精细化学品知识点总结

第二章 表面活性剂 胶束的作用：润湿作用、乳化作用、泡沫作用、分散作用、增溶作用、洗涤作用 二、.润湿的应用 润湿剂被广泛应用于纺织印染工业、金属缓蚀，也用在农药中，以增强其对植物或虫体的润湿性，提高杀虫效力。另外还用在照相乳剂涂布时。 三、增溶 定义：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中不溶或微溶的物质溶解度显著增加的作用。不同于溶解，乳化。 应用：在药剂中，一些挥发油、脂溶性维生素、体激素等许多难溶性药物常可借此增溶，形成澄明溶液或提高浓度。还用于在乳液聚合、石油开采、胶片生产、洗涤等方面。 四、乳化与破乳作用 乳化的定义：加入表面活性剂，在强烈搅拌下油被分散在水中，形成乳状液的过程。 乳状液的定义：一种或多种液体以微粒状态均匀分散在另一种与它互不相溶的液体中形成的体系，又称乳液、乳剂或乳浊液。 乳化剂的定义：除水相、油相外，加入的凡可以阻止分散相聚集而提高乳状液稳定的第三种物质。 乳化剂的作用原理：A、降低界面张力。当水相与油相混合时，加入表面活性剂（乳化剂）可降低油水的界面张力，分散成稳定的乳剂。B、形成牢固的乳化膜。乳化剂有规律地排列在液滴表面形成乳化膜，可阻止液滴合并。乳化剂在乳滴表面上排列越整齐，乳化膜就越牢固，乳剂也就越稳定。 破乳定义：使稳定的乳状液的两相达到完全分离，成为不相溶的两相的过程。是与乳化作用相对应的作用。 原理：改变乳状液的界面膜性质以降低界面膜强度或破坏其界面膜，从而使稳定的乳状液易于发生破乳。加入表面活性剂是物理化学法破乳的重要方法。 所用的表面活性剂应具有两种特性：其一是应有较高的表面活性，能强烈吸附油、水界面并将原乳状液中的乳化剂从界面上顶替下来或部分顶替下来；其二是它在界面又不能形成过于牢固的膜，防止形成新的乳状液界面。 六、乳化剂的工业应用 1、化妆品：乳化剂广泛应用于化妆品工业方面，主要是膏霜、露液等，提供皮肤所需油性及水性成分，有效保持皮肤柔软性、润滑性；另外还应用于化学卷发液或染发剂中可防止损伤头发。此类乳化剂一般为阴离子类的硬脂酸皂，及非离子表面活性剂 2、钻井处理剂：为了提高钻井液的润滑性、耐温性和防塌性，有时需要使用乳化钻井液，包括混油(即水包油，O/W)型乳化泥浆和油包水(W/O))型乳化泥浆。对于钻斜井、超深井及在不稳定地层钻井。 3：食品工业：食品乳化剂能使食品各成分混合均匀，以改善食品的组织结构、口感，提高食品的质量和贮存性。主要品种为非离子型表面活性剂，少数是阴离子型。其中，天然乳化剂如大豆磷脂及脂肪酸多元醇酯与其衍生物的应用最为广泛。 七、起泡和消泡作用 对表面活性剂溶液进行搅拌，使空气进入溶液中，从而被周围的溶液包围形成气泡。疏水基伸向气泡的内部，亲水基向着液相的吸附膜。形成的泡由于溶液的浮力而上升到溶液的表面，最终逸出液面形成双分子薄膜 这些表面活性剂通常有较强的亲水性和较高的HLB值，在溶液中可降低溶液的界面张力而使泡沫稳定，称这些物质为起泡剂。 泡沫产生条件：发泡性：高表面活性，易于发泡。稳泡性： 易在气液界面形成定向排列的吸附膜，且可提高液膜的表面粘度，增加泡沫的稳定性，延长泡沫的寿命 消泡剂：在产生稳定的泡沫情况下，加入一些HLB值为1-3的亲油性较强的表面活性剂，则可与泡沫液层争夺液膜表面而吸附在泡沫表面上，代替原来的起泡剂，而其本身并不能形成稳定的液膜，故使泡沫破坏，这种用来消除泡沫的表面活性剂称为消泡剂。少量的辛醇、戊醇、醚类、硅酮等也可起到消泡作用。 起泡剂的工业应用：泡沫灭火剂、矿石浮选 消泡剂的工业应用：在发酵工业中的应用、在轻工业中的应用 八、分散和絮凝作用 1、定义 将固体以微小粒子形式分布于分散介质中，形成具有相对稳定性体系的过程叫做分散。 用于使固体微粒均匀、稳定的分散在液体介质中的低分子或高分子表面活性剂统称分散剂; 分散相粒子以任意方式或受任何因素的作用而结合在一起，形成有结构或无特定结构的集团的过程称为聚沉或絮凝，聚沉形成的聚集体较为紧密，絮凝形成的聚集体较为疏松，但通常两者是通用的。 用于使固体微粒从分散体系中聚集或絮凝的表面活性剂叫絮凝剂 2.作用原理 分散作用原理：分散过程一般分为三个阶段：1、由于表面活性剂的加入，降低了表面张力，加速了固体粒子的润湿、渗透；2、粒子团的碎裂在缝隙中发生；3、表面活性剂在固体微粒表面吸附，增加了防止微粒重新聚集的能障，降低了粒子聚集的倾向，提高了分散体系的稳定性。分散剂主要有阴离子和非离子表面活性剂及有机胺类阳离子表面活性剂。 分散体系中固体微粒的絮凝包括两个过程：被分散粒子的去稳定作用（导致粒子间的排斥作用减弱）和去稳定粒子的相互聚集。为使固体微粒絮凝，主要是在体系中加入有机高分子絮凝剂，絮凝剂吸附在质点表面，在质点间进行桥连形成体积庞大的絮状沉淀而与水溶液分离。 