表面活性剂及其复配体系
表面活性剂的复配
五、阳离子-非离子表面活性剂复配体系
在阳离子表面活性剂溶液中加入非离子表面 活性剂,可以使临界胶束浓度显著降低。 是阳离子表面活性剂的离子基团与非离子 表面活性剂的极性聚氧乙烯基相互作用的 结果。
六、非离子-非离子表面活性剂复配体系
多数聚氧乙烯非离子表面活性剂本身便是混合物, 其性质与单一物质有较大差别,通常疏水基相同、 环氧乙烷加成数相近的两种非离子表面活性剂混 合时,近乎理想溶液,容易形成混合胶束,其混 合物的亲水性相当于这两种物质的平均值,当两 种表面活性剂的环氧乙烷加成数和亲水性相差较 大时,混合物的亲水性高于二者的平均值,油溶 性的品种有可能增溶于水溶性表面活性剂的胶束 中。
ห้องสมุดไป่ตู้
由此可以看出,引入分子间相互作用参数 后,可以定性地了解两种表面活性剂分子 间的作用情况,是相互吸引还是相互排斥, 作用力的强弱如何。并可通过相关公式计 算并判断出两种表面活性剂混合后是否产 生复配效应,并可进一步求出产生最大加 和效应时复配体系的组成,即两种表面活 性剂的复配比例,这为表面活性剂复配的 应用提供了理论指导。
二、形成混合胶束
当复配体系水溶液形成混合胶束的临界胶束 浓度低于其中任何一种单一表面活性剂的 临界胶束浓度时,即称为产生正加和增效 作用;如果混合物的临界胶束浓度比任何 一种单一组分的高,则称产生负加和增效 作用。
三、综合考虑
将降低表面张力和形成混合胶束综合起来看, 正加和增效是指两种表面活性剂的复配体 系在混合胶束的临界胶束浓度时的表面张 力低于其中任何一种表面活性剂在其临界 胶束浓度时的表面张力,相反则产生负加 和增效作用。
二、影响分子间相互作用参数的因素
大部分混合体系的β值为负值,即两种表面活 性剂分子间是相互吸引的作用。这种吸引 力主要来源于分子间的静电引力,与表面 活性剂分子结构密切相关,并受温度及电 解质等外界因素的影响。
表面活性剂复配技术研究
a r t i f i c i a l c o r e s .T h e o p t i m a l s y s t e m w a s t h e n s e l e c t e d a m o n g v a r i o u s C O m b i n a t i o n s y s t e ms a s t h e o n e t o b e a p p l i e d i n t h e f i e l d t e s t . R e s ul t s s h o w t h a t , t y p e s o f s u r f a c t a n t a n d c o m b i n a t i o n p r o p o r t i o n s h a v e a l i t t l e
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t e n s i o n o f c o m b i n a t i o n sy s t e m w a s e v a l u a t e d a n d f l o o d e x p e r i m e n t s w e r e i m p l e m e n t e d w i t h h e t e r o g e n e o us
表面活性剂的复配原理
表面活性剂的复配原理表面活性剂的复配原理是指将不同种类的表面活性剂按一定的比例和方式组合使用,以达到更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂由亲水基和疏水基组成,亲水基具有亲水性,疏水基具有疏水性。
在液体中,亲水基会向水相靠近,而疏水基会向空气相靠近。
当表面活性剂溶解在液体中时,由于其分子有两个相对独立的界面,即表面活性剂分子的水溶液界面和水/空气界面。
在这两个界面上,亲水基和疏水基具有不同的定位,形成了所谓的吸附层,这种吸附行为也决定了表面活性剂的表面活性。
通过复配不同种类的表面活性剂可以调节表面张力和稳定乳液、分散悬浮体系。
具体原理如下:1. 鸟嘌呤类表面活性剂与短链烷基硫酸盐类表面活性剂的复配:鸟嘌呤类表面活性剂具有良好的乳化性能,但其乳化稳定性较差。
而短链烷基硫酸盐类表面活性剂具有良好的乳化稳定性。
因此,将两者复配使用可以提高乳化体系的稳定性,同时实现良好的乳化效果。
2. 非离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂的复配:非离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的乳化性能,但其稳定性相对较差。
而阳离子型表面活性剂则具有良好的稳定性。
将两者复配使用可以同时实现较好的乳化效果和乳化稳定性。
3. 阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的复配:阴离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的分散悬浮性能,但其分散稳定性较差。
而非离子型表面活性剂具有较好的分散稳定性。
