表面活性剂期末复习有答案.doc

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) C20

C20：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/l

3 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 <

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。

按亲水基进行分类的常用表面活性剂如下：

（一）阴离子表面活性剂

1.高级脂肪酸盐通式：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、镁等。

2.硫酸盐通式：ROSO3－M＋，如十二烷基硫酸钠、十六醇硫酸钠等。

3.磺酸盐烷基磺酸盐通式：RSO3－M＋，如二己基琥珀酸磺酸钠。

烷基苯基磺酸盐通式：RC6H5SO3－M＋，如十二烷基苯磺酸钠等。

4.胆盐如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。

（二）阳离子表面活性剂

具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点

（1）伯胺盐 R-NH3＋

(2)季铵盐季胺盐水溶液具有强杀菌性，常用作消毒、杀菌剂

(3) 吡啶盐

（三）两性表面活性剂

（1）氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂

(2)甜菜碱型去污力强，对纤维有保护作用

(3)磷脂类属天然表面活性剂，常用作食品添加剂

（四）非离子表面活性剂

（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

(2)烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强

(3)聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂

(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

5 表面张力的常用测定方法：

滴重法、毛细管上升法、环法、吊片法

6 cmc的测定方法：

表面张力法、电导法、增溶法、染料法、光散射法

7 表面活性剂的最基本功能和重要作用

表面活性剂疏水作用的直接结果导致表面活性剂的最基本功能:

(a)表（界）面吸附形成单分子吸附膜——降低表面张力

润湿、乳化、分散、泡沫、絮凝、渗透、抗静电、杀菌等功能；

(b) 内部自聚形成胶束作用——增溶。

第二章阴离子型表面活性剂

1阴离子表面活性剂的主要类型，化学通式

阴离子表面活性剂溶于水时，能解离出发挥表面活性部分的带负电基团（阴离子或称负离子）。

阴离子表面活性剂按亲水基团分为脂肪羧酸酯类R-COONa，脂肪醇硫酸酯类R-OSO3Na，磺酸盐类R-SO3Na，磷酸酯类R-OPO3Na。

2阴离子表面活性剂的一般特性

(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随温度上升非常缓慢，当温度上升到某一定值时其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特点，(Krafft point)，一般离子型活性剂都有Krafft点；

(2)一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差、容易生成沉淀或变为浑浊，但在一些特定条件下与阳离子表面活性剂复配可极大地提高表面活性；

(3)抗硬水性能差，对硬水的敏感性．羧酸盐＞磷酸盐＞硫酸盐>磺酸盐；

(4)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧乙烯链可极大地改善其耐盐性能；

(5)在疏水链和阴离子头基之间引入短的聚氧丙烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性（但同时也降低了其生物降解性能）；

(6)羧酸盐在酸中易析出游离羧酸，硫酸盐在酸中可发生自催化作用迅速分解。其它类型阴离子表面活性剂在一般条件下是稳定的；

(7)阴离子表面活性剂是家用洗涤剂、工业清洗剂、润湿剂等的重要组分。

3磺酸基引入方法及其含义；主要磺化试剂

直接引入法：通过磺化反应

烷烃磺化工艺：氧磺化法，氯磺化法，置换磺化法和加成磺化法；

芳烃的磺化：过量硫酸磺化法，共沸去水磺化法，三氧化硫磺化法，氯磺酸磺化法，芳伯胺的烘焙磺化法