表面活性剂概述及表面活性剂作用原理
表面活性剂-概论(第一章,第二章)
捕集剂
（a）
（b）
矿物浮选示意图
将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附
于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳 氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势，如图所 示。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的 两亲分子会在气-液界面作走向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲 水的极性头留在水中，在气-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。 吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气 泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以流水的碳氢链插 入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进人捕集剂形 成的吸附膜内。在锁合过程中，由起泡剂吸附在气-液界面上形成 的单分子膜和捕集剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透 ，形成固-液-气三相稳定的接触，将矿粉吸附在气泡上。于是， 依靠气泡的浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。
羧酸盐类 阴离子表面活性剂 磺酸盐类 硫酸酯盐类 磷酸酯盐类
离子型表面活性剂
表面活性剂
胺盐 阳离子表面活性剂 季铵盐 杂环类 鎓盐 甜菜碱型 两性表面活性剂 咪唑啉型 氨基酸型 天然型 聚氧乙烯型 多元醇型 烷醇酰胺型 嵌段聚醚型
非离子表面活性剂
元素表面活性剂 特种表面活性剂 高分子表面活性剂 冠醚型表面活性剂 生物表面活性剂
的表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、
质。 表面活性剂在溶液中达到一定浓度以上，会形成分子 有序组合体，从而产生一系列重要功能。表面活性剂的
这些特性不仅在生产和生活中有重要作用，而且与生命 活动本身密切相关，成为研究生命现象的奥秘和发展仿 生技术极有价值的体系，因而受到广泛的重视。
1.2 表面活性剂发展简史
表面活性剂及其作用原理
吸附是物质在界面上富集的现象
表面活性剂在溶液表面吸附规律
♦ 表面活性剂分子横截面积小者极限吸附量大； ♦ 一般非离子表面活性剂的极限吸附量大于离子型的； ♦ 同系物的极限吸附量差别不大； ♦ 温度升高一般极限吸附量减少； ♦ 无机电解质的加入可明显增加离子型表面活性剂的吸
附强度，对非离子表面活性剂的影响不大。
非离子型表面活性剂
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂中亲水亲油基
烷烷
烷基基
基苯酚
脂
基基
肪
酸 酰
疏水基
胺
基
脂脂脂
肪肪肪
酸醇氨
基基基
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
亲水基
磺酸基-SO3H 硫酸基--OSO3H 羧酸基-COOH 磷酸基-PO(OH)2
-N+-(CH3)3 -N+-（CH3)2CH2COO-
一个立方体分割后表面积的增加
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
液体的压力与曲率
Laplace公式：
P
P
P外
1 R1
1 R2
R1、R2为曲面的主要半径
当液面为球形时：
P P P外 2 / R
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂的克拉夫特点
克拉夫特点（Krafft point）
8 7
离子型表面活性剂在水中的 6
胶束浓度（cmc）。
3
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
表面活性剂在溶液中的状态
表面活性剂及其作用原理 朱海洋
离子型表面活性剂水溶液的一些物理化学性质
影响cmc的因素
♦ 表面活性剂化学结构的影响
表面活性剂类型 疏水基碳链长度 碳氢链分支及极性位置 碳氢链上其它取代基的影响 疏水基化学组成的影响 亲水基团的影响
表面活性剂的作用原理
01.
02.
03.
表面活性剂的分 子结构：具有亲 水基团和亲油基 团
吸附作用原理： 亲水基团与水分 子结合，亲油基 团与油分子结合
吸附效果：降低 液体表面张力， 提高液体的润湿 性和渗透性
应用领域：洗涤 剂、乳化剂、分 散剂等
