表面活性剂的基本知识
表面活性剂知识总结
1、浊点(Cloud point),非离子表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂的水溶液,随着温度的升高会出现浑浊现象,表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解,其转变时的温度即为浊点温度。
浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度,是其非常重要的物理参数。
2、根据中华人民共和国国家标准,每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。
3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。
其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征,除具有高度的特征性,还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。
它的解析能够提供许多关于官能团的信息,可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。
4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子,与磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。
质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
但是,质谱分析法对样品有一定的要求。
其对盐的耐受能力较低,包括大分子盐(低聚合物)、小分子盐(有机盐、无机盐)等。
盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用,导致较强的离子抑制效应,使得待测物的灵敏度明显降低。
其次,盐类的存在将产生一系列的离子加合峰,使谱图的解析复杂化。
此外,太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件,需要及时清洗,严重时甚至导致硬件损坏。
5、氢原子具有磁性,如电磁波照射氢原子核,它能通过共振吸收电磁波能量,发生跃迁。
用核磁共振仪可以记录到有关信号,氢原子在分子中的化学环境不同,而显示出不同的吸收峰,峰与峰之间的差距被称作化学位移。
利用化学位移,峰面积和积分值等信息,进而推测其在碳骨架上的位置。
在核磁共振氢谱图中,特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类;不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。
6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果,这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点,利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。
常用的十七种表面活性剂知识讲解
常用的十七种表面活性剂常用的十七种表面活性剂月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)一、英文名:Disodium Mono lauryl Sulfosucc in ate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(>70C )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。
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) Sulfosucc in ate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。
椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠DMSS一、英文名:Disodium Cocoyl Mono etha no lamide Sulfosucc inate二、化学名称: 椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯一钠二、结构式:RCONHCH2CH2OCOCHCH(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;稳泡性能优于醇醚型磺基琥珀酸单酯二钠;4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5•脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感。
表面活性剂简介知识分享
常用的消泡剂有油脂、脂肪酸酯、醇类和二甲基硅氧烷等。
泡沫在化妆品中的应用
误区
润湿作用
润湿作用是人类生活与生产过程中最常见的现象和 重要的过程之一。简单地说,润湿作用是一种流体 自某个表面上取代另一种流体的过程,因此,润湿 作用总是涉及三相,至少其中的两相为流体,包括 以下几种情形。
PIT法选择非离子型表面活性剂
PIT的确定: 在等量的油和水中,加入3-4%的乳化剂,制成O/W 乳液,在不断搅拌下,逐渐加热缓慢升温,每升温 一次,都搅拌并恒温,用电导率仪测定电导率。由 电导率的变化判断乳液是否转相(转变成W/O型)。 电导率突然降低时的温度即为相转变温度(PIT)。 也可以用稀释法、染色法等来检测乳业的相转变。
分类(2)
表面活性剂的亲水亲油性
判断依据:
• 表面活性剂的溶解度。 • 表面活性剂的临界胶束浓度 • 离子型表面活性剂的Krafft点(简称KP)。 • 非离子型表面活性剂的浊点。 • 亲水亲油平衡(Hydrophile-Lipophile Balance, 简称HLB )
表面活性剂的溶解度
为得到稳定性好、分散度高的乳状液,制备O/W型乳 液的温度应低于PIT2-4℃(在该温度下界面张力接近 零,乳液粒子小而均匀,且不易聚集),然后冷却至 贮存温度。对于W/O型乳液,制备温度应高于PIT24℃,然后升温至贮存温度。
EIP法选择非离子型表面活性剂
EIP法是乳状液转变点法,是指乳液从W/O型 转变为O/W的转变点。
另一种泡沫是密集的,气泡之间只被极薄的一 层液膜隔开,气泡堆积起来后呈多面体,类似 蜂巢状的架构,这种泡沫成为浓泡。这种浓泡 就是通常所说的泡沫。
表面活化剂结合剂
表面活化剂结合剂