将两者复配使用可以提高分散悬浮体系的稳定性,同时实现良好的分散效果。
通过合理复配不同种类的表面活性剂,可以充分利用各种表面活性剂的特性,实现更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂的复配
节p , 值 也就是界面膜 的 自然曲率 , 使之与油滴 的 自
然 曲率 更 匹配 而 提高 乳液 的稳定 性 。
图 1 界 面 上 的 表 面 活 性 剂 示 意 图
F g r Th c e t i g a o u f c a t n t ei tra e iu e 1 e s h ma i d a r m fs ra t n n e f c c o h
式 中 , 为 表 面 活性 剂 尾 的体 积 , 为 尾 的伸 展 长 v ,
度 , 为 表 面活 性剂 头 在界 面上 的投 影 面积 。 a
油 在 水 中乳 液 的P <1 界 面 膜 为 弯 向油 滴 的 曲 ,
表 面活 性剂 分 子 在油 / 界 面上 , 水 以亲 油端 ( ) 尾 溶 人 油 相 ,以亲 水 端 ( ) 在 界 面 的水 相 一 侧 , 头 贴 如 图 1 示 , 自发 地 、有 序 地 堆 砌 成 一 个 有 自然 曲 所 并 率 的界 面 膜 , 一 曲率 与 表 面 活 性 剂 分 子 的 几 何 形 这
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【 收稿 日期 ] 0 2 0 — 0 2 1— 1 2
堆 砌 参 数 ( 与 表 面 活性 剂 分 子 的几 何 形 状 关 P)
系设 定 如下 :
vl /
D —— 口
平 衡 值 ( B) , 2 表 面 活 性 剂 复 配 比使 用 单 HL 下 以 种
一
的 表 面 活 性 剂 有 更 好 的 乳 化 稳 定 性 。这 是 因 为 ,
第三章表面活性剂综述
(二)多元醇型 2脱水山梨醇脂肪酸酯 司盘类[Spans]
是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸 →Spans(混合物) 根据脂肪酸品种数量不同分为:
Span -20 -40 -60 -65 -80 -85
脂肪酸
单月 桂
单棕榈
单硬脂 三硬脂
单油
三油
应用:HLB1.8~3.8,因其亲油性较强,一般用作 水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂,软膏,亦可作 为乳剂的辅助乳化剂。
HLB值计算
理论计算法:如果HLB值是由表面活性剂分子 中各种结构基团贡献的总和,则每个基团对 HLB值的贡献可用数值表示,此数值称为 HLB基团数(group number)。
HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7
三、表面活性剂的增溶作用
(一)胶束增溶
表面活性剂在水溶液中达到CMC后,一些
(一)阴离子表面活性剂
2、硫酸化物(硫酸酯盐型):
①通式:R· O· SO3-M+ ②分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红 油);高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。 ③性质:可与水混溶,为无刺激的去污剂和 润湿剂;乳化性很强,稳定、耐酸、钙, 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。 ④应用:代替肥皂洗涤皮肤;有一定刺激性, 主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于 片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
(二)临界胶束浓度的测定
CMC时,溶液表面张力基本达到最低值,
而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘 度、渗透压、密度、光散射等多种物理性 质发生急剧变化。利用这些性质与表面活 性剂浓度之间的关系,可推测出表面活性 剂的临界胶束浓度。
温度、浓度、电解质、pH值等因素对测定
表面活性剂及其复配体系
表面活性剂的特性
表面活性
表面活性剂能够显著降低溶液的表面张力,使其 低于纯溶剂的表面张力。
分散性
表面活性剂能够将固体颗粒分散于液体中,形成 稳定的悬浮液。
ABCD
润湿性
表面活性剂能够增加固体表面与液体之间的接触 面积,使液体更好地润湿固体表面。
乳化性
表面活性剂能够将一种液体分散于另一种不混溶 的液体中,形成稳定的乳状液。
复配体系的相容性
相容性原理
表面活性剂复配体系中的各组分 之间应具有良好的相容性,以保 证复配体系的稳定性和性能的发 挥。相容性的好坏主要取决于各 组分之间的相互作用和分子间的 排列。
相容性影响因素
相容性改善方法
影响复配体系相容性的因素主要 包括各组分的极性、溶解度参数、 分子量、官能团等。这些因素可 以通过影响分子间的相互作用和 排列,从而影响相容性的好坏。
