第一章表面活性剂化学
表面活性剂的结构与性能
①分类及常用品种: 卵磷脂（豆磷脂、蛋磷脂）：是一类天然表面活性剂，组成复杂，
可用于静注用乳剂与脂质体的制备。
阴离子部分—磷酸型；阳离子部分—季胺盐类
合成活性剂：阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分分为： 氨基酸型——胺盐（RN＋H2CH2CH2COO－）
2）聚氧乙烯脂肪醇醚
系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。 通式：R· (CH2O CH2)nH。 O·
以科技为动力 以环境为己任
④聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH，是各种不同分
子量的聚氧乙烯（亲水基）与聚氧丙烯（亲油基）的 嵌段共聚物，其中a为化合物总量的10～80％，b至少 为15。本品又称泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普郎尼 克(Pluronic)。
①通式：脂肪族磺酸化物 R· 3-M+ 和烷基芳基磺 SO
酸化物 RC6H5SO3－M＋
②分类：脂肪族磺酸化物；烷基芳基磺酸化物，如
十二烷基苯磺酸钠（常用洗涤剂）；
③性质：水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物
差，但不易水解。
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。
以科技为动力 以环境为己任
临界胶束浓度(critical micelle concentration)
以科技为动力 以环境为己任
临界胶束浓度的测定方法
CMC的测定
1.表面张力法：以表面张力对浓度的 对数作图，曲线的转折点即为CMC 值。适合于离子表面活性剂和非离 子型表面活性剂。 2.电导法：以表面活性剂溶液的摩尔 电导率对浓度或浓度的平方根作图， 曲线的转折点即CMC值。适合于离 子表面活性剂。 3.染料法：表面活性剂溶液增溶染料 前后吸收光谱的变化。 4.光散射法：胶束形成与散射光强度 成正比。
表面活性剂化学知识点
表⾯活性剂化学知识点表⾯活性剂化学第⼀讲表⾯活性剂概述1、降低表⾯张⼒为正吸附，溶质在溶液表⾯的浓度⼤于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表⾯活性物质。
增加表⾯张⼒为负吸附，溶质在溶液表⾯的浓度⼩于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表⾯惰性物质。
2、表⾯张⼒γ：作⽤于单位边界线上的这种⼒称为表⾯张⼒，⽤γ表⽰，单位是N·m -1。
影响纯物质的γ的因素(1) 物质本⾝的性质（极性液体⽐⾮极性液体⼤，固体⽐液体⼤）(2) 与另⼀相物质有关。
纯液体的表⾯张⼒是指与饱和了其本⾝蒸汽的空⽓之间的界⾯张⼒。
(3)与温度有关：⼀般随温度升⾼⽽下降． (4)受压⼒影响较⼩．3、表⾯活性剂的分⼦结构特点 “双亲结构”亲油基：⼀般是由长链烃基构成，以碳氢基团为主亲⽔基：⼀般为带电的离⼦基团和不带电的极性基团疏⽔基的疏⽔性⼤⼩：脂肪烷基＞脂肪烯基＞脂肪烃-芳基＞芳基＞带有弱亲⽔基的烃基。
相同的脂肪烃疏⽔性强弱顺序：烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳⾹烃。
从HLB 值考虑，亲⽔基亲⽔性的⼤⼩排序：－SO4Na 、－SO3Na 、－OPO3Na 、－COONa 、—OH 、—O － 4、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。
2）硫酸化物：①通式：R-OSO3-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。
3）磺酸化物：①通式：R·SO3-M+②分类：脂肪族磺酸化物，如⼆⾟玻珀酸脂磺酸钠；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。
表面活性剂-概论(第一章,第二章)
