第六章表面活性物质,表面活性剂详解 ppt课件
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第六章 表面活性剂
第六章表面活性剂1、加溶的概念当表面活性剂溶液的浓度增大时，表面活性剂会缔合形成聚集体，胶团（或胶束）。
正胶团:在水相中的胶团称为正胶团，通常指的胶团即为正胶团,能加溶不溶于水或微溶于水的油类；反胶团:在油相中的胶团称为反胶团或逆胶团。
由于油的种类很多，油相中的胶团又统称为非水胶团,能加溶水或极性溶剂。
在表面活性剂浓度小于cmc时，2-硝基二苯胺溶解度很小，而且不随表面活性剂浓度改变。
在cmc以上，溶解度随表面活性剂浓度的增加而迅速上升。
表面活性剂溶液浓度超过cmc 越多，微溶物就溶解得越多。
结论：微溶物溶解度的增加与溶液中胶团形加溶作用与乳化作用的区别：加溶后不存在两相，是热力学稳定体系；乳化作用则是两种不相混溶的液体形成的液-液分散体系，有巨大的相界面和界面自由能，是热力学不稳定的多分散体系。
2、加溶的方式被加溶物在胶团中的加溶方式有四种:（1）加溶于胶团内核（2）加溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处（3）吸附于胶团表面（4）加溶于胶团的极性基层上述四种加溶方式，其加溶量的规律：d＞b＞a＞c。
虽然加溶方式主要取决于加溶物和加溶剂（表面活性剂）的化学结构，但胶团溶液处于动态平衡中，加溶物的位置随时间迅速改变3、影响加溶能力的因素表面活性剂的加溶能力可以用加溶物溶解度S与表面活性剂溶液浓度cs之比来表示。
S/cs越大，表面活性剂的加溶能力越强。
影响体系加溶能力的因素：空间因素和能量因素。
空间因素：指胶团提供的容纳加溶物的可用空间大小；能量因素：是加溶物进入胶团引起体系能量变化的影响。
表面活性剂结构、加溶物结构、有机添加剂、温度等会对空间和能量产生影响，进而影响加溶能力。
（1）表面活性剂结构①疏水基链长的影响：表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。
在同系物中，碳氢链越长，cmc越小，越易形成胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚集数增加）。
②疏水基结构的影响：疏水基有分支的表面活性剂，其加溶能力较直链者小，带有不饱和结构的，加溶能力较差。
表面活性物质
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影响水生生物的行为
表面活性物质可能改变水生生物的行为，如 影响其觅食、迁移或躲避天敌的能力。
对土壤的影响
改变土壤的理化性质
表面活性物质可能会改变土壤的pH值、电导率、水分保持能力等， 从而影响土壤的肥力和微生物活性。
影响土壤生态平衡
表面活性物质可能对土壤中的微生物和植物产生不利影响，打破土 壤生态平衡，影响土壤的健康。
胶束是由多个表面活性分子聚集而成 ，其形状和大小取决于表面活性分子 的性质和浓度。
增溶作用
表面活性物质能够增加其他物质在水中的溶解度，这一作用对于提高化学反应速率、促进物质传递等 具有重要意义。
增溶作用的大小取决于表面活性物质的性质和被增溶物质的性质。
润湿和渗透作用
表面活性物质能够改善固体表面的润 湿性，促进液体在固体表面的铺展和 渗透。
化妆品
润肤霜
表面活性物质能够保持皮肤湿润，同时帮助其 他成分渗透到皮肤深层。
口红
表面活性物质能够使口红均匀涂抹在嘴唇上， 同时保持嘴唇的湿润。
睫毛膏
表面活性物质能够使睫毛膏均匀涂抹在睫毛上，同时保持睫毛的卷曲和浓密。
油漆和涂料
乳胶漆
表面活性物质能够使乳胶漆均匀 涂抹在墙面上，同时保持墙面的 光滑和平整。
多元醇酯类
这类物质是由多元醇和长链脂肪酸反应生成的酯类，如山梨醇酯、丙二醇酯等。
特殊类型的表面活性物质
氟碳表面活性剂
这类物质以氟或含氟基团为主链，具有极高的表面活性和稳定性。
高分子表面活性剂
这类物质是由高分子化合物和低分子量表面活性剂复合而成的，具有较好的乳化、分散和增稠作用。
03
表面活性剂PPT课件
根据脂肪酸品种数量不同分为：
应用：HLB1.8~3.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的
乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。
Span -20
-40
-60
65 -80 -85
脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油
No Image
④聚山梨酯(polysorbate)：吐温[Tweens]
④应用：代替配皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用
软膏的乳化剂。
No Image
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
No Image
⑤聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类[Myrj]
系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。