表面活性剂的吸附作用：表面活性剂分子在固体表面形成单分子层，降低表 面张力
润湿温度：温度 越高，表面活性 剂的润湿速率越 快
润湿环境：不同 的润湿环境，如 空气、水、油等， 对润湿速率的影 响不同
01
02
03
04
表面活性剂的分 子结构：亲水基 团和亲油基团
乳化作用的原理： 表面活性剂的亲 水基团与水分子 结合，亲油基团 与油分子结合， 形成乳状液
乳化剂的选择： 根据油和：乳化剂的乳化 能力会影响乳状液的稳定性
04
乳化剂的乳化温度：乳化剂的乳化 温度会影响乳状液的稳定性
06
01
降低界面张力：表面活性剂能够降低 油水界面张力，使油水混合更加容易。
02
形成胶团：表面活性剂在油水界面上 形成胶团，将油滴包裹起来，使其分 散在水中。
03
乳化稳定性：表面活性剂的乳化作用 能够提高乳状液的稳定性，使油滴在 水中保持均匀分布。
01 表面活性剂降低表面张
力，使液体更容易铺展 在固体表面
03 液体在固体表面形成薄
层，增加液体与固体的 接触面积
表面活性剂形成胶团， 02
吸附在固体表面，降低 表面能
液体在固体表面形成均 04
匀的薄膜，提高润湿效 果
接触角：液体与 固体表面之间的 夹角
润湿角：液体与 固体表面之间的 夹角，表示液体 在固体表面的润 湿程度
表面活性剂化学知识点
表面活性剂化学 第一讲 表面活性剂概述1、降低表面张力为正吸附，溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面活性物质。
增加表面张力为负吸附，溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面惰性物质。
2、表面张力γ ：作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 γ表示，单位是N·m -1。
影响纯物质的γ的因素(1) 物质本身的性质（极性液体比非极性液体大，固体比液体大）(2) 与另一相物质有关。
纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。
(3)与温度有关：一般随温度升高而下降． (4)受压力影响较小． 3、表面活性剂的分子结构特点 “双亲结构”亲油基：一般是由长链烃基构成，以碳氢基团为主 亲水基：一般为带电的离子基团和不带电的极性基团疏水基的疏水性大小：脂肪烷基＞脂肪烯基＞脂肪烃-芳基＞芳基＞带有弱亲水基的烃基。
相同的脂肪烃疏水性强弱顺序：烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳香烃。
从HLB 值考虑，亲水基亲水性的大小排序： －SO4Na 、－SO3Na 、－OPO3Na 、－COONa 、—OH 、—O － 4、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂：起表面活性作用的部分是阴离子。
1）高级脂肪酸盐：①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂) ③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。
④应用：具有一定的刺激性，只供外用。
2）硫酸化物： ①通式：R-OSO3-M+②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。
③性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。
有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
表面活性剂工作原理
表面活性剂工作原理
表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质。
它的工作原理可以分为两个主要方面，即界面活性和乳化作用。
首先，表面活性剂具有界面活性，也就是它们能够在液体界面上形成一个稳定的薄膜。
这是由于表面活性剂分子结构中同时具有亲水（亲胶体）和疏水（亲脂肪）区域。
当表面活性剂加入到液体中时，它们会在液体界面上排列成一个单分子层或多分子层，将其亲水基团朝向水相，疏水基团朝向空气或油相。
这种排列方式能够降低液体表面的张力，使液体更容易湿润固体表面或与其他液体混合。
其次，表面活性剂还能够通过乳化作用来稳定两种不相容的液体混合物。
当两种不相容的液体混合时，由于它们的特性不同，容易分层或形成不稳定的乳液。
而表面活性剂分子具有两个不同的亲性区域，它们能够在液体界面上形成一个起稳定作用的界面层。
表面活性剂分子的亲水区域吸附在水相中，疏水区域吸附在油相中，形成一个类似于胶体的微乳液结构。
这种结构能够阻止两种液体相互分离，稳定乳液的形成。
总的来说，表面活性剂通过界面活性和乳化作用来降低液体表面张力，增加液体与固体间的接触面积，并稳定两种不相容液体的混合物。
