精细化工概论考试重点
精细化工概论
精细化⼯概论
精细化⼯概论
1.什么叫精细化学品?它有哪些特点?
答:初级或次级化学品经过深加⼯⽽制成的具有特定的应⽤性能、⽤途,技术密集,商品性强,产量⼩,产品附加值较⾼的化⼯产品。
特点-----(1)⼩批量,多品种;(2)技术密集;(3)综合⽣产流程和多功能⽣产装置;(4)⼤量采⽤复配技术;(5)投资少、利润⼤、附加值⾼;(6)产品更新换代快。
2.精细化⼯基本原料有哪些?
答:初级原料:(1)⽯油(2)天然⽓(3)煤(煤焦油、⽔煤⽓),主要包括---基本原料(三烯、三苯、⼀炔、⼀甲烷);中间体;精细化学品。(4)农副产品——可再⽣资源脂肪类与油类、碳⽔化合物、天然产物等
3.⽬前精细化学品的发展趋势如何?
答:精细化⼯与农业的关系、精细化⼯与轻⼯业和⼈民⽣活的关系、精细化⼯与军⼯、⾼技术领域的关系。
4.胶粘剂有哪些优点?⼀般由哪些物质组成?
答:(1)能粘合⽤其他⽅法不能连接的不同种类、形状材料间的物质,如粘接薄膜、纤维、⼩颗粒等;(2)应⼒分布⾯⼴,⽐采⽤机械连接易得到更轻、更牢固的组件;(3)通过交叉粘接能使各向异性材料的强度、重量⽐及尺⼨稳定性得到改善;(4)粘合剂有许多特殊性能;(5)可以粘合异种材料;(6)粘合⽅法⽐其他连接⽅法(焊接、铆钉、螺栓等连接)便于施⼯,且速度快,经济,美观。
物质组成----(1) 基料;(2)固化剂和固化促进剂;(3)稀释剂;(4)增塑剂与增韧剂;(5)偶联剂;(6)填料;(7)其它助剂。
5. 什么是热固(塑)性胶粘剂?举例说明。
答:热固性胶黏剂---热固性树脂粘合剂是在热、催化剂单独作⽤或联合作⽤下形成化学键,它固化后不熔化,也不溶解。如:环氧树脂胶粘剂,俗称万能胶,是以环氧树脂为基料制备的胶粘剂,能粘接许多⾦属和⾮⾦属材料。
精细化工概论最终版
精细化⼯概论最终版
⼀、名词解释:
1、表⾯活性剂: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。
2、结构两亲性:表⾯活性剂⼀般都是线性分⼦,其分⼦同时含有亲⽔性的极性
基团和亲油性的⾮极性疏⽔基团,因⽽使表⾯活性剂具有双亲性。
3、CMC: 表⾯活性剂分⼦在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度
4、浊点:对于⾮离⼦型表⾯活性剂,其亲⽔性作⽤依赖于醚氧或其他氧氮等杂
原⼦与⽔的极性相互作⽤或氢键相互作⽤温度的升⾼溶解度降低⾄⼀定温度以上,⾮离⼦表⾯活性剂⽔溶液将分离出表⾯活性相,外观由清亮变浑浊,这个开
始变浑浊的温度就称为浊点。
5、克拉夫脱点:离⼦型表⾯活性剂⼀种特性常数,离⼦型表⾯活性剂在⽔中的
溶解度随温度的升⾼⽽慢慢增加,但达到某⼀温度以后溶解度迅速增⼤,这⼀点
称为临界溶解温度,也叫作Kafft点,Tk或Kp表⽰。
6、HLB:表⾯活性剂分⼦中亲⽔和亲油基团对油或⽔的综合亲和⼒称为亲⽔亲
油平衡值.
