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精细化学工艺学主讲教师：张心亚华南理工大学化学与化工学院二O二一年三月1表面活性剂基础——表面活性剂的胶束化性质232.2表面活性剂在溶液中的性质目录①水体系——胶束重点难点②油体系——反胶束③油水混合体系——乳液重点42.2表面活性剂在溶液中的性质一、水溶液——胶束（micelle ）表面活性剂溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
胶束2.2表面活性剂在溶液中的性质一、水体系——胶束（micelle ）1912年英国胶体化学家McBain等首次提出了胶束假说。
1988年美国密歇根大学直接观察到表面活性剂水溶液中胶束的存在。
52.2表面活性剂在溶液中的性质6一、水体系——胶束（micelle）2.2表面活性剂在溶液中的性质7一、水体系——胶束（micelle ）临界胶束浓度——CMC （Critical Micelle Concentration表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度。
2.2表面活性剂在溶液中的性质8一、水体系——胶束（micelle ）胶束形状2.2表面活性剂在溶液中的性质9一、水体系——胶束（micelle ）胶束量胶束量＝表面活性剂的分子量×缔合度缔合度：胶束中表面活性剂的分子个数胶束数量——形成胶束的表面活性剂的平均数目，即聚集数n 来衡量。
一般表面活性剂亲油端的碳链越长，胶束聚集数会增加。
胶束结构示意图2.2表面活性剂在溶液中的性质10一、水体系——胶束（micelle ）胶束结构疏水内核亲水外壳疏水内核亲水外壳双电层2.2表面活性剂在溶液中的性质11一、水体系——胶束（micelle ）胶束的微观结构球形胶束2.2表面活性剂在溶液中的性质12胶束形状一、水体系——胶束（micelle）棒状胶束2.2表面活性剂在溶液中的性质13胶束形状一、水体系——胶束（micelle）2.2表面活性剂在溶液中的性质14胶束形状一、水体系——胶束（micelle）层状胶束2.2表面活性剂在溶液中的性质15胶束形状一、水体系——胶束（micelle）脂质双层与细胞膜2.2表面活性剂在溶液中的性质16胶束形状一、水体系——胶束（micelle）2.2表面活性剂在溶液中的性质17二、油体系——反胶束表面活性剂在油中达到一定浓度时，自发形成的有序聚集体。
第二章表面活性剂基本要求：了解什么是表面活性剂、其特点，分类、性质、合成方法，特点和应用范围。
重点：掌握各种表面活性剂的分类方法。
难点：懂得各种表面活性剂的特性。
学时：3学时第一节表面张力与表面活性剂一、表面张力液体的表面张力来源于物质的分子或原子间的范德华力。
范德华引力包括取向力、诱导力和色散力，是永远存在于分子或原子间的一种作用力。
它是一种吸引力，作用范围约有几个埃。
范德华引力中最重要的是色散力。
取向力存在于极性分子之间；诱导力存在于极性分子之间或极性分子与非极性分子之间；而色散力无论是极性分子或非极性分子都有。
所以表面张力是分子间吸引力的一种量度。
接触角由于界面张力的影响，在暴露于空气中的固体表面上，液滴形成如图2-1所示的形状。
二、表面活性剂作为表面活性剂，必须是少量的溶入液体中就能显著降低液体的表面张力和界面性质的化合物。
临界胶束浓度表面活性剂水溶液在很低的浓度范围内是以单个有机离子或分子分散的。
从某一浓度开始，加入的表面活性剂则以由多个离子或分子缔合而成的胶束分散于水中。
表面活性剂开始形成胶束的浓度为临界胶束浓度，简称CMC。
当溶液浓度低于CMC时，由于表面活性剂分子的界面吸附和在界面上定向排列，溶液的表面张力随浓度的增高而迅速降低，其使用性能亦相应地提高。
直至达到CMC时，表面活性剂已在溶液的界面上排列成单分子膜，此时表面张力降至最低点。
此后活性物浓度的增高对于表面张力和使用性能的影响不大，如图2-3所示。
因此CMC是反映表面活性剂的一个重要指标。
亲水亲油平衡值HLB表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不同，就使它的应用范围和应用性能有差别。
表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。
HLB值的表示方法有两种：一种是以数值表示，数值为零的亲水性最小（亲油性最强），数值为40的亲水性最强，大多数表面活性剂的HLB值在20以下；另一种则粗略地以符号表示，以HH、H、N、L、LL等分别表示其亲水性强、较强、中等和亲油性略强、亲油性强等性质。