表面活性剂结合剂通常指的是一类具有特殊分子结构的化合物,它们能在溶液中形成胶束并降低界面张力。
表面活性剂结合剂的相关信息具体如下:
1.基本概念:表面活性剂是能够改变液体表面张力或两种液体之间界面
张力的物质。
它们的分子结构通常包含亲水基团和疏水基团,这使得它们能在溶液的表面定向排列,从而产生各种作用。
2.分类:根据化学结构的不同,表面活性剂可分为离子型(包括阳离子
型、阴离子型)、非离子型、两性型、复配型等几大类。
3.作用机理:表面活性剂在溶液中的浓度达到临界胶束浓度(CMC)
时,其分子会自发缔合成为胶束,这些胶束可以包裹油脂或其他不溶于水的substances,从而形成稳定的乳化液。
4.应用功能:表面活性剂在工业和日常生活中有着广泛的应用,如洗
涤、乳化、分散、润湿、起泡、增溶等。
5.选择标准:在选择表面活性剂作为结合剂时,需要考虑其与所需结合
物质的相容性、CMC值、以及在特定应用中的性能表现。
总的来说,表面活性剂结合剂在许多领域都发挥着重要作用,从家庭用品到工业应用,其独特的性质使其成为不可或缺的成分之一。
表面活性剂知识总结
1、浊点(Cloud point),非离子表面活性剂的一个特性常数,其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。
表面活性剂的水溶液,随着温度的升高会出现浑浊现象,表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解,其转变时的温度即为浊点温度。
浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度,是其非常重要的物理参数。
2、根据中华人民共和国国家标准,每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。
3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。
其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征,除具有高度的特征性,还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。
它的解析能够提供许多关于官能团的信息,可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。
4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子,与磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。
质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
但是,质谱分析法对样品有一定的要求。
其对盐的耐受能力较低,包括大分子盐(低聚合物)、小分子盐(有机盐、无机盐)等。
盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用,导致较强的离子抑制效应,使得待测物的灵敏度明显降低。
其次,盐类的存在将产生一系列的离子加合峰,使谱图的解析复杂化。
此外,太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件,需要及时清洗,严重时甚至导致硬件损坏。
5、氢原子具有磁性,如电磁波照射氢原子核,它能通过共振吸收电磁波能量,发生跃迁。
用核磁共振仪可以记录到有关信号,氢原子在分子中的化学环境不同,而显示出不同的吸收峰,峰与峰之间的差距被称作化学位移。
利用化学位移,峰面积和积分值等信息,进而推测其在碳骨架上的位置。
在核磁共振氢谱图中,特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类;不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。
6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果,这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点,利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。
表面活性剂的相关知识
表面活性剂表面活性剂是一种功能性精细化工产品。
表面活性剂不仅有洗涤去污作用而且有润湿、分机乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能,因此以表面活性剂为主要成分的清洗剂在民用清洗和工业清洗中都得到广泛应用。
表面活性剂的有关概念一、表面张力与表面活性剂1.表面与表面张力按物理化学定义,在体系内部物理性质与化学性质完全均匀的一部分称为相。
相与相之恫的接触面称为界面。
在固、液、气相之间都存在界面。
由于两种气体之间可以任意互相扩散成均匀一相,因此不存在气—气界面,液体与液体以及液体与固体之间可以存在液-液和液-固界面,两种固体接触也可形成固—固界面,但通常习惯上将气体与固体以及气体与液体之间的界面称为表面。
物体相界向上的分子与相内郡分子受力情况是不同的。
卧7-1是描述水分子受力情况的示意图。
由图可以看出,在水相内部,水分子(a)受到周围水分子的吸引力是平衡的,而在水与空气界面上的水分子(b)受到空气的吸弓[力要比受到水时吸引力小得多。
因此表面层的水分子处于受力不平衡的状态;受到一种指向相内部的拉力使表面收缩。
把这种作用于相表面而指向相内部的表面紧缩力称为表面张力。
表面张力是物质的一种属性,不同的物质有不同的表面张力,常见的液体物质中水有较大的表面张力,而苯、四氯化碳、正辛烷、乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂表面张力较小,见表5—1。
图7—1 表面分子与内部,分子受力情况不同2.表面活性剂定义将不同性质的物质分别溶于水时,发现水的表面张力会发生变化,一种情况是水的表面张力随溶质浓度的增加而加大,如将氯化钠、氢氧化钾、硝酸钾等无机物以及蔗糖、甘露醇有机物溶于水时所见到的情况;另一种是水的表面张力随溶质的加入而逐渐减小,如把绝大多数醇、醛、脂肪酸等有机物溶于水时的情况;第三种情况是水的表面张力在稀溶液时随溶质浓度的增加而急剧下降,下降至一定程度后便缓慢下来或不再下降,如在水中加入肥皂,烷基苯磺酸盐的情况。
把物质能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性;第三类物质为非表面滑睦物质,而把具有表面活性的第三类物质称为表面活性剂,即表面活性剂为—类在溶液中浓度很低时就可以显著降低溶剂表面张力的物质。
(整理)表面活性剂的相关知识
