应用物理化学 表面活性剂与高分子
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要：表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。
综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状，由于国内一些大型油气藏已到开采后期，油田采收率较低，利用表面活性剂可以提高采收率。
高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数，又能提高洗油效率，是很好的驱油助剂。
目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏，压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。
关键词：表面活性剂；石油工程；应用；研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的，少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。
它们广泛用于日常生活[1，2]，以及石油工程。
例如，在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等；在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂（可用于乳化酸、泡沫酸，成胶和破胶、助排剂等）；在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等，于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期，原油采收率较低，可以采用化学驱进行驱油。
例如，大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。
对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺，其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类，可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型（包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等）表面活性剂。
现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述，以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的乳化与分散机制
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的乳化与分散机制表面活性剂是一类具有特殊功能的化学物质，其能够在液体表面降低表面张力并改变液体的分散性质。
在物理化学教学中，研究表面活性剂的乳化与分散机制是非常重要的内容。
本文将从表面活性剂的定义、乳化与分散的概念入手，叙述表面活性剂的乳化与分散机制。
表面活性剂，也被称为界面活性剂，是一类分子具有疏水基团和亲水基团的化合物。
疏水基团通常是碳氢链，而亲水基团可以是羧酸、羟基、胺基等。
由于表面活性剂的这种特殊结构，它们能够积聚在液体表面形成一个有机颗粒层，将液体表面张力降低，同时能够形成胶束结构。
乳化是指将两种互不溶的液体通过添加表面活性剂使其形成一种均匀分散相的过程。
例如，将水和油混合后，由于它们的互不相溶性，两者很快会分层，无法形成均匀的混合相。
但是如果加入表面活性剂，它们能够在分子水平上与水和油两相相互作用，形成胶束结构，使水和油能够均匀分散在一起，形成乳液。
具体来说，当表面活性剂的疏水基团与油相结合，亲水基团与水相结合时，胶束结构就形成了，并且胶束能够将油分子包裹在内部，使其均匀分散在水相中。
分散是指将固体颗粒分散在液体中的过程。
表面活性剂也能够发挥分散剂的作用，将固体颗粒分散在液体中形成悬浮液。
表面活性剂在分散过程中的机制类似于乳化。
当固体颗粒与表面活性剂发生相互作用时，表面活性剂的疏水基团会与固体颗粒表面发生作用，同时亲水基团与液体相互作用，使固体颗粒能够均匀地分散在液体中。
表面活性剂的乳化与分散机制可以通过物理化学的原理来解释。
表面活性剂能够在液体表面形成有机颗粒层，使液体的表面张力降低。
这是因为在表面活性剂吸附在液体界面时，疏水基团朝向液体内部，亲水基团朝向外部，并与其他表面活性剂分子形成相互作用。
这种有机颗粒层改变了液体的分子排列，从而降低了表面张力。
在乳化与分散过程中，表面活性剂的特殊结构使其能够与不同相的分子相互作用，同时通过胶束结构将互不相容的相分散在一起。
《物理化学》第四版表面化学教案
《物理化学》第四版表面化学教案物理化学第四版表面化学教案介绍本教案旨在介绍《物理化学》第四版中有关表面化学的部分内容。
表面化学是物理化学中的一个重要分支，研究物质与表面相互作用的过程和性质。
通过本教案，学生将了解到表面化学的基本概念、主要理论以及实际应用等方面的知识。
教案内容1. 表面化学概述- 表面化学的定义和基本概念- 表面活性物质的特性及应用- 表面化学与其他分支学科的关系2. 表面现象和表面张力- 表面现象的定义和分类- 表面张力的概念和测定方法- 表面张力的影响因素3. 吸附现象- 吸附的定义和分类- 吸附等温线及其解释- Langmuir等温吸附模型4. 表面活性剂- 表面活性剂的定义和分类- 表面活性剂的表面性质和胶束形成- 表面活性剂在乳液和胶体中的应用5. 表面电荷- 表面电荷的产生和性质- 双电层理论- 表面电荷与溶液pH值的关系6. 表面分析方法- 电子显微镜- 表面拉曼光谱- 表面等离子共振光谱教学目标通过研究本教案，学生将能够：- 掌握表面化学的基本概念和理论知识- 理解表面现象、表面张力和吸附等重要概念- 理解表面活性剂的性质和应用，以及表面电荷的产生和影响因素- 了解常用的表面分析方法及其原理教学方法本教案将采用多种教学方法，如讲解、实验演示、案例分析等，以提高学生的研究兴趣和理解能力。
在教学过程中，鼓励学生积极参与讨论，并帮助他们建立对表面化学理论的正确理解和应用能力。
