表面活性剂概论PPT课件
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表面活性剂概述PPT课件
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课程简介
包括：表面活性剂概述、表面活性剂作 用原理、表面活性剂的功能与应用、 阴离子表面活性剂、阳离子表面活性 剂、两性表面活性剂、非离子表面活 性剂、特殊类型的表面活性剂、表面 活性剂的复配
.
4
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5
第一章 表面活性剂概述
主要内容 表面活性剂的分类 表面活性剂的国内外发展状况
掌握：表面活性剂的定义、分类方法； 了解表面活性剂的发展状况
样一类物质，在加入量很少时即能明 显降低溶剂（通常为水）的表面（或 界面）张力，改变物系的界面状态， 能够产生润湿，乳化、起泡、增溶及 分散等一系列作用，从而达到实际应 用的要求。
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8
表面活性剂达到一定浓度后可缔合形成胶 团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、 起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、 抗静电等一系列物理化学作用及相应的实 际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的 精细化工产品
.
11
实验二
有孔纸片托水
材料：瓶子一个、大头针一个、纸片一张，有色 水一满杯
操作：
1、在空瓶内盛满有色水。 2、用大头针在白纸上扎许多孔。 3、把有孔纸片盖住瓶口。 4、用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下。 5、将手轻轻移开，纸片纹丝不动地盖住瓶口，而
且水也未从孔中流出来。
.
12
双联型
传统型
双联型表面活性剂与传统
表面活性剂的结构见图 双联型表面活性剂结构示意图
.
22
双联型表面活性剂中连接基可以是亲水性， 也可以是亲油性；可以是烷烃，也可以是 芳环。双联型表面活性剂具有多种类型， 包括阴离子、非离子、阳离子型。与传统 表面活性剂相比，双联型表面活性剂具有 很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相 变行为及流变性，已广泛引起化学界及工 业界的关注，是发展前景广阔的新型表面 活性剂。
表面活性剂PPT幻灯片课件
第2章 表面活性剂
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们 的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样 东西都不会有，这真是太可悲了。
但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活 性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
1
2.1 表面活性剂概述
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。
两个特性： 1. 在各种界面上的定向吸附； 2. 溶液内部形成胶束，从而具有一系列应用功能。
4
2.1 表面活性剂概述 2.1.2 表面活性剂分子的结构特点 表面活性剂分子有两种不同性质的基团所组
成，一种是非极性的亲油基团，另一种是极 性的亲水基团。
ONa
RO-P=O 单酯盐
ONa O
RO RO
P
Байду номын сангаас
O ONa
双酯盐
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
16
2.4 阳离子表面活性剂
分为两类：
（1）胺盐类表面活性剂，可由高级胺(C12-18，伯、仲、 叔）用盐酸或醋酸处理而得：
性剂（阴离子、阳离子和两性表面活性剂）。 (b) 不能电离的叫非离子型表面活性剂。
2.按分子量大小：
（a）低分子量表面活性剂：1000以下； （b）中高分子量表面活性剂：1000以上； （C）高分子表面活性剂：10000以上。
11
2.2 表面活性剂的分类
3. 按工业用途分类：
渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、 净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、 抗静电剂、防锈剂等。
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们 的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样 东西都不会有，这真是太可悲了。
但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活 性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
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2.1 表面活性剂概述
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。
两个特性： 1. 在各种界面上的定向吸附； 2. 溶液内部形成胶束，从而具有一系列应用功能。
