表面活性剂化学第二章表面活性剂的作用原理
药剂学第二章 表面活性剂
（二）表面活性剂与蛋白质的相互作用
离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与 蛋白质结合。 蛋白质结合。 在碱性中，羧基解离， ①在碱性中，羧基解离， [蛋白质 -+[表面活性剂 +→电性结合； 蛋白质] 表面活性剂] 电性结合； 蛋白质 表面活性剂 在酸性中， 基解离， ②在酸性中，氨基解离， [蛋白质 ++[表面活性剂 -→电性结合。 蛋白质] 表面活性剂 表面活性剂] 电性结合。 蛋白质 蛋白质构象中的次级键(盐键 氢键、疏水键)+ 盐键、 蛋白质构象中的次级键 盐键、氢键、疏水键 表面活性剂→盐键、氢键、疏水键破坏→ 表面活性剂→盐键、氢键、疏水键破坏→ 蛋白质 内部变成无秩序的疏松状态→破坏螺旋结构→ 内部变成无秩序的疏松状态→破坏螺旋结构→ 蛋 白质变性。 白质变性。
二、表面活性剂的其他应用
（一）乳化剂
HLB值在 值在8-16的表面活性剂可作为 的表面活性剂可作为O/W型 值在 的表面活性剂可作为 型 乳化剂;HLB值在 值在3-8适用于 适用于W/O型乳化 乳化剂 值在 适用于 型乳化 剂。
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（二）润湿剂
能起润湿作用的表面活性剂叫润湿剂。 能起润湿作用的表面活性剂叫润湿剂。 润湿剂最适HLB值通常为 －9。 值通常为7－ 。 润湿剂最适 值通常为 常用的润湿剂有聚山梨酯类、 常用的润湿剂有聚山梨酯类、聚氧乙烯 脂肪醇醚类、聚氧乙烯蓖麻油类、 脂肪醇醚类、聚氧乙烯蓖麻油类、磷脂 伯洛沙姆。 类、伯洛沙姆。
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二、非离子表面活性剂
脂肪酸甘油酯 蔗糖脂肪酸酯 脂肪酸山梨坦（司盘、 脂肪酸山梨坦（司盘、Span ） 聚山梨酯（吐温、 聚山梨酯（吐温、Tween)
聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽、 聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽、Myrij） ） 聚氧乙烯脂肪醇醚（苄泽、 聚氧乙烯脂肪醇醚（苄泽、Brij） ） 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物 泊洛沙姆、 聚氧丙烯共聚物（ 聚氧乙烯 聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆、Poloxamer） ） 名为普流罗尼克（ 商品 名为普流罗尼克（Pluronic） ）
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
表面活性剂化学(第2章)
(6) 滴外形法
表面吸附速率很慢的溶液 只能采用滴外形法。 表面张力随时间而变化， 测定平衡表面张力。
2.2.4 表面活性
1－表面张力随溶液浓度的增加而 稍有增大；(无机盐、多羟基有机物) 2－表面张力随溶液浓度的增加而 逐渐减小；(极性有机物) 3－溶液的浓度较低时，表面张力 急剧地降低，浓度到一定值后， 表面张力几乎不变化。(表面活性剂)
在温度较低时，离子型表面活性剂的溶解度一般较 小，当达到某一温度时，其溶解度突然增大，这一 温度称为Krafft点，可以认为离子型表面活性剂在 Krafft点时的溶解度与其临界胶束浓度相当；
当溶液温度升至某一温度时，非离子型表面活性剂 突然析出而使溶液混浊，这一温度称为浊点，因此 非离子型表面活性剂通常在其浊点以下使用。
2.4.4 分子形态的影响
(1) 亲水基的相对位置
一般情况下，亲水基位于分子中 间时，表面活性剂的润湿性和渗 透性比位于分子末端的强； 但是亲水基位于分子末端时，则 去污力较强。
(2) 亲油基结构中的分支
在表面活性剂类型和分子大小相同的情况下，带 有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿性 和渗透性，但是去污力较弱。
(c) 非离子表面活性剂中，如醚键(-O-)和羟基(-OH)。
亲水基的亲水性大小的顺序：
-SO3Na，-SO4Na，季铵阳离子>-PO4Na，-COONa >>-O-，-OH 亲水基团将影响溶解度和临界胶束浓度。
表面活性剂的溶解度越大，临界胶束浓度将越高；
表面活性剂的溶解度越小，临界胶束浓度将越低。
(2) 临界胶束浓度的测定
(a) 表面张力法
以表面活性剂溶液的表 面张力γ对浓度的对数lgc 作图得到γ-lgc曲线，曲 线转折点所对应的浓度 即为临界胶束浓度。表 面活性剂需提纯后方可 进行测定。
