胶体化学第6章 表面活性剂
第六章 表面活性物质,表面活性剂
6）聚氧乙烯烷基胺
x、y较小时，不溶于水而溶于油，但因有机胺结构， 可溶于低pH值的酸性水溶液。也因于此，它同时具有非 离子及阳离子活性剂的一些特性，如耐酸，不耐碱，可 杀菌等。x、y数目较大时，非离子特性上升，阳离子特 性下降，可与阴离子表活剂混合使用，常用于人造丝生 产中，改进纤维丝的强度，并保持喷丝孔结。
的洗涤剂、乳化。
4）苯酚聚氧乙烯醚（P型表活剂），n=1-30 5）Pluronic型表面活性剂 聚丙二醇与环氧乙烷加成物，最初以“聚醚”的商品 名出现，故称之为聚醚型非离子表面活性剂。
工业上习惯于用4个数字表示这一类活性剂，如 “2070”其分子式中a=c=53，b=34，4个数字中的头丙位 数20代表分子量约为2000，后两位数70代表聚氧乙烯部分 的分子量，占整个分子量的70%。
④磷酸酯盐 与硫酸酯盐相似，但有单酯盐和双酯盐两种。如：
用途：乳化剂，抗静电剂及抗蚀剂
优点：低泡，抗电解质及抗硬水性较强,
应用不多，生产较少。
2、阳（或正）离子表面活性剂 铵 盐 型
通式：[RNH3]+·CL- 或 RNH2·HAc
用途：酸性介质中作乳化、分散、润湿剂、浮选剂。
局限性：PH较高时（pH>7），自由胺易析出，失去表面活性
如月桂醇聚氧乙烯醚的合成
由于这类表面活性剂的亲油基不同，种类较多，可进一 步分类： 1）脂肪醇聚氧乙烯醚，R―O(C2H4O)nH 平平加型Perqqal R中的C原子数8-18 n=1-45 稳定性较好，较易生物降解，较好的水溶性，润滑性好。
2）脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO(C2H4O)nH
制备：a与EO缩合 b与聚乙二醇脂化
第六章 表面活性物质
物质溶于水后，对水的表面张力的影响大致有三种情 况，如图6-1所示：
常见表面活性剂
净洗剂664性质：黄褐色粘稠液体，具有乳化、润湿、清洗油污等性能，常温、加温条件下均可使用，清洗机器油污效果好，泡沫多。
用途：可代替汽油和柴油清洗金属件，如：钢、铁、铝、铜等，也可用于工序间防锈，并用于电镀、轴承、造纸设备以及毛毯等行业的清洗工序。
用法：可单独使用，使用时视油污轻重程度将上述浓缩体稀释10-30倍使用，如在常温下清洗效果差，可适当加温，清洗效果可明显改善。
注意事项：勿与眼部接触。
包装与贮运：200KG铁桶装，存放于阴凉、干燥处。
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺规格 1：1 型 1：1.5 型 1：2 型外观：淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体淡黄色粘稠液体PH值：≤ 10 ≤10≤10色泽：≤ 400 ≤500≤500总胺价：≤40≤85≤135活性物（%）：≥92≥78≥68有效物（%）： 100 100 100产品特点：1、具有卓越的发泡、稳泡、渗透性能，在洗涤剂和复合皂中广泛作用产品的泡沫改善剂。
2、作为油性原料的乳化剂，广泛用于各种化妆品和表面活性剂再制品。
3、产品对于阴离子表面活性剂为主要原料的液体产品，有卓越的增稠作用。
4、同时产品具有一定的抗静电调理作用，对皮肤无刺激。
烷基醇酰胺（6502）烷基醇酰胺（6502）是采用椰子油或棕榈仁油和二乙醇胺缩合反应而成的温和非离子表面活性剂。
产品具有增泡、稳泡、增稠、去污、乳化、缓蚀、渗透等多种性能，特别是与阴离子表面活性剂复配时，具有良好的协同效应，主要用作净洗剂、乳化剂、稳泡剂。
一般用于洗洁精。
产品标准：酰胺含量：≥78胺值：≤90 PH值：9.0-11.0 色泽：≤500外观：淡黄色粘稠液体新型烷基醇酰胺主要技术指标：规格 1：1型 1：1.5型 1：2型外观淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体淡黄色澄清液体酰胺含量 92% 78% 68%游离脂肪酸 0.5% 0.5% 0.5%甘油含量 9% 8% 7%游离胺含量 1.87-6.55 11.23-15.9 22.5-28.09水份 0.5% 0.5% 0.5%折光率 1.467-1.4816 1.4697-1.4816 1.4697-1.4816PH 值 9-10 9-10 9-10游离胺值 10-35 60-85 120-150酯 7% 2% 1%色泽 400 400 400 在水中形成不透明雾状溶液。
表面活性物质名词解释
表面活性物质名词解释
表面活性物质（Surface active agent）是指具有较高浓度时在
界面上降低表面张力的化学物质。
它们可在水与脂肪之间形成乳液、胶体等分散体系，促进液体的乳化、分散和稳定。
表面活性物质分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两亲性表面活性剂。