7、精细化率:精细化⼯产品的总值/化⼯产品的总值×100%
8、热塑性树脂:是具有受热软化、冷却硬化的性能,⽽且不起化学反应,⽆论
加热和冷却重复进⾏多少次,均能保持这种性能。
9、胶黏剂:凡是能将同种或不同种的固体材料粘接在⼀起的物质。
10、ADI(⽇允许摄⼊量):是指⼈⼀天连续摄⼊某种添加剂,⽽不致影响健康
的每⽇最⼤摄⼊量,以每⽇每公⽄体重摄⼊的毫克数表⽰。mg/kg ADI=MNL(最⼤⽆作⽤剂量)× 1/100
11、涂料:是涂覆在被保护或被装饰的物体表⾯,并能与被涂物形成牢固附着的
精细化工概论
1、表面活性剂
——“工业味精”之称 ——降低表面张力的作用
引力
问题:溅开来后为什么形成水滴?
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内聚力
表面活性剂
——“两亲”结构
亲油基(长烃链R-,C8-C18之间)
亲水基(-OH,-COOH,-COOR,-NH2)
亲油基
亲水基
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表面活性剂应用原理
• 1、润湿和渗透
不良润湿 良好润湿
精细化工概论
• 4、起泡和消泡
精细化工概论
4、起泡和消泡
• 发泡剂:能使气泡稳定存在的作用。用以发泡的表面活性剂叫发泡
剂或起泡剂。
• 稳泡剂:在作为起泡剂的表面活性剂中加入少量极性有机物可提高
液膜的表面粘度,增加泡沫的稳定性,以期延长泡沫寿命,该类物质称 为稳泡剂。
• 消泡剂:消除泡沫稳定的因素。
投资小、生产复杂、技术性强、保密性高。
4、大量采用复配技术; 5、间歇生产 6、附加价值高,商品性强;
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精细化工的原料来源
• 煤的加工 • 石油加工 • 天然气的利用 • 农、林、牧、渔副产品的利用
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• 煤的炼焦:
粗苯
苯:50-70% 甲苯:12-22% 二甲苯:2-6%
煤焦油 萘、2-甲基萘、蒽、菲、芴、苊、 芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、 硫芴、吡啶、咔唑等
修改版精细化工概论总复习
练习: 食品抗氧化剂有两类(一类是水溶性的,另一类是 油溶性的),下列食品抗氧化剂中属于油溶性的 是 。 A.抗坏血酸及其盐; B. 茶多酚; C. 4-甲基-2,5-二叔丁基苯酚(BHT); D. 植酸。
练习: 1.调配唇膏香精所用香料必须是允许用于食品的香料。 2.对单体香料的评价,多从 、 、 三方面进行。(香质量,香气强度,留香时间。)
HLB的定义:
亲水亲油平衡—— 在水-油-表面活性剂体系中,当表 面活性剂的亲水性远大于亲油性时,表面活 性剂表现为水溶性,反之表现为油溶性。当 亲水性与亲油性相当时,则称亲水性与亲油 性达到了平衡。于是产生了亲水亲油平衡 (Hydrophile-Lipophile Balance)的概念, 简称HLB。
练习: 1、下面哪一类是两性离子表面活剂 A.十二烷基苯磺酸钠; B.十二烷基三甲基氯化铵; C. N-十二烷基-β-氨基丙酸钠; D.TX-10。
。
练习: 2、可作为非离子型表面活性剂的亲油基原料 物质是 : A. 脂肪酸; B. 聚乙二醇; C.单乙醇胺; D. 环氧乙烷。
表面活性剂分类: 1.表面活性剂的结构特点、分类及物化性质; 2.阴离子表面活性剂; 3.阳离子表面活性剂; 4.两性离子表面活性剂; 5.非离子表面活性剂。
(2)工艺流程图:
对羟基苯甲酸 无水乙醇 浓硫酸 母液 酯化 蒸馏 乙醇 水洗 碱洗
精细化工概论复习
精细化工概论复习
一、名词解释
1.精细化学品:
凡是能增进或赋予一种(类)产品以特定功能,或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品。
2.表面活性剂:
加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力,能够使体系的表面状态发生明显变化的物质。如硬脂酸钠(肥皂)、烷基苯磺酸钠(洗衣粉)等物质。
