表面活性剂性质、分类及特性

Span 俗称 OP系O列，化学性质稳定Tw，ee抗n 氧化性O 能强 O
O CR
O
O
CR
(3) 聚氧乙烯烷基酰胺 OH
OH
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂
OH
O(C2H4O)yH
(4) 多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙
烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类；具有 低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
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(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
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----由于其特殊结构，具有许多优异性能，如良好 的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和 多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防 腐蚀等使用性能，特别是其极低毒性和无刺激性以 及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中 前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都 有相当用途。
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§2.2 表面活性剂的结构、分类及一般性质
1、表面活性剂的结构
表面活性剂分子 非极性亲油基团（烃 链） 极性亲水基团
两亲分子； 不对称、极性；
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亲水基团和亲油基团
亲水基是容易溶于水或容易被水所润湿的原子 团，如磺酸基、羧基、硫酸酯基、羟基、氨基等;
亲油基又称疏水基、憎水基，由烃链—(CH2)n--组 成，链有长有短，有的具有支链，或者被杂原子或环 状原子团所中断： --(CH2)n-O-(CH2)m-， (CH2)n-Ph—
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亲油基对油有亲合性。可分为以下几类：
直链烷基 支链烷基 烷基苯基 烷基萘基 长链全氟或高氟代烷基 全氟聚氧丙烯基（低分子量） 高分子量聚氧丙烯基 聚硅氧烷基
C17H35－R－
CH3 CH3
CH3
H3C C Si ( O Si )4
CH3 CH3
CH3
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2、表面活性剂的分类
一般以亲水基团的结构为依据。 表面活性剂可如下归类：
(3) 硫酸酯盐 R-OSO3－ (4) 磷酸酯盐 R-OPO32－
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阳离子表面活性剂 －溶于水后生成的亲水基团是带正电的原子团
－工业上的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物，
水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活
性和杀菌作用；
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(1)伯胺盐 R-NH3＋
(2)季铵盐 CH3
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§2.2 表面活性剂应用原理
§2.2.1 界面吸附和形成胶束
当表面活性剂溶于水时，其亲水基有进入溶液中 的倾向，而疏水基有趋向离开水而伸向空气中。结 果使表面活性剂分子在两相界面上发生相对聚集。
表面活性剂在界面上发生相对聚集的这种现 象即称为“吸附”.
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（a）是极稀溶液，界面上 没聚集很多的表面活性剂， 空气和水直接接触，水的表 面张力下降不多，接近于纯 水的状态。
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两性表面活性剂
－－同时具有阴离子、阳离子或同时具有非离子 和阴离子的、有两种离子性质的表面活性剂；
－－结构上同时存在性质相反的离子，在H＋溶 液中呈阳离子表面活性，在碱性溶液中呈阴离子 表面活性，在中性溶液中呈非离子表面活性；
氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－ 甜菜碱型：R-N+(CH3)2-COO—
表面活性剂性质、分类及 特性
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§2.1 表面活性剂的概念 1、表面与表面张力 界面（interface)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(surface)。
习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或 固体的表面。
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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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如油酸钠就 是这样一种物质。面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质则称为表面活性物质。
表面活性剂
它在加入很少量时即能大大地降低溶剂的表面 张力（或界面张力），改变体系界面状态，从 而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等一系列作 用，以达到实际应用的要求的一类物质。
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表面张力
• 使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。 • 液体的表面张力来源
于物质的分子或原子 间的范德华力。
• 表面张力是由于表 面分子和液体内部 分子所处的环境不 一样形成的。
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如果在活动边框上挂一重物，
使重物质量W2与边框质量W1所产生 的重力F（F=（W1+W2）g）与总的 表面张力大小相等方向相反，则金
属丝不再滑动。
这时
F 2 l
l是滑动边的长度，因膜有两个
面，所以边界总长度为2l， 就是作
用于单位边界上的表面张力。
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2、表面活性与表面活性剂
各种水溶液表面张力与浓度的关系可归结为三类：
第一类：表面张力在稀浓度时随 浓度急剧下降（曲线1）:某些物 质的加入量很少时，就可使水的 表面张力显著下降； 第二类：表面张力随浓度逐渐下 降（曲线2）； 第三类：表面张力随浓度稍有上 升（曲线3）。
表面活性剂
离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
非离子型
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阴离子表面活性剂
－－溶于水后生成离子，其亲水基团为带负电的原子团；
－应用比较多、产量大，约占表面活性剂使用量的70%，
主要用作乳化剂、分散剂、润湿剂等，大多用作洗涤剂
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(1) 羧酸盐 RCOO－ 例如： 肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠等
(2) 磺酸盐 R-SO3－ 例如： 洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠(ABS)等
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非离子型表面活性剂稳定性高，不易受强电解质 无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响；与其它 类型表面活性剂的相容性好；在水及有机溶剂中皆有 良好的溶解性能，具有良好的乳化、润湿、渗透性、 以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒；
广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳 化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的杀菌剂以 及洗涤、润湿剂等。
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例如
C16H33-N+-CH3Br－ |
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)
(3) 吡啶盐 例如 C12H25(NC5H5)+
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非离子表面活性剂 －在水中不离解成离子，也不带电荷；
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(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH
俗称平平加系列，具良好湿润性能
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH