《精细化学品化学》第02章 表面活性剂

CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3
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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)+
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两性表面活性剂
R-N+HCH2-CH2COO-H
硬脂酸
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★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
编R辑版-OpptPO3Na2 磷酸酯盐 24
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
阳离子表面活性剂
氨基酸型
CH3 |
R-N+-CH2COO-H | CH3
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
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非离子表面活性剂
R-O-(CH2CH2O)nH
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
CC
C C C C C C C C C OH H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
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b）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上， 即表面吸附量大为增加、空气和水的接触相 对减少，水表面张力下降
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（c）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间隙 地密集于液面上，形成了单分子吸附膜。空气与水处 于完全隔离状态，表面吸附达饱和。在溶液内部，增 加表面活性剂,先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成 球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。
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
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(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性能
1.表面活性剂的概念及结构特点； 2.表面活性剂的基本作用。 3.常见表面活性剂的基本性质及应用。
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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。
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。
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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
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
O
Span俗称 OP系列，化学性质稳定T，w抗een氧化O性能强
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
(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
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。
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（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。
↙↓↘
←↖↙↑↓↘↗→ 液 相
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（a）
（b）
Leabharlann Baidu
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亲水基团
疏水基团
表面活性剂分子
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甘油三酯的结构示意图
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表面活性剂一词来自英文Surfactant。
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。
但由于历史的原因, 这两个概念常常混用。
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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第二章 表面活性剂
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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：
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★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。
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★ 临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration
——英国著名界面化学家Ckint
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2.1 表面活性剂概述 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。