文档介绍：表面活性剂物理化学
叶志文
推荐教材:《表面活性剂作用原理》
——中国轻工业出版社
作者: 赵国玺朱步瑶
授课内容
★表面活性剂的基本概念与基本方法
★表面活性与表面活性剂
★表面活性剂溶液的基本特性
★表面张力与表面自由能、疏水效应
★表面活性剂的结构与类型
★液体表面张力的测定方法等
★表面活性剂的界面化学与胶体化学性质
★表面活性剂在各种界面上的吸附和在溶液中形成有序组合体的特性
★混合表面活性剂体系的基本性质
★一般不溶物单分子膜、表面活性剂不溶膜、固体表面上的超薄膜
★表面活性剂应用基础性质
润湿、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤等
★表面活性剂结构与性能的一些规律
★表面活性剂新疆界
第一章绪论
表面活性剂(surfactant,tenside)
表面活性剂是这样一种物质,它活跃于表面和界面上,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能形成分子有序组合体,从而具有一系列应用功能。
人类认识表面活性剂是从洗涤剂开始。
发展历程:
山羊油制成的皂(甘油三羧酸酯水解产物)
皂角(皂苷)和猪胰(富含消化酶)
肥皂(洋胰子):不耐硬水、不耐酸
土耳其红油:蓖麻油与硫酸的反应产物
短链烷基萘磺酸盐类表面活性剂(Nekal,拉开粉):煤焦油衍生物
烷基硫酸盐及长链烷基芳基(苯基)磺酸盐及非离子表面活性剂:目前大量使用
目前洗涤剂要求:洗涤效率高,对皮肤和粘膜刺激性小,对织物和头发具有柔软功能,对环境友好,易于生物降解等。
表面活性剂科学
◆表面活性剂合成化学
研究各种表面活性剂的合成方法和生产技术。
◆表面活性剂物理化学
研究表面活性剂性能、作用的规律和原理。表面活性剂溶液表面张力、表面活性剂溶液结构和性能。
表面张力与表面自由能
表面张力(surface tension):垂直通过液体表面上任一单位长度、与液面相切地收缩表面的力(单位:mN/m)。
表面自由能(surface free energy):恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增量(单位:mJ/㎡)。
表面张力和表面自由能分别是用力学方法和热力学方法研究液体表面现象时采用的物理量,具有不同的物理意义,却又具有相同的量纲。

25℃时水的表面张力为72 mN/m。
弯曲液面两侧压力差
液面的曲率
由于液体存在表面张力,液体表面常常成为弯曲状,由此,对液体的性质产生一系列重要的影响。其中,最重要的是毛细压力,也就是弯曲液面下的附加压力(Laplace压).
Laplace公式
若液滴为球形:
若液面不成球形:
说明由于存在表面张力,弯曲液面对内相施与附加压力,其值取决于液体的表面张力和液面的曲率。
表面活性与表面活性剂结构特征
溶液的表面张力

图1 溶液表面张力曲线