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，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 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
精细化学品复习题 (2)(1)
精细化学品总复习第一章表面活性剂本章的考点涉及以下方面1、概念：表面活性剂、Cmc、HLB值、craft点（使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点，称为克拉夫特点，也称为临界溶解温度）、浊点（将非离子型表面活性剂的溶液加热，达到某一温度时，透明溶液会突然变浑浊，这一温度点称为浊点）、润湿与分散作用2、表面活性剂性质与结构关系1）亲水基在分子中间者，比在末端润湿能力强，而亲水基在末端比在中间的去污能力强；2）有侧链的润湿、渗透效果好；3）对同一品种表面活性剂，当其HLB值相同时，分子量大，去污力、乳化及分散力好，分子量小则渗透力好。
3、了解span和tween结构4、简述十二烷基苯磺酸盐的制备工艺烷基苯磺酸盐制备工艺分为三个部分：烷基苯制备、烷基苯磺化、烷基苯磺酸中和。
A 烷基苯的制备其工艺过程：煤油加氢加氢煤油分子筛脱蜡正构烷烃脱氢烯烃苯烷基化烷基苯B烷基苯磺化：SO3磺化法C烷基苯磺酸中和5、了解咪唑啉型表面活性剂合成其合成方法为：复习题一、选择与填空1）下列物质加入很少量就能够显著降低水溶液表面张力的是（B ）A 醋酸钠B葵酸钠 C 丁醇 D 硫酸钠复习要点：表面活性剂定义2）下面有关表面活性剂cmc表述正确的是（ D ）A cmc就是指表面活性剂的溶解度B cmc值大小取决于表面活性剂的分子结构，而与电解质无关C cmc值大小不仅仅取决于表面活性剂的分子结构，而且与电解质的浓度、种类有关D cmc是指表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度复习要点：cmc定义与影响因素3）下列表面活性剂溶解度随温度升高而增大，并且当温度达到某一点时其溶解度急剧增大的是（ C ）A 烷基聚氧乙烯醚B span 60C 烷基聚氧乙烯醚硫酸钠D tween 61复习要点：表面活性剂溶解性质。
离子型表面活性剂溶解度随温度升高而增大，因为较高温度破坏离子键，促进溶解；非离子表面活性剂溶解度随温度升高而降低，因为较高温度破坏其与水形成的氢键。
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力（N/m）。
4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。
5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。
（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
表面活性剂化学
2.表面活性剂的温和性
1）表面活性剂的类型 阳离子表面活性剂最强。非离子表面活性剂的刺激性
一般都很低。多数阴离子表面活性剂和两性表面活性
剂的刺激性居于上述两类之间。
2)分子大小 小分子表面活性剂容易造成经皮渗透，对皮肤刺激
性大；分子表面活性剂不易发生本身经皮渗透问题，且
由于大分子二级、三级结构的影响，极性基团及疏水支
40
在室温下(20℃～25℃)的溶解度： 非离子型表面活性剂〉离子型表面活性剂
在碳链相同的离子型表面活性剂中： 季铵盐类阳离子表面活性剂的溶解度较大。两
性表面活性剂，也以正离子部分为季铵盐的溶解度 为最大。
41
3）表面活性剂在油溶剂中溶解性 主要取决于亲油基和亲水基的种类，链的长短
对离子的种类、溶液的温度、不纯物的存在与否等 因素。 亲油基的亲油性
剂、织物整理剂、均染剂等类。
1.3.5特种表面活性剂
有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表
面活性剂、含磷表面活性剂、含硼表面活性剂和
反应性特种表面活性剂。
11
1. 4表面活性剂的亲水亲油性
1.4.1分析测定法
1.表面活性剂的溶解度 在水中溶解度大亲水性强而亲油性就差。 在水中的溶解度小则亲油性就相对强。
阳离子型表面活性剂中： 胺盐类在碱中不稳定，容易析出游离胺，但较耐
