精细化学品化学

精细化学品化学

1. 绪 论

① 精细化学品化学和精细化工的区别 精细化学品化学：即精细化工产品，指那些能增加或赋予一种产品以特定功能或本身拥有特定功能的小批量，高纯度化学品，称为精细化学品化学。

精细化工：精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称精细化工。 ② 精细化学品的作用及发展趋势 作用：1.增加和赋予各种结构材料以特性

2.增加和保障农，林，牧，渔业的丰产丰收

3.丰富和改善人民的生活

4.促进和推动科学技术进一步发展

5.高经济效益

发展趋势：1.品种门类继续增加

2.发展速度继续领先

3.结构调整趋向优化

4.大力采用高新技术

2. 表面活性剂

① 表面活性剂概念，结构特征和分类

概念：某些物质加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力，能够使体系的表面状态发生明显的变化，这些物质都称为表面活性剂。 (PS:某些物质如乙醇等同样可以降低溶剂的表面张力，但对体系表面状态的影响并不明显，不属于表面活性剂的范畴）

结构特征：表面活性剂分子中非极性的亲油（疏水）的碳氢链部分和极性的亲水（疏油）基团往往分处其俩端，形成不对称的结构（结构）。这样的分子结构使得这些物质具有一部分可溶于而另一部分易自水中逃离的双重性质（性质）。 （PS:当表面活性剂浓度达到CMC 时，溶液内表面活性剂的单分子或离子开始缔合合成胶束。溶液浓度的增加，并不能显著的增加溶液中单个分子或离子的浓度，而只是形成更多的胶束。由于胶束的形成，表面活性剂溶液的性质发生了显著的变化，例如当量电导，渗透压等）

a.精细化学品的高效益经济

b.精细化学品对国民经济的重要影响导致精细化工在整体化学工业中的比重不断提高 a.新材料 b.现代生物技术

c.新功能元件

d.无机精细化学品

e.功能高分子材料

分类：一般以亲水基团的结构为依据来分类，按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子和非离子两大类，其中离子表面活性剂又可分为阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和两性表面活性剂。（PS：特殊类型表面活性剂：高分子表面活性剂，特种表面活性剂和生物表面活性剂等）

②表面活性剂的亲水-亲油平衡（HLB)值

表面活性剂的亲水-亲油平衡（简称HLB）值本来是为选择乳化剂而提出的一个经验指标。一般而论作为一种乳化剂，表面活性剂必须满足以下两点。

a.在所应用的体系中具有良好的表面活性，产生低的界面张力。

B.在界面上形成相当结实的吸附膜。

对一般表面活性剂，其亲油基为碳氢链，故∑（亲油的基团数）可写为0.475m（m为亲油基的碳原子数）

HLB=7+∑（亲水的基团数）-∑（亲油的基团数）

对于只有（C2H4）n为亲水基的非离子表面活性剂，则可用下式计算：

HLB=E/5 式中，E代表表面活性剂分子中的环氧乙烷（C2H4O)的质量分数。

阴，阳离子表面活性剂的HLB值在1-40之间，而非离子表面活性剂的HLB值在1-20之间。

③CMC的定义

表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（CMC）

④表面活性剂的一般作用

1.润湿：固体表面与液体接触时，其表面能往往会减小。暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的，当它与液体接触时，气体如被排斥而离开表面，则固体与液体直接接触，这种现象称为润湿。

润湿方程：γSG-γSL=γLG COSθ通常将θ=90°定为润湿与否的标准。

θ>90°叫做不润湿，θ<90°叫做润湿。θ越小润湿性越好，平面接触角小于零或不存在则叫做铺展。反之，接触角大的固体则不易被液体润湿。因此，接触角的大小可作为润湿的直观尺度。

2. 乳化和破乳：

乳化：两种互不相容的液体，一种以微粒（液滴或液晶）形式分散于另一种形成的体系称为乳化液。形成乳化液时由于两种液体的界面积增大，所以这种体系在热力学上是不稳定的，为使乳化液稳定需要加入第三种组分—乳化剂，以降低体系的界面能。

a.油分散在水中形成水包油型（O/W）乳化液

B.水分散在油中形成油包水型（W/O）乳化液

此外还可能形成复杂的水包油包水型（W/0/W）乳化液和油包水型（O/W/O）乳化液。

破乳：消除乳化液的稳定条件，使乳化液发生破坏，常用方法有机械法，物理法和化学法。化学法破乳主要是改变乳化液的类型或界面性能，使它变得不稳定而发生破乳等。例如：蒸汽机冷凝水的O/W型乳化液的破坏以除去油为破乳；原油的W/O型乳化液的破坏以除去水为破乳。

3. 增溶作用：

离子表面活性剂在水中的溶解度在低温度时只随温度的升高缓慢地增加。温度升至某一值后，溶解度即迅速增大，此点即所谓的Krafft点。这一点的浓度其实就是该温度下的CMC。

温度对非离子表面活性剂溶解度的影响与离子表面活性剂正好相反。温度升高溶解度降低。缓慢加热非离子型表面活性剂的透明水溶液，当表面活性剂开始析出，溶液呈浑浊时的温度称为非离子表面活性剂的浊点。非离子表面活性剂往往具有在浊点以下溶于水，而在浊点以上不溶于水的特性。

表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力，且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为增溶。

4. 起泡和消泡作用：

由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体成为泡沫，可分为液体泡沫和固体泡沫。

起泡作用：一般地说，当表面张力低，膜的强度高时，无论是稳定泡沫还是不稳定泡沫，起泡力都很好。溶液的粘度对泡沫稳定在两个方面起作用：一方面是增加泡沫液膜的强度；另外表面粘度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜破裂，而增强了泡沫的稳定性。

消泡作用：消泡作用分为破泡和抑泡两种作用。具有破泡能力的物质称为破泡剂。具有破泡能力的液体，其表面张力都比较低，且易吸附铺展于泡沫的液膜上。当破泡剂铺展吸附于泡沫液膜上后，能使液膜局部表面张力降低，同时带走液膜下邻近液体，导致液膜变薄而破裂。

⑤阴离子表面活性剂的生物降解一般步骤

A.初级降解，表面活性剂的母体结构消失，特性发生变化。

B.次级降解，降解得到的产物不再导致环境污染。

C.最终降解，底物（表面活性剂）完全转化为CO2,,NH3，H2O等无机物。

影响表面活性剂降解的因素很多，除自身的结构外，还受微生物，光源，浓度，温度，氧化剂，PH值等诸多环境因素的影响。

⑥阴离子表面活性剂的分类

1.羧酸盐型阴离子表面活性剂(硬脂酸钠，又称十八酸钠)

2.磺酸盐型阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠，简称LAS)

3.硫酸酯盐（月桂醇聚环氧乙烷酸钠，简称AES）

4.磷酸酯型阴离子表面活性剂（月桂醇聚环氧乙烷醚磷酸钠，简称AEPS）

⑦表面活性剂浓度高于CMC是否具有去污能力具有