表面活性剂表面活性剂是一种功能性精细化工产品。
表面活性剂不仅有洗涤去污作用而且有润湿、分机乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能,因此以表面活性剂为主要成分的清洗剂在民用清洗和工业清洗中都得到广泛应用。
表面活性剂的有关概念一、表面张力与表面活性剂1.表面与表面张力按物理化学定义,在体系内部物理性质与化学性质完全均匀的一部分称为相。
相与相之恫的接触面称为界面。
在固、液、气相之间都存在界面。
由于两种气体之间可以任意互相扩散成均匀一相,因此不存在气—气界面,液体与液体以及液体与固体之间可以存在液-液和液-固界面,两种固体接触也可形成固—固界面,但通常习惯上将气体与固体以及气体与液体之间的界面称为表面。
物体相界向上的分子与相内郡分子受力情况是不同的。
卧7-1是描述水分子受力情况的示意图。
由图可以看出,在水相内部,水分子(a)受到周围水分子的吸引力是平衡的,而在水与空气界面上的水分子(b)受到空气的吸弓[力要比受到水时吸引力小得多。
因此表面层的水分子处于受力不平衡的状态;受到一种指向相内部的拉力使表面收缩。
把这种作用于相表面而指向相内部的表面紧缩力称为表面张力。
表面张力是物质的一种属性,不同的物质有不同的表面张力,常见的液体物质中水有较大的表面张力,而苯、四氯化碳、正辛烷、乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂表面张力较小,见表5—1。
图7—1 表面分子与内部,分子受力情况不同2.表面活性剂定义将不同性质的物质分别溶于水时,发现水的表面张力会发生变化,一种情况是水的表面张力随溶质浓度的增加而加大,如将氯化钠、氢氧化钾、硝酸钾等无机物以及蔗糖、甘露醇有机物溶于水时所见到的情况;另一种是水的表面张力随溶质的加入而逐渐减小,如把绝大多数醇、醛、脂肪酸等有机物溶于水时的情况;第三种情况是水的表面张力在稀溶液时随溶质浓度的增加而急剧下降,下降至一定程度后便缓慢下来或不再下降,如在水中加入肥皂,烷基苯磺酸盐的情况。
把物质能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性;第三类物质为非表面滑睦物质,而把具有表面活性的第三类物质称为表面活性剂,即表面活性剂为—类在溶液中浓度很低时就可以显著降低溶剂表面张力的物质。
《药剂学》——表面活性剂(知识点梳理与总结、思维导图)(供本科期末考和349药学综合考研)
4表面活性剂表面现象与表面张力液体铺展一种液体,另一种液体,分子间相互作用,覆盖,液膜油脂性软膏润湿液体在固体表面,自发铺展,界面现象杨式方程//接触角减小,自由能下降//<90,浸润;=0,完全;>90,不;=180,完全不崩解剂吸附液—气,降表面张力:表面活性剂>普通极性有机物>无机电解质固液:非极性优先吸附影响因素:比表面积、介质、pH、温度、溶质溶解度掩味;增溶促吸收;疗效下降表面活性剂明显下降亲水基:中间润湿强,末端去污强种类阴离子型去污、毒性较大高级脂肪酸盐硬脂酸、油酸、月桂酸碱金属皂可溶,钠钾盐硬脂酸、月桂酸(O/W,HLB15-18,乳膏制备)多价金属不溶,钙镁盐W/O硬脂酸钙,片剂润滑,软膏有机胺O/W,硬脂酸三乙胺硬脂酸盐外用乳膏,固体制剂增溶月桂醇硫酸钠又称十二烷基硫酸钠SDS /SLS,HLB40,润湿,不可用于静注月桂醇硫酸镁润湿,乳化十二烷基富马酸钠磺酸盐牛黄胆酸钠,促吸收阳离子型季铵型,毒性大,苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)两性离子型磷脂类磷酸基团+季铵碱基——长烃链甘磷、鞘胺醇磷注射用乳化剂,制备脂质微粒球蛋白易溶于水,乳化强合成两性离子表面活性剂氨基酸型、甜菜型非离子型性质稳定、毒性低、溶血作用小增溶、分散、乳化聚乙二醇型(PEG、聚氧乙烯型)聚乙二醇脂肪醇醚/烷基酚醚西土马哥1000、苄泽Brig、乳化剂OP、平平加O—20蓖麻油聚氧乙烯醚(CremophorEL)——紫杉醇增溶O/W聚氧乙烯脂肪酸酯卖泽Myrij聚乙二醇—15—羟基硬脂酸酯(Solutol HS15)——HLB14-16,疏水性药物增溶(维生素K1注射液浓度达5%以上)O/W聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物泊洛沙姆Poloxamer,商品名普朗尼克Pluronic两端亲水、中间疏水/乳化、润湿、分散O/W,可静脉注射多元醇型脂肪酸+多元醇脂肪酸山梨坦失水山梨醇脂肪酸酯SpanSpan20、40—— O/WSpan60——W/O聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯聚山梨酯Tweens溶血20>60>40>80O/W高分子表面活性剂降低表面张力弱,渗透性差乳化、分散强PEG嵌段共聚物性质表面张力影响效率——水表面张力降低20mN/m所需要表面活性剂浓度的负对数PC20,PC20升高,效率增大表面老化——取得恒定表面过剩浓度或稳定表面张力的时间与程度电解质、温度等能影响定向排列,从而影响老化形成胶束CMC接近CMC——球、类球>20%——圆柱、六角束状>10CMC——棒、板层(双分子层)CMC测定表面张力法、电导法、光散射法、燃料法、增溶法、荧光探针法影响胶束形成因素表面活性剂分子结构疏水基原子数+,CMC-碳数相同,支疏水基原子个数+,CMC-碳数相同,支链>直链引入极性基团CMC+,越靠近中央CMC+亲水基聚氧乙烯链+,CMC+疏水基相同,离子型>非离子型约100倍种类碳数相同,支链>直链反离子缔合,CMC显著降低电解质离子型CMC显著降低非离子型疏水基盐溶CMC+,盐析CMC-H+浓度pH肥皂类pH-,CMC-强酸性阴离子表面活性剂SDS pH-,CMC-两性离子、聚乙二醇型表面活性剂pH-,CMC+醇大量乙醇CMC-碳原子多长链醇使CMC+温度非离子型温度+,水合作用减弱,CMC-离子型温度+,解离度+,缔合-,CMC+温度对溶解特性影响Kra 点离子型,温度下限对应CMCKra 