通式：R·COO·CH2(CH2O CH2)nCH2·OH 因n不同，产品常用的有：
Myri-45 -49 -51 -52
-53
应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水
型乳化剂。 常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂 酸酯)。
No Image
3、常用品种 ①脂肪酸甘油酯
主要有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。
应用：HLB3~4，表面活性弱，主要用作W/O型辅助乳化
剂。
No Image
•
②蔗糖脂肪酸酯：简称蔗糖酯
简称蔗糖酯， 是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物，
应用：HLB1.8~3.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的
乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。
Span -20
-40
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65 -80 -85
脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油
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④聚山梨酯(polysorbate)：吐温[Tweens]
④应用：代替配皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用
软膏的乳化剂。
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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
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⑤聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类[Myrj]
系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。
通式：R·COO·CH2(CH2O CH2)nCH2·OH 因n不同，产品常用的有：
Myri-45 -49 -51 -52
-53
应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水
型乳化剂。 常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂 酸酯)。
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3、常用品种 ①脂肪酸甘油酯
主要有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。
应用：HLB3~4，表面活性弱，主要用作W/O型辅助乳化
剂。
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•
②蔗糖脂肪酸酯：简称蔗糖酯
简称蔗糖酯， 是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物，
表面活性物质,表面活性剂详解(课堂PPT)
2020/4/29
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琥珀酸脂磺酸钠（
）为一类优良的表
面活性剂，R的C原子数为4-8，二辛脂（2-乙基已脂）化
合物可溶于水及有机溶剂，故可用于干洗溶剂中，其水溶
液的表面张力较低，为良好的润湿剂。
SO3与直链α烯烃作用，可得烯基烷磺酸盐与羟基烷磺酸 盐的混合物。
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4）石油磺酸盐
用途：切削油，农药中作乳化剂，燃料油中作分散剂
C12H25(NC5HR5B)+r·+NCl(-CH3)3→RN+(CH3)
合成：季铵化反应
3BrRBr+NC5H5→R(NC5H5)+B
特点：抗酸、抗硷、杀r 菌，易吸附于固体表面。
用途：杀菌剂，矿物乳选剂，柔软剂，抗静电剂，
涂料工业中的分散剂，石油工业中的粘土稳定剂
缺点：价格高，洗涤性差。
3、非离子表面活性剂
2020/4/29
3
表6-1 表面活性剂的主要亲油基和亲水基
R：石蜡烃链，C原子数8-18。
应当注意的是，当C原子数在8-20之间时，才具有明显的表面活性剂特征 ，当C原子数太大时，由于形成不溶于水的化合物，又失去活性剂的作用。
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4三、表面活性剂的分类1、阴（或负）离子表面活性剂
注意比例（酸：醇），易生成双酯。 酸、硷性热溶液中易水解，起泡性差，乳化性好。 3）烷基苯酚聚氧乙烯醚（OP）