这些特性使得表面活性剂在许多领域中得到广泛应用，例如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂以及药物输送系统等。
表面活性剂的作用原理
疏水基团
疏水基团是表面活性剂分子中 与水分子排斥的部分，通常为 非极性烃基，如烷基、芳基等。
疏水基团的作用是与油污、油 脂等有机物结合，形成胶束或 乳浊液，从而将油污、油脂等 从表面分离。
疏水基团的性质决定了表面活 性剂的油溶性、去污能力和乳 化性能。
亲水亲油平衡值（HLB）
HLB值是衡量表面活性剂分子中亲水基团和疏水 基团平衡程度的数值。
04
表面活性剂的实际应用
洗涤剂
总结词
表面活性剂在洗涤剂中起到关键作用，能够降低水的表面张力，使污渍与织物 分离，从而达到清洁效果。
详细描述
洗涤剂中的表面活性剂能够降低水的表面张力，使水能够更好地渗透到纤维中， 将污渍从织物上彻底清洁掉。此外，表面活性剂还能包裹污渍，使其在洗涤过 程中容易随水流走，从而达到清洁效果。
的特性，两性离子型表面活性剂具有较好的适应性，应用范围广泛。
02
表面活性剂的分子结构与性质
亲水基团
亲水基团是表面活性剂分子中能 够与水分子结合的部分，通常为 极性基团，如羟基、羧基、氨基
等。
亲水基团通过与水分子结合，使 表面活性剂分子在水中溶解并分 散，形成单分子膜，降低水的表
面张力。
亲水基团的数量和性质决定了表 面活性剂的亲水性、溶解度和稳
详细描述
在制药领域中，表面活性剂可以作为药物载体，将药 物包裹在稳定的胶束中或形成脂质体，从而提高药物 的稳定性和生物利用度。在生物技术领域中，表面活 性剂可以作为生物传感器的敏感膜材料，检测生物分 子或细胞的存在和活性。此外，表面活性剂还可以用 于制备纳米材料和自组装膜等先进材料。
THANKS感谢观看 Nhomakorabea表面活性剂的作用原理
• 表面活性剂的定义与分类 • 表面活性剂的分子结构与性质 • 表面活性剂的作用原理 • 表面活性剂的实际应用
表面活性剂的化学原理
表面活性剂的化学原理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。
它们具有降低液体表面张力和增强液体与固体或气体的相互作用能力的特性。
本文将介绍表面活性剂的化学原理，包括其结构、作用机制和应用领域。
一、表面活性剂的结构表面活性剂分为两个部分：亲水基团和疏水基团。
亲水基团是具有亲水性的部分，通常是由含氧、氮或硫等原子组成的极性基团。
疏水基团是具有疏水性的部分，通常是由长链烷基或芳香基等非极性基团组成。
这种结构使得表面活性剂既能与水相互作用，又能与油脂等疏水物质相互作用。
二、表面活性剂的作用机制表面活性剂在液体表面形成一个分子层，称为吸附层。
吸附层的形成是由于表面活性剂分子的亲水基团与水分子形成氢键，同时疏水基团与空气或油脂分子相互作用。
这种吸附层能够降低液体表面的张力，使液体更容易湿润固体表面。
表面活性剂还能够形成胶束结构。
当表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂分子会自组装形成胶束。
胶束是由亲水基团朝向水相，疏水基团朝向内部形成的微小球状结构。
胶束能够包裹住油脂等疏水物质，使其分散在水相中，从而实现乳化、分散和溶解等作用。
三、表面活性剂的应用领域1. 清洁剂：表面活性剂是清洁剂中的主要成分，能够降低水的表面张力，使水更容易湿润和渗透，从而提高清洁效果。
例如，洗衣液、洗洁精等清洁剂中都含有表面活性剂。
2. 个人护理产品：表面活性剂能够使洗发水、沐浴露等个人护理产品产生丰富的泡沫，提供良好的清洁和洗净效果。
3. 化妆品：表面活性剂在化妆品中起到乳化、分散和稳定等作用。
例如，乳液、面霜和化妆品中的乳化剂和分散剂都是表面活性剂。
4. 农药和农业助剂：表面活性剂可以提高农药的润湿性和渗透性，增强其吸附和渗透作用，提高农药的效果。
5. 石油和化工工业：表面活性剂在石油开采、油田注水、油水分离等过程中起到重要作用。
此外，表面活性剂还广泛应用于润滑剂、防锈剂、乳化剂等领域。
总结：表面活性剂是一类具有降低液体表面张力和增强液体与固体或气体相互作用能力的化学物质。
表面活性剂的应用及其原理
表面活性剂的应用及其原理1. 概述表面活性剂是一种具有特殊化学结构的化合物，可以降低液体表面的张力，提高液体的湿润性。
它们广泛应用于多个领域，包括洗涤剂、化妆品、农药、纺织、石油等。
2. 表面活性剂的分类表面活性剂根据其离子性质可被分为离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂。
具体分类如下：2.1 离子性表面活性剂离子性表面活性剂可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缔合表面活性剂。
•阴离子表面活性剂：如硫酸十二烷基醚钠（SDS）、烷基苯磺酸钠（LAS）等。
常用于洗涤剂和清洁剂中。
•阳离子表面活性剂：如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等。
常用于柔软剂和润滑剂中。
•非离子表面活性剂：如辛醇聚醚（Triton X-100）、脂肪醇聚氧乙烯醚（Tween）等。
常用于乳化剂和润湿剂中。
•缔合表面活性剂：如磺酸嵌段聚醚盐（SPSA）等。
常用于油田碳酸盐岩酸化工艺中。
2.2 非离子性表面活性剂非离子性表面活性剂主要由氧化物、聚合物等组成。
常用于乳化剂、分散剂和稳定剂中，如十六烷基酚聚氧乙烯醚（Triton X-405）等。
3. 表面活性剂的应用3.1 洗涤剂和清洁剂•表面活性剂作为洗涤剂和清洁剂的核心成分，能够有效地去除污渍和油脂。
例如，阴离子表面活性剂常用于洗衣液和洗洁精中，可以改善洗涤的效果。
•在清洁剂中，非离子表面活性剂常用于玻璃清洁剂、家具清洁剂等中，可以提高清洁效果。
3.2 化妆品•表面活性剂在化妆品中的应用广泛，可以用作乳化剂、稳定剂和润湿剂等。
例如，非离子表面活性剂常用于乳液、面霜等产品中，可以增加产品的稳定性和延展性。
•阳离子表面活性剂可以用于染发剂和护发素中，可以使染发剂更好地渗透和染色，并使护发素更好地附着在头发上。
3.3 农药•表面活性剂在农药中的应用主要是作为增效剂和消泡剂。
例如，非离子表面活性剂可以提高农药对作物的附着性和渗透性，提高农药的效果。
•缔合表面活性剂可用于制备微乳液农药，提高农药的溶解度和吸附性，减少环境污染。
表面活性剂的作用原理和应用
表面活性剂的作用原理和应用
表面活性：因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性。
表面活性剂的用途极广，主要有5个方面。
1、润湿作用
表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。
2、起泡作用
“泡”就是由液体薄膜包围着的气体。
有表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿，泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。
也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。
3、增溶作用
非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。
经X射线衍射证实，增容后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的依赖性变化不大。
4、乳化作用
一种或者几种液体以大于10-7m直径的液体分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。
要使它稳定存在，必须加乳化剂。
根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液（o/w），或以为连续相的油包水乳状液（w/o）。
有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂。
将乳状液中的分散相和分散介质分开。
例如原油中需要加入破乳剂将油和水分开。
5、洗涤作用
洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡，增白，占领清洁表面不被再次污染等功能。
表面活性剂 原理
表面活性剂原理
表面活性剂是一类具有降低液体表面张力和增强液体分散、乳化、泡沫稳定性等特性的化学物质。
其原理主要涉及两种作用机制：降低表面张力和增加界面活性。
首先，表面活性剂可以降低液体的表面张力。
表面张力是指液体表面分子间相互吸引力导致的液体表面膜的弹性。
表面活性剂的分子结构中通常含有一部分疏水基团和亲水基团，使其既能吸附在液体表面，又能扩展到液体内部。
疏水基团趋向于聚集在液体表面，形成吸附层，而亲水基团则与液体中的水分子相互作用。
这种结构使得表面活性剂分子能够在液体表面形成一层薄膜，从而减小了液体表面的张力。
其次，表面活性剂可以增加界面活性。
界面是两种不相溶物质之间的分界面，例如液体-气体、液体-液体界面等。
表面活性剂可以在两种不相容物质的界面上吸附，使其分子既与一种物质的界面相结合，又与另一种物质的界面相结合。
这样，表面活性剂就能够在界面上形成一层薄膜，减小两种不相容物质之间的界面张力。
这种减小界面张力的作用使得表面活性剂能够促进液体的分散、乳化和泡沫稳定性等。
综上所述，表面活性剂通过降低液体表面张力和增加界面活性的方式发挥作用。
这些特性使得表面活性剂在许多领域得到广泛应用，如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。
表面活性剂的原理及应用
表面活性剂的原理及应用1. 表面活性剂的基本原理1.1 表面张力的概念•表面张力是指液体表面对内部的一种作用力，使液体表面呈现收缩、凝聚的特性。
•表面张力是由液体分子间作用力引起的，液体分子存在着引力和斥力。
