表面活性剂的性能和应用原理
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3 表面活性剂（SAA）的性能与应用原理
Βιβλιοθήκη Baidu
前言
3.1 表面活性剂（SAA）的定义
3.1.1 SAA的分类、结构特征
3. 1.2 表面活性剂的性能
3.1.3 SAA在复配型精细化学品中的作用
3.1.4 SAA复配的应用与规律
整理课件
1
无处不在的SAA
绿茶冰淇淋配方： 绿茶汁5％，全脂淡乳粉9.3
整理课件
20
按离子类型分类：即按在水溶液中能否解
离及解离后离子类型（亲水基结构）分类
整理课件
21
阴离子SAA
定义
– 在水中电离后，亲水基团 带负电荷的表面活性剂称 为阴离子表面活性剂
种类和用途
说明：阴离子表面活性剂的
水溶液一般呈中性或碱性，
因此一般在中性或碱性环境
下使用
整理课件
22
阴离子SAA种类和用途
13
溶液的表面张力（可随溶质浓度而变 ）
第一类：曲线3
– 增加略有上升，常接近于直线
– 如NaCl溶液
第二类：曲线2
– 增加而逐渐下降
– 在浓度很稀时下降较快，随浓 度增加下降变慢
– 如丁醇溶液
第三类：曲线1
– 在溶液浓度较稀时，表面张力 急剧下降
– 当溶液的浓度达到一定值后， 溶液的表面张力就不再下降了
定义
整理课件
10
表面张力定义
宏观表现为液体表面有收缩趋势（从而 处于表面层内分子数减少），或者说表 面恒有一种抵抗表面扩张的力，即表面 张力（σ，亦有用γ表示的）
其物理意义是垂直作用于单位长度相表 面上的力。单位为：N ·m-1
整理课件
11
导致结果
体系表面积越大、能量越高（界面相同）
– 表面层分子要比内部分子多出一部分能量， 即表面能(E)
按分子量分类
– 分子量大于10 000者称为高分子SAA；分子量在1000～10 000的 称为中分子量SAA；分子量在100～1000的称为低分子量SAA
前两种常见
整理课件
19
saa种类（按离子类型）（掌握）
概述 阴离子SAA 阳离子SAA 两性离子SAA 非离子SAA
特种表面活性剂
整理课件
23
脂肪族羧酸盐(RCOO-M+)
亲水基为羧基
包括高级脂肪酸的钾、钠、铵盐以及三 乙醇铵盐。如肥皂
是历史上开发最早的阴离子表面活性剂， 也是重要的洗涤剂，目前仍是皮肤清洁 剂的重要品种
整理课件
24
磺酸盐(R—SO3-M+)
亲水基为为磺酸根(R--S03-) 包括烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、 α-烯
– 结构：硫酸酯盐中的硫原子不与烃基中的碳原子直接 相连
– 性质：最大区别在于硫酸酯盐在酸性条件下可以发生 水解
主要种类：有脂肪醇硫酸酯盐(FAS或AS）和脂肪
醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（AE整理S课）件 两类
26
烷基苯磺酸盐
种类
– 直链烷基苯（LAS）：易降解 – 支链烷基苯ABS：不易降解，目前已基本被LAS取代
产生原因、定义
导致结果
整理课件
7
现象
露珠在荷叶、草叶 上呈球形而不是铺 在叶面上
水银落到地上散落 呈小球而不是其它 形状
曲别针或一角硬币 可浮在水面
整理课件
8
捅破有棉线肥皂水的肥皂膜
整理课件
9
表面张力产生原因、定义
原因
– 液体内部分子受力平 衡
– 表面层分子受力不平 衡；合力指向液体内 部，表面层分子有被 拉进液体内部趋势
％，稀奶油25％，甘油硬脂 酸脂0.2％，白砂糖15％， 明胶0.4％，羧甲基纤维素 钠0.1％，水45％。
制备工艺
– 白砂糖、稀奶油、全脂淡奶粉、 稳定剂、乳化剂、水 →混合配料 →均质→杀菌→冷却→加茶汁→ 老化→凝冻→灌注→包装 →检验 →成品。
甘油硬脂酸脂
– SAA:食品乳化剂 – 作用：
– 表面能等于表面张力(σ)和表面积(A)的乘 积，即： E =σ ·A
整理课件
12
3.1.2 表面活性剂定义
纯溶剂的表面张力
– 定值（恒T、P）
– 纯液体表面能的降低只能通过缩小表面积来实 现(叶面的水滴、水银球为球形的原因)：E =σ ·A
溶液的表面张力：可变（恒T、P下）
SAA定义
整理课件
烃磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺 烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸 盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基 甘油醚磺酸盐等多种类型。
整理课件
25
硫酸酯盐
脂肪族二元酸与醇类发生酯化反应生成硫酸单酯 和硫酸双酯，硫酸单酯和碱中和生成的盐叫硫酸 酯盐。 RO--SO2—ONa（R—OSO3Na）