酸；而季铵盐在酸和碱中均较稳定。
47
非离子表面活性剂：
一般的能稳定地存在于酸、碱溶液中。 两性表面活性剂： 在等电点时容易生成沉淀。但分子中有季铵离子者， 则不会出现沉淀。 含有酯基表面活性剂： 在强酸及强碱溶液中都易发生水解，最不稳定； 含醚链表面活性剂
A
1.637 1.393 1.610 1.961 1.961
日用化学品生产技术习题库
第一章表面活性剂1、什么是表面活性物质，什么是表面活性剂?2、液体的表面张力是怎样产生的，什么是表面张力，它的单位是什么？3、解释吸附量在固-液界面的含义，表面张力与表面吸附量、溶液浓度之间的关系。
4、什么是cmc？为什么说它是表面活性剂的一个重要特性？5、什么是krafft 点和 C.P值？6、增溶的方式有几种？有机物在表面活性剂中的增溶与在有机溶剂的溶解有什么区别？与乳化作用有什么区别？7、什么叫作润湿角？润湿角是怎样规定完全润湿、完全不润湿、液体不能润湿、能够润湿的？8、解释乳化、乳状液的概念，乳状液有哪两种类型？9、稳定乳状液的因素有哪些？10、什么是表面活性剂的HLB值？11、阴、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂的结构特征是什么？请举例说明他们的性质与用途。
第二章洗涤剂1、合成洗涤剂常用的助剂有哪些？简述它们在洗涤剂中的作用？2、洗衣粉配方主要应考虑哪些原则？3、简述间歇配料投料次序。
4、洗衣粉成型的方法有哪些？高塔喷雾干燥的工艺流程是怎样的？5、洗衣粉为什么要进行后配料？6、简述液体洗涤剂的配制过程，你对这一过程有何评价？请提出改进意见。
7、请根据所学的知识拟订一种洗衣粉配方和一种手洗餐具洗涤剂配方。
8、配制液体洗涤剂时，如果透明度不好或粘度低，应如何如何处理和如何调整配方？第三章肥皂和香皂1、制皂用油脂有什么特殊要求？2、某油脂测得的酸值偏高而碘值偏低，对制皂有什么影响？3、预处理油脂的步骤有哪些？各步骤设置的目的是什么？4、碱炼中的碱浓度越高越好吗？为什么说碱炼既可脱酸又可脱色？5、大锅皂化法为什么要留用上一次的锅底再皂化？6、盐析的目的是什么？7、“碱炼”就是“碱析”吗？为什么？8、分析比较“连续皂化法”与“大锅皂化法”的优缺点。
9、怎样说明“单塔连续水解脂肪酸”是目前较先进的方法？10、尝试设计“脂肪酸中和”流程示意图。
11、脂肪酸中和法”与“油脂皂化法”的区别是什么？12、洗衣皂的基本组成有哪些？各起什么作用？13、简述真空干燥冷却制皂的过程。
表面活性剂期末复习有答案
第一章表面活性剂绪论1 基本概念：(1)表面张力表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力（N/m）(2)表面活性物质能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。
(3)表面活性剂表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。
(4)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。
(5) C20C20：降低溶液表面张力20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度,该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强。
(6)cmc临界胶束浓度简称CMC表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
(7)胶束两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。
(8)胶束聚集数胶束聚集数：指缔和成胶束的表面活性剂分子或离子的数量，可度量胶束的大小。
疏水性↑，胶束聚集数↑胶束聚集数=胶束量（胶束的分子量）/表面活性剂的分子量(9)Krafft 点Krafft 点：1%的表面活性剂溶液加热时由浑浊变澄清，溶解度急剧增加时的温度。
Krafft 点低，表面活性剂的低温水溶性越好；离子型表面活性剂通常在Krafft 点以上使用(10)浊点浊点：1%的聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶液加热时，溶液由澄清变浑浊时的温度。
