经典：精细化学品化学第二章表面活性剂
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第二章表面活性剂(共56张PPT)
C14H29SO4Na 30
C16H33SO4Na 45 C18H37SO4Na 56
活性剂
C10H21CHC6H4SO3Na | CH3
表面活性剂：是这样一种物质，当它的加入量很小时，就能使溶 剂（一般为水）的表面张力或液液界面张力显著降低，改变体系 的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，从而 产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、以及加溶等一系 列作用，以达到实际应用的要求。
是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。
6.8
=CH-
-0.475 -0.475 -0.475
2.4
-(C3H5O)-(氧丙烯基) -0.15
2.1
-CP2-
1.9
-CF3-
-0.87 -0.87
例：计算月桂酸钠的HLB值 CH3（ CH2）10-COONa
解：-CH3：， -CH2- ： -COONa：19.1
HLB=7+∑(亲水基团基数)-∑(亲油基团基数) HLB= 7 + 19.1-（-0.475）×
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基本概念
一、表面张力
界面上的分子与体相内部分子所处的
状态不同。受力状态不同。
图2—1 液相内部和液-气界面的
分子所受作用力的示意图
表面张力：液体表面任意单位长度上的
收缩力称为表面张力，单位为N·m-1
。
从能量上看，表面分子比内部分 子具有更高的能量。
要使体系的表面积增加，就必须对体系 做功。
团具有的亲水亲油平衡值。 表示表面活性剂的亲水疏水性能。
HLB值大，亲水性强，亲油性弱； HLB值小，亲油性强，亲水性弱。
（1）HLB值的规定
第二章表面活性剂2-精选文档138页
CH3Br 80℃/加压
[C16H33N(CH3)3] Br
38
②从低级叔胺与卤代烷反应制备：
RX + (CH3)3N
60~80℃ 加压
[RN(CH3)3]X
如：C16H33OH + HBr H2SO4 C16H33Br + H2O
C16H33Br + (CH3)3N
[C16H33N(CH3)3] Br
分类：
18
二、脂肪胺盐型
R1 1、结构通式： R—N+H · X—
R2 式中：R=C10~C18
R1，R2 = H或短链烷基 (如—CH3，—C2H5)或苄基(—CH2C6H5)
X=Cl—，Br—，AC—等
19
2、制备：主要是长碳链烷基胺的制备，然后进 行简单的酸碱中和即可成胺盐。
①脂肪伯胺的制取： A：脂肪酸法：
以上活泼氢的有化合机物为引发剂， 加聚环氧乙烷或环氧丙烷等。这类产 品品种较多，主要是引发剂的种类、 环氧化物的加聚次序、和加聚物的分 子量不同，产品的性质就不同。
7
引发剂如：单羟基、多羟基、单氨基、多氨基等 化合物。
加聚次序：
①整嵌型：先在引发剂上加成一种环氧化物，
再加成另一种环氧化物。
引发剂
1227(Br) …36 …
柔软剂DOD：
C18H37N(CH3)2 + C18H37Cl
CH3
[C18H37 N C18H37]+ Cl—
CH3
双十八烷基二甲基氯化铵，商品
代号：D1821，可作为柔软剂、抗静电
剂、杀菌剂使用。
37
1631 Br：
2021人教版高中化学选修二《表面活性剂精细化学品》word教案
2021人教版高中化学选修二《表面活性剂精细化学品》word教案表面活性剂精细化学品一、教材分析和建议依照课程标准的要求，通过实例了解精细化工产品的特点，明白精细化工在社会进展中的作用。
在本单元中，选择肥皂、合成洗涤剂这两种日常用品进行精细化学品教学，教学内容贴近学生的生活、深广度易于把握，教学过程易于安排。
本课题采纳从常见的肥皂入手，再到合成洗涤剂，最后到表面活性剂、医药等精细化学品的一样生产特点，关心学生了解精细化学品的特点，了解精细化工在社会进展中的作用。
总体上，教学内容的出现是由个别到一样，其间包含着本单元中化学与技术进展的两个重要主题，一是不管传统工艺依旧现代工艺，社会需求引导的科技创新不断进展，产品的科技含量不断提高；二是差不多化工、大宗产品的生产（如三酸两碱、化肥等的生产）到精细化工（如农药、表面活性剂、医药等的生产）的进展，表达了当今化学工业进展趋势中战略重点的转移，即转向对自然资源（原料）的精加工、深加工以获得性能优异、用途广泛、技术含量高、附加值高的产品。
