表面活性剂知识.doc
- 格式:doc
- 大小:178.50 KB
- 文档页数:6
1、浊点(Cloud point),非离子表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂的水溶液,随着温度的升高会出现浑浊现象,表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解,其转变时的温度即为浊点温度。
浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度,是其非常重要的物理参数。
2、根据中华人民共和国国家标准,每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。
3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。
其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征,除具有高度的特征性,还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。
它的解析能够提供许多关于官能团的信息,可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。
4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子,与磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。
质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
但是,质谱分析法对样品有一定的要求。
其对盐的耐受能力较低,包括大分子盐(低聚合物)、小分子盐(有机盐、无机盐)等。
盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用,导致较强的离子抑制效应,使得待测物的灵敏度明显降低。
其次,盐类的存在将产生一系列的离子加合峰,使谱图的解析复杂化。
此外,太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件,需要及时清洗,严重时甚至导致硬件损坏。
5、氢原子具有磁性,如电磁波照射氢原子核,它能通过共振吸收电磁波能量,发生跃迁。
用核磁共振仪可以记录到有关信号,氢原子在分子中的化学环境不同,而显示出不同的吸收峰,峰与峰之间的差距被称作化学位移。
利用化学位移,峰面积和积分值等信息,进而推测其在碳骨架上的位置。
在核磁共振氢谱图中,特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类;不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。
6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果,这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点,利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。
第7章非离子表面活性剂7.1 非离子表面活性剂概述非离子表面活性剂定义是指在水溶液中不电离出任何形式的离子,亲水基主要由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基或羟基)构成,靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。
也即:非离子表面活性剂在水溶液中不是解离状态,故不以离子形式存在,称之为非离子表面活性剂7.1.1 非离子表面活性剂的特性非离子表面活性剂的特性1.稳定性高,不易受强电解质无机盐类存在的影响;2.不易受Mg2+、Ca2+的影响,在硬水中使用性能好;3.不易受酸碱的影响;4.与其他表面活性剂的相容性好;5.在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能;6.产品大部分为液态和浆态,使用方便;7.存在浊点,即,随着温度的升高,很多种类的非离子表面活性剂变得不溶于水。
正是这些特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越7.1.2非离子表面活性剂的分类按亲水基结构的不同,非离子表面活性剂主要分为:1.聚乙二醇型,包括高级醇环氧乙烷加成物,烷基酚环氧乙烷加成物,脂肪酸环氧乙烷加成物,高级脂肪酰胺环氧乙烷加成物。