、防蚀剂，三采中提高采收率。
制备：①提炼、纯化白矿油的副产品（石油磺酸）；
②合成，平均分子量400-500，复杂的烷基苯磺酸或烷
基萘磺酸盐。
③硫酸脂盐
用途：乳化、起泡
代表产品：硫酸十二烷基（或月桂基）钠（或称十二烷
表面活性剂的作用ppt课件
• 加溶作用的方式（机 理）：
1.有机物主要溶于胶束内 部
2.有机物以其分子形式与 胶束内的表面活性剂分子一 起穿插排列而溶解。
3.有机物以吸附于胶束表 面的形式而溶解。
4.有机物被包含于非离子 表面活性剂胶束的聚氧乙烯 极性外壳而溶解。
表面活性剂加溶作用的应用
• 洗涤工业：加溶作用在起作用； • 石油工业：二次采油和三次采油； • 皮革行业：毛皮的漂洗、生皮的脱脂、染色
电平衡，防止了纤维表面的静电积
累 抗静电作用
表面活性剂的匀染与固色作用
• 匀染作用
皮革染色时，加入扩散剂N或平平加后，可使染料缓慢地 与皮革接触（ 即缓染），或可使已上染的染料由深色部位 向浅色部位移动（ 即移染） 匀染；
• 固色作用
与染料带相反电荷的表面活性剂与染料生成不溶性沉淀（共沉 淀），将染料固定在被染物上 固色
表面活性剂的其它作用
平衡状态时，各界面张力的 关系如下 γSG － γLG = γGL. cosθ θ＞900，称之为不润湿； θ＜900，称之为润湿； θ＝00， 称之为铺展。
表面活性剂润湿作用的几个相关概念
• 润湿过程：铺展润湿、粘附润湿和浸入润湿。
• 铺展润湿：一种液体与基质（常为固体）接触并在 其上进行铺展时，将从基质表面取代另一种流体 （如空气）
表面活性剂的加溶作用
• 当溶液中表面活性剂的浓度
达到或超过CMC时，原来不
溶于水或微溶于水的物质
（大多数为有机物）的溶解
度显著增加的现象加源自溶作用• 加溶作用是表面活性剂能显 著降低水的表面张力这一特 性之外的又一重要特性，对 表面活性剂除去油污、制备 药物、化妆品、决定各种配 方、作为催化剂等都有重要 作用。
表面活性剂
1.表面活性剂定义：在加入量很少时即能明显降低溶剂表面张力，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：1.阴离子表面活性剂2.阳离子表面活性剂3.两性表面活性剂按亲水基结构：1.羧酸盐类2.磺酸盐类3.硫酸酯盐类4.磷酸酯眼泪5.胺盐类6.季铵盐7.鎓盐类8.多羟基型9.聚氧乙烯型3.表面活性，表面活性物质，表面活性剂：表面活性：使溶剂表面张力降低的性质表面活性物质：具有表面活性的物质表面活性剂：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4.表面活性如何表征：溶质在表面发生吸附，使溶液表面张力降低5.表面活性剂的两大性质：1.降低表面张力2.形成胶束6.什么是临界胶束浓度及其测定方法：临界胶束浓度：开始形成胶束的最低浓度测定方法：1.表面张力法2.电导法3.增溶作用法4.染料法5.光散射法7.什么是表面活性剂的HLB值，有什么意义HLB值：亲水亲油平衡值意义：HLB值越大，亲水性越强；HLB只越小，亲油性越强8.影响表面活性剂性能的结构因素包括哪些方面？表面活性剂分子形态，分子量和其润湿去活能力的关系？因素包括：亲水基；疏水基；分子形态；分子大小。
分子形态的影响：1.亲水基位于分子中间时，润湿性能比位于分子末端强，亲水基在末端的去活力强；2.亲油基团中带分子结构的具有较好的润湿和渗透性能，但去活力较小分子大小的影响：分子量大的洗涤，分散，乳化性能好；分子量少的润湿，渗透作用好。
9.表面张力的定义：作用在表面单位长度边缘上的力。
10.表面张力的测定方法：滴重法；毛细管上升法；环法；吊片法；最大气泡法；滴外形法。
11.表面活性剂的结构特征：由一部分疏水基团和一部分亲水基团构成，这两部分处于表面活性剂分子两端形成不对称的结构，疏水基团由疏水亲油的非极性碳氢链构成，亲水基团由亲水疏油的极性基团构成。
表面活性剂胶束ppt课件
7
5.胶束作用简介
（1）乳化作用：将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相 溶的体系中。
（2）泡沫作用：泡沫试剂上是气体分散与液体分散体系。 地表面张力和高强度表面膜是形成泡沫的基本条件。
（3）分散作用：表面活性剂的加入使固液界面形成吸附层， 降低界面自由能，改变固体离子表面性质，使之容易分散。
（4）增溶作用：水溶液中表面活性剂的存在使不溶或微溶 于水的有机化合物溶解度显著增加。（浓度超过CMC）
（a）离子型
（b）非离子型 3
胶束的结构要由内核和外壳两部分组成，对于离子型表面 活性剂，外壳外侧有扩散双电层，（图b）非离子胶束没 有。
在表面活性剂的溶液中，胶束与离子或分子处于平衡态， 充当仓库的作用，在其被消耗时释放出单个分子或离子。 另一方面，胶束自身能产生乳化、分散及增溶等作用因此 表面活性剂一般在一定浓度以上即形成胶束时使用。
表面活束的大小与无机盐和有机添加剂有关，一般用胶束聚集数来衡量。 胶束聚集数：缔合胶束的表面活性剂分子或离子的数量。
胶束聚集数=胶束量/表面活性剂的分子量
无论是离子型还是非离子型表面活性剂，在水介质中，表面活性剂与溶 剂水之间的不相似性（疏水性）越大，聚集数越大。
这些性质在蓝色区域的浓度范围内存在
转折点即为CMC.