非离子型表面活性剂通常在浊点以下使用浊点越高，溶解度越好，使用范围越广2 基本数值(1)水在20℃时的表面张力为72.8mN/m(2)大部分表面活性剂的cmc在10-6~10-1mol/l3 重要关系(1)表面张力的影响因素及其一般规律影响表面张力的因素——分子间力有关温度对表面张力的影响：随温度升高，分子间力降低，液体的表面张力降低；压力对表面张力的影响：随压力升高，气相密度升高，液体表面的内向合力降低，液体的表面张力降低；(2)cmc的影响因素及其一般规律内因：(1)碳氢链的长度：碳数↑，cmc↓(2)碳氢链的分支：分支↑，cmc↑(3)极性基团位置：极性基团居中，cmc↑(4)碳氢链中引入双键、极性基团，cmc↑(5)疏水链的性质：CH链→CF链，cmc↓(6)亲水基团的种类：n-SAA <<ionic-SAA≈amphionics –SAA外因：温度：ionic-SAA在其Krafft point 以上使用nonionic-SAA在其cloud point 以下使用无机强电解质：加入使ionic-SAA的cmc↓,对nonionic-SAA影响不大无机盐和有机添加剂：影响胶束的形状(3)表面活性剂结构与性能关系的一般规律γ极性的碳氢化合物＞γ非极性碳氢化合物；γ芳环或共轭双键化合物＞饱和碳氢化合物；同系物中相对分子质量较大者表面张力较高4 表面活性剂的分类方法及其主要类型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；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；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。
第一章 胶体和表面活性剂
香粉蜜是利用保护胶体的作用使细 粉悬浮在水溶液中的分散系。 香波和剃须膏实质上是肥皂或各种洗 涤剂溶解于水的胶体溶液或胶性凝胶。 唇膏、胭脂膏和指甲油是将颜料分 散于液体或半固体蜡类的分散系。 香粉可以说是含有大量空气的固体 细粉。
二、胶体的性质 1．丁达尔现象 如果让光束透过胶体，从侧面可看到胶体 内形成一条明亮的光带。这是由于胶体微粒对 光线的散射而形成的，这种现象叫做丁达尔现 象。 当光束照到一般溶液时，由于溶液中粒子 的直径小于10-9米，光在粒子上的散射太弱， 就不容易看到光束通过溶液的途径，但可以用 这种方法鉴别胶体与溶液。
正是由于分子的这种定向吸附，使 得表面活性剂具有改变表面润湿性能、 乳化、破乳、起泡、消泡、分散、清洁 等多方面的作用。
三、表面活性剂的分类 表面活性剂可以分离子型和非离子 型两大类。当表面活性剂溶于水时，凡 能电离生成离子的，叫做离子型表面活 性剂；凡在水中不电离的就叫做非离子 型表面活性剂。
中加入电解质达到某一浓度时，高分子 物质便从溶液中沉淀析出，这种现象称 为盐析。盐析产生的沉淀再用溶剂稀释 后，仍可形成高分子化合物溶液，也就 是说盐析作用是可逆的，而胶体凝聚析 出后即难于再形成溶液。
三、高分子化合物溶液的粘度 高分子化合物溶液的粘度比低分子溶液 的粘度大得多，而且随着高分子化合物的浓度 增大时，粘度发生急剧的增加。高分子溶液的 粘度不仅与溶液的浓度有关，还与分子量、形 状等有关。如常用的胶水就是高分子溶液。大 多数高分子化合物具有链状结构，它的主链上 带有支链，分子间如同树枝一样，极易互相纠 缠联结，从而使一部分液体降低或失去流动性， 增加了溶液的粘度。
一、胶体 胶体也是一种分散系，在这种分散 系里，分散质微粒直径的大小介于溶质 分子或离子的直径(一般大于10-9米)和悬 浊液或乳浊液微粒的直径(一般小于10-7 米)之间。一般地说，分散质微粒的直径 大小在 10-9 ～ 10-7 米之间的分散系叫做 胶体。
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。
第一章表面活性剂化学
17
§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.2 亲水亲油平衡值(HLB)