阴离子表面活性剂是含有负电荷的表面活性剂，具有较好的清洁、乳化和增湿性能。
常见的阴离子表面活性剂有硫酸盐、磺酸盐和羧酸盐等。
它们广泛应用于洗涤剂、洗发水、护发素等家庭和个人护理产品中。
阳离子表面活性剂是含有正电荷的表面活性剂，具有良好的杀菌、柔顺、防静电等性能。
常见的阳离子表面活性剂有季铵盐、季胺盐和高锰酸钾等。
它们在洗衣剂、洗涤剂、护发素、柔顺剂等产品中被广泛应用。
非离子表面活性剂是不带电荷的表面活性剂，具有优秀的分散性、乳化性和稳定性。
常见的非离子表面活性剂有醇类、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪酸酯等。
它们在乳化剂、稳定剂、润滑剂等领域得到广泛应用。
两亲性表面活性剂既具有亲水性又具有亲油性，能够在油水界面形成稳定的乳液。
常见的两亲性表面活性剂有磷酸盐和胆酸盐等。
它们在制备乳液、凝胶和胶束等领域具有重要应用价值。
表面活性物质可通过改变液体表面的物理性质，使其润湿性增
强、虹吸力加大、粘附力减小等，从而实现润滑、清洁、乳化、分散、稳定等功能。
在家庭和工业领域，表面活性物质广泛应用于清洁剂、洗涤剂、日化产品、医药制剂、油墨、涂料等各个领域。
但同时也需要注意合理使用，避免对环境和人体产生不良影响。
第六章 液-液界面和固-液界面
占据的面积
1
6.1 液-液界面
6.1.2 铺展 两液体相接触可分为三种方式: 粘附 / 内聚 / 铺展
(1) 粘附
粘附功: b a (2) 内聚 a a a
2
WAab G
b a
G ab a b
WAab a b ab
内聚功:
Wca 2 a
• •
⑶ 表面活性剂的润湿作用 改变 θ
• • • • •
⑷ 应用 泡沫浮选 捕集剂 农药胶悬剂 洗涤
矿物表面变疏水，利于浮选
17
• • •
5.2.2 固液界面吸附 ⑴吸附量 表观吸附量
X V (C C0 ) m m
• • • • • •
Co，C分别为溶液的起始和平衡浓度； V 溶液的体积； m 固体吸附剂的质量； X 被吸附溶质的摩尔量；
•
• • •
直线式
c 1 c x x x b m m m m m
求固体吸附剂的比表面积
c
x m m
b
吸附平衡时溶液的浓度 单分子层的饱和吸附量 与吸附热有关的常数 mol/g
x S N A m m m
吸附分子的横截面积
⑵ 二元溶液中的吸附 ①等温方程
组分1 吸附前 组分2
0 n2
n10
x10
总摩尔数
0 n0 n10 n2
0 x2
摩尔分数 x
平衡
n1
n2 x2
s n2
x1
吸附量
n1s
单位质量上吸附的摩尔数 18
0 n1s m n1 n1
n0 x10 x1 n1 n2
表面活性剂及其作用原理
不稳定 用量少
稳定 用量多，常需使 用助表面活性剂
稳定 浓度超过临界 胶束浓度即可
表面活性剂的主要性能－分散作用
♣
分散作用：把一种物质分散于另一种物质中
以形成分散体系的作用。
♣
分散体系的分类：
粗分散体系：质点大小大于0.5µm 胶体分散体系：质点大小为0.5µm～1nm 分子分散溶液：质点大小小于1nm
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
40
60
温度
80
离子型表面活性剂溶解度与温度的关系
非离子表面活性剂的浊点
浊点（Cloud point）
非离子表面活性剂的水溶液随温度的升高会突然出现
混浊，这时的温度称为浊点。
影响浊点的因素
表面活性剂分子结构 浓度 电解质
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
有机添加剂
表面活性剂的主要性能－微乳液
♣
微乳液定义：
由不相混溶的油、水和表面活性剂自发形成的外观均匀、 透明、稳定的液体。
♣
微乳液与乳状液、胶团溶液性质对比
性质
外观 分散度
乳状液
乳白，不透明 大于0.1µm， 不均匀
微乳液
透明或稍带乳光 小于0.1µm，比 较均匀
胶团溶液
透明 小于0.1µm
稳定性 表面活性剂用量
a
散时，优先吸附在表面或界面上，
使表面或界面张力显著降低；当 它达到一定浓度时，在溶液中缔 合成胶团。如图中的中的c线。
表 面 张 力
b
c 溶质浓度
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂分子结构特点
疏水基
亲水基
表面活性剂分子由两部分组成，一部分溶于水，具有亲水 性，称作亲水基；另一部分不溶于水而溶于油，具有亲油 性，称作亲油基，也称疏水基；
第六章 液-液界面和固-液界面
•
21
• ①吸附等温线
•
单分子层，指数型，多分子层
• ⅰ Langmuir 等温式
•
单分子层
• •
吸附量
x
x m m
b
c
m lb c
•
直线式
• •
c 1 c
x m
b
x m
m
x m m
• 求固体吸附剂的比表面积
S
x m
m
NA
m
•
其他油， OW ～油种类的关系;
•
