表面活性剂的润湿性能

固体表面上的原子或分子的价键力是未饱和的，与内部原子或分子比较有多余的能量。

所以，固体表面与液体接触时，其表面能往往会减小。

通常，暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的，当它与液体接触时，气体如被推斥而离开表面，则固体与液体直接接触，这种现象称为润湿。

一、润湿过程在清洁的玻璃板上滴一滴水，水在玻璃表面上立即铺展开来；而在石蜡上滴一滴水，水则不能铺展而保持滴状，如图1所示。

从水面与固体面的接触点沿水面引切线，切线与固体面之间的夹角θ称为接触角。

水与玻璃的接触角接近于零，而与石蜡的接触角约为1100。

接触角小的固体易为液体润湿，反之，接触角大的固体则不易被液体润湿。

因此，接触角的大小可作为润湿的直观尺度。

又如，在玻璃板上滴一滴酒精，酒精滴也会在玻璃板上铺展开来，其接触角为零，铺展情形与水的情况没有什么差异。

当固体物质不是玻璃时，其润湿情况有显著不同。

因此，在研究润湿时，接触角是一个重要判据。

为对润湿尺度给以更严格的规定，下面讨论润湿过程。

图1.接触角润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象，这就是说发生润湿时，固一气界面消失，形成新的固-液界面。

在这种过程中能量(自由能)必发生变化，自由能变量的大小可作为润湿作用的尺度。

固一气界面消失，新的固-液界面产生有多种方式，所以润湿的类型也相应有多种。

图2为三种类型润湿。

图2(a)为铺展润湿，水、酒精等在玻璃表面上铺展即为这种铺展润湿。

发生这种润湿时能量变化由式一决定：(式一)式中y s——固体的表面张力；Y L——液体的表面张力；Y SL——固体和液体的界面张力；W S——铺展功，亦称做铺展系数。

W S的物理意义从图可以清楚地看出：在固体表面上铺展的液体膜，在逆过程中减少单位面积所需的能量。

经过这种过程后，固体产生lcm2的新表面，同时消失1cm2液体表面和lcm2固-液界面，所以从式一由表面张力和界面张力立即算出W s。

在发生这种润湿的过程中，释放出的能量和W s相等，W s≥0时发生润湿。

表面活性剂润湿力（渗透力）的测定方法
（纯棉帆布片润湿沉降法）
1 适用范围
对润湿力（渗透力）有要求的制革用表面活性剂。

2 试验材料
21支3股×21支4股纯棉帆布，直径35mm，每块重量在0.38g～0.39 g之间。

3 试验仪器
3.1秒表：精确度0.01秒；
3.2带手柄的铁丝圈（直径30mm）。

4 测定步骤
4.1配制所需浓度的助剂（根据需要一般为1g/L或2g/L）150mL于200mL烧杯中，搅拌均匀，调节温度为(25±1)℃。

4.2将棉帆布片放在洗净的铁丝圈上，小心移置于烧杯液面上，同时开启秒表计时，至帆布圈完成润湿时记录时间，继续至帆布圈刚刚持续沉降时，记下时间。

4.3每种浓度的试液平行测定3次，测定结果相对误差在20％以内。

5 结果表示
以各次所测润湿时间和沉降时间的算术平均值来表示。

时间越短，表面活性剂的润湿力越好。

表面活性剂的主要功能（一）润湿作用当固体与液体接触时，原来的固/气、液/气界面消失而形成了新的固/液界面，这一过程称为润湿。

如纺织纤维是一种多孔性物质，有着巨大的表面，当溶液沿着纤维铺展时，会进入纤维间的空隙，并将空气驱赶出去，把原来的空气/纤维界面变成液体/纤维界面，就是一个典型的润湿过程；而溶液同时会进入纤维内部，这一过程则称为渗透。

帮助润湿和渗透作用发生的表面活性剂称为润湿剂和渗透剂。

把不同液体滴在同一固体表面，可以看到两种不同的现象。

一种是液滴很快在固体表面铺展开形成液∕固新界面，这种情况叫润湿，如图（a）和图（b）所示。

把气∕液界面通过液体与固∕液界面之间的夹角称为接触角，可以看出在润湿的情况下接触角小于90°。

另一种情况是液体不在固体表面上铺展，而是在固体表面缩成一液珠，如把水滴加到固体石蜡表面所形成的现象，这种情况叫不润湿，如图（c）和图（d）所示，此时的接触角大于90°。

通常可通过液体在固体表面受力达到平衡时所形成的接触角的大小来判断润湿或不润湿。

当在水滴中加入表面活性剂时，由于表面活性剂具有降低气∕液界面张力和液/固界面张力的作用，会改变上述受力关系，导致水滴可以在石蜡表面铺展，由不润湿变为润湿。

（二）乳化作用乳化作用是指两种互不相溶液的液体（如油和水），其中一种液体以极小的粒子（粒径为10-8~10-5m）均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。