3.涂料:
涂料是一种涂覆在物体(被保护和被装饰对象)表面同时能形成牢固附着的连续薄膜的配套性工程材料。
4.食品添加剂:
为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
5.胶粘剂:
靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。
6.物理、化学气相法
物理气象法(PVD)利用电弧,高频电场或等离子体等高温热源将原料加热,使之汽化或形成等离子体,然后通过骤冷使之凝聚成各种形态(如晶须,薄片,晶粒等)的超细粒子。
化学气象法(CVD)是以金属蒸汽,挥发性金属卤化物或有机金属化合物等蒸汽为原料进行气相热分解反应,或两种以上单质或化合物反应,在凝聚生成超细粉。
7.表面活性剂、表面张力、HLB值
表面活性剂是指在溶剂中加入很少量既能显著降低溶剂表面张力改变体系界面状态的物质表面张力是指通常把垂直作用于液面表面上任一单位长度并于液面相切的收缩表面力
HLB是表面活性剂的亲水亲油平衡值
8. 离子交换树脂、高吸水性树脂、高分子试剂
离子交换树脂是指功能基在具有三维空间立体结构的网格骨架上不能移动,但功能基所带的可以理解的离子却可以自由移动
高吸水性树脂P142页高分子试剂P143页
9. 抗氧化剂、防腐剂、营养强化剂
(完整word版)年《精细化工概论》期末考试A卷参考答案
常州工程职业技术学院
12-13学年第一学期期末考试试卷参考答案
课程:《精细化工概论》卷种(A/B):A 考核形式:开卷试卷总页数:6
适用班级(专业、年级):应用化工考试时间:90 分钟
学生系部:班级:学号:姓名:
一、概念(每个小题2分,共20分)
1、HLB值:亲水亲油平衡值,是表示表面活性剂亲水性、亲油性的好坏的指标。
2、临界胶束浓度:表面活性剂形成胶束的最低浓度称为临界胶柬浓度。
3、洗涤剂:洗涤剂是指按照配方制备具有去污洗净性能的产品,它以一种或数种表面活性剂为主要组分,并配入各种助剂,以提高与完善去污洗净能力。
4、功能高分子:人们把利用高分子本身结构或聚集态结构的特点,并引人功能性基团,形成具有某种特殊功能的新型高分子材料,通称为"功能高分子"。
5、胶黏剂:胶黏剂是一种媒介,凡能将同种的或不同种固体材料胶结在一起的媒介物质统称胶黏剂,也称胶。
6、涂料:是指涂覆到物体表面后,能形成坚韧涂膜,起到保护、装饰。标志和其他特殊功能的一类物料的总称。
7、橡塑助剂:在橡胶和塑料两大合成材料及其制品生产,加工,使用过程中所添加的各种辅助化学品统称为橡塑助剂。
8、合成橡胶胶黏剂:合成橡胶胶黏剂是一类以氯丁、丁腈、丁苯、丁基、聚硫等合成橡胶为主体材料配制成的非结构胶黏剂。
9、精细化学品:一般是以通用化学品为起始原料,采用复杂的生产工艺进行深度加工,制成小批量、多品种、附加价值率和利润率高、具有专用功能并提供应用技术和技术服务的化工产品。
10、化妆品的定义
化妆品是指以涂擦、喷洒或者其他类似的方法,散布于人体表面任何部位(皮肤、毛发、指甲、口唇等),以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品。
精细化工概论整理资料
第二章 表面活性剂
1. 表面活性剂的定义--是指在加入少量时能显著降低表面张力并改变体系界面状态的物质;
2. 表面张力与表面活性剂浓度间存在何种关系? 1)浓度↑,表面张力↑。如:NaCl 、NaOH 、KNO3等无机酸、碱、盐溶液。 (2)浓度↑,表面张力↓。如:有机酸、醇、醛、酮、醚、酯等极性物质溶液。 (3)随浓度增大,开始表面张力急剧下降,但到一定程度便不再下降。如:肥皂、长链烷基苯磺酸钠等溶液。这些物质称为表面活性剂。 1. 表面活性剂有何结构特点?表面活性剂分子在表面上的定向排列: 表面活性剂溶液随着浓度的增加,分子在溶液表面上将产生定向排列,从而改变溶液的表面张力。 2. 何谓临界胶束浓度?表面活性剂浓度大小与胶束形状有何关系? 临界胶束浓度:表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度,
3. 表面活性剂的亲水亲油性用何值来描述?通过哪些方法可得出该值?