若某种油能产生σmin ，则该油的EACN= nmin
•
EACN 是油相的展性, nmin是表面活性剂的展性;
•
当体系中 =EACN 时，才产生σmin ,
•
配制超低界面张力体系的依据
11
• 5.2 固-液界面
• 5.2.1润湿作用
•
⑴接触角和Young方程
•
离子交换树脂 R1 H Na R Na H
R2 OH Cl R Cl OH
制备去离子水
25
26
27
28
薄膜
透镜 单分子膜 + 透镜 自憎现象 正己醇/水
铺展系数 Sa/b
a-g界面 dAa
( )T, p a 液面积扩大dA
a-b界面 dAab
b-g界面 dAb
3
6.1 液-液界面
G G G
dG
Aa
dAa
Ab
dAb
Aab
dAab
表面及胶体化学知识点归纳
胶体: 指具有高度分散的分散体系（亦是研究对象），分散相可以是一相和多相，粒子大小通常为10－7～10－9m之间.胶体的研究内容：表面现象、分散体系、高分子溶液。
表面能δ：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J·m-2。
表面张力δ：单位长度液体表面的收缩力，单位N·m-1（或mN·m-1）l aplace方程：球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR 柱面，则R1=R，R2=∞，ΔP=σ/R 球形气泡，且R1=R2=RΔP=4σ/R表面过剩：界面相与体相的浓度差。
接触角：固液气三相交点处作气液界面的切线，此切线与固液交界线之间的夹角θ。
Gibbs吸附公式：（双组分体系）固体表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半。
固体表面能：指产生一平方厘米新表面所消耗的等温可逆功。
Laugmuir理论：假设被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。
只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。
固体表面是均匀的，各处吸附能相同。
BET理论的基本假设：①固体表面是均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。
②物理吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。
影响溶液中吸附的因素：吸附剂：溶质、溶剂三者极性的影响；温度：溶液吸附也是放热过程，一般T上升，吸附下降；溶解度：吸附与溶解相反，溶解度越小，越易被吸附；同系物的吸附规律一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。
Trube规则；吸附剂的孔隙大小；吸附剂的表面化学性质，同一类吸附剂由于制备条件不同，表面活性相差很大，吸附性能也会有很大差异；混合溶剂的影响，色谱法中使用混合溶剂，洗提效果比单纯溶剂好，若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份，等温线界于两单等温线之间；若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份，吸附量比任何单一溶剂中少，混合溶剂极性一致或不一致情况不同；多种溶质的混合溶液；9、盐的影响，盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而影响吸附。
化学物质的表面活性剂与胶体溶液
化学物质的表面活性剂与胶体溶液化学物质在日常生活中扮演着重要角色，其中表面活性剂与胶体溶液是常见的化学概念。
表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化学物质，而胶体溶液则是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。
本文将对表面活性剂与胶体溶液进行详细探讨，包括它们的定义、特性以及广泛的应用。
1. 表面活性剂的定义与特性表面活性剂是一类能够在界面上降低表面或界面张力的化学物质。
它们的分子结构一般由亲水基团和疏水基团组成，使得表面活性剂分子在水中形成类似“磷脂双分子层”的结构。
这种结构使得表面活性剂能够在水和油之间起到“桥梁”的作用，从而使两种物质混合。
表面活性剂具有一系列重要特性，包括降低表面张力、增加润湿性、乳化和泡沫稳定。
其中，降低表面张力是最常见的特性，表面活性剂能够使液体在界面处产生减小的张力，从而使得液体能够快速展开，提高表面活性剂与其他物质的接触能力。
2. 表面活性剂的分类根据表面活性剂分子中亲水基团和疏水基团的相对比例，可以将表面活性剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂。