表面活性剂应用原理
表面活性剂应用原理表面活性剂是一类化学物质，具有分子结构中同时存在亲水性和亲油性的特点。
它们在水和油之间起到界面活性的作用，可以降低液体表面张力，使液体能够更好地湿润固体表面。
表面活性剂的应用原理主要包括以下几个方面：1. 降低表面张力：表面活性剂分子结构中的亲水基团与亲油基团相互作用，形成分子在界面上的吸附层。
这一吸附层能够降低液体的表面张力，使液体更容易湿润固体表面，提高液体的渗透性和扩展性。
2. 分散和乳化作用：表面活性剂能够在液体中形成胶束结构，将油滴或固体微粒分散在水相中，形成分散体系。
这种分散作用可以使油、脂、颜料等不溶于水的物质均匀分散在水中，提高它们的溶解度和可操作性。
3. 渗透和浸润作用：表面活性剂能够改善液体与固体的接触性能，使液体更容易渗透进入固体内部。
这种渗透作用可以提高液体在固体上的浸润性，使液体能够更好地与固体接触和反应，提高工艺效率。
4. 乳化稳定作用：表面活性剂能够使油水两相形成均匀的乳状液体，称为乳化作用。
乳化剂通过在油水界面上形成吸附层，阻止油滴的聚集和沉淀，从而保持乳状液体的稳定性。
5. 胶束增溶作用：表面活性剂能够在溶液中形成胶束结构，将水溶性和油溶性物质同时溶解在溶液中。
这种胶束增溶作用可以提高溶液的溶解度和稳定性，扩大溶液的应用范围。
总之，表面活性剂应用原理主要包括降低表面张力、分散和乳化作用、渗透和浸润作用、乳化稳定作用以及胶束增溶作用等。
这些作用使得表面活性剂在各个领域中具有广泛的应用，如洗涤剂、乳化剂、润滑剂、抗静电剂、泡沫剂等。
(完整)表面活性剂习题与答案
第一章概述1。
表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，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的一类物质。
2。
表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构）离子类型:a。
非离子型表面活性剂b。
离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂)亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章表面活性剂的作用原理❖表面活性、表面活性物质、表面活性剂？因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
❖表面活性如何表征？假如.是水或溶剂的表面张力，为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面(界面）张力降低值可表现为。
，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值/c来衡量溶质的表面活性。
当物质的浓度c很小时，—c略成直线,每增加一个–CH2，/c增加为原来的3倍。
❖表面活性剂的两大性质是什么？如何解释?两大性质：降低表面张力和胶束的形成降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低胶束的形成：达到吸附饱和,表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
❖什么是临界胶束浓度及其测定方法？开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration，简写为cmc）。
测量依据:表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。
1、表面张力法：表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降，到达一定浓度（即cmc)后变化缓慢或不再变化。
特点：简单、不受无机盐的影响；但极性有机杂质干扰大。
表面活性剂的原理
表面活性剂的原理
表面活性剂是一类化学物质，可以在液体中降低表面张力，使其能够更好地与其他物质相互作用。
其原理基于分子在界面处的行为。
具体来说，表面活性剂分子由一个亲水性头部和一个疏水性尾部组成。
在水溶液中，表面活性剂分子会自发地聚集在液体表面或界面上，形成一个结构稳定的薄膜，这个薄膜被称为“胶束”。
由于表面活性剂分子的疏水性尾部会互相靠拢，这样就将其亲水性头部暴露在溶液中。
这使得表面活性剂分子能够与水分子形成氢键和其他相互作用力。
同时，表面活性剂分子的疏水性尾部也能与其他非极性物质相互作用。
在表面活性剂的作用下，液体的表面张力降低，液体分子之间的相互引力减小。
这使得液体更容易湿润固体表面，或者更容易与其他液体混合。