4. HLB 值大小与表面活性剂的适用场合间有何关系?
5. 离子型表面活性剂的溶解度与温度之间存在何种关系?在低温时,表面活性剂一般都很难溶解。如果增加水溶液的浓度,达到饱和态,饱和了的表面活性剂便会从水中析出。但是,如果加热水溶液,达到某一温度时,其溶解度会突然增大。这个使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点,称之为克拉夫点(Kraft Point),也称之为临界溶解温度。
6. 如何解释聚乙二醇型非离子型表面活性剂存在浊点? 聚乙二醇型非离子表面活性剂与离子型表面活性剂相反,将其溶液加热,达到某一温度时,透明溶液会突然变混浊,这一温度称为浊点 8液一般分为哪几种类型?为什么乳状液中需要加
精细化工概论
精细化工概论
1.精细化学品(定义、典型代表)
答:精细化学品是与通用化工产品或大宗化学品相区分的一类化学品。
典型代表:染料、涂料、添加剂、胶黏剂、功能高分子材料。
2.通用化学品(定义、典型代表)
答:通用化学品是以天然资源为基本原料,经过简单加工而制成的大吨位、附加价值率与利润率较低、应用范围较广的化工产品。
典型代表:煤、石油、天然气、矿物。
3.精细化学品/精细化工生产特点:(1)品种多、产量小、主要以其功能进行交易;(2)多数采用间歇生产方式;(3)生产技术要求比较高,产品质量指标高;(4)生产装置占地面积小;(5)整个产品价值中原材料费用的比率较低,商品性较强;(6)直接用于工农业、军工、宇航、人民生活和健康等方面,重视技术服务;(7)投资小,较效快,利润大;(8)技术密集型高,竞争激烈。
4.精细化学品在现代化建设中的作用:(1)精细化工不仅提供了质优的半导体材料、磁性材料等,而且还提供了大量用于集成电路加工的超纯化学试剂和超纯电子气体。(2)精细化工对国防建设和空间技术的发展起着特别重要的作用。(3)开发精细化工产品,可以降低能源消耗和节省资源(4)开发精细化工产品,可使原来的低档产品变为高档产品。(5)促进粮食生产,保证国家粮食安全(6)促进药物开发,为人类进步保驾起航。
5.超细颗粒:粒径达到0.1微米以下。分类:粒径在10-100纳米之间的称大超细颗粒;粒径在2-10纳米之间的称中超细颗粒;粒径在2纳米以下的称小超细颗粒;
6.超细颗粒特点:熔点低、化学活性高、磁性强、热导性好、对电磁波的异常吸收。
精细化工概论-简答题
简答题
1、我国对精细化学品的定义
答:我国对精细化学品的定义一般是指深度加工的、技术密集度高和附加值大的化学品,其多数产品为品种多,更新快,规模小,利润高。
2、颜色与可见光的关系
答:可见光全部通过透明的物体,则物体呈无色;全部被反射,物体呈白色;全部被吸收,则物体呈黑色。物体选择吸收可见光中某一波段的光线,反射其余各波段的光线,物体才有色,物体颜色是对可见光选择吸收的结果。
3、阳离子染料的主要特点和用途
答:主要特点:在水溶液中电离生成带阳电荷的有色离子;用途:阳离子染料是聚丙烯晴纤维的专用染料。
4、简述亲纤维匀染剂的染色原理
答:亲纤维匀染剂的吸附亲和性要比染料与纤维的吸附亲和性大,染色时染料只能跟在匀染剂后面追踪,延长了染色时间,从而达到缓染效果,使纤维均匀染色。
5、荧光现象、荧光化合物的必要条件
答:荧光现象:紫外光照射某些物质,这些物质吸收紫外光后反射不同颜色的可见光,紫外光停止照射时,这种光线很快随之消失。发生荧光的必要条件:(1)必须有一个能够吸收光线的化学结构;(2)必须具有高的荧光效率。
6、简述荧光增白机理
答:由于荧光增白剂发射荧光,使织物总的可见光发射率较原来增大,提高了亮度,织物的白度比一般漂白或上蓝过的更为悦目。荧光增白实际是利用光学上的补色作用来增白。