阳离子型表面活性剂主要由含有带正电荷的基团组成，常用于染料、湿润剂等工业领域。
阴离子型表面活性剂则主要由含有带负电荷的基团组成，常用于洗涤剂、皂类等清洁产品中。
非离子型表面活性剂不带电，常用于制备润滑剂、润肤剂等。
两性离子型表面活性剂则同时具有正负电荷，常用于制备胶体溶液和稳定乳液。
3. 胶体溶液的定义与特性胶体溶液是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。
其中的微粒子称为胶体颗粒，其尺寸通常在1至100纳米之间。
胶体溶液的介质可以是气体、液体或固体，而胶体颗粒则悬浮在介质中并保持稳定分散状态。
胶体溶液具有许多独特的性质，如散射光的波长依赖性、布朗运动和过滤性。
由于胶体颗粒的尺寸接近光波长，所以胶体溶液会呈现散射光的现象。
此外，布朗运动是指胶体颗粒在液体介质中遵循布朗颗粒运动规律的无规律运动，是胶体溶液中微粒子的典型特征。
胶体和界面化学 表面活性剂作用原理
1.2 表面活性剂的分子结构特点
❖所以具有表面活性的物质不一定都是表面活性剂 ❖表面活性剂分子一般由非极性的、亲油（疏水）的碳 氢链部分和极性的、亲水（疏油）的基团共同组成。
此种结构具有两重性 质，即从水中逃逸和 溶解于水中。因此在 水溶液中、表面和界 面采取特殊的定向排 列，具有一定的组织 结构，
疏水尾
亲水端基
冰山结构
溶剂化分子
由于疏水作用，水溶液中 的表面活性剂分子的碳氢 键有力图脱离水包围的趋 势，易于自身互相靠近、 聚集起来。表面活性剂分 子在水溶液表面上的吸附 和在溶液中缔合成为胶团 （见右图）。即为表面活 性剂分子自水介质逃离面 聚集的表现，亦即疏水作 用导致表面活性剂在表面 上的吸附和在溶液中的胶 团形成。
表面活性剂作用原理
§第一节 表面活性剂的分类和化学结构 §第二节 表面活性剂在界面上的吸附 §第三节 表面活性剂在溶液中的状态 §第四节 表面活性剂有序结构 §第五节 表面活性剂的化学结构和性能
的关系
§第一节 表面活性剂的分类和化学结构
1.1 表面活性和表面活性剂 1.2 表面活性剂的分子结构特点 1.3 表面活性剂的分类和化学结构
§第一节 表面活性剂的分类和化学结构
油酸钠是典型的肥皂，能很快的降低水的界 面张力，在浓度为0.0033M时可将水的界面 张力从72mN·m-1降到25mN·m-1
根据实验现象，将各类物质水溶液的表面张力和浓度的关系 归结为三种类型，
1.表面张力在稀浓度时随浓度急剧下降，降到一定浓度后不再 下降或下降很慢。
1.1 表面活性和表面活性剂
公元前2500年人们采用了山羊油与木炭和石灰共 沸的方法制取肥皂。 一世纪末期，我国周代常用草木灰水洗净油污衣 物，《礼记》中写着“冠带垢和灰清漱，衣裳垢 和灰清澣”。此过程中实际上是油脂经皂化生成 肥皂、从而发生洗涤作用的情况。魏晋时期利用 皂角（落叶乔木皂角树的果实，成分为烷基多苷 ）和猪胰（用猪的胰脏制取，主要成分是蛋白酶 ）作为洗涤剂。直到民国时期，西方的制皂术传 入我国（洋胰子）。1890年上海第一家生产肥皂 的工厂成立。
表面活性剂分散的应用原理
表面活性剂分散的应用原理1. 什么是表面活性剂表面活性剂（Surface Active Agent）是一种能够降低液体表面张力并在液体中形成胶体的化学物质。
表面活性剂分子由亲水性（水溶性）头基和疏水性（水不溶性）尾基组成，使其能够同时与水分子和油分子相互作用。
这种特殊结构赋予了表面活性剂分散的能力，使其在许多领域中有广泛的应用。
2. 表面活性剂分散的原理表面活性剂分散是指将固体颗粒分散在液体中，使其能够均匀分布并保持稳定的过程。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 界面活性表面活性剂具有两性电离特性，即亲水基团与疏水基团的共存。
亲水基团与水分子相互作用，疏水基团与颗粒表面油分子相互作用。
这种特性使得表面活性剂能够在液相和颗粒表面之间建立起界面，形成胶体分散体系。
2.2 分散能力表面活性剂分子在液相中聚集成胶束结构，胶束的亲水头基朝外与水分子相互作用，疏水尾基朝内与颗粒表面的油分子相互作用。
由于表面活性剂分子在胶束中的作用，使得固体颗粒沉积减少，分散效果显著。
2.3 稳定性表面活性剂分散后的胶束结构能够有效阻止颗粒间的聚集和沉淀，保持分散体系的稳定性。
胶束的疏水尾基屏蔽了颗粒之间的相互作用力，使其难以聚集。
此外，亲水头基与水分子形成了水和胶束之间的强相互作用力，也有助于分散体系的稳定。
3. 表面活性剂分散的应用表面活性剂分散在许多领域中都有重要的应用。
以下是一些常见的应用领域及其原理：3.1 化妆品表面活性剂在化妆品中的应用主要是为了使油和水混合均匀。
例如，在乳液中，表面活性剂能够使水和油相互分散，形成稳定的乳液体系。
这样可以使乳液更容易涂抹，并且在皮肤上形成保护膜，提供保湿效果。
3.2 洗涤剂洗涤剂是表面活性剂应用最广泛的领域之一。
表面活性剂能够降低水的表面张力，使其更容易与油污相互作用，并使其分散在水中。