教学评估为了评估学生对表面化学的理解程度和研究效果，教师将采用以下方式进行评估：- 课堂问答：通过提问学生的方式，检查他们对教学内容的理解情况。
- 实验报告：要求学生完成相关实验，并撰写实验报告，评估他们对实验内容和相关理论的理解和应用。
- 小组讨论：组织学生进行小组讨论，促进他们之间的合作和交流，评估他们的团队合作能力和表达能力。
教材选择参考资料。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面改性与功能化
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面改性与功能化在表面活性剂物理化学教案中，表面活性剂的表面改性与功能化是一个重要的研究领域。
通过对表面活性剂的表面进行改性和功能化，可以调控其物化性质，提高其应用性能和功能。
一、表面活性剂的表面改性1. 表面活性剂的化学改性表面活性剂的表面改性可以通过引入不同的官能团来实现。
例如，可以通过在表面活性剂的分子结构中引入疏水基团或亲水基团，改变其亲水亲油特性。
还可以通过引入功能性基团，如氧化剂、还原剂、羟基、羰基等，赋予表面活性剂更广泛的应用。
2. 表面活性剂的物理改性在物理改性中，通常通过改变表面活性剂的温度、pH值、浓度、离子强度等条件来实现。
例如，可以通过改变温度来控制表面活性剂的胶束形态和尺寸，从而调节其表面张力和稳定性。
另外，通过调节表面活性剂的pH值和离子强度，还可以实现其胶束和胶团的聚集和解聚，进一步改变其性质和应用。
二、表面活性剂的功能化1. 表面活性剂的乳化性能表面活性剂具有良好的乳化性能，可以将两种不相溶的液体均匀分散在一起，形成乳液。
通过改变表面活性剂的类型、浓度、温度等条件，可以调节其乳化性能。
乳化液具有较大的比表面积和界面能量，广泛应用于化妆品、食品、油漆等领域。
2. 表面活性剂的增溶性能表面活性剂具有良好的增溶性能，可以将两种不相溶的溶液相互溶解。
通过改变表面活性剂的浓度和比例，可以调节其增溶性能。
增溶剂常用于纺织染料、油田开发等领域。
3. 表面活性剂的分散性能表面活性剂具有良好的分散性能，可以将固体颗粒均匀分散在液体介质中。
通过改变表面活性剂的类型、浓度、pH值等条件，可以调节其分散性能。
分散剂广泛应用于涂料、陶瓷、纳米材料等领域。
4. 表面活性剂的抗静电性能表面活性剂具有良好的抗静电性能，可以减少或防止静电的产生和积累。
通过添加表面活性剂，可以改善材料的导电性能和抗静电性能。
抗静电剂广泛应用于塑料、涂料、纺织品等领域。
三、表面活性剂的应用领域1. 日化产品领域表面活性剂作为洗涤剂、洁面剂、洗发水等个人护理品的重要成分，可以提供良好的清洁、去污和起泡性能。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面电荷与电化学性质
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面电荷与电化学性质表面活性剂是一类广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
在这个教案中，我们将重点探讨表面活性剂的表面电荷和电化学性质。
了解这方面的知识对于理解表面活性剂的功能和应用至关重要。
一、表面活性剂的表面电荷表面活性剂是由亲水基团和疏水基团构成的分子。
亲水基团喜欢水，而疏水基团则排斥水。
由于这种结构特点，表面活性剂分子在水中会发生聚集现象。
在水溶液中，表面活性剂分子会形成胶束结构。
这是因为亲水基团朝向水相，而疏水基团则朝向胶束内部。
胶束结构中，表面活性剂分子的疏水基团相互靠拢，形成一个疏水核心。
亲水基团则散布在疏水核心的周围，并与周围的水分子发生作用。
这种结构中，表面活性剂分子的疏水基团被称为“疏水尾”，而亲水基团则被称为“亲水头”。
在胶束结构中，表面活性剂分子存在表面电荷。
亲水头与胶束周围的水分子发生氢键作用，形成一个带正电荷的区域。
同样，疏水尾也会与周围的水分子发生作用，形成一个带负电荷的区域。
因此，整个胶束分子具有正负电荷分布，这赋予了表面活性剂独特的表面电荷性质。
二、表面活性剂的电化学性质由于表面活性剂具有表面电荷，因此它们在电化学系统中表现出一些特殊的性质。
以下是一些与表面活性剂的电化学性质相关的重要概念：1. 界面电势界面电势是指表面活性剂分子所处界面的电势差。
由于表面活性剂分子的正负电荷分布，界面电势对于界面的稳定性和表面活性剂的功能起到重要作用。
界面电势的大小取决于表面活性剂浓度、pH值等因素。
2. 表面张力由于表面活性剂分子的存在，水溶液的表面张力会发生改变。
表面活性剂分子在液体表面形成胶束结构，降低了液体表面的张力。
这种现象使得表面活性剂广泛应用于液体界面的稳定剂和乳化剂。
3. 电泳电泳是指在电场作用下，带表面电荷的颗粒或分子在液体中运动的现象。
表面活性剂分子通过调控电离度和溶解度，可以影响电泳过程中颗粒的运动方向和速度。
这在电泳分离和分析中具有重要意义。
表面活性剂的性能与应用(Ⅷ)——表面活性剂的乳化作用及其应用
表面活性剂的性能与应用(Ⅷ)——表面活性剂的乳化作用及其应用张崴;周雅文;赵莉;徐宝财【摘要】介绍了乳化作用的概念和乳状液的形成条件,简述了乳状液的基本性质、分类、鉴定方法及影响乳状液稳定性的因素,概述了如何选择乳化剂及HLB值的计算,介绍了乳化剂在农药、沥青、化妆品、食品和香料香精行业中的应用.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2015(045)001【总页数】5页(P7-10,16)【关键词】乳化剂;乳化作用;亲水亲油平衡值;应用【作者】张崴;周雅文;赵莉;徐宝财【作者单位】北京工商大学食品学院北京市食品风味化学重点实验室食品添加剂与配科北京高校工程研究中心,北京 100048;北京工商大学食品学院北京市食品风味化学重点实验室食品添加剂与配科北京高校工程研究中心,北京 100048;北京工商大学食品学院北京市食品风味化学重点实验室食品添加剂与配科北京高校工程研究中心,北京 100048;北京工商大学食品学院北京市食品风味化学重点实验室食品添加剂与配科北京高校工程研究中心,北京 100048【正文语种】中文【中图分类】TQ423乳状液在日常生活与工农业生产中有广泛的应用，如在食品工业、高分子、涂料、医药、化妆品、农药、石油、纺织、洗涤等领域。
稳定的乳状液体系中，需要有表面活性剂作为乳化剂提供乳化作用。
