表面活性剂
(完整word版)表面活性剂
第三章表面活性剂表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料.本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等）与测定方法等。
第一节表面活性剂分类一、表面活性剂（surfactant)：具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。
1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力，是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时，则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时，则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。
④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠（高级脂肪酸）时，则水的表面张力能够显著的降低，称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。
2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。
因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质，但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。
3.表面活性剂的吸附性：表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。
从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。
（1）在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附，正吸附改变了溶液表面的性质。
最外层疏水，表现低表面张力，产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.（2）在固体表面的吸附：表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变，易于润湿.二、表面活性剂的类型1。
表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；2。
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
常见表面活性剂
净洗剂664性质：黄褐色粘稠液体，具有乳化、润湿、清洗油污等性能，常温、加温条件下均可使用，清洗机器油污效果好，泡沫多。
用途：可代替汽油和柴油清洗金属件，如：钢、铁、铝、铜等，也可用于工序间防锈，并用于电镀、轴承、造纸设备以及毛毯等行业的清洗工序。
用法：可单独使用，使用时视油污轻重程度将上述浓缩体稀释10-30倍使用，如在常温下清洗效果差，可适当加温，清洗效果可明显改善。
注意事项：勿与眼部接触。
包装与贮运：200KG铁桶装，存放于阴凉、干燥处。
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺规格 1：1 型 1：1.5 型 1：2 型外观：淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体PH值：≤ 10 ≤10≤10色泽：≤ 400 ≤500≤500总胺价：≤40≤85≤135活性物（%）：≥92≥78≥68有效物（%）： 100 100 100产品特点：1、具有卓越的发泡、稳泡、渗透性能，在洗涤剂和复合皂中广泛作用产品的泡沫改善剂。
2、作为油性原料的乳化剂，广泛用于各种化妆品和表面活性剂再制品。
3、产品对于阴离子表面活性剂为主要原料的液体产品，有卓越的增稠作用。
4、同时产品具有一定的抗静电调理作用，对皮肤无刺激。
烷基醇酰胺（6502）烷基醇酰胺（6502）是采用椰子油或棕榈仁油和二乙醇胺缩合反应而成的温和非离子表面活性剂。
产品具有增泡、稳泡、增稠、去污、乳化、缓蚀、渗透等多种性能，特别是与阴离子表面活性剂复配时，具有良好的协同效应，主要用作净洗剂、乳化剂、稳泡剂。
一般用于洗洁精。
产品标准：酰胺含量：≥78胺值：≤90 PH值：9.0-11.0 色泽：≤500外观：淡黄色粘稠液体新型烷基醇酰胺主要技术指标：规格 1：1型 1：1.5型 1：2型外观淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体酰胺含量 92% 78% 68%游离脂肪酸 0.5% 0.5% 0.5%甘油含量 9% 8% 7%游离胺含量 1.87-6.55 11.23-15.9 22.5-28.09水份 0.5% 0.5% 0.5%折光率 1.467-1.4816 1.4697-1.4816 1.4697-1.4816PH 值 9-10 9-10 9-10游离胺值 10-35 60-85 120-150酯 7% 2% 1%色泽 400 400 400 在水中形成不透明雾状溶液。
表面活性剂介绍
表面活性剂的分类
01
按化学结构分类
阴离子型、阳离子型、非离子型和 两性离子型等。
按应用分类
洗涤剂、化妆品、食品工业、医药、 农药等专用表面活性剂。
03
02
按来源分类
天然表面活性剂和合成表面活性剂。
表面活性剂能够降低固体表面与液体的接 触角，提高固体表面的润湿性，有利于物 质的分离和制备。
在泡沫体系中，表面活性剂可以控制泡沫 的大小和稳定性，发泡和消泡在日化、食 品、医药等领域有广泛应用。
03
表面活性剂的应用领域
工业清洗
总结词
表面活性剂在工业清洗中发挥重要作用，能够降低水的表面张力，使污渍和油 脂更容易被去除。