7、简述偶氮染料的发色原理
答:偶氮染料是染料中最重要的一类,色谱齐全,几乎可染所有纤维,原因在于偶氮染料的母体是偶氮苯,当它吸收光子后,发生和跃迁两种形式。
8、漂白与增白的区别
答:漂白就是利用化学漂白剂的作用使材料中的有色杂质褪色,是化学反应;而增白是利用光的补色原理增加纺织物白度的整理工艺过程,只是光学上的增亮补色。
精细化工概论-名词解释
精细化工概论-名词解释
名词解释
1、染料:能使其他物质获得鲜明而坚牢色泽的有机化合物。
2、偶氮染料:染料分子中含有偶氮基的染料统称。
3、酸性染料:是一类在酸性介质中进行染色的染料。
4、活性染料(反应性染料):能与纤维发生化学反应的染料。
5、分散染料:用分散剂使其成为低水溶性的胶体分散液而进行染色的染料。
6、还原染料(瓮染料):在碱性溶液中借保险粉作用而使棉纤维染色的染料。
7、冰染染料:一类在冰冷却下于织物上生成不溶于水的偶氮染料。
8、硫化染料:在硫碱液中通过硫化反应染棉及维纶用染料。
9、直接染料:能在中性或弱碱性介质中加热煮沸直接上染棉纤维的染料。
10、阳离子染料:聚丙烯晴纤维的专用染料。
11、中性染料:在中性介质中染色的染料。
12、重氮化:芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐反应。
13、色淀:水溶性染料经与沉淀剂作用生成的水不溶性的颜料。
14、荧光效率:表示所发出荧光的量子数和所吸收激发光的量子数的比值。
15、增白:利用光的补色原理增加纺织物白度的整理工艺过程。
16、有机颜料:以有色有机物为原料制造的颜料。
17、表面活性剂:浓度很小时能显著降低水与空气的表面张力或水与其他物质的界面张力的物质。
18、阴离子表面活性剂:溶于水后生成离子,其亲水基团为带有负电荷原子团的表面活性剂。
19、阳离子表面活性剂:溶于水后生成的亲水基团为带正电荷原子团的表面活性剂。
20、非离子表面活性剂:不能电离生成离子的表面活性剂。
21、两性离子表面活性剂:由阴阳两种离子所组成的表面活性剂。
22、表面张力:使液体表面尽量缩小的力。
1.2精细化工概论920
——“两亲”结构
亲油基(长烃链R-,C8-C18之间) 亲水基(-OH,-COOH,-COOR,-NH2)
亲油基
亲水基
• 表面活性剂种类:
阳离子型
1.离子型 阴离子型
表面活性剂
2.非离子型
两性型
RCOONa 阴离子表面活性剂 R-SO3Na
羧酸盐 磺酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
非离子表面活性剂
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
R-CO-NHm(CH2CH2OH)n 烷基醇酰胺
表3-1 表 面 活 性 剂 的 分 类
二、表面活性剂的活性原理及活性作用 1、表面活性剂的活性原理 (1)具有双亲媒性结构 物质的性质是由分子结构决定的,表 面活性剂的分子具有不对称的双亲媒性结 构,即所有表面活性剂分子结构中都含有 长的非极性链,一般是长碳链的碳氢化合 物;它能溶于油而不溶于水,分子的这一 端被称为亲油端或疏水端,另一端则是水 溶性的,被 称为亲水端。所以表面活性剂分子具有亲 水和亲油的双重性质。
分层
水包油
油包水
• 3、分散
能使固体微粒均匀地分散在另一种液体中的物质称为 分散剂,如颜料分散在涂料、印刷油墨中。
• 4、起泡和消泡 • 泡沫是指气体分散在液体中的分散体系。
• 4、起泡和消泡
4、起泡和消泡
