【大学课件】表面活性剂(7)

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2021/3/7
CHENLI
14完全不润湿不能源自湿能润湿完全润湿2021/3/7
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二、表面活性剂
(一)表面活性剂的含义 表面活性剂:
能使液体表面张力显著降低的物质。
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表面活性剂分子结构的特点:
①它们大都是长链的有机化合物,烃链长 度一般不少于8个碳原子;
二、非离子表面活性剂
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(一)阴离子型表面活性剂:
带负电荷。起表面活性作用的是阴离子。
1.肥皂类 为高级脂肪酸盐,通式为 (RCOO—)n M n+,良好的乳化能力,一般 用在外用制剂中。
2.硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫 酸酯类,通式为R·O·SO3-M+。有较强的 乳化能力。对粘膜有刺激性,主要作为外 用软膏的乳化剂。
W=σ×△A W为所做的功,或称 增加的表面自由能 σ为表面张力; △A为增加的表面积。
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(四)液体的铺展
铺展是指一滴液体能在另—种不相溶的液体表面 上自动形成—层薄膜的现象。
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铺展系数与界面张力有如下的关系: S=σ底-(σ铺+σ底·铺)
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(三)表面活性剂在固体表面的吸附
• 表面活性剂溶液与固体接触时,其分子 很容易在固体表面产生吸附,使固体表 面状态和性质发生改变。
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第二节 表面活性剂的分类
一、离子型表面活性剂 (一)阴离子表面活性剂 (二)阳离子表面活性剂 (三)两性离子表面活性剂

药剂学表面活性剂ppt课件

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极性物质,降低增溶量 ❖盐析现象 阴离子表面活性剂溶解度 ❖ 对非离子表面活性剂影响较小,高浓度时,使浊
点降低
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(二)有机添加剂
❖碳原子在12以下的脂肪醇 增溶量 ❖短链醇(C1-C12)破坏胶束形成 ❖极性有机物, CMC,抑制胶束形成
(三)水溶性高分子
❖对表面活性剂有吸附作用, CMC ❖但一旦胶束形成,增溶效果显著增强
❖ 表面张力是研究物质表面现象的最基本和最重 要的物理量之一,由于表面层分子与体相分子 周围环境不同。
❖ 对于单组分体系,来自于同一物质在不同相中 的密度不同;对于多组分体系来自于界面层的 组成与任一相的组成不同
❖ 表面收缩的动力 ❖ 引起液体表面自动收缩的力称为表面张力,实
际是分子间吸引力的一种量度,分子间吸引力 大者,表面张力高
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3、可解离型表面活性剂
❖ 又称可控半衰期的表面活性剂,是指在完成其 应用功能后,通过酸、碱、盐、热或光作用能 分解成非表面活性物质或转变成新表面活性化 合物的一类表面活性剂。
❖ 常见的是带有可解离基团的季铵盐。 ❖ 酸解型、碱解型、盐解型、热解型、光解型。 ❖ 易于生物降解;易分离除去;可使解离产物产
生新功能。
36Leabharlann 4、高分子表面活性剂❖ M〉1000 ❖ 氧化乙烯-硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、
乙烯基醚共聚物、烷基酚-甲醛缩合物-氧化乙 烯共聚物 ❖水溶性高分子物质 如:海藻酸钠、CMC-Na、 MC、PVP、聚乙烯醇 ❖ 起泡、乳化、增溶等应用 ❖ 与低分子表面活性剂相比,降低表面张力、增 溶、渗透能力较弱;乳化能力较强 ❖ 常用作保护胶体
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二、亲油亲水平衡值
❖ HLB,从0 至 40 (一)定义 值越大,亲水性越强 HLB不同,性质不同(O/W,W/O) 计算HLB(混合表面活性剂、加和性)