与磺酸盐区别
用途
– 烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化 学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低，在民 用和工业用清洗剂中有着广泛的用途
– 是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种，也是中国 合成洗涤剂的主要活性成分。
整理课件
27
烷基磺酸盐(AS和SAS)
乳化、分散、发泡 保型性的改善：
– 增加室温下冰淇淋的耐热 性
贮藏性的改善： – 减少贮藏中制品的变化
防止或控制粗大冰晶形成，使 冰淇淋的组织细腻
整理课件
2
其它
塑料制品中的抗静 电剂
洗涤用品 化妆品 车用化学品等等
整理课件
3
3.1.1 表面活性剂（SAA）的定义
表面张力 表面活性剂定义
整理课件
17
2 SAA 种类
概述 种类
整理课件
18
概述（常见分类方法）
按SAA在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型
– 非离子型、离子型（阴离子、阳离子和两性SAA）
按用途分类
– 如润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂、洗涤 剂等
按SAA在水和油中的溶解性
– 水溶性和油溶性SAA
如十二烷基苯磺酸钠
– SAA
整理课件
14
SAA定义 (掌握）
以很低的浓度就能显著降低溶剂的表面 张力的物质
整理课件
15
3.1.3 SAA的分类、结构特征
1 saa结构特征 2 SAA 种类
整理课件
16
1 saa结构特征（掌握）
分子中具两 亲结构
– 极性基团： 亲水基
– 非极性基团 (长链烃基)： 亲油基/疏水 基
整理课件
4
3.1.1 表面张力
表面 表面张力
整理课件
5
表面
界面：
– 相与相之间的接触面 – 固－液、固－固、固－气、
液－液、液－气
表面
– 两相中一相为气相时形成 的界面
– 固－气、液－气
说明
– 界面实际上并不是一个几 何面，它通常是约几个分 子厚度的过渡区
整理课件
6
表面张力
现象
– 存在表面张力导致
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前言
3.1 表面活性剂（SAA）的定义
3.1.1 SAA的分类、结构特征
3. 1.2 表面活性剂的性能
3.1.3 SAA在复配型精细化学品中的作用
3.1.4 SAA复配的应用与规律
整理课件
1
无处不在的SAA
绿茶冰淇淋配方： 绿茶汁5％，全脂淡乳粉9.3
整理课件
20
按离子类型分类：即按在水溶液中能否解
离及解离后离子类型（亲水基结构）分类
整理课件
21
阴离子SAA
定义
– 在水中电离后，亲水基团 带负电荷的表面活性剂称 为阴离子表面活性剂
种类和用途
说明：阴离子表面活性剂的
水溶液一般呈中性或碱性，
因此一般在中性或碱性环境
下使用
整理课件
22
阴离子SAA种类和用途
13
溶液的表面张力（可随溶质浓度而变 ）
第一类：曲线3
– 增加略有上升，常接近于直线
– 如NaCl溶液
第二类：曲线2
– 增加而逐渐下降
– 在浓度很稀时下降较快，随浓 度增加下降变慢
– 如丁醇溶液
第三类：曲线1
– 在溶液浓度较稀时，表面张力 急剧下降
– 当溶液的浓度达到一定值后， 溶液的表面张力就不再下降了
定义
整理课件
10
表面张力定义
宏观表现为液体表面有收缩趋势（从而 处于表面层内分子数减少），或者说表 面恒有一种抵抗表面扩张的力，即表面 张力（σ，亦有用γ表示的）
其物理意义是垂直作用于单位长度相表 面上的力。单位为：N ·m-1
整理课件
11
导致结果
体系表面积越大、能量越高（界面相同）
– 表面层分子要比内部分子多出一部分能量， 即表面能(E)
按分子量分类
– 分子量大于10 000者称为高分子SAA；分子量在1000～10 000的 称为中分子量SAA；分子量在100～1000的称为低分子量SAA
前两种常见
整理课件
19
saa种类（按离子类型）（掌握）
概述 阴离子SAA 阳离子SAA 两性离子SAA 非离子SAA
特种表面活性剂
整理课件
23
脂肪族羧酸盐(RCOO-M+)
亲水基为羧基
包括高级脂肪酸的钾、钠、铵盐以及三 乙醇铵盐。如肥皂
是历史上开发最早的阴离子表面活性剂， 也是重要的洗涤剂，目前仍是皮肤清洁 剂的重要品种
整理课件
24
磺酸盐(R—SO3-M+)
亲水基为为磺酸根(R--S03-) 包括烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、 α-烯
– 结构：硫酸酯盐中的硫原子不与烃基中的碳原子直接 相连
– 性质：最大区别在于硫酸酯盐在酸性条件下可以发生 水解