因此，表面活性剂对乳状液的应用开发极其重要。
1 乳化作用的概念和乳状液的形成乳液是由2种互不相溶的液体组成的分散体系，其中内相以液滴的形式分散于外相液体中［1］。
乳化作用是指乳化剂使不相溶的油、水两相乳化形成相对稳定的乳状液的过程［2］。
形成乳状液所用的乳化剂绝大多数是表面活性剂，由亲水基和疏水基2部分构成，能在油/水界面形成薄膜从而降低其表面张力。
在上述过程中，由于表面活性剂的存在使得非极性憎水油滴变成了带电荷的胶粒，增大了表面积和表面能。
由于极性和表面能的作用，带电荷的油滴吸附水中的反离子或极性水分子形成胶体双电层，阻止油滴间的相互碰撞，使油滴能较长时间稳定存在于水中［3］。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的化学结构与功能
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的化学结构与功能导言表面活性剂是一类广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
它们具有特殊的化学结构和功能，能够在液体界面上降低表面张力，使液体能够更好地湿润固体表面，同时还能够起到乳化、分散、增稠等作用，广泛用于洗涤剂、个人护理品、油漆、农药等众多领域。
本教案将深入探讨表面活性剂的化学结构与功能，并引导学生进行实验与探究，加深对表面活性剂的理解。
一、表面活性剂的定义和分类1. 表面活性剂的定义：表面活性剂（又称表面活性物质或界面活性剂）是一类能够在液体表面或液体-固体界面降低表面张力的物质。
2. 表面活性剂的分类：a. 根据表面活性基团的性质：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性离子表面活性剂。
b. 根据表面活性剂分子中含有的亲水基团和亲油基团的数量关系：亲水型表面活性剂、亲油型表面活性剂和两性型表面活性剂。
二、表面活性剂的化学结构1. 表面活性剂的基本结构：a. 亲油基团（疏水基团）：通常是一些长链烷基或芳香烃基团，具有较强的疏水性。
b. 亲水基团（疏水基团）：通常是带有氧原子的羟基、甲氧基、乙氧基等，具有较强的亲水性。
c. 表面活性基团：连接亲油基团和亲水基团的化学键，常见的有烷基硫酸盐基团、磺酸盐基团、胺基等。
三、表面活性剂的功能1. 降低表面张力：表面活性剂能够在液体界面上形成吸附层，降低液体的表面张力，使液体能够更好地湿润固体表面。
2. 渗透与乳化作用：表面活性剂能够渗透到物质的表面或内部，使其分散均匀，并起到乳化作用，使油水等不相溶物质能够较好地混合。
3. 分散与稳定：表面活性剂能够将固体或液体颗粒分散均匀，形成胶体溶液，同时能够阻止颗粒聚集和沉降。
4. 增稠与泡沫稳定：表面活性剂能够增加液体的黏度和浓度，使其变稠，并能够稳定泡沫的形成与保持。
5. 清洁与去污：表面活性剂能够与污垢分子结合并使其分散，从而起到清洁与去污作用。
表面活性剂与各种化学反应的深度解析
表面活性剂与各种化学反应的深度解析表面活性剂，这一在日常生活和工业生产中广泛应用的化合物，其特性使得它能够与众多物质发生反应。
本篇文章将深入探讨表面活性剂与各种化学反应的关联，帮助您更全面地理解这一重要的化学物质。
一、表面活性剂的基本性质表面活性剂是一种具有两亲结构的化合物，由疏水性烃基和亲水性基团组成。
这种特殊的结构使得表面活性剂能够降低溶液的表面张力，从而产生丰富的物理化学性质。
二、表面活性剂与酸碱反应酸碱反应是表面活性剂最常见的一种反应类型。
在酸性和碱性条件下，表面活性剂的亲水性基团和疏水性基团之间的平衡会发生改变。
例如，在酸性条件下，表面活性剂的亲水性基团更易与氢离子结合，从而增强其亲水性；而在碱性条件下，疏水性基团更易与氢氧根离子结合，从而增强其疏水性。
三、表面活性剂与氧化还原反应表面活性剂在氧化还原反应中也有着重要的作用。
例如，某些表面活性剂能够作为催化剂，促进氧化还原反应的进行。
同时，在某些情况下，表面活性剂的氧化还原反应也会对其结构和性能产生影响。
四、表面活性剂与聚合反应聚合反应是生成高分子化合物的反应过程。
在聚合反应中，表面活性剂可以作为乳化剂、分散剂等角色，对聚合物的结构和性能产生重要影响。
此外，某些表面活性剂还可以参与到聚合反应中，成为聚合物链的一部分。
五、表面活性剂与生物反应在生物领域，表面活性剂的应用也十分广泛。
例如，脂溶性维生素的吸收需要借助表面活性剂；在生物膜的研究中，表面活性剂可以模拟细胞膜的结构和功能；此外，一些具有特殊功能的表面活性剂还可以参与到生物催化反应中。
六、结论表面活性剂作为一种具有两亲结构的化合物，能够与多种物质发生反应。
了解表面活性剂与各种化学反应的关联，有助于我们更好地应用这一重要的化学物质，推动相关领域的发展。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的界面现象与胶体性质
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的界面现象与胶体性质表面活性剂是一类重要的化学物质，广泛应用于各个领域，如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。
在表面活性剂物理化学教案中，理解表面活性剂的界面现象与胶体性质是必不可少的。
本文将从分子结构、界面张力、胶体稳定性等角度，探讨表面活性剂的相关知识。
一、表面活性剂的分子结构表面活性剂分子通常分为两部分，一个亲水性较强的头基（水溶性基团，如羧酸基、羟基等），一个亲油性较强的尾基（疏水性基团，如烷基链）。
这种结构使得表面活性剂在界面上能够形成疏水区域和亲水区域，从而表现出许多特殊的性质。
二、表面活性剂的界面现象1. 表面张力表面活性剂的存在降低了液体表面的张力。
在纯净溶液中，表面活性剂分子聚集在液体表面，构成单分子层。
表面活性剂的尾基朝向液体内部，而头基则与溶液产生相互作用。
这种排列方式，使得表面张力下降，溶液的界面能变得更加松弛。
2. 乳化与分散表面活性剂能够使亲水性和亲油性物质互相溶解。
当加入适量的表面活性剂后，液体中的油滴会被包覆在表面活性剂的单分子层中，从而形成乳状液体。
这种乳状液体能够有效地分散油滴，使其长时间保持分散状态。
三、表面活性剂的胶体性质胶体是一种介于溶液和悬浊液之间的物质。
表面活性剂在一定条件下能够形成胶体系统。
1. 胶体溶液的稳定性通过加入适量的表面活性剂，可以使胶体溶液中的分散相保持稳定，避免出现沉淀现象。
这是因为表面活性剂的存在能够减小分散相之间的相互作用力，形成稳定的胶体。
2. 胶体的类型根据表面活性剂的尺寸和分子结构，胶体可以分为胶体颗粒、光学胶体和胶体固体等。
其中，胶体颗粒是由表面活性剂分子或粒子聚集形成的微小颗粒，它们能够在溶液中悬浮并形成胶体系统。
四、实验案例与教学方法在表面活性剂物理化学教案中，可以引入一些实验案例和教学方法帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
1. 实验案例：利用表面张力测定仪测量不同表面活性剂的表面张力，探究表面活性剂浓度、温度等因素对表面张力的影响。
PDMS面的物理化学共同修饰
PDMS面的物理化学共同修饰PDMS（聚二甲基硅氧烷）是一种常见的有机硅高分子材料，具有优异的物理化学性能，被广泛应用于微流体器件、生物医学领域和涂料等多个领域。
而为了改善PDMS的性能，常常需要进行表面的物理化学共同修饰。
本文将探讨PDMS面的物理化学共同修饰的方法和应用。
一、表面活性剂的共同修饰表面活性剂是一类具有亲水和亲油性质的化合物，可以使PDMS表面形成亲水性或疏水性表面。
其中，亲水性表面广泛应用于微流体器件中，可以有效减少液滴的附着和流动阻力；而疏水性表面则在液滴传输和液体混合等应用中发挥重要作用。
1.1 亲水性表面修饰为了使PDMS表面具备亲水性，可以采用两种常见的方法：一是通过物理吸附方式修饰，如在PDMS表面吸附氧化铝或氧化二铜纳米粒子，形成亲水性表面；二是通过化学修饰方法，如在PDMS表面引入羟基或醚基，增加表面的极性，从而使其具有亲水性。
1.2 疏水性表面修饰疏水性表面修饰常用的方法有疏水涂层和疏水纳米结构两种。
疏水涂层通常采用有机硅化合物，如氟烷烃基化合物，通过修饰PDMS表面，使其形成疏水性。
而疏水纳米结构的修饰则通过在PDMS表面形成纳米结构，如纳米柱或纳米颗粒等，增加表面的接触角，实现疏水性。
二、化学修饰的共同修饰化学修饰常用于增加PDMS表面的功能性，如生物活性、化学选择性或光学性能等。
下面将介绍两种常见的化学修饰方法。
2.1 生物活性修饰PDMS表面的生物活性修饰可以通过生物分子的共价键合或非共价吸附实现。
共价键合通常采用二硫键化学以及聚合反应，将生物分子固定在PDMS表面上。
非共价吸附则通过静电相互作用、亲和力或疏水相互作用等方式，将生物分子吸附在PDMS表面。
2.2 光学性能修饰PDMS表面的光学性能修饰常用于光学器件或传感器等领域。
其中，通过材料的折射率匹配，可以实现PDMS表面的透明度和光反射率的调控。
此外，光纤耦合和微纳米结构等方法也可以用于改善PDMS的光学性能。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的溶解度与溶液性质
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的溶解度与溶液性质一、引言表面活性剂是一类在溶液中具有特殊表面活性的化合物，广泛应用于日常生活和工业领域。
在教学中，深入了解表面活性剂的溶解度与溶液性质的关系对于学生掌握相关知识至关重要。
本教案旨在介绍表面活性剂的溶解度与溶液性质，并提供一些实验案例和示意图，以帮助学生更好地理解和掌握这一知识。
二、表面活性剂的溶解度1. 溶解度的定义表面活性剂的溶解度指的是单位溶剂中能溶解的表面活性剂的量。
溶解度的大小受多种因素的影响，如温度、溶剂性质以及分子结构等。
2. 影响溶解度的因素（1）温度：一般情况下，温度对表面活性剂的溶解度具有正相关的影响。
温度升高可以提高溶剂的分子活动性，促使更多的表面活性剂分子溶解于溶液中。
（2）溶剂性质：不同的溶剂对表面活性剂的溶解度影响较大。
极性溶剂一般具有较高的溶解度，而非极性溶剂的溶解度较低。
（3）分子结构：表面活性剂的分子结构对其溶解度有一定影响。
通常情况下，分子结构中含有较多亲水基团的表面活性剂溶解度较高。
3. 溶解度与关键参数的关系为了更好地理解表面活性剂的溶解度与溶液性质之间的关系，我们可以考虑一些关键参数的变化对溶解度的影响。
例如，随着表面活性剂的疏水基团链长的增加，溶解度会减小；而随着亲水基团的增加，溶解度则会增加。
三、表面活性剂溶液的性质1. 表面活性剂的胶团形成当表面活性剂溶解于溶液中时，其分子会通过有序排列形成胶团结构。
这种胶团结构可以维持表面活性剂溶液的稳定性并发挥其特殊功能。
2. 表面张力的改变表面活性剂的添加会改变溶液中的表面张力。
表面活性剂会吸附在液体表面，降低表面张力，使液体表面更容易形成薄膜状，增加液体与其他物质的接触面积。
3. 乳化作用表面活性剂在溶液中还可以发生乳化作用。
乳化作用是指表面活性剂能够将两种不相溶的液体混合形成乳状溶液。
这种乳状溶液能够稳定存在并具有较好的流动性。
四、实验案例与示意图为了更好地巩固学生对表面活性剂溶解度与溶液性质的理解，我们可以设计一些实验案例。
物理化学中的表面活性剂
物理化学中的表面活性剂表面活性剂是物理化学领域中的一类重要化合物，它们在许多领域中发挥着关键作用。
本文将介绍表面活性剂的定义、分类、性质以及在实际应用中的重要性。
一、表面活性剂的定义和分类表面活性剂是一类具有降低液体表面张力的化合物。
它们通常由两部分组成：亲水基团和疏水基团。
亲水基团能与水分子形成氢键，而疏水基团则对水不具有亲和力。
根据亲水基团的性质，表面活性剂可分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子四类。
阴离子表面活性剂是最常见的一类，其亲水基团通常是负离子，如硫酸根、磺酸根等。
阳离子表面活性剂的亲水基团是正离子，如胺基、季铵盐等。
非离子表面活性剂则没有离子基团，通常是由多个氧原子组成的聚氧乙烯链。
两性离子表面活性剂则同时具有正离子和负离子基团。
二、表面活性剂的性质表面活性剂具有许多独特的性质，这使得它们在各种应用中发挥重要作用。
1. 降低表面张力：表面活性剂能够在液体表面形成单分子膜，降低液体的表面张力。
这使得液体能够更容易湿润固体表面，提高液体在固体上的润湿性。
2. 分散和乳化作用：表面活性剂在液体中形成胶束结构，能够有效地分散固体颗粒或液滴。
这使得表面活性剂在洗涤剂、乳化剂等领域有广泛应用。
3. 胶束形成：表面活性剂在适当浓度下能够形成胶束结构。
胶束是由表面活性剂分子组成的微小球形结构，疏水基团朝向内部，亲水基团朝向外部。