④乳化法 原理：用表面活性剂来乳化油相介质时，当表面活性剂的 HLB值与油相介质所需的 HLB值相同时，生成的乳液稳定性最好。 对于一般的水性表面活性剂, 可以使用松节油(所需 HLB 值为16) 和棉籽油(所需HLB 值为6) 配制一系列需要不同 HLB 值的油相 , 每 15 份油相中加入 5 份待测表面活性剂 , 然 后加入 80 份水 , 搅拌乳化 , 其中稳定性最好的试样中油相所 需的HLB 值就是表面活性剂的HLB 值。
§1.3 表面活性剂的分类
1.3.1 按离子类型分类
10
§1.3 表面活性剂的分类
1.3.2 溶解性分类
◎
水溶性表面活性剂
油溶性表面活性剂
◎
1.3.3 按相对分子质量分类
◎
高分子表面活性剂（＞10000） 中分子表面活性剂（1000-10000） 低分子表面活性剂（100-1000）
11
◎
◎
§1.3 表面活性剂的分类
12
§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.1 表面活性剂的溶解度
表面活性剂在水中溶解度大亲水性强而亲油性就差； 对于非离子型表面活性剂，其亲水基主要是聚氧乙 在水中的溶解度小则亲油性就相对强。 烯基。升高温度会破坏聚氧乙烯基同水分子的结合，往 对于离子型表面活性剂在低温时溶解度较 往使其溶解度下降甚至析出。若缓慢加热非离子型表面 低，随着温度升高其溶解度缓慢地增加，溶解度 活性剂的透明水溶液，到某一定温度后溶液发生浑浊， 随温度的变化存在明显的转折点，达到某一温度 表明表面活性剂开始析出。溶液呈现浑浊的最低温度叫 后其溶解度突然迅速增加，该点的温度即为克拉 做“浊点”。
《表面活性剂化学》题集
《表面活性剂化学》题集第一章绪论一、选择题1. 关于界面与表面的定义，下列哪项是正确的？（）A. 界面是指不同物质相接触的线，表面是指液体与气体接触的面B. 界面是指不同物质相接触的面，表面是指液体与气体接触的线C. 界面是指不同物质相接触的面，表面是指液体与气体接触的面D. 界面和表面都是指液体与气体接触的面2. 表面张力是以下哪个现象的表现？（）A. 液体表面层的分子受到向内的吸引力大于向外的吸引力B. 液体表面层的分子受到向外的吸引力大于向内的吸引力C. 液体表面层的分子受到均匀的吸引力D. 液体表面层的分子受到均匀的排斥力3. 下列哪种物质不属于表面活性剂？（）A. 肥皂B. 洗发水中的活性成分C. 食盐D. 洗洁精4. 表面活性剂的HLB值代表的是：（）A. 氢键长度B. 氢键能量C. 亲水亲油平衡D. 氢键数量5. 关于表面活性剂的活性，以下哪项描述是正确的？（）A. 表面活性剂的活性与其分子量成正比B. 表面活性剂的活性与其分子量成反比C. 表面活性剂的活性与其分子结构无关D. 表面活性剂的活性取决于其在界面上的吸附能力二、填空题1. 界面是指两种不同______相互接触的区域，表面是指液体与气体接触时在液体表面形成的一个______薄层。
2. 表面张力是液体表面层的分子间作用力______液体内部，使液体表面具有______收缩的趋势。
3. 表面活性剂是一类能够显著降低液体表面张力的物质，其分子结构通常具有一个或多个______和一个或多个______。
4. 表面活性剂的HLB值反映了其分子的______程度，HLB值越高，亲水性越______，HLB值越低，亲油性越______。
5. 表面活性剂在生活和工业中有广泛的应用，如______、______、______等。
三、简答题1. 请简述界面张力与表面张力的区别。
2. 为什么液体表面层的分子会表现出比内部分子更大的相互作用力？3. 简述表面活性剂如何通过改变分子结构来降低液体表面张力。
表面化学(表面活性剂)
亲油基:
(憎水基)
非极性基团。
易溶于油，具有亲油性质。
一般为长链烃基。
亲水基 亲油基
结构特点—双亲性
表面活性剂的应用
表面活性剂的基本作用 表面活性剂的应用
1、表面活性剂的基本作用 (1) 润湿、渗透作用 ① 概念：
润 湿 液体在固体上的铺展。 使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂。
润湿剂
② 本质
吸附层 胶核 胶粒
扩散层
x {( As 2S3 ) m nHS (aq） n - x）H (aq）｝ xH (aq） （
胶团
胶粒结构示意图（带正电荷的溶胶）
(3) 起泡、消泡作用
泡沫是不溶性气体分散于液体或熔融固体中形 成的分散系。 ① 起泡剂