主要种类：有脂肪醇硫酸酯盐(FAS或AS）和脂肪
醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（AE整理S课）件 两类
26
烷基苯磺酸盐
种类
– 直链烷基苯（LAS）：易降解 – 支链烷基苯ABS：不易降解，目前已基本被LAS取代
产生原因、定义
导致结果
整理课件
7
现象
露珠在荷叶、草叶 上呈球形而不是铺 在叶面上
水银落到地上散落 呈小球而不是其它 形状
曲别针或一角硬币 可浮在水面
整理课件
8
捅破有棉线肥皂水的肥皂膜
整理课件
9
表面张力产生原因、定义
原因
– 液体内部分子受力平 衡
– 表面层分子受力不平 衡；合力指向液体内 部，表面层分子有被 拉进液体内部趋势
％，稀奶油25％，甘油硬脂 酸脂0.2％，白砂糖15％， 明胶0.4％，羧甲基纤维素 钠0.1％，水45％。
制备工艺
– 白砂糖、稀奶油、全脂淡奶粉、 稳定剂、乳化剂、水 →混合配料 →均质→杀菌→冷却→加茶汁→ 老化→凝冻→灌注→包装 →检验 →成品。
甘油硬脂酸脂
– SAA:食品乳化剂 – 作用：
– 表面能等于表面张力(σ)和表面积(A)的乘 积，即： E =σ ·A
整理课件
12
3.1.2 表面活性剂定义
纯溶剂的表面张力
– 定值（恒T、P）
– 纯液体表面能的降低只能通过缩小表面积来实 现(叶面的水滴、水银球为球形的原因)：E =σ ·A
溶液的表面张力：可变（恒T、P下）
SAA定义
整理课件
烃磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺 烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸 盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基 甘油醚磺酸盐等多种类型。
整理课件
25
硫酸酯盐
脂肪族二元酸与醇类发生酯化反应生成硫酸单酯 和硫酸双酯，硫酸单酯和碱中和生成的盐叫硫酸 酯盐。 RO--SO2—ONa（R—OSO3Na）
与磺酸盐区别
用途
– 烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化 学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低，在民 用和工业用清洗剂中有着广泛的用途
– 是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种，也是中国 合成洗涤剂的主要活性成分。
整理课件
27
烷基磺酸盐(AS和SAS)
乳化、分散、发泡 保型性的改善：
– 增加室温下冰淇淋的耐热 性
贮藏性的改善： – 减少贮藏中制品的变化
防止或控制粗大冰晶形成，使 冰淇淋的组织细腻
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2
其它
塑料制品中的抗静 电剂
洗涤用品 化妆品 车用化学品等等
整理课件
3
3.1.1 表面活性剂（SAA）的定义
表面张力 表面活性剂定义
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17
2 SAA 种类
概述 种类
整理课件
18
概述（常见分类方法）
按SAA在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型
– 非离子型、离子型（阴离子、阳离子和两性SAA）
按用途分类
– 如润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂、洗涤 剂等
按SAA在水和油中的溶解性
– 水溶性和油溶性SAA
如十二烷基苯磺酸钠
– SAA
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14
SAA定义 (掌握）
以很低的浓度就能显著降低溶剂的表面 张力的物质
整理课件
15
3.1.3 SAA的分类、结构特征
1 saa结构特征 2 SAA 种类
整理课件
16
1 saa结构特征（掌握）
分子中具两 亲结构
– 极性基团： 亲水基
– 非极性基团 (长链烃基)： 亲油基/疏水 基
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4
3.1.1 表面张力
表面 表面张力
整理课件
5
表面
界面：
– 相与相之间的接触面 – 固－液、固－固、固－气、
液－液、液－气
表面
– 两相中一相为气相时形成 的界面
– 固－气、液－气
说明
– 界面实际上并不是一个几 何面，它通常是约几个分 子厚度的过渡区
整理课件
6
表面张力
现象
– 存在表面张力导致