胶束的形成使得表面活性剂在溶液中具有良好的分散性和乳化性。
4. 表面吸附：表面活性剂能够在固体表面吸附形成单分子层，这对于改善固体表面性质、调节固体颗粒的分散性和稳定性具有重要作用。
三、表面活性剂的应用表面活性剂在许多领域中都有广泛的应用。
1. 日用化学品：表面活性剂是洗涤剂、肥皂、洗发水等产品的重要成分。
它们能够有效地去除油污和污渍，并提供良好的润湿性。
2. 医药领域：表面活性剂在药物制剂中常用作乳化剂、分散剂和溶剂。
它们能够改善药物的稳定性和生物利用度。
3. 石油工业：表面活性剂在石油开采中被广泛应用。
简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用
简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用化学化工学院08级王化成20081810010038徐畅200818100100322011年5月18日简述聚合表面活性剂和高分子表面活性剂的分类和应用王化成徐畅辽宁师范大学化学化工学院摘要：表面活性剂已经成为高新技术产业不可缺少的重要助剂。
本文综述了聚合表面活性剂和高分子表面活性剂在不同领域的应用。
并对其今后的研究开发方向及发展趋势作了展望。
关键词：聚合表面活性剂；高分子表面活性剂；分类；应用1引言表面活性剂是一大类有机化合物，它活跃于表／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能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。
新一代gemini表面活性剂的出现，为表面活性剂的发展开拓了广阔的前景，它已成为当今生命科学、药物科学、材料科学等众多重要领域所共同关注的热点之一。
与传统单链表面活性剂相比，gemini表面活性剂具有极低的临界胶束浓度(cmc)、很强的降低表面张力的能力、奇异的聚集形态、特殊的相行为及流变性质等[1]，可以说是表面活性剂领域的一场重大变革。
原因在于gemini表面活性剂分子中含有两个极性头和两条疏水链，在其亲水基之间或者靠近亲水基的疏水部分之间由一个联接基团(spacer)通过化学键连接构成。
这种结构一方面增强了碳氢链的疏水作用，使疏水基团自水溶液中逃逸而相互聚集成胶束的趋势增大；另一方面，受化学键的限制，极性头间的静电斥力被大大削弱。
Gemini表面活性剂实质上可看作是两个传统单头单尾表面活性剂分子的聚合体，那么对于更高聚合度的表面活性剂，如三聚、四聚甚至是高聚表面活性剂，其性能又会如何呢?大量的实践证明，寡聚乃至高聚表面活性剂相比于gemini表面活性剂而言，又具有更低的临界胶束浓度、更加丰富的聚集行为和更为优异的性质.但是到目前为止，关于寡聚和高聚型两亲分子的研究报道还极少，从分子设计合成到物理化学性质的研究才刚刚起步，有诸多的自组装规律、有序聚集体结构方面的问题亟待解决。
表面物理化学 第3章 表面活性剂
HLB值越大，表明表面活性剂的亲水性越强，表 面活性剂的亲水性随着HLB值增大而提高。HLB大 于10认为亲水性好；HLB小于10则认为亲油性好。 HLB可作为选择和使用表面活性剂的一个定量指标。 可根据表面活性剂的HLB值推断某种表面活性剂 可以适应何种用途，或用于设计合成新的表面活性 剂的计算指标。
3.5.2 HLB值的计算方法
（1）基数法 此法将表面活性剂分解成一些基团， HLB值的计算公式：
HLB 7 H L
式中，H为亲水基团的基数；L为亲油基团的基数
下表给出了一些基团的H值和L值。
基数法适用于计算阴离子和非离子型表面活性剂的 HLB值，但对一些聚氧乙烯醚类的表面活性剂计算结 果不精确。 例：计算十二烷基磺酸钠的HLB值。 首先分析十二烷基磺酸钠的结构，明确结构中亲 水基和亲油基团的种类和数量。 有亲水基团？个， 亲油基团？个 HLB＝
相对分子质量在1000之上的表面活性剂称为高分 子表面活性剂，其相对分子质量可高达几千万。 高分子表面活性剂有天然型、改性天然型和合成 型三种。它也有离子型与非离子型以及阴离子型、阳 离子型、两性型之分。
聚氧乙烯、聚氧丙烯二醇醚为非离子型表面活性 剂；聚4－乙烯溴代烷基吡啶是阳离子型的；聚丙烯 酸钠是阴离子型的。
非离子型表面活性剂原料来源广，性质稳定，不 受盐类pH值影响，可与离子型表面活性剂复配使用， 应用非常广泛。
• 3.1.1.5 混合型表面活性剂
这类表面活性剂分子中有两种亲水基团， 一种带电，一种不带电，主要有非离子－阴 离子型和非离子－阳离子型，例如醇醚硫酸 盐R(C2H4O)nSO4Na。
3.1.2 按表面活性剂的疏水基分类
高分子表面活性剂乳化能力好，分散力、凝聚力 优良，具有分散、稳定、絮凝、稳泡、乳化、破乳、 增溶、保湿、抗静电等作用。
化妆品研发化学知识点总结
化妆品研发化学知识点总结化妆品研发是一个充满挑战与创意的领域，它涉及了多种化学知识，包括有机化学、物理化学、表面化学等。
在这篇文章中，我们将总结化妆品研发所涉及的相关化学知识点，并探讨它们在化妆品研发中的应用。
一、有机化学知识在化妆品研发中的应用有机化学知识是化妆品研发的基础，其中包含了有机化合物的合成、结构、性质等知识。
在化妆品研发中，有机化学知识主要应用于以下几个方面：1.化妆品原料的合成：化妆品原料主要是有机化合物，例如各种界面活性剂、防腐剂、香料、色素等，它们的合成通常需要采用有机合成方法，例如酰化反应、酯化反应、取代反应等。
2. 化妆品中活性成分的设计与合成：活性成分是化妆品的核心，它们能够对皮肤起到特定的功效，如保湿、抗氧化、抗皱等。
有机化学知识帮助化妆品研发人员设计并合成具有特定功能的活性成分，例如利用化学合成方法合成具有保湿功能的多糖类物质。
3. 化妆品稳定性的研究与改进：有机化学知识帮助人们理解化妆品配方中各种成分之间的相互作用，研究化妆品的稳定性，以及设计更稳定的产品配方。
例如，通过有机化学知识，可以设计出不易氧化的抗氧化剂，从而提高化妆品的稳定性。
4. 新型化妆品原料的发现与开发：有机化学知识为研发人员提供了一种研究新型化妆品原料的方法。
例如，利用有机化学知识，可以设计出具有特定功能的化妆品原料，从而创新化妆品产品。
二、物理化学知识在化妆品研发中的应用物理化学知识包含了热力学、动力学、表面化学等方面的知识，它在化妆品研发中也发挥着重要作用。