1.2 表面活性剂的定义•表面活性剂是一种具有降低液体表面张力且能在两相界面上形成吸附层的化学物质。
•表面活性剂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性表面活性剂。
1.3 表面活性剂的作用原理表面活性剂在液-液、液-气界面上形成一个吸附层，降低了界面的表面张力，使分子间的相互作用力减小。
具体表现在以下几个方面：•降低表面张力：表面活性剂吸附在界面上，使界面能够更容易发生扩展和变形。
•增强润湿性：表面活性剂改变了液体与固体之间的界面性质，提高了液体在固体表面上的润湿性。
•稳定乳液：表面活性剂形成吸附层，阻止了小液滴的细胞融合和沉降，实现了乳液的稳定。
•分散和乳化作用：表面活性剂分子将液滴分散均匀，使分散相与连续相相互混合形成乳液，提高了分散系统的稳定性。
2. 表面活性剂的应用2.1 清洁剂•洗衣粉：含有表面活性剂可以有效地分散和去除污渍，提高洗衣效果。
•洗洁精：表面活性剂可降低水的表面张力，增强润湿性，使洗涤过程更容易进行。
•洗发水：含有表面活性剂可以去除头皮上的油脂和污垢，保持头发清洁。
2.2 化妆品•面霜和乳液：表面活性剂可以用于乳化作用，稳定油和水的混合物，使乳液能均匀涂抹在皮肤上。
•洗面奶：表面活性剂可以起到洁面和去除皮肤上的污垢的作用。
•唇膏和口红：表面活性剂可以增强色料的附着性，使唇膏更持久。
2.3 农业•杀虫剂和除草剂：表面活性剂可以提高喷雾液的润湿性，使农药在植物表面均匀分布，增加药效。
•叶面肥料：表面活性剂可以促进液体肥料的吸收和传导，提高植物的养分吸收效率。
2.4 石油工业•乳化剂：表面活性剂可以将油水混合物分散为胶状乳液，方便输送和处理。
•泡沫剂：表面活性剂可以稳定泡沫，用于石油开采的泡沫驱油。
表面活性剂的化学原理
表面活性剂的化学原理表面活性剂，又称为界面活性剂，是一类具有分子结构特殊的化合物，能够在两种不相溶的物质之间降低表面或界面张力，使其能够混合或分散的物质。
表面活性剂在日常生活和工业生产中起着重要作用，比如洗涤剂、乳化剂、分散剂等。
那么，表面活性剂的化学原理是什么呢？本文将从表面活性剂的结构特点、作用原理和应用领域等方面进行探讨。
一、表面活性剂的结构特点表面活性剂的分子结构通常由亲水性头基和疏水性尾基组成。
亲水性头基通常是含有羟基、羧基、胺基等带电离子的基团，能与水分子形成氢键或离子键，使其具有亲水性；而疏水性尾基通常是长链脂肪酸基团或芳香烃基团，能与油脂等疏水性物质相互作用，使其具有疏水性。
这种结构使得表面活性剂分子在水中形成胶束结构，头基朝向水相，尾基朝向油相，从而降低了界面张力，使两种不相容的物质能够混合。
二、表面活性剂的作用原理1. 降低表面张力：表面活性剂的主要作用是降低液体表面或界面的张力，使其能够与其他物质更好地混合。
表面活性剂分子在界面上形成吸附膜，使界面张力降低，从而促进液体的分散、乳化或泡沫化。
2. 分散作用：表面活性剂能够将固体颗粒或液滴分散在液体中，防止其重新聚集沉淀。
通过表面活性剂的作用，固体颗粒或液滴能够均匀分散在溶液中，提高了溶液的稳定性。
3. 乳化作用：表面活性剂能够将油脂等疏水性物质分散在水相中，形成乳液。
表面活性剂的疏水性尾基与油脂分子相互作用，使其分散在水相中，形成乳状液体。
4. 渗透作用：表面活性剂能够改变液体的表面性质，使其在固体表面上形成薄膜，改善润湿性能，促进液体的渗透和扩散。
三、表面活性剂的应用领域1. 洗涤剂：表面活性剂是洗涤剂的主要成分，能够降低水的表面张力，使污垢与衣物分离，并在水中形成乳液，起到清洁作用。
2. 乳化剂：表面活性剂能够将油脂等疏水性物质分散在水相中，形成乳液，广泛应用于食品工业、化妆品工业等领域。
3. 分散剂：表面活性剂能够将固体颗粒或液滴分散在溶液中，防止其沉淀或聚集，广泛应用于颜料、涂料、药物等领域。
表面活性剂
三. 表面活性剂的增溶作用 简述形成克拉夫特点和浊点的原因 离子型表面活性剂在Tk点以下，表面活性剂仅与水 以水合晶体平衡存在，升高温度达到Tk点后，离子 型表面活性剂形成胶束，大大增加其溶解性。 非离子型表面活性剂的溶解是靠分子内亲水基与水 分子通过氢键结合而实现，形成氢键是一个放热过 程，因此升高温度，氢键结合力减弱甚至消失，当 超过某一温度时，非离子表面活性剂从溶液中析出。
亲水的基团数 亲油的基团数 亲水的基团数 亲油的基团数
SO4Na 38.7 COOK 21.1 COONa 19.1 SO3Na 11 -N（叔胺） 9.4 酯（失水山梨醇 环） 6.8
-CH-CH2-CH3 =CH-
-C3H6O酯（自由） 2.4 COOH 2.1 -OH 1.9 -CF20.475 -O1.3 -OH（失水山梨醇环） -CF30.5 -(C2H4O)0.33
三. 表面活性剂的增溶作用 3.增溶
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， 且溶液呈透明状，这种作用称为增溶。
表面活性剂的乳化和增溶的功能都可实现油与水的 混合,两种作用的区别何在?