表面活性剂课件课件

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2.4 生物表面活性剂:利用微生物在一定条件下,将某些 物质转化为具表面活性剂特性的代谢物.
▪ 如:海藻糖脂,磷脂类,鼠李糖,蛋白脂-多糖聚合物
3、特征、结构与性质 3.1 特征 ①两亲性:亲水亲油性 ②溶解性:溶于液相中的某一相
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③界面吸附:达到平衡时,其在界面上的浓度要大 于其作为溶质在溶液整体中的浓度
N a O HC H 81 7
C H S -O H 3
C H 71 5
C H S -O N 3a
7.1.2.4 α-烯烃磺酸盐-AOS
第一步:
+ R-CH2-CH2 CH=CH2 SO3
第二步:
R-CH2=CHCH2 CH2SO3 H 含量42%
R-CH2-CH-CH2 CH2 1, 3烷 烃 磺酸 内酯
3.2 结构及性质 ①不对称结构:亲水亲油基团一般分处两端,
使其一部分可溶于水而另一部分易自水中逃 逸。 ②疏水基团:脱离水包围的趋势,自身互相靠 近并聚集,致使其在水溶液表面上吸附,并 在溶液内部形成胶束。 ③表面张力γ与lgC:作图可确定CMC
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γ
( 表 面 张 力 )
▪ 至少涉及气、液、固三相。
▪ 首先是采用能大量起泡的表面起泡剂。 ▪ 当在水中通人空气或由于水的搅动引起空气进入水中时,表面活
性剂的憎水端在气—液界面向气泡的空气一方定向, 亲水端 仍在溶液内,形成了气泡。
▪ 另一种起捕集作用的表面活性剂(一般都是阳离子表面活性剂, 也包括脂肪胺),吸附在固体矿粉的表面。这种吸附随矿物性质的 不同而有一定的选择性。其基本原理是利用晶体表面的晶格缺陷。 而向外的憎水端部分地插入气泡内。这样在浮选过程中气泡就 可把指定的矿粉带走,达到选矿的目的。

大学化学表面活性剂化学PPT课件

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因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力学不稳
定体系,有自发降低表面自由能的趋势,即小粒子会自动
聚结成大粒子。
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胶粒的结构
+ → + 例2:AgNO3 KI KNO3 AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式:
[(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3–
分散体系分类 按分散相粒子的大小分类:
•分子分散体系 <10-9 m 白酒 •胶体分散体系 1 ~100 nm 溶胶 •粗分散体系 >100 nm 黄河水
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1.分子分散体系
分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶,没有界面,是均匀的单相,分 子半径大小在10-9 m以下 。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。
胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。
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胶粒的聚沉和保护 聚沉:加入电解质
两种带异号电荷的胶粒混合 加热
保护:
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表面活性剂
从广义上讲,能使体系表面张力降低的溶质均 可称为表面活性物质;但习惯上只将显著降低表面 张力的这类化合物称为表面活性剂。
表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。
洗涤作用是湿润、渗透、乳化、分散、增溶等多种作用的综合作用。一种去污 效果好的表面活性剂,并不表明各种性能都好,只是各种性能综合配合的好。
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2、表面活性剂的应 用
(1) 金属清洗剂
金属清洗剂一般由多种表面活性剂和助剂组成,不仅能清除油污,而且还兼 有缓蚀、防锈功能,pH值一般控制在8~10范围,活性剂含量在40%~80%范围,助 剂1%~2%。表面活性剂大多是非离子型和阴离子型,常混合使用。

《表面活性剂》课件

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阳离子表面活性剂的缺点是价格较高,洗涤性能较差。
5.3 非离子表面活性剂
非离子表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基 主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和 羟基)构成。正是这一特点决定了非离子表面活性 剂在某些方面比离子型表面活性剂优越:因为在溶 液中不是离子状态,所以稳定性高,不易受强电解 质无机盐类存在的影响,也不易受酸、碱的影响; 与其它类型表面活性剂的相容性好,能很好地混合 使用;在水及有机溶剂中皆有较好的溶解性能(视 结构不同而有所差别)。由于在溶液中不电离,故 在一般固体表面上亦不易发生强烈吸附。
同构成的。而且两部分分处两端,形成不对称的结
构。是一种两亲分子如:C12H25SO4- Na+ (OC2H4)6OH
C12H25
这种分子就会在水中采取采取独特的定向排列,这
种情况发生于表面活性剂溶液体系,即表现为两种
主要的基本性质:溶液表面的吸附与溶液内部的胶
团形成。
第 五 章 表面活性剂的分类和化学结构
现时采用“磺氧化”的合成方法:
经工艺等各方面的改进,产品质量大大提高,消 除前法的缺点,不需用氯气,副产物减少,纯 化操作工艺大大简化,成本降低;而且此种表 面活性剂毒性较小,易于生物降解。因此,近 年来生产上有所发展,产量逐渐增加。
活性的化合物,R的碳原子数为4—8。二辛酯(2-乙 基已酯)化合物可溶于水及有机溶剂(包括烃类), 故可用于干洗溶剂中。此类表面活性剂水溶液的表 面张力较低,故为良好的润湿剂。
表面活性剂
第四章 绪 论
4.1表面活性与表面活性剂
表面活性:能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面 活性,从大量的实验结果,可以把各种物质的水溶 液的σ与以的关系总结,洗涤剂等物有曲线1的性质;乙醇、乙酸、丁 醇等物的水溶液有曲线2的性质;NaCl、KNO3、HCl、 NaOH等无机物的水溶液则有曲线3的性质。