例如，在洗涤剂中，表面活性剂能够使油污与水发生混合，从而起到清洁的作用。
此外，表面活性剂还具有乳化和分散的作用。
乳化是指将非互溶的液体通过表面活性剂的作用，形成一个稳定的分散体系，如乳液。
分散则是将固体颗粒分散到液体中，使其形成均匀的悬浮液。
这些功能都是由表面活性剂分子在界面处的行为所决定的。
综上所述，表面活性剂通过降低液体的表面张力，改变界面的
特性，使其能够与其他物质更好地相互作用。
从而在许多领域中发挥着重要的作用，如洗涤剂、乳化剂、分散剂等。
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。
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。
第2章_表面活性剂的作用原理[表面活性剂化学-天大]
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温度升高，表面张力(界面张力)下降。当达到临界 温度Tc时，界面张力趋向于零。
16
2.1.1 表面张力和表面自由能 —表面张力及其影响因素
（3）压力的影响
表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增加，气相 密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。另外，若是气相 中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度 增加，也使表面张力下降。
在没有外力的影响或影响不大时，液 体总是趋向于成为球状。即使施加外 力后能将水银珠压瘪，一但外力消失， 它便会自动恢复原状。
如水面漂浮物、空气中的气泡、叶子 上的露珠。
6
现象3：
在金属线框中间系一线圈，一起浸 入肥皂液中，然后取出，上面形成 一液膜，见a图。 如果刺破线圈中央的液膜，线圈内 侧张力消失，外侧表面张力立即将 线圈绷成一个圆形，见b图，
这时
f ＝ 2 γl
l是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边 界总长度为2l，比例系数γ表示垂直通过液面上
任一单位长度，与液面相切的收缩表面的力， 简称为表面张力，其单位通常为mN/m。
液体的表面张力
13
2.1.1 表面张力—表面张力的能量表达
由于表面层分子的受力情况与本体中不同，因此如果要把 分子从内部移到界面，或可逆的增加表面积，就必须克服系统 内部分子之间的作用力，对系统做功。 温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA所需要 对系统作的功，称为表面功。用公式表示为：
a. 溶液表面表面活性剂分子的定向排列
b. 溶液内部表面活性剂胶束的形成
表面活性剂分子在表面的吸附和胶束形成示意图
34
2.2 表面活性剂胶束
2.2.1 胶束的形成 2.2.2 临界胶束浓度 2.2.3 胶束的形状和大小 2.2.4 胶束作用简介
表面活性剂工作原理
表面活性剂工作原理
表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质。
它的工作原理可以分为两个主要方面，即界面活性和乳化作用。
首先，表面活性剂具有界面活性，也就是它们能够在液体界面上形成一个稳定的薄膜。
这是由于表面活性剂分子结构中同时具有亲水（亲胶体）和疏水（亲脂肪）区域。
当表面活性剂加入到液体中时，它们会在液体界面上排列成一个单分子层或多分子层，将其亲水基团朝向水相，疏水基团朝向空气或油相。
这种排列方式能够降低液体表面的张力，使液体更容易湿润固体表面或与其他液体混合。
其次，表面活性剂还能够通过乳化作用来稳定两种不相容的液体混合物。
当两种不相容的液体混合时，由于它们的特性不同，容易分层或形成不稳定的乳液。
而表面活性剂分子具有两个不同的亲性区域，它们能够在液体界面上形成一个起稳定作用的界面层。
表面活性剂分子的亲水区域吸附在水相中，疏水区域吸附在油相中，形成一个类似于胶体的微乳液结构。
这种结构能够阻止两种液体相互分离，稳定乳液的形成。
总的来说，表面活性剂通过界面活性和乳化作用来降低液体表面张力，增加液体与固体间的接触面积，并稳定两种不相容液体的混合物。
这些特性使得表面活性剂在许多领域中得到广泛应用，例如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂以及药物输送系统等。
精细化学品化学第二章表面活性剂
+ 甲醇溶剂 加热
RN
C H3 C H3
2C O2
+2 H2O
高级烷基胺与低级卤代烷得反应
C16H33
CH3
N
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C16H33