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2.1 表面活性剂概述 2.1.2 表面活性剂分子的结构特点 表面活性剂分子有两种不同性质的基团所组
成，一种是非极性的亲油基团，另一种是极 性的亲水基团。
ONa
RO-P=O 单酯盐
ONa O
RO RO
P
Байду номын сангаас
O ONa
双酯盐
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
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2.4 阳离子表面活性剂
分为两类：
（1）胺盐类表面活性剂，可由高级胺(C12-18，伯、仲、 叔）用盐酸或醋酸处理而得：
性剂（阴离子、阳离子和两性表面活性剂）。 (b) 不能电离的叫非离子型表面活性剂。
2.按分子量大小：
（a）低分子量表面活性剂：1000以下； （b）中高分子量表面活性剂：1000以上； （C）高分子表面活性剂：10000以上。
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2.2 表面活性剂的分类
3. 按工业用途分类：
渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、 净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、 抗静电剂、防锈剂等。
第二章表面活性剂(共56张PPT)
C14H29SO4Na 30
C16H33SO4Na 45 C18H37SO4Na 56
活性剂
C10H21CHC6H4SO3Na | CH3
表面活性剂：是这样一种物质，当它的加入量很小时，就能使溶 剂（一般为水）的表面张力或液液界面张力显著降低，改变体系 的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，从而 产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、以及加溶等一系 列作用，以达到实际应用的要求。
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。
6.8
=CH-
-0.475 -0.475 -0.475
2.4
-(C3H5O)-(氧丙烯基) -0.15
2.1
-CP2-
1.9
-CF3-
-0.87 -0.87
例：计算月桂酸钠的HLB值 CH3（ CH2）10-COONa
解：-CH3：， -CH2- ： -COONa：19.1
HLB=7+∑(亲水基团基数)-∑(亲油基团基数) HLB= 7 + 19.1-（-0.475）×
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基本概念
一、表面张力
界面上的分子与体相内部分子所处的
状态不同。受力状态不同。
图2—1 液相内部和液-气界面的
分子所受作用力的示意图
表面张力：液体表面任意单位长度上的
收缩力称为表面张力，单位为N·m-1
。
从能量上看，表面分子比内部分 子具有更高的能量。
要使体系的表面积增加，就必须对体系 做功。
团具有的亲水亲油平衡值。 表示表面活性剂的亲水疏水性能。
HLB值大，亲水性强，亲油性弱； HLB值小，亲油性强，亲水性弱。
（1）HLB值的规定
表面活性剂概述(PPT讲课)
• 2009年中国洗涤用品总产量781.2万吨，同 比增长9.87%。其中合成洗涤剂产量692.87 万吨，同比增长9.31%。印度的日化产品市 场也正在以年均20%的速度快速增长。
01 表面活性剂的历史与现状 02 表面活性剂的应用与发展
03 以MEGA为例介绍生产工 艺
04 表面活性剂在中国
表面活性剂介绍
表面活性剂在中国
• 表面活性剂行业在我国起步较晚，但发展和更 新速度较快，目前我国表面活性剂行业已经具 备了相当的产业规模，特别是大宗表面活性剂 的生产能力有较大的提高，可以满足国内的基 本需求，但是技术含量高、产品质量高、性价 比高以及具有特殊功能的表面活性剂新品种仍 然不足。
• 2009年，我国表面活性剂的表观消费量为 145.45万吨，其中25%需要进口，其中多数 为特殊功能型高端表面活性剂。
Ⅰ.
MEGA-12 是一种非离子表面活性剂，对人体刺激性小 ，且生物降解性可达98%～99%，实现了产品的绿色化
Ⅱ. Ⅲ.
MEGA-12 合成反应多采用专一、高效、绿色的催化剂 和溶剂，相转移助剂的使用，提高了反应的选择性，实 现了反应的绿色化；
所用主要原料淀粉和油脂衍生物均为可再生资 源，实现了原料的绿色化
作为新型温和的绿色表面活性剂， MEGA-12 有许多突出的优点，如在达临 界胶束浓度下具有很高的表面活性；去 污力比烷基糖苷（APG）强，属中上水 平；泡沫细腻而稳定，优于乙氧基化脂 肪醇，接近阴离子表面活性剂；刺激性 小，特别是不会对人的皮肤及头发引起 显著损伤；有良好的生物降解性，对鱼 类有低毒性等。
中国表面活 性剂品种数
日本表面活 性剂品种数
1996年 1257
6139
2005年 4714
01 表面活性剂的历史与现状 02 表面活性剂的应用与发展
03 以MEGA为例介绍生产工 艺
04 表面活性剂在中国
表面活性剂介绍
表面活性剂在中国
• 表面活性剂行业在我国起步较晚，但发展和更 新速度较快，目前我国表面活性剂行业已经具 备了相当的产业规模，特别是大宗表面活性剂 的生产能力有较大的提高，可以满足国内的基 本需求，但是技术含量高、产品质量高、性价 比高以及具有特殊功能的表面活性剂新品种仍 然不足。
• 2009年，我国表面活性剂的表观消费量为 145.45万吨，其中25%需要进口，其中多数 为特殊功能型高端表面活性剂。
Ⅰ.
