Chap1表面活性剂的简介
- 格式:doc
- 大小:72.51 KB
- 文档页数:6
表面活性剂的定义
表面活性剂:定义和用途
表面活性剂,也称为界面活性剂,是一种化学物质,具有表面活性性质,能够调节液体间的相互作用,改善液体的界面性质,并具有良好的洗涤能力。
表面活性剂可以将液体分成脂肪族、非脂肪族和非水溶性组分。
它们的主要作用是使液体的界面活性性增强,使液体表面的粘着性降低,从而改善液体的洗涤能力。
表面活性剂的种类繁多,主要有极性表面活性剂、非极性表面活性剂、离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。
不同的表面活性剂具有不同的性能,可以根据不同的应用需求来选择适当的表面活性剂。
表面活性剂有多种用途,主要用于清洁剂、润滑剂、染料、防结垢剂、抗结垢剂、抗氧化剂、医药中间体、各种洗涤液和洗衣粉的制备以及液体的分散、悬浮和乳化等。
举例来说,洗洁精中的表面活性剂可以改善洗洁精的洗涤能力,使污渍更容易清除;润滑剂中的表面活性剂可以减少摩擦,提高润滑性;防结垢剂中的表面活性剂可以阻止水中的沉淀物结块,防止水垢的形成等。
总之,表面活性剂是一种具有优良界面活性性质的物质,它可以改善液体的洗涤能力,并被广泛应用于清洁剂、润滑剂、染料、防结
垢剂、抗氧化剂、医药中间体、各种洗涤液和洗衣粉的制备以及液体的分散、悬浮和乳化等方面。
表面活性剂介绍及部分代号缩写表面活性剂(Surfactant,或Surface active agent):又称界面活性剂(Interface active agent)。
其定义如下:能强烈的降低体系的表/界面张力,一定浓度下可形成分子有序组合体,能改变体系的表面状态,并可进一步产生诸如洗涤、乳化、分散、润湿、发泡、消泡、破乳、絮凝、增溶等一系列作用的物质。
这是一个对表面活性剂较为传统的定义,阐述了表面张力之于表面活性剂的作用。
然而,仍有一些物质,其虽不具有强有力的降低表/界面张力的能力,但却具有强烈的改变体系表面状态的能力,如:聚电解质等。
因此,也可以这样理解表面活性剂:作用于界面,能显著改变界面状态的物质。
表面活性剂是两亲分子。
即包括所谓的亲水基和亲油基两种结构单元。
依据电荷的不同,表面活性剂可分为四大类:(1)、阴离子表面活性剂。
如:肥皂等。
(2)、阳离子表面活性剂。
如:季铵盐等。
(3)、两性离子表面活性剂。
如:甜菜碱等。
(4)、非离子表面活性剂。
如:脂肪醇聚氧乙烯醚等。
还有一些特殊的表面活性剂,通常单独区分。
如:(1)、氟表面活性剂;(2)、硅表面活性剂;(3)、高分子表面活性剂等。
部分表面活性剂专业缩写词及国内表面活性剂代号平平加A-20 脂肪醇聚氧乙烯醚,HLB值为16添加剂AC 脂肪胺聚氧乙烯醚ADI 每人每天允许摄人量ADMA 烷基二甲胺AEO 脂肪醇聚氧乙烯醚AEEA 羟乙基乙二胺AES 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AGO 氨基酸锗氧化物AGS N—酰基谷氨酸盐Alfol 脂肪醇名,美国大陆油品公司商标AMP 氨基甲基丙醇(喷发胶)净洗剂AN 脂肪醇聚氧乙烯醚匀染剂AN 脂肪胺聚氧乙烯醚(尼凡丁)AOS α-烯基磺酸盐AP 烷基磷酸酯APE 千基酚聚氧乙烯醚APG 烷基多糖苷AR617精炼剂油酸钠、碳酸钠和三聚磷酸钠为主的混合物AS 