CH3
加压 80oC 1h
. CH3
N+ CH3 X CH3
3、6、2、2 含杂原子得季铵盐
1 含氧原子 含酰氨基得 含醚基得
2 含氮原子
特点:就是亲水得季铵阳 离子与烷基疏水基就是 通过酰胺键、酯键、醚 键或硫醚等基团相连接
60-80oC
CH3
C12H25
十二烷基三甲基溴化铵
CH3
醇介质
C16H33 X + N CH3
回流
CH3
C16H33
十六烷基三甲基溴化铵
. CH3
N+ CH3
Br- 溴
X
CH3
. CH3
N+ CH3 X CH3
2 高级烷基叔胺与低级卤代烷得反应
C12H25
CH3
加热
N
+ CH3 CXl-
CH3
加压
氨基酸型 R-NH2CHCHCOOH 甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-
非离子表面活性剂
在水中不会解离成离子:
聚乙二醇型(聚氧乙烯型)
多元醇型
R-O(CH2CH2O)nH R-COOCH2C(CH2OH)3
3、3 亲水亲油平衡值 HLB(hydrophile-lipophile balance)
2 可以和所有其她类型得表面活性剂复配 3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小 4 耐水硬性和耐高浓度电解质性 5 良好得生物降解性
表面活性剂的化学原理
表面活性剂的化学原理表面活性剂是一类广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
它们具有降低液体表面张力和增强液体与固体或气体的相互作用能力的特性。
本文将介绍表面活性剂的化学原理，包括其结构、作用机制和应用领域。
一、表面活性剂的结构表面活性剂分为两个部分：亲水基团和疏水基团。
亲水基团是具有亲水性的部分，通常是由含氧、氮或硫等原子组成的极性基团。
疏水基团是具有疏水性的部分，通常是由长链烷基或芳香基等非极性基团组成。
这种结构使得表面活性剂既能与水相互作用，又能与油脂等疏水物质相互作用。
二、表面活性剂的作用机制表面活性剂在液体表面形成一个分子层，称为吸附层。
吸附层的形成是由于表面活性剂分子的亲水基团与水分子形成氢键，同时疏水基团与空气或油脂分子相互作用。
这种吸附层能够降低液体表面的张力，使液体更容易湿润固体表面。
表面活性剂还能够形成胶束结构。
当表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂分子会自组装形成胶束。
胶束是由亲水基团朝向水相，疏水基团朝向内部形成的微小球状结构。
胶束能够包裹住油脂等疏水物质，使其分散在水相中，从而实现乳化、分散和溶解等作用。
三、表面活性剂的应用领域1. 清洁剂：表面活性剂是清洁剂中的主要成分，能够降低水的表面张力，使水更容易湿润和渗透，从而提高清洁效果。
例如，洗衣液、洗洁精等清洁剂中都含有表面活性剂。
2. 个人护理产品：表面活性剂能够使洗发水、沐浴露等个人护理产品产生丰富的泡沫，提供良好的清洁和洗净效果。
3. 化妆品：表面活性剂在化妆品中起到乳化、分散和稳定等作用。
例如，乳液、面霜和化妆品中的乳化剂和分散剂都是表面活性剂。
4. 农药和农业助剂：表面活性剂可以提高农药的润湿性和渗透性，增强其吸附和渗透作用，提高农药的效果。
5. 石油和化工工业：表面活性剂在石油开采、油田注水、油水分离等过程中起到重要作用。
此外，表面活性剂还广泛应用于润滑剂、防锈剂、乳化剂等领域。
总结：表面活性剂是一类具有降低液体表面张力和增强液体与固体或气体相互作用能力的化学物质。
表面活性剂化学第二章表面活性剂的作用原理
2、2、2 临界胶束浓度(cmc)
临界胶束浓度(critical micelle concentration)
表面活性剂在水中随着浓度增大,表面上聚集得活性 剂分子形成定向排列得紧密单分子层,多余得分子在体相 内部也三三两两得以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶 束,这开始形成胶束得最低浓度称为临界胶束浓度。
• 混合复配表面活性剂得HLB计算: HLB=∑(HLBi×qi)
不同HLB值得表 面活性剂得用途
2、3、2、亲油基团得影响
• SA降低表面张力和胶束得生成均就是由于亲油基 得疏水作用产生得,其对SA性质得影响仅次于 HLB、
• 七类亲油基得疏水性大小顺序为:
氟代烃＞硅氧烃基＞脂肪族烷基≥环烷烃基＞脂 肪族烯烃＞脂肪基芳香烃基＞芳香烃基＞含弱亲 水基得烃基
• (7)温度对胶束形成得影响:离子型表面活性剂得 Krafft点
• Krafft:离子型表面活性剂在水溶液中当温度达某 一值时溶解度突然增大,这一温度称为～～。(低 于Krafft点没有增溶作用)