第三章-表面活性剂PPT课件

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7)阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业 洗涤剂、干洗剂和润湿剂的重要成分。
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3.2.1 阴离子表面活性剂
分类
1、肥皂类
系高级脂肪酸的盐,通式: (RCOOˉ)n M。脂肪酸烃R一 般为11~17个碳 的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。 根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂 和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。 但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可 使之盐析。
胶束聚集数增大
形成新的胶团
临界胶束浓度:表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度
0.002%-0.5% (0.0001mol/L-0.02mol/L)
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3.4 临界胶束浓度
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3.4 临界胶束浓度
CMC是表面活性剂表面活性的一种度量。 形成胶束所需要的浓度愈低;
CMC愈小
达到表面饱和吸附的浓度愈低; 使表面张力降到最低值所需浓度愈低;
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阴离子型
RCOONa
R洗SO涤3N、a R去OS污O3性Na

ROPO3Na
4
3.2.1 阴离子表面活性剂
起作用的部分是阴离子
特性
1)溶解度随温度的变化存在明显的转折点,即 在较低的一段温度范围内溶解度随温度上升非常 缓慢,当温度上升到某一定值时溶解度随温度上 升而迅速增大,这个温度叫做表面活性剂的克拉 夫点(Krafft point)。一般离子型表面活性剂 都有Krafft点。
②如果表面活性剂的疏水基相同,亲水基使cmc增大的顺序是:
离子型
C O O ->S O 3 ->O S O 3 -
非离子型 聚氧乙烯单元数目增大,cmc略有增大。

【大学课件】表面活性剂基础知识

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• 由于表面活性剂分子是由亲水性和憎水性两部分所组成,
而且这两部分处于一定的平衡状态,具有适度的溶解性。
所以,溶液一般都带有胶体性质。在液体表面和界面进行
正吸附,而且能显示出各种各样的表面活性。
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2 表面活性剂的基本性质A
• (1)表面吸附与表面能、表面张力 • 吉布斯(Gibbs)曾提出如下关系式:
• 式中 Γ——表面吸附量,mol/cm2

C——溶液浓度,mol/L;

σ——表面能,10-3N/m

T——绝对温度,K;

R——气体常数;
• dσ/dC——表面张力的改变率,表示该物质表面活性大小。
• 表面吸附量与表面活性剂的浓度以及表面张力随浓度变化的速率有 关。当dσ/dc为负值,即表面活性剂能使表面张力降低,此时Γ>0。 表面活性剂改变表面张力的作用,和它浓度的大小有一定的关系,
表面活性剂基础知识
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1
1 表面活性剂的种类A
• 表面活性物质是一种可溶于液相中并且吸附在相界面上,
使界面能显著降低的物质。 • 表面活性剂的基本作用,是降低分散体系中两相界面的界
面自由能。提高分散体系的稳定性。
表面活性剂分子结构
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2
1 表面活性剂的种类B
• 表面活性剂溶于水时.亲水基团在溶液中, 凡能电离生成离子称为离子型表面活性剂; 凡不能电离生成离子的称为非离子表面活 性剂。
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浓度与表面张力之间的关系B
一般都是开始时,表 面张力随表面活性剂浓 度的增加而急剧下降, 以后则大体上保持不变。
浓度与பைடு நூலகம்面张力之间的关系
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【大学课件】表面活性剂的性能和作用