脂肪醇硫酸钠AS-33 含33%脂肪醇硫酸钠的水溶液ASEA 烷基硫酸酯单乙醇胺盐ASTM 美国标准试验方法A V 酸值BHT 3,5-叔丁基对甲酚;2,6-二叔丁基对甲基苯酚(抗氧剂) 匀染剂BOF 烷基苯酚聚氧乙烯醚BS—12 甜菜碱;十二烷基二甲基氨基己酸钠BSL 4,4-二氨基蓖-2,2-二磺酸的三氮杂苯基衍生物(荧光增白剂) BX 拉开粉;丁基萘磺酸钠Nekal BX 烷基萘磺酸钠CDE 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺Cmc 临界胶束浓度CMC 羧甲基纤维素CME 椰子油脂肪酸单乙醇酰胺Tmc 临界胶束温度匀染剂CN 阳离子表面活性剂复合物扩散剂CNF 亚甲基苄基萘磺酸钠分散剂CS 纤维素硫酸酯钠盐CTAB 溴化十二烷基三甲基铵CTAC 氯化十二烷基三甲基铵5881D 十二烷基磺酸钠、拉开粉、磷酸氢钠和松节油为主的混合物(渗透剂) DAH 磺化油DAN 硫酸化蓖麻子油分散剂DAS 烷基联苯醚磺酸盐DBS 十二烷基磺酸钠匀染剂DC 氯化十八烷基二甲基苯乙基铵D&C 美国药用化妆晶用标准DCCA 氯异氰尿酸DDB 十二烷基苯DDBS 十二烷基苯磺酸盐DEG 二羟乙基甘氨酸DETA N,N-二乙基间甲苯甲酰胺(驱虫剂)DHA 脱氢乙酸(防腐剂)DMF N,N-二甲基甲酰胺DMP 邻苯二甲酸二甲酯(驱虫剂)DSDMAC 氯化双十八烷基二甲基铵DTPA 二亚乙基三胺五乙酸五钠(整合剂)渗透剂EA 脂肪醇聚氧乙烷醚(1:1.6)EDTA 乙二胺四乙酸(二钠、四钠)EGF 表皮细胞生长因子(化妆晶添加剂)EL 蓖麻油聚氧乙烯醚EMPA 标准棉布的预污布(测去污力的布样)EO(n) 环氧乙烷(加合数)柔软剂ES(EST)咪唑啉阳离子表面活性剂净洗剂FAE 第二不皂化物醇制成的AE08FAS 脂肪醇硫酸钠FD&C 美国食用、药用、化妆品用标准FFA 游离脂肪酸乳化剂FO 脂肪醇聚氧乙烯醚(1:0.8)FWA 荧光增白剂柔软剂GC 脂肪酸聚氧乙烯酯GLC 气液相色谱CMS 甘油单硬脂酸酯匀染剂GS 芳基醚硫酸酯和烷基醚基酯的混合物H501 羟基亚乙基二膦酸HA 透明质酸(化妆品添加剂)促进剂HDF 脂肪酸衍生物HEDP 1-羟基乙烷-1,1-二膦酸四钠(螯合剂)HEDTA 羟乙二胺四乙酸(螯合剂)HOEDTA 羟乙二胺三乙酸三钠(螯合剂)HRBO 氢化米糠油Hyaminel622 氯化二异丁基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基铵IgeponT 牛脂酸—N-甲基牛磺酸酰胺ISO 国际标准化组织IV 碘值分散剂IW 脂肪醇聚氧乙烯醚润湿剂JFC C8-C10脂肪醇聚氧乙烯(4~5)醚K-12,K12 脂肪醇硫酸钠KDC 二氯异氰尿酸钾KP 克拉夫特温度(点)LAB 直链烷基苯LAS 直链烷基苯磺酸盐LD50 半数致死量LMEOA 月桂基单乙醇酰胺浆洗剂LS 对甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠LSDA 钙皂分散剂LSDP 钙皂分散能力LSDR 钙皂分散值渗透剂M 见渗透剂5881DMES 脂肪酸甲酯磺酸盐扩散剂MF 亚甲基双甲基萘磺酸钠MIC 最低抑制细菌生长浓度:乳化剂MOA-3 C10-C14脂肪醇聚氧乙烯(3)醚:MS 