1. 表面活性剂的应用与改进：表面活性剂是化妆品中的重要成分，物理化学知识帮助人们理解表面活性剂的界面行为、乳化性能等，从而设计更稳定、更有效的表面活性剂体系。
2. 胶体系统的研究与应用：化妆品中的乳液、凝胶、乳霜等大部分都属于胶体系统，物理化学知识帮助人们理解胶体系统的性质、稳定性，从而设计更稳定、更具吸收性的产品。
3. 稳定性的研究与改进：物理化学知识也为人们提供了一种研究和改进化妆品稳定性的方法，例如通过研究乳液的稳定性，了解其背后的物理化学原理，从而改进产品的稳定性。
应用物理化学期末考试复习资料
《应用物理化学》课程综合复习资料一、判断题1.一般情况下阴离子表面活性剂不能与阳离子表面活性剂同时在高浓度下混合使用。
答案：对2.C17H35—COONH4命名为十七烷基羧酸铵。
答案：错3.聚氧乙烯十八醇醚-4分子式为C18H37CH2CH2O4HO。
答案：对4.C14H29—OSO3K命名为十四烷基硫酸钾。
答案：对5.纤维素是水溶性高分子。
答案：错6.聚合物在交联剂的作用下可形成冻胶。
答案：对7.水中有一个气泡。
气泡内的压力必定大于气泡外的压力。
答案：对8.聚丙烯酰胺是直链线型高分子。
答案：对9.曲界面两侧压力差与温度无关。
答案：错10.乳状液分为油包水型和水包油型两种基本类型。
答案：对11.粘附功越小，液体在固体表面润湿性越好。
答案：错12.石油磺酸盐是阴离子型表面活性剂。
答案：对13.十二烷基磺酸钠的分子式为C12H25SO3Na。
答案：对14.亨利定律可写为p=kx，其中k是亨利系数，它的数值与体系的温度无关。
答案：错15.聚丙烯酰胺水解后，增粘能力会增强。
答案：错16.聚合物的降解是指聚合物发生了分子量降低的反应。
答案：对17.拉乌尔定律适应于稀的实际溶液。
答案：对18.表面活性剂具有洗净功能。
答案：对19.表面张力是由于相界面分子与相内部分子受力不均匀产生的。
答案：对20.在毛细管现象中，液体上升的高度与液体的表面张力（或油水界面张力）无关。
答案：错二、单选题1.已知（）变量，可由压缩因子图版直接查到压缩因子值。
A.T r，P rB.T r，V rC.P r，V rD.P r，T r，V r答案：A2.对于有过量KI存在时制备的Agl溶胶，（）电解质的聚沉能力最强。
A.K3[Fe（CN）6]B.MgSO4C.FeCl3D.NaCl答案：C3.下面说法中，有关动电现象的正确说法是（）。
A.通过电泳和电渗可证明溶胶分散相和分散介质的带电性是相反的B.加压使水流过玻璃的毛细管可在两端产生电位差C.溶胶质点越小，布朗运动越剧烈D.溶胶的电泳证明了溶胶粒子是带电的答案：B4.下列物质中，属于阴离子表面活性剂的是（）。
物理化学在药学领域中的应用
物理化学在药学领域中的应用探讨物理化学在药学中的作用物理学在中医中占有重要地位，但要充分发挥它的作用并不容易。
物理学是药学基础理论的重要组成部分，对提高药物研发水平具有非常重要的作用。
首先阐述了物理化学的内涵，然后详细分析了其在药学中的重要作用，旨在提高药学专业物理化学的教学质量，充分发挥其作用。
物理化学在药学中起着重要的作用。
物理化学不仅可以为新药的研发提供理论指导，还可以通过实验方法促进药物研究和病理检查。
它已经渗透到药学的各个方面，所以在药学教学中必须对物理化学给予足够的重视。
为了最大限度地发挥物理化学在药学中的作用，本文从以下几点进行了详细的综述。
一、物理化学概述化学，即用物理方法解决化学中的问题，也被称为化学的灵魂。
因为它的主要原理来源于自然现象，是总结实践的结果，没有任何假设。
虽然不能用数学公式证明，但是可以用假设和数学推理得到很多原理。
目前，物理化学广泛应用于社会的各个领域，如化学、化学工程、生物工程、建筑材料、环境和制药等。
在药学中，既是基础理论，又是承上启下，可以为后续课程提供指导和方法论。
化学包含很多公式和推导，不同的公式在应用条件和范围上有一定的差异，具有很强的概念性、理论性和逻辑性。
对于化学运动中普遍规律的研究，需要综合运用物理、数学等基础科学的相关理论和实验方法。
四大基础化学家中，最难学的。
二、物理化学在药学中的重要作用1.为研究新的药物剂型提供理论指导通常，固体的分散体都具有较高的生物利用程度，根据物理化学中的低共熔相图原理，让药物体和其载体在较低共熔的比例中同时存在。
在这种条件下制作而成的药物，其微细的分散结构非常均匀，这样有助于极大地提高药物溶解的`速度，快速发挥药物的效果。
例如，当灰黄霉素-酒石酸在较低共熔的比例中时，生成的混合物就能快速溶出，和高纯度的灰黄霉素溶出相比，速度高出2.6倍。
又例如，和高纯度的磺胺噻唑的溶出速度比较，将浓度为48%的尿素和52%的磺胺噻唑制作而成的低共熔混合物，其溶出的速度可以提升11倍。
物理化学中的表面现象与分子动力学
物理化学中的表面现象与分子动力学物理化学是研究物质的性质和变化规律的分支学科，而表面现象和分子动力学则是其中极为重要的研究对象。
表面现象与分子动力学之间有着紧密的联系，它们共同揭示了物理化学中分子尺度下的各种奇妙现象。
一、表面现象表面是物质与外界接触时形成的临界区域，它的存在对许多物理、化学、生物过程都具有很大的影响。
物理化学中研究表面现象的理论包括表面张力、表面能、浸润现象等。
表面张力是表面上一个液体分子受到周围液体分子和表面下固体分子约束作用的结果，可以被理解为单位长度表面所需要的能量，水是一种具有较小表面张力的液体。
表面能则是单位面积表面所需要的能量，是表面张力与表面积的乘积。
表面能会影响分子吸附、反应等表面现象。
而浸润现象则是指液滴或涂层在固体表面分散开的现象，它受到表面张力和粘附力的综合作用，具有广泛的应用，如涂料、油墨、表面活性剂等。
二、分子动力学分子动力学（Molecular Dynamics，MD）是用于研究分子间相互作用和运动规律的一种计算方法。
它通过计算分子间的相互作用势能，以及运用物理学和数学知识模拟分子的运动，从而实现对物质的研究。
分子动力学被广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。
三、表面现象与分子动力学的联系表面现象与分子动力学之间有着密不可分的联系。
对于表面现象的研究，需要了解分子在表面上的吸附、反应等现象。
而分子动力学则能够通过程序模拟的手段，对分子在界面上的吸附反应进行模拟研究。
例如，表面上的液体分子在吸附时，会因为表面张力的限制而形成不同形状的液滴。
分子动力学可以用于模拟这些液滴的形成和变形过程。