有关肥皂的教学要紧包括肥皂的去污原理和生产原理，两者之间也是相互联系的。
肥皂中的双亲分子结构是了解肥皂的去污原理的重点和关键，也是明白得其他表面活性剂一样作用原理的基础。
由水的表面张力等引起的表面现象是专门常见的，能够通过一些实验关心学生比较直观地认识，也能够通过对自然界的一些典型现象加以分析（如教科书中的图4-13所示）。
关于肥皂的去污原理，一方面要结合实验获得直观的认识，另一方面结合图示，关心学生建立一些思维模型加以明白得，需要注意的是，不管是实验的观看和描述，依旧思维模型的构建及其语言表述，都需要学生自己动手参与实验、用自己的语言表达观点，教师的作用重在鼓舞和指导、诊断和评判。
肥皂的生产原理重点在于了解肥皂的化学组成，皂化反应以及工艺流程中各个环节的作用等，其中，通过实验室制肥皂一定会关心学生对有关生产原理加深明白得，同时也能够了解精细化工生产的一些特点，例如，精细化工多为间歇式生产，反应釜就像实验室中的试管、烧瓶等一样，与硫酸、合成氨等连续式大规模生产有着明显的区别。
精细化学品化学w2表面活性剂
固-固界面
**
一．表面活性
问题： 水在荷叶表面 为何呈滴状？
２．表面张力与表面自由能
表面张力定义：使液体表面积尽量缩小的力 。
也可以说，液体与空气 接触时，液体内部分子对 液体表面层的吸引力大于 空气对液体表面层的吸引 力，这样液体表面就产生 分子间的凝聚力，称为表 面张力,用γ表示，单位是 N·m-1。
--------英国著名界面化学家Ckint
2.1 表面活性剂概述
一．表面活性
１．界面与表面的概念
界面：物质相与相的分界面。
在各相间存在：气-液、气-固、液-液、液-固 和固-固 五种界面。 表面：当组成界面的两相中有一相为气相时， 称为表面。
气-液界面
气-固界面
液-液界面
液-固界面
液-
玻 璃 板
表面活性剂的亲水性 ❖ 由亲水、亲油基团决定。用亲水－亲油平衡值
（HLB，hydrophile-lipophile balance）来表示表面 活性剂的亲水性。是亲水性和疏水性之间平衡程度 的量度。
HLB值的确定
❖ 亲油基的亲油性可用亲油基的质量表示（碳氢链的 碳原子数）。碳原子数越多，亲油性越大。
某些液体的表面张力（20 ℃时） σ／(×10-3 Nm-1)
物质 水 甘油 煤油
蓖麻油 橄榄油 石油 硝酸 丙酮
苯 硝基苯
表面张力 72.8 59.4
28.9（0℃） 36.4（18℃） 33.0（18℃）
26.0 59.4 23.7 29.0 43.9
物质 硫酸 甲醇 乙醇 丙醇 甲苯 醋酸 乙醚 安尼林 汞
0.475
酯（自由）
2.4
COOH
2.1
-OH
表面活性剂化学(第2章
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21
2.3.3 临界胶束浓度
(1) 临界胶束浓度的定义
表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增 加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后， 表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表 面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶 束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率 等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束 的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
表面活性剂由两部分构成：
疏水基团
非极性碳氢链、硅烷基、硅氧烷基、或碳氟链构成。
亲水基团
极性基团构成。
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16
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17
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18
2.3 表面活性剂胶束
2.3.1 胶束的形成
当表面活性剂在溶液表面的吸附达到饱和 后，它们便在溶液内部由分子或离子分散 状态缔合成由数个乃至数百个离子或分子 所组成的稳定胶束，此时将不能在显著地 增加溶液单个分子或离子的浓度。
