表面活性剂概述与分类及其基本特性
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表面活性剂的分类及性质一、表面活性剂概念:能使水的表面张力下降的物质称为水的表面活性剂(surfactant)。
结构特征:具有极性的亲水基和非极性的疏水基,且两部分分别处于表面活性剂分子的两端。
表面活性剂称之为两性分子(亲水亲油分子),但两性分子不一定是表面活性剂。
二、表面活性剂的类型(一)阴离子型(二)阳离子型表面活性剂(三)两性离子型表面活性剂分子中同时具有正电荷基团和负电荷基团的表面活性剂称之为两性离子型表面活性剂。
(四)非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的两亲性常以其分子亲水和疏水的平衡值(HLB值)表示。
HLB值越低,亲酯越强。
(五)高分子型表面活性剂特点:相对分子量数千以上,有时达数十万,分子内有极性和非极性部分。
常用:蛋白质、阿拉伯胶、树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。
三、表面活性剂溶液的表面性质液体表面存在表面张力,使液体表面有收缩的趋势。
收缩的液体表面处于最低的能量状态。
两亲性分子在水溶液中趋于表面聚集,疏水基远离水相而获得最低自由能。
由于水分子与非极性基团分子间相互吸引力小于水分子与水分子间的相互吸引力,所以表面收缩力减少。
四、表面活性剂在溶液中形成胶束理论在临界胶束浓度时,溶液的性质如渗透压、密度、界面张力、摩尔电导都存在突变现象。
胶束的种类:(一)离子型表面活性剂(二)非离子型表面活性剂常温下,聚氧乙烯基的聚合度较大时,胶束呈网状;升温时,聚氧乙烯基与水分子之间的氢键被破环,发生失水,胶束则变为球状。
(三)高分子型表面活性剂一些高分子型表面活性剂,分子很长,在溶液中卷曲形成聚氧乙烯基为表面,聚氧丙烯基为内核的胶束,一个或几个分子就可以形成胶束。
表面活性剂的分类及特点一表面活性剂的特征(1)乳化作用(2)分散作用(3)润湿作用(4)增稠作用(5)消泡作用二表面活性剂分类1阴离子表面活性剂1左中括号磺酸盐类左中括号1)ABS(十二烷基苯磺酸钠):分类:分为硬性(含有支链)和软性(含有直连)的两种,硬性的ABS清洗能力较好生物降解性较差,软性的ABS清洗能力较差而生物降解性较好用途:主要是家用,金属加工业,用作脱脂剂,混凝土行业,用作增稠剂注意事项:ABS耐水耐酸碱,做增稠剂使用时,使用要加热2)烷基磺酸盐:生物降解性能较好,主要适用于家用3)a-烯烃磺酸钠(烯基和羟基的混合物):生物降解性较好,主要用于家用和厨房4)脂肪酸乙酰磺酸盐(不常用):抗硬水能力较强,手感较好,对皮肤比较温和5)仲醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸盐一般用氨水和三乙醇胺来中和6)N-N-油酰基磺酸盐7)脂肪酰胺磺酸盐8)BX-丁基萘磺酸钠(拉开粉)9)石油磺酸盐:主要用于防锈油中02左中括号磷酸酯盐左中括号1)醇的取代类:作用:具有增容性和分散性,可以用氢氧化钠和氢氧化钾,胺类来中和,特性:对皮肤比较温和,生物降解性较差,渗透能力较好。
2)硫酸盐:a、脂肪醇硫酸盐(AS)b、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES):AES和AEC复配通常起到很好的效果c 、脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐K12(十二烷基硫酸钠)d、酰基-甘油-硫酸脂盐03左中括号羧酸盐左中括号1)肥皂C17H35COONa 有抑泡和消泡作用2)醇醚羧酸钠(AEC):安全环保,生物降解性好,可用作增容剂和分散剂3)月桂酰基氨酸钠用于香波民用4)油酰氨基酸钠(雷米帮)用于丝绸,锦袍,对皮肤刺激性小5)月桂醇聚氧乙烯醚邻萘二甲酸单脂钠盐耐硬水低泡增容性好2阳离子表面活性剂1)胺盐型2)季铵盐型3)杂环型4)啰盐型3非离子表面活性剂1)特性:较易溶于水;易清洗;易复配(阴阳两性和非离子表活都可以复配,一般阴阳离子表活复配比例在4-50:1时可以增加阳离子的性能2)HLB值具有亲水,亲油的性能。
表面活性剂分类及特点概述表面活性剂种类丰富,分类方法也有多种,基本依据是元素组成、用途、原料来源、分子量大小、基团种类等。
随着社会和科技的飞速发展,人们对表面活性剂的性能要求越来越高,众多结构设计新颖和具有特殊性能的表面活性剂被开发。
这些特殊品种的表面活性剂很难按照现有的标准进行分类,例如用疏水性芳香醛与聚环氧丙烷、聚环氧乙烷二嵌段共聚物的亲水胺缩合制备一种两亲性亚胺可裂解表面活性剂。
表面活性剂的各种分类标准都有一定局限,难以将表面活性剂精确定位,并同时保证不含概念重叠。
目前,为了研究和应用的便利,人们倾向于按照亲水基团在水中的带电性将表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类。
阴离子型表面活性剂是最古老和使用最广的表面活性剂,根据结构可以分为羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸盐类和磷酸盐类表面活性剂。
阴离子表面活性剂具有良好的润湿、去污、起泡性质,能吸附于织物表面,且具有良好的稳定性,是洗涤剂和润湿剂的主要活性成分,并且在化妆品行业、制药行业和从土壤中去除油污等领域应用广泛。
两性离子表面活性剂同时具有阳离子和阴离子两种亲水基团,结构如图所示。
根据外界条件不同可以产生正、负两种电荷,例如水溶液的pH,两性离子表面活性剂在不同的 pH 条件下解离程度各异,呈碱性时带负电,呈酸性时点正电,呈中性时表现为非离子型表面活性剂性质。
这类表面活性剂的生物毒性低,并且对人体的眼睛和皮肤比较温和,是个人护理产品的优质配方原料。
烷基甜菜碱和烷基氨基酸型是这类化合物中最具代表性的两种。
由于两性离子表面活性剂的低溶解性和低泡沫性,使其在实际应用中具有限制,很少被单独使用,通常都需要与其他类型表面活性剂复配。
非离子表面活性剂在水中不电离,相比于其他表面活性剂,稳定性更好,价格低廉。
最常见的非离子表面活性剂是醇乙氧基酯、聚氧乙烯酯等,主要用于药物的消泡和增溶剂。
最后,在四类表面活性剂中,阳离子表面活性剂有望成为在世界市场上增长最快的一种,这主要是因为这些表面活性剂在个人护理品和药物配方中的多功能作用。