第七章 添加剂对表面活性剂溶液性质的影响2015.8
表面活性剂及其作用.pptx
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5.洗涤作用
Wa sD s-w D-w
好的洗涤剂必须具有： （1）良好的润湿性能 （2）能有效的降低被清洗固体与水及污垢与 水的界面张力，降低沾湿功 （3）有一定的起泡或增溶作用 （4）能在洁净固体表面形成保护膜而防止污 物重新沉积
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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。 其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用 示意图说明： A. 水的表面张力大，对油污润湿性能差，不 容易把油污洗掉。 B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面 和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。
Ck
CH
SO3Na
Ck
SO3Na
CH CH CH CH
CH CH2
SO3Na
Ck Ck
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
c /(103 mol dm3 )
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SO3Na
表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定 浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体， 使憎水基向里、亲水基向外。
这种多分子聚集体称为胶束。
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。
这种开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束 浓度，简称CMC
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。
第七章 表面活性剂的起泡和消泡
Gibbs定义液膜的弹性为
E
2d d 2A d ln A dA
d dA
液膜的稳定性决定于表面张力随表面积A的变化率
局部变薄的B处本体相中的表面活性剂分子也会吸附到B处的表面上，
这种吸附过程不能使局部变薄的B处恢复液膜厚度，会影响泡沫稳定
性。 醇类水溶液的泡沫稳定性不佳应该与其的表面吸附速率较快有一定的
表面活性剂化学及应用
张 煊
东华大学化学化工与生物工程学院
第七章 表面活性剂的起泡和消泡 作用
最早的表面活性剂肥皂 有“工业味精”之称。
通常意义上的泡沫往往是由大量呈多面体状的气泡密集堆
砌而成的集合体。 气泡之间所隔的液膜很薄，一般仅为数百nm左右，所以， 泡沫可以看作相互交联的立体液膜网络，属于气体分散在 液体介质中的多相粗分散系统，其中，气体为分散相（不 连续相），液膜为分散介质（连续相）。 泡沫又是一个热力学不维素及改性淀粉等。
第三节 消泡作用
一．消泡方法
消泡方法一般除了可采用机械搅拌，高速离心及超声波等击
碎泡沫，也可利用温度或压力的变化来破坏泡沫。但是，
最常用的消泡方法是采用消泡剂，消泡剂的作用是：
（1）与泡沫剂发生化学反应或使之溶解。例如用脂肪酸皂 类为泡沫剂的泡沫，加入无机酸或钙、镁盐可因产生不溶 于水的脂肪酸或难溶盐而使泡沫破裂。
4．酰胺类，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。
5．有机硅化合物类，即聚硅氧烷，其结构如下：
R R Si R R O Si R R O Si R R
n
6．其它 例如全氟化合物常用于油剂等非水系统的发泡；长 链脂肪钙（或镁、铝）皂也是有效的消泡剂；以及表面疏 水性的微粒，例如表面疏水性处理的SiO2、TiO2、膨润 土、硅藻土、滑石粉、活性白土、脂肪酰胺及重金属皂等
第7章_非离子表面活性剂[表面活性剂化学-天大]
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HLB=E/5
HLB=20（1-S/A）
E:加成环氧乙烷的重量百分数； S:多元醇酯的皂化价；A:原料脂肪酸的酸价。
不同HLB值的表面活性剂应用性能