精细化工概论简答题
精细化工概论简答题
1.简述精细化学品的概念和特点。
答:一。精细化学品是指加工度高、需要高技术生产的附加值高、产量少、具有特定功能性的化学品。
精细化工和精细化工产品的特点有:
1.具有特定功能。
2.小批量、多品种。
3.技术密集。
4.产品配方性强。
5.附加值高,利润大。
2.什么叫表面活性物质?什么叫表面活性剂?表面活性剂的结构特点如何?
答:具有表面活性的物质称为表面活性物质,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称为表面活性剂,表面活性剂一般都是直线形分子,其分子同时含有亲水性的极性基团和亲油性的非极性疏水基团,因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构,所以,表面活性剂也称为双亲化合物。
3.阳离子表面活性剂可用作润湿剂吗?为什么?
答:阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面,吸附在带负电荷的固体表面,疏水基朝向水相,使固体表面呈“疏水”状态,通常不用于洗涤和清洗,故不可作湿润剂。
4.颜料和燃料有什么区别?
答:染料是有色的有机化合物,一般是可溶性的或转变为可溶性溶液,或有些不溶性的染料可以通过改变染色工艺或经过处理成为分散状态而使纤维物质染色传统用途是对纺织品染色,通过被染色纤维吸附或与之发生化学结合而染成坚固的鲜艳的颜色,自身的颜色不代表它在织物上的颜色。而颜料是不溶性的有色物质,以高度的分散微粒状态使被着色物着色,对所有的着色对象无亲和力,常与具有粘合功能的高分子材料合用,传统用于非纺织品。
精细化工概论 第三章
第二节 阴离子表面活性剂
2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES) 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES) 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)采用C12~C14 的椰油 醇为原料,有时也用C12~C16醇,与2~4mol环氧乙烷缩合, 再进一步进行硫酸化,中和时与FAS(脂肪醇硫酸盐)相 似,可用氢氧化钠、氨或乙醇胺。 现在AES也逐步进入重垢洗涤剂的领域。这是由于在 洗衣粉或洗涤精之类的配方中已出现了降低磷酸盐含量的 倾向。AES可认为是家用洗涤剂配方中最重要的表面活性 剂之一。它很可能会大量与非离子表面活性剂复配后使用。 在未来的一段时间内。AES是市场需求增长得最快的一种 阴离子表面活性剂。
第二节 阴离子表面活性剂
三、磺酸盐型阴离子表面活性剂 烷基苯磺酸盐(TPS) 1、 烷基苯磺酸盐(TPS) 从生产量和消耗量来看,烷基苯磺酸盐仅次于肥皂,在合成表面 活性剂中占第一位。早期生产烷基苯磺酸盐是用丙烯齐聚生成四聚丙 烯,后者再与苯发生烷基化反应得到支链十二烷基苯,然后再进行磺 化、中和而成。这种烷基苯磺酸盐(简称TPS)的结构如下:
第一节 概 述
第一节 概 述
(2)表面张力 通常,把垂直作用于液体表面上任一单位长度,并与液面相切的 收缩表面的力称为表面张力。表面张力的单位用N/m表示。表面活性 剂最大特性之一就是即使在较低浓度下也能显著降低溶剂的表面张力。 图3-2为表面活性剂的浓度变化及其活动情况图。
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第二章
1、表面活性物质和表面活性剂有什么异同点?