甲基葡萄糖甙硬脂酸酯MSE 聚氧乙烯(4)十八烷基硫酸钠MT 十二酰胺乙氧基(7-15)化物MTS 聚氧乙烯(4)十八烷基硫酸钠抗静电剂N 见PE939NAS 铝硅酸钠,NaTPP 三聚磷酸钠NAXS 二甲苯磺酸钠Neodol 结构为RCH(CH3)CH20H的脂肪醇Ninol 烷基醇酰胺NMF 天然保湿因子扩散剂NNO 亚甲基双萘磺酸钠NS 十一烯基单乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸钠(抑菌剂) NSD 非皂型洗涤剂NTA 氮川三乙酸(三钠);次氨基三乙酸抗静电剂NX 烷基酚聚氧乙烯(7-10)醚匀染剂O 脂肪醇聚氧乙烯(5)醚乳化剂O 脂肪醇聚氧乙烯(15-20)醚O/D型表面活性剂包油型乳状液OP、OH 烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂OS 马来酸酐衍生物O/W型水包油型乳状液OXO 羰基合成(醇)PB 过硼酸钠PC 过碳酸钠PE910 单烷基醚磷酸酯PE923 单烷基醚磷酸酯钠盐PE939 单烷基醚磷酸酯钾盐PEG 聚乙二醇PET 单烷基醚磷酸酯三乙醇胺盐防水剂PF 十八酰胺甲基苯基氯化铵PGFE 聚甘油脂肪酸酯PIT 转相温度抗静电剂PK 同PE939POA 聚α-羟丙烯酸钠POC 聚羟羧酸钠PTC 相转移催化剂PVP 聚乙烯吡咯烷酮平平加-SA-20 脂肪醇聚氧乙烯醚(HLB值15) SABS 烷基苯磺酸钠SAES 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠SAS 仲烷基磺酸盐;链烷磺酸盐;脂肪醇硫酸钠柔软剂SCM 十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉精炼剂SD 芳基醚硫酸酯混合物SDA 变性酒精SDC 氯异氰尿酸钠SDS 十二烷基硫酸钠SLS 月桂基硫酸钠SMP 偏磷酸钠抗静电剂SN 十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵SOD 超氧化物歧化酶SPF值防晒指数;防晒因子STPP 三聚磷酸钠渗透剂T 琥珀酸酯磺酸钠T 20 吐温20T 80 吐温80TAGU 四乙酰甘脲TAM 磺化-N-(2-羟基丙式)氢化牛油酰胺(钙皂分散剂) TASB RCONHC2H4N(CH3)2CH2CH2SO3TBS N-3,4,5-三溴水杨酰苯胺TCC N-3,4,4,-三氯碳酰苯胺TCCA 三氯异氰尿酸TDB 十三烷基苯TF 6596聚酯和35%棉花混纺布的预污布(测去污力的布样) TFM 总脂肪物TGA 硫代乙醇酸TKPP 焦磷酸钾抗静电剂TM 甲基三羟乙基甲基硫酸季胺盐TMS 牛油甲酯磺酸盐TMTD 四甲基秋蓝姆化二硫(杀菌剂)TSB RN+(CH3)2CH2CH2S03-TSP 磷酸三钠TSPP 焦磷酸钠渗透剂TX 渗透剂T+环己酮V A 醋酸乙烯酯V AE 醋酸乙烯酯柔软剂VS 十八烷基乙烯脲分散剂WA 三脂肪醇聚氧乙烯醚基甲基硅烷W/O型油包水型乳状液渗洗剂YS 烷基苯磺酸钠ZOPT 吡啶硫酮锌磷辛—10 仲辛醇聚氧乙烯(10-15)醚宁乳31 苄基联苯酚聚氧丙烯(24—28)醚农乳100 乳(壬)基酚聚氧乙烯(10—14)醚柔软剂101 