聚乙二醇型非离子表面活性剂品种多、产量大,是非离子中的大类。
这类表面活性剂的亲水性,是靠分子中的氧原子与水中的氢形成氢键、产生水化物而具有的。
聚乙二醇链有两种状态,在无水状态时为锯齿型,而在水溶液中主要是曲折型。
无水时的状态水溶液中的状态-基位于当它一旦在水中成为曲折型时,亲水性的氧原子即被置于链的外侧,憎水性的-CH2里面,因而链周围就变得容易与水结合。
此结构虽然很大,但其整体恰似一个亲水基。
因此,聚乙二醇链显示出较大的亲水性。
分子中环氧乙烷的聚合度越大,即醚键-O-越多,亲水性越大。
2.多元醇型,包括由含多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化反应而生成的酯类,此外,还包括由带有NH2或NH基的氨基醇以及带有-CHO基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。
由于它们在性质上很相似,故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。
1、浊点(Cloud point),非离子表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂的水溶液,随着温度的升高会出现浑浊现象,表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解,其转变时的温度即为浊点温度。
浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度,是其非常重要的物理参数。
2、根据中华人民共和国国家标准,每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。
3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。
其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征,除具有高度的特征性,还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。
它的解析能够提供许多关于官能团的信息,可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。
4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子,与磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。
质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
但是,质谱分析法对样品有一定的要求。
其对盐的耐受能力较低,包括大分子盐(低聚合物)、小分子盐(有机盐、无机盐)等。
盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用,导致较强的离子抑制效应,使得待测物的灵敏度明显降低。
其次,盐类的存在将产生一系列的离子加合峰,使谱图的解析复杂化。
此外,太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件,需要及时清洗,严重时甚至导致硬件损坏。
5、氢原子具有磁性,如电磁波照射氢原子核,它能通过共振吸收电磁波能量,发生跃迁。
用核磁共振仪可以记录到有关信号,氢原子在分子中的化学环境不同,而显示出不同的吸收峰,峰与峰之间的差距被称作化学位移。
利用化学位移,峰面积和积分值等信息,进而推测其在碳骨架上的位置。
在核磁共振氢谱图中,特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类;不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。
6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果,这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点,利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。
表面活性剂化学 第一讲 表面活性剂概述1、降低表面张力为正吸附,溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面活性物质。