三. 表面活性剂的增溶作用 区别为： 乳化是将水或油以微小珠滴形式分散到另一种物质 中，得到热力学不稳定体系，时间延长会出现两相 分离。乳化过程中表面活性剂的作用是吸附在油 水界面上，通过降低界面张力，帮助液滴分散并形 成牢固的界面膜，防止分散液滴聚结。
二. 表面活性剂的乳化和破乳作用 2. 破乳作用 (1) 概念：又称反乳化作用，消除乳状液稳定化条 件，使乳状液发生破坏，常用方法有物理机械法 和物理化学法。物理化学法主要是改变乳状液的 类型或界面性质而破乳，如加入破乳剂。
(2) 破乳剂的作用原理：
表面活性剂原理
表面活性剂原理1. 什么是表面活性剂表面活性剂，又称为表活剂，是一类能够降低液体表面张力的化学物质。
表面活性剂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性离子表面活性剂等。
这些化合物具有一定的亲水性和亲油性，使其能够在液体表面形成稳定的界面层。
2. 表面活性剂的分类2.1 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂分子中有一个带负电的水溶性基团。
这类表面活性剂在水中离解产生负离子，能够降低液体表面张力，具有良好的乳化、洗涤、去污和泡沫稳定等性质。
常见的阴离子表面活性剂有十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠等。
2.2 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂分子中有一个带正电的水溶性基团。
这类表面活性剂在水中离解后产生阳离子，能够使油脂或污渍中的颜料带负电，从而使其分散均匀，并与基质发生化学反应。
常见的阳离子表面活性剂有十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵等。
2.3 非离子表面活性剂非离子表面活性剂分子中没有离子组团，通常是由一个或多个亲水基团和一个亲油基团组成。
这类表面活性剂不易降低液体表面张力，但能够降低界面张力，广泛应用于乳化剂、分散剂和润湿剂等领域。
常见的非离子表面活性剂有聚氧乙烯辛醇和阿尔明小苏打等。
2.4 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂分子中同时存在带正电和带负电的基团。
这类表面活性剂能够在不同的pH值下实现正离子或负离子的特性，表现出较好的乳化、分散和润湿性能。
常见的两性离子表面活性剂有烷基二甲基戊基三甲基苯基氯化铵。
3. 表面活性剂的作用原理表面活性剂的作用原理是通过改变液体表面或界面的性质，实现液体与液体或液体与固体之间的相互作用。
表面活性剂分子的结构中一部分官能团喜欢与水分子结合形成氢键，这部分官能团称为亲水基团。
另一部分官能团则更喜欢与油脂等非极性物质相互作用，这部分官能团称为亲油基团。
当表面活性剂添加到水中时，亲水基团与水分子形成氢键，亲油基团则留在水面上，形成一个较为致密的分子层。
第2章 表面活性剂的作用原理
电解质作用
无机盐易使离子表面活性剂自溶液中盐析。 非离子及两性表面活性剂则对无机盐不太敏感 或不易析出。
高价金属离子对阴离子表面活性剂影响较大， 它们易于与有机酸根作用形成不溶或溶解度极 小的羧酸皂，不沉淀者往往能提高表面活性剂 的表面活性。
❖ 离子型表面活性剂 表面活性剂的亲水性=∑亲水基的亲水性-∑亲油基的亲油性 采用本法计算，有时误差达36%。
表面活性剂的HLB值的计算方法
(2) 结构因子法 结构因素细节
HLB=∑亲水基基团数-∑亲油基基团数+7 HLB=∑亲水基基团数-0.475n有效+7
n有效是亲油基的有效链长，与表面活性剂的cmc有关。
❖ 无机电解质的影响。 在不生成沉淀的情况下，无机电解质的加入常能提高阴离子型和阳离子 型表面活性剂的表面活性； 非离子表面活性剂一般不受无机电解质的影响； 阴离子型表面活性剂不宜在硬水中使用；两性表面活性剂有较好的抗硬 水能力；在离子型表面活性剂的亲水基和疏水基之间引入聚氧乙烯链可 以改善抗硬水能力。
qi—i组分的质量分数
❖表面活性剂HLB值的用途
O/W
2.3.2 表面活性剂结构和性能的关系
（一）亲水基
亲水基的种类很多，如羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、膦基、季 铵基、吡啶基、酰胺基、亚砜基和聚氧乙烯基等。
1、亲水基的类型
❖ 不同电性的离子型表面活性剂一般不宜混合使用；非离子型表面活性剂 几乎可以其他所有类型的表面活性剂混合使用。
表面活性剂的结构特点
表面活性剂的性质 基本性能
❖降低表面张力
❖形成胶束
2.2 胶束
2.2.1 胶束的形成
❖胶束的结构
❖离子型表面活性剂
❖非离子型表面活性剂
表面活性剂的应用原理
表面活性剂的应用原理
表面活性剂是一类能够降低液体表面的表面张力并提高液体与固体或液体与液体之间相互作用的化学物质。
它们分子结构中同时含有亲水基团和疏水基团，使得它们在水和油之间起到一个架桥的作用。
在应用方面，表面活性剂具有以下几个重要的应用原理：
1. 降低表面张力：表面活性剂能够降低液体表面的张力，使得液体能够更容易地湿润其他物体表面，从而提高液体的润湿性。
例如，洗涤剂就是利用这一原理，通过降低水的表面张力来使水更好地湿润衣物表面，并将污渍分散和去除。
2. 乳化和分散：表面活性剂在水和油之间起到乳化剂的作用，能够将油滴分散到水相中，在水中形成稳定的乳液。
这一原理广泛应用于食品、药品和化妆品等行业中，用于稳定乳液制剂的形成。
3. 渗透和增湿：表面活性剂能够渗透到固体表面间隙中，减小固体表面间的接触角，从而增加液体在固体表面上的湿润能力。
这一原理在农药、涂层和印刷油墨等领域中有广泛的应用，能够增强液体与固体表面的接触和附着。
4. 胶束形成：表面活性剂在一定浓度下能够形成胶束结构，通过亲水基团朝向水相，疏水基团朝向内部的方式自组装形成。
胶束结构能够包围疏水性物质并使其分散在水相中，这一原理在颜料、纳米材料和药物载体等领域中有重要的应用。
总的来说，表面活性剂的应用原理主要包括降低表面张力、乳化和分散、渗透和增湿以及胶束形成。
这些原理使得表面活性剂在多个领域中具有广泛的应用价值。
表面活性剂的作用原理
表面活性剂的作用原理表面活性剂是一类具有特殊化学结构的化合物，它们在水和油之间起着极为重要的作用。
表面活性剂的分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团，这使得它们能够在水和油的界面上降低表面张力，从而实现乳化、分散、润湿、起泡等作用。
下面我们就来详细了解一下表面活性剂的作用原理。
首先，表面活性剂在乳化过程中起到了关键作用。