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2.3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。
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2.4表面活性剂在固体表面的吸附
• 表面活性剂溶液与固体接触时,其分 子很容易在固体表面产生吸附,使固 体表面状态和性质发生改变。
cmc与表面活性剂的内在化学结构、无机盐、有机添加剂和 其他表面活性剂有关。在一定条件下(如温度、离子强度 等),表面活性剂的cmc一定(可通过手册查取),对比cmc 可了解表面活性剂的大小。凡有利于表面活性剂分子在表面 紧密排列的因素,均可提高表面活性。
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临界腔束浓度CMC:
(一)胶束的形成 临界腔束浓度CMC: 表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。 胶体粒子范围(1~100nm) 临界浓度通常在0.02%~0.5%左右。
质的有机化合物,它们能明显改变两 相间的界面张力或表面张力,具有润 湿、起泡、乳化、增溶等直接作用, 及平滑、抗静电、匀染与固色、润滑、 防锈、疏水、杀菌和凝集等间接作用。
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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,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、有机锡等。
另一端则是水溶性的基团,以保证整个表面活性剂能溶于水,并
有必要的溶解度。
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表面活性剂既亲水又亲油的两亲性,使其具有一部分可溶 于水而另一部分易从水中逃离的双重性质。在水溶液中, 尽管水分子与疏水基团存在着相互作用,但水分子之间的 作用力要远大于它们之间的作用,而疏水基团则存在着相 互吸引、相互缔合而离开水相的趋势。在水溶液中疏水基 团相互吸引、缔合的作用称为疏水作用(效应)。
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根据接触角的大小判断润湿情况
θ=0°或不存在 铺展 0°<θ<90° 浸湿 0°≤θ<180°沾湿 θ=180° 完全不润湿
!
的接 润触 湿角 性越 越小 好,
液 体
.
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(2).润湿方程(杨氏方程)
cosθ=
g g s-g
s-l
g l-g
可通过改变界面张力的大小来改变物质的 润湿性能!
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7
3.表面活性剂的润湿功能