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14
特劳贝规则
对低浓度直链烷基酸的水溶液，每增加一个亚甲基， 表面张力降低值π与溶液的浓度c的比值(π/c)就增加为 原来的3倍。
π=γ0-γ
γ0－水的表面张力；
γ－添加表面活性剂后，溶液的表面张力；
π－添加表面活性剂后，溶液表面张力的降低值。
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15
2.2.5 表面活性剂的结构特点
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25
(c) 增溶作用法
当表面活性剂溶液的浓度 超过一定值时，烃类或不 溶性染料在该溶液中的溶 解度急剧增加，这一浓度 即为临界胶束浓度。
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26
(d) 染料法
配制浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液， 并向其中加入很少量的染料，呈现出增溶于胶 束的颜色。然后用水稀释此溶液直至溶液颜色 发生显著的变化，此时表面活性剂的浓度即为 临界胶束浓度。一般要求染料离子与表面活性 剂离子的电荷相反。
高二化学《表面活性剂精细化学品》课件
2、肥皂的制取原理
肥皂制取的过程：
把动物脂肪或植物油NaOH溶液按一
定比例放在皂化锅内，加热、搅拌使之发
生皂化反应；
往锅内加入食盐，使生成物高级脂肪
酸钠从甘油和水的混合物中分离析出（盐
析）；
集取浮在液面的高级脂肪酸钠，加入
填充剂，进行压滤、干燥、成型，就制成 成品肥皂；
下层液体经分离提纯后，便得到甘油。
在化妆品中的应用
近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能的 霜膏，在配方中增添了各种有效成分，能促进 皮肤新陈代谢和再生，解脂及增加皮肤蛋白， 促进血液循环，防止皮肤变色，抑制皮肤病变， 促使皮肤恢复正常生理功能，赋予皮肤柔软和 缓解日晒红斑等。这类护肤霜受到从事各行业 人们的喜爱。
制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的， 既有良好的乳化性能，对皮肤的刺激性又小。 常用的表面活性剂主要是非离子表面活性剂。
墨及其助剂、感光材料、磁性材料、试剂、水处理剂与高 分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、纺织印染剂及整理剂、 动物用药、油田化学品、石油添加剂、石油炼制助剂、水 泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、 合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、 工业防菌防霉剂、精细陶瓷、稀土、电子化学品及材料、
大量采用复配技术
由于应用对象的特殊性，很难采用 单一的化合物来满足各种特定的要 求，需要多种组分配合起来才能达 到目的。
如：洗涤剂就需要有乳化润湿作用 的表面活性剂、柔软平滑剂、抗静 电剂等。
表面活性剂复配的原则是：通过几种表面活性剂
的混合复配，可使制剂或 配方的效果更好，各类表面 活性剂之间具有较好的配伍性，或者说相容性。在 实 际使用的配方中，复配体系成功的关键就是利用表面活 性剂之间的良好的协 同效应。而这可通过理论预测来 优选配方。例如在离子型表面活性剂和非离子 型表面 活性剂复配体系中，离子表面活性剂和非离子表面活性 剂在溶液中可形 成混合胶束，产生协同增效作用，提 高表面活性，降低表面活性剂用量，阴离 子表面活性 剂有利于最大限度的增溶，剂复配体系时，必须要考虑 到其混合胶束的溶液特性以及它们相互作用的机 理， 这将为复配提供很大的帮助。
第二章表面活性剂PPT课件
-
6
亲水亲油平衡值HLB 表面活性剂的应用性能取决于分子中亲水和亲油两部 分的组成和结构，这两部分的亲水和亲油能力的不 同，就使它的应用范围和应用性能有差别。表面活 性剂分子中亲水基与亲油基的之间在大小和力量上 的平衡关系，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。 HLB,即亲水亲油平衡值,是衡量表面活性剂在溶液中的 性质的一个定量指标,是表明表面活性剂亲水能力的 一个重要参数.