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4.胶束形状和大小
胶束形状从外观上看不到，通过光散射对胶束研究，法相 束腰形式有以下4种。
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表面活性剂溶液体系中通常是几种形状的胶束共存，胶束 主要形状与表面活性剂浓度关系为：
表面活性剂浓度不大
球状（a）
表面活性剂浓度≧10CMC
棒状（b）
1.表面活性剂 2.胶束的形成 3.临界胶束浓度（CMC） 4.胶束浓度 5.胶束作用简介
《表面活性剂》PPT课件 (2)
球形胶束溶液中相对粘度与体积分数关系（虚线 与实线是两种颗粒模型的理论预测，后者考虑了 颗粒间的相互作用。典型体系是C12E5胶束，该胶 束溶解了相等重量的癸烷）
对于分子链相对较短的表 面活性剂，如C8或C10。人 们看到相关性能随浓度增 加变化慢而有规则，并不 出现相分离。这种变化能 达到较高浓度(见图)。粘度 是表面活性剂应用中一重 要性能，它随浓度升高变 化平缓，近似于高浓度情 况下以球形颗粒分散的预 测值。
H L Bm A•H L B Am B•H L B B (2-5) m Am B
mA 、mB为混合表面活性剂种A,B组分的质量， HLBA,HLBB为A,B组分各自的HLB值。
表5-8 各种基团的HLB值
亲水基团
H
－SO4Na －COOK
38.7 21.1
－COONa
19.1
－N（叔胺）
9.4
酯基(失水山梨醇环) 6.8
例：求甘油硬脂酸单酯的HLB值，已知其 皂化值S＝161，酸值A＝198
❖ 解1： HLB＝20（1－161/198）＝3.8
❖ 解2： 20 C：
0.475×20＝9.5
2-OH
1.9×2＝3.8
1个-COO- 2.4
HLB=3.8+2.4+7-9.5 =3.7
CH2OOC(CH2 )16 CH3 CHOH CH2 OH
LogCMC=A’+nB’ (5-8)
（3）温度影响
开始时CMC随温度升高而下降，中间经过一最小值，然后随 温度升高而增大。
图5-8 温度对十 二烷基硫酸钠（1） 及 C10H21(C2H4O)3H (2)的CMC影响
（4）其它因素影响 在水溶液中添加电解质会导致CMC下降。 电解质对离子型影响较大，两性次之，对 非离子型影响较小。 少量有机物的加入会导致CMC很大的变化
两性表面活性剂【共65张PPT】
表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
钙皂分散力 (lime soap disporsing rate , LSDR) 钙皂分散分散指数
100g油酸钠 在 硬度333mg/L的硬水中维持分散，
恰好无钙皂沉淀发生的分散剂的质量（g）
LSDR数值越低，表面活性剂对钙皂的分 散能力越高。
1、两性表面活性剂的烷基R的碳链增 长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1 增加至3时，活性剂的钙皂分散力有所提 高，LSDR值降低。 2、当表面活性剂分子上引入酰氨基或将 羧基转换成磺酸基或硫酸基时，会使钙 皂分散力大大提高，LSDR数值降低。
广义地说：所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子 性质的表面活性剂。
通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组 成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲， 在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。