把油滴分散到水中称为水包油型乳状液（O/W），水滴分散到油中则称为油包水型乳状液体（W/O）。

把能帮助乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。

作乳化剂使用的表面活性剂有稳定和保护两种作用。

（1）稳定作用乳化剂有降低两种液体间界面张力而使混合体系达到稳定的作用。

因为当油（或水）在水（或油）中分散成许多微小粒子时，扩大了它们之间的接触面积，导致体系能位增加而处于不稳定状态。

当加入乳化剂时，乳化剂分子的亲油基吸附在油滴微粒表面而亲水基伸入水中，并在油滴表面定向排列形成一层亲水性分子膜，使油∕水界面张力降低，降低了体系的能位并且减少了油滴间吸引力，防止油滴聚集后重新分为两层。

乙氧基化乙炔基润湿剂是一种表面活性剂，具有良好的润湿性能和较低的刺激性，广泛应用于纺织、印染、皮革、造纸等领域。

以下是乙氧基化乙炔基润湿剂的特点：
1.润湿性能：乙氧基化乙炔基润湿剂具有良好的润湿性能，能够
降低表面张力，提高液体的渗透性和润湿性，使其更容易在固体表面扩散和铺展。

2.刺激性低：相对于其他表面活性剂，乙氧基化乙炔基润湿剂的
刺激性较低，对皮肤和眼睛的刺激较小，因此更加安全和温和。

3.稳定性好：乙氧基化乙炔基润湿剂的化学稳定性较好，不易与
其他物质发生反应，也能够在较宽的温度范围内保持稳定性。

4.配伍性好：乙氧基化乙炔基润湿剂与其他表面活性剂、染料、
油墨等物质的配伍性好，能够形成稳定的溶液或乳液。

5.生物降解性好：乙氧基化乙炔基润湿剂容易生物降解，不会对
环境造成长期污染。

表面活性剂的润湿作用作者：xhh指导教师：作者单位：学科专业：2010年11月摘要表面活性剂是指在溶剂中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质。

表面活性剂可以产生润湿或反润湿，乳化或破乳，分散或凝集，起泡或消泡，增溶等一系列作用。

素有"工业味精"之美称，广泛应用于洗涤剂、纺织、皮革、造纸、塑料、橡胶、农药、冶金、矿业、医药、建筑、化妆品等工业。

它是精细化工最重要的产品之一。

表面活性剂能够显著降低体系的表面或表面张力，当浓度超过临界胶束浓度时，在溶液内部形成胶束，从而产生日常生活中的多种作用，其中破乳与乳化作用就是其各种重要作用之一。

表面活性剂的发展十分迅速，其应用领域很广，如食品、制药、纺织、金属加工、石油、建筑等行业。

关键字：表面活性剂、润湿功能、作用原理、影响因素、应用实例目录前言 (4)一、润湿过程 (4)二、表面活性剂的润湿作用 (5)1.在固体表面发生定向吸附 (5)2.提高液体的润湿能力 (5)三、润湿剂 (6)四、表面活性剂在润湿方面的应用 (6)1.矿物的泡沫浮选 (6)（1）定义 (6)（2）浮选法原理 (6)（3）浮选过程 (7)2.金属的防锈与缓蚀 (8)3.织物的防水防油处理 (8)(1)防水处理 (8)(2)防油处理 (8)参考文献： (10)前言润湿广泛存在于自然界的一种现象,最为普通的润湿是固体表面的气体被液体所取代,或是固-液界面上的一种液体被另一种液体取代。

例如:洗涤.印染.润滑.农药喷洒等;还有一些场合往往不希望润湿发生,例如:防水.防油.防锈等。

润湿：是指一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。

即润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。

润湿是一种十分普遍的现象，常见的润湿过程是固体表面的气体被液体取代，或是固-液界面上的一种液体被另一种液体所取代。

例如洗涤、印染、润滑、原油开采等润湿是前提。

但有些场合又要防止润湿，如防水、防油等。

表面活性剂的功能
凡是能吸附在溶液的表面上，较低浓度就能极高的降低表面张力的能力和效率的物质称为表面活性剂。

表面活性剂的分子结构可分为两部分，一部分是亲水基团，另一部分是疏水基团。

表面活性剂的性质主要由亲水基团决定，而亲水基团的结构变化多端，所以总体上可分为两大类：离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。

表面活性剂的功能主要有五类：润湿作用、乳化作用、悬浮分散作用、增溶作用、发泡作用。

1.润湿作用。

所谓润湿就是当固体与液体接触时，原来的固-气和液-气表面消失而形成新的固-液界面的现象。

表面活性剂以极性基团朝向固体，非极性基团朝向气、液体吸附于固体表面，形成定向排列的吸附层，使自由能较高的固体表面被碳氢链覆盖而转化为低能表面，达到改变润湿性能的目的。

2.乳化作用。

乳化作用是指两种不相混溶的液体中的一种以极小的粒子（粒径1-10微米）均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。

乳化过程中，表面活性剂可起两种主要作用，一是降低两种液体间界面张力的稳定作用；二是保护作用。

3.悬浮分散作用。

把固体微粒均匀、稳定地分散到液体介质中，形成悬浮体的作用叫做分散作用。

表面活性剂在固体颗粒表面的吸附，能够增加固体微粒重新聚积的能障，降低粒子聚积的倾向，提高分散体系的稳定性。

4.增溶作用。

增溶作用指表面活性剂有增加难溶性或不溶性物质在水中的溶解度的作用。

5.发泡作用。

气体分散在液体中的状态称为气泡。

向含有表面活性剂的水溶液中充气或施以搅拌，可形成被溶液包围的气泡。

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)。