其表面活性好，单酯类产品性能温和，对皮 肤刺激性低，双酯类产品渗透力强，应用领 域广。
MS除大量用于日用化工领域作为发泡剂和清 洁剂外，还在涂料合成、印染工业、医药、 造纸、皮革加工等领域广泛使用。
-
26
2）高级脂肪酸酯磺酸盐 （MES）
MES是用天然油脂制得的一种磺酸盐类表 面活性剂，其合成是以脂肪酸或天然油脂经 过酯化或酯交换制得脂肪酸甲酯或乙酯，再 与一定浓度的SO3磺化后，经NaOH 中和而成。
2）阳离子表面活性剂 阳离子表面活性剂以胺系为主。
3）两性表面活性剂 是指由阳离子和阴离子部分组成的表面活性剂。
-
10
4）非离子型表面活性剂
在水中不电离，其亲水基主要是由一定数量的 含氧基团（一般为醚基和羟基）构成。
5）新型和特殊类型表面活性剂 结构性能特殊，类别较多，有氟系列、硅系列、 含硼系列、聚合物等表面活性剂。
R1 常用的氨基酸原料是肌氨酸和蛋白质水解物， 脂肪酰氯则多为月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、棕 榈酰氯、硬脂酰氯及油酰氯。著名的产品是 商品名为雷米邦的N-油酰基多缩氨基酸钠， 其去污力和乳化力强，在纺织印染、丝毛加 工业中用作洗净剂和乳化剂等。
生产方法：蛋白质水解得到含多缩氨基酸钙， 加纯碱使钙盐沉淀过滤。油酰氯的制备，油 酸与三氯化磷反应。油酰氯与蛋白质的缩合。
精细化学品化学第二章表面活性剂
+ 甲醇溶剂 加热
RN
C H3 C H3
2C O2
+2 H2O
高级烷基胺与低级卤代烷得反应
C16H33
CH3
N
+ CH3 CXl-
石油醚溶剂
C16H33
CH3
加压 80oC 1h
. CH3
N+ CH3 X CH3
3、6、2、2 含杂原子得季铵盐
1 含氧原子 含酰氨基得 含醚基得
2 含氮原子
特点:就是亲水得季铵阳 离子与烷基疏水基就是 通过酰胺键、酯键、醚 键或硫醚等基团相连接
60-80oC
CH3
C12H25
十二烷基三甲基溴化铵
CH3
醇介质
C16H33 X + N CH3
回流
CH3
C16H33
十六烷基三甲基溴化铵
. CH3
N+ CH3
Br- 溴
X
CH3
. CH3
N+ CH3 X CH3
2 高级烷基叔胺与低级卤代烷得反应
C12H25
CH3
加热
N
+ CH3 CXl-
CH3
加压
氨基酸型 R-NH2CHCHCOOH 甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-
非离子表面活性剂
在水中不会解离成离子:
聚乙二醇型(聚氧乙烯型)
多元醇型
R-O(CH2CH2O)nH R-COOCH2C(CH2OH)3
3、3 亲水亲油平衡值 HLB(hydrophile-lipophile balance)
2 可以和所有其她类型得表面活性剂复配 3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小 4 耐水硬性和耐高浓度电解质性 5 良好得生物降解性
精细化学品化学课件第02章表面活性剂
第二章 表面活性剂
主讲人：
1
本章教学目标：
1.掌握表面活性剂的概念、结构及性质； 2.掌握表面活性剂的基本作用及应用； 3.掌握常见表面活性剂的性质及应用； 4.熟悉常见的阴、阳离子表面活性剂及性质； 5.熟悉常见的非离子和两性表面活性剂及性质； 6.了解洗涤剂的中常见的表面活性剂。
本章教学重难点：
3. 荧光光谱法
70 1
60
2
3
50
4
5
40
6
7
30
8
9
20
10
11
10
0
350
370
390
410
430
450
Wave le ngth(nm)
系列浓度表面活性剂12-3-12在 芘溶液中的荧光光谱图（T=25℃）
2.2 12-2-12
2
12-3-12
12-4-12
1.8
12-6-12
1.6
1.4
1.2
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
35
阴离子表面活性剂
—- +
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
36
+-
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
-0.475 -0.475 -0.475 -0.475 -0.870 -0.870 -1.662
—COOH
2.1 —
-0.15
—OH（自由）
1.9
主讲人：
1
本章教学目标：
1.掌握表面活性剂的概念、结构及性质； 2.掌握表面活性剂的基本作用及应用； 3.掌握常见表面活性剂的性质及应用； 4.熟悉常见的阴、阳离子表面活性剂及性质； 5.熟悉常见的非离子和两性表面活性剂及性质； 6.了解洗涤剂的中常见的表面活性剂。
本章教学重难点：
3. 荧光光谱法
70 1
60
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430
450
Wave le ngth(nm)
系列浓度表面活性剂12-3-12在 芘溶液中的荧光光谱图（T=25℃）
2.2 12-2-12
2
12-3-12
12-4-12
1.8
12-6-12
1.6
1.4
1.2
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
35
阴离子表面活性剂
—- +
RCOONa 羧酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
36
+-
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
-0.475 -0.475 -0.475 -0.475 -0.870 -0.870 -1.662
—COOH
2.1 —
-0.15
—OH（自由）
1.9
高中化学人教版选修2课件：4.2表面活性剂 精细化学品
S 随堂演练 UITANGYANLIAN
目标导航
Z 知识梳理 HISHISHULI
Z 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D 典例透析 IANLITOUXI
一二
二、肥皂与合成洗涤剂 1.肥皂的去污原理 (1)污垢一般是由油脂和灰尘组成,不易被水润湿。 (2)去污过程。 润湿:使附着的油污易于分散到水中; 乳化:使油污在水中形成小油滴,脱离附着物而悬浮在水中; 起泡:使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物。 2.生产肥皂的工艺流程
一二三
目标导航
Z 知识梳理 HISHISHULI
Z 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D 典例透析 IANLITOUXI
S 随堂演练 UITANGYANLIAN
Байду номын сангаас