答:把能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性,具有表面活性的物质称为表面活性物质。把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,称为表面活性剂。表面活性剂在加入很少量时即能显著降低其表面张力,改变体系界面状态。举例:肥皂、油酸钠、洗涤剂等物质的水溶液,在溶液浓度很低时,表面张力随溶液浓度的增加而急剧下降,降到一定程度后便缓慢或不再下降;乙醇、丁醇等低碳醇和醋酸等物质,表面张力随溶液浓度的增加而下降。这两类都是表面活性物质。
2,表面活性剂的结构特点
答;表面活性剂一般都是直线形分子,其分子同时含有亲水(增油)性的极性基团和亲油(憎水)性的非极性疏水基团,因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构,所以,表面活性剂也称为双亲化合物。
3.表面活性剂的分类(按亲水基的性质):
①阴离子表面活性剂(亲水基团为带负电的原子团):羧酸盐型(R-COONa)磺酸盐型(R-SO2Na)硫酸酯型(R-O-SO3Na)磷酸酯型(R-OPO2Na2)
②阳离子表面活性剂(亲水基团为带正电的原子团):含氮类和非含氮类(季磷盐,季锍盐和季碘盐)
③非离子表面活性剂(溶于水后不解离成离子):按亲水结构分,醚型(氧乙烯基-[OCH2CH2]n-)酯型(多元醇的脂肪醇H2C(OH)- H2C(OH)-H2COOR)醚酯型(多元醇脂肪酯的聚氧乙烯醚R-COOR'-[OCH2CH2]n-)醇酰胺型(R-CONH-R'-OH)
④两性表面活性剂(由阳离子部分和阴离子部分组成):阳离子部分由铵盐或季铵盐做亲水基,阴离子部分由羧酸盐,硫酸酯盐和磺酸盐做亲水基。
4.表面活性剂在溶液当中的性质:
①吸附②分散③泡沫和消泡④增溶⑤洗涤(阴)⑥柔顺平滑(阳)抗静电(阴)和杀菌(以阳离子表面活性剂为主其次是两性表面活性剂)⑦浮选
⑧形成胶束:当水中溶解了表面活性剂后,在水中的一些氢键被亲油基碳氢链隔断二重新排列,而水溶液中表面活性分子的亲油端就发生互相靠拢的缔合现象,在水溶液中缔合成胶束。(聚集数n:胶束的大小用形成胶束的表面活性剂的平均数目,即聚集数n来衡量。一般表面活性剂亲油端的碳链越长,胶束聚集数会增大。)
⑨润湿(阴离子表面活性剂):固体表面能越高,γg-s越大,越易润湿,即高表面能固体比低表面能固体易于被润湿。固体能被表面张力低于其表面能的液体润湿,高能固体表面如与一般液体接触,体系表面的吉布斯自由能将有较大的降低,故能为一般液体所润湿,低表面固体一般润湿性能不好。
⑩乳化:乳状液两种类型(水包油O/W 如雪花膏,油包水W/O,清洁霜可以是水包油也可以是油包水,油包水适用于干性皮肤清洁,水包油适用于油性皮肤清洁)
乳化剂作用:降低表面张力,增加界面强度,界面电荷的产生
5.表面活性剂物性参数
①临界胶束浓度(CMC):表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度。
CMC越小,表示该表面活性剂形成胶束所需的浓度越低,即达到表面饱和吸附的浓度越低,表示该表面活性剂的活性越大,反之表面活性剂的活性越小。
一个原则:越亲水(不易形成胶束)CMC越大,越憎水CMC越小
