第3章 表面活性剂的功能与应用 起泡和消泡作用
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第一章 概述
1. 表面活性剂的定义
在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力,改变物系的界面状态,能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用,从而达到实际应用的要求的一类物质。
2.表面活性剂的分类(按离子类型和亲水基的结构)
离子类型:a.非离子型表面活性剂
b.离子型表面活性剂(阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂)
亲水基:羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型
第二章 表面活性剂的作用原理
表面活性、表面活性物质、表面活性剂?
因溶质在表面发生吸附(正吸附)而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性,这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂:是一类表面活性物质,其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
表面活性如何表征?
假如。是水或溶剂的表面张力,为加入表面活性剂后溶液的表面张力,则表面(界面)张力降低值可表现为。,在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值/c来衡量溶质的表面活性。当物质的浓度c很小时,-c略成直线,每增加一个 –CH2,/c增加为原来的3倍。
表面活性剂的两大性质是什么?如何解释?
两大性质:降低表面张力和胶束的形成
降低表面张力:是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质,表面活性剂分子吸附于液体表面,用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子,因此溶液的表面张力降低
胶束的形成:达到吸附饱和,表面活性剂的浓度再增加,其分子会在溶液内部采取另一种排列方式,即形成胶束。
什么是临界胶束浓度及其测定方法?
开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度(critical micelle
concentration,简写为cmc)。
测量依据:表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化,上述性质发生突变的浓度。 1、表面张力法:表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降,到达一定浓度(即cmc)后变化缓慢或不再变化。
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。
表面活性剂化学知识点
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 :作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用 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-
极性头 8-18C 长链烷基等非极性基团
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。
表面活性剂在洗涤方面的研究与应用前景
摘要: 简述了日常生活中如个人清洁、宾馆/酒店厨房、餐具保洁中应用的表面活性剂的主要类型,表面活性剂是具有表面活性的物质,能改变物质的表面张力。表面活性剂的分子都是由亲水基和疏水基构成,大部分能溶于水,能产生润湿、乳化、渗透、发泡、去污等作用。随着洗涤剂越来越专用化,表面活性剂的品种数量也在飞速发展。因此,利用不同类型的表面活性剂在洗涤剂中的不同功能及作用,使其不断满足对不同洗涤环境的要求,提高人们日常卫生质量水平。
关键字: 表面活性剂;性能;个人卫生;宾馆;酒店;厨房;餐具;清洁剂,应用
表面活性剂是一种功能性精细化工产品,当它溶解或分散于液体时,加入很少量就能使溶液的表面张力或液-液界面张力大大降低,改变体系的界面状态;当达到一定浓度时,在溶液中缔合成胶团,因而产生润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、增溶、洗涤、杀菌、柔软、抗静电等许多有实用意义的物化性能和化学性能,大大改善这些界面的能量关系,以达到实际应用的要求。它广泛地应用于日常生活洗涤中,以下便是它在不同洗涤环境的应用。
一、表面活性剂在个人卫生中的应用
90年代后,随着液体洗涤剂的快速发展,洗涤行业对产品的生化降解性,皮肤刺激性和冷、热水中去污力提出更高要求, AOS较烷基苯磺酸盐的生物降解性好,对皮肤的刺激性低、毒性小,用作洗涤剂可使织物有良好的手感,此外还能防止粉状洗涤剂结块。表面活性剂AOS由于具有良好性能,因而被广泛用作粉状合成洗涤剂、厨房用洗涤剂和香波等的原料,现在也用作工业用合成洗涤剂的原料。近十几年来,作为阴离子表面活性剂的后起之秀迅速发展壮大。在我国,随着洗涤剂液体化、浓缩化、无磷化比重上升,由于表面活性剂AOS与无磷助剂协同效应好,它的比重逐年上升。表面活性剂AOS以其优良的性能,在卫生洗浴用品、个人清洁用品中独占鳌头。
表面活性剂AOS具有C-S键的磺酸盐结构特征, AOS分子结构中不含苯环,它区别于与以C-O-S键结合的硫酸盐及烷基苯磺酸盐(LSA) 类表面活性剂,结构决定性质,其优点包括: (1)可生物降解,无毒,低皮肤刺激性;(2)良好的润湿性能与乳化性能,即使在硬水中也能保持优越性能; (3)极佳的去污力和起泡性; (4)极好的增溶性,可降低制品的浊点和改善制品的耐寒性;(5)优异的钙皂分散力和耐硬水性;(6)极易溶于水、易冲洗干净。