THANKS
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石油工业
总结词
表面活性剂在石油工业中用于提高采收率和油水分离效果。
详细描述
表面活性剂能够降低油水界面张力，改善原油的流动性，提高采收率。同时，它 们在油水分离过程中发挥重要作用，能够将水和原油有效分离，提高油品质量和 产量。
食品工业
总结词
表面活性剂在食品工业中用于食品加工、乳化、增稠和稳定食品体系。
04
表面活性剂的发展趋势与展望
新材料与新技术的应用
纳米材料的应用
表面活性剂在纳米材料制备中发 挥重要作用，如纳米颗粒、纳米 纤维和纳米膜等。
高分子材料的应用
高分子表面活性剂在胶束、乳液 、微乳液等领域具有广泛应用， 可提高材料的性能和稳定性。
绿色环保与可持续发展
生物可降解表面活性剂
随着环保意识的提高，生物可降解表 面活性剂成为研究热点，如脂肪酸酯 、烷基多糖苷等。
表面活性剂的基本性质及作用
新型绿色表面活性剂的研究与开发
1
新型绿色表面活性剂是指具有环保、低毒、生物 可降解等优点的表面活性剂，如糖基表面活性剂、 磷脂表面活性剂等。
2
新型绿色表面活性剂的合成方法主要包括化学合 成和生物合成两种，其中生物合成方法具有环境 友好、生产成本低等优点。
3
新型绿色表面活性剂在应用过程中需注意其性能 与其他传统表面活性剂的差异，以及大规模生产 和应用的可行性问题。
选择合适的润湿剂需要考虑其润湿性能和稳定性，同时还需要考虑其与其他化学品的兼 容性。
起泡和消泡作用
起泡作用
表面活性剂能够降低液体的表面张力，使气体更容易在液体中形成气泡。在泡 沫灭火器、泡沫混凝土、泡沫清洗等领域中，起泡作用是表面活性剂的重要应 用之一。
消泡作用
在一些工业过程中，如纸浆制造、石油开采等，会产生大量的泡沫，影响生产 效率和产品质量。表面活性剂可以作为消泡剂，有效抑制泡沫的产生和稳定， 提高生产效率和产品质量。
详细描述
农药和医药中间体中的表面活性剂能够增加药物的溶解度，使其更好地分散在水中或穿透细胞膜，从而提高药物 的生物利用度和治疗效果。此外，表面活性剂还可以作为药物的载体，帮助药物在体内更好地分布和吸收。
05
词
磺化法是一种常用的表面活性剂合成方法， 通过将芳香族化合物与硫酸反应，引入磺酸 基团，从而制备出阴离子型表面活性剂。
总结词
化妆品中添加表面活性剂是为了提高产品的稳定性、润湿性和乳化效果。
详细描述
在化妆品中，表面活性剂可以作为乳化剂、润湿剂和分散剂，有助于将油性成分和水性成分混合在一 起，形成稳定且易于涂抹的质地。同时，表面活性剂还能帮助增加皮肤的水合作用，使皮肤更加柔软 光滑。
农药和医药中间体
表面活性剂及其应用
纺织印染
总结词
表面活性剂在纺织印染过程中起到重要 作用，能够改善印染效果和织物的性能 。
VS
详细描述
在纺织印染过程中，表面活性剂可以作为 染料分散剂、渗透剂、柔软剂等，改善印 染效果和织物的手感、抗皱性、耐磨性等 性能。此外，表面活性剂还可以用于织物 的后处理和整理，提高织物的附加值和市 场竞争力。
表面活性剂的溶解性、乳化性、润湿性、起泡性和消泡性等性质与其应用领域密切 相关。
02
表面活性剂的应用领域
工业清洗
总结词
表面活性剂在工业清洗中发挥重要作用，能够降低表面张力，提高清洗效果。
详细描述
表面活性剂可以有效地将污渍从物体表面剥离，并分散于清洗液中，使清洗更 加方便快捷。在金属加工、机械制造、石油化工等领域，表面活性剂被广泛应 用于各种清洗剂和切削液中。
油气开采与运
总结词
表面活性剂在油气开采和运输过程中起到关键作用，能够降低界面张力，提高采收率和输送效率。
详细描述
在油气开采过程中，表面活性剂可以降低油水界面张力，提高采收率。在油气运输过程中，表面活性 剂可以作为润湿剂和流变调节剂，确保油气的顺畅输送和管道的安全运行。此外，表面活性剂还可以 用于油品的净化和添加剂的生产。
根据分子量的大小，表面活性剂可分为低分子、高 分子和天然表面活性剂等类型。
表面活性剂的结构与性质
表面活性剂的分子结构由亲水基团和疏水基团组成，其中亲水基团决定了其在水中 溶解度的大小，而疏水基团决定了其降低表面张力的能力。
表面活性剂的性质与其分子结构密切相关，如分子量、亲水亲油平衡值（HLB）、 临界胶束浓度（CMC）等。
01
02
03
单分子层
表面活性剂分子在溶液中 形成单分子层，降低水的 表面张力。
表面活性剂
商品名为苄泽(Brij)，平平加O (Perogol O)是一类聚氧乙烯 蓖麻油化合物，HLB值在12－18间，具有较强的亲水性质， 常用作增溶剂及o/w型乳化剂
（四）聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物
又称泊洛沙姆(poloxamer)，商品名为普流罗尼克(pluronic)。 Poloxamer 188(Pluronic F68)作为一种水包油型乳化剂，是目前 用于静脉乳剂极少数合成乳化剂之一,用本品制备的乳剂能够耐 受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。
制剂中存在多种组份时，对主药的增溶效果取决于各组份 与表面活性剂的相互作用。当多种组份与主药竞争
同一增溶位置或某一组分吸附或结合表面活性剂分子 而使主药的增溶量减小，若某些组份可扩大 胶束体积从而增加主药的增溶。
例如：苯甲酸增加羟苯甲酯在聚氧乙烯脂肪醇醚
溶液中的溶解，而二氯酚则减少其溶解
4、抑菌剂的增溶
本章重点
• 掌握表面活性剂的定义及结构特点 • 掌握表面活性剂的分类：阴离子表面活性剂，阳离
子表面活性剂，两性离子型表面活性剂，非离子型 表面活性剂 • 掌握表面活性剂的性质：胶束，HLB值，起昙，配 伍，应用 • 熟悉表面活性剂的生物学性质：对药物吸收的影响， 与蛋白质的相互作用，毒性，刺激性
第三节 表面活性剂的基本性质和应用
一、表面活性剂胶束