要点二
热稳定性
表面活性剂复配体系应具有一定的热 稳定性,以便在实际应用中能够承受 一定的温度变化。热稳定性差的复配 体系在高温下容易发生分解、氧化等 反应,导致性能下降。
要点三
储存稳定性
表面活性剂复配体系应具有良好的储 存稳定性,以确保在长时间储存过程 中保持性能的稳定。储存过程中,复 配体系可能会受到光照、氧气、湿度 等因素的影响,因此需要采取适当的 措施来提高其稳定性。
为了提高复配体系的相容性,可 以采用混合溶剂、加入增溶剂或 乳化剂等方法来改善各组分之间 的相互作用和分子排列。同时, 选择合适的表面活性剂种类和浓 度也是提高相容性的关键因素表面活性剂能够降低水的表面张力,使污渍更容易被 去除。
防锈
一些表面活性剂可以形成保护膜,防止金属腐蚀和生 锈。
环境友好型表面活性剂的开发
表面活性剂复配
阳离子:质量分数0.5%十六烷基三甲基溴化铵(分子量364.45),
阴离子:质量分数0.5%十二烷基苯磺酸钠(分子量348.48),
非离子:质量分数0.5%TO-10(分子量630)
仪器:烧杯,移液管,滴管,天平
2.实验部分
2.1向阳离子中滴加阴离子,记录发生沉淀时阴阳离子比例,获得阴
阳离子混合时发生沉淀反应的区域。
2.2在生成沉淀的区域,选择不同的阴阳离子比例,向其中加入非离子,当沉淀消失时,记录三者的用量比。
2.3选择某一比例的复配体系,测定其表面张力。
3.结果
3.1向阳离子中加入阴离子,发现当阴阳离子体积比大于12:5时会有
白色浑浊生成,即生成沉淀的区域为V阳离子:V阴离子< 5:12
3.2向阳离子中加入阴离子,产生沉淀后继续加入非离子至浑浊消失,三者的用量比例列入下表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 十六烷基三甲基溴化铵/ml 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 十二烷基苯磺酸钠/ml 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 TO-10/ml 1 18 27 50 65 67 67 67 67 67 67 3.3(表面张力测定结果)
阴阳离子进行复配时会有沉淀生成,影响表面活性剂的使用,加入一定比例的某些非离子型表面活性剂后可以使沉淀消除,增大阴阳离子表面活性剂的使用比例范围。
阴阳离子表面活性剂的复配
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在cmc时的表面张力γcmc比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂C8H17N(CH3)3Br(以下用C8N表示)与阴离子表面活性剂C8H17SO4Na(以下用C8S表示)等摩尔复配体系的γcmc比两纯组分各自的γcmc低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2mN/m,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14mN/m和11mN/m)。
事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。
1.2降低表面张力的效率达到指定的表面张力γ时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。
十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)以9/1(mol)复配,当达到相同的表面张力38mN/m时,体系的总浓度为5×10-6mol/L,远比单一组分AESA(4×10-4mol/L及DTAB(1×10-2mol/L)的浓度低得多。
表面活性剂的复配
表面活性剂化学
2020/5/6
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同类同系表面活性剂之间的复配
对同类表面活性剂来说,只要在表面活性剂中,加入少 量表面活性剂,即可得到表面活性较高的混合体系。
混合物的表面活性是符合线性规则.
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2020/5/6
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阴离子-阴离子表面活性剂的复配 两种阴离子表面 活性剂复配时,性能
表面活性剂的浊点。
盐溶:cmc↑,浊点↑
盐析:cmc↓,浊点↓
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极性有机物与表面活性剂的复配
极性有机物作用的基本原理:使通过混合吸附和形成混合胶 束改变吸附层和胶束层的性质,以及由于与水的强烈相互作 用而影响疏水效应。 --高级脂肪醇可提高表面活性剂的表面活性
--多羟基类物质也可提高表面活性剂的表面活性,使cmc降低.
