抑菌劑冷洗的粉狀洗滌劑的洗滌能力令人滿意，加酶后去污效果尤佳，唯一不足的是不具有殺菌力，洗后衣物不僅有被病菌感染的危險，而且在洗滌中細菌或毒素還可能遺留下來，并會產生不良氣味。所以，在冷洗中加入抑菌劑是很有必要的。抑菌劑的加入質量一般是千分之幾，三溴水楊酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一種都可作為抑菌劑應用，這些化學品不起抗菌作用，但在千分之幾的質量分數(shù)下都可防止細菌的繁殖。

第109頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三（9）抗靜電劑和織物柔軟劑作為改進織物手感和降低織物表面靜電干擾的柔軟劑和抗靜電劑，通常使用陽離子表面活性劑，如二甲基-二氫化牛酯季銨鹽

第110頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三洗滌劑的配方組分代表物活性成分陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑漂白劑無機助劑磷酸鹽、硫酸鈉、硅酸鈉有機助劑羧甲基纖維素鈉（CMC）泡沫穩(wěn)定劑（烷醇酰胺）酶（淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶和脂肪酶）助溶劑（乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸鹽）熒光增白劑香精溶劑（松油、醇、醚和脂、氯化溶劑）抑菌劑（三溴水楊酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯）抗靜電劑和織物柔軟劑（二甲基-二氫化牛酯季銨鹽）第111頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三常用洗滌劑的配方組

分

w%烷基苯磺酸鈉

302520

硫酸鈉

22.92847脂肪醇聚氧乙烯醚

120.3羧甲基纖維素鈉

1.41.21壬基酚聚氧乙烯醚

1.5—2熒光增白劑

0.20.1—三聚磷酸鈉

302410對甲基苯磺酸鈉

2.41.5—碳酸鈉

—515硅酸鈉

8108水分

適量

適量

適量復配型洗衣粉第112頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三組

分

%羊毛脂醇萃取物2.0Span-833.0白油40.0凡士林35.0去離子水20.0

香料適量

洗手液配方第113頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三組

分

%脂肪醇聚氧乙烯醚（n=9）3

脂肪醇聚氧乙烯醚（n=7）2

烷基苯磺酸鈉5

三乙醇胺4

苯甲酸鈉0.5

香精0.5

去離子水85餐具洗滌劑配方（洗潔精）第114頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)表面活性劑在墨水中的應用墨水的分類按照溶劑類型可分為水性和有機溶劑型;

按照色料類型可分為顏料(不溶性顏料或分散顏料)型和染料(水溶性染料)型;

按照用途可分為書寫墨水,打印墨水等。第115頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三墨水的組成其基本成分為著色劑、溶劑以及為調節(jié)墨水性質加入的各種助劑。

表面活性劑作為助劑的主要成分,能起到潤濕、滲透、乳化、分散、助溶和增溶等作用。第116頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三墨水的性能墨水在性能上的要求主要有:色彩逼真、具有良好的耐水和耐光牢度、不易沾污、長期存放穩(wěn)定性好和不應有沉淀生成等。

因此,通常選擇性地加入一些表面活性劑作為添加劑。這里常用的表面活性劑有:陰離子表面活性劑,如脂肪酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽等;非離子表面活性劑,如聚氧乙烯基烷基醚、山梨糖醇脂肪酸酯等。第117頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

表面活性劑在墨水制造中的作用及應用

A、分散作用:

制造色料分散相是墨水的主題,色料保持精細均勻的分散狀態(tài)而不發(fā)生絮凝是一個非常重要的課題。分散色料可以通過添加分散劑來實現(xiàn),表面活性劑是通常使用的分散劑。

第118頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三B、降低溶劑的表面張力表面張力現(xiàn)象有助于設計有效的墨水。因為色料涂布過程和這些參數(shù)有很大關系。著色層的許多缺陷都可被歸結為表面張力問題。第119頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三C、消泡作用及其應用氣泡在墨水分散系中有3個重要的來源,分別是:在分散階段由顏料吸附轉移來的空氣;在混合過程中引入系統(tǒng)的空氣;作為發(fā)泡穩(wěn)定劑的表面活性劑帶來的空氣。如有機顏料帶來的空氣常常使試樣過度延展,難于進一步處理。