当表面活性剂在溶液表面的正吸附达到饱和时,如继 续增加表面活性剂的浓度,不能在表面定向排列的表面活 性剂分子则转入体相。这些过剩的表面活性剂分子依赖 范德华力聚集在一起形成亲油基团向内亲水基团向外在 水中稳定分布的胶束(micelle)。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度称为临界 胶束浓度(CMC)。
第二章表面活性剂
O CH2OOCR
OH OH
(2) 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类
R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚 R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺
非离子表面活性剂
R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
（四）非离子型表面活性剂
1.多元醇型
(1) 脱水山梨醇脂肪酸酯类（Span， 司盘） 其系列品种有 OH
HLB值计算
(1) 对非离子型表面活性， 可能过经验式求得:
非离子表面活性剂的HLB具有加和性。
HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)
(2)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)。
2.外加电解质对cmc值的影响
在表面活性剂溶液中加入强电解质能降低cmc值，一般对离 子型表面活性剂的影响尤其显著。
3.外加有机物对cmc值的影响比较复杂。
一般长链的极性有机物对表面活性剂的cmc值的影响显著。 例如醇、酸、胺等化合物随烃链增长，使离子型表面活性剂 的cmc值减小，而醇类对非离子型表面活性剂的cmc值影响 恰好相反。
第一节 表面活性剂分类
离子型表面活性剂
常用的离子型表面活性剂分类如下： （一）阴离子表面活性剂 1.高级脂肪酸盐：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、 镁等。 2.硫酸盐：ROSO3－M＋，如十二烷基硫酸钠、 十六醇硫酸钠等。 3.磺酸盐：RSO3－M＋，如二己基琥珀酸磺酸钠。 烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋，如十 二烷基苯磺酸钠等。 4.胆盐 如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。
表面活性剂 化学名词
化学名词表面活性剂（surfactant），是指是能使目标溶液表面张力显著下降的物质。
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性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏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、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
中文名表面活性剂外文名surfactant别名表面活性物质应用学科化学分类离子型表面活性剂（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、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等特性两亲性作用降低目标溶液的表面张力简介表面活性剂（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，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏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、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
起源历史①公元前2500年——1850年羊油和草木灰制造肥皂羊油——三羧酸酯简称三甘酯，经碱水解→羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油19世纪中叶一方面肥皂开始实现工业化大生产，另一方面，也出现了化学合成的表面活性剂。
②土耳其红油的出现：土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯，深度磺化，耐酸耐硬水③19世纪初，矿物原料制备洗涤剂石油工业的发展→石油硫酸（绿油）。
蜡和茶的磺化混合物，溶于酸中，呈绿黑色，用碱中和制得。
第十讲 表面活性剂
离子SAa： Γ 显著增大。
更多反离子进入吸附层削弱表面活性剂离子间电性排斥，排列紧密。
四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
2、各种物理化学因素对吸附的影响
B 对降低表面张力能力的影响 （1）由表面吸附的分子性质和密度决定；
（更主要）SAa类型： cm （c 离子 ） cm （c 非离子）
张力，电导，渗透压，界面张力，洗涤作用）在溶液 达到一定浓度后就偏离一般强电解质溶液的规律（即 使对于离子型SAa）且各种性质都在一个相当窄的范 围内发生突变。（20世纪Mcbain研究羧酸盐与NaCl 溶液差异）
二、表面活性剂溶液的物理化学特性
十二烷基硫酸钠水溶液的一些物理化学性质
二、表面活性剂溶液的物理化学特性
T Kc
Γm 1Kc
常写作：
c 1 c Γ ΓmK Γm
c Γ
～ c 做图
极限吸附量 = 斜率 –1（一般不采用此法求）
四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
1、吸附层结构与状态
C12SO4Na：2.1 nm ×（0.47 ～ 0.5 nm）
平躺时：1nm2以上 直立时：0.25nm2
C12H25O(C2H4O)nH
三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