高,亲油,低亲水昙点聚氧乙烯型氢键断裂、可逆现象泊洛沙姆188、108等常压下观察不到浊点HLB油水综合亲和力,1-40,HLB+,亲水性+亲油性取决于碳氢链长短不含疏水基聚乙二醇HLB20,无亲水基石蜡HLB0HLB=20*亲水基质量/(亲水基质量+亲油基质量)聚乙二醇和多元醇类非离子表面活性剂HLB=(聚乙二醇质量分数+多元醇质量分数)/5离子型HLB=7+亲水基HLB和-疏水基HLB和非离子型有加和性(HLB=HLBa.Wa+HLBb.Wb)/(Wa+Wb)毒性阳>阴>非两性<阳离子型溶血聚山梨酯毒:烷>芳>脂>吐应用增溶[15-18]增溶能力用最大增溶浓度MAC表示,>MAC变成热力学不稳定体系‖非离子型,吐温,卖泽表面活性剂结构与性质同系物碳氢键⇧,CMC⇩,MAC⇧支链MAC⇩离子型表面活性剂增溶极性有机物,碳氢键接近或大于极性有机物,MAC⇩⇩对烃类与极性有机物,非>阳>阴药物结构与性质同系物链长⇧,MAC⇩碳氢数相同,带环化合物,不饱和MAC>饱和多环化物相对分子量⇧MAC⇩极性大胶束栅栏层增溶,MAC更大添加剂无机盐使CMC⇩,MAC⇧栅栏层致密性⇧,MAC⇩,非离子型影响小添加烃类非极性有机化合物,栅栏层变大,极性有机物MAC⇧添加极性有机物,非极性烃MAC⇧温度离子型,温度⇧,极性与非极性物MAC⇧非离子型,影响与增溶质相关润湿[7-9]非离子型表面活性剂乳化[3-8‖8-18]离子型——外用乳膏两性——口服乳剂非离子型——口服乳剂,部分注射乳助悬与分散形成水化膜,液固表面张力⇩颗粒间斥力⇧增加介质黏度起泡与消泡【1-3】阴——起泡阴合用醇,醇酰胺——起泡稳定消泡HLB1-3去污[13-15]消毒杀菌复配阴阳,阴非,阳非,阴两性离子型—非离子型⇨高表面活性,高浊点,高表面张力,用于洗涤润湿非阴>非阳以上内容整理于幕布文档。
表面活性剂知识
表面活性剂知识32009-10-02 21:55:20| 分类:清洗工艺|字号订阅主要表面活性剂的HLB斯盘-85:1.8;斯盘-65:2.1;甘油单硬脂酸酯:3.8;斯盘-80:4.3;斯盘-60:4.7;斯盘-40:6.7;斯盘-20:8.6;聚乙二醇(400)单油酸酯:11.4;聚乙二醇(400)单硬油酸酯:11.6;烷基芳基磺酸盐:11.7;三乙醇胺油酸皂:12.0;聚乙二醇(400)单月桂酸酯:13.1;吐温-60:14.9;吐温-80:15.0;吐温-40:15.6;吐温-20:16.7;油酸皂:18;油酸钾:20.0;月桂酸硫酸钠:40通过表面活性剂的HLB值可以了解其化学结构与亲水性关系,当表面活性剂的HLB值在10以下,特别是在5以下时,它不能在水中溶解,而是以乳状液形式存在于水中的;当它的HLB值在10以上时,它在以透明分散形式存在于水中。
不同HLB值的表面活性剂有不同的用途。
1-3范围内适合做消泡剂;3-6范围内适合做油包水乳化剂;在7-9范围内适合做润湿剂;8-18范围内适合做水包油乳化剂;15-18范围内适合做增溶剂;去污力好的表面活性剂HLB值在13-15之间。
相对比较而言,结构相似的同系列表面活性剂洗涤剂中,HLB值较低的亲油性强,一般脱脂去污能力较强,因此可参考HLB值这一定量反映亲水性数值来选择合适的洗涤剂。
由于HLB值是用粗糙的固定方法得出的数值,表面活性剂的使用性质并非仅由HLB完全决定,因此,不能单凭HLB值来完全确定表面活性剂的性质。
只能在选用哪种表面活性剂完全无把握时可参考HLB值。
HLB值概念主要只适用于非离子表面活性剂,而在对阴离子表面活性剂在大多数情况下是不适用的。
此外,聚乙二醇型非离子表面活性剂的浊点也是表示其亲水性的很重要的数据。
2;表面活性剂的亲油基种类与其性质间的关系亲水基和亲油基的种类是仅次于HLB值的主要因素。
亲油基主体虽然为烃类,但实际应用可以分为以下四种:1脂肪族烃基(十二烷基,十八烯基);2芳香族烃基(如萘,苯基苯酚)3在脂肪族支链上有芳烃(十二烷基,壬烷基酚);4亲油基中有弱亲水基的(蓖麻油酸-OH基,油酸丁酯-COO-基,聚丙二醇-O-基)。
表面活性剂知识点总结(1)
知识点回顾第1章:绪论1 表面活性剂的定义:指能显著降低水的表面张力的一类物质。
从结构上看均为两亲分子,即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。
亲水基团进入水中,憎水基团企图离开水而指向空气,在界面定向排列。
2 表面活性剂的特征:降低表面张力(能力和效率);在界面形成定向单层;超过临界浓度后形成胶束;亲水-亲油平衡值(HLB);一般分子量为300-1000。
3 表面张力、克拉夫点、浊点的定义表面张力: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,其单位为mN/m克拉夫点:离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当到达某一特定温度时,溶解度急剧陡升,把该温度称为克拉夫点浊点:浊点是非离子表面活性剂均匀胶束溶液发生相分离的温度4 典型表面活性剂的命名、代号与结构式,比如1831,1227,BS12,LAS,SAS,AS,AEO,AES等。
5 按照应用功能可分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂等。
按结构组合分为普通型、双子(Gemini)型、Bola型、星型等。
6 表面活性剂绿色化四大要素:原料绿色化(采用无毒无害原料,提高制造过程及产品安全性)、制备工艺绿色化(采用原子经济反应实现制造过程零排放,减少反省步骤缩短制备流程,减少过程排放)、产品性能绿色化(改变分子结构提高安全性能,开发新型温和活性剂)、应用过程绿色化(微乳农药,微乳炼油替代消耗臭氧层物质及非臭氧层有机溶剂的水基清洗剂)。
举例阐述四大要素所代表的实际意义。
7 我国表面活性剂行业的现状与发展方向。
第2章:表面活性剂的作用原理1 表面张力的表达方式(力学和能量角度)和测定方法。
力学:f=2γl能量:dG=γdA测定方法:滴重法(滴体积法)、毛细管上升法、环法、吊片法、最大气泡压力法、滴外形法2 影响表面张力的因素:分子间作用力、温度、压力。
3 临界胶束浓度的测定方法。
表面活性剂HLB值、溶解性、润湿等知识详解
表面活性剂HLB值、溶解性、润湿等知识详解1.表面活性剂的HLB值与应用关系表面活性剂分子是同时具有亲水基和亲油基的两亲分子,不同类型的表面活性剂的亲水基和亲油基是不同的,其亲水亲油性便不同。
表面活性剂的亲水性可以用亲水亲油平衡值(hydrophile and lipophile balance ,values,HLB)来衡量,HLB值是表示表面活性剂亲水性大小的相对数值,HLB值越大,则亲水性越强;HLB值越小,则亲水性越弱,亲油性越强。
表面活性剂的HLB值直接影响到它的性质和应用。
在应用时,根据不同的应用领域、应用对象选择具有不同HLB值的表面活性剂。
例如,在乳化和去污方面,按照油或污的极性、温度的不同选择合适HLB值的表面活性剂。
表1-2列出了具有不同HLB值表面活性剂的适用场合。
表1-2 表面活性剂的HLB值与应用关系不同类型的表面活性剂,HLB值可能不同,根据应用的需要,可以通过改变表面活性剂的分子结构得到不同HLB值的产品。
对于离子型表面活性剂,可以通过亲油基碳数的增减或亲水基的种类的变化来调节HLB 值;对于非离子型表面活性剂,则可以采取一定亲油基上连接的环氧乙烷链长或经基数目的增减来细微地调节HLB值。
表面活性剂的HLB值可以由计算得到,也可以测定得出。
常见的表面活性剂的HLB值可以从有关手册或著作中查得。