一、肥皂可以用来去油污 1.肥皂的去污原理 肥皂的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐,能在水中电离成 RCOO-和Na+或K+,RCOO-中具有极性的COO-部分称为亲水基,非 极性的—R部分称为亲油基或憎水基;在洗涤衣物时,肥皂、油污与 水之间发生润湿、乳化和起泡三种主要作用而达到去污的目的。
脂肪、植物油
高级脂肪酸钠 甘油和水
S 随堂演练 UITANGYANLIAN
目标导航
D 典例透析 IANLITOUXI
S 随堂演练 UITANGYANLIAN
2.合成洗涤剂的性能优化 (1)确定合适的碳链长度。所含碳原子个数以12~18为最佳。 (2)选择不含支链的烃基。因为合成洗涤剂含有支链烃基时,通常 难以被生物降解。 (3)合理配方。为提高合成洗涤剂的综合性能,生产中要配入多种 助洗剂和辅助剂,如纯碱、硅酸钠、硫酸钠和含磷化合物等。含磷 化合物是一种较好的助洗剂,但大量含磷污水的任意排放会造成赤 潮和水华等环境污染问题。
精细化学品化学第二章表面活性剂PPT培训课件
起泡性能与抑泡性能
起泡性能
表面活性剂能够降低液体的表面张力 ，使气体在液体中更容易形成气泡。 起泡性能与表面活性剂的结构和浓度 有关。
抑泡性能
表面活性剂能够抑制气泡的形成和稳 定，主要用于防止泡沫的产生和消除 已经产生的泡沫。
04
表面活性剂的实际应用案例
洗涤剂
总结词
洗涤剂是表面活性剂的重要应用领域，表面活性剂能够降低水的表面张力，使污 渍更容易被去除。
精细化学品化学第二章表 面活性剂ppt培训课件
目录
• 表面活性剂概述 • 表面活性剂的合成方法 • 表面活性剂的性能评价 • 表面活性剂的实际应用案例 • 表面活性剂的发展趋势与展望
01
表面活性剂概述
表面活性剂的定义与分类
表面活性剂是一种能够显著降低表面张力或 界面张力的物质，通常由亲水基和疏水基两 部分组成。
在农业领域，表面活性剂可用于农药和肥料的配方中，提 高药效和肥效。
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在医药领域，表面活性剂可用于药物的制备和输送，提高 药物的生物利用度和稳定性。
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在食品领域，表面活性剂可用于食品添加剂和乳化剂等， 改善食品的口感和稳定性。
在此添加您的文本16字
在化妆品领域，表面活性剂可用于洁面乳、洗发水、沐浴 露等个人护理产品的配方中，提高产品的清洁效果和舒学品中表面活性剂的应用主要涉 及提高采油效率和降低油水界面张力等 方面。
VS
详细描述
在油田开采过程中，表面活性剂能够降低 油水界面的表面张力，提高采油效率。同 时，表面活性剂还能够起到乳化、破乳、 起泡、消泡等作用，对油田开采过程中的 化学处理起到重要作用。
其他应用领域
总结词
精细化工第二章表面活性剂
表面活性剂分子在油（空气）-水界面上的排列示意图
② 在溶液内部形成胶束。
表面活性剂溶液的表面吸附与胶束形成示意图
表面活性剂浓度变化和表面活性剂活动情况的关系
CMC
在浓度很低时，溶液表面张力急剧下降，很快达 到最低点，此后溶液表面张力随浓度变化很小。 达到最低点的浓度一般在1%以下。
临界胶束浓度(CMC)： （Critical micelle concentration）
• 表面张力法
表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度增加 而急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后则变化缓慢或不再 变化。因此常用表面张力-浓度对数图确定cmc。
优点是：简单方便；对各类表面活性剂 普遍适用；灵敏度不受表面活性剂类型、 活性高低、浓度高低、是否有无机盐等 因素的影响。
2.1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂的定义
是一种加入量很少即能明显降低溶剂（通常指水）的 表面（或界面）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，从而达到应 用要求的物质。
2.1.2 表面活性剂的特点
• 双亲性 亲水和亲油性。 • 溶解度 可溶于液相中的某一相。 • 界面吸附 在界面上的溶度大于在溶液中的溶度。 • 界面定向 在界面上会定向排列。 • 生成胶束 当在溶剂中溶度达到一定时，会产生聚集而生成胶束。 • 多功能性 如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等功能。
2.1.5 表面活性剂的亲水-亲油平衡值（HLB）
表面活性剂的亲水性是由亲水、亲油基团相互作用、共 同决定的性质，Griffin提出了用亲水-亲油平衡值（hydrphilelipophile balance, HLB）来表示表面活性剂的亲水性。
（1）离子表面活性剂
② 在溶液内部形成胶束。
表面活性剂溶液的表面吸附与胶束形成示意图
表面活性剂浓度变化和表面活性剂活动情况的关系
CMC
在浓度很低时，溶液表面张力急剧下降，很快达 到最低点，此后溶液表面张力随浓度变化很小。 达到最低点的浓度一般在1%以下。
临界胶束浓度(CMC)： （Critical micelle concentration）
• 表面张力法
表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度增加 而急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后则变化缓慢或不再 变化。因此常用表面张力-浓度对数图确定cmc。
优点是：简单方便；对各类表面活性剂 普遍适用；灵敏度不受表面活性剂类型、 活性高低、浓度高低、是否有无机盐等 因素的影响。
2.1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂的定义
是一种加入量很少即能明显降低溶剂（通常指水）的 表面（或界面）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，从而达到应 用要求的物质。
2.1.2 表面活性剂的特点
• 双亲性 亲水和亲油性。 • 溶解度 可溶于液相中的某一相。 • 界面吸附 在界面上的溶度大于在溶液中的溶度。 • 界面定向 在界面上会定向排列。 • 生成胶束 当在溶剂中溶度达到一定时，会产生聚集而生成胶束。 • 多功能性 如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等功能。
2.1.5 表面活性剂的亲水-亲油平衡值（HLB）
表面活性剂的亲水性是由亲水、亲油基团相互作用、共 同决定的性质，Griffin提出了用亲水-亲油平衡值（hydrphilelipophile balance, HLB）来表示表面活性剂的亲水性。
（1）离子表面活性剂
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44