表面活性剂化学
2020/5/6
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洗涤剂组分间的协同效应
洗涤剂基本都是通过多种表面活性剂和助剂复配的产品,
并且通过复配技术达到最高性能和降低成本的目的。
电解质和表面活性剂的复配对离子型表面活性剂(特别阴离
子)影响大,两性表面活性剂次之,非离子型表面活性剂较小。
A 电解质和离子型表面活性剂的复配 电解质的加入使离子型表面活性剂的cmc
减小,表面活性剂增大。尤其对阴离子显著。
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2020/5/6
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离子型表面活性剂吸附 层及胶束的扩散双电层结构示意
表面活性剂化学
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B 电解质和非离子表面活性剂的复配
电解质主要通过对疏水基的“盐溶”或“盐析” 作用使临界胶束浓度变化;
第9章 表面活性剂的复配
一般情况下,当两种表面活性剂 产生复配效应时,其混合体系的临界 胶束浓度并不等于二者临界胶束浓度 的平均值,而是小于其中任何一种表 面活性剂单独使用的临界胶束浓度。 造成这种情况的原因就是表面活性剂 分子间的相互作用。
复配使用的两种表面活性剂,会在表面上 形成混合单分子吸附层,在溶液内部形成 混合胶束。无论是混合单分子吸附层还是 混合胶束,两种表面活性剂分子间均存在 相互作用。其相互作用的形式和大小可用
3.产品中夹带副产物。有些反应得不到单一 的表面活性剂,如聚氧乙烯的聚合反应得 到一系列聚合度不同的产品。
4.人为地进行混合。利用各种表面活性剂之 间的配伍性或相溶性,通过几种表面活性 剂的混合,可是商品配方或制剂的效果更 好,达到改善表面活性剂性能的目的,此 即表面活性剂的复配。
协同效应:表面活性剂复配的目的是达到 加和增效作用,即协同效应。即把不同 类型的表面活性剂人为地进行混合,得 到的混合物性能比原来单一组分的性能 更加优良,也就是通常所说的“1+1〉2” 的效果。
基于同样的原因,两性表面活性剂本 身碱性较低,获得质子的能力差,则 与阴离子型表面活性剂的相互作用也 较低。
4.添加无机电解质的影响
无机电解质的天加,会使离子型表面活性 剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合 体系中分子间相互作用力降低,这说明 此两类表面活性剂分子间存在着静电力 的作用。
5.温度的影响
12-混合体系
表面活性剂分子间的相互作用参数 β值和两种表面活性剂混合的自由能有关, β值为负值表示两种分子相互吸引;β值 为正值时,表示两种分子相互排斥;β值 接近0时,表明两种分子间几乎没有相互 作用,近乎于理想混合。
许多学者通过大量实验和计算发现β 值一般在-2(弱排斥)到-40(强吸引) 之间。
表面活性剂复配
表面活性剂的复配(药剂学)2011-01-04 16:40 【大中小】【我要纠错】表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为复配,在表面活性剂的增溶应用中,如果能够选择适宜的配伍,可以大大增加增溶能力,减少表面活性剂用量。
1.与中性无机盐:在离子表面活性剂溶液中加入可溶性的中性无机盐,增加医`学教育网搜集整理了烃类增溶质的增溶量。
相反对极性物质的增溶量降低。
2.与有机添加剂的配伍:一般以碳医`学教育网搜集整理原子在12以下的脂肪醇有较好效果。
一些多元醇如果糖、木糖、山梨醇等也有类似效果。
与之相反,一些短链醇不仅不能与表面活性剂形成混合胶束,还可能破坏胶束的形成,如C1~C6的醇等。
极性有机物如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性剂的临界胶束浓度。
3.与水溶性高分子的配伍:明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚维酮等水溶性高分子对表面活性剂分子有吸附作用,减少溶液中游离表面活性剂分子数量,临界胶束浓度因此升高。
表面活性剂的复配作者: chx|发布: 2011-7-21 (15:37)|阅读: 3961|静态地址一、协同效应:表面活性剂复配的目的是达到加和增效作用,即协同效应。
即把不同类型的表面活性剂人为地进行混合,得到的混合物性能比原来单一组分的性能更加优良,也就是通常所说的“1+1〉2”的效果。
例如:十二烷基硫酸钠中混有少量的十二醇、十二酰醇胺等物质,可改善其在洗涤剂配方中的起泡、洗涤、降低表面张力、乳化等性能。