增加表面张力为负吸附,溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度,此溶质为表面惰性物质。
2、表面张力γ :作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用 γ表示,单位是N·m -1。
影响纯物质的γ的因素(1) 物质本身的性质(极性液体比非极性液体大,固体比液体大)(2) 与另一相物质有关。
纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。
(3)与温度有关:一般随温度升高而下降. (4)受压力影响较小. 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构”亲油基:一般是由长链烃基构成,以碳氢基团为主 亲水基:一般为带电的离子基团和不带电的极性基团疏水基的疏水性大小:脂肪烷基>脂肪烯基>脂肪烃-芳基>芳基>带有弱亲水基的烃基。
相同的脂肪烃疏水性强弱顺序:烷烃>环烷烃>烯烃>芳香烃。
从HLB 值考虑,亲水基亲水性的大小排序: -SO4Na 、-SO3Na 、-OPO3Na 、-COONa 、—OH 、—O - 4、离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂:起表面活性作用的部分是阴离子。
1)高级脂肪酸盐:①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐②分类:一价金属皂(钾、钠皂);二价或多价皂(铅、钙、铝皂);有机胺皂(三乙醇胺皂) ③性质:具有良好的乳化能力,易被酸及多价盐破坏,电解质使之盐析。
④应用:具有一定的刺激性,只供外用。
2)硫酸化物: ①通式:R-OSO3-M+②分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油);高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。
③性质:可与水混溶,为无刺激的去污剂和润湿剂;乳化性很强,稳定、耐酸、钙,易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
④应用:代替肥皂洗涤皮肤;有一定刺激性,主要用于外用软膏的乳化剂。
有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
表面活性剂表面活性剂是一种功能性精细化工产品。
表面活性剂不仅有洗涤去污作用而且有润湿、分机乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能,因此以表面活性剂为主要成分的清洗剂在民用清洗和工业清洗中都得到广泛应用。
表面活性剂的有关概念一、表面张力与表面活性剂1.表面与表面张力按物理化学定义,在体系内部物理性质与化学性质完全均匀的一部分称为相。
相与相之恫的接触面称为界面。
在固、液、气相之间都存在界面。
由于两种气体之间可以任意互相扩散成均匀一相,因此不存在气—气界面,液体与液体以及液体与固体之间可以存在液-液和液-固界面,两种固体接触也可形成固—固界面,但通常习惯上将气体与固体以及气体与液体之间的界面称为表面。
物体相界向上的分子与相内郡分子受力情况是不同的。
卧7-1是描述水分子受力情况的示意图。
由图可以看出,在水相内部,水分子(a)受到周围水分子的吸引力是平衡的,而在水与空气界面上的水分子(b)受到空气的吸弓[力要比受到水时吸引力小得多。
因此表面层的水分子处于受力不平衡的状态;受到一种指向相内部的拉力使表面收缩。
把这种作用于相表面而指向相内部的表面紧缩力称为表面张力。
表面张力是物质的一种属性,不同的物质有不同的表面张力,常见的液体物质中水有较大的表面张力,而苯、四氯化碳、正辛烷、乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂表面张力较小,见表5—1。
图7—1 表面分子与内部,分子受力情况不同2.表面活性剂定义将不同性质的物质分别溶于水时,发现水的表面张力会发生变化,一种情况是水的表面张力随溶质浓度的增加而加大,如将氯化钠、氢氧化钾、硝酸钾等无机物以及蔗糖、甘露醇有机物溶于水时所见到的情况;另一种是水的表面张力随溶质的加入而逐渐减小,如把绝大多数醇、醛、脂肪酸等有机物溶于水时的情况;第三种情况是水的表面张力在稀溶液时随溶质浓度的增加而急剧下降,下降至一定程度后便缓慢下来或不再下降,如在水中加入肥皂,烷基苯磺酸盐的情况。
