文档介绍：冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂,这两样东西都不会有。这真是太可悲了。
但是,如果真的没有了表面活性剂,也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。
——英国著名界面化学家Ckint
因为没有表面活性剂,人也没有了。
第一节表面活性剂的基本概念
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表面活性剂基本概念
界面与表面
界面就是指物质相与相的分界面。是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区。若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。即液相或固相与气相的界面称为表面。
常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面。
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通俗地讲,表面张力就是使液体表面尽量缩小的力,-1,即达因/厘米(dyn/cm)。
最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。如图所示。
液体内部分子所受的力可以彼此抵消,但表面分子受到液相分子的拉力大,受到气相分子的拉力小(因为气相密度低),所以表面分子受到被拉入液相的作用力
表面张力 g
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1、表面张力随其溶质浓度的增加略有上升,且往往近于直线(曲线A)
2、表面张力随溶质浓度增加而逐渐下降,在浓度很稀时,下降较快,随浓度增加下降变慢(曲线B)。
3、在溶液浓度稀时,溶液的表面张力随溶质浓度的增加急剧下降,当溶液的浓度增加到一定值后,溶液的表面张力就不再下降了(曲线C)。
水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系
实验发现:水溶液的表面张力随溶质浓度的变化可分为三种类型。
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加入少量就能使水的表面张力大幅度地降低,从而明显改变体系的界面性质和状态的化合物——表面活性剂。如肥皂中的脂肪酸钠,洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
最早的表面活性剂——肥皂
例如20ºC时,,加入 %的脂肪酸钠,γ即降为25mN/m。
一般说来,%的溶液能使水的表面张力下降到约30mN/m的话,则可认为该物质具有良好的表面活性。
表面活性剂的定义
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表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自行结合形成分子有序组合体,从而在各种重要过程,如润湿、铺展、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤中发挥直接作用,还可起平滑、抗静电、匀染与固色、润滑、防锈、疏水、杀菌和凝集等间接作用。
由于用量小而又能起到显著效果,表面活性剂又被称为“工业味精”。
表面活性剂的作用
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一、表面活性剂的结构与特点
结构特点:具有“两亲”结构。由亲油基——即疏水亲油的非极性基团(一般为长烃链),亲水基——即亲水疏油的极性基(如羟基、磺酸基、羧基、氨基等)组成。
双亲结构使表面活性剂在溶液是形成界面吸附、界面定向、生成胶束,具有溶解性和多功能性。
非离子型表面活性剂
聚氧乙烯脂肪醇醚
阴离子型表面活性剂
脂肪醇硫酸钠
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最常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。分为非离子型、阴离子型、阳离子型和***离子型表面活性剂;
二、表面活性剂的分类
按亲水基团是否带电分
离子型
非离子型
阴离子型
阳离子型
***离子型
按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂;
按分子量分类,分为高分子表面活性剂(M大于104); 中分子量表面活性剂(M: 103~104 );低分子量表面活性剂( M: 102~l03)。
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亲水基一端为阴离子,其水溶液一般为碱性或中性。它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重(约40%)。
1、阴离子表面活性剂
脂肪醇硫酸钠
阴离子表面活性剂
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐
R-SO3Na 磺酸盐
R-OPO3Na2 磷酸酯盐
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亲水基一端是阳离子,故常称之为“阳性皂”。其水溶液大多呈酸性。
2、阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯***盐
CH3
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R-NH-HCl 仲***盐
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H
CH3
|
R-N-HCl 叔***盐
|
CH3
CH3
|
R-N+-CH3Cl- 季***盐
|
CH3