此外，表面活性剂还能够在水中形成泡沫，增加洗涤剂的清洁能力。
3.3 农药表面活性剂在农药中的应用主要是为了提高农药的分散性和吸附性。
表面活性剂期末复习有答案
第一章表面活性剂绪论1 基本概念：(1)表面张力表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力（N/m）(2)表面活性物质能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。
(3)表面活性剂表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。
(4)表面活性剂有效值能够把水的表面张力降低到的最小值。
显然，能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。
(5) C20C20：降低溶液表面张力20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度,该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强。
(6)cmc临界胶束浓度简称CMC表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
(7)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。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。
(8)胶束聚集数胶束聚集数：指缔和成胶束的表面活性剂分子或离子的数量，可度量胶束的大小。
疏水性↑，胶束聚集数↑胶束聚集数=胶束量（胶束的分子量）/表面活性剂的分子量(9)Krafft 点Krafft 点：1%的表面活性剂溶液加热时由浑浊变澄清，溶解度急剧增加时的温度。
Krafft 点低，表面活性剂的低温水溶性越好；离子型表面活性剂通常在Krafft 点以上使用(10)浊点浊点：1%的聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶液加热时，溶液由澄清变浑浊时的温度。
非离子型表面活性剂通常在浊点以下使用浊点越高，溶解度越好，使用范围越广2 基本数值(1)水在20℃时的表面张力为72.8mN/m(2)大部分表面活性剂的cmc在10-6~10-1mol/l3 重要关系(1)表面张力的影响因素及其一般规律影响表面张力的因素——分子间力有关温度对表面张力的影响：随温度升高，分子间力降低，液体的表面张力降低；压力对表面张力的影响：随压力升高，气相密度升高，液体表面的内向合力降低，液体的表面张力降低；(2)cmc的影响因素及其一般规律内因：(1)碳氢链的长度：碳数↑，cmc↓(2)碳氢链的分支：分支↑，cmc↑(3)极性基团位置：极性基团居中，cmc↑(4)碳氢链中引入双键、极性基团，cmc↑(5)疏水链的性质：CH链→CF链，cmc↓(6)亲水基团的种类：n-SAA <<ionic-SAA≈amphionics –SAA外因：温度：ionic-SAA在其Krafft point 以上使用nonionic-SAA在其cloud point 以下使用无机强电解质：加入使ionic-SAA的cmc↓,对nonionic-SAA影响不大无机盐和有机添加剂：影响胶束的形状(3)表面活性剂结构与性能关系的一般规律γ极性的碳氢化合物＞γ非极性碳氢化合物；γ芳环或共轭双键化合物＞饱和碳氢化合物；同系物中相对分子质量较大者表面张力较高4 表面活性剂的分类方法及其主要类型表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂；根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
胶体与表面化学课程大纲及重点
胶体与表面化学第一章绪论（2学时）1.1胶体的概念什么是胶体，胶体的分类1.2胶体化学发展简史1.3胶体化学的研究对象表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。
重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。
第二章胶体与纳米材料制备（4学时）2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点：胶体制备机理。
教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质（8学时）3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势（。
电势）3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点：双电层结构模型。