表面活性剂的复配可以产生加和效应,已经应用到了实际的生产中,但其基础理论方面的研究仍只是近几年的事,其结果可以为预测表面活性剂的加和增效行为提供指导,以便得到最佳复配效果。
但其研究仍处于初级阶段,主要集中在双组分复配体系。
在复配体系中,不同类型和结构的表面活性剂分子间的相互作用,决定了整个体系的性能和复配效果,因此掌握表面活性剂分子间相互作用是研究表面活性剂复配的基础。
二、表面活性剂分子间的相互作用参数表面活性剂的两个最基本性质是表面活性剂的表面吸附及胶束的形成。
表面活性剂的复配名词解释
表面活性剂的复配名词解释表面活性剂是一种化学物质,通常被广泛应用于日常生活和工业领域。
它能够改变液体或固体表面的性质,使其具有较好的润湿性能和界面活性。
表面活性剂的复配是指将两种或更多种表面活性剂混合使用,以提高其性能和应用范围。
下面将对表面活性剂常用的复配名词进行解释。
1. 合成复配合成复配是指通过合成方法将不同种类的表面活性剂分子有机地连接在一起形成复配分子。
这种复配能够综合各个成分的优点,以产生更好的表面活性效果。
例如,将疏水性表面活性剂与亲水性表面活性剂通过酯化、醚化等方法连接在一起,可以在较低的浓度下提供更好的起泡性和去污能力。
2. 物理复配物理复配是指将两种或多种表面活性剂以机械混合的方式共同应用。
这种复配通常在液体洗涤剂和清洁剂中常见。
物理复配能够通过不同种类表面活性剂之间的相互作用,实现更好的清洁效果和稳定性。
例如,将非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂物理复配,可以提高洗涤剂对油污和蛋白质的去除能力,并增强泡沫稳定性。
3. 亲合复配亲合复配是指将两种或多种互相配合的表面活性剂共同应用。
这种复配能够通过表面活性剂之间的疏水相互作用和亲水相互作用,实现更好的稳定性和表面活性效果。
例如,将疏水性阴离子表面活性剂与疏水性非离子表面活性剂亲合复配,可以提高洗涤剂对油污的去除能力,并增加表面张力。
4. 微乳液复配微乳液复配是指将两种或多种表面活性剂与水相结合,形成微乳液体系。
微乳液复配具有优异的稳定性和清洁性能。
这种复配通常应用于皮肤护理产品和清洁剂。
例如,将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配形成的微乳液,能够提供丝滑的质感和有效去除油脂。
微乳液复配既具有水溶性的特点,又具有油溶性成分的特点,能够更好地提高功效成分的吸收和释放。
在表面活性剂的复配中,需要考虑各种表面活性剂之间的相容性、稳定性和协同效应。
根据应用需求和使用环境,选择适当的复配方式和成分比例,可以最大程度地发挥表面活性剂的性能和应用效果。
表面活性剂及其复配体系
三 、 对 阴 一阳 离 子 表 面 活 性 剂 复 配 体 系 【 C— A复配 系统 ) 的 深 入 研 究
近年来 对 C — A复 配体 系的研 究主要 集 中在表 面活性 、微观结 构和 相 行为 等几个 方面 。首先 ,C — A复配 体系 ,由于 带相 反 电荷 的极 性头 之 间 的强静 电作 用 ,使得 该体 系 的表面 活性 大大提 高 ,在溶 液 的界面 或 表面 上具有 很 强的 吸附 能力 。一 般来 讲 ,表面活 性 剂的表 面活 性随 着极 性基 增大而增 大 ,但 与单一体 系相 比 ,在 c — 类
表 面 活性 剂是 指 既具 有亲 水性 又具 有 亲油性 ,在溶 液 的表面 能 定 向排 列 ,并能 使 表面 张 力 显著 下 降的 物质 。它 是 一 大类 有 机化 合 物 , 他们 的性 质极 具特 色 ,应 用极 为灵 活 、广 泛 ,有 很 大 的实用 价值 和 理 论意义 。为 了达 到稳定 ,表面 活性 剂溶于 水时 ,可 以采 取两种 方式 : 1 . 在液 面形 成单分 子膜 将 亲水基 留在 水 中而 将疏水基 伸 向空气 ,以 减小排 斥 。 而疏 水基 与水 分 子问 的斥 力相 当于 使表 面 的水分 子受 到 一个 向外 的推 力 ,抵消 表 面水 分子 原来受 到 的向 内的拉力 ,亦即使 水 的表 面张 力降低 。 2 . 形成 “ 胶束 ”
切稀 释现象 。
按表 面活 性剂溶 于水 时的 电性 特征 ,表面 活性剂 可分为 : ① 阴 离子 表 面活 性 剂 ② 阳离子 表 面活 性 剂 ③ 非离 子 表 面活 性 剂 ④ 两性 离子表 面活 性剂
二 、表面 活性剂 复配 系统概述