能起稳定泡沫的 物质为起泡剂。 表面活性剂发泡可 用来制造灭火剂, 洗护发剂泡沫的物质为消泡剂。
消泡剂将泡沫中的起泡剂分子替代出来，使气泡
强度下降，稳定性被破坏。
洗涤作用
从固体表面除掉污物的过程为洗涤。
σl-g
σS-g
θ
Θ=0 完全润湿
Θ<90 润湿
g
l
σS-l
Θ>90 不润湿 Θ=180 完全不润湿
S
加入润湿剂可使润湿角θ降低， θ越小，表示
润湿越好。
表面活性剂作用的实质使水溶液表面张力下降。
乳化作用(乳 化 剂)
乳化作用：一种微粒均匀的分散于另一种液体 中的现象使非水溶性物质在水中呈均匀乳化或 分散状态的现象。
② 油与水乳化形式
少量油分散在大量水中
连续相：水分散相：油
水包油型(O/W)
油
强烈振荡
水
少量水分散在大量油中 连续相：油 分散相：水 油包水型(W/O)
表面活性剂的功能及其作用
第一节 表面活性剂在溶液中的状态
2.表面活性剂的溶解度
（1）临界溶解温度（克拉夫特点） 离子型表面活 性剂在水中的溶解度随温度的上升逐渐增加，当达到某一 特定温度时，溶解度急剧陡升，该温度称为临界溶解温度 （Krafft Point），以Tk表示。
（2）表面活性剂的浊点 非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而降低，升
至某一温度，溶液出现浑浊，经放置或离心可得到富胶团和贫 胶团两个液相，这个温度称为该表面活性剂的浊点(Tp)。这个 现象是可逆的，溶液冷却后，即可恢复成均相。
出现浊点的原因是：非离子表面活性剂通过它的极性基与水形 成氢键，温度升高不利于氢键的形成。温度升高到一定程度， 非离子表面活性剂与水的结合减弱，水溶性降低，溶液出现浑 浊。
此时溶液的表面张力降至最低，溶液中的表面活性剂会从 单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚集物，即形成胶 团。表面活性剂中开始大量形成胶团的浓度叫临界胶团浓 度（cmc）。当溶液的浓度达到临界胶团浓度之后，若浓 度再继续增加，溶液的表面张力几乎不再下降，只是溶液 中的胶团数目和聚集数增加，如图1-3d所示。此状态相当 于图1-2曲线上的水平部分。
图1-3为按a、b、c、d顺序，逐渐增加表面活性剂的浓度，水溶液
中表面活性剂的活动情况。浓度极低时，如图1-3a，接近纯水状态。 如果稍微增加表面活性剂的浓度，水中的表面活性剂分子也三三 两两地聚集到一起，疏水基互相靠在一起，开始形成如图1-3b所 示的小胶团。浓度进一步增大，当溶液达到饱和吸附时，形成紧 密排列的单分子膜，如图1-3c所示。
同类型表面活性剂的临界胶团浓度随疏水基增大而 降低，这是由于表面活性剂分子或离子间的疏水相互作 用随疏水基变大而增强。
离子型表面活性剂的cmc随碳原子数变化呈现一定 规律：同系物每增加一个碳原子，cmc下降约一半。
表面活性剂
第一章表面活性剂表面活性剂工业是本世纪３０年代发展起来的一门新型化学工业。
素有“工业味精”的美称，发达国家表面活性剂的产量逐年迅速增长，已成为国民经济的基础工业之一。
美国是生产表面活性剂产量最大的国家。
其品种约有１０００种以上，日本表面活性剂的产量居世界第二位。
我国表面活性剂工业的真正发展是从５０年代末６０年代初合成洗涤剂开始的。
发展速度与品种较发达国家相差甚大。
１９９０年我国表面活性剂约２９０种，产量约31.8万吨,目前的主要产品为阴离子和非离子型。
表面活性剂工业正处于发展阶段。
随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓,表面活性剂的发展更为迅猛。
其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、环境以及新型材料等方面,年产量以4%～5%的速度增长，1995年的产量已达900万吨，品种一万种以上，市场营销额为100亿美元，从而大大推动和促进了表面活性剂学科的发展。
第一节表面活性物质与表面活性剂一、表面与界面在一定的条件下，物质有气、液、固三种聚集状态，我们把聚集体与气体之间的接触面称为表面，如：气—液，气—固等接触面称为表面。
聚集体与聚集体之间的接触面称为界面，如：气—液、气—固、液—液、液—固、固—固等相互间的接触面称为界面，表面是界面的一种。
