第二章表面活性剂.ppt

3、亲水亲油平衡值 亲水亲油平衡值(HLB)值是表示表面活性剂亲水性、
疏水性的好坏。HLB值大，亲水性强；HLB值小，亲 油性强。
1.5-3 消泡剂 3-6 W/O油包水乳化剂 HLB= 7-9 润湿剂 8-18 O/W水包油乳化剂 13-15 洗涤 15-18 增溶剂
HLB计算： (1)、非离子表面活性剂
H2C
P
CH 2CH 2-N-CH 3
O
O
CH 3
R1
R2
N
O
R3
(4)非离子表面活性剂(non-ionic surfactant) 结构如：C15H31-(OC2H4)n-OH 分子中没有带电荷的基团，而基团-(OC2H4)-亲
水性较弱，n 越大，亲水性越强。
非离子表面活性剂类型： •脂肪醇聚氧乙烯醚： RO-(-C2H4O-)n-H •脂肪酸聚氧乙烯醚 ROO-(-C2H4O-)n-H •烷基酚聚氧乙烯醚
及增溶剂。
阴离子表面活性剂分类：
羧酸盐R-COOM
硫酸酯盐R-OSO3M 磺酸盐R-SO3M 磷酸酯盐R-OPO3M2 脂肪酰-肽缩合物R1CONHR2COOH
(2)阳离子表面活性剂(cationic surfactant) 在水中带正电荷的界面活性剂。
如R(CH3)2NBr在水溶液中离解出 R(CH3)2N+。此类表面活性剂作杀菌剂、纺织柔软剂、 抗静电剂。
(6)、多功能性 表面活性剂在其溶液中显示多种功能。 如能降低表面张力，具有发泡、分散、乳化、抗静电、 增溶、杀菌。
3、分类 (1)阴离子表面活性剂
Anionics surfactant
R
O O
S
Na
O
式中-SO-3为阴离子水溶性基团，此外阴离子基团 还有-COO-，此类表面活性剂作为洗涤剂，乳化剂
-(-CH2CH2CH2O-)- 0.15
-CF2-CF3-
甜菜碱型
CH3 R-N+-CH2COO-
CH3
磺酸盐 硫酸酯
CH 3
R N+ (CH2)nSO3-
CH 3
(CH2CH 2O)nSO3M
RN
(CH2CH 2O)nSO3M
咪唑啉
N CH 2
R
N+
CH 2
HOH2CH 2C
CH 2COO -
氧化铵
磷酸酯
H2C OCOR 1
OCOR 2
HC
OO
CH 3
HLB=20(1-161/198)=3.8
(3)、聚乙二醇
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百分数)
HLB=EO/5(EO为环氧乙烷部份的质量
(4)、离子型表面活性剂 HLB=7+(亲水基的基团数)+ (亲油基的基团数) 太古油的结构：
H3C(H2C) 5HC OS O3Na
(CH 2)7
COOH
HLB=7+(11+1.3+2.1)+17(-0.475)=13.3
一些基团的HLB基团数
亲水基
基团数
亲油基
基团数
-COOK
21.1
=CH-
– 0.475
-COONa
19.1
–0.475
-SO3Na
11
-N
9.4
酯(失水山醇环) 6.8
酯(游离)
2.4
-COOH
2.1
-OH(自由)
1.9
-O-
1.3
-OH(失水山梨醇环) 0.5
-CH2-CH3 -C-
–0.475 –0.475 –0.475
磷化物
R R-P+-R·X -
R
阳离子表面活性剂分类： 咪唑啉盐
R1
N CH 2
.X-
N+
CH 2
R2 CH 2CH 2OH
烷基吡啶盐
.X- _
N+ R
伯胺R-NH2·HX 肿胺R1-NH ·HX
R2
叔胺盐 R3 R1-NH ·HX R2
季胺盐 R3 R1-N-R4 ·HX R2
(3)两性表面活性剂(zwitter ionic surfactant) 其分子中含水溶性正电荷基团和负电荷基团。如：
HLB=[(亲水基的分子量)/ (疏水基的分子量+亲水基 分子量)]×100/5
如：
C9H19
O( CH 2CH 2O- )9-H
HLB=[396/(220+396)]×100/5=12.86 220指壬基酚的分子量。
(2)、多元醇脂肪酸
HLB=20(1-S/A)
S为酯的皂化值，A为脂肪酸的酸值。如甘油单硬 脂酸酯的S=161，A=198，则
(4)、界面定向排列 吸附在界面上的表面活性剂分子， 能定向排列成单分子膜，覆盖于界面中。
(5)形成胶束 表面活性剂溶于水，并达到一定浓度时， 表面张力，渗透压，电导率等溶液性质发生急剧的变 化。此时，表面活性剂的分子会产生凝聚而生成胶束， 开始出现这种变化的极限浓度称为临界胶束浓度，简 称CMC。
2、形成胶束
(1)、疏水作用 水分子间有氢键，表面活性剂加入后， 疏水基团隔开氢键，并相互吸引缔合，形成胶束。这 种胶束有逃离水的趋势。
(2)、形成胶束
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，易于自发互相靠近，聚 集起来，形成胶束。
(3)临界胶束浓度
表面活性剂在水溶液中超过一定浓度时会由单体缔 合成胶态聚合物，即形成胶束，开始出现胶束时的浓 度为临界胶束浓度。称CMC。
第二章 表面活性剂 Surfactant
一、概论
1、定义 表面活性物质，是指能使溶液表面张力降低的物质。 2、特点 (1)、双亲性 表面活性剂的分子中同时含有亲水的 极性基团和亲油的非极性基团。 (2)、溶解性 表面活性剂至少溶于液相中的某一相。
(3)、表面吸附 表面活性剂的溶解，使溶液的表面自 由能降低，产生表面吸附，当吸附达平衡时，表面活 性剂在溶液内的浓度小于在表面的浓度。
R
O
(-C2H4O-)n-H
聚环氧乙烷烷基胺
(C2H4O-)n-H RN
(C2H4O-)n-H
聚环氧乙烷烷基醇酰胺
R N
R
(C2H4O-)n-H
RONH-(-C2H4O-)n-H
(C2H4O-)n-H
RCO N
(C2H4O-)n-H
二、表面活性原理
1、表面吸附
OOOOO 表面活性剂的疏水基团有向水外逃离的趋势，亲水 基团伸向水内，平衡时在水面形成吸附膜，因而表 面活性剂在表面的浓度大于在液相内的浓度。
C12H25N+(CH3)2CH2COO-
在酸性溶液中正电荷基团呈阳离子性质，在碱 性溶液中负电荷显阴离子性。
1、pH值对性能影响 • pH值<7 显阳离子性
• pH值>7 显阴离子性
• pH值=7 显中性
Cl-
N+
CH2COOH
OH
N
CH2COONa
N+
CH2COO-
2、两性表面活性剂分类：
氨基酸型R-NH-CH2CH2-COOH