• 浊点:一定浓度得非离子表面活性剂溶液在加热过 程中,表面活性剂突然析出使溶液浑浊得温度点。 (浊点下使用)
！？ 表面活性物质即为表面活性剂
表面张力下降得原因就是什么 ？！
2、2表面活性剂胶束
当表面活性剂浓度增加到一定值后,水表面就是全部被表面活 性剂分子占据,达吸附饱和后,表面张力不再继续降低。其时表面 活性剂在溶液内部采取另一种排列方式,即形成胶束。
• 胶束就是表面活性剂得重要性质,也就是产生增溶、 乳化、洗涤、分散、絮凝等作用得根本原因。
2、泡沫作用(低得表面张力和高强度表面膜得形 成就是形成泡沫得基本条件)
3、分散作用 (降低界面自由能,同时有利于粒子周围双电层得
表面活性剂 原理
表面活性剂原理
表面活性剂是一类具有降低液体表面张力和增强液体分散、乳化、泡沫稳定性等特性的化学物质。
其原理主要涉及两种作用机制：降低表面张力和增加界面活性。
首先，表面活性剂可以降低液体的表面张力。
表面张力是指液体表面分子间相互吸引力导致的液体表面膜的弹性。
表面活性剂的分子结构中通常含有一部分疏水基团和亲水基团，使其既能吸附在液体表面，又能扩展到液体内部。
疏水基团趋向于聚集在液体表面，形成吸附层，而亲水基团则与液体中的水分子相互作用。
这种结构使得表面活性剂分子能够在液体表面形成一层薄膜，从而减小了液体表面的张力。
其次，表面活性剂可以增加界面活性。
界面是两种不相溶物质之间的分界面，例如液体-气体、液体-液体界面等。
表面活性剂可以在两种不相容物质的界面上吸附，使其分子既与一种物质的界面相结合，又与另一种物质的界面相结合。
这样，表面活性剂就能够在界面上形成一层薄膜，减小两种不相容物质之间的界面张力。
这种减小界面张力的作用使得表面活性剂能够促进液体的分散、乳化和泡沫稳定性等。
综上所述，表面活性剂通过降低液体表面张力和增加界面活性的方式发挥作用。
这些特性使得表面活性剂在许多领域得到广泛应用，如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。
第2章_表面活性剂的作用原理ppt课件
HLB的计算和测定是阅历性的，但有时 有一定规律。
石油＝0,油酸＝1,油酸钾＝20,十二烷基 硫酸钠＝40.其它：经过乳化实验对比乳 化效果，分别排于 1-40之间
2.作用
〔1〕 HLB可作为选择和运用外表活性 剂的一个定量目的
〔2〕根据外表活性剂的HLB值，也可 以推断某种外表活性剂可以顺应何种 用途，或用于设计合成新的外表活性 剂的计算目的。
实践上是溶解到了胶束当中。
5.催化作用：外表活性剂胶束的直径多 为3-5纳米，与酶类似，可起到催化剂 的作用。
外表活性剂运用实例
增溶、乳化、分散 发泡与消泡 水泥减水剂 粉体资料的外表改性
第三节 外表活性剂构造与性能的关系
外表活性剂的化学构造〔亲水基种类、 亲油基种类、亲水性〔HLB〕、分子 形状、分子量〕决议其性质，而性质 决议其运用。
二、外表活性与外表活性剂
纯液体的外表张力在恒温恒压下是定值， 而溶液的外表张力那么随溶液的组成 不同而不同。经过实验人们发现，各 种物质的水溶液的外表张力与浓度的 关系主要有以下三种情况：
γ
1
2
3
CMC C Critical micelle
1.稍有上升，co无nce机ntr盐ati〔on 氯化钠、硫酸钠〕及多羟基 有机物〔蔗糖、甘露醇〕
三、亲水基团的影响
外表活性剂的亲水基团会影响其溶解度， 从而影响构成胶束的难易。溶解度越大， 临界胶束浓度越高。溶解度越小，临界 胶束浓度越小。故亲水基团会对外表活 性剂的外表活性产生影响。
亲水基亲水性大小顺序
SO3Na (磺酸基)- 、SO4Na〔硫酸 基〕、-N+〔季铵阳离子〕 〉-PO4Na、-COONa(磷酸基、羧酸基) >-O-、-OH〔醚键、羟基〕
表面活性剂的化学原理
表面活性剂的化学原理表面活性剂，又称为界面活性剂，是一类具有分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团的化合物。
它们在溶液中能够降低液体表面或液体与固体之间的表面张力，从而改变液体的性质。
表面活性剂在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，比如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。
那么，表面活性剂的化学原理是什么呢？让我们一起来探讨一下。
一、表面活性剂的结构特点表面活性剂的分子结构通常由亲水性头基和疏水性尾基组成。
亲水性头基可以与水分子相互作用形成氢键，使表面活性剂分子在水中形成胶束结构；而疏水性尾基则喜欢与油脂等疏水性物质相互作用。
这种结构使得表面活性剂在水和油之间起到了“中介”的作用，降低了它们之间的界面张力，使水和油能够混合在一起。
