表面活性剂

表面活性剂第二章作业

(第一次作业)

1、表面活性剂按疏水基分类有哪几种？他们分别有什么特征？

答：表面活性剂按疏水基分类可以分为碳氢链、聚醚、硅氧烷和氟碳链4中类型。

A：碳氢链疏水基；

（1）直链烷基：增加表面活性剂直链烷基的链长，增加其在有机溶剂中的溶解度，降低其在水溶液中的溶解度，在水中表面活性增加，界面吸

附与胶束化趋势增强。

（2）支链或不饱和烷基：在疏水基中引入支链或者不饱和烷基，与相应的直链烷基同系物相比，表面活性剂在水或者有机溶剂中的溶解度增加，

胶束化能力减弱。并且具有支链烷基的表面活性剂生物降解性一般较

差，不饱和烷基比较容易被氧化、变色。

（3）含芳香环或脂肪环的烷基：在疏水基中加入芳香环，表面活性剂疏水性增加，但增加幅度不如直链烷基，并且其生物降解性较差，也难以

形成紧密的膜结构。

B：聚氧丙烯醚链疏水基：聚氧丙烯醚链有环氧丙烷聚合而成。含有聚氧丙烯醚链的表面活性剂往往容易吸附在极性界面上，也有利于在一些极性有机溶剂中溶解。

C：聚硅氧烷链疏水基：该疏水基是非碳链疏水基，他与碳氢链相比，耐热性好、化学稳定性高，由于硅氧链既不亲水也不亲油，所以在水相和非水系统都有表面活性。缺点是生物降解性差，价格较高，而且在胶束形成和增溶方面不遵循表面活性剂一般规律。

2、表面活性剂按亲水基分类有哪几种？他们分别有什么特征？

答：表面活性剂按亲水基分类可分为单一型和复合型两类。其中单一型可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型。复合型表面活性剂是指含有2种以上亲水基的表面活性剂。

A：阴离子型表面活性剂

a、羧酸盐阴离子型：(1)一般C10以下脂肪酸水溶性过强，表面活性较弱，

C20以上水溶性太差，只能用于非水系统。常见的脂肪酸皂碳链介于C10

—C20之间。

(2)N—羧乙基脂肪酰胺的盐：无毒、无刺激性、起泡性和抑酶性好，对硬

水、酸的敏感性小于肥皂。

（3）全氟代烷基羧酸盐：有较好的耐强酸、耐氧化还原及耐热性能。而且其表面活性比相应脂肪酸盐强得多，降低表面张力很强，其同样具有极佳的化学与热稳定性。缺点是价格高，直链全氟代烷基羧酸盐生物降解性差。

b、磺酸盐阴离子型：

（1）烷基苯磺酸盐：耐酸碱性、耐硬水性稍好于肥皂，水溶液呈中性。

（2）烷基磺酸盐：水溶液黏度低，于皮肤亲和性好，生物降解性比相似链长LAS更好

（3）脂肪酸亚乙基磺酸盐：C12-C17饱和酸在室温下水溶性较差，不耐硬水，降低水溶液表面张力能力较大，具有出色的泡沫性，洗涤性和分散性能，在热酸碱中易分解。

（4）烯烃磺酸盐：水溶性好，在硬水中也具有出色的泡沫性，对皮肤没有刺激，生物降解优于LAS。

C、硫酸酯盐阴离子型：

（1）脂肪醇硫酸酯盐或烷基磺酸盐：耐硬水、泡沫性强，若有少量未反应脂肪醇，泡沫性更强。无毒，但对皮肤有刺激，在热酸碱中易分解。（2）脂肪醇醚硫酸盐：其具有聚氧乙烯醚和硫酸酯盐两种亲水基的复合型表面活性剂，耐硬水、电解质的能力优于AS，但引入聚氧乙烯醚会使溶液黏度增加，尤其加入盐是会大大提高。