整个表面活性剂中开发较晚的一类：
1937年 专利开始报道；
1940年 杜邦公司首次报道了甜菜碱系两性表面活性 剂；
甜菜碱是由Sheihler早期从甜菜中提取 出来的天然含氮化合物，其化学名为三甲 基乙酸铵。
目前“甜菜碱(Betaines)”一词已冠于 所有类似此结构的化合物，并已扩展到含 硫及含磷的类似化合物。
天然甜菜碱不具有表面活性，只有 当其中一个CH3被长链烷基取代后才具 有表面活性，人们称该类物质为甜菜 碱型表面活性剂。
1、两性表面活性剂具有等电点 两性表面活性剂通常总含有酸性基团和碱
性基团，因此，在溶液中表现出最大的特征
是有着两性化合物物共同具有的等电点性质。
它与两性表面活性剂的许多性质，如吸附、 溶解等密切相关。
以氨基丙酸为例
PH﹥4
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。
第六章表面现象
（4）吊片法：此法操作简便，其准确度可 达0.1%，所以在数据处理中不需引入校正因 子。基本的观测是；用一个显微镜盖片支持 一个弯月面，此弯月面的重量可用静法或脱 离法测定。原理公式为：W总=W片+σp 式中 p为周长。
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表面张力的测定方法
表面张力的测定方法除了最大气泡压力法、滴重法、 环法吊片法外，还包括基于静态的方法如悬滴法、 躺滴法和基于动态的方法如流动法和毛细波法等。 悬滴法是一种应用很广的方法，只需要少量的液体， 而且适用于像高温测定或原料有反应活性这样一些 实验较困难的场合。若采用好的光学设备，则精确 度可达千分之几；躺滴法可以测定低的液—液界面 张力，此法对于测定熔融金属的表面张力也是有用 的；若研究极短时间内的表面老化和松弛效应就需 要动态法了。各种脱离法在临界点时发生的表面扩 张是动态的，但很难确定正确的表面老化时间，而 流动法和毛细波法可以解决此问题。
数学公式
σ=F/2L σ=ΔG/ΔA
单位
N·m-1
J·m-2
因为 J=N·m J/m=N
所以 N·m-1 =J·m-2
27
第二节 铺展与润湿 一、液体的铺展
铺展: 一滴液体在另一不相溶的液体表面上自动形成一层薄膜的现象.
8
二、比表面吉布斯函数
液体表面层分子所受合力不为零, 而是受到一个指向液体内 部的拉力, 导致液体表面有自动收缩的趋势, 如下图所示。
g l
• 界面层分子与内部分子 受力不同
9
若将表面积 A 列为体系状态参数之一, 则状态函数G 表示为:
G = f (Ｔ, p, A , n1 , n2 , n3 , …) (仅一个界面积发生变化的情况)
温度升高时物质的体积膨胀, 分子间相互作用减弱, 大多数物质的 表面张力减小. 3. 与相接触的物质有关
17
表面张力的测定方法
表面张力的测定方法除了最大气泡压力法、滴重法、 环法吊片法外，还包括基于静态的方法如悬滴法、 躺滴法和基于动态的方法如流动法和毛细波法等。 悬滴法是一种应用很广的方法，只需要少量的液体， 而且适用于像高温测定或原料有反应活性这样一些 实验较困难的场合。若采用好的光学设备，则精确 度可达千分之几；躺滴法可以测定低的液—液界面 张力，此法对于测定熔融金属的表面张力也是有用 的；若研究极短时间内的表面老化和松弛效应就需 要动态法了。各种脱离法在临界点时发生的表面扩 张是动态的，但很难确定正确的表面老化时间，而 流动法和毛细波法可以解决此问题。
数学公式
σ=F/2L σ=ΔG/ΔA
单位
N·m-1
J·m-2
因为 J=N·m J/m=N
所以 N·m-1 =J·m-2
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第二节 铺展与润湿 一、液体的铺展
铺展: 一滴液体在另一不相溶的液体表面上自动形成一层薄膜的现象.
