表面活性剂的简介PPT课件

3.对 环 境 无 污 染
4.易 于 生 物 降 解
1.2 表面活性和表面活性剂
1. 界面与表面
界面（interface）：两相之间的接触层，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；界面不是简单几何面，约有几个分子 厚；具有不同于构成界面两相的独特性质。
如油酸钠就是 这样一种物质。
上述1类物质无表面活 性，因而属于非表面 活性剂；2类物质具有 表面活性，但不是表 面活性剂；只有3类物 质才可成为表面活性 剂。
表面活性
能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质则称为表面活性物质。
表面活性剂
它能吸附在表面上，在加入量很少时即能大大地 降低溶剂的表面张力，可显著改变表面的物理化 学性质，从而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等 一系列应用功能。
第一章 绪论
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
1.1 表面活性剂的发展历史 1.2 表面活性和表面活性剂 1.3 表面活性剂的分子结构特点 1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。
另也有大量传说称肥皂起源在五千多年前。 古代埃及一个给国王做饭的厨师，不慎把一盆油 打翻在炭灰里，当他赶忙扔掉后回来洗手时，发 现手洗得特别干净，他觉得很惊奇抓来一些叫其 他厨师试用，效果也一样。国王知道后便叫人仿 制，这就是肥皂的雏形。
化学原理：
O O C R 1 O O C R 2
O H -
羧 酸 盐 、 单 甘 酯 、 二 甘 酯 和 甘 油
一般认为表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表、 界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效 率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体， 从而具有一系列应用功能。
1.1 表面活性剂的发展历史
第一阶段（以天然油脂为原料）： 肥皂的起源：
公元前2000年以前古罗马， 美索不达米亚，Sapo(肥皂)山上 进行祭祀，要焙烧大量的山羊肉 做为祭品供奉罗马诸神，焙烧时 流出的油脂流到草木灰中，从而 生成大量的肥皂物质，后被雨水 冲到sapo山脚下，被河岸的泥土 吸收，这里的泥土的去污效果， 被善男信女误认为是神意。
为什么会产生表面张力和表面自由能？
液体的表面张力来源于 物质的分子或原子间的范德 华力。
➢体相内部每个分子所受其 周围分子作用力对称。 ➢液体表面上的分子所受液 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。
因此，液体表面有自动收 缩现象。
液体表面
如果在活动边框上挂一重物， 使重物质量W2与边框质量W1所产生 的重力F（F=（W1+W2）g）与总的 表面张力大小相等方向相反，则金 属丝不再滑动。
受力平衡： F 2 l
表面张力： F 2l
l 是滑动边的长度，因膜有两个
面，所以边界总长度为2l， 就是垂
直作用于单位边界上的表面张力。
表面张力的物理意义：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 面力，单位常用mN/m。
第三阶段（重新考虑以天然油脂为原料）：
20世纪中叶，随着现代工业发展，人类对煤、石油 等不可再生性资源依赖越来越强。
不可再生资源的有限性迫使人类不得不重新考虑用 天然油脂制备表面活性剂。
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：
1.洗 涤 效 率 高
2.对 皮 肤 和 粘 膜 刺 激 小
表面(surface)：有一相为气相的界面称为表面。包括液体 表面、固体表面。
表面是界面的一种，本课程将主要讨论表面。
2. 表面张力（surface tension）
(a) (b)
表面张力：是指一种使表面分子具有向内运 动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的 力。这就是当一滴单一成分的液体在恒温、 恒压条件下达平衡时，则总呈球状，即具有 最小的表面积。由于表面分子受力不平衡而 产生的张力。
O O C R 3
草木灰的主要成分是碳酸钾
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
1831年，福海梅最先用橄榄油和苦杏仁油制作出土耳其红油 1875年，土耳其红油被用于工业生产中
土耳其红油：橄榄油或苦杏仁油（都属于三甘酯 ）与硫酸反 应，深度磺化的产物，耐酸耐硬水（应属于磺酸盐型阴离子 表面活性剂）
➢ 从能量的角度看
增加液体的表面积实际上是将液体内部 分子拉倒表面的过程。由于表面分子有向内 运动的趋势，因此必须克服分子间的吸引力， 把分子拉开，才能将内部分子转移到表面而 增加表面积,这个过程中外界所消耗的功则转 化为表面层分子的位能，这种能量即称为表 面能或表面自由能（surface free energy）。 单位常用J/m2。
第二阶段（以矿物为原料）：
19世纪初，矿物原料制备洗涤剂 随着石油工业的发展，石油用来制备洗涤剂。
例如：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，油脂出现短缺。煤炭产量→煤 化工业发展→短链烷基、萘磺酸盐类表面活性剂，如丙 基萘磺酸盐、丁基萘磺酸盐。
第二次世界大战更是加速了矿物原料制备表面活性剂 的进程。
3.表面活性和表面活性剂的概念
各种水溶液表面张力与浓度的关系可归结为三类：
第一类：表面张力随浓度稍有上升 （曲线1）（无机盐类 ） ； 第二类：表面张力随浓度逐渐下降 （曲线2）(大部分极性有机物 ）；
第三类：表面张力在稀浓度时随浓 度急剧下降（曲线3）:某些物质的 加入量很少时，就可使水的表面张 力显著下降 。
1.3 表面活性剂的分子结构特点
表面活性剂由结构上不对称的两部分组成， 为双亲化合物。
➢亲水基: 极性基团。 易溶于水，具有亲水性质。
(疏油基)
➢ 亲油基: 非极性基团。 易溶于油，具有亲油性质。
(疏水基)
结构特点