文档介绍：表面活性剂综述
文献综述:表面活性剂
实验1201 Schen
前言
简介:表面活性剂(surfactant): 是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或***基及其盐,羟基、酰***基、醚键等也可作为极性亲水基团;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、***表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。原理:通过分子中不同部分分别对于两相的亲和,使两相均将其看作本相的成分,分子排列在两相之间,使两相的表面相当于转入分子内部。从而降低表面张力。由于两相都将其看作本相的一个组分,就相当于两个相与表面活性剂分子都没有形成界面,就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界面,就降低了表面张力和表面自由能。
临界胶束浓度(CMC):表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。
【注】:通过对表面活性剂学****和了解,本文就其部分性能和应用进
行了如下简单综述。
一:表面活性剂的胶束及其应用:
胶束:是指在水溶液中表面活性剂的分子或离子的浓度超过cmc时缔合形成的亲水基向外、疏水基向内的聚集体!表面活性剂随其水溶液的浓度变化形成胶束的过程如图-1所示.
胶束的基本结构:包括内核和外层 2 部分。对于离子型表面活性剂的胶束,内核由彼此靠近的疏水基构成,外层包括由表面活性剂离子#反离子及水化水组成的固定层以及由反离子在溶剂中扩散分布形成的扩散层,如图2a所示。非离子型表面活性剂的胶束无电荷,水化层较厚,如图2b所示。内核是表面活性剂胶束溶液的非极性区域。
通常,表面活性剂在cmc附近形成的胶束多为球形。溶液浓度达到cmc的10倍附近或更高时,胶束可变为椭球、扁球形或棒状,甚至形成层状胶束!胶束的形状取决于表面活性剂分子的几何形状,特别是亲水基和疏水基横截面积的相对大小。
为表征表面活性剂分子的几何特性,Israelachvili等在1976年定义了临界排列参数P:
式中v是表面活性剂分子疏水基体积;l是疏水链长度;a是亲水基紧密排列的单层中的平均占有面积。
根据P的大小,可以大致判断胶束的形状。当P≤,易于形成球形或椭球形胶束;<P≤,易于形成较大的柱状或棒状胶束; 当P=~;P>。
胶束的增溶作用
表面活性剂在水中形成胶束后,胶束内部为非极性或极性较小的区域,这使得原本不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大,这种作用称为增溶作用或加溶作用。
表面活性剂由于其双亲结构,在水中自发形成亲水基向外、疏水基向内的胶束结构!胶束提供了从非极性到极性全过渡的微环境,对各类物质均有不同程度的增溶作用,为其应用打下了基础。
二:表面活性剂的反胶束及其应用:
反胶束:表面活性剂是既含有亲水基又含有亲油基( 或疏水基) 的两亲分子。在水中,当