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二、比表面吉布斯函数
液体表面层分子所受合力不为零, 而是受到一个指向液体内 部的拉力, 导致液体表面有自动收缩的趋势, 如下图所示。
g l
• 界面层分子与内部分子 受力不同
9
若将表面积 A 列为体系状态参数之一, 则状态函数G 表示为:
G = f (Ｔ, p, A , n1 , n2 , n3 , …) (仅一个界面积发生变化的情况)
温度升高时物质的体积膨胀, 分子间相互作用减弱, 大多数物质的 表面张力减小. 3. 与相接触的物质有关
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二、表面活性剂的分子结构特点
表面活性剂分子结构的最大特点是具有两亲结构，表面活性剂分子由 亲油基（也称憎水基）和亲水基（也称憎油基）两部分组成，即双亲分 子。如十二烷基硫酸钠（C12H25SO3Na）分子中，十二烷基（C12H25 ）是亲油基，硫酸钠（-SO3Na）是亲水基。
图6-2 两亲分子示意图
、防蚀剂，三采中提高采收率。
制备：①提炼、纯化白矿油的副产品（石油磺酸）；
②合成，平均分子量400-500，复杂的烷基苯磺酸或烷
基萘磺酸盐。
③硫酸脂盐
用途：乳化、起泡
代表产品：硫酸十二烷基（或月桂基）钠（或称十二烷
基硫酸钠
制备：ROH+SO3(或H2SO4)→ROSO3H
ROH+ClSO3H→ROSO3H+HCl
ppt课件
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表6-1 表面活性剂的主要亲油基和亲水基
R：石蜡烃链，C原子数8-18。
应当注意的是，当C原子数在8-20之间时，才具有明显的表面活性剂特征 ，当C原子数太大时，由于形成不溶于水的化合物，又失去活性剂的作用。
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三、表面活性剂的分类
1、阴（或负）离子表面活性剂
①.羧酸盐
肥皂——脂肪酸盐（一般为钠盐），是最古老的表面活性剂，容易制
13
④磷酸酯盐 与硫酸酯盐相似，但有单酯盐和双酯盐两种。如：
用途：乳化剂，抗静电剂及抗蚀剂
优点：低泡，抗电解质及抗硬水性较强, 应用不多，生产较少。
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14
2、阳（或正）离子表面活性剂
通式：[RNH3]+·CL- 或 RNH2·HAc
铵 盐
用途：酸性介质中作乳化、分散、润湿剂、浮选剂。
型 局限性：PH较高时（pH>7），自由胺易析出，失去表面活
第六章 表面活性物质
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1
物质溶于水后，对水的表面张力的影响大致有三种情况， 如图6-1所示：
1、如无机盐、酸、硷等。 2、如低分子醇、胺和羧酸等。 3、这类物质称表面活性剂。
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
10
琥珀酸脂磺酸钠（
）为一类优良的表
面活性剂，R的C原子数为4-8，二辛脂（2-乙基已脂）化
合物可溶于水及有机溶剂，故可用于干洗溶剂中，其水溶
液的表面张力较低，为良好的润湿剂。
SO3与直链α烯烃作用，可得烯基烷磺酸盐与羟基烷磺酸 盐的混合物。
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11
4）石油磺酸盐
用途：切削油，农药中作乳化剂，燃料油中作分散剂
是应用较晚的一类表面活性剂，但发展十分迅速。
亲水基团：由一定数量的含氧基团（一般为醚基和羟基）构
成。
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16
特点：耐酸硷，不易受强电解质存在的影响，水中、 油中均能较好溶解，与其它活性剂相溶性好，具有浊点 （1%的表面活性剂溶液变混浊的温度）。
形态：多为液态、浆状或膏状 现应用的非离子表面活性剂的亲水基主要由聚乙二醇，即 聚氧乙烯基：(C2H4O)nH，另外就是以多醇（如甘油、季 戊四醇、蔗糖、葡萄糖、山犁醇）为基础的结构。 制备：聚氧乙烯为亲水基的表面活性剂的合成步骤比较简 单。一般以亲油基及含活性氢（如-OH、NH2、-COOH中 的H）的化合物在催化剂参与下与一定量的环氧乙烷（EO ）作用而制成。
C12H25(NC5HR5B)+r·+NCl(-CH3)3→RN+(CH3)
合成：季铵化反应
3BrRBr+NC5H5→R(NC5H5)+B
特点：抗酸、抗硷、杀r 菌，易吸附于固体表面。
用途：杀菌剂，矿物乳选剂，柔软剂，抗静电剂，
涂料工业中的分散剂，石油工业中的粘土稳定剂
缺点：价格高，洗涤性差。
3、非离子表面活性剂
性
即NH4+的四个氢被有机基团所取代（常用）
季 铵 通式：[R1R2N+R3R4]·Cl-（或Br-） 盐 型 一般只有1-2个R基是长C-H链，其余R的C原子