临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration
表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分 子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部 也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束， 这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
45
（a）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面 活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力 下降不多，接近于纯水的状态。
精细化学品化学
教材:《精细化学品化学》 主编：王明慧 化学工业出版社
1
第二章 表面活性剂
2
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了化妆品 我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性 剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表 面活性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
指甲油
13
香水
14
表面张力与表面活性
当任意两相接触时, 两相之间决非是一个没有 厚度的纯几何面,而是一个具有相当厚度的过渡 区, 这一过渡区通常称之为界面。 若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 但由于历史的原因, 这两个概念常常混用。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。
表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面 上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。 在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从 而具有一系列应用功能。
32
降低表面张力为正吸附，溶质在溶液 表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度 此溶质为表面活性物质
增加表面张力为负吸附，溶质在溶液 表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度
此溶质为表面惰性物质 溶入少量就能显著降低表面张力的物 质也称表面活性物质或表面活性剂。
33
表面活性剂分类 极性基团（亲水）
表面活性剂分子 非极性烃链（疏水）
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 C C C CC C C
H2
O
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH Span俗称 OP系列，化学性质稳定T，we抗en氧化O性能强
O
O
O CR
O
O
CR
OH (3) 聚氧乙OH 烯烷基酰胺 R-CONH(HC(OC22HH4)xO4O)nH O(C2H4O)zH
常用作起泡剂、增粘剂
OH
O(C2H4O)yH
37
两性表面活性剂
R-N+HCH2-CH2COO-H
氨基酸型
CH3 |
R-N+-CH2COO-H | CH3 Nhomakorabea甜菜碱型
38
(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
39
----由于其特殊结构，具有许多优异性能， 如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性 好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具 有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别 是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降 解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。 同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相 当用途。
40
非离子表面活性剂
R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
41
(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH (2) 俗称平平加系列，具良好湿润性能
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
阳离子表面活性剂
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3 36
伯胺盐 R-NH3＋
季铵盐 CH3
|
例如
C16H33-N+-CH3Br－ |
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)
吡啶盐 例如 C12H25(NC5H5)+
CC
C C C C C C C C C OH H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
硬脂酸 34
按离子类型
表面活性剂
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
RCOONa 羧酸盐
阴离子表面活性剂 R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐 35
(4) 多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚 氧乙烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属 此类；具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食 品工业以及生化实验
42
非离子型表面活性剂稳定性高，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；在 水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能，具有良 好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、 稳泡、抗静电等作用，且无毒；