MEGA-12 是一种非离子表面活性剂，对人体刺激性小 ，且生物降解性可达98%～99%，实现了产品的绿色化
Ⅱ. Ⅲ.
MEGA-12 合成反应多采用专一、高效、绿色的催化剂 和溶剂，相转移助剂的使用，提高了反应的选择性，实 现了反应的绿色化；
所用主要原料淀粉和油脂衍生物均为可再生资 源，实现了原料的绿色化
作为新型温和的绿色表面活性剂， MEGA-12 有许多突出的优点，如在达临 界胶束浓度下具有很高的表面活性；去 污力比烷基糖苷（APG）强，属中上水 平；泡沫细腻而稳定，优于乙氧基化脂 肪醇，接近阴离子表面活性剂；刺激性 小，特别是不会对人的皮肤及头发引起 显著损伤；有良好的生物降解性，对鱼 类有低毒性等。
中国表面活 性剂品种数
日本表面活 性剂品种数
1996年 1257
6139
2005年 4714
表面活性剂第一章.pptx
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢ 纺织、印染
➢ 公路、建筑
➢ 油田、能源
➢ 食品行业
➢ 农业
➢ 医药、生命
第16页/共18页
表面活性剂的发展
① 经济、多功能、性能稳定、高效的表面活性 剂一直是表面活性剂工业追求的目标。
② 绿色环保
（节能减排；化妆品中表面活性剂微量成分的标准出台;化 学物质对土壤的污染问题，国外10年前土壤修复）
② 表面活性剂在溶液内部自聚：分子有序组合体。胶团、 反胶团、囊泡、液晶等。
第10页/共18页
第11页/共18页
分子有序组合体的功能
第12页/共18页
模拟生物膜
第13页/共18页
间隔化反应介质和微反应器
第14页/共18页
模板功能
第15页/共18页
四、表面活性剂的用途
➢ 日用化工、洗涤、化妆品
第4页/共18页
cmc：临界胶束浓度
图1.6 表面活性剂的表面张力-浓度对数曲线（γ-lgc曲线）
第5页/共18页
cmc：临界胶束浓度
第6页/共18页
表面活性的表征
① 形成胶团的能力：cmc越小，表面活性剂越容易在溶 液中自聚形成胶团。
② 表面张力的降低：降低溶剂表面张力一定值时，所 需表面活性剂的浓度（c20或pc20）；表面张力降低 所能达到的最大程度。
表面张力：引起液体表面自动收缩的力
图1.2 分子在液体内部和表面所受吸引力场的不同
图1.3 液体的表面张力
第2页/共18页
二、表面活性剂的结构特点
HLB值
图1.4 表面活性剂分子示意图
第3页/共18页
表面活性原理—表面吸附和溶液内部自聚
图1.5 表面活性剂在表面吸附和在溶液中自聚的过程 （a）极稀溶液；（b）稀溶液；（c）临界胶团浓度的溶液； （d）大于临界胶团浓度的溶液
➢ 纺织、印染
➢ 公路、建筑
➢ 油田、能源
➢ 食品行业
➢ 农业
➢ 医药、生命
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表面活性剂的发展
① 经济、多功能、性能稳定、高效的表面活性 剂一直是表面活性剂工业追求的目标。
② 绿色环保
（节能减排；化妆品中表面活性剂微量成分的标准出台;化 学物质对土壤的污染问题，国外10年前土壤修复）
② 表面活性剂在溶液内部自聚：分子有序组合体。胶团、 反胶团、囊泡、液晶等。
第10页/共18页
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分子有序组合体的功能
第12页/共18页
模拟生物膜
第13页/共18页
间隔化反应介质和微反应器
第14页/共18页
模板功能
第15页/共18页
四、表面活性剂的用途
➢ 日用化工、洗涤、化妆品
第4页/共18页
cmc：临界胶束浓度
图1.6 表面活性剂的表面张力-浓度对数曲线（γ-lgc曲线）
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cmc：临界胶束浓度
第6页/共18页
表面活性的表征
① 形成胶团的能力：cmc越小，表面活性剂越容易在溶 液中自聚形成胶团。
② 表面张力的降低：降低溶剂表面张力一定值时，所 需表面活性剂的浓度（c20或pc20）；表面张力降低 所能达到的最大程度。
表面张力：引起液体表面自动收缩的力
图1.2 分子在液体内部和表面所受吸引力场的不同
图1.3 液体的表面张力
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二、表面活性剂的结构特点
HLB值
图1.4 表面活性剂分子示意图
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表面活性原理—表面吸附和溶液内部自聚
图1.5 表面活性剂在表面吸附和在溶液中自聚的过程 （a）极稀溶液；（b）稀溶液；（c）临界胶团浓度的溶液； （d）大于临界胶团浓度的溶液
表面活性剂PPT课件
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2.4 阳离子表面活性剂
AFM images of E. coli (ATCC 11229)
Untreated E. coli
E. coli treated
最新课件
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2.5 两性表面活性剂
❖ 两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子 。
❖ 阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离子部分 可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。其中阴离子为羧基 、阳离子为胺盐的叫氨基酸型两性表面活性剂，通式为:
phospholipids phase separation; (4) Destabilized zones aggregate and leading to a damage of
membrane. The leakage of inner components finall最y l新ea课ds件to the death of the cells.