数多为1-2，如十六烷基三甲基溴化铵。
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15
以吡啶（NC5H5）作为阳离子基础的烷基吡啶盐，也是一 类重要的季铵盐，如十二烷基吡啶盐酸盐
合成脂肪酸制成的肥皂质量稍差。 一些特殊方面的应用： a、胶片工业中的润湿剂，多羧酸盐
b、松香酸与NaOH中合，水溶性好，抗硬水，润湿效果好。
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8
②磺酸盐
1）烷基苯磺酸盐（ABS）
用途：大多数日用洗衣粉中的表面活性剂为烷基苯磺酸钠。 优点：硬水中不生成Ca、Mg沉淀，耐酸、耐硷。 制备：原料主要来源于湿性，“拉开粉”即为（二十基
或二异丙基）萘磺酸盐。
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9
缺点：毒性。 萘磺酸－甲醛缩合物，在水泥材料工业、胶片工业中作分散剂。
3）烷磺酸盐（AS） 用途：洗涤制品 优点：毒性小，易降解 缺点：效果比ABS差，成本高，但近年来产量在逐渐上升。
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造，羧酸盐在PH小于7的水溶液中不稳定，易生成不溶的自由酸而失去
活性。除碱金属（一价）外，其它金属盐，如Ca++、Mg2+、Fe3+肥皂
等皆不溶于水，一般高C原子数肥皂在盐水（如海水）中不易溶解，故
此类表面活性剂不适于在硬水、酸性溶液及海水中使用。
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7
制备：植（动）油+NaOH→RCOONa
ROSO3H N Ra OOHSO3Na
优缺点：良好的表面活性，缺点（C>14时），
常温下不溶于水。 ppt课件
12
改进产品：聚氧乙烯化的直链醇的硫酸酯盐
水中溶解性好，较好的钙皂（污垢）分散能力与起泡能 力，较好的抗盐性。
R―O(C2H4O)nH也可制成硫酸脂盐。还可用烯烃硫酸化 制备硫酸酯盐。
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• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
§6.1表面活性剂的结构与分类
一、表面活性剂的定义
表面活性剂的定义：很少加量即能显著降低水溶液表面张力的物质 表面活性物质：能降低水溶液表面张力的物质。
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17
如月桂醇聚氧乙烯醚的合成
由于这类表面活性剂的亲油基不同，种类较多，可进一步 分类：
1）脂肪醇聚氧乙烯醚，R―O(C2H4O)nH 平平加型 Perqqal
R中的C原子数8-18 n=1-45
稳定性较好，较易生物降解，较好的水溶性，润滑性好。
表面活性剂分子结构的最大特点是具有两亲结构，表面活性剂分子由 亲油基（也称憎水基）和亲水基（也称憎油基）两部分组成，即双亲分 子。如十二烷基硫酸钠（C12H25SO3Na）分子中，十二烷基（C12H25 ）是亲油基，硫酸钠（-SO3Na）是亲水基。
图6-2 两亲分子示意图
、防蚀剂，三采中提高采收率。
制备：①提炼、纯化白矿油的副产品（石油磺酸）；
②合成，平均分子量400-500，复杂的烷基苯磺酸或烷
基萘磺酸盐。
③硫酸脂盐
用途：乳化、起泡
代表产品：硫酸十二烷基（或月桂基）钠（或称十二烷
基硫酸钠
制备：ROH+SO3(或H2SO4)→ROSO3H
ROH+ClSO3H→ROSO3H+HCl
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5
表6-1 表面活性剂的主要亲油基和亲水基
R：石蜡烃链，C原子数8-18。
应当注意的是，当C原子数在8-20之间时，才具有明显的表面活性剂特征 ，当C原子数太大时，由于形成不溶于水的化合物，又失去活性剂的作用。
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6
三、表面活性剂的分类
1、阴（或负）离子表面活性剂
①.羧酸盐
肥皂——脂肪酸盐（一般为钠盐），是最古老的表面活性剂，容易制
13
④磷酸酯盐 与硫酸酯盐相似，但有单酯盐和双酯盐两种。如：
用途：乳化剂，抗静电剂及抗蚀剂
优点：低泡，抗电解质及抗硬水性较强, 应用不多，生产较少。
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14
2、阳（或正）离子表面活性剂
通式：[RNH3]+·CL- 或 RNH2·HAc
铵 盐
用途：酸性介质中作乳化、分散、润湿剂、浮选剂。
型 局限性：PH较高时（pH>7），自由胺易析出，失去表面活
第六章 表面活性物质
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1