维持盐浓度不变 则： dlnaNa 0
此时： d RΓ T A dln a A 1RT形式
同时：过量电解质的加入使溶液离子强度大致恒定，则 f 基本恒定。
此时： da l ndln cdln f
公式中可用浓度 c 代替活度 a 。
三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
（2）硅SAa （3）高分子SAa
一、表面活性剂的结构特征与类型
表面活性剂
表面活性剂什么是表面活性剂表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上,极性基团可以是解离的离子,也可以是不解离的亲水基团。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐﹑磷酸酯基﹑氨基或胺基及它们的盐,也可以是羟基、酰胺基、醚键﹑羧酸酯基等。
如肥皂是脂肪酸类(R-COO-)表面活性剂,其结构中的脂肪酸碳链(R-)为亲油基团,解离的脂肪酸根(COO-)为亲水基团。
[编辑]表面活性剂的分类[2]表面活性剂的种类很多,其分类方法亦各不相同,如可依据离子类型、溶解性、应用功能、结构等分类。
但通常根据表面活性剂分子在水溶液中离解与否将其分成离子型和非离子型两大类。
离子型表面活性剂按其所带电荷种类,又可分为阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂。
1.阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂是发展历史最悠久、产量最大、品种最多、应用最广的一类表面活性剂。
其分子一般由长链烃基(C10~C20)及亲水基羧酸基、磺酸基、硫酸基或磷酸基组成。
其中产量最大、应用最广的阴离子表面活性剂是亲水基为磺酸盐型,其次是硫酸(酯)盐型。
阴离子表面活性剂具有极好的去污、发泡、润湿、分散、乳化等性能,所以应用非常广泛,主要用作洗涤剂、润湿剂、乳化剂、发泡剂、增溶剂等。
2.阳离子表面活性剂与各种类型表面活性剂相比,阳离子表面活性剂的调整作用最突出,杀菌作用最强,尽管有去污力差,起泡性差,配伍性差、刺激性大,价格昂贵等缺点。
阳离子表面活性剂在液体洗涤剂中作为辅助表面活性剂(配方用量很少的调理剂组分)一般用于较高档次产品,主要用于洗发香波。
作为调整剂组分在高档次液体洗涤剂洗发香波中不是其他类型表面活性剂所能替代的。
常见阳离子表面活性剂品种有十六烷基二甲基氯化铵(1631)、十八烷基三甲基氯化铵(1831)、阳离子瓜尔胶(C-14S)、阳离子泛醇、阳离子硅油、十二烷基二甲基氧化胺(OB-2)等。
表面活性剂
1表面活性剂的概念当溶剂中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变，如一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇则使水的表面张力略有下降，而肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降，使液体表面张力降低的性质即为表面活性[1]。
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质[2]。
1.2 表面活性剂的昙点对非离子型表面活性剂在水溶液中得溶解度随温度升高而下降，使溶液变浊，称此变浊温度为昙点（Cloud point），亦称浊点。
昙点是非离子型表面活性剂的特征值。
此类表面活性剂的昙点在70~100℃，例如吐温20为90℃；吐温60为76℃；吐温80为93℃。
吐温类产生昙点的原因是温度升高，聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，水合能力下降，溶解度反而减小，溶液变浊出现昙点，冷却时氢键重新形成，又澄明。
在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，则昙点越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则昙点越高。
1.2 表面活性剂的结构特点表面活性剂的分子是由与水有亲和性的亲水基团（也称憎油基）和与油有亲和性的亲油基团（也称僧水基）构成的。
因此它既可以溶解在极性溶剂（最常用的溶剂是水）中，又可以溶解在非极性的油相中，具有两亲性质，被称为两亲分子[3]。
表面活性剂的非极性疏水基团一般是含有C8-C18碳的直链烃（也可能是环烃），如碳氢链、碳氟链、聚硅氧烷以及聚氧丙烯等;亲水基团种类很多，包括极性基团如淡基、硫酸基、磺酸基、磷酸基和季按基等。
表面活性剂的性质主要由亲水基团决定，因此通常按亲水基团的结构和性质进行分类。
1.3 表面活性剂的疏水性质表面活性剂不对称的分子结构，使其既具有亲水性又具有亲油性，溶于水后会产生疏水效应即:极性基或离子性亲水基团与水分子间产生强烈的相互吸引作用，而非极性疏水基团（碳氢链间）却有逃离水的趋势（一般认为只要溶质分子具有非极性基团，就会在水溶液中通过疏水作用而有逃水的趋势），分子间相互靠拢、缔合，从而逃离水的包围。
表面化学-表面活性剂
3.1.1.1 阴离子型表面活性剂
该类活性剂在水中解离后，起活性作用的是阴离子 基团，其中又分两种类型。 (1)盐类型 由有机酸根与金属离子组成，如羧酸盐型RCOO· +，磺酸盐型RSO3-· +。 Na Na (2)酯盐类型 分子中既有酯的结构，又有盐的结构，如硫酸酯盐 ROSO3· +，磷酸酯盐ROPO3· +。 Na Na 阴离子型表面活性剂是目前应用最广的一类，它可 作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、增 溶剂等。
在憎水基相同时，亲水基团-CH2CH2O-越多， 亲水性越大，浊点越高；在亲水基团数相同 时，憎水基的链越长，憎水性越大，浊点越 低。因此可用浊点来大致判断非离子型表面 活性剂的亲水、亲油性。