d、磷酸酯盐阴离子型

（1）脂肪醇磷酸酯盐或烷基磷酸盐：MAP是二元酸，优点是毒性、刺激性小，耐热碱，低泡，具有抗静电作用。

（2）脂肪醇醚磷酸酯盐：性能与MAP相同，但由于脂肪醇醚磷酸酯盐是聚氧乙烯醚和磷酸酯盐的复合表面活性剂，所以水溶性和耐硬水性更好。B：阳离子型表面活性剂

a、胺及其盐

（1）长链烷基胺及其盐：水溶性较差，尤其在碱性介质中，易生成亲水性较差的胺而溶解度降低。同时这类阳离子型表面活性剂在PH>7水中

微非离子，在PH<7中为阳离子，所以他是一类具有PH值敏感性的阳

离子型表面活性剂，容易在负电荷表面吸附，也容易去除。

（2）聚氧乙烯醚化得长链胺及其盐：它是长链胺和聚氧乙烯醚的复合型表面活性剂，具有长链胺的PH值敏感性，而且在碱性介质中水溶性更

好。

b、季铵盐

（1）长链季铵盐：对PH不敏感，其表面活性片段在不同PH值中都表现为阳离子，所以一旦吸附基质表面就难以去除。

（2）聚氧乙烯醚化得季铵盐：是季铵盐和PEO得复合表面活性剂，具有长链季铵盐的特性，而且耐硬水、耐电解质性能更好。

C、两性离子型表面活性剂

a、氨基酸型两性离子型表面活性剂

（1）N-烷基-β-氨基丙酸：IEP在PH=4附近，在酸碱介质中分别呈阳、阴离子性，能溶于强酸强碱，耐电解质。但在绝大多数有机溶剂中溶解度较低，在碱性介质乳化和泡沫能力比酸性介质强。对皮肤刺激小，毒性低。

（2）N-烷基氨基二丙酸：IEP在PH=1.7-3.5，比相应N—烷基氨基丙酸及其衍生物更易溶于水，刺激性更小，将PH调到IEP以上，可比较容易从基质表面出去被吸附的表面活性剂。

b、甜菜碱型两性离子型表面活性剂

（1）N-烷基甜菜碱:IEP为中性偏碱区域，酸性介质内事阳离子。在PH=7

时刺激性最小，往往易于吸附负电荷表面而不受PH影响。在酸性介质中泡沫型和湿润性优于碱性。

（2）磺基甜菜碱：是PH不敏感的两性离子型表面活性剂，在任何PH条件下都能吸附在带电表面而不会形成水膜。水溶性不如羧基或硫酸基同系物。

C、咪唑啉型两性离子型表面活性剂

特性：随取代基不同，性质有较大变化。当R=H是表现为完全PH敏感型表面活性剂。当R=CH3时，PH敏感性接近N-烷基甜菜碱。其能与所有种类的表面活性剂复配，能溶于高浓度的盐、酸和碱水溶液。当R中含羧酸是，其对皮肤和眼的刺激性极小。

D、非离子型表面活性剂

特征：与其他表面活性剂配伍性好，耐电解质、硬水及金属离子的能力强。

在水中表面活性较高，且随温度升高而增高，其不仅能溶于水还能溶于有机溶剂，甚至烃类。缺点是在带电界面没有强的静电吸附作用。

3、除了传统意义上的表面活性剂之外,还有哪些其他的表面活性剂?他们分别

有什么特征?

答：除了传统意义的表面活性剂之外，还有以下几类表面活性剂：

（1）高分子活性剂：由很多重复单元通过化学键连接而成，相对分子质量在数千以上的并具有表面活性的高分子化合物。与传统表面活性剂相

比，高分子表面活性剂表面张力作用较差,扩散渗透作用较弱。

（2）偶联型表面活性剂：表面活性非常高，易表面吸附，有利于降低表面张力，也有利于固体表面平滑。容易形成胶团胶束，提高其增溶作用。

而且其还能在很宽的浓度范围内形成囊泡和液晶。

（3）反应性表面活性剂：具有良好的表面活性，具有反应活性，在UV光或者引发剂的引发下课发生自聚或者共聚合。但使用引发剂要考虑反应

基团在表面活性剂分子中的位置。当可聚合双键在疏水基部分是，最

好采用油溶性引发剂，反之采用水溶性引发剂更。

（4）微生物表面活性剂：微生物表面活性剂不仅生产工艺安全、生态、友好、环境友好以及其本身无毒、无刺激性和可生物降解之外，最大特

点是具有很好的表面活性。其中一部分相对分子质量较小的微生物表

面活性剂具有极强的表面张力的能力，另一部分质量较大的则具有与

油水界面很强的亲和力。

（5）绿色表面活性剂：无毒、无害、无刺激、可生物降解、生态能循环利用和环境友好。