把物质能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性;第三类物质为非表面滑睦物质,而把具有表面活性的第三类物质称为表面活性剂,即表面活性剂为—类在溶液中浓度很低时就可以显著降低溶剂表面张力的物质。
4表面活性剂表面现象与表面张力液体铺展一种液体,另一种液体,分子间相互作用,覆盖,液膜油脂性软膏润湿液体在固体表面,自发铺展,界面现象杨式方程//接触角减小,自由能下降//<90,浸润;=0,完全;>90,不;=180,完全不崩解剂吸附液—气,降表面张力:表面活性剂>普通极性有机物>无机电解质固液:非极性优先吸附影响因素:比表面积、介质、pH、温度、溶质溶解度掩味;增溶促吸收;疗效下降表面活性剂明显下降亲水基:中间润湿强,末端去污强种类阴离子型去污、毒性较大高级脂肪酸盐硬脂酸、油酸、月桂酸碱金属皂可溶,钠钾盐硬脂酸、月桂酸(O/W,HLB15-18,乳膏制备)多价金属不溶,钙镁盐W/O硬脂酸钙,片剂润滑,软膏有机胺O/W,硬脂酸三乙胺硬脂酸盐外用乳膏,固体制剂增溶月桂醇硫酸钠又称十二烷基硫酸钠SDS /SLS,HLB40,润湿,不可用于静注月桂醇硫酸镁润湿,乳化十二烷基富马酸钠磺酸盐牛黄胆酸钠,促吸收阳离子型季铵型,毒性大,苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)两性离子型磷脂类磷酸基团+季铵碱基——长烃链甘磷、鞘胺醇磷注射用乳化剂,制备脂质微粒球蛋白易溶于水,乳化强合成两性离子表面活性剂氨基酸型、甜菜型非离子型性质稳定、毒性低、溶血作用小增溶、分散、乳化聚乙二醇型(PEG、聚氧乙烯型)聚乙二醇脂肪醇醚/烷基酚醚西土马哥1000、苄泽Brig、乳化剂OP、平平加O—20蓖麻油聚氧乙烯醚(CremophorEL)——紫杉醇增溶O/W聚氧乙烯脂肪酸酯卖泽Myrij聚乙二醇—15—羟基硬脂酸酯(Solutol HS15)——HLB14-16,疏水性药物增溶(维生素K1注射液浓度达5%以上)O/W聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物泊洛沙姆Poloxamer,商品名普朗尼克Pluronic两端亲水、中间疏水/乳化、润湿、分散O/W,可静脉注射多元醇型脂肪酸+多元醇脂肪酸山梨坦失水山梨醇脂肪酸酯SpanSpan20、40—— O/WSpan60——W/O聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯聚山梨酯Tweens溶血20>60>40>80O/W高分子表面活性剂降低表面张力弱,渗透性差乳化、分散强PEG嵌段共聚物性质表面张力影响效率——水表面张力降低20mN/m所需要表面活性剂浓度的负对数PC20,PC20升高,效率增大表面老化——取得恒定表面过剩浓度或稳定表面张力的时间与程度电解质、温度等能影响定向排列,从而影响老化形成胶束CMC接近CMC——球、类球>20%——圆柱、六角束状>10CMC——棒、板层(双分子层)CMC测定表面张力法、电导法、光散射法、燃料法、增溶法、荧光探针法影响胶束形成因素表面活性剂分子结构疏水基原子数+,CMC-碳数相同,支疏水基原子个数+,CMC-碳数相同,支链>直链引入极性基团CMC+,越靠近中央CMC+亲水基聚氧乙烯链+,CMC+疏水基相同,离子型>非离子型约100倍种类碳数相同,支链>直链反离子缔合,CMC显著降低电解质离子型CMC显著降低非离子型疏水基盐溶CMC+,盐析CMC-H+浓度pH肥皂类pH-,CMC-强酸性阴离子表面活性剂SDS pH-,CMC-两性离子、聚乙二醇型表面活性剂pH-,CMC+醇大量乙醇CMC-碳原子多长链醇使CMC+温度非离子型温度+,水合作用减弱,CMC-离子型温度+,解离度+,缔合-,CMC+温度对溶解特性影响Kra 点离子型,温度下限对应CMCKra 高,亲油,低亲水昙点聚氧乙烯型氢键断裂、可逆现象泊洛沙姆188、108等常压下观察不到浊点HLB油水综合亲和力,1-40,HLB+,亲水性+亲油性取决于碳氢链长短不含疏水基聚乙二醇HLB20,无亲水基石蜡HLB0HLB=20*亲水基质量/(亲水基质量+亲油基质量)聚乙二醇和多元醇类非离子表面活性剂HLB=(聚乙二醇质量分数+多元醇质量分数)/5离子型HLB=7+亲水基HLB和-疏水基HLB和非离子型有加和性(HLB=HLBa.Wa+HLBb.Wb)/(Wa+Wb)毒性阳>阴>非两性<阳离子型溶血聚山梨酯毒:烷>芳>脂>吐应用增溶[15-18]增溶能力用最大增溶浓度MAC表示,>MAC变成热力学不稳定体系‖非离子型,吐温,卖泽表面活性剂结构与性质同系物碳氢键⇧,CMC⇩,MAC⇧支链MAC⇩离子型表面活性剂增溶极性有机物,碳氢键接近或大于极性有机物,MAC⇩⇩对烃类与极性有机