不 同表 面活 性 各 自有其 特点 。通 常 ,改 变表 面活性 剂 应用 性 能 的 途 径有 两种 :一种 是根据 结构 与性能 的关系 设计合 成新型 表 面活性 剂 , 另一种 是通 过多 种 表面 活性 剂 的复 配得 到具 有优 异性 能 的产 品。开 发 表 面活性 剂新 品种往 往难 度很 大 ,而且 进行毒 性安全 性试 验也很 困难 。 相 比较 而言 ,通 过 复配 的方 法改 进体 系 的特 性就 比较 迅速 、经 济 、有 效 。近 年来 ,对 表 面活 性剂 复配 协 同增效 的研 究 正在 引起越 来 越 多的 重 视 ,不 同结构 的表 面 活性 剂组 成 的复 配体 系不 仅可 以形 成 多种 多样 的 体相 缔合 结构 ,而 且在 界 面上 可 以发生 协 同吸 附 ,比单 一表 面活 性 剂 体系 降低 界面 张 力的 力更 强 ,利用 表 面活性 剂复 配 提高 界面 活性 已 经 成为强 化采 油等应 用领 域有效 的技术措 施之 一 。表 面活性 剂复 配后 , 方面 由于分 子 间相 互作 用 ,性基 团之 间的静 电排 斥作 用减 小 ,排 列 更 为紧 密 ;另一 方 面 ,二者 的碳 氢链 由于疏水 效应 也会 相 互吸 引 。因 此 ,在溶 液 内部 的表 面活 性 剂分 子更 容易 聚集 形 成胶 团 ;在 表 面吸 附 层 中 ,表 面 活性 剂分 子排 列 更为 紧密 ,吸 附量 更大 。因此 ,表 面活 性
表面活性剂复配原理分析
16
cmc与所加盐的浓度有下列关系:
lgcmc=A2-k0lgC/i
(5-43)
式中,A2-常数;
K0-与胶团反离子结合度有关的常数; C/i-表面活性剂反离子的浓度。
RCOOK:1.C9H19CCOK
1C12H25O(C2H4O)6H-C8H17O(C2H4O)6H
2 C10H21COOK
2 C12H25O(C2H4O)6H-C12H25O(C2H4O)12H
3 C11H23COOK
4 C13H27COOK
13
5.2无机电解质
• 协同作用:无机电解质使溶液的表面活性 提高。
40
研究表明:阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的 相互作用明显强于阳离子表面活性剂与非离子表面 活性剂。
非离子表面活性剂(如聚氧乙烯链中的氧原子)通 过氢键与H2O及H3O+结合,从而使这种非离子 表面活性剂分子带有一些正电性。
41
5.5阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合物
5.5.1表面活性 阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂相互作用 可形成一种复合物,其临界胶束浓度远小于各自 离子表面活性剂的临界胶束浓度,阴离子-阳离子 复配具有很高的表面活性。 阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂形成的复 合物,其组成是1:1等物质的量的。
表面活性剂溶液
气泡寿命/s 液滴寿命/s
C8H17SO4Na溶液 C8H17(CH3)3Br溶液 两者1:1复合物溶液
19Leabharlann 111812
表面活性剂
9.3表面活性剂复配体系
*与中性无机盐的配伍 *有机添加剂 *水溶性高分子
*表面活性剂混合体系
*阴离子-阴离子
*阴离子-阳离子
*阴离子-两性离子
*阴离子-非离子
*阳离子-非离子
*非离子-非离子
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表面活性剂同系物复配规律
*同系物混合物的物理化学性质介于各个化合
物之间;且表面活性也符合线性规则. *同系混合物cmc可根据单一表面活性的cmc 通过公式计算 *二组分表面活性剂体系,其中有较高表面活 性的组分在混合胶团中的比例较大,而且在胶 团中的摩尔分数比溶液中的摩尔分数大。 *两种阴离子表面活性剂复配时,性能往往以其 中一种为主。
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表面活性剂与极性有机物混合体系 短链脂肪醇的影响 CMC:浓度小时可使CMC降低;浓度高时 则CMC随浓度变大而增加。
-溶剂性质改变使表面活性剂的溶解度变大; -醇浓度增加而使溶液的介电常数变小,胶团 离子头之间的排斥作用增加。
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表面活性剂与极性有机物混合体系
水溶性及极性较强的极性有机物的影响
31
描述表面活性剂溶解性的方法
1.溶解度: 在水中溶解度↑,亲水性强↑; 2.CMC:亲水性强↑,CMC↑; 点:离子型Tk低,亲水性强↑; 4.Tp:非离子型Tp↑,亲水性强↑(浊点以上不溶
于水);
5.HLB:亲水基的强度与亲油基的强度之比值, (亲水基值/亲油基值);HLB值↑,亲水性强↑;
力不及分同子类间型的表疏水面作活用性,相剂互的作影用响大大增强,常使溶液产
生分混子浊,间甚的至作沉淀用力主要是疏水基之间的作用 4. 典不力型发的生与亲相静水互电非作作离用子,用聚而合中物等与疏聚水氧的乙聚烯合类物非则离可子以表发面生活相性互剂作