硬脂酸、石蜡和平平加的乳液匀染剂102 脂肪醇聚氧乙烯(25—30)醚209 N,N-油酰甲基牛磺酸钠;胰加漂T浓乳500 十二烷基苯磺酸钙613 雷米邦A1227 氯化十二烷基二甲基苄基铵1231 溴化十二烷基三甲基铵1631 氯化十六烷基三甲基铵1821 氯化双十八烷基二甲基铵1831 氯化十八烷基三甲基铵6501 月桂基二乙醇酰胺6503 烷基醇酰胺磷酸脂表活剂常用英文缩写Aa-SAA 阴离子表面活性剂AACG 烷基两性羧基甘氨酸盐AACP 烷基两性丙氨酸盐AAG 烷基两性甘氨酸盐AAOA 烷基酰胺丙基氧化胺AAP 烷基丙氨酸盐AAPB 烷基酰胺丙基甜菜碱AASB 烷基酰胺丙磺基甜菜碱ARS 支链烷基苯磺酸盐AEO(n) 脂肪醇聚氧乙烯醚(n)AEC 醇醚羧酸盐AS 烷基硫酸盐AESS 脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠AE 脂肪醇聚氧乙烯醚AES 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐ABS 硬性苯磺酸盐AOS 烯基磺酸盐AG 烷基甘氨酸盐AGS 烷基甘油醚磺酸盐APG 非离子烷基糖苷AIDA 烷基亚氨基二乙酸盐AIDP 烷基亚氨基二丙酸盐Ale(2)S 月桂醇醚(2)硫酸铵盐ALs 月桂醇硫酸酯铵盐Am/DIFAG乙酸甘油单、二酸酯AMT 长链酰基-N-甲基牛磺酸钠(1gepon T)AOS a -烯烃磺酸盐APAC 长链烷基低聚氨基酸,烷基聚胺羧酸盐APG 烷基低聚糖苷APES 烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐CCAPG 阳离子烷基糖苷CHSB 十六烷基羟基磺丙基甜菜碱CAPB 椰油酰胺丙基甜菜碱CAB 椰油酰胺甜菜碱CAMA 椰油基咪唑啉甜菜碱CAPO 椰油酰胺丙基氧化胺CoACG 椰油基两性羧基甘氨酸盐c-SAA 阳离子表面活性剂CCACP 椰油基两性羧基丙氨酸盐CoAG 椰油基两性甘氨酸盐CoAHSB 椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱CoAP N-椰油基-b-丙氨酸盐CoAPB 椰油酰胺丙基甜菜碱CoASB 椰油酰胺磺丙基甜菜碱CoB 椰油基甜菜碱CoDEA 椰油基二乙醇酰胺CoIDP 椰油亚氨基二丙酸盐CCMEA 椰油单乙醇酰胺CoMT 椰油酰基-N-甲基牛磺酸钠CoNnAa 椰油基低聚丙基甘氨酸CoSB 椰油基磺丙基甜菜碱CM/DFAG 柠檬酸甘油单、二酸酯CPC 十六烷基氯化吡啶CSB 十六烷基磺基甜菜碱CAPG 阳离子烷基糖苷CMEA 椰油酸单乙醇酰胺CAPB 椰油酰胺丙基甜菜碱CAB 椰油酰胺甜菜碱CAMA 椰油基咪唑啉甜菜碱CTAB 十六烷基三甲基溴化铵CTAC 十六烷基三甲基氯化铵DDAC5 十二烷基两性羧基甘氨酸盐DAES 十二胺乙基磺酸钠DAP N-十二烷基-b-丙氨酸盐DAPB 十二酰胺丙基甜菜碱DAPSB 十二酰胺丙基磺基甜菜碱DB 十二烷基甜菜碱DDBAC 十二烷基二甲基苄基氯化铵DDEAC 双十烷基双甲基氯化铵DDG 十二烷基二(氨乙基)甘氨酸DEACG 癸基两性羧基甘氨酸盐DEAP N-十烷基-b-丙氨酸盐DEB 十烷基甜菜碱DEEO(n) 十烷基聚氧乙烯醚(n)DEO(n) 十二醇聚氧乙烯醚(n)DETAC 