物,非>阳>阴药物结构与性质同系物链长⇧,MAC⇩碳氢数相同,带环化合物,不饱和MAC>饱和多环化物相对分子量⇧MAC⇩极性大胶束栅栏层增溶,MAC更大添加剂无机盐使CMC⇩,MAC⇧栅栏层致密性⇧,MAC⇩,非离子型影响小添加烃类非极性有机化合物,栅栏层变大,极性有机物MAC⇧添加极性有机物,非极性烃MAC⇧温度离子型,温度⇧,极性与非极性物MAC⇧非离子型,影响与增溶质相关润湿[7-9]非离子型表面活性剂乳化[3-8‖8-18]离子型——外用乳膏两性——口服乳剂非离子型——口服乳剂,部分注射乳助悬与分散形成水化膜,液固表面张力⇩颗粒间斥力⇧增加介质黏度起泡与消泡【1-3】阴——起泡阴合用醇,醇酰胺——起泡稳定消泡HLB1-3去污[13-15]消毒杀菌复配阴阳,阴非,阳非,阴两性离子型—非离子型⇨高表面活性,高浊点,高表面张力,用于洗涤润湿非阴>非阳以上内容整理于幕布文档。
知识点回顾第1章:绪论1 表面活性剂的定义:指能显著降低水的表面张力的一类物质。
从结构上看均为两亲分子,即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。
亲水基团进入水中,憎水基团企图离开水而指向空气,在界面定向排列。
2 表面活性剂的特征:降低表面张力(能力和效率);在界面形成定向单层;超过临界浓度后形成胶束;亲水-亲油平衡值(HLB);一般分子量为300-1000。
3 表面张力、克拉夫点、浊点的定义表面张力:垂直通过液面上任一单位长度,与液面相切的收缩表面的力,简称为表面张力,其单位为mN/m克拉夫点:离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当到达某一特定温度时,溶解度急剧陡升,把该温度称为克拉夫点浊点:浊点是非离子表面活性剂均匀胶束溶液发生相分离的温度4 典型表面活性剂的命名、代号与结构式,比如1831,1227,BS12,LAS,SAS,AS,AEO,AES等。
5 按照应用功能可分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂等。
按结构组合分为普通型、双子(Gemini)型、Bola型、星型等。
6 表面活性剂绿色化四大要素:原料绿色化(采用无毒无害原料,提高制造过程及产品安全性)、制备工艺绿色化(采用原子经济反应实现制造过程零排放,减少反省步骤缩短制备流程,减少过程排放)、产品性能绿色化(改变分子结构提高安全性能,开发新型温和活性剂)、应用过程绿色化(微乳农药,微乳炼油替代消耗臭氧层物质及非臭氧层有机溶剂的水基清洗剂)。
举例阐述四大要素所代表的实际意义。
7 我国表面活性剂行业的现状与发展方向。
第2章:表面活性剂的作用原理1 表面张力的表达方式(力学和能量角度)和测定方法。
力学:f=2γl能量:dG=γdA测定方法:滴重法(滴体积法)、毛细管上升法、环法、吊片法、最大气泡压力法、滴外形法2 影响表面张力的因素:分子间作用力、温度、压力。
3 临界胶束浓度的测定方法。
表面活性剂HLB值、溶解性、润湿等知识详解1.表面活性剂的HLB值与应用关系表面活性剂分子是同时具有亲水基和亲油基的两亲分子,不同类型的表面活性剂的亲水基和亲油基是不同的,其亲水亲油性便不同。
表面活性剂的亲水性可以用亲水亲油平衡值(hydrophile and lipophile balance ,values,HLB)来衡量,HLB值是表示表面活性剂亲水性大小的相对数值,HLB值越大,则亲水性越强;HLB值越小,则亲水性越弱,亲油性越强。
表面活性剂的HLB值直接影响到它的性质和应用。
在应用时,根据不同的应用领域、应用对象选择具有不同HLB值的表面活性剂。
例如,在乳化和去污方面,按照油或污的极性、温度的不同选择合适HLB值的表面活性剂。
表1-2列出了具有不同HLB值表面活性剂的适用场合。
表1-2 表面活性剂的HLB值与应用关系不同类型的表面活性剂,HLB值可能不同,根据应用的需要,可以通过改变表面活性剂的分子结构得到不同HLB值的产品。
对于离子型表面活性剂,可以通过亲油基碳数的增减或亲水基的种类的变化来调节HLB 值;对于非离子型表面活性剂,则可以采取一定亲油基上连接的环氧乙烷链长或经基数目的增减来细微地调节HLB值。
表面活性剂的HLB值可以由计算得到,也可以测定得出。
常见的表面活性剂的HLB值可以从有关手册或著作中查得。
2.表面活性剂溶解性与温度的关系离子型表面活性剂低温时在水中的溶解度一般较小。
如果增加表面活性剂在水溶液中的浓度,达到饱和状态,表面活性剂便会从水中析出。
但是,如果加热水溶液,溶解度将会增大,当达到一定的温度时,表面活性剂在水中的溶解度会突然增大。
