【大学课件】表面活性剂(7)

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根据接触角的大小判断润湿情况
θ=0°或不存在 铺展 ０°＜θ＜９０° 浸湿 ０°≤θ＜１８０°沾湿 θ＝１８０° 完全不润湿
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的接 润触 湿角 性越 越小 好，
液 体
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(2）.润湿方程（杨氏方程）
cosθ=
g g s-g
s-l
g l-g
可通过改变界面张力的大小来改变物质的 润湿性能！
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3.表面活性剂的润湿功能

•水／油(w／O)型乳液型 水分散在油中，水为分 散相(内相)，油为连续相(外相)的油 包水型乳化 液，可用油稀释，如人造奶油．原油等。
•多元乳液 分水包油包水(w／O／w)型和油包水
包油(O／w／O)型。
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2.乳化剂的作用原理
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。
•其它 ：温度、机械作用、电解质（对离子型 乳化剂的乳状液影响大）、体系pH值等。
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5.破乳
(1) 概念：乳状液发生油水分层的现象。 (2) 破乳剂的作用原理： •能将原有的乳化剂从界面上顶替出来； •加入的表面活性剂不能形成牢固的界面保护膜；
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• 原油破乳的过程
1.破乳剂的溶解与扩散 破乳剂加入原油乳状液后，让它分散在整个油相中，并 能进入被乳化的水珠上。
(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
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问题: 农药中加入表面活性剂的目的与 作用原理?
用防水剂处理过的纤维为什么能防水?
3.乳化剂的选择
HLB 值 大 的 表 面 活 性 剂 可 做 O/W 乳 状 液 的 乳化剂；
HLB值小的表面活性剂可做W/O乳状液的
乳化剂。
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4.影响乳状液稳定性的因素
•界面张力：界面张力的降低及界面膜的形成 与强度是乳状液稳定性的主要影响因素。
•油-水界面膜：界面膜中分子排列越紧密，界 面膜的强度越强，乳状液的稳定性越好。脂肪 醇、脂肪酸及脂肪胺等极性有机物可增加界面 膜的紧密度强度。
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。
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内容回顾
1.表面活性剂的润湿功能
润湿的类型、接触角、扬氏方程、润湿功能 的作用方式。
2.乳化和破乳功能
乳状液的组成、分类、乳化剂的作用原理、 破乳剂的作用原理。
3.表面活性剂的增溶方式
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四.表面活性剂的起泡与消泡作用 1.基本概念 •泡沫是指气体分散在液体中的分散体系。
消泡机理：
•消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡；
•消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡；
•消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡；
具有消泡作用的物质：
植物油、矿物油、硅油、液态高级醇、长链 脂肪酸钙盐、一些非离子表面活性剂如环氧丙 烷缩合物、硬脂酸环氧乙烷缩合物等。
2.３表面活性剂的功能（作用）
一. 表面活性剂的润湿功能 1.基本概念 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。
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•沾湿
沾湿过程就是当液体与固体接触后，将液—气 和固—气界面变为固—液界面的过程。
大气中的露珠附着在植 物的叶子上，雨滴粘附 在塑料雨衣上等，均是 粘湿过程。
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二.表面活性剂的乳化和破乳作用
1.乳状液
（1）概念：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。
（2）组成：分散相、分散介质和表面活性剂 （乳化剂）
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（3）分类：
根据其分散情形可以分为三种类型：
•油／水(O／w)型乳液型 油分散在水中，油为分 散相(内相)，水为连续相(外相)的水包油型乳化液， 可用水稀释．如牛乳、豆浆等。
2．破乳剂替代天然乳化剂 由于破乳剂具有很高的活性，可把天然乳化剂从界面上 顶替下来。
3．破坏界面膜
由于破乳剂吸附于油水界面后，不能形成结实的界面膜。 4．油水分离
界面膜被破坏后，水珠在互相靠近时，很容易发生聚结
成大水珠。水珠下沉从油相中分离出来，乳化原油就被
破乳了。
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三.增溶作用
1.增溶
(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。
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•浸湿
浸湿是指固体浸入液体中的过程，其实质 是固—气界面被固—液界面所代替。
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•铺展
铺展过程是固—气界面被固-液界面代替 的过程．
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一. 表面活性剂的润湿功能
2．接触角与扬氏方程
（1）接触角：达平衡时， 在气，液，固三相交界处， 自固-液界面经过液体内 部到气-液界面的夹角称 为接触角。(图中角 θ)
泡
沫
的
存 在
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• 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
表面活性剂在形成泡 沫过程中的作用
命，该类物质称为稳
泡剂。
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2. 表面活性剂的消泡作用（P148）
(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。
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表面活性剂的乳化和增溶的功能都可实 现油与水的混合,两种作用的区别何在?
区别为：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。
•粘度： 分散介质的粘度越大，则分散相液珠 运动的速度越慢，有利于乳状液的稳定。
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4.影响乳状液稳定性的因素
•界面电荷：若表面活性剂是离子型的，则在 界面上的吸附成为油珠所带电荷的主要来源 （主要是对O/W乳液而言）它们使液滴接近时 相互排斥，阻止了液滴的聚结，乳状液稳定。
•添加物 ： 添加粉末乳化剂（碳酸钙、粘土、 碳黑、石英、金属氧化物）能提高稳定性 。