第120頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

D、表面活性劑在墨水中的負面效應某些表面活性劑具有發(fā)泡的性質,會在墨水制造中形成不利的后果,例如一些離子表面活性劑常常產生穩(wěn)定的氣泡。雖然磺基琥珀酸鹽和磷酸酯仍在部分使用,現(xiàn)在已經逐步在墨水制造中避免使用。而含有乙氧基化物、氟化物和硅氧烷的非離子表面活性劑盡管費用較高,已逐步成為在墨水中使用較多的種類。第121頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三中性筆墨水

中性筆內的液體既不同于鋼筆水又不同于圓珠筆芯內的油性液體,而是一種有機溶劑,所以被稱為中性筆。

第122頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三顏料粒度：中性墨水所用的色基顏料粒度必須極細，要用接近于納米級原料(如優(yōu)質乙炔碳黑)。分散劑：加人分散劑，能使固體粒子充分潤濕，固體粒子就極易分散。用于水系的分散劑多數(shù)是分子量為幾千且表面能小的活性劑，如聚丙烯酸鹽類、馬來酸鈉和烯烴的共聚物、磺基琥珀酸類、聚氧乙烯(芳基)醚類等第123頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三墨水粘度：中性墨水既有一定的稠度和粘度，又有一般墨水具有觸變性和較強的假塑性。墨水的高粘度達到筆尖不滲漏的目的，而書寫時，則利用其觸變性和假塑性使筆頭的球珠轉動來切帶墨水時有較低的粘度，達到書寫流暢而不滯筆的要求。增稠劑以天然的膠質物和化學有機合成物為常用，如天然膠質物的淀粉、糊精、動植物膠類及合成樹脂類、丙烯酸類都有較好的假塑性和拉絲性能。第124頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三潤滑性能：中性墨水由于高粘稠度，所以使用的助劑、溶劑要為極性大、潤濕效果特別顯著的醇類、有機醚類為主，以有效地打破墨水交織物的牽扯力，還可以選擇適合顏料分散的有機溶劑等，也可以輔配一定量的表面活性劑，來調整墨水的間歇性能、連續(xù)書寫性能及出墨量。第125頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三墨水穩(wěn)定性：所用色漿也是一個分散體系，本身就存在不穩(wěn)定的傾向，當顏料粒子外裹或吸附的分散劑受到其它物質的競爭或者電荷性能受到破壞時，顏料粒子相互間受到外力牽引時都容易產生顏料粒子間的凝聚、沉降、甚至沉積分層等不穩(wěn)定的情況的發(fā)生。第126頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)表面活性劑在食品中的應用乳化劑增稠劑食品中的其他添加劑第127頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三1.

食品添加劑的概述食品添加劑是指為改善食品品質和色、香、味，以及為防腐和加工工藝的需要而加人食品中的化學合成或者天然物質。食品添加劑的種類很多，按照其來源的不同可以分為天然食品添加劑與化學合成食品添加劑兩大類，使用的多數(shù)屬于化學合成食品添加劑。第128頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

我國允許使用并訂有國家標準的食品添加劑有：防腐劑、抗氧化劑、著色劑、發(fā)色劑、漂白劑、酸味料、凝固劑、增稠劑、乳化劑、疏松劑、甜味劑、抗結塊劑、品質改良劑以及其他食品添加劑。第129頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三乳化劑單硬酯酸甘油酯結構式：分子式：C21H42O4單硬酯酸甘油酯為微黃色的蠟狀固體。凝固點不低于540C，不溶于水，在熱水中強烈振蕩時可分散在水中，是一種油包水型乳化劑第130頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三用于糖果、巧克力、冰淇林、人造奶油和飲料中，能使油脂以乳化狀態(tài)均勻分散，防止油水分離現(xiàn)象，提高食品的穩(wěn)定性。奶油類、蛋筒類冰淇淋添加劑普遍比較多除了如飲用水和果肉外，磷脂、聚甘油蓖麻醇脂、乳酸、乳酸鈉、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、單硬脂酸甘油酯、瓜爾膠、卡拉膠、檸檬酸、檸檬酸鈉、食用酸奶香精、食用藍莓香精、甜蜜素、莧菜紅、亮藍第131頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三用于面包、糕點和餅干中，能改善面團組織結構，使面團松軟，富有彈性，并使油脂以乳化狀態(tài)均勻分散，防止油脂滲出。第132頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三安全性：可用于各類食品加工行業(yè),添加量不受限制。在人體中可完全水解，形成正常代謝的物質，是公認安全的食品添加劑。