这个使表面活性剂在水中的溶解度突然增大的温度点叫克拉夫特点(Krafft point),也称为临界溶解温度。
这个温度相当于水和固体表面活性剂的溶点,故临界溶解温度为各种离子型表面活性剂的特征常数,并随烃链的增长而增加。
而非离子型表面活性剂(特别是聚乙二醇型)与离子型表面活性剂正好相反,在低温时易与水混溶,将其溶液加热,达到某一温度时,表面活性剂会析出、分层,透明的溶液会突然变浑浊,这一析出、分层并发生浑浊的温度点叫该表面活性剂的浊点(cloud point)。
表面活性剂的基本知识(2009/08/30 22:46)表面活性剂的基本知识12.9.1 表面活性剂的基本性质表面活性剂分子结构的特点是具有不对称性,即由一亲水基和另一憎水基(或称亲油基)组成。
例如棕榈酸钠(C15H31COONa)的结构可分为如图12-31所示的亲水基和憎水基部分:图12-31 棕榈酸钠的两亲性结构表面活性剂的用途十分广泛,以下仅就其基本性质、结构和主要应用方面作一简单介绍。
实验证实,在低浓度时,溶液的表面力随着浓度增大近乎线性地下降,然而,在高浓时,则表现出不同寻常的物理性质。
如图12-32所示,当达某一界限浓度时,某些物理性质如表面力、比电导、摩尔电导、渗透压以及浊度等,都发生了突然的变化。
其中,渗透压随浓度增大的幅度反常地变低,说明在溶液中有某种缔合现象发生;而溶液比电导仍然随浓度增大而增大,说明电离作用还在继续进行。
麦克拜因认为这种象是"反常"的行为可用"胶束"(Micelles)的形成解释之。
在水溶液中十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根阴离子和钠离子,前者既有吸附于表面上让其憎水基朝着空气而亲水基朝着水相的倾向,也存在着形成如图12-33所示的憎水基朝而亲水基朝外的"胶束"的倾向。
当表面活性剂浓度低时,表面活性离子多数集结于表面上,少数溶于溶液中形成小型胶束。
而达一定界限浓度时,表面活性离子无法再进入表面层,只能采取形成胶束的形式以使体系趋于稳定。
(参考图12-34(动画观看))。
胶束相当于一种"缔合分子",故"缔合现象"使渗透压随浓度变化规律发生明显的变化。
然而尽管发生缔合现象,十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根离子和钠离子的过程仍在继续,故电导仍不断增大(图12-30)。
相当于图12-30所示各项物理性质产生突变的浓度,称为"临界胶束浓度"以"C.M.C"表示。
表面活性剂基础知识:
表面活性剂的分类
(1)按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂;
阴离子型:
羧酸盐RCOO-
硫酸酯盐R-OSO3-
磺酸盐R-SO3-
磷酸酯盐R-OPO32-
非离子型
多元醇型主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span Tween
脂肪醇聚氧乙烯醚R-O-(CH2CH2O)nH AEO 、JFC、平平加
烷基酚聚氧乙烯醚R-(C6H4)-O(C2H4O)nH OP、NP
聚氧乙烯烷基酰胺R-CONH(C2H4O)nH
烷醇酰胺
环氧乙烷加成数单位mol 加成数+1 分子量增加42
(2)按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;
(3)按分子量分类,可将分子量大于10000者称为高分子表面活性剂,分子量在1000~10000者称为中分子量表面活性剂及分子量在100~l000者称为低分子量表面活性剂。
几个特征:
一、HLB值:亲水亲油平衡值(Hydrophile-lipophile balance),即HLB值,表面活性剂亲水或亲油能力大小的值
HLB值越大,其亲水性越强,
HLB值越小,其亲油性越强。
HLB 0~40,其中非离子表面活性剂HLB 0~20,即石蜡无亲水基为0,聚乙二醇无亲油基为
二,随温度变化的特征值:
离子型表面活性剂的克拉夫点:krafft点
该类表面活性剂在水中的溶解度在低温时只随温度的升高缓慢的增加,温度升至某一值后,溶解度迅速增大,该点温度即克拉夫点。
当表面活性剂溶质在溶剂中的浓度达到一定值时,会产生聚集而生成胶束,该浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。
克拉夫点相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)
krafft点是离子表面活性剂的特征值,krafft点越高,则CMC越小。
krafft点亦是离子表面活性剂应用温度的下限,即只有高于krafft点,表面活性剂才能更大地发挥作用。