高分子絮凝剂的类型主要有丙烯酰胺共聚物型阳离子型絮凝剂，聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚型非离子表面活性剂。 3.应用：分散：油墨、涂料、塑料等领域 絮凝：废水和污水处理，工业及居民用水净化，制糖，冶金，采矿，食品等工业 九、洗涤作用 1.定义：固体表面除掉污物统称为洗涤。 来自生活环境的污垢通常有：油污、固体污垢、以无机成分为主及其它污垢（奶渍、血渍、人汗等含有蛋白质的污垢） 2.洗涤机理：洗涤去污作用，是表面活性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等多种作用综合的结果。污物放入洗涤剂溶液中，先充分润湿、渗透，溶液进入污物内部，使污垢容易脱落，然后洗涤剂把脱落下来的污垢乳化，分散于溶液中，经清水反复漂洗从而达到洗涤效果。 洗涤剂在洗涤中有两方面作用：降低表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性，从而去除固体表面的污垢；对油污的分散、增溶和悬浮作用，使脱离下来的污垢能很好的分散和悬浮在介质中，不再沉积在固体表面。 3、洗涤剂的工业应用 1、纺织品洗涤剂，污垢主要是灰尘等油污少的轻垢型洗涤剂。2、厨房用洗涤剂 厨房用洗涤剂可分为餐具和炊具用洗涤剂和蔬菜、瓜果鱼禽肉类洗涤剂。用于餐具和炊具的洗涤剂主要是清除附着于硬表面上的污垢；用于蔬菜、瓜果和禽肉类洗涤剂主要能清除附着于其上的各种污垢、农药、微生物等。 厨房用洗涤剂的要求：①洗涤剂的各组分对人体安全无害;②能较好地洗净、除去动植物油污;③不损伤餐具、炊具及其他厨房用材料;④用于蔬菜、瓜果、鱼禽肉等洗涤，应无残留物，不影响外观和风味，不能发生化学反应、破坏营养成分;⑤起泡良好。 个人用洗涤剂，个人清洁用品是液体洗涤剂中第三大类清洁剂，包括头发清洁剂、皮肤清洁剂。这些产品与人体接触，卫生要求较高，在国外也将其列入化妆品范畴。 工业洗涤剂，金属清洗剂—其发展趋势是从溶剂型过渡到水基型，而水基型中常会用到两性表面活性剂。其他类型的工业洗涤剂如高压洗涤剂、交通污膜脱除剂、泡沫洗净剂等均可使用两性表面活性剂 十、、 表面活性剂的派生功能1. 柔软平滑作用 主要针对纤维织品和毛发。纤维上浆烘干后，形成的浆膜粗糙、弹性差，经不起织造中的反复拉伸、摩擦，为改善这种状况，采取了在浆料中加入柔软剂的方法，通常将表面活性剂和油剂混合使用。表面活性剂在纤维表面形成疏水基向外的吸附，增大了彼此间的润滑性，降低了纤维间的摩擦系数，获得平滑柔软的手感。2.抗静电作用、静电的方法之一是使用以表面活性剂为主要成分的纤维用抗静电剂，对纤维进行表面处理。或者对原料聚合物进行改性。 3.杀菌作用。阳离子和某些两性表面活性剂具有杀菌抑霉作用。 4.匀染作用，匀染剂用于印染工业，以达到均匀染色的目的。理论上：要达到匀染，必须降低染色速度，使染料分子向浅色部分迁移，即称移染。匀染剂分为两类：（1）亲纤维匀染剂（2）亲染料匀染剂5.防水整理剂纤维制品的防水整理，可分为不透气性和透气性两种，前者可用橡胶、合成树脂等涂在纤维织物上，在织物上形成连续防水膜。后者，空气和水蒸气对织物的透气性不产生障碍，仅使织物表面变为疏水性。 十一、表面活性剂的制备 1、离子表面活性剂，亲水基团带有负电荷，溶于水中时具有表面活性的部分为阴离子的表面活性剂。阴离子表面活性剂按亲水基团分为：脂肪羧酸酯类R-COONa，脂肪醇硫酸酯类R-OSO3Na，磺酸盐类R-SO3Na，磷酸酯类R-OPO3Na。 2.硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 化学通式为ROSO3M,碳链中碳数为8～18。:脂肪醇硫酸酯盐(AS)最有代表性的是十二烷基硫酸钠，或称月桂醇硫酸酯钠. 2阳离子表面活性剂 典型代表：十二烷基二甲基苄基氯化铵，俗称洁尔灭，1227，十二烷基二甲基苄基溴化铵又称新洁尔灭。易溶于水，呈透明溶液状，对金属不腐蚀，10％的水溶液的杀菌能力相当于苯酚的50-60倍，常配成20％的水溶液应用，主要用于外科手术器械、创伤的消毒杀菌. 非离子表面活性剂的合成 4两性表面活性剂的合成 氨基酸型两性表面活性剂，氨基酸兼有羧基和氨基，本身就是两性化合物。当氨基上氢原子被长链烷基取代就成为具有表面活性的氨基酸表面活性剂。这类产品具有良好的水溶性，洗涤性能很好，并有杀菌作用。它们的毒性比阳离子活性物低，常用于洗发膏及洗涤剂中。 典型代表 N-十二烷基-ß-氨基丙酸钠。 甜菜碱型两性表面活性剂，其中有代表性的是烷基二甲基甜菜碱两性表面活性剂 十二、氟表面活性剂及生物表面活性剂 1、定义 碳氢链的氢原子被氟原子部分或全部取代后称为碳氟链，具有碳氟链疏水基的表面活性剂称为氟表面活性剂。