HLB值 用途 3~6 W/O乳液 7~15 润湿渗透 8~18 O/W乳液 13~15 洗涤去污 15~18 增溶
9
7.2.2 浊点及亲水性
（1）浊点的定义和意义 非离子型表面活性剂的亲水性是通过表面活性剂与水 分子之间形成氢键的形式体现出来的。 当表面活性剂的水溶液温度升高时，分子的热运动加 剧、结合在氧原子上的水分子脱落，形成的氢键遭到破坏， 使其亲水性降低，表面活性剂在水中的溶解度下降。当温 度升高到一定程度时，表面活性剂就会从溶液中析出，使 原来透明的溶液变混浊，称这时的温度为非离子表面活性 剂的浊点（Cloud Point）。
(3)不易受酸碱的影响；
(4)与其它类型表面活性剂的相容性好； (5)在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能； (6)此类活性剂的产品大部分呈液态和浆态，使用方便； (7)随着温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不 溶于水，存在“浊点”。
4
7.1.3 分类
按其亲水基结构的不同，主要有聚乙二醇型和多 元醇型两大类，此外还有聚醚型，配位键型非离 子表面活性剂。 根据化学结构分类有：
18
(2)随着聚氧乙烯聚合度的增加，表面活 性剂的亲水性增强，cmc提高。
C16H33O(CH2CH2O)nH的临界胶束浓度(25℃)
n 6 1.0×10-6 7 1.7×10-6 9 2.1×10-6 12 2.3×10-6 15 3.1×10-6 21 3.9×10-6
cmc（mol/L）
19
①疏水基的种类 疏水基的亲油性越大，其 表面活性剂的亲水性越低，浊点就低；反之，由 亲油性小的疏水基构成的表面活性剂水溶性较大， 其浊点较高。
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］。
表面活性剂复习问答题
表面活性剂复习问答题问答题1. 表面活性剂分子的结构特点及亲水亲油基的组成？答：表面活性剂由两部分构成：a.疏水基团，由疏水亲油的非极性碳氢链、硅烷基、硅氧烷基、或碳氟链构成; b.亲水基团，由亲水疏油的极性基团构成。
2. 表面活性剂按离子类型分类，常见类型有哪些？答：表面活性剂按离子分类有非离子型表面活性剂（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和离子型表面活性剂，其中离子型表面活性剂又分为阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠），阳离子表面活性剂（如苄基三甲基氯化铵）及两性表面活性剂（如十二烷基甜菜碱）。
3. 表面活性剂在气-液界面上的吸附结构？答：表面活性剂分子在浓度较低时零散地分布在液体表面，随着浓度的不断增加，分子疏松的定向排列在表面，当浓度接近cmc时，表面活性剂分子紧密地定向排列在液体表面形成一层致密的单分子界面膜，并在内部开始形成胶束。
4. 影响表面活性剂吸附界面的物理化学因素？答：（1）表面活性剂亲水基：亲水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。
（2）疏水基：疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。
（3）同系物：一般规律是随碳链增长，饱和吸附量有所增加，但疏水链过长往往得到相反的效果。
（4）温度：饱和吸附量随温度升高而减少。
但对非离子表面活性剂，在低浓度时吸附剂量往往随温度上升而增加。
（5）无机电解质：对离子表面活性剂，加入无机电解质对吸附有明显的增强作用。
5. 表面活性剂在溶液表面吸附的功能？答：表面活性剂在溶液表面吸附主要有两方面的功能：一是降低液体的表面张力使增加气液界面的过程容易进行;二是形成表面活性剂分子或离子紧密定向排列的表面吸附层。
6. 影响表面活性剂在稀溶液吸附的因素？答：A.吸附质影响（吸附质分子结构与性质将影响它们分子间及其与溶剂、吸附剂间的相互作用，从而影响吸附性质）（1）吸附质为同系物若为极性分子，随有机物碳原子数增加吸附量增加;非极性的物质在水中易吸附非极性的或极性小的。
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力（N/m）。
4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。
5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 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。