物质溶于水后，对水的表面张力的影响大致有三种情况， 如图6-1所示：
1、如无机盐、酸、硷等。 2、如低分子醇、胺和羧酸等。 3、这类物质称表面活性剂。
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
10
琥珀酸脂磺酸钠（
）为一类优良的表
面活性剂，R的C原子数为4-8，二辛脂（2-乙基已脂）化
合物可溶于水及有机溶剂，故可用于干洗溶剂中，其水溶
液的表面张力较低，为良好的润湿剂。
SO3与直链α烯烃作用，可得烯基烷磺酸盐与羟基烷磺酸 盐的混合物。
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11
4）石油磺酸盐
用途：切削油，农药中作乳化剂，燃料油中作分散剂
是应用较晚的一类表面活性剂，但发展十分迅速。
亲水基团：由一定数量的含氧基团（一般为醚基和羟基）构
成。
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16
特点：耐酸硷，不易受强电解质存在的影响，水中、 油中均能较好溶解，与其它活性剂相溶性好，具有浊点 （1%的表面活性剂溶液变混浊的温度）。
形态：多为液态、浆状或膏状 现应用的非离子表面活性剂的亲水基主要由聚乙二醇，即 聚氧乙烯基：(C2H4O)nH，另外就是以多醇（如甘油、季 戊四醇、蔗糖、葡萄糖、山犁醇）为基础的结构。 制备：聚氧乙烯为亲水基的表面活性剂的合成步骤比较简 单。一般以亲油基及含活性氢（如-OH、NH2、-COOH中 的H）的化合物在催化剂参与下与一定量的环氧乙烷（EO ）作用而制成。
C12H25(NC5HR5B)+r·+NCl(-CH3)3→RN+(CH3)
合成：季铵化反应
3BrRBr+NC5H5→R(NC5H5)+B
特点：抗酸、抗硷、杀r 菌，易吸附于固体表面。
用途：杀菌剂，矿物乳选剂，柔软剂，抗静电剂，
涂料工业中的分散剂，石油工业中的粘土稳定剂
缺点：价格高，洗涤性差。
3、非离子表面活性剂
性
即NH4+的四个氢被有机基团所取代（常用）
季 铵 通式：[R1R2N+R3R4]·Cl-（或Br-） 盐 型 一般只有1-2个R基是长C-H链，其余R的C原子
数多为1-2，如十六烷基三甲基溴化铵。
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15
以吡啶（NC5H5）作为阳离子基础的烷基吡啶盐，也是一 类重要的季铵盐，如十二烷基吡啶盐酸盐
合成脂肪酸制成的肥皂质量稍差。 一些特殊方面的应用： a、胶片工业中的润湿剂，多羧酸盐
b、松香酸与NaOH中合，水溶性好，抗硬水，润湿效果好。
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8
②磺酸盐
1）烷基苯磺酸盐（ABS）
用途：大多数日用洗衣粉中的表面活性剂为烷基苯磺酸钠。 优点：硬水中不生成Ca、Mg沉淀，耐酸、耐硷。 制备：原料主要来源于湿性，“拉开粉”即为（二十基
或二异丙基）萘磺酸盐。
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9
缺点：毒性。 萘磺酸－甲醛缩合物，在水泥材料工业、胶片工业中作分散剂。
3）烷磺酸盐（AS） 用途：洗涤制品 优点：毒性小，易降解 缺点：效果比ABS差，成本高，但近年来产量在逐渐上升。
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造，羧酸盐在PH小于7的水溶液中不稳定，易生成不溶的自由酸而失去
活性。除碱金属（一价）外，其它金属盐，如Ca++、Mg2+、Fe3+肥皂
等皆不溶于水，一般高C原子数肥皂在盐水（如海水）中不易溶解，故
此类表面活性剂不适于在硬水、酸性溶液及海水中使用。
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制备：植（动）油+NaOH→RCOONa
ROSO3H N Ra OOHSO3Na
优缺点：良好的表面活性，缺点（C>14时），
常温下不溶于水。 ppt课件
12
改进产品：聚氧乙烯化的直链醇的硫酸酯盐
水中溶解性好，较好的钙皂（污垢）分散能力与起泡能 力，较好的抗盐性。
R―O(C2H4O)nH也可制成硫酸脂盐。还可用烯烃硫酸化 制备硫酸酯盐。
ppt课件
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
§6.1表面活性剂的结构与分类
一、表面活性剂的定义
表面活性剂的定义：很少加量即能显著降低水溶液表面张力的物质 表面活性物质：能降低水溶液表面张力的物质。
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如月桂醇聚氧乙烯醚的合成
由于这类表面活性剂的亲油基不同，种类较多，可进一步 分类：
1）脂肪醇聚氧乙烯醚，R―O(C2H4O)nH 平平加型 Perqqal
R中的C原子数8-18 n=1-45
稳定性较好，较易生物降解，较好的水溶性，润滑性好。