十烷基三甲基氯化铵DG 十二烷基甘氨酸DHSB 十二烷基羟基磺丙基甜菜碱DIC 十二烷基咪唑啉阳离子DIDP 十二烷基亚氨基二丙酸盐DMBB 十二烷基甲基苄基甜菜碱DMG 十二烷基氨乙基甘氨酸DMT 十二酰基-N-甲基牛磺酸钠DOA 十二烷基二甲基氧化胺DPB 十二烷基二甲基丙基甜菜碱DSAC 双硬脂基双甲基氯化铵DSB 十二烷基磺丙基甜菜碱DTAC 十二烷基三甲基氯化铵EECH 烷基醚醋酸盐EFA 脂肪酸聚氧乙烯酯EGDS 乙二醇双硬脂酸酯EHRA 氢化蓖麻油酸聚氧乙烯酯FFMEE 脂肪酸甲酯乙氧基化合物FMEA 脂肪酸单乙醇酰胺HHEDTA 羟乙基乙二胺三乙酸盐HEED 羟乙基乙二胺HSB 羟基磺基甜菜碱HTB 氢化牛脂基甜菜碱IIgepon A 椰油酰基乙基磺酸钠ISAAP 异硬脂酸两性丙氨酸KK12 脂肪醇硫酸盐(钠)LLDEA 月桂基二乙醇酰胺LAPB 月桂酰胺丙基甜菜碱LAPO 月桂酰胺丙基氧化胺LACG 月桂基两性羧基甘氨酸盐LAG 月桂基两性甘氨酸盐LAP 月桂基氨基丙酸盐LAS 直链烷基苯磺酸盐(软性苯磺酸盐) LAPB 月桂酰胺丙基甜菜碱LB 月桂基甜菜碱LDBC 月桂基二甲基苄基氯化铵LDEA 月桂酸二乙醇酰胺LDEA 月桂基二乙醇酰胺LAPB 月桂酰胺丙基甜菜碱LAPO 月桂酰胺丙基氧化胺LEO 月桂醇聚氧乙烯醚LIDA 月桂基亚氨二乙酸盐LIDP N-月桂基-b-亚氨基二丙酸盐L/MAP N-月桂基/肉豆蔻基-b-丙氨酸盐L/MB 月桂基/肉豆蔻基甜菜碱DFAG 乳酸甘油单、二酸酯LMIPA 月桂基单异丙醇酰胺LQA 月桂基氧化胺LPC 月桂基氯化吡啶LTAC 月桂基三甲基氯化铵MM/DFAG 甘油单、二脂肪酸酯MES a-磺基脂肪酸甲酯钠盐MES 脂肪酸甲酯磺酸盐MAP 单烷基磷酸酯MgLES 月桂醇醚硫酸酪镁盐MgLs 月桂醇硫酸镁MLS 月桂醇硫酸酯单乙醇胺盐Nn-SAA 非离子表面活性剂NPO 壬基酚聚氧乙烯醚OOACG 油酸基两性羧基甘氨酸盐OAG 单羧基化辛基咪唑啉钠盐OAP 辛胺丙酸盐oAPS 油酰基两性丙基磺酸盐0B 油酸基甜菜碱OCACG 辛基两性羧基甘氨酸盐ODBAC 十八烷基二甲基苄基氯化铵ODEA 油酸二乙醇酰胺OIDP 辛基亚氨基二丙酸钠ONnAa 油酸基低聚丙基甘氨酸OPES 辛基酚醚硫酸盐OSB 辛基磺基甜菜碱PPAS 烷基磺酸盐PC 卵磷脂PDEA 棕榈油酸二乙醇酰胺PEG 聚乙二醇PEG(3)DS三乙二醇双硬脂酸酯PFA 丙二醇脂肪酸酯RRAPB 蓖麻油酰胺丙基甜菜碱RNnAa 烷基低聚氨基酸SSAS 仲烷基硫酸盐SAG 酰基谷氨酸钠SAA 表面活性剂SAS 仲烷基磺酸盐SDEE(3)S十烷基醇醚(3)硫酸钠SDES 十烷基硫酸钠SDS 十二烷基硫酸酯钠盐SE (蔗)糖酯SLAS 直链烷基苯磺酸钠SLE(n)S 十二烷基醚(n)硫酸钠SLS 月桂醇硫酸钠SLS-2 月桂醇-2-硫酸钠SL/TE(3)S十二/十四醇醚(3)硫酸酯钠盐Span 缩水山梨醇脂肪酸酯STAC 硬脂基三甲基氯化铵TTB 十四烷基甜菜碱TDBAC 十四烷基二甲基苄基氯化铵TDHEB 牛脂基双羟乙基甜菜碱THSB 十四烷基羟基磺基甜菜碱TIDP N-牛脂基-b-亚氨基二丙酸盐TLE(2)S 月桂醇醚(2)硫酸酯三乙醇胺盐TLS 月桂醇硫酸酯仪二醇胺盐TNnAa 牛脂基低聚丙基甘氨酸TOA 十四烷基氧化胺TSB 十四烷基磺基甜菜碱TTAC 十四烷基三甲基氯化铵Tween 聚氧乙烯化缩水山梨醇脂肪酸酯TX-10 壬基酚聚氧乙烯醚(10)6501 椰油酸二乙醇酰胺。