3.4 表面活性剂的 活性
3.4 表面活性剂的活性
由前所述，可用( 活性。
d dc
)表示表面活性剂的表面
出现Krafft点的原因
在Krafft点以下，溶解度不大，表面活性剂没 有形成胶束。温度升高，溶解度缓慢增加， 直到Krafft点时溶解度达到了CMC，形成了胶 束，表现出溶解度急剧增加。由图3-3可见， 碳氢链越长，亲油性越大，Tk越高。
对非离子型表面活性剂则不同。往往一个透 明的非离子型表面活性剂水溶液在加热到一 定温度时会突然变浑浊。这表示温度升高， 溶解度反而下降了。
离子型表面活性剂， 在低浓度时的电导率 与正常电解质溶液相 似，但高浓度时却表
现出很大的偏差
表面活性剂溶液的密
度、去污能力等与浓
度的关系都有明显的 转折点。而且这些转 折点对某表面活性物 质是出现在一特定的 温度范围内。
常见的17种表面活性剂
常见的17种表面活性剂
一、阴离子型表面活性剂
1. 磺酸盐类：硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钠等；
2. 聚氧化乙烯类：聚乙二醇醚（PEG）、聚乙二醇硫酸酯（PES）、聚氧乙烯乙基醚（POE）等；
3. 硫醇类：硫醇钠、硫醇钾、磷酸硫醇、硫酸硫醇等；
4. 氯化物类：氯化钠、氯化钾等；
5. 脂肪醇类：甘油、乙基己基醇、硬脂醇等；
6. 葡萄糖醇类：玉米醇、葡萄糖醇、甘露醇等；
7. 脂肪酸类：棕榈酸、肉豆蔻酸钠等；
8. 醚类：苯乙醇、异丁基羟基苯醚、异戊二基羟基苯醚等；
9. 芳香族表面活性剂：苯甲醚树脂、羟基乙基苯乙醚等。
二、阳离子型表面活性剂
1. 烷基氧基醚类：芳香族烷基氧基醚、烷基氧基醚磺酰脲等；
2. 羧基化合物类：氯化月桂基醇、苯甲酸钠、氯化磺酰胺等；
3. 叠氮化合物类：氯化二苯基硫磺酸酯、氯化硫酰胺等；
4. 其他类：聚乙二醇偶联剂、乙二胺四乙酸、氨基磺酸类等。
;。
第五章--表面活性剂
表面活性剂
5.1 概 述
5.1.1什么是表面活性剂
溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种：
1）物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于此类物 质的强电解质有无机盐、酸、碱等；
2）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如低碳醇、 羧酸等有机化合物； 3）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但降到 一定程度后，就变得很慢或几乎不下降。
1）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物
ROH+ nCH2 CH2 O
NaOH Cat.
R O (CH2CH2O)n H
所用脂肪醇有：月桂醇、十六醇、油醇、鲸蜡醇等
2）烷基酚和环氧乙烷的加成物
R OH + nCH2 CH2 O R O (CH2CH2O)n H
所用烷基酚有：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等
3）脂肪酸与环氧乙烷的加成物
单酯盐 O
性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能力较强，洗净能力 好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化剂、 抗静电剂和抗蚀剂。缺点：污染环境、影响水质
5.1.3.2 阳离子表面活性剂
这类表面活性剂分为两类： （1）铵盐类表面活性剂，可由高级胺 (C12-18，伯、仲、叔）用盐酸或醋酸处 理而得：
特点：水溶性好，发泡能力强，去污力强；毒性低，对皮肤刺 激性小，有良好的生物降解性和抗微生物能力，优良的抗静电 性和柔软平滑性，与其它表面活性剂相容性好。但是价格较贵。
CH3 R N CH 2 COOCH3
+
5.1.3.4
非离子表面活性剂
亲水基为羟基－OH和醚键－O－
由于亲水性较弱，必须由几个羟基或醚键才能发挥
（1）按工业用途分类：
表面活性剂
表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，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。
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；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；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和非离子型表面活性剂等。
定义及应用表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。
溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。
表面活性剂范围十分广泛（阳离子、阴离子、非离子及两性），为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护。
表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，如个人和家庭护理，以及无数的工业应用中：金属处理、工业清洗、石油开采、农药等。
组成表面活性剂分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团。
吸附性溶液中的正吸附：增加润湿性、乳化性、起泡性；固体表面的吸附：非极性固体表面单层吸附，极性固体表面可发生多层吸附表面活性剂的结构传统观念上认为，表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。