2.表面活性剂溶解性与温度的关系离子型表面活性剂低温时在水中的溶解度一般较小。
如果增加表面活性剂在水溶液中的浓度,达到饱和状态,表面活性剂便会从水中析出。
但是,如果加热水溶液,溶解度将会增大,当达到一定的温度时,表面活性剂在水中的溶解度会突然增大。
这个使表面活性剂在水中的溶解度突然增大的温度点叫克拉夫特点(Krafft point),也称为临界溶解温度。
这个温度相当于水和固体表面活性剂的溶点,故临界溶解温度为各种离子型表面活性剂的特征常数,并随烃链的增长而增加。
而非离子型表面活性剂(特别是聚乙二醇型)与离子型表面活性剂正好相反,在低温时易与水混溶,将其溶液加热,达到某一温度时,表面活性剂会析出、分层,透明的溶液会突然变浑浊,这一析出、分层并发生浑浊的温度点叫该表面活性剂的浊点(cloud point)。
表面活性剂的基本知识
表面活性剂的基本知识(2009/08/30 22:46)表面活性剂的基本知识12.9.1 表面活性剂的基本性质表面活性剂分子结构的特点是具有不对称性,即由一亲水基和另一憎水基(或称亲油基)组成。
例如棕榈酸钠(C15H31COONa)的结构可分为如图12-31所示的亲水基和憎水基部分:图12-31 棕榈酸钠的两亲性结构表面活性剂的用途十分广泛,以下仅就其基本性质、结构和主要应用方面作一简单介绍。
实验证实,在低浓度时,溶液的表面力随着浓度增大近乎线性地下降,然而,在高浓时,则表现出不同寻常的物理性质。
如图12-32所示,当达某一界限浓度时,某些物理性质如表面力、比电导、摩尔电导、渗透压以及浊度等,都发生了突然的变化。
其中,渗透压随浓度增大的幅度反常地变低,说明在溶液中有某种缔合现象发生;而溶液比电导仍然随浓度增大而增大,说明电离作用还在继续进行。
麦克拜因认为这种象是"反常"的行为可用"胶束"(Micelles)的形成解释之。
在水溶液中十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根阴离子和钠离子,前者既有吸附于表面上让其憎水基朝着空气而亲水基朝着水相的倾向,也存在着形成如图12-33所示的憎水基朝而亲水基朝外的"胶束"的倾向。
当表面活性剂浓度低时,表面活性离子多数集结于表面上,少数溶于溶液中形成小型胶束。
而达一定界限浓度时,表面活性离子无法再进入表面层,只能采取形成胶束的形式以使体系趋于稳定。
(参考图12-34(动画观看))。
胶束相当于一种"缔合分子",故"缔合现象"使渗透压随浓度变化规律发生明显的变化。
然而尽管发生缔合现象,十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根离子和钠离子的过程仍在继续,故电导仍不断增大(图12-30)。
相当于图12-30所示各项物理性质产生突变的浓度,称为"临界胶束浓度"以"C.M.C"表示。
表面活性剂知识
非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂(non-ionic surface active agent)它在水溶液中不产生离子的一种表面活性剂。
它在水中的溶解是由于它具有对水亲和力很强的官能团。
非离子表面活性剂和阴离子类型相比较,乳化能力更高,并具有一定的耐硬水能力,是净洗剂、乳化剂配方中不可或缺的成分。
当然,与阴离子表面活性剂相比,非离子表面活性剂也存在一些缺陷,如浊点限制、不耐碱、价格较高等。
非离子表面活性剂大多为液态和浆状态,它在水中的溶解度随温度升高而降低。
非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、润湿、增溶、匀染、防腐蚀、和保护胶体等多种性能,广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、照相、金属加工、选矿、建材、环保、化妆品、消防和农业等各方面。
种类:烷基酚的聚氧乙烯醚TX与NP是同一产品,为壬基酚的聚氧乙烯醚。
OP则是辛基酚的聚氧乙烯醚。
两种烷基酚醚的区别在于OP为14碳的碳链,TX/NP多出一个碳,为15个碳的碳链。
OP 的乳化性和渗透性能好于TX/NP,分散性能差于TX/NP。
OP的浊点和HLB值均高于TX/NP,OP的泡沫要低于TX/NP。
具体在应用方面,OP更适合做乳化剂和较高温度条件下使用。
TX/NP适合温度低的条件下使用,性能更加全面,多用于净洗领域。
烷基酚聚氧乙烯醚虽然对环境不友好,但是其乳化净洗效果还是相当出众,在农业、工业硬表面清洗等不要求APEO的领域,仍然发挥巨大作用脂肪醇聚氧乙烯醚月桂醇聚氧乙烯醚(AEO系列)12-14碳伯醇聚氧乙烯醚(MOA系列)12-14碳仲醇聚氧乙烯醚支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚直链的10碳醇聚氧乙烯醚直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚(JFC)直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2或JFC-E)AEO系列:价格最便宜,生产工艺最成熟,并且成品AEO月桂醇残余较低,但是乳化效果和分散效果跟其它醇醚相比较差,长期储存亦有分层现状。
表面活性剂化学知识点
表面活性剂化学知识点第一讲 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 -极性头 8-18C 长链烷基等非极性基团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。
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特殊的化合物,能够在两种不相溶的物质之间降低表面或界面张力,使其能够混合或分散的物质。
表面活性剂在日常生活和工业生产中起着重要作用,比如洗涤剂、乳化剂、分散剂等。
那么,表面活性剂的化学原理是什么呢?本文将从表面活性剂的结构特点、作用原理和应用领域等方面进行探讨。
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。
亲水性头基通常是含有羟基、羧基、胺基等带电离子的基团,能与水分子形成氢键或离子键,使其具有亲水性;而疏水性尾基通常是长链脂肪酸基团或芳香烃基团,能与油脂等疏水性物质相互作用,使其具有疏水性。
这种结构使得表面活性剂分子在水中形成胶束结构,头基朝向水相,尾基朝向油相,从而降低了界面张力,使两种不相容的物质能够混合。
二、表面活性剂的作用原理1. 降低表面张力:表面活性剂的主要作用是降低液体表面或界面的张力,使其能够与其他物质更好地混合。
表面活性剂分子在界面上形成吸附膜,使界面张力降低,从而促进液体的分散、乳化或泡沫化。
2. 分散作用:表面活性剂能够将固体颗粒或液滴分散在液体中,防止其重新聚集沉淀。