Chapter 1.表面活性剂的简介1.1表面活性剂及其历史1.表面活性剂——surfactant , 为surface active agent 的缩写,暗示表面活性剂具有两种特性: a.活跃于表(界)面 b.改变表(界)面张力表面活性剂是活跃于表面和界面,具有较高的降低表界面张力的能力和效率;在一定浓度以上的溶液中能形成有序组合体,从而具有一系列如(润湿、分散、乳化和洗涤)等应用功能的物质。
表面活性剂的这些功能和特性不仅在生产和生活中有重要应用,而且与生命本身活动密切相关,成为研究生命现象的奥秘和发展仿生技术及其重要的体系,因而受到广泛的重视。
例如:冰淇淋、洗涤剂等。
2.表面活性剂的发展历史①公元前2500年——1850年 羊油和草木灰制造肥皂羊油——三羧酸酯简称三甘酯, 经碱水解→羧酸盐、单甘酯、二甘酯和甘油 19世纪中叶 一方面肥皂开始实现工业化大生产,另一方面,也出现了化学合成的表面活性剂②土耳其红油的出现:土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物,蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯CH 3(CH 2)5CH (OH)CH 2CHCH (CH 2)7COOH深度磺化,耐酸耐硬水③19世纪初,矿物原料制备洗涤剂 石油工业的发展→石油硫酸(绿油)蜡和茶的磺化混合物,溶于酸中,呈绿黑色,用碱中和制得。
石油磺酸皂具有良好的水溶性,称绿钠(第一个矿物原料制得的洗涤剂) 第一次世界大战期间,油脂出现煤炭产量→煤化工业发→短链烷基、奈磺酸盐类表面活性剂 如丙基奈磺酸盐、丁基奈磺酸盐1920——1930 脂肪醇硫酸化→烷基硫酸盐 20世纪30年代, 长链烷基、苯基出现于美国 第一次世界大战后 德国开发乙二醇衍生物,如聚乙二醇nCH 2CH 2O衍生物产品,聚乙二醇与各种有机化合物(包括醇、酸、酯、胺、酰胺)等结合,形成多种优良性能的非离子表面活性剂。
纵观表面活性剂的发展,其实也是洗涤剂的发展,近半个世纪中,对洗涤剂的要求:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧易于生物降解对环境无污染对皮肤和粘膜刺激小洗涤效率高.4.3.2.11.3表面张力与表面自由能 1.表面和界面表面:物体与空气/饱和蒸汽等相接触的表面界面:两相物质间的接触层,即物质相与相之间的分界面称为界面。
包括气液、气固、液液、固固和固液五种。
其中包含气相的界面叫表面,包括液体表面、固体表面。
2.表面张力的产生例如,水龙头滴水,水滴趋向球形(忽视重力作用)a.体相内部每个分子所受其周围分子作用力对称。
b.气液界面上液体分子所受液相分子的引力比气相分子对它的引力强,结果产生了表面分子受到指向液体内部并垂直于界面的引力。
表面的分子有向液体内部迁移的趋势,产生液体表面有自动收缩现象。
这种引起液体表面自动收缩的力就称之为表面张力。
(如上图)U为使液体增加单位表面所需做的可逆功,或恒温恒压条件下增加单位表面积时体系自由能的增值,或单位表面上的分子比体系内部同量分子所具有的自由能过剩值——表面过剩自由能。