教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时）4.1表面张力和表面能净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的测定方法。
4.2液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。
2011胶体与界面化学1 第六章 表面活性剂
77
EO加成数约在10~12mol的范围内润湿力最高
按憎水链碳原子数N和环氧乙烷加 成数n间的关系，聚氧乙烯化合物 在水中的溶解性有如下经验规则：
最小溶解性：n = N/3 ； 中等溶 解性：n = N/2 优良溶解性：n = 1～1.5N
78
(1)脂肪醇聚氧乙烯醚 RO(C2H4O)nH
(2)聚氧乙烯烷基酚醚 R-C6H5-O(C2H4O)nH
49
(6)低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性。 (7)极好的耐硬水性，甚至在海水中也可 以有效地使用。 (8)良好的生物降解性。 因此在日用化工、纺织工业、染料、颜料、 食品、制药、机械、冶金、洗涤等方面的 应用日益扩大。
50
一般按整体化学结构分类： 甜菜碱型
51
52
53
54
甜菜碱生产车间
55
63
1.多元醇型
如：脂肪酸山梨坦，亦称脱水山梨醇脂肪酸 酯类（司盘类，Span）通式：
O CH2OOCR
OH OH
OH
该表面活性剂为脂肪酸与山梨醇脱水而环合。
64
其系列品种：
span 20（脱水山梨醇单月桂酸酯）
span 40 (脱水山梨醇单棕榈酸酯)
span 60（脱水山梨醇单硬脂酸酯）
span 65（脱水山梨醇三硬脂酸酯）
(3)聚氧乙烯脂肪酸酯 RCOO(CH2CH2Ｏ)ｎH
79
(4)聚氧乙烯烷基胺
聚氧乙烯烷基胺具有非离子与阳离子的 性质．随着聚氧乙烯链的增长，逐渐由 阳离子型向非离子性转化。当用无机酸 中和时，它们会增加水溶性。
还可以以分子量、功能等分类。
30
31
一．阴离子型表面活性剂
32
33
物理化学胶体化学知识点
金属Ag块体
>100nm 光反射，银白色
6.２ 胶体系统的制备
粗分散系统
(d>1000nm)
分子分散系统
(d<1nm)
胶体系统
(1<d<1000nm)
（１） 分散法: 1) 机械粉碎；2）电分散；3）超声分散法；4）胶溶法
（２）凝聚法：
1）物理凝聚法：
如：蒸气凝聚法，固态苯与钠,在真空下气化, 到冷却的 器壁上冷凝。
如：还原法， 主要制备金属溶胶 氧化法， 主要制备非金属溶胶
水解法， 主要制备金属氧化物溶胶
复分解法， 主要制备盐类溶胶
3）有序分子组装法：Fendler开创的膜模拟技术。 如：单分子膜法 反胶束法 囊泡法 自组装法
这些方法的共同特点是：降低形成新相的表面能； 使已形成的新相不再生长。
不讲 3、 胶体形成热力学基础
第六章 胶体物理化学
6.1 概念
胶体是一种分散系统 分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中, 所构成 的系统
分散相：被分散的物质 分散介质：另一种连续分布的物质
分散系统
粗分散系统 ( d > 103 nm) 胶体系统（1 nm < d < 103 nm) 真溶液（d < 1nm)
(氢原子半径 0.05 nm)
溶胶带电的原因： a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附某种离子
而带电。 其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶格上
离子生成难溶或电离度很小化合物的离子。
如：
AgI KI AgI I Ag
m
m1
可见在KI溶液中，AgI颗粒易带负电（可理解为AgI局部溶解）。
AgI AgNO3 AgI Ag I
第六章 胶体
达到临界胶束浓度后，溶液的诸多性质，如表面张力、电 导率、渗透压、去污能力等变化之规律都出现明显转折。
三、表面活性剂的作用 1.润湿作用 2.起泡与消泡作用
3.洗涤作用
第六章
§6-6
表面现象与胶体分散体系
胶体分散体系
一、几个概念 分散体系：一种或几种物质在另一种物质中分散所 构成的体系 分散相：被分散的物质称为分散相，在分散体系 中它是不连续相 分散介质：分散其他物质的物质称为分散介质，在 分散体系中它是连续相
CH3
Cl－
水 水 水 水 水 水 水 － 水 水
水
CH3 N+ CH3
溶于水
CH3CH2
CH2CH2
水 水
水 水
+ Cl
CH3
水 水 水
水 水
水 水
高分子表面活性剂
M >10000
2. 按分子量分类
中分子表面活性剂 1000<M<10000
低分子表面活性剂 100<M<1000(常用)
二、吉布斯吸附等温式 用热力学方法导出恒温下溶液表面的吸附公式：
a2 Γ RT