通过表面活性剂的作用,固体颗粒或液滴能够均匀分散在溶液中,提高了溶液的稳定性。
3. 乳化作用:表面活性剂能够将油脂等疏水性物质分散在水相中,形成乳液。
表面活性剂的疏水性尾基与油脂分子相互作用,使其分散在水相中,形成乳状液体。
4. 渗透作用:表面活性剂能够改变液体的表面性质,使其在固体表面上形成薄膜,改善润湿性能,促进液体的渗透和扩散。
三、表面活性剂的应用领域1. 洗涤剂:表面活性剂是洗涤剂的主要成分,能够降低水的表面张力,使污垢与衣物分离,并在水中形成乳液,起到清洁作用。
2. 乳化剂:表面活性剂能够将油脂等疏水性物质分散在水相中,形成乳液,广泛应用于食品工业、化妆品工业等领域。
3. 分散剂:表面活性剂能够将固体颗粒或液滴分散在溶液中,防止其沉淀或聚集,广泛应用于颜料、涂料、药物等领域。
药学专业知识:表面活性剂的种类
药学专业知识:表面活性剂的种类能显著降低液体表面张力的物质叫表面活性剂。
表面活性剂的种类包括:1.阴离子型表面活性剂(1)肥皂类:系高级脂肪酸的盐,如:硬脂酸钠、硬脂酸钙、三乙醇胺有机皂等。
均具有良好的乳化与分散性能,一般外用。
(2)硫酸化物主要是高级脂肪醇的硫酸酯类,如:十二烷基硫酸钠(SDS又称月桂醇硫酸钠),十六烷基硫酸钠。
乳化能力强,多外用作软膏乳化剂,也可作片剂等固体制剂的润湿剂。
(3)磺酸化物如:十二烷基磺酸钠等。
广泛用于洗涤剂。
2.阳离子型表面活性剂季铵化物,如洁尔灭与新洁尔灭,此类表面活性剂毒性大常作消毒剂用。
3.两性离子型表面活性剂卵磷脂又分为豆磷脂与蛋磷脂。
卵磷脂是构造脂质体双分子层的材料,也是目前可供静脉用的乳化剂之一。
此类表面活性为天然表面活性剂。
4.非离子型表面活性剂(1)脂肪酸甘油酯:如单硬脂酸甘油酯等,主要作W/O型乳剂辅助乳化剂。
(2)蔗糖脂肪酸酯:有不同规格(HLB值不同),HLB值高的作O/W 型乳剂的乳化剂。
(3)脂肪酸山梨坦:失水山梨醇脂肪酸酯类,商品名为司盘(Span),可分为:司盘20~85,均是失水山梨醇与不同脂肪酸生成的酯,其HLB值为1.8~3.8,司盘作W/O型乳剂的乳化剂,在O/W型乳剂中配合吐温使用。
(4)聚山梨酯:聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。
商品名为吐温(Tween),可分为吐温20~85,是聚氧乙烯失水山梨醇与不同脂肪酸生成的酯。
吐温80常作O/W型乳剂的乳化剂,难溶性药物的增溶剂,混悬剂的润湿剂等。
(5)聚氧乙烯脂肪酸酯:商品名为卖泽(Myeij),做O/W型乳剂的乳化剂。
(6)聚氧乙烯脂肪醇醚:商品名为苄泽(Brij),做O/W型乳剂的乳化剂。
(7)聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物:又称泊洛沙姆,商品名为普朗尼克(Pluronic F68),分子中聚氧乙烯基具有亲水性,聚氧丙烯基具有亲油性。
HLB值为0.5~30,可作O/W型乳剂的乳化剂,是目前可用于静脉乳剂的乳化剂之一。
表面活性剂基础知识详解
表面活性剂基础知识详解1、表面张力分子在液体表面相对高速运动,分子之间存在内聚力,表面分子向本体进行收缩,我们把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力,单位为N•m-1。
2、表面活性和表面活性剂将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性,而具有表面活性的物质称为表面活性物质。
把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体,并具有较高的表面活性,同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。
3、表面活性剂的分子结构特点表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物,它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力,具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。
就结构而言,表面活性剂都有一个共同的特点,即其分子中含有两种不同性质的基团,一端是长链非极性基团,能溶于油而不溶于水,亦即所谓的疏水基团或憎水基,这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物,有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。
另一端则是水溶性的基团,即亲水基团或亲水基。
亲水基团必须有足够的亲水性,以保证整个表面活性剂能溶于水,并有必要的溶解度。
由于表面活性剂含有亲水基和疏水基,因而它们至少能溶于液相中的某一相。
表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。
4、表面活性剂的类型表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。
表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成,如直链烷基C8~C20,支链烷基C8~C20,烷基苯基(烷基碳原子数为8~16)等。
疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上,差别较小,而亲水基团的种类则较多,所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外,主要还与亲水基团有关。
亲水基团的结构变化较疏水基团大,因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。
这种分类是以亲水基团是否是离子型为主,将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。
5、表面活性剂水溶液的特性①表面活性剂在界面上的吸附表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基,为两亲分子。
表面活性剂的基本理论知识
表面活性剂的基本理论知识1.表面张力把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力,单位为N•m-1。
2.表面活性和表面活性剂将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性,而具有表面活性的物质称为表面活性物质。