同系物的碳原子数增加或碳氢链中有苯环,CMC减小
碳氢链不饱和度增加或碳氢链中有极性基,CMC增大
具有支链的比相同碳数直链的CMC大
碳氢比碳氟的CMC大
离子型比非离子型的CMC大得多(温度升高,离子型CMC增高而非离子型的CMC降低)
对同一系列的表面活性剂,若亲水端一定,则不论是阴离子或非离子型,其CMC随憎水端大小的增加而下降。在非离子型表面活性剂中CMC随聚氧乙烯基醚聚合度(亲水端)的下降而下降
②亲水亲油平衡值(HLB)表示表面活性剂的亲水,亲油性好坏的指标。
HLB越大,表面活性剂的亲水性越强;HLB越小,表面活性剂的亲油性越强。
HLB值:1.5-3 W/O型消泡剂 3.5-6 W/O型乳化剂7-9 润湿剂
8-18 O/W型乳化剂13-15 洗涤剂15-18 增溶剂
③克拉夫拖点(离子型表面活性剂在Krafft点以上使用)
离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而慢慢增加,但达到某一温度之后,溶解度迅速增大,这一点的温度称为临界溶解温度,也叫做卡拉夫拖点(Tk)。
Tk↑(亲油性好) CMC↓HLB↓
Tk↓(亲水性好) CMC↑HLB↑(离子型使用的温度越低,性能越优越)
④浊点(非离子型表面活性剂要在浊点以下使用)
温度升高会使非离子型表面活性剂在水中的溶解度降低,达到某一温度后,外观由清亮变得混浊,这个开始变浑浊的温度就称为浊点。
浊点↑(亲水性好)CMC↑HLB↑(非离子型使用的温度范围越宽,性能越优越)浊点↓(亲油性好)CMC↓HLB↓
直连烷基苯磺酸盐(LAS),它的亲油端在C8以上才具有表面活性,烷基苯磺酸盐的表面活性随烷基碳链原子数的增加而增大,但碳链过长时,其在水中的溶解度过低,也不能形成胶束,当烷基碳链原子数超过18时,表面活性明显下降。烷基苯磺酸钠(LAS)是洗涤剂中用量最多的阴离子表面活性剂,以C11-C12的线性苯磺酸钠为主
第三章
①洗涤剂,阴离子表面活性剂(是指以去污为目的而设计复配的制品,通常是由主要组分表面活性剂(活性组分)和辅助组分助洗剂,添加剂等组成)
阳离子表面活性剂通常不宜做洗涤剂的主要成分,这是由于在水中大多数污垢和纤维带阴电,溶液中的阳离子表面活性剂会以亲水端朝向固体表面,在固体表面形成亲油端朝外的单分子层膜,使固体表面疏水,不易润湿,易粘附油污,产生反洗涤作用,故阳离子表面活性剂虽然有较低的表面张力,但是并不利于洗涤。
基本过程:载体·污垢+洗涤剂≒载体+污垢·洗涤剂
污垢洗涤步骤:A.吸附,洗涤剂中的表面活性剂在污垢及载体的界面发生定向吸附
B.润湿和渗透,由于表面活性剂的界面定向吸附,洗涤剂可渗透到污垢和载体之间,使洗涤剂润湿载体,降低污垢和载体的附着力
C.污垢的脱落,污垢和载体的附着力降低后,再施加外力的作用,促使污垢从载体上脱落
D.污垢的分散和稳定,从载体表面脱落的污垢被分散,被乳化或增溶在洗涤剂溶液中,保证污垢不在附着于干净的载体表面
洗涤剂的作用:1、吸附作用2、乳化作用3、增溶作用4、分散作用5、泡沫作用
洗涤剂用的辅助原料:
A. 硬水软化剂(主要是螯合剂和离子交换剂),起硬水软化作用的可以是能螯合金属离子(钙镁等)的无机助剂聚合磷酸盐(洗涤剂中用量最大的无机助剂),能与水中金属离子交换的