表面自由能(surface free energy)常用单位为mJ/m23.表面张力的物理量①mN/m dyn/cm力学方法(从力的角度推测)液膜会收缩,要使液膜保持,必须施加力F,忽视摩擦力,F=U.2lU——比例系数2——因为液膜有两个表面U即为表面张力(surface tension)其物理意义是:垂直通过液体表面上的任一单位长度与液面相切的收缩的表面张力,单位常用mN/m或dyn/cm②Mj/m2热力学方法(从能量角度)在上面的体系中若增加一无限小的力于∆d,使其下移dx,则对体系所做的可逆功dw=F.dx= U.2l.dx=U.dA式中dA=2ldx,是体系表面积的改变量,此可逆功也就是体系自由能的增加量(dG)T,P因此,(dG)T,P=U.dA 由此可得,U=dW/dA=(dG/dA)T,P1.41.表面活性剂的分子结构特点亲溶剂部分共同特点:分子由两部分构成疏溶剂部分亲水基(极性部分)一般溶剂为水,则表面活性剂由两部分构成部分)憎(疏)水基(非极性疏水基也叫亲油基2.表面活性剂的分类 (一)按亲水基分类表面活性剂⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧非离子表面活性剂两性表面活性剂阳离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂离子型表面活性剂如离子型表面活性剂:C 12H 253脂肪醇硫酸酯钠C 12H 2533CH 3十二烷基三甲基氯化铵(1231)C 12H 25N CH3CH 3CH 3Cl甜菜碱非离子表面活性剂:C 12H 25-O -(CH 2CH 2O )25H平平加脂肪族高级醇环氧乙烷加成物表面活性剂⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧--⎩⎨⎧--⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧----⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---3)2(2)22(22)3(223)3(2)3()3(2333OH CH C COOCH R nH CH CH O R COO CH CH N R COOH CH NHCH R ClCH N R HCl CH N R HCl CH NH R HCl NH R Na OPO R Na SO R NaOSO R COONa R 非离子表面活性剂两性表面活性剂阳离子表面活性剂-阴离子表面活性剂 (二)按疏水基分类1.炭氢表面活性剂 疏水的碳氢基团2.氟表面活性剂 疏水基为全氟化或部分氟化的碳氢链(碳氢表面活性剂疏水基中氢全部或部分被氟原子取代)3.硅表面活性剂 疏水基为由亚甲基化的Si -O -Si Si -C -Si 或Si -Si 主干,一般是二甲基硅烷的聚合物4.聚氧丙稀由环氧丙烷齐聚物得到,主要用来与环氧乙烷一起制备聚合型表面活性剂(三)其它分类1.按表面活性剂的应用功能分类:乳化剂、洗涤剂、起泡剂、润湿剂、分散剂、铺展剂、渗透剂、加溶剂(增溶剂) 2.按照表面活性剂的溶解特性分类: 水溶性表面活性剂合油溶性表面活性剂 3.按照分子量大小分类:低分子量表面活性剂(一般表面活性剂)高分子量表面活性剂 如:PV A 、聚丙烯酸、聚丙稀酰胺、聚乙烯吡啶为主链的聚合物、聚乙烯吡啶酮、顺丁烯二酸共聚物、PEO 、半酯4.此外还有:普通表面活性剂、特种表面活性剂、合成表面活性剂、天然表面活性剂、生物表面活性剂等不同分类。