非离子表面活性剂的浊点
非离子型表面活性剂在水溶液中的溶解度随温度升高而下降,使溶液变浊,称此变浊温度为昙点(Cloud point),亦称浊点。
昙点是非离子型表面活性剂的特征值。
多数表面活性剂的昙点在70~100℃,例如吐温20为90℃;吐温60为76℃;吐温80为93℃。
吐温类产生昙点的原因是温度升高,聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂,水合能力下降,溶解度反而减小,溶液变浊出现昙点,冷却时氢键重新形成,又澄明。
在聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,则昙点越低;在碳氢链长相同时,聚氧乙烯链越长则昙点越高。
表面活性剂的功能:
一、表面活性剂的润湿与渗透功能
润湿:固体表面上的气体(或液体)被液体(或另一种液体)取代的现象。
包括:沾湿、浸湿、铺展三种类型
(1) 提高液体的润湿能力(在水中加入表面活性剂降低表面张力,使水在固体发生铺展)---润湿剂
(2)改变固体表面的润湿性质(极性基团吸附在固体表面,非极性基团朝向气体形成定向排列吸附层,反润湿作用)----防水剂
渗透作用:借助于表面活性剂(渗透剂)使水等液体加速渗透到物体内部,使物体内部润湿的作用。
润湿作用和渗透作用无本质上的区别。
前者作用在物体的表面,而后者作用在物体的内部
二、表面活性剂的乳化和破乳作用
乳状液:
两种互不混溶的液体,一种以微粒(液滴或液晶)形式分散于另一种中形成的体系。
组成:分散相、分散介质和表面活性剂(乳化剂)
乳化与破乳:
乳化过程中表面活性剂的作用是吸附在油-水界面上,通过降低界面张力,帮助液滴分散并形成牢固的界面膜,防止分散液滴聚结。
HLB值大的表面活性剂可做O/W(水包油)乳状液的乳化剂;
HLB值小的表面活性剂可做W/O(油包水)乳状液的乳化剂
破乳:乳状液发生油水分层的现象。
破乳剂能将原有的乳化剂从界面上顶替出来,及不能形成牢固的界面保护膜
三、.表面活性剂的增溶作用
(1) 概念:表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力,且溶液呈透明状,这种作用称为增溶。
(2)增溶方式:增溶于胶束内核;增溶物分子与形成胶束的表面活性剂分子穿插排列;形成栅栏层;被吸附在胶束表面;包含在胶束的极性基团中。
*乳化与增溶作用的区别
乳化是将水或油以微小珠滴形式分散到另一种物质中,得到热力学不稳定体系,时间延长会出现两相分离。
乳化过程中表面活性剂的作用是吸附在油-水界面上,通过降低界面张力,帮助液滴分散并形成牢固的界面膜,防止分散液滴聚结。
增溶作用是表面活性剂胶束把水或油溶解到自身组织中,所形成的体系是热力学稳定的单一液相。
四、.表面活性剂的起泡与消泡作用
泡沫是指气体分散在液体中的分散体系。
发泡作用:能使气泡稳定存在的作用。
用以发泡的表面活性剂叫发泡剂或起泡剂。
稳泡剂:在作为起泡剂的表面活性剂中加入少量极性有机物可提高液膜的表面粘度,增加泡沫的稳定性,以期延长泡沫寿命,该类物质称为稳泡剂。
五、表面活性剂的洗涤作用
1.污垢
类型:油污,固体污垢。
污垢的粘附:机械粘附、分子间力粘附、静电力粘附、化学结合力。
2.表面活性剂的洗涤作用:
降低水的表面张力改善水洗物表面的润湿性。
增强污垢的分散和悬浮能力。
六、分散作用能使不溶性固体以极小的微(0.1μm至数十微米)分散悬浮于水中的作用。
科的公司产品
一、非离子类:
优势产品斯盘和吐温:具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验。
脂肪胺聚氧乙烯醚
其他AEO 、JFC、平平加类常规加成数的不重点考虑
AEO-3,7,9 NP/OP-4、9、10 平平加O-20、25
环氧乙烷高加成数大于25的不考虑。
表面活性剂的毒性:阳离子型>阴离子型>非离子型
其亲油性较强,一般用作水/油乳剂的乳化剂。
用于搽剂,软膏,亦可作为乳剂的辅助乳化剂
亲水性大大增加,为水溶性表面活性剂,用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂
司盘-20 HLB=8.6
司盘-40 HLB=6.7
司盘-60 HLB=4.7
司盘-80 HLB=4.3
吐温-20 HLB=16.7
吐温-40 HLB=15.6
吐温-60 HLB=15
吐温-80 HLB=14.9
阴离子表面活性剂
用途:
复膜胶、压敏胶、标签胶/纯丙烯酸乳液/丁苯胶乳/纺织乳液(印花胶、涂层胶)/建筑苯丙乳液用/润湿分散剂
要求了解我公司的名称与牌号,以及市场同类产品的牌号。