——Gibbs吸附等温式 a 2 T
——表面吸附量或表面过剩，即单位面积的表面层中
溶质的摩尔数减去本体中具有与表面层相同溶剂量的溶
液中溶质的物质的量，molm-2
2——溶质的活度，对于稀溶液，可用浓度c2代替活度
如肥皂 RCOONa
阳离子表面活性剂， 如胺盐 C18H37NH3+Cl-
表面活性剂
两性表面活性剂， 如氨基酸型R-NHCH2COOH 非离子型表面活性
如聚乙二醇类
HOCOH2[CH2OCH2]nCH2OH
表面活性剂
常用品种
（一）脂肪酸甘油酯
主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油 酯。 性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及 酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB3~4，表面活性弱。 应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。
常用品种
（二）多元醇型
1.蔗糖脂肪酸酯 1.蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯， 是蔗糖和脂 肪酸反应生成的一大类化合物。 根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、 三酯及多酯。 性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和 油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖 和脂肪酸， HLB5~13，表面活性弱。 应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。
（二）阳离子表面活性剂 起作用的是阳离子，亦称阳性皂。 1.结构： 1.结构：含有一个五价氮原子。 结构 2.特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较 2.特点： 特点 稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。 3.应用： 3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械 应用 的消毒。 4.常用药物： 4.常用药物：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎 常用药物 溴铵 (新洁尔灭)
二、非离子表面活性剂
在水溶液中不解离。 1.结构组成： 结构组成： 结构组成
①亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)； ②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)； ③酯键、醚健
2.性质： 毒性，溶血作用较小，化学上不 性质： 性质 解离，不易受电解质，pH值的影响；能 与大多数药物配伍，应用广泛（外用、 内服、注射）。
（二）多元醇型
2.脂肪酸山梨坦：司盘类 2.脂肪酸山梨坦：司盘类[Spans] 脂肪酸山梨坦 即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其 单酐和二酐+各种脂肪酸→Spans(混合物) 根据脂肪酸品种数量不同分为：
Span -20 -40 -60 -65 -80 单油 -85 三油 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂
表面活性剂
表面活性剂定义： 是指在加入少量时能显著降低表面张力并 改变体系界面状态的物质，具有亲水亲油的性质， 能起乳化、分散、增溶、洗涤、润湿、发泡、保 湿、润滑、杀菌、柔软、拒水、抗静电、防腐蚀 等一系列作用。
表面活性剂与表面张力 1．表面张力 界面：物质相与相的分界面。一般有：液—气、 液—固、液—液、固—气、固—固等五种界面。 由两相组成的系统有一个界面；两相以上的系统 可以是多个界面。 表面：由于人的眼睛通常看不见气相，所以经 常把有气相组成的界面（即液—气、固—气界面） 叫做表面。 表面现象：如清晨草尖上的露珠、落下的雨滴、 水中的油珠、毛细管的虹吸。 表面张力：是作用于液体表面单位长度上使表 面收缩的力（mN/m）。
不同 HLB 值范围的表面活性剂所适用的场合 HLB 值范围 适用的场合 3 ～6 油包水型乳化剂 7 ～9 润湿、渗透 8～15 水包油型乳化剂 13～15 洗涤 15～18 增溶
对于离子型表面活性剂，可根据亲油基碳数 的增减或亲水基种类的变化来控制HLB值；对非 离子型表面活性剂，则可采取亲油基上连接的聚 环氧乙烷链长或羟基数的增减，来任意细微调节 HLB值。