把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体,并具有较高的表面活性,同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。
3.表面活性剂的分子结构特点表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物,它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力,具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。
就结构而言,表面活性剂都有一个共同的特点,即其分子中含有两种不同性质的基团,一端是长链非极性基团,能溶于油而不溶于水,亦即所谓的疏水基团或憎水基,这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物,有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。
另一端则是水溶性的基团,即亲水基团或亲水基。
亲水基团必须有足够的亲水性,以保证整个表面活性剂能溶于水,并有必要的溶解度。
由于表面活性剂含有亲水基和疏水基,因而它们至少能溶于液相中的某一相。
表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。
4.表面活性剂的类型表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。
表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成,如直链烷基C8~C20,支链烷基C8~C20,烷基苯基(烷基碳原子数为8~16)等。
疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上,差别较小,而亲水基团的种类则较多,所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外,主要还与亲水基团有关。
亲水基团的结构变化较疏水基团大,因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。
这种分类是以亲水基团是否是离子型为主,将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。
5.表面活性剂水溶液的特性①表面活性剂在界面上的吸附表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基,为两亲分子。
水是强极性液体,当表面活性剂溶于水中时,根据极性相似相引﹑极性相异相斥原理,其亲水基与水相引而溶于水,其亲油基与水相斥而离开水,结果表面活性剂分子(或离子)吸附在两相界面上,使两相间的界面张力降低。
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表面活性剂的基本知识(2009/08/30 22:46)表面活性剂的基本知识12.9.1 表面活性剂的基本性质表面活性剂分子结构的特点是具有不对称性,即由一亲水基和另一憎水基(或称亲油基)组成。
例如棕榈酸钠(C15H31COONa)的结构可分为如图12-31所示的亲水基和憎水基部分:图12-31 棕榈酸钠的两亲性结构表面活性剂的用途十分广泛,以下仅就其基本性质、结构和主要应用方面作一简单介绍。
实验证实,在低浓度时,溶液的表面力随着浓度增大近乎线性地下降,然而,在高浓时,则表现出不同寻常的物理性质。
如图12-32所示,当达某一界限浓度时,某些物理性质如表面力、比电导、摩尔电导、渗透压以及浊度等,都发生了突然的变化。
其中,渗透压随浓度增大的幅度反常地变低,说明在溶液中有某种缔合现象发生;而溶液比电导仍然随浓度增大而增大,说明电离作用还在继续进行。
麦克拜因认为这种象是"反常"的行为可用"胶束"(Micelles)的形成解释之。
在水溶液中十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根阴离子和钠离子,前者既有吸附于表面上让其憎水基朝着空气而亲水基朝着水相的倾向,也存在着形成如图12-33所示的憎水基朝而亲水基朝外的"胶束"的倾向。
当表面活性剂浓度低时,表面活性离子多数集结于表面上,少数溶于溶液中形成小型胶束。
而达一定界限浓度时,表面活性离子无法再进入表面层,只能采取形成胶束的形式以使体系趋于稳定。
(参考图12-34(动画观看))。
胶束相当于一种"缔合分子",故"缔合现象"使渗透压随浓度变化规律发生明显的变化。
然而尽管发生缔合现象,十二烷基硫酸钠电离成为十二烷基硫酸根离子和钠离子的过程仍在继续,故电导仍不断增大(图12-30)。
相当于图12-30所示各项物理性质产生突变的浓度,称为"临界胶束浓度"以"C.M.C"表示。
临界胶束浓度在实验中往往表现为并非一敏锐的浓度值,而为一狭窄的浓度区域。
298K 时十二烷基硫酸钠的C.M.C 值约为0.008mol·dm-3 。
根据条件不同,可形成各种不同形状的胶束,如图12-35所示。
图12-33 球状胶束图12-34 胶束形成过程与表面活性剂浓度的关系图12-35 各种胶束形状实例临界胶束浓度(C.M.C)是一项重要的数据。
溶质在此浓度区域开始大量生成胶束导致质点大小和数量的突变,从而引起其物理性质随之发生突变,形成共同的突变浓度区域。
胶束形成以后,它的核相当于碳氢油微滴,具有溶油的能力,使整个溶液表现出既溶水又溶油的特性。
因此,表面活性剂的溶液,只有在其浓度稍高于临界胶束浓度时,才能充分发挥作用。
利用表面活性剂的一些物理性质如比电导、渗透压、粘度、密度、增溶性、光散射性质及颜色等在临界胶束浓度前后的显著差别,可测得其临界胶束浓度数值。
一般情况下,表面活性剂的临界胶束浓度都很低,约为0.001~0.02mol·dm-3。
胶束增溶现象是表面活性剂的另一项重要性质。
表面活性剂的存在使水溶性物质的溶解度超过同温下平衡值的表观溶解现象称为"增溶"。
增溶作用在表面活性剂浓度超过 C.M.C 值时表现得更为显著。
例如,苯在纯水中溶解度很小,但在10%的油酸钠水溶液中,每100ml 溶液可溶解10ml 苯。
增溶是不溶于水的物质溶入表面活性剂所形成的胶束中的一种现象。
实验证实,增溶后胶束变大(见图12-36)。
胶束增溶现象有其自身的特点,它与溶解作用不同,溶解过程溶质以分子状态分散于溶剂中,而胶束增溶时,溶质则集结于胶束。
但与溶解作用相同,胶束增溶是个自发过程,所形成的是热力学稳定体系,增溶过程是可逆的,这一点则与乳化作用有所区别,乳状液是一种热力学不稳定体系。
增溶作用的强弱与增溶剂和被增溶物的化学结构有关。
表面活性剂碳氢链长度增加,对非极性分子的增溶量变大。
而表面活性剂憎水链分支化则使体系增溶能力下降。