广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等 的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面 的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。
43
胶束的形成
胶束
两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极 性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有 序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减 小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降， 这种多分子有序聚集体称为胶束。
食品加工 印染 金属加工 电镀 采矿 采油
26
甘油三酯的结构示意图
27
磷脂的内盐部分具有亲水性，脂肪酸长链烃基部分 具有疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂，它在 生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化 和吸收。
28
生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）
生物膜的流动镶嵌模型
29
30
31
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液 -液界面，液-固界面，固-固界面。
15
气-液界面
16
气-固界面
17
液-液界面
18
液-固界面
19
固-固界面
20
21
气相
↙↓↘
↙↓↘
←↖↙↑↓↘↗→ 液 相
22
（a）
（b）
23
亲水基团
疏水基团 表面活性剂分子
24
25
1 消毒杀菌 2 腈纶匀染剂 3 抗静电剂 4 矿物浮选剂 5 相转移催化剂 6 织物柔软剂 7 分散剂
临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration
表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分 子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部 也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束， 这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
45
（a）是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面 活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力 下降不多，接近于纯水的状态。
精细化学品化学
教材:《精细化学品化学》 主编：王明慧 化学工业出版社
1
第二章 表面活性剂
2
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了化妆品 我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性 剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表 面活性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
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指甲油
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香水
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表面张力与表面活性
当任意两相接触时, 两相之间决非是一个没有 厚度的纯几何面,而是一个具有相当厚度的过渡 区, 这一过渡区通常称之为界面。 若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 但由于历史的原因, 这两个概念常常混用。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。 它还有一个名字叫做Tenside。
表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面 上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。 在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从 而具有一系列应用功能。
32
降低表面张力为正吸附，溶质在溶液 表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度 此溶质为表面活性物质
增加表面张力为负吸附，溶质在溶液 表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度
此溶质为表面惰性物质 溶入少量就能显著降低表面张力的物 质也称表面活性物质或表面活性剂。
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表面活性剂分类 极性基团（亲水）
表面活性剂分子 非极性烃链（疏水）
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 C C C CC C C
H2
O
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH Span俗称 OP系列，化学性质稳定T，we抗en氧化O性能强
O
O
O CR
O
O
CR
OH (3) 聚氧乙OH 烯烷基酰胺 R-CONH(HC(OC22HH4)xO4O)nH O(C2H4O)zH
常用作起泡剂、增粘剂
OH
O(C2H4O)yH
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两性表面活性剂
R-N+HCH2-CH2COO-H
氨基酸型
CH3 |
R-N+-CH2COO-H | CH3 Nhomakorabea甜菜碱型
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(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