此外，表面现象与分子动力学之间还有许多其他的联系，如分子在固体表面运动的行为、表面活性剂等物质的作用机制等，都需要通过表面现象与分子动力学的研究得以解释和探究。
综上所述，物理化学中的表面现象与分子动力学在研究分子层面上的各种现象方面具有不可替代的作用。
表面现象与分子动力学的研究不仅可以理解自然界中许多重要现象，同时也有望为工业、生物医学等领域提供新的前沿研究方法和技术手段。
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界面吸附层中的表面活性剂分子
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3.较浓溶液
胶束：溶液中表面活性剂分子的结合体 临界胶束浓度(cmc)： 表面活性剂在溶液中开始明显生成
胶束的浓度
胶束（溶液中表面活性剂的结合体）
胶束
溶液中表面活性剂单分子
界面吸附层中的表面活性剂分子
[ CH2CH2O ]n，n=1，2
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3.润湿剂的分子结构
（1）通过物理吸附作用 ❖烃链长度合适，有良好的亲水亲油平衡。
❖最好有极性或非极性分支，易吸附，不易形成胶束。Leabharlann 上一内容 下一内容 回主目录
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（2）通过表面反应（砂岩）
砂岩表面特点: （A） 表面羟基化。
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一些阴离子表面活性剂的临界胶束浓度 一些非离子表面活性剂的临界胶束浓度
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2021/3/7
4.浓溶液
胶束（溶液中表面活性剂的结合体） 溶液中表面活性剂单分子
界面吸附层中的表面活性剂分子
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二、表面活性剂的几个重要作用
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（2）不同HLB标准液的配置
混合表面活性剂
序号
w(油酸)
w(油酸钠)
1
0.6
0.4
2
0.4
0.6
3
0.3
0.7
4
0.2
0.8
5
0.1
0.9
混合表面活性剂的 HLB 值
1×0.6+18×0.4=7.8 1×0.4+18×0.6=11.2 1×0.3+18×0.7=12.9 1×0.2+18×0.8=14.6 1×0.1+18×0.9=16.3
0.405.405.55180.405.505.55HLB1. 25
HLB8.0
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由实验测得的表面活性剂的HLB值
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3.HLB的计算
（1）基数法（基团贡献法） 适用于一些阴离子和非离子表面活性剂。
HLB 7 H L
亲水基和亲油基的基数
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例题：
C17H33COONa
HLB=7+19.1-17× 0.475=18.0
C12H25SO4Na
HLB=7+38.7-12× 0.475=40.0
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（2）质量分数法 适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。
亲水基质量 HLB 亲水基质量 亲油基质量 20
烷基磺酸盐的合成:
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– 烷基苯磺酸钠的苯环约相当于烷烃中4个碳原子的作用。 其性质与烷基磺酸盐大体相同。 烷基苯磺酸钠的合成：
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二、季铵盐型表面活性剂
– 季铵盐型表面活性剂可用于含酸、碱或钙、镁离子的水中 ； – 季铵盐型表面活性剂和阴离子型表面活性剂复配，高浓度发
具有加和性
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（3）测定标准油乳化所需的HLB值
一些油乳化所需的HLB值
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（4）测定表面活性剂的HLB值 例如：已知某活性剂的HLB为18，用未知HLB的活性剂 与之复配来乳化煤油（O/W）,当两者比例为0.45:0.55时 最稳定，得到：
低分子表面活性剂
高分子表面活性剂
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2021/3/7
三、表面活性剂的命名
1.阴离子表面活性剂的命名
十二醇硫酸酯钠盐 /十二烷基硫酸钠
十二醇磷酸酯二钠盐 /十二烷基硫酸钠
十八酸钠
十二烷基磺酸钠
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2.阳离子表面活性剂的命名
氯化十二烷基三甲基铵 /十二烷基三甲基氯化铵
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5.洗净作用：表面活性剂使一种液体将其它物质从固体表 面上洗脱下来的作用。 洗净剂：具有洗净作用的表面活性剂。
作用机理：洗净作用是一种综合作用：润湿反转、乳化、 增溶等。
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第三节 表面活性剂的分子结构与性质
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砂岩表面特点: （B） 表面带负电。 负电来源：晶格取代、羟基解离、吸附。
表面活性剂与砂岩表面的静电作用
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4.增溶剂的分子结构