当表面活性剂加入到水和油的混合物中时，它的分子会在水相和油相的界面上形成一个薄膜，这个薄膜能够有效地降低水和油之间的界面张力，使得两者能够均匀地混合在一起，形成乳状液。
这种乳化作用在食品加工、化妆品生产等领域都有着广泛的应用。
其次，表面活性剂还能够起到分散作用。
在液体中加入适量的表面活性剂后，它的分子会将固体颗粒包裹在其中，形成胶体颗粒。
这些胶体颗粒能够均匀地分散在液体中，避免固体颗粒的沉淀和团聚，从而保持液体的稳定性。
这种分散作用在油墨、涂料、颜料等行业中得到了广泛的应用。
此外，表面活性剂还能够起到润湿作用。
当液体接触到固体表面时，如果表面张力较大，液体会呈现出珠状，无法完全覆盖固体表面。
而加入适量的表面活性剂后，它能够降低液体与固体表面之间的界面张力，使得液体能够完全覆盖固体表面，实现润湿。
这种润湿作用在农业、油田开发等领域都有着重要的应用。
最后，表面活性剂还能够起泡。
表面活性剂的分子在水中形成的薄膜能够降低水的表面张力，使得水能够形成稳定的泡沫。
这种起泡作用在洗涤剂、洗发水、泡沫塑料等领域都有着重要的应用。
综上所述，表面活性剂在乳化、分散、润湿、起泡等方面都发挥着重要的作用。
它们的作用原理主要是通过降低界面张力，使得不同相的物质能够均匀地混合在一起，或者使得液体能够完全覆盖固体表面，从而实现各种特定的功能。
这些特性使得表面活性剂在化工、日化、食品等领域都有着广泛的应用前景。
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2.酰基缩氨酸系 硫放线菌素、脂缩氨酸。
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表面活性剂化学
28
冠醚型表面活性剂
冠醚能与金属多价离子络合作，用作 相转移催化剂、萃取剂等
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1.1.5 其他分类方法 水溶性的 油溶性的 低分子量的
高分子量的
表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、 起泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、渗透、杀菌、 防腐等功能， 广泛应用于洗涤、医药、石油、食品、农 业等各个领域。
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1.2 表面活性剂的国内外发展
1．表面活性剂要易于生物降解，原料可再生，广泛使用后， 对环境无污染，对人、畜安全温和。
2．表面活性剂要高效、多功能，除有清洁作用外，还要
有抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用，并应不断开发新用途。 3．耐硬水、低温洗涤效果好，浓缩的表面活性剂洗涤用品 是一个发展方向，这包括浓缩洗衣粉和浓缩液体洗涤剂。
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(a)
(b)
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1.1 表面活性剂分类
极性基团（亲水） 非极性烃链（疏水）
表面活性剂分子
H2 H2 H2 H2 H2 H2 C C C C C C C C C C C C C H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 硬脂酸
甜菜碱型
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R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚
非离子表面活性剂
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
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阳离子表面活性剂
R-NH2· HCl CH3 | R-N-HCl | H CH3 | R-N-HCl | CH3 CH3 | R-N+-CH3Cl| CH3
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伯胺盐 仲胺盐
叔胺盐
季胺盐
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R-N+HCH2-CH2COO-H
氨基酸型
两性表面活性剂
CH3 | R-N+-CH2COO-H | CH3
所需要对系统作的功，称为表面功。
用公式表示为： dG dAs 把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，
也是增加单位表面积时 用 表示，单位是N/m。
所必须对系统做的功，单位J/m2
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表面张力的测定
1. 滴重法 W=2πRγf γ=W/2πRf
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表面活性剂化学
5. 松香衍生物 6. 高分子质量聚氧丙烷基 7. 长链全氟(或高氟代)烷基 8. 聚硅氧烷基
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25
1.1.4 按表面活性剂的特殊性分类
氟表面活性剂
硅表面活性剂
元素表面活性剂
元素表面活性剂是指碳氧链上的 氢（碳）原子被其它元素所代替， 而显现出与普通表面活性剂不同 的性能
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11
指甲油
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香水
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1 消毒杀菌
2 腈纶匀染剂
3 抗静电剂
食品加工
4 矿物浮选剂
5 相转移催化剂 6 织物柔软剂
印染
金属加工 电镀 采矿 采油
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14
表面活性剂一词来自英文Surfactant。
它实际上是短语Surface（表面） Active（活性）
Agent（添加剂）的缩合词。