物质的性质完全相同的聚集体称为相，如液态的水称为水的液相，气态的水称为水的气相。
二、表面活性物质与表面活性剂表面活性物质是指使其溶液表面张力降低的物质。
凡是加入少量表面活性物质就能显著降低溶液表面张力，改变体系界面状态的物质称表面活性剂(Surfactant)，表面活性剂具有改变表面润湿作用，乳化作用，破乳作用，泡沫作用，分散作用，洗涤作用等。
如C17H35COONa（肥皂）、C12H25C6H4SO3Na（洗衣粉）等。
根据大量实验结果，我们可以把各种物质水溶液的表面张力与浓度关系归结为三种类型，如图1-1，a类物质表面张力随溶液的浓度增加而增大，它不是表面活性物质，如：NaCl、KCl、NaOH等无机盐。
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作用原理：
表面活性剂溶于水，亲 水基受水分子的吸引， 亲油基受到水分子的排 斥。为了克服这种不稳 定状态，两亲性分子在 两相界面上定向排列： 亲水基伸向水中，疏水 基伸向气相中(或油相中)
空气，油
水 图1-2 表面活性剂在油（空 气）-水界面上的排列示意图
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§1.2 表面活性剂的结构特点
图1-3 表面活性剂在其溶液表面的定向吸附 和在溶液内部形成胶团
1.3.5 特种表面活性剂
有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表面活性剂 、含磷表面活性剂、含硼表面活性剂和反应性特种表面活性 剂。
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§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.1 表面活性剂的溶解度
表面活性剂在水中溶解度大亲水性强而亲油性就差； 在水对中于的非溶离解度子小型则表亲面油活性性就剂相，对其强亲。水基主要是聚氧乙
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§1.2 表面活性剂的结构特点
举例：
CH3CH2---CH2CH2 COO- Na+
（亲油基）
（亲水基）
图1-4 肥皂的亲油基与亲水基示意图
CH3CH2---CH2-C6H4 （亲油基）
SO3- Na+ （亲水基）
图1-5 洗衣粉的亲油基与亲水基示意图
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§1.2 表面活性剂的结构特点
表1注-1 ：表面表活面性活剂性的主剂要分亲子油结基和构亲的水特基点 亲油基原是子两团（亲R性为分石蜡子链， 但 并 不 亲是水所基有原的子团
烷基萘基 ＞
含氟（或高氟代）烷基 聚硅氧烷基
羧基-COO酰胺基
马来酸烷基酯基
羟基
烷基酮基
铵基
聚氧丙烯基
巯基、卤基、氧乙烯基等
§1.3 表面活性剂的分类
1.3.1 按离子类型分类
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§1.3 表面活性剂的分类
1.3.2 溶解性分类
◎ 水溶性表面活性剂 ◎ 油溶性表面活性剂
1.3.3 按相对分子质量分类
烯基。对升于高离温度子会型破表坏面聚活氧乙性烯剂基在同低水温分时子的溶结解合度，较往 往活表做低 随 后“使性明温其，浊其剂表度溶随点溶的面的解着”解透活变度温。度明性化度突下水剂存升然降溶开在甚液始高迅至析，明其速析出到显溶增出某。的解加一。溶转度，定液若折缓该温呈缓点慢点度现慢，的地后浑加溶浊热达温增液的非到度加发最离某即，生低子一为溶浑温型温克解浊度表度度拉叫，面 夫（在Kr亲af油ft）基点相。同同的系同物系的物碳中氢，链加越成长的，环其氧克乙拉烷 分夫子点数的越温多度，越亲高水，性同越一强温，度浊时点，就在越水高中。的溶解度 越小。
表面活性剂在水中的形状 HLB值范围 表面活性剂在水中的形状 HLB值范围
不分散
1~4
稳定的乳状分散体
8~10
分散不好
3~6
半透明至透明分散体
强烈搅拌可得乳状分散体
5~8
透明溶液（完全溶解）
10~13
13以上