（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。
（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
添加剂对驱油用表面活性剂界面性能的影响
中 国 化 工 贸 易 Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
２ ０ 午 ６／ ａ
６月
添 加剂 对 驱油 用 表面 活性 剂 界面 性 能 的影 响
张向宇
（ 中国石油 辽河油 田分公 司勘探 开发研 究院 ，辽 宁盘锦 １ ２ ４ ０１ ０ ）
类化 合物 。
３ ． 极性 小分 子的加入对 界面张 力的影 响 我们考 察 了表面 活性 剂 ６ ５ ０ １ 与短 链醇 复合 使 用对 正烷烃 的 影响 如表 ４ 所 示 ，正丁 醇 的加入 对 降低短 链 的正庚 烷 的油水 界面 张 力较 显 ，对正十 二烷和 正十六 烷效果 较差 。正 己醇 的情况 与正丁 醇较 相似 正 癸醇 的加 入则情 况 明显不 同 ，正 十二 烷和 正十六 烷 的界 面张 力降 低 效 果明 显要好 于正 庚烷 。这 些说 明极 性分 子 的亲水 亲油 性 、表 面活 性
分 别利 用红 外 、紫 外光 谱 、Ｇ Ｃ — ＭＳ和 核磁 共 振仪 分 析方 法 ，测 定 分析原 油组分 、特征 基团 、 碳 链分布 及结构特 征 。 二 、原 油 分 析 目前 化学 驱用 表面 活性 剂 与不 同区块 原油 间 的界面 张 力性能 差 异 很 大 。这 和 原油 的酸 值 、原 油结 构 、原 油 中的极 性 物质 的多少 有 关 ， 因此 需要 对原油进 行分析 。下面 是对辽 河油 田某区块 原油分析 的结果 。 １ ． 原 油烃分 子链 的分布测定 分析 结果 表 明 ，原 油 中主要 成分 为饱 和链 状碳 氢化 合 物 ，碳 原 子 数在 １ ２ — ３ ｏ 之 间 ，其 中 ｌ ９ — ２ ０ 碳 数 的烃含 量 最 高 ，碳 原子 数 超过 ３ ｏ 以上的化 合物 量较 少 。 由于同 系物之 间还 有 一些色 谱 峰 ，说明 存在较 多 的同分 异构体 ，或者说 有较多 的支链 结构 。 ２ ． 原 油中的 酸性成 分分析 在 实验 过程 中 ，我 们观 察 到原 油样 品在 氢氧 化 钠水 溶 液 中搅 拌 ， 会 产生很 明显 的乳 化作 用 。与此 形成 鲜 明对照 地是 ，在 碳 酸氢钠 水溶 液 中搅拌 ，原 油样 品基 本 上未 产生 明显 的乳化 作 用 。根 据 上述 实验结 果 ，我 们认 为原 油 中的羧 酸含 量度 比较 低 ，其酸性 物 质主 要为 烷基 酚
染整助剂 添加剂对表面活性剂溶液性质的影响[优选内容]
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行业知识
4
表面活性剂复配目的
提高表面活性剂的性能 降低表面活性剂的应用成本 减少表面活性剂对生态环境的污染和破坏
行业知识
5
二、同系物对表面活性剂溶液性质的影响
表面活性剂的同系物混合物，其理化性质介于各 单体表面活性剂之间。在表面活性上也如此。
➢混合后效率介于各单体表面活 性剂效率之间 ➢同系物效能基本相等，混合后 亦如此
行业知识
14
2、无机盐对非离子表面活性剂溶液性质的影响
对非离子表面活性剂，无机盐影响较小。
低浓度时，几乎没有显著变化； 浓度大时，表面活性才有改变，但其影响远小于离子 型表面活性剂，且对表面张力也无明显改变，但对浊点 有影响。
电解质对非离子表面活性剂的影响，主要是对疏水基 团的“盐析”或“盐溶”作用。“盐析”作用使表面活性剂更易 形成胶束，cmc下降；而“盐溶”作用则相反。
行业知识
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同种表面活性剂，不同反离子会有不同的cmc，随无 机盐离子价增大，cmc下降增多。效率增大，效能增大。
γ
49
44
39
34 0.1
2 3
0.5 1.0
1
c 5.0
C12H25SO4Na
电解质对C12H25SO4Na表面张力的影响 1－9.66×10－4mol/LNaNO3或AgNO3 2－9.66×10－4mol/LZn(NO3)2 3－9.66×10－4mol/LAl(NO3)3
水溶性高分子化合物与表面活性剂分子的相互作用 主要是碳氢链的疏水结合，两者相互作用形成“复合物” 或发生大分子吸附表面活性剂分子。所以溶液的表面性 质随浓度的变化曲线往往呈现两个转折点。