1.5表面活性剂原理——表面吸附和溶液内部自聚表面活性剂的表面活性源于表面活性剂分子的两亲性结构 1.表面吸附——“相似相亲规则”→⎩⎨⎧的正方向疏水基团使分子逃逸水水的正方向亲水基团使分子在进入两种趋向平衡的结果,表面活性剂在表面富集。
亲水基伸向水中,疏水基伸向空气,这种富集又称为吸附。
吸附结果是水表面似被一层非极性的碳氢链覆盖,从而导致水的表面张力下降。
2.溶液内部自聚当表面活性剂吸附达到平衡时,表面活性剂不能继续在表面富集,而疏水基的疏水作用仍竭力促使其逃逸水环境→表面活性剂在溶液内部自聚。
疏水基向里靠在一起形成内核,远离水环境。
而亲水性基团朝外与水接触。
表面活性剂这种自聚体称为分子有序组合体,最简单的形成“胶团”。
形成该胶团的作用称为胶团作用,形成胶团的浓度称为临界胶团浓度(critical micelle concentration CMC)随着表面活性剂浓度的增加,表面吸附力逐渐增大,表面张力逐渐下降,当浓度达到CMC以上,表面张力基本不再变化,r-Lgc出现一平台。
表面活性剂表面张力-浓度对数曲线r-Lgc曲线浓度(c)=8.1×10-3mol/L1.6表面活性的表征1.通常用加入表面活性剂后溶剂表面张力的降低及其形成的胶团的能力(胶团化能力)两个性质来表征。
2.表面活性剂的胶团能力用其临界胶团浓度(CMC)来表示,CMC越小,表面活性剂越容易在溶液中自聚成为胶团。
3.表面张力降低的量度可以分为两种:一是降低溶剂表面张力至一定值时,所需表面活性剂的浓度。
二是表面张力的降低所能达到的最大程度(即溶液表面张力所能达到的最低值,而不管表面活性剂浓度如何)前一种量度称为表面活性剂表(界)面张力降低的效本,后一种量度则称为表面活性剂表(界)面张力降低的能力。
用CMC倒数值代表降低表面张力的效果,也有以降低20mN表(界)面张力所需表面活性剂在溶液中的浓度C20或PC20(PC20≈LgC20称为效本因子)作为表面张力降低的效本量度。
一般以CMC时表面张力U cmc或CMC时的表面张力降低值(表面压Π)作为“能力”量度。
1.7表面活性剂的基本功能1.表面活性剂最基本的功能有两个:第一,在表(界)面上吸附,形成吸附膜(一般为单分子膜) 第二,在气液内部自聚,形成多种类型的分子有序组合体。
2.基本功能衍生应用功能:①表面吸附→降低表(界)面张力,改变了体系的表(界)面化学性质。
起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝润湿、铺展、渗透、润滑、抗静电以及杀菌等功能。
②溶液内部自聚→分子有序组合体 胶团、反胶团、囊论、液晶等 胶团——增溶衍生出胶团的催化,形成微乳化液作为间隔化反应介质和微反应器药物载体等功能 胶团尺寸:纳米级 指借“量子尺寸效应”超细微粒的适合场所与条件→异常的流变性、光学特性、化学反应性。
表面活性剂的用途: 工业表面活性剂用途用性质能作为工业助剂使利用表面活性剂的派生质润湿、渗透、分散等性面活性剂乳化、增溶、工业清洗:主要利用表纺织、印染工业应用:润滑、柔软、抗静电、润湿、渗透、乳化、分散、洗涤、发泡、消泡、防水、防油等功能。