它还有一个名字叫做Tenside。 表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面 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形成分子有序组合体，从
混合型 HLB混合=∑(HLBi ×qi)
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2.3.1.2 HLB与表面活性剂应用关系
亲油 | 亲水
HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 | |消泡| — | | 润湿剂 |—增溶剂——|
石蜡
W/O乳化剂 |去污|
20 |
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气-液界面
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气-固界面
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35
液-液界面
2016/11/21
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36
液-固界面
2016/11/21
表面活性剂化学
37
固-固界面
2016/11/21
表面活性剂化学
38
2.1.1 表面张力和表面自由能
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2. 电导法
3. 增溶作用法 4. 染料法
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5. 光散射法
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2.2.2.2 影响临界胶束浓度的因素
表面活性剂的碳氢链长 碳氢链分支 极性基团的位置 碳氢链中其它取代基的影响 疏水链的性质 亲水基团的种类 温度
聚乙二醇
|—— 渗透作用 ———|
|—————
O/W 乳化剂 ————|
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2.3.2 亲油基的影响
疏水性
氟代烃基 > 硅氧烃基 > 脂肪族烷烃基,环烷烃 基 > 脂肪族烯烃 > 脂肪族芳香烃 > 芳香烃 > 带弱亲水基的烃基 2.3.3 亲水基的影响
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2016/11/21
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26
高分子表面活性剂
1.天然高分子表面活性剂 阿拉伯树胶、皂、蛋白质（大豆蛋白、牛乳）
2. 部分合成高分子表面活性剂
羧甲基纤维素、羧甲基淀粉
3.合成高分子表面活性剂
聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺
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生物表面活性剂
由酵母、细菌作用于培养液。生成有 特殊结构的表面活性剂 1.糖脂系 鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂
γ
Vρg 1 R 2πf
Vρg F R
γ
2016/11滴落的高速摄影示意图
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2.毛细管上升法
γ
1 r ρg (h+ r Δ ) 2 3
r 毛细管半径 Δρ界面两相的密度差 g 重力加速度 h 高度差
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3. 环法 4.吊片法
5.最大汽泡压力法
6. 滴外形法
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46
2.1.2 表面活性和表面活性剂
具有第三类曲线的物 质才叫表面活性剂。 1
特劳贝规则
2
3
浓度
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2.1.3 表面活性剂的结构特点
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表面活性剂化学
2016/11/21
表面活性剂化学
62
2.3.1.1 HLB的确定 非离子型 亲水基质量 ×100/5 亲水基质量+憎水基质量 多元醇脂肪酸酯 HLB=20(1-S/A) HLB= (E+P)/5
聚氧乙烯型
HLB值=
皂化值不易得到的
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表面活性剂化学
63
离子型
HLB=∑(亲水基团HLB)+∑(亲油基团HLB)+7
48
2016/11/21
表面活性剂化学
49
2.2 表面活性剂胶束
2.2.1 胶束的形成
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表面活性剂化学
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胶束结构示意图
2016/11/21
表面活性剂化学
51
2.2.2 临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration
表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分 子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部 也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束， 这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
2016/11/21 表面活性剂化学 52
这时溶液性质与理 想性质发生偏离，在 表面张力对浓度绘制 的曲线上会出现转折。 继续增加活性剂浓度， 表面张力不再降低， 而体相中的胶束不断 增多、增大。
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2.2.2.1 临界胶束浓度的测定方法 1. 表面张力法 界面张力仪