二、表面活性剂的作用原理1. 降低表面张力表面活性剂的一个重要作用就是降低液体的表面张力。
表面张力是液体表面层内分子间的相互作用力，使得液体表面呈现出一种紧致的状态。
添加表面活性剂后，它的分子会在液体表面形成一层薄膜，使得表面张力减小，液体表面变得更加平滑，从而有利于液体的扩散和渗透。
2. 乳化作用由于表面活性剂分子同时具有亲水性和疏水性基团，它们可以在水和油之间形成乳化系统。
在这种系统中，表面活性剂的疏水性基团与油相互作用，亲水性基团与水相互作用，从而使油和水形成均匀的乳状液。
这种乳化作用使得原本不相溶的水和油能够混合在一起，为许多工业生产和日常生活中的应用提供了便利。
3. 分散作用除了乳化作用，表面活性剂还具有分散作用。
当固体颗粒或液滴悬浮在液体中时，表面活性剂的分子可以包裹这些颗粒或液滴，防止它们聚集沉降。
这样就实现了固体颗粒或液滴的分散，保持了液体的均匀性。
4. 泡沫稳定作用表面活性剂还可以在液体中形成稳定的泡沫结构。
当表面活性剂的浓度足够高时，它的分子会在气泡表面形成一层薄膜，阻止气泡破裂和融合。
这种泡沫稳定作用使得泡沫能够长时间存在，广泛应用于洗涤剂、泡沫塑料等领域。
三、表面活性剂的应用领域1. 洗涤剂洗涤剂是表面活性剂最常见的应用之一。
表面活性剂的应用原理
表面活性剂的应用原理
表面活性剂是一类能够降低液体表面的表面张力并提高液体与固体或液体与液体之间相互作用的化学物质。
它们分子结构中同时含有亲水基团和疏水基团，使得它们在水和油之间起到一个架桥的作用。
在应用方面，表面活性剂具有以下几个重要的应用原理：
1. 降低表面张力：表面活性剂能够降低液体表面的张力，使得液体能够更容易地湿润其他物体表面，从而提高液体的润湿性。
例如，洗涤剂就是利用这一原理，通过降低水的表面张力来使水更好地湿润衣物表面，并将污渍分散和去除。
2. 乳化和分散：表面活性剂在水和油之间起到乳化剂的作用，能够将油滴分散到水相中，在水中形成稳定的乳液。
这一原理广泛应用于食品、药品和化妆品等行业中，用于稳定乳液制剂的形成。
3. 渗透和增湿：表面活性剂能够渗透到固体表面间隙中，减小固体表面间的接触角，从而增加液体在固体表面上的湿润能力。
这一原理在农药、涂层和印刷油墨等领域中有广泛的应用，能够增强液体与固体表面的接触和附着。
4. 胶束形成：表面活性剂在一定浓度下能够形成胶束结构，通过亲水基团朝向水相，疏水基团朝向内部的方式自组装形成。
胶束结构能够包围疏水性物质并使其分散在水相中，这一原理在颜料、纳米材料和药物载体等领域中有重要的应用。
总的来说，表面活性剂的应用原理主要包括降低表面张力、乳化和分散、渗透和增湿以及胶束形成。
这些原理使得表面活性剂在多个领域中具有广泛的应用价值。
表面活性剂的作用原理
表面活性剂的作用原理表面活性剂是一类具有特殊化学结构的化合物，它们在水和油之间起着极为重要的作用。
表面活性剂的分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团，这使得它们能够在水和油的界面上降低表面张力，从而实现乳化、分散、润湿、起泡等作用。
下面我们就来详细了解一下表面活性剂的作用原理。
首先，表面活性剂在乳化过程中起到了关键作用。
当表面活性剂加入到水和油的混合物中时，它的分子会在水相和油相的界面上形成一个薄膜，这个薄膜能够有效地降低水和油之间的界面张力，使得两者能够均匀地混合在一起，形成乳状液。
这种乳化作用在食品加工、化妆品生产等领域都有着广泛的应用。
其次，表面活性剂还能够起到分散作用。
在液体中加入适量的表面活性剂后，它的分子会将固体颗粒包裹在其中，形成胶体颗粒。
这些胶体颗粒能够均匀地分散在液体中，避免固体颗粒的沉淀和团聚，从而保持液体的稳定性。
这种分散作用在油墨、涂料、颜料等行业中得到了广泛的应用。
此外，表面活性剂还能够起到润湿作用。
当液体接触到固体表面时，如果表面张力较大，液体会呈现出珠状，无法完全覆盖固体表面。
而加入适量的表面活性剂后，它能够降低液体与固体表面之间的界面张力，使得液体能够完全覆盖固体表面，实现润湿。
这种润湿作用在农业、油田开发等领域都有着重要的应用。
最后，表面活性剂还能够起泡。
表面活性剂的分子在水中形成的薄膜能够降低水的表面张力，使得水能够形成稳定的泡沫。
这种起泡作用在洗涤剂、洗发水、泡沫塑料等领域都有着重要的应用。
综上所述，表面活性剂在乳化、分散、润湿、起泡等方面都发挥着重要的作用。
它们的作用原理主要是通过降低界面张力，使得不同相的物质能够均匀地混合在一起，或者使得液体能够完全覆盖固体表面，从而实现各种特定的功能。
这些特性使得表面活性剂在化工、日化、食品等领域都有着广泛的应用前景。