随着对表面活性剂研究的深入，目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表（界）面性质或与此相关、由此派生的性质的物质，都可以划归表面活性剂范畴。
无论何种表面活性剂，其分子结构均由两部分构成。
分子的一端为非极亲油的疏水基，有时也称为亲油基；分子的另一端为极性亲水的亲水基，有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分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，便又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”（amphiphilic structure），表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
17种常用表面活性剂介绍
17种常用表面活性剂介绍月桂基磺化琥珀酸单酯二钠（DLS）一、英文名： Disodium Monolauryl Sulfosuccinate二、化学名：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学结构式: ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特性1. 常温下为白色细腻膏体，加热后（>70℃）为透明液体；2. 泡沫细密丰富；无滑腻感，非常容易冲洗；3. 去污力强，脱脂力低，属常见的温和性表面活性剂；4. 能与其它表面活性剂配伍，并降低其刺激性；5. 耐硬水，生物降解性好，性能价格比高。
五、技术指标：1.外观（25℃）：纯白色细腻膏状体2.含量（%）： 48.0—50.03.Na2SO3（%）： ≤0.504.PH值（1%水溶液）：5.5—7.0六、用途与用量：1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。
2.推荐用量：10—60%。
脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名：Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate二、化学名：脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠三、化学结构式：RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa四、产品特性：1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能；2.刺激性低，且能显著降低其他表面活性剂的刺激性；3.泡沫丰富细密稳定；性能价格比高；4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能；5.复配性能好，能与多种表面活性剂和植物提取液（如皂角、首乌）复配，形成十分稳定的体系，创制天然用品；6.脱脂力低，去污力适中，极易冲洗且无滑腻感。
五、技术指标：1.外观（25℃）：无色至浅黄色透明粘稠液体2.活性物（%）： 30.0±2.03.PH值（1%）： 5.5—6.53.色泽（APHA）： ≤504.Na2SO3 (%)： ≤0.35.泡沫（mm）： ≥150六、用途与用量：1、用途：制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等，还可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。
表面活性剂
因副反应随T的升高而加快，可通过降低反应温度或快速移 取反应生成的HCl来抑制。
雾化法连续硫酸化流程：
原料高级醇和氯 磺酸配比1：1.02，循 环比1：100，反应生 成的HCL由水流泵抽 出，反应热由石墨冷 却器移走。
（3）氨基磺酸硫酸化工艺 氨基磺酸是一种温和的硫酸化剂，副反应少，由于价格较贵， 其应用受到限制。其反应：
3、两性表面活性剂 在水溶液中呈两性状态，随介质不同显示不同活性，主要有： 氨基酸型： R-NHCH2CH2COOH
甜菜碱型 ： RN+(CH3)2CH2COO4、非离子表面活性剂 在水中不会离解成离子，因分子中的氧与水形成氢键而溶 于水中。主要有：
聚乙二醇型： R-O(CH2CH2O)nH 多元醇型： R-COOCH2C(CH2OH)3
乙烯不断插入到三乙基铝的烷基-铝键中得到高分子烷基铝。 C、高级三烷基铝氧化得醇化铝
(C2H4)nC2H5 Al (C2H4)nC2H5 (C2H4)nC2H5 + 1.5O2 O(C2H4)nC2H5 Al O(C2H4)nC2H5 O(C2H4)nC2H5
D、醇化铝水解得高碳醇
O(C2H4)nC2H5 Al O(C2H4)nC2H5 O(C2H4)nC2H5
二、多羧酸皂
C3-C24的烯烃与顺丁烯二酸酐加热——烷基琥珀酸酐。可 用作润滑油添加剂、除锈剂； 因分子中含有两个亲水基，其表面活性不好，将其中一个 羧基用丁醇或戊醇酯化生成单羧酸钠盐，即变为性能良好的活
性剂。
CH CO O CH CO R CH2 CH CH CH2 R CH2 CH CH H2O CH CO CO CO O OH CH2 CH CO OH
二、表面活性剂分类 阴离子型 如：RCOO-Na+
表面活性剂
常用品种
（一）脂肪酸甘油酯
主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油 酯。 性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及 酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB3~4，表面活性弱。 应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。
常用品种
（二）多元醇型