无患子表面活性物及其复配体系的性质研究
续浩等:微乳法制备n一氧化铝超细粒子及结构表征
J究与开蔫
3结论 通过硝酸铝/OP一7/环己烷/丁醇/水组成的W/O
微乳液体系制得水合A12()3,经350屯烘干,1 200 oC灼 烧后,分别变为7一A1203与n—A12q粒子。DTC图表 明由7一A1203到d—AJ203的相变温度为l 200 oC,BE'11 法估算出其粒径分别为5.6/liFt和46.0 rⅡn,XRD法进 一步证明了a—A1203超细粒子的存在。 参考文献:
[1 1申凯华,李宗石,张树彪表面活性剂微乳体系的研究与席用
iJ]化工进展,1999(2):47—49 [2]成国样,沈锌.张仁柏,等反相胶柬徽反庸器及其制备纳米
微粒的研究进展[J]化学通报,1997(3):14—19 [3]白硕,鲁润华W/O微乳液中c吃0,超细粒子制备f J].化学通
撤,1998(12):5l一53 4]周恩绚,胡学寅用相转移分离法制备n一7112 oj超细粒了。J]
rem舢le studied and shows little influnce.Also the nlixlul}syslems of sapindus nmkuressi wiLh some anionic surfactants have been
studied and the results show that the mixture systems can produce
万方数据
·27·
无患子表面活性物及其复配体系的性质研究
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第五章 表面活性剂混合体系
三、双水相(Aqueous Surfactant Two Phase, ASTP)
①双水相的形成 正负表面活性剂混合溶液中大聚集体之间相 作用,形成网架结构,和水液一起分离出来, 成为一富集了表面活性剂的流动的“似凝胶” 相,与贫表面活性剂的水相共存的现象。 ② 双水相的特点 ● “贫”、“富”表面活性剂相是相对的;双水相的上相 和下相都是极稀的表面活性剂溶液。(<0.1mol/L) ● “富”表面活性剂相通常粘度大; “贫”表面活性剂相 粘度 小,似水。 ● 两相的位置没有固定规律,密度相差不大(百分位)。 ● “富”表面活性剂相一般为大聚集体的絮凝相,如长棒 状 胶束,多层囊泡、层状相等; “贫”表面活性剂相一般含 有分散的小球形或短棒状胶束,小囊泡等。
⑸ 碳氟/碳氢混合体系显著降低油水界面张力
——而单一碳氟不行,因为碳氢碳氟互疏
5.4.2 正负及离子-非离子混合体系
γ ,CMC均降低 相互作用强烈,不各 自形成胶束,而是形 成混合胶束。 很多非离子表面活性 剂表现出微弱的正电 性,与负离子表面活 性剂混合时类似正负 混合。 碳氢极性添加物降低 碳氟体系表面张力和 CMC的效率低于其在碳 氢混合体系的效率。
重要的表面活性剂混合体系
●同系物混合体系 ●离子/非离子型表面活性剂混合体系 ●表面活性剂与疏水盐混合体系 ●表面活性剂与水溶性大分子混合体系 ●正负离子型表面活性剂混合体系 ● 碳氟、碳氢链表面活性剂混合体系
5.1 表面活性剂同系物混合体系
分子间无相互作用: 1+2=1.2 体相知cmc10,cmc20,x1,x2
在胶束中, 达平衡时, 所以, 而组分单独存在时, 所以, 即:
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200 180 160 140
0.02mol/L 0.04mol/L 0.06mol/L 0.08mol/L 0.10mol/L
viscosity/mPa.s
120 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
2、表面活性剂复配系统概述
将几种表面活性剂配合或者将表面活性剂和其他添加剂 配合应用称复配。
表面活性剂复配后,一方面由于分子间相互作用,极性基团 之间的静电排斥作用减小,排列更为紧密;另一方面,二者的碳 氢链由于疏水效应也会相互吸引。因此,在溶液内部的表面活性 剂分子更容易聚集形成胶团;在表面吸附层中,表面活性剂分子 排列更为紧密,吸附量更大。实践发现,复配后的表面活性剂体 系具有原有表面活性剂组分所不具有的特性:协同效应和增效作 用。
微观结构
C-A复配体系的水溶液有丰富的微观结构,包括从球 状、棒状、蠕虫状胶束,层状、片状、带状,液晶, 囊泡和沉淀等等。
我们主要对C-A复配体系中蠕虫状胶束的形成条件进 行了研究。在阴阳离子表面活性剂复配体系中,由于 阴阳离子表面活性剂相互作为反离子发生更加强烈的 结合,更易形成棒状胶束(蠕虫状胶束)。
R
-
+
亲油基
亲水基
表面活性剂示意图