易于增溶的分子结构：
一些表面活性剂在水中的临界胶束浓度
易于形成胶束的分子结构。
❖烃链没有分支；
❖烃基上只有一个亲水基；
❖亲水基在烃链的一端。
2. 结构特点：
两种基团： 亲水基团 疏水(亲油)基团
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聚氧乙烯壬基苯酚醚-5 溶液表面张力与其浓度的关系
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3. 表面活性剂降低表面张力的原因
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表面活性剂溶液的表（界）面张力 随其浓度的变化范围（25oC）
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二、表面活性剂的分类
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四、斯盘型和吐温型表面活性剂
• 斯盘型 –由脂肪酸与山梨糖醇通过酯化反应生成。
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山梨糖醇酐脂肪酸酯 （斯盘型表面活性剂）
斯盘80 上一内容 下一内容 回主目录
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•土温（Tween）型
土温80 上一内容 下一内容 回主目录
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五、聚醚型表面活性剂
生沉淀，低浓度常有显著的协同效应。 季铵盐型表面活性剂的合成：
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三、聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型表面活性剂）
–由烷基醇和环氧乙烷反应生成： •烷基的碳原子数通常为10～20； •氧乙烯的聚合度为1～100； •烷基中碳原子数越多，表面活性剂越亲油； •氧乙烯聚合度越大，表面活性剂越亲水。 聚氧乙烯烷基醇醚表面活性剂的合成：
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2021/3/7
（3）胺型 聚氧乙烯脂肪胺
（4）酰胺型 聚氧乙烯酰胺
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2021/3/7
4.两性表面活性剂
（1）阴离子-非离子型 （2）阳离子-非离子型
（3）阳离子-阴离子型
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2021/3/7
按照分子量大小分类，表面活性剂可分为低分子表面活 性剂和高分子表面活性剂。
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非离子表面活性剂特点：
–存在浊点，只能在浊点以下温度使用； • 主要靠聚氧乙烯基（即醚链）与水形成氢键而溶 于水的。由于温度升高，氢键减弱，所以聚氧乙 烯烷基醇醚在水中的溶解度也是随着温度升高而 下降的。通常把某一质量分数的表面活性剂水溶 液出现浑浊时的温度称为该质量分数下的浊点。
–特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的地层。
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质量分数为0.01的聚氧乙烯烷基醇醚水溶液的浊点
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聚氧乙烯烷基苯酚醚（OP型表面活性剂）
–碳原子数通常为8～12，而氧乙烯的聚合度为1～100； –存在浊点，只能在浊点以下使用； –特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的地层。 聚氧乙烯烷基苯酚醚表面活性剂的合成：
O
O
ROH + HO S OH
O
RO S OH + H2O
O
O
O
RO S OH + NaOH
RO S ONa + H2O
O
O
这类表面活性剂的分子中有酯的结构（标有*的部分），
也有盐的结构（标有·的部分）。
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2.阳离子型表面活性剂 （1）胺盐型
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一、表面活性剂的分子结构-性能关系
1.起泡剂的分子结构
易于起泡的分子结构： 降低表面张力能力强。亲水与亲油性要平衡，即相差 不大。对于特定的亲水基团，烃链长度要合适。
具有稳泡作用的分子结构： 起泡剂的吸附层要有足够的强度。
❖非极性部分最好没有分支； ❖非极性部分若有苯基，则最好在烃链的一端；苯环上
（1）根据HLB值选择活性剂； （2）根据活性剂分子结构选择。
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第四节 重要的表面活性剂
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一、烷基磺酸钠
– C12～C18的烷基磺酸钠有很好的水溶性，甚至钙盐和 镁盐的水溶性也很好。
– 相对分子质量超过380，烷基碳原子数超过20时，变成 亲油的表面活性剂，可用于配制油包水乳状液。
的烃基与亲水基团处于对位； ❖有一个亲水基团
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2.乳化剂的分子结构
分子结构同起泡剂类似。
O/W乳状液：亲水性稍大于亲油性 [ C-HSO2C3NHa2O、]-nC，OnO≥N3a、-COOK、-SO3K
W/O乳状液：亲水性稍小于亲油性 -OH、-COOH、钙的羧酸盐（磺酸盐、硫酸酯盐〕
– 亲油基由氧丙烯(即环氧丙烷）聚成； – 聚氧丙烯的相对分子质量超过1000就具有亲油的性
质（每一个-C3H6O-约相当0.4个-CH2-的作用）； – 属于高分子表面活性剂。