1.蔗糖脂肪酸酯 1.蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯， 是蔗糖和脂 肪酸反应生成的一大类化合物。 根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、 三酯及多酯。 性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和 油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖 和脂肪酸， HLB5~13，表面活性弱。 应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。
（二）阳离子表面活性剂 起作用的是阳离子，亦称阳性皂。 1.结构： 1.结构：含有一个五价氮原子。 结构 2.特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较 2.特点： 特点 稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。 3.应用： 3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械 应用 的消毒。 4.常用药物： 4.常用药物：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎 常用药物 溴铵 (新洁尔灭)
二、非离子表面活性剂
在水溶液中不解离。 1.结构组成： 结构组成： 结构组成
①亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)； ②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)； ③酯键、醚健
2.性质： 毒性，溶血作用较小，化学上不 性质： 性质 解离，不易受电解质，pH值的影响；能 与大多数药物配伍，应用广泛（外用、 内服、注射）。
（二）多元醇型
2.脂肪酸山梨坦：司盘类 2.脂肪酸山梨坦：司盘类[Spans] 脂肪酸山梨坦 即脱水山梨醇脂肪酸酯 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 单油 -85 三油 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂
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表面活性剂性质与应用
1．表面活性剂的化学结构及特点是什么？
表面活性剂的化学结构:由性质不同的两部分组成，一部分是疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基，这两部分分别处于表面活性剂的两端，为不对称的分子结构。
特点：是一种既亲油又亲水的两亲分子，不仅能防止油水相排斥，而且具有把两相结合起来的功能。
2．表面活性剂有哪些类型举例说明。
按溶解性分类：有水溶性和油溶性两大类;按照其是否离解分类：离子型和非离子型两大类;根据其活性部分的离子类型又分为：阴离子、阳离子和两性离子三大类。
3．表面活性剂的水溶液的特点是什么？
(1)浓度↑,表面张力↑。
如：NaCl,Na2SO4,KOH,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。
4．何谓表面活性？
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（表面活性是一种动力学现
象，表面或界面的最终状态表示了两种趋势之间的动态平衡，即朝向表面吸附的趋势和由于分子热运动而朝向完全混合的趋势之间的平衡）
5．简述Traube规则的内容。
特劳贝规则：即每增加一个-CH2-基团时，其π/C 约为原来的三倍。
6．试述阳离子SAA的主要用途。
广泛应用于非纺织物的防水剂、优柔剂、抗静电剂、染料的固色剂、医用消毒剂、金属防腐剂，矿石浮选剂、头发调理剂、沥青乳化剂等。
7．两性离子SAA有什么特点。
最大特征在于它既能给出质子又能接受质子。
(1)对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。
(2)有一定的杀菌性和抑霉性。
(3)有良好的乳化性和分散性。
(4)与其他类型表面活性剂有良好的配伍性。
会产生协同增效效应 (5)可以吸附在带负电荷或正电荷的物质表面上，有一定的润湿性和发泡性。
6)低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性。
(7)极好的耐硬水性，甚至在海水中也可以有效地使用。
(8)良好的生物降解性。
8．非离子SAA的亲水基由什么构成，EO数是什么含义？
非离子型活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成。
环氧乙烷加成数(EO数) EO加成数约在10~12mol的范围内润湿力最
高憎水链碳原子数N和环氧乙烷加成数n间的关系，最小溶解性：n = N/3；中等溶解性：n = N/2优良溶解性：n = 1～1.5N
9．写出APG的结构式，并说明其特性以及在洗涤剂中的作用。
APG的结构式：
特性：APG不存在浊点，在酸碱溶液中均呈现良好的相容性和稳定性；不仅表面活性高，泡沫丰富而稳定，去污力强而且无毒，无刺激性、生物降解彻底。
应用：浴用及发用洗涤剂；餐用洗涤剂；洗衣粉；硬表面清洗10．请解释含氟SAA“三高二憎”的特点。
三高：高表面活性、高耐热稳定性、高化学惰性；二憎：憎水性和憎油性，
11．AOS、LAS、Span、Tween、AES（解释代号）
α- 烯烃磺酸盐（AOS）；烷基苯磺酸钠（LAS）；山梨糖醇酐脂肪酸酯 (司盘 Span.)；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯（吐温 Tween）；烷基醇聚氧乙烯硫酸钠(AES)、