γ
十二烷基硫酸钠
② ①
添加剂对表面活性剂溶液性质的影响
②同系物cmc的计算 同系物cmc的计算 cmc
计算混合物cmc的目的可知道， 计算混合物cmc的目的可知道，哪几种表面活性剂的复配效果最好 cmc的目的可知道 计算混合物cmc的目的可知道哪几种表面活性剂的复配效果最好 cmc的目的 计算混合物cmc的目的可知道哪几种表面活性剂的复配效果最好
混合物的表面活性介于两纯化合物之间。自表面张力～ 混合物的表面活性介于两纯化合物之间。自表面张力～浓度对数曲线 介于两纯化合物之间 的转折点，可求出混合体系的临界胶团浓度 的转折点，可求出混合体系的临界胶团浓度(cmc)。混合表面活性剂的 。混合表面活性剂的cmc 与单一表面活性剂的cmc之间的关系可用下式表示。 之间的关系可用下式表示。 单一表面活性剂的 之间的关系可用下式表示
影响机理分析分析
一般认为碳原子数少脂肪醇也有破坏水结构的作用。 碳原子数少脂肪醇也有破坏水结构的作用 一般认为碳原子数少脂肪醇也有破坏水结构的作用。醇浓度较 应该注意的是， 应该注意的是，并非所有的极性有机物都使表面活性剂溶液的 的是 小时，醇分子本身的氢键周围即有“冰山”结构， 小时，醇分子本身的氢键周围即有“冰山”结构，所以醇分子参与 的这类添加剂尿素、 甲基乙酰胺、 表面张力降低，cmc减少 最常见的这类添加剂尿素 减少， 表面张力降低，cmc减少，最常见的这类添加剂尿素、N-甲基乙酰胺、 表面活性剂胶束形成的过程是容易发生的， 表面活性剂胶束形成的过程是容易发生的，此过程是自由能降低的 乙二醇、 二氧六环等。 乙二醇、1，4-二氧六环等。 过程，溶液中有醇存在就使胶团容易形成，cmc降低 在浓度高时， 降低。 过程，溶液中有醇存在就使胶团容易形成，cmc降低。在浓度高时， cmc随浓度变大而增加，此时脂肪醇也起着与尿素类相似的破坏水结 cmc随浓度变大而增加， 随浓度变大而增加 构的作用。 构的作用。来自 ③减少表面活性剂对生态环境的破坏
表面活性剂期末复习有答案
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) C20C20：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/l3 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 <<ionic-SAA≈amphionics –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。
表面活性剂的功能与作用
增溶作用
2. 特点
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增溶作用
2. 特点 ②与有机物溶于混合溶剂有本质区别 增溶作用是被增溶物进入胶团，而不是提高了增溶 物在溶剂中的溶解度。 以苯为例，它在水中的溶度可因加入乙醇而大大 增加。不过， 为此加入的乙醇量比较大。这是由 于乙醇改变了溶剂水的性质的结果，叫做水溶助长 作用或助溶作用。与之不同，在加溶作用中表面活 性剂的用量相当少，溶剂的性质应无明显的变化。
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增溶作用
6.混合表面活性剂体系的增溶作用
一般来说，两种同类型的离子型表面活性剂混合物的增溶 与混合物的组成有关。 当其中一种表面活性剂的浓度很低时，其降低cmc和增加增 溶能力与加入其它电解质的作用相似。 当两种面活性剂的浓度都较大时，将形成混合胶团，混合 胶团的增溶能力大；但若相对含量少的表面活性剂碳链长 度明显小于主要组的，增溶能力将降低。
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如图为0.01mol/L的十六烷 基十聚氧乙烯醚溶液中加溶丁 子香酚和芳樟醇对溶液浊点的 影响。 曲线表明，加溶香料以后 可以使体系的浊点降低几十度。
第八章 表面活性剂的功能与作用
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增溶作用
2. 特点 ①与表面活性剂cmc有密切关系 在表面活性剂浓度小于其临界胶团浓度时，有机物 溶解度很小而且不随表面活性剂浓度改变。 在临界胶团浓度以上则溶度大为增加，并随表面活 性剂浓度增加迅速上升。 表面活性剂溶液浓度超过临界胶团浓度越多， 微 溶物也就溶解得越多。 由此推论:微溶物溶度之增加与溶液中胶团形成有 密切关系。