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2. 只有亲水基，没有亲油基的化合物分子 HLB=20，如聚乙二醇 3. 只有亲油基，没有聚氧乙烯亲水基的石蜡 烃， HLB=0
• HLB值代表了亲水基和亲油基的平衡值，用来衡量
亲水和亲油能力的强弱，实际表征了表面活性剂
的亲水性。
• HLB值越高，亲水性越强。
• 大部分多元醇脂肪酸酯型非离子表面活性剂的HLB
事实上在一个表面活性剂体系中往往是几种 形状的胶束共存，并且胶束的主要形态与表面活 性剂的浓度有很大的关系。 胶束的形状受无机盐和有机添加剂的影响，并 与胶束的大小有密切的关系。胶束的大小由胶束 聚集数来衡量。
胶束聚集数=胶束量/表面活性剂的分子量
•
胶束量即为胶束的分子量
• 在水介质中，表面活性剂与溶液的的 不相似性越大，则聚集数越大。
2.2.3胶束作用简介
1.乳化作用（降低表面张力，使乳液容易生成并 稳定） 乳化：将一种液体的细小颗粒分散于另一 种不相溶的溶液中，所得到的分散体系称为 乳液。 2.泡沫作用（低的表面张力和高强度表面膜的形 成是形成泡沫的基本条件）
3.分散作用
（降低界面自由能，同时有利于粒子周围双电层
的形）
4.增溶作用
（低于Krafft点没有增溶作用）
• 浊点：一定浓度的非离子表面活性剂溶液在加热 过程中，表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度
点。（浊点下使用）
• 其它如，电解质，水结构改进剂，混合胶束都对 cmc有影响。
3.胶束的形状和大小
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现球状、 棒状、层状或块状等多种形状。（光散射法对胶束的研究）
2.4.5分子量的影响
• 分子量的影响较为显著。
–一般分子量较大的SA洗涤、分散、乳化性能较 好，而分子量较小的润湿、渗透性能较好。 –大，SA洗涤、分散、乳化作用好。 –小，润湿、渗透好
2.4.6表面活性剂的溶解度
• 浊点 –非离子表面活性剂在浊点下使用。SA溶解度越高，浊 点越高其使用范围越广。 • Krafft点 • 存在浊点的原因？
表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活 性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在 体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起 形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓 度。
•临界浓度通常在0.02%～0.5%左右。
这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓 度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面 张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。
不同类型表面活性剂的毒性大小顺序为：
非离子和两性型﹤阴离子型﹤阳离子型
• 表面活性剂的温和性主要指对皮肤、 眼睛等黏膜组织的刺激性和致敏性。
2.5.8表面活性剂的降解性
• 直连比带支连的易降解
• 聚氧乙烯链越长，越不易生物降解 • 含芳香基的较难降解
• 吸附现象：当物质加入溶液中时，液体表面层的浓度和液 体内部的浓度不同，这种改变浓度的现象称为～。
表面活性剂分子在溶液中的正吸附
正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在表面形成
单分子层，其在表面层的浓度大大高于溶液内的浓度， 并使溶液的表面张力降低到水的表面张力以下。这种表 面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。
只有在表面活性剂浓度超过cmc后才显现出来
5.催化作用 通常3～5nm，其大小、性质、结构 与含酶球状蛋白相似，因此具有与酶类 似的催化作用。如，阳离子表面活性剂
能能够增加亲核阴离子与未带电机制的
反应。
2.3表面活性剂结构与性能的关系
表面活性剂的性质决定其应用的领域和应用性能
化学结构
亲水基种类 亲油基种类
1.临界胶束浓度的测定方法
• 表面张力法：不受无机盐存在的影响，但极性有 机物影响较大，需提纯后进行测定 • 电导法：适用于测定离子型表面活性剂的cmc，无 机盐易干扰 • 增溶作用法：利用不溶或低溶解度物质
• 染料法：利用某些燃料的颜色或荧光在水中和胶
团中具有明显的差 别。应选择颜色和荧光变化明
显的染料，一般要求染料离子与表面活性剂离子
的电荷相反。
• 光散射法：从溶液光散射-浓度图中的突变点求出
cmc.
