表面活性剂

表面活性剂化学

思考题

1. 简述表面活性剂的分类及各种表面活性剂的主要作用。

按离子类型分类：非离子型——在水中不能离解产生任何形式的离子

离子型：阴离子，阳离子，两性

按亲水基的结构分类：阴离子型：羧酸盐型，磺酸盐型，硫酸酯盐型和磷酸酯盐型

阳离子型：胺盐型，季铵盐型，鎓盐型

非离子型：多羟基型，聚氧乙烯型

按疏水基种类分类：直链烷基，支链烷基，烷基苯基，烷基萘基，松香衍生物，高分子量聚氧丙烯基

长链全氟代烷基，聚硅氧烷基

按特殊性分类：碳氟，含硅，高分子，生物，冠醚型

其他分类法：按溶解性：水溶性和油溶性

按相对分子量：低分子和高分子

按应用功能：乳化剂，洗涤剂，润湿剂，发泡剂，消泡剂，分散剂，絮凝剂，

渗透剂，增溶剂

2. 什么是表面活性剂、克拉夫特点、浊点、HLB值。

表面活性剂，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

克拉夫特点，离子型和部分非离子型的，指1％的表面活性剂溶液在加热时由浑浊忽然变澄清时相应的温度。

浊点，指1％的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液加热时由澄清变浑浊时的温度。

HLB值，亲水-亲油平衡值，是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。

3. 什么叫表面张力？如何理解表面张力最低值。

表面张力：液体表面的一个分子，因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。

表面张力最低值：表面张力是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积，就好像它是一层弹性的薄膜一样，其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。

4. 试述表面张力大小的影响因素。

溶质的性质和浓度

5. 表面活性剂吸附对固体表面性质有什么影响？

6. 什么叫临界胶束浓度。

临界胶束浓度（cmc）：开始形成胶束的最低浓度

7. 分析说明表面活性剂化学结构和临界胶束浓度的关系。

（1）（疏水基团的）碳氢链长度离子型表面活性剂碳氢链的碳原子数通常在8-16的范围，其水溶液的临界胶束浓度随碳原子数的增加而降低

非离子型的，增加疏水基中碳原子的个数，临界胶束浓度降低得更为明显，即每增加两个碳原子，临界胶束浓度下降为原来的1/10

（2）碳氢链支链疏水基团碳氢链带分支的比相同碳原子数的直链化合物的临界胶束浓度大得多

（3）极性基团的位置越接近碳氢链的中间位置，临界胶束浓度越大

（4）碳氢链上的取代基随碳氢链中极性基团数量的增加、亲水性的提高，临界胶束浓度增大

（5）疏水链的性质

（6）亲水基团的种类离子型的临界胶束浓度远比非离子型的大

8. 分析说明外界因素对表面活性剂cmc有何影响？

温度，外加无机盐，有机添加剂

9. 试述亲水基类型、数量、位置与表面活性剂性质的关系。

表面活性剂的亲水基团会影响其溶解度，从而进一步影响形成胶束的难易，即临界胶束浓度，溶解度越大，临界胶束浓度越高；溶解度越小，该值越低。因此，亲水基团会对表面活性剂带来影响。同时亲水基种类不同，活性剂对温度的敏感程度和受温度影响性质产生的变化也不同

表面活性剂分子中，亲水基所在位置对表面活性剂的性能具有不可忽视的影响作用，一般情况下，亲水基位于分子中间时，表面活性剂的润湿性能比位于分子末端的强；而亲水基在末端的，则去污力较强。

表面活性剂分子的大小对其性质的影响表较显著，一般分子量较大的表面活性剂的洗涤，分散，乳化性能比较好，而分子量较小的表面活性剂润湿，渗透作用比较好。

10. 试述疏水基种类与表面活性剂性质的关系。

1氟代烃基含氟表面活性剂的亲油基为氟代烷基，其中全氟烷基疏水性最好，表面活性也最高

2 硅氧烃基是有机硅表面活性剂的亲油基。

3 脂肪族烃基包括脂肪烷基和脂肪烯基

4 芳香族烃基如苯基，萘基，苯酚基

5脂肪基芳香烃基

6 环烷烃

7含若亲水基的亲油基

上述7类亲油基的疏水性大小的顺序为：氟代烃基＞硅氧烃基＞脂肪族烷基≥环烷烃＞脂肪烯基＞脂肪基芳香烃基＞芳香族烃基＞含若亲水基的亲油基

亲油基种类不同，表面活性剂的疏水性不同。此外在应用时还应考虑其他因素。

11. 试述影响非离子活性剂浊点的因素主要有哪些？

对于大部分非离子表面活性剂存在浊点，所谓浊点是指1%的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液加热时由澄清变浑浊时的温度。温度高于浊点时，表面活性剂将发生分相，许多性质和效能均下降。非离子表面活性剂存在浊点的原因是其在水中的氢键被破坏所致。通

常情况下聚氧乙烯醚分子以锯齿型存在，当其溶于水时，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，因此非离子表面活性剂通常在低于浊点温度下使用。表面活性剂的溶解度越高，浊点越高，其适用范围越广。

12. 说明同系物、无机物、极性有机物对表面活性剂性质有何影响？

13. 什么是协同作用？各种表面活性剂混合其协同作用如何？

14. 什么是润湿，什么是润湿剂，其分子结构有何特点？

润湿——指一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程

润湿剂是指能使液体润湿或加速固体表面润湿的表面活性剂

分子结构特点：碳氢链中应具有分支结构，且亲水基位于长碳链的中部

15. 阴离子型及非离子型润湿剂的主要类型及性能？

阴离子型: 磺酸盐型，硫酸酯盐型，羧酸盐，磷酸酯

非离子型：烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸脂，

聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物

16. 什么是乳状液、微乳状液？

乳状液：是指一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系，由于体系呈现乳白色而被称为乳状液

微乳状液：一种液体以极微小的液珠（直径为 5～50纳米）自发地分散在另一液体中的分散体系，也是透明或半透明的热力学稳定体系。和乳状液一样，微乳状液也有水包油o/w 和油包水w/o两种类型。

17. 分析说明提高乳液稳定性的措施？

提高措施：低的油-水表面张力，使用足量乳化剂形成高强度的界面膜，选择适宜分子结构的乳化剂是界面膜更加致密，增大液滴表面的电荷密度

18. 什么是分散作用？分散剂分为哪几类？

将固体以微小粒子形式分布于分散介质中，形成具有相对稳定性体系的过程叫做分散。

对固体粒子起分散作用的分散剂主要有阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂和有机胺类阳离子表面活性剂，也有的采用高分子表面活性剂，以获得更大的空间稳定效应。

19. 消泡剂应具备哪些物理性质？

1 使液膜局部表面张力降低

2破坏界面膜弹性使液膜失去自修复作用

3降低液膜黏度

4固体颗粒的消泡作用