12．解释“Kraff”点和“浊点”的含义和规律。
使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点，我们称为临界溶解温度。
也称为克拉夫点。
规律:低温时溶解度小,如果加热水溶液，达到某一温度时，其溶解度会突然增大。
在低温下可与水混合，温度升高至一定值时，则会出现析出、分层，这一析出、分层并发生混浊的温度称为表面活性剂的浊点规律:高温溶解度低，低温溶解度高。
13．什么是SAA的HLB值，有什么作用？
亲水亲油平衡值(hydrophile lipophile balance，HLB)是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指标. HLB值越大，该表面活性剂的亲水性越强；HLB值越小，该表面活性剂的亲油性越强表面活性剂的润湿功能
1．请画出润湿剂的分子结构示意图，并解释这种结构有何特点？
分子结构特点：良好的润湿剂其疏水链应具有侧链的分子结构，且亲水基应位于中部，或者是碳氢链为较短的直链，亲水基位于末端。
2．用防水剂处理过的纤维为什么能防水？
织物防水原理：将纤维织物用防水剂进行处理，可使处理后的纤维不表面变为疏水性，防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>90°，在纤维与纤维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面，凸液面的表面张力的合力产生的附加压力△P的方向指向液体内部因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作用。
3．简述矿物泡沫浮选的原理。
矿物浮选是借气泡浮力来浮游矿石实现矿石和脉石的分离方法。
捕集剂以亲水基吸附于矿粉晶体表面晶格缺陷处或带有相反电荷处作定向排列，疏水基进入水相。
接触角会变大，矿粉有力图从水中逃逸出去的趋势。
一方面当水中加入发泡剂，在通空气时，就会产生气泡。
发泡剂的两亲分子就会在气—液界面作定向排列，将疏水基伸向气泡内而亲水的极性头留在水中。
单分子膜使气泡稳定。
吸附了捕集剂的矿粉由于表面的疏水性，于是就会向气，液界面迁移，与气泡发生“锁合”效应，由起泡剂吸附在气—液界面上形成的单分子膜和捕集剂吸附在固—液界面上的单分子膜可以互相穿透形成的固—液—气三相的稳定接触并将矿粉粘附在气泡上。
这样在浮选过程中气泡就可以依靠浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
4．简述有机缓蚀剂的缓蚀作用。
有机缓蚀剂通常是由电负性较大的O、N、Ｓ和P等原子为中心的极性基和C 原于组成的非极性基(如烷基)所构成。
一般，极性基团吸附于金属表面，改变了双电层的结构，提高金属离子化过程的活化能；而非极性基团远离金属表面作定向排布，形成一层疏水的薄膜，成为腐蚀反应有关物质扩散的屏障，这样就使腐蚀反应受到抑制，特别是在腐蚀性强的酸性介质中的缓蚀作用。
5．阳离子表面活性剂水溶液为什么能作选择性堵水剂？
在岩石孔隙壁与水接触时往往由于吸附水中的负离子或因自身的解离而使其岩石孔隙壁带负电荷，因此带正电荷的阳离子表面活性剂就很容易以带正电荷的离子头通过静电引力吸附于岩石孔隙壁带负电荷的部位。
6．请举出几个润湿剂的应用实例。
矿物的泡沫浮选；织物的防水与防油；金属的防锈与缓蚀；在农药的应用；在原油开采中的应用
7．举例说明纤维的永久性防水处理。
1）.防水剂Zelan是在水溶液中应用的，织物加热至120～150℃，再经漂洗和干燥可推测，这一处理会使季铵盐分解为酰胺，它能在纤维上形成一种醚键粘附于纤维表面上，具有不透水而能透气的特性。
2）.有机硅聚合物具有硅氧链且有烷基侧链，能提供一种硅氧化合物型表面；能为织物牢牢地束缚住，它能在纤维的缝隙发生交联反应，形成网状结构的表面层，使纤维表面变成疏水性，且保持一定的透气性。
8．说明有机缓蚀剂在金属表面的吸附状态和非极性剂的屏蔽效应。
(1)缓蚀剂在金属表面上的吸附：缓蚀剂在金属表面上的吸附是物理吸附或化学吸附。
(2)有机缓蚀剂非极性基的作用：缓蚀剂的非极性基团形成的疏水层，整个金属表面就形成一层疏水性的保护膜。
这层膜对金属离子向外扩散和腐蚀介质或水向金属表面的渗透都成为障碍。
这种由缓蚀剂的非极性基团形成的疏水层起防止腐蚀介质侵入的作用，称为非极性基的屏蔽效应。
9．十八胺既防水又防油的道理。
由于十八胺的单分子膜其临界表面张力γc很低，使得水和油不能在其单分子膜上铺展
10．苯并三氮唑是什么缓蚀剂，为什么？
苯并三氮唑及其衍生物苯并三氮唑是铜、银合金的有效缓蚀剂。
苯并三氮唑可添加在水溶液中可防止铜变色腐蚀。
苯并三氮唑可以与铜形成一种链状的半永久性聚合络合物膜，具有较好的附着性。
11．说明润湿剂在原油输送中的润湿降阻作用。
加入含有润湿剂的水溶液，即能在油管、抽油杆和输油管道的内表面形成—层亲水表面，从而使器壁对稠油的流动阻力降低，以利于稠油的开采和辅送。
12．说明阳离子SAA作为原油堵水剂的机理。
采收原油，遇到油水同层时，应使用选择性封堵剂堵水；阳离子表面活性剂吸附在被水冲刷出来的砂岩表面，使出水层位由亲水转变为亲油，增加了水的流动阻力，起到堵水作用。
13．说明油溶型缓蚀剂的缓蚀机理。
1）.缓蚀剂的两亲分子在金属油界面上以极性基吸附于金属表面而非极性的亲油基伸向油中，形成定向吸附的单分子膜，替代了原来的金属高能表面。
2）.缓蚀剂的浓度超过临界胶团浓度后，缓蚀剂还会自动聚集生成反胶团，能将油中的腐蚀介质水加溶在胶团中，从而显著地降低了油膜的透水率。
14．说明活性水驱油的机理。
当岩石孔壁上吸附了原油中活性物后，由于活性物以极性头吸附在岩石孔壁的高能表面上，因此孔壁被亲油的非极性链形成的膜所覆
盖，因此与原油的相容性好，于是残油在其上形成了接触角θ<90０的油滴，而粘附在岩石孔壁上。
当注入活性水后润湿剂可吸附于油水界面使γ降低，同时也通过疏水链吸附于水与原油中活性物形成的膜间的界面上，亲水基伸进水相，油滴就“卷缩”成接触角θ>90０的油滴，容易被水流带走，提高了水驱油的效率。