39
----由于其特殊结构，具有许多优异性能， 如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性 好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具 有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别 是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降 解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。 同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相 当用途。
40
非离子表面活性剂
R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
41
(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH (2) 俗称平平加系列，具良好湿润性能
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
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H
阳离子表面活性剂
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3 36
伯胺盐 R-NH3＋
季铵盐 CH3
|
例如
C16H33-N+-CH3Br－ |
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)
吡啶盐 例如 C12H25(NC5H5)+
CC
C C C C C C C C C OH H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
硬脂酸 34
按离子类型
表面活性剂
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
RCOONa 羧酸盐
阴离子表面活性剂 R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐 35
(4) 多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚 氧乙烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属 此类；具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食 品工业以及生化实验
42
非离子型表面活性剂稳定性高，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；在 水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能，具有良 好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、 稳泡、抗静电等作用，且无毒；
广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等 的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面 的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。
43
胶束的形成
胶束
两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极 性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有 序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减 小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降， 这种多分子有序聚集体称为胶束。
食品加工 印染 金属加工 电镀 采矿 采油
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甘油三酯的结构示意图
27
磷脂的内盐部分具有亲水性，脂肪酸长链烃基部分 具有疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂，它在 生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化 和吸收。
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生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）
生物膜的流动镶嵌模型
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表面活性剂一词来自英文Surfactant。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液 -液界面，液-固界面，固-固界面。
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气-液界面
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气-固界面
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液-液界面
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液-固界面
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固-固界面
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气相
↙↓↘
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←↖↙↑↓↘↗→ 液 相
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（a）
（b）
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亲水基团
疏水基团 表面活性剂分子
24
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1 消毒杀菌 2 腈纶匀染剂 3 抗静电剂 4 矿物浮选剂 5 相转移催化剂 6 织物柔软剂 7 分散剂