❖ 溶液的pH 值低于pI 时，是阳荷性，具有阳离子表面 活性剂作用；
❖ 当pH 高于pI 时，呈负电性，具有阴离子表面活性剂 的作用。
❖ 在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。
C12H25NHCH2CH2COONa
最新课件
26
2.5 两性表面活性剂
❖ 两性表面活性剂特点：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。
C12 2H 5 C CN H H 33+2Na+ C2H l2
O
[ ] CH 3 +
CH 3 CC l12 2H 5NCH 3 Cl
CH 3
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2021/1/21
二、非离子表面活性剂
• 在水溶液中不解离。 1.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）。
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2021/1/21
（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：含有一个五价氮原子。
2.特点：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。
3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消 毒。
4.常用药物：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎溴铵 (新洁尔灭)
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
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2021/1/21
表面活性剂效率和有效值
表面活性剂效率
使水的表面张力明显降低所需要的表面活性剂 的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活性剂的性能 愈好。 表面活性剂有效值
能够把水的表面张力降低到的最小值。显然， 能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。
R-N+-CH2COO| CH3
甜菜碱型
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2021/1/21
常用表面活性剂类型
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
非离子表面活性剂
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
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2021/1/21
常用品种
（一）脂肪酸甘油酯
• 主要ห้องสมุดไป่ตู้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。
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2021/1/21
一、离子表面活性剂
3、磺酸化物：
①通式：R·SO3-M+ ②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的
钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠， 常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛 磺胆酸钠。
③性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物 差, 不易水解。
④应用： 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油 酸的增溶剂；较好的洗涤剂。
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2021/1/21
（三）两性离子表面活性剂
• 分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性 剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。
• 常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性 离子型表面活性剂。
• 最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也 无沉淀。
• 性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良 好、去污力亦强； 酸性水溶液中呈阳离子性质， 杀菌力很强，毒性小。
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。
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2021/1/21
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2021/1/21
（二）多元醇型
2.脂肪酸山梨坦：司盘类[Spans]
• 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)
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
阳离子表面活性剂
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3
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2021/1/21
常用表面活性剂类型
两性表面活性剂
R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型
CH3 |
表面活性剂的效率与有效值在数值上常常是相 反的。例如，当憎水基团的链长增加时，效率提高 而有效值降低。
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2021/1/21
一、离子表面活性剂
• （一）阴离子表面活性剂 • 起表面活性作用的部分是阴离子。 1、高级脂肪酸盐： ①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 ②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂
(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)
③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐 破坏，电解质使之盐析。
④应用：具有一定的刺激性，只供外用。
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2021/1/21
（一）阴离子表面活性剂
2、硫酸化物：
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)；
概述
表面活性剂概述
研发中心非离子研究室 徐仕睿
2009-05-06
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2021/1/21
12.6 表面活性剂及其应用
表面活性剂分类 常用表面活性剂类型 表面活性剂效率和有效值
胶束 临界胶束浓度 亲水亲油平衡 表面活性剂的重要作用
浮游选矿 乳状液类型
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1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
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2021/1/21
常用表面活性剂类型
阴离子表面活性剂
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
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2021/1/21
常用表面活性剂类型
常用品种
（二）多元醇型
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。
润湿作用 起泡作用 增溶作用 乳化作用 洗涤作用
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2021/1/21
表面活性剂分类
表面活性剂通常采用按化学结构来分类，分 为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为 阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。显然 阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否 则可能会发生沉淀而失去活性作用。
表面活性剂