表面活性剂溶解性与温度的关系： （1）临界溶解温度 (一般对离子型表面活性剂而言) 在低温时，表面活性剂一般都很难溶解。 如果增加水溶液的浓度，达到饱和态，饱和了 的表面活性剂便会从水中析出。但是，如果加 热水溶液，达到某一温度时，其溶解度会突然 增大。这个使表面活性剂的溶解度突然增大的 温度点，称之为克拉夫点(Kraft Point)，也称 之为临界溶解温度。
乳状液是高度分散的不稳定体系，因为它 有巨大的界面，所以整个体系的能量增大了。为 了提高乳状液的稳定性，其中可采用的一种方法 是加入表面活性剂。因加入表面活性剂，可降低 两相界面的张力，促使乳液稳定。
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γ
1 2 1 .高 分 子 聚 电 解 质 2 .低 级 醇 、 胺 、 醚 3 .高 级 醇 、 胺 、 醚
γ
1 2
3
-
dγ dc
3
γ m in
CMC
c
洗涤力
ln c
溶 解 度 /( m o l/L )
3 2 1 10 20 30 40 50 60 70 C 10 系列烷基苯磺酸钠 C 12 C 14
10
20 40 K r a fft p o in t
60
/℃
0
2
6 溶 解 度 / ( m o l/ L )
10
· » Ð ´ ¸ Ì É µ ª ½ µ Ê ¶ 1%¿ ± ° ¬ ° Í · ³ ° ³ É © Ô ¦ ñ í æ é Î » ¨Â ¾ Á ã è ® ¾ Ñ °
SA n Á ã æ ¬° /¡ C13H27O(C2H5O)nH 9.5 40 15 98 8 30 9 50 C9H19O(C2H5O)nH 10 65 11 75 12 81 16 96
N
+
_
CH 2 COO
3
CH
CH 2 CH 2 O
甜菜碱型：如十八烷基二甲基甜菜碱
n H mH +
_
Cl
R
N CH
3
CH 2 CH 2 O
⑸高分子表面活性剂——分子量在数千到一万以上。 特点： 降低表面张力小，多数不形成胶束； 渗透力弱； 起泡力差，但泡沫稳定； 乳化力好； 分散力和凝聚力强； 低毒或无毒。
特性
气泡性能
C 16
C 18
10
12
14 碳原子数
16
18
8 0℃
2、 温度对表面活性剂溶解度的影响 Krafft点
溶 解 度 /( m o l/L )
浊点
C lo u d p o in t 非离子型 表面活性剂 溶 解 度 降 低 ， A .析 出
℃
3 2 1
60
离子型表面活性剂
40 20
CMC
②含硅表面活性剂——以硅氧烷为憎水基
CH (CH
3 ) 3 SiO 3 n
CH (C 2 H 4 ) n R (CH
3 ) 3 SiO
3 n
CH Si CH
3
(SiO) CH
3
(SiO) CH
3
(CH
3
2 ) 3 (OC 2 H 4 ) n OR
③孪连表面活性剂
NaO H 3C (H 2 C)
9 3S
R C N
多元醇型：Span型
R C O CH
2
CH CH
OH
2
H OCH
2 CH 2
b
O
CH CH O
CH CH
2
O
CH 2 CH 2 O
c
H
Tweem型
RCOO H OCH
CH
2 CH 2
2
CH
a
O
⑷两性表面活性剂——水解时既有阴离子，也有阳离子。
CH
3
氨基酸型：如二聚氧乙烯基烷基甲基氯化铵
C 18 H 37
第六章 表面活性剂
表面活性剂的典型应用
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5.1 表面活性剂的性质与定义
Szyszkowski equation: (relating γ and c)
s
0
kT Γ
c ln 1 B
⑵表面活性剂分类：表面活性剂是由亲水基和亲油基组成的 双亲分子。其中亲油基要有一定的长度（碳数在8~20之间的 碳链）。
5.2 表面活性剂种类
2 2
R 1 COO OH O HO O OH CH
2
CH CH CH
2
OH R2 COO
2
O
HO O OH CH
2
OH O HO O OH CH
2
单半乳糖二甘油酯
OH
双半乳糖二甘油酯 H 3C CH CH
3 3
OH
CH
胆甾醇
CH
3
3
HO
⑺新型表面活性剂 ①含氟表面活性剂——在CnH2n+1中的H为F所代替
+
[RNH3]+CH3COOH；季铵盐型；吡啶盐型； 多乙烯多铵盐型RNH[CH2CH2NH]nH· mHCl(m≤n+1)。 十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）
⑶非离子表面活性剂——在水中不解离。主要有， 聚乙二醇或聚氧乙烯型：平平加（Peregal）型
OP型
R O CH 2 CH 2 O
n
P型
CH 3 CH 2 CHO
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