由于表面活性剂能够显著改善体系的表(界)面 性质,因而在采油、洗涤剂、化妆品、食品、生 物、纺织、医药等领域有着非常广泛的应用。
按表面活性剂溶于水时的电性特征,表面活性 剂可分为: ①阴离子表面活性剂(表面活性剂的亲水头为阴离 子); ②阳离子表面活性剂(表面活性剂的亲水头为阳离 子); ③非离子表面活性剂(表面活性剂的亲水头为一些 极性基,如在水中不能解离的羟基或聚氧乙烯醚, 即溶于水时不带电); ④两性离子表面活性剂(表面活性剂的亲水头既含 有阴离子又含有阳离子,即溶于水时带正电和负电)
XCTAB/%
四、表面活性剂及其复配体系的应用价值
目前, 表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点, 如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配 等, 其目的是提高含表面活性剂配方的性能, 优化使用 并提高经济效益。
例如:降低表面张力的效能、表面张力的效率、降低临 界胶束浓度的能力、改善表面吸附的能力, 以及这些增 效效应在去污、增溶、泡沫、润湿、乳化等方面的应用。
3、阴-阳离子表面活性剂复配体系(C-A复配系统)
研究表明,在所有表面活性剂复配系统中,阴- 阳离子 表面活性剂复配体系(C-A复配系统)具有最强的协同作 用。阴、阳离子表面活性剂复配系统,由于其带有相反电 荷的离子头基间的强静电相互作用,具有强的协同效应和 高表面活性,在水溶液中可形成丰富的微观结构,表现出 复杂的相行为。
我们的创新实验的创新点是: 以阴离子表面活性剂为主,加入少量的阳离子表面活性剂,得 到性能较好、价格合理、高效复配型配方产品。
从左到右为球状胶束,棒状胶束,蠕虫状胶束,囊泡,层状胶束
相行为
对于C-A复配体系相行为的研究主要是其形成的双水相体系。 当将阴、阳离子表面活性剂在一定条件(温度、配比、总浓 度等)下进行混合时,其水溶液可以自发地分离成两个互不 相溶的且具有明确相界面的水相,这种体系被称为阴阳离子 表面活性剂双水相(ATPS) 在双水相中,一相是表面活性剂的富集区(一般位于上相), 另一相为表面活性剂贫区(一般位于下相)。有些表面活性 剂双水相当阳离子和阴离子表面活性剂分别过量时,能形成 两类双水相系统,即阳离子双水相和阴离子双水相。而另一 些系统,则只在阳离子表面活性剂过量时有双水相生成,在 阴离子表面活性剂过量时没有双水相生成。
表面活性剂及其复配体系
●相关文献检索 ●讨论并制定研究方案 ●深入探讨表面活性剂及其复配 体系的特征和性质 ●表面活性剂及其复配体系的应 用价值
一、相关文献检索
我们对表面活性剂复配体系的相关文献进行了检索。包括有: 1.表面活性剂结构特征及分类 2.表面活性剂复配系统概述 3.正负离子表面活性剂与两性表面活性剂的相互作用 4.非离子表面活性剂的特点与应用 5.阴阳离子表面活性剂复配系统的研究现状 6.阴阳离子表面活性剂复配体系的双水相性质及应用 7.C-A复配系统的粘弹性 等。
1、表面活性剂结构特征及分类
表面活性剂是指分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的 两亲性化合物,两类结构与性能截然相反的分子基团各处于同 一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性 的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,但又不是 整体亲水或亲油的特性。从而决定其具有乳化、分散、增容、 润湿、起泡等重要的功能。
其中相区1和4是双水相区,其他是单向区或非均相区
water
0.00117
5 3
6 7 0.00117
1 0.00234 AS
2
4 0.00234
equimolar
CTAB
Байду номын сангаас
AS/CTAB/H2O体系的拟三元相图
浓度及配比对CA复配体系粘度的影响
阴阳离子表面活性剂的复配体系的粘度与其单组 份相比具有很大的粘度,而且当两种表面活性剂的配 比合适时,将会出现粘度的极大值。即适当浓度下不 等比例(其中一种只占总量少部分)配合依然会产生很 高的表面活性与增效作用。一种表面活性剂组分过量 很多的复配物较等摩尔的复配物的溶解度大得多, 溶 液因此不易出现混浊, 这样就可采用价格较低的阴离 子表面活性剂为主, 配以少量的阳离子表面活性剂得 到表面活性极高的复合表面活性剂。
二、讨论并制定研究方案 经过观察和讨论,我们发现在所有 的表面活性剂的复配体系中,阴阳离 子表面活性剂复配具有最强的协同作 用,它的水溶液表现出丰富的微观结 构和复杂的相行为。因此,我们对C-A 复配体系进行了深入的研究,主要集 中在胶束的粘弹性和双水相体系。
三、深入探讨表面活性剂复配体系的特 征和性质