从被增溶液物方面来看,同系化合物中分子量愈大增溶量愈小,当烷基链长度相同时,极性化合物比非极性化合物增溶量大;被增溶物具有不饱和结构成带有苯环使增溶量加大,但萘环却起相反的作用。
12.9.2 表面活性剂的分类表面活性剂的分类方法很多,但较常用的是按离子的类型分类的方法。
在此法中将在水溶液中能电离生成离子的称为"离子型表面活性剂",而不能电离的称为"非离子型表面活性剂"。
离子型表面活性剂按亲水基所带电荷性质又可分为"阴离子表面活性剂"、"阳离子表面活性剂"和"两性表面活性剂"等三种类型,具体的分类、说明和实例见表12-3。
表12-3 表面活性剂按离子型分类 亲水基按化学种类分类列表如下: 表12-4 主要亲水基常用憎水基物料也可分为烃类、碳化氟类以及有机硅类等大类如表12-5所示。
表12-5 憎水基物料12.9.3 亲憎平衡值得(HLB值)表面活性剂的种类繁多,对于一定的体系究竟应采用哪种表面活性剂较合适,效率最高目前对此类问题尚缺乏定量的理论指导。
而目前较为一致的看法是,比较表面活性剂分子中的亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性是一项衡量效率的重要指标,而亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性可以有两种较为简单的表示方法:表面活性剂的亲水性=亲水基的亲水性-憎水(1)基的憎水性表面活性剂的亲水性=亲水基的亲水性/憎水基(2)的憎水性前一种方法属差值法,而后一种方法属比值法。
戴维斯(Davis)和格里芬(Griffin)分别从差值法和比值法建立了用H.L.B值(Hydrophile-Lipophile Balance)即"亲憎平衡值"以表示表面活性剂的亲水性的方法。
戴维斯法的计算公式为:(H.L.B.)D=7+∑L+∑H(12-86) 其中下标D 代表戴氏方法,而L、H 则分别为表12-6中所列各原子基团的(憎水基及亲水基)H.L.B 值。
例如十六烷醇C16H33OH 分子中有一个亲水基OH 和十六个憎水基(甲基CH3-和亚甲基-CH2-)故查表可得其H.L.B 值为:(H.L.B.)D=7+16(-0.475)+1.9=1.3表12-6 一些基团的H.L.B 值(戴维斯法)戴维斯法所能提供的数据(HLB值)不多,故其应用有一定的局限性,但其对阐明构成表面活性剂分子各原子基团的结构与其亲媒性(亲水性及亲油性)作用的定量关系有一定意义。
另一计算方法是格里芬法,属比值法。
格里芬提出的公式为:(12-87) 式中下标G 代表格氏方法,MH、ML 和M 分别为亲水基部分,憎水基部分和表面活性剂的摩尔质量。
这一计算方法最早用于聚乙二醇型和多元醇型的非离子型表面活性剂的H.L.B 值。
石蜡完全没有亲水基,其H.L.B 值为0,而完全为亲水基的聚乙二醇的H.L.B 值为20,故非离子型表面活性剂的H.L.B. 值介于0~20 之间。
表12-7列举壬烷基酚和环氧乙烷的各种加成物的H.L.B. 值,并从其在油及水中的溶解变化规律可以看出H.L.B. 值与表面活性剂的亲水(亲油)性关系-H.L.B. 值愈大则亲水性愈强而H.L.B. 值愈小则亲油性愈强。
表12-7 壬基酚和环氧烷加成物的H.L.B. 值表中数据计算以m=4 为例:∵M壬基酚=220,M环氧乙烷=44,则H.L.B.值仅适用于非离子型表面活性剂,然而,它能指出每一种活性剂的大致适用于何种用途,故仍具有一定的实际意义,表12-8列举H.L.B 值与其适应性的数据以供参考。
表12-8 H.L.B.围和适应性(乳化燃油燃烧原理动画观看)H.L.B. 值常作为选择乳化剂的依据之一。
这是因为乳化剂的效率与油相的性质有关,不同的油要求乳化剂有不同的H.L.B. 值。
例如若需要乳化含20% 石蜡(H.L.B=10)和80% 某种芳族矿物油(H.L.B=13),则所需乳化剂的H.L.B 值为10×0.20+13×0.80=12.4,为此目的可试用60% 聚氧乙烯月桂醇(H.L.B=16.9)与40%聚氧乙烯十六醇(H.L.B=5.3),所得H.L.B=(16.9×0.60)+(5.3×0.40)=12.2。
12.9.3 亲憎平衡值得(HLB值)表面活性剂的种类繁多,对于一定的体系究竟应采用哪种表面活性剂较合适,效率最高目前对此类问题尚缺乏定量的理论指导。
而目前较为一致的看法是,比较表面活性剂分子中的亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性是一项衡量效率的重要指标,而亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性可以有两种较为简单的表示方法:表面活性剂的亲水性=亲水基的亲水性-憎水(1)基的憎水性表面活性剂的亲水性=亲水基的亲水性/憎水基(2)的憎水性前一种方法属差值法,而后一种方法属比值法。
戴维斯(Davis)和格里芬(Griffin)分别从差值法和比值法建立了用H.L.B值(Hydrophile-Lipophile Balance)即"亲憎平衡值"以表示表面活性剂的亲水性的方法。
戴维斯法的计算公式为:(1(H.L.B.)D=7+∑L+∑H2-86) 其中下标D 代表戴氏方法,而L、H 则分别为表12-6中所列各原子基团的(憎水基及亲水基)H.L.B 值。
例如十六烷醇C16H33OH 分子中有一个亲水基OH 和十六个憎水基(甲基CH3-和亚甲基-CH2-)故查表可得其H.L.B 值为:(H.L.B.)D=7+16(-0.475)+1.9=1.3表12-6 一些基团的H.L.B 值(戴维斯法)戴维斯法所能提供的数据(HLB值)不多,故其应用有一定的局限性,但其对阐明构成表面活性剂分子各原子基团的结构与其亲媒性(亲水性及亲油性)作用的定量关系有一定意义。
另一计算方法是格里芬法,属比值法。
格里芬提出的公式为:(12-87) 式中下标G 代表格氏方法,MH、ML 和M 分别为亲水基部分,憎水基部分和表面活性剂的摩尔质量。
这一计算方法最早用于聚乙二醇型和多元醇型的非离子型表面活性剂的H.L.B 值。
石蜡完全没有亲水基,其H.L.B 值为0,而完全为亲水基的聚乙二醇的H.L.B 值为20,故非离子型表面活性剂的H.L.B. 值介于0~20 之间。
表12-7列举壬烷基酚和环氧乙烷的各种加成物的H.L.B. 值,并从其在油及水中的溶解变化规律可以看出H.L.B. 值与表面活性剂的亲水(亲油)性关系-H.L.B. 值愈大则亲水性愈强而H.L.B. 值愈小则亲油性愈强。
表12-7 壬基酚和环氧烷加成物的H.L.B. 值表中数据计算以m=4 为例:∵M壬基酚=220,M环氧乙烷=44,则H.L.B.值仅适用于非离子型表面活性剂,然而,它能指出每一种活性剂的大致适用于何种用途,故仍具有一定的实际意义,表12-8列举H.L.B 值与其适应性的数据以供参考。