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§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.2 亲水亲油平衡值(HLB)
表1-3 不同用途表面活性剂的HLB值范围
于1-20之间，阴离子型和阳离子型表面活性剂的HLB
值在1-40均有。
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§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.2 亲水亲油平衡值(HLB)
2、计算
① HLB值的估计法 因为HLB值反映表面活性剂分子的亲水性，因此由它
在水中的溶解情况可以估计该表面活性剂的HLB值范围。
表1-2 HLB值的估计范围
表面活性剂复配原理
第六章 第七章
表面活性剂的作用 表面活性剂的应用
第一章 表面活性剂概论
§1.1 表面活性剂
图1-1 溶液表面张力与浓度的关系
表面活性剂定义
加入少量即能大大降低溶剂（一般 为水）的表面张力（或液—液界面张 力），改变体系界面状态，从而产生润 湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、 加溶等一系列作用的一类物质。
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§1. 4 表面活性剂的亲水亲油性
1.4.2 亲水亲油平衡值(HLB)
1、定义
亲水基亲水性
HLBH是LHByd亲 rop油hil基e a亲nd油L性yophile Balance的缩写，
基一通即W题值的准般过.有为的亲C油：认有.数“概G水酸H为石关概r表念i亲L钠f，蜡公念面，fBiH油nHH＞式。活从在LLL平1计B性而BB“0=＜=衡算剂将亲2美001，。按定水国0十非H亲性性H化油二L离油强L的妆酸B烷子B性非分品H基值型强L数类化硫B最表概”学=酸面1早念的协钠活H是论会H性L文在期LB剂B，引刊1=的9提4申”40H出为上9L年了定，B值，H量发L处由表化B
◎ 高分子表面活性剂（＞10000） ◎ 中分子表面活性剂（1000-10000）
低分子表面活性剂（100-1000）
◎
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§1.3 表面活性剂的分类
1.3.4 按用途分类
表面张力降低剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、增 溶剂、分散剂、絮凝剂、消泡剂、起泡剂、杀菌 剂、抗静电剂、缓蚀剂、防水剂、织物整理剂、 均染剂等。
表面活性：溶质使溶剂表面张力降低的性质
§1.2 表面活性剂的结构特点
结构：表面活性剂分子由性质截然不同的两部分组成：
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7
COO- Na+
亲油基（也称憎水基） 亲水基（也称憎油基）
与油有亲和性，如烃类
与水有亲和性，如 -C00-、-OH、-NH2等
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§ 表面活性剂的结构特点
表面活性剂化学 Surfactant Chemistry
宗丽娜：化学化工系物理化学教研室 电话： 15154685926 0546-7396241 E-mail: zonglina1126
Main Contents
第一章 第二章
表面活性剂概论 表面活性剂的类型
第三章 第四章 第五章
表面活性剂在界面上的吸附 表面活性剂溶液的体相性质
主要用途 消泡剂
HLB值范围 主要用途
1~3
润湿剂
HLB值范围 12~15
油包水型（W/O型）乳化剂 水包油型（O/W型）乳化剂
3~6 8~18
洗涤剂 增溶剂
13~15 15~18
② 聚氧乙烯型非离子表面活性剂（亲水基聚氧乙烯链越
烃，碳两原亲子数性为分8~子18都） 是 表 面 活 性 剂 ， 只 石蜡烃基有R-亲油部分有足够磺长酸基度-的SO两3- 亲性 烷基苯R 基物 钠 油R ON2基盐质NCO2lH+NH2 ON2的系才N=NOHNH2 研列是究，表对通面象常活。以性硫氰C剂酸基10酯-。~CC基N如1-8O脂作-S肪为O3亲酸-