•水/油(w/O)型乳液型 水分散在油中,水为分 散相(内相),油为连续相(外相)的油 包水型乳化 液,可用油稀释,如人造奶油.原油等。
•多元乳液 分水包油包水(w/O/w)型和油包水
包油(O/w/O)型。
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12
2.乳化剂的作用原理
乳化过程中表面活性剂的作用是吸附在油水界面上,通过降低界面张力,帮助液滴分 散并形成牢固的界面膜,防止分散液滴聚结。
•其它 :温度、机械作用、电解质(对离子型 乳化剂的乳状液影响大)、体系pH值等。
.
15
5.破乳
(1) 概念:乳状液发生油水分层的现象。 (2) 破乳剂的作用原理: •能将原有的乳化剂从界面上顶替出来; •加入的表面活性剂不能形成牢固的界面保护膜;
.
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• 原油破乳的过程
1.破乳剂的溶解与扩散 破乳剂加入原油乳状液后,让它分散在整个油相中,并 能进入被乳化的水珠上。
(1) 提高液体的润湿能力(在水中加入表面 活性剂降低表面张力,使水在固体发生铺展) ---润湿剂 (2)改变固体表面的润湿性质(极性基团吸附 在固体表面,非极性基团朝向气体形成定向排 列吸附层,反润湿作用)----防水剂
.
8
问题: 农药中加入表面活性剂的目的与 作用原理?
用防水剂处理过的纤维为什么能防水?
3.乳化剂的选择
HLB 值 大 的 表 面 活 性 剂 可 做 O/W 乳 状 液 的 乳化剂;
HLB值小的表面活性剂可做W/O乳状液的
乳化剂。
.
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4.影响乳状液稳定性的因素
•界面张力:界面张力的降低及界面膜的形成 与强度是乳状液稳定性的主要影响因素。
•油-水界面膜:界面膜中分子排列越紧密,界 面膜的强度越强,乳状液的稳定性越好。脂肪 醇、脂肪酸及脂肪胺等极性有机物可增加界面 膜的紧密度强度。
增溶作用是表面活性剂胶束把水或油溶解到自 身组织中,所形成的体系是热力学稳定的单一 液相。
.
19
内容回顾
1.表面活性剂的润湿功能
润湿的类型、接触角、扬氏方程、润湿功能 的作用方式。
2.乳化和破乳功能
乳状液的组成、分类、乳化剂的作用原理、 破乳剂的作用原理。
3.表面活性剂的增溶方式
.
20
四.表面活性剂的起泡与消泡作用 1.基本概念 •泡沫是指气体分散在液体中的分散体系。
消泡机理:
•消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡;
•消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡;
•消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡;
具有消泡作用的物质:
植物油、矿物油、硅油、液态高级醇、长链 脂肪酸钙盐、一些非离子表面活性剂如环氧丙 烷缩合物、硬脂酸环氧乙烷缩合物等。
2.3表面活性剂的功能(作用)
一. 表面活性剂的润湿功能 1.基本概念 润湿:固体表面上的气体(或液体)被液体(或 另一种液体)取代的现象。
包括:沾湿、浸湿、铺展三种类型。
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1
•沾湿
沾湿过程就是当液体与固体接触后,将液—气 和固—气界面变为固—液界面的过程。
大气中的露珠附着在植 物的叶子上,雨滴粘附 在塑料雨衣上等,均是 粘湿过程。
.
9
二.表面活性剂的乳化和破乳作用
1.乳状液
(1)概念:两种互不混溶的液体,一种以微粒 (液滴或液晶)形式分散于另一种中形成的体 系。
(2)组成:分散相、分散介质和表面活性剂 (乳化剂)
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10
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(3)分类:
根据其分散情形可以分为三种类型:
•油/水(O/w)型乳液型 油分散在水中,油为分 散相(内相),水为连续相(外相)的水包油型乳化液, 可用水稀释.如牛乳、豆浆等。
2.破乳剂替代天然乳化剂 由于破乳剂具有很高的活性,可把天然乳化剂从界面上 顶替下来。
3.破坏界面膜
由于破乳剂吸附于油水界面后,不能形成结实的界面膜。 4.油水分离
界面膜被破坏后,水珠在互相靠近时,很容易发生聚结
成大水珠。水珠下沉从油相中分离出来,乳化原油就被
破乳了。
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17
三.增溶作用
1.增溶
(1) 概念:表面活性剂在水溶液中形成胶束后 具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显 著增大的能力,且溶液呈透明状,这种作用称 为增溶。
.
2
•浸湿
浸湿是指固体浸入液体中的过程,其实质 是固—气界面被固—液界面所代替。
.
3
•铺展
铺展过程是固—气界面被固-液界面代替 的过程.
.
4
一. 表面活性剂的润湿功能
2.接触角与扬氏方程
(1)接触角:达平衡时, 在气,液,固三相交界处, 自固-液界面经过液体内 部到气-液界面的夹角称 为接触角。(图中角 θ)



存 在
.
21
• 发泡作用:能使气 泡稳定存在的作用。 用以发泡的表面活性 剂叫发泡剂或起泡剂。
•稳 泡 剂 : 在 作 为 起
泡剂的表面活性剂中
加入少量极性有机物
可提高液膜的表面粘 度,增加泡沫的稳定 性,以期延长泡沫寿
表面活性剂在形成泡 沫过程中的作用
命,该类物质称为稳
泡剂。
.
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2. 表面活性剂的消泡作用(P148)
(2)增溶方式:增溶于胶束内核; 增溶物分子 与形成胶束的表面活性剂分子穿插排列;形成 栅栏层; 被吸附在胶束表面; 包含在胶束的 极性基团中。
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18
表面活性剂的乳化和增溶的功能都可实 现油与水的混合,两种作用的区别何在?
区别为:乳化是将水或油以微小珠滴形式分散 到另一种物质中,得到热力学不稳定体系,时 间延长会出现两相分离。乳化过程中表面活性 剂的作用是吸附在油-水界面上,通过降低界 面张力,帮助液滴分散并形成牢固的界面膜, 防止分散液滴聚结。
•粘度: 分散介质的粘度越大,则分散相液珠 运动的速度越慢,有利于乳状液的稳定。
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14
4.影响乳状液稳定性的因素
•界面电荷:若表面活性剂是离子型的,则在 界面上的吸附成为油珠所带电荷的主要来源 (主要是对O/W乳液而言)它们使液滴接近时 相互排斥,阻止了液滴的聚结,乳状液稳定。
•添加物 : 添加粉末乳化剂(碳酸钙、粘土、 碳黑、石英、金属氧化物)能提高稳定性 。
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