表面张力法和电导法最为常用
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。
– 离子型 – 非离子型 温度升高 温度升高 溶解度 溶解度 离子形式 氢键
2.3.4分子形态的影响
• 亲水基团的相对位臵
–一般，亲水基位于分子中间时，SA润湿性能比 位于末端的强，而位于末端时，则去污力较强。 • 亲油基团的相对位臵 –SA类型和分子大小相同的情况下，带有分支结 构的SA润湿性和渗透性好，但去污力小。
2.1.1表面张力和表面自由能
露珠等 液珠总是具有自动收缩减少 表面积，从而降低表面 自由能的趋势。 体积一定的 各种形状中球形的 表面积最小。
液体内部和表面分子的受力情况
表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表 面自动收缩至最小面积的力。
2.1.2表面活性和表面活性剂
• 纯液体中只还有一种分子，在恒温、恒压下表面张力是一 个恒定值。 • 据大量的实验证明；各种物质的水溶液的表面张力与浓度 的关系主要有三种。P11
2.3.2.亲油基团的影响
• SA降低表面张力和胶束的生成均是由于亲油基的 疏水作用产生的，其对SA性质的影响仅次于HLB. • 七类亲油基的疏水性大小顺序为：
氟代烃＞硅氧烃基＞脂肪族烷基≥环烷烃基 ＞脂肪族烯烃＞脂肪基芳香烃基＞芳香烃基＞含 弱亲水基的烃基
2.3.3亲水基团的影响
• 表面活性剂的亲水基团会影响其溶解度， 从而影响cmc.溶解度越大， cmc越高。 • 亲水基团亲水性会影响溶解度，进而影响cmc. • 亲水基不同，SA对温度的敏感性不同。 E.g
• （5）疏水链的性质：疏水性越强，cmc越 小
• （6）亲水基团的影响：水溶液中，离子型表面活
性剂的cmc远比非离子型的大。亲水基团的种类对
cmc影响不大。
• （7）温度对胶束形成的影响：离子型表面活性剂
的Krafft点
• Krafft：离子型表面活性剂在水溶液中当温度达
某一值时溶解度突然增大，这一温度称为～～。
•
胶束的形成实际是表面活性剂分子为缓和水和
疏水基之间的排斥作用而采取的另一种稳定化方 式。
2.2.1 胶束形成
• 表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，
其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、
亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束
2.2.2 临界胶束浓度（cmc）
临界胶束浓度（critical micelle concentration）
庚基乙二醇十二烷基醚的表面 张力与浓度的关系
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。
十二烷基磺酸水溶液的 电导率与浓度的关系
2.影响临界胶束浓度的因素
• 临界胶束浓度是表面活性剂表面活性的一种量度，
影响因素主要是分子结构，此外还与温度，无机
表面活性物质即为表面活性剂
表面张力下降的原因是什么
！？
？！
2.2表面活性剂胶束
当表面活性剂浓度增加到一定值后，水表面是全部被表 面活性剂分子占据，达吸附饱和后，表面张力不再继续降低。其 时表面活性剂在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
• 胶束是表面活性剂的重要性质，也是产生增溶、 乳化、洗涤、分散、絮凝等作用的根本原因。
程度的量度。
1.
HLB值的确定
•
•
亲油基的疏水性可以用亲油基的质量表示，但 亲水基种类较多，亲水性能差别较大。 聚氧乙烯型非离子表面活性剂HLB计算如下： HLB=亲水基团质量/表面活性的质量
×100/5 HLB=E/5
E:代表合成表面活性剂时加入的环氧乙烷的质量分
数
三点结论：
1. 聚氧乙烯型非离子表面活性剂的HLB
Davies将HLB值作为亲水基和亲油基各原子团的HLB
值的代数和表示。他采用分割计算的方法，将表
面活性剂结构分解为一些基团，每个基团对HLB值
均有确定的贡献。
HLB=∑亲水基基团数- ∑亲油基基团数+7
• 混合复配表面活性剂的HLB计算：
HLB=∑(HLBi×qi)
不同HLB值的表 面活性剂的用途
答：通常情况下，聚氧乙烯醚分子以锯齿型存在，当其溶于 水中时，则转变为蜿曲型，将氧原子排在外侧与水分子形 成氢键从而使自身溶解在水中。当温度升高时，分子热运 动加剧，氢键被破坏，使表面活性剂从溶液中析出。
2.4.7表面活性剂的安全性和温和性
•
安全性包括
1. 表面活性剂的毒性，如急性，亚急性，慢性 毒性，溶血性。 2. 对生育繁殖的影响，如胚胎毒性，致畸型。 3. 致突变性，主要为致癌和致过敏性
亲水性 HLB
分子形态
分子量
性质
用途
2.3.1表面活性剂的亲水性
表面活性剂活性的强弱和cmc的大小，与其亲
水性密切相关。
表面活性剂的亲水性是由亲水、亲油基团相
互作用，共同决定的性质。Griffin提出了用亲水
-亲油平衡值（HLB）来表示表面活性剂的亲水性，
它是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡
盐，有机添加剂等外界因素有关。
• （1）碳氢链的长度：cmc随碳原子数的增加而降
低。
• （2）碳氢链的分支：疏水基团碳氢链带分支的表面活
性剂比相同碳原子的直链化合物的cmc浓度大得多。