第133頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三磷脂是含有磷酸的脂類，屬于復合脂。磷脂為兩性分子，具有由磷酸相連的取代基團(含氨堿或醇類)構成的親水頭和由脂肪酸鏈構成的疏水尾。

第134頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

磷脂是W／O及O／W兩用類型兼可使用的乳化劑，廣泛應用于制造糖果、人造奶油、餅干和糕點等食品。品名:德芙絲滑牛奶巧克力配料:白砂糖,脫脂乳粉,可可脂,可可液塊,乳脂肪,精煉食用植物油,乳糖,乳化劑(大豆磷脂),食用香料。第135頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三安全性：人體所有細胞中都含有磷脂，它是維持生命活動的基礎物質。磷脂對活化細胞，維持新陳代謝，基礎代謝及荷爾蒙的均衡分泌，增強人體的免疫力和再生力，都能發(fā)揮重大的作用。概括的講磷脂的基本功用是：增強腦力，安定神經，平衡內分泌，提高免疫力和再生力，解毒利尿，清潔血液，健美肌膚，保持年輕，延緩衰老。第136頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三蔗糖脂肪酸酯

脂肪酸(軟脂酸或硬脂酸)的蔗糖酯，主要為單酯及二酯。是一種非離子表面活性劑，以蔗糖的—OH基為親水基，脂肪酸的碳鏈部分為親油基。單酯可溶于熱水，但二酯或三酯難溶于水。第137頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

蔗糖酯的HLB值可通過單酯、二酯和三酯的含量來調整（3-15），可用于制水包油或油包水乳化劑，幾乎可用于所有的含油脂食品。安全性：

無毒，包結血中的膽固醇并將其排出體外，是減肥食品之一。對皮膚無刺激，可用于洗滌蔬菜，水果，去除殘留農藥。

第138頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

其它乳化劑：脂肪酸山梨糖醇酐酯脂肪酸丙二醇酯阿拉伯樹膠海藻酸酪蛋白酸鈉明膠和蛋黃第139頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

增稠劑增稠劑是指使食品增加黏稠度，使其均勻分布的物質，俗稱糊料。增稠劑都屬親水性高分子化合物，一般稱高分子表面活性劑。其分子結構中含有許多親水基團，如羥基、羧基、氨基和羧酸根等，能與水分子發(fā)生水化作用，其分子質點水化后以分子狀態(tài)高度分散于水中，形成高黏度的單相均勻分散體系——大分子溶液。第140頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三增稠劑天然多糖類粘質物中提取瓊脂、果膠、瓜爾豆膠、阿拉伯樹膠、海藻酸含蛋白質的動植物中提取明膠、酪蛋白、酪蛋白酸鈉從微生物中提取黃原膠合成羧甲基纖維素鈉CMC、纖維素乙醇酸、淀粉磷酸鈉等第141頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三瓊脂瓊脂糖的基本結構是由1,3連結的β-D-半乳糖和1,4連結的3,6-脫水α-L-半乳糖相間聯(lián)結而成。瓊脂糖在水中一般加熱到90℃以上溶解，溫度下降到35-40℃液體形成良好的半固體狀的凝膠。第142頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

所形成的凝膠是膠類中強度最高的，可以制作許多堅韌而富有彈性的果凍食品。另一特性是快速凝固，在水果凍中可防止生產過程中水果漿產生上浮下沉；作油餅、面包的透明糖衣時，可減少油餅、面包的吸液軟化傾向。第143頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三明膠膠原經酸或堿部分水解或在水中煮沸而產生，無色或微黃透明的脆片或粗粉狀，在35～40℃水中溶脹形成凝膠。是一種無脂肪的高蛋白，且不含膽固醇，是一種天然營養(yǎng)型的食品增稠劑。食用后既不會使人發(fā)胖，也不會導致體力下降。

第144頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三糖果生產中，使用明膠較淀粉、瓊脂更富有彈性．韌性和透明性，特別是生產彈性充足、形態(tài)飽滿的軟糖、奶糖時，需要凝膠強度大的優(yōu)質明膠。第145頁，講稿共164頁，2023年5月2日，星期三

CMC（羧甲基纖維素鈉）

為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒。對熱穩(wěn)定，在20℃以下粘度迅速上升，