增溶作用
9. 加溶作用对表面活性剂体系性质的影响 (1)浊点升高 质量分数为1%的壬基酚九聚 氧乙烯醚溶液和十二烷基酚九 聚氧乙烯醚溶液的浊点随加溶 庚烷量改变的曲线。 可以看出，溶液加溶庚烷后 可使浊点升高约20℃。
表面活性剂
1、Kraft点：对于离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度急剧升高，这一温度即Kraft点。
2、浊点（昙点）：对于非离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度急剧下降，溶液出现浑浊，这一温度即浊点。
3、表面活性剂本身的HLB值：表示分子内部平衡后整个分子的综合倾向是亲水的还是亲油的。
这种综合亲水亲油效应强弱的度量，即是表面活性剂本身的HLB值。
4、相转移催化：是指用少量试剂作为一种反应物的载体，将此反应物通过界面转移至另一相，使非均相反应顺利进行作为相转移催化剂的阳离子表面活性剂以季铵盐为主，还有叔胺和聚醚等实例：冠醚、四正丁基氯化铵、三正辛基甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和苄基三乙基氯化铵5、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。
6、临界胶束浓度：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。
（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、水数：将1.0g非离子表面活性剂溶于30mL二氧六环中向得到的溶液中滴加水直到溶液浑浊这时候所消耗的水的体积8、钙皂分散力：100g油酸钠在硬度333mg/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生的分散剂的质量（g）9. 等电点（pI）：在某一PH的溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH成为该氨基酸或蛋白质的等电点。
10.增容：在水溶液中由于表面活性剂的存在能使原来不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著高于纯水，这种作用称为表面活性剂的增溶作用（solubilization）。
第七章 添加剂对表面活性剂溶液性质的影响2015.8
产生“盐析”作用，此时cmc↓、胶团聚集数↑，表面活性↑。
3.极性有机物对表面活性剂影响 （1）少量有机物存在，能使表面活性剂在水溶液中cmc很大变
C8H17N(CH3)3Br，混合后γ=14.7。
难于降解，复配后，易于降解
1.表面活性剂与同系物复配：表面活性介于各化合物之间 2.无机盐电解质对离子性表面活性的影响 （1）无机盐对离子型表面活性剂影响
能够使表面张 力达到最低值
离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质一般会提高表 面活性。对于离子表面活性剂，在其溶液中加入与表面活性 剂有相同离子的无机盐时(如在RSO4-Na+溶液中加入Na+Cl-)，
γ=38mN/m
1:1混合
γ=23mN/m
5.阴离子型S与阳离子型S混合 （1）在未找准复配比例时，易于产生沉淀；
（2）只要能够找出阴、阳离子型表面的复配比例关系，其复配
后表面活性大于任何一种复配关系； （3）阴、阳离子表面活性剂复配可以增加某一种表面活性剂的 溶解度，提高混合后的表面活性。
C8H17N(CH3)3Br γ=41mN/m
C8H17SO4Na
化，表面活性↑；
（2）溶液表面张力最低值现象；
（3）随极性有机物C↑，表面活性剂↑；
（4）对于非离子型表面活性剂醇类极性有机物会使其cmc↑； （5）添加尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇、1，4-二氧六环等极 性有机物使cmc↑。
4.离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂混合 （1）在非离子表面活性剂中加入离子表面活性剂，将使浊点↑，
教案-助剂-项目1任务5(添加剂的作用及表面活性剂的复合性能)
表5－2、尿素对C12H25（NC6H5）I的 cmc值的影响（25℃）
介质
cmc（×10－3mol·L－1）
未加 尿素
3.4
5.9
mol·L－1 mol·L-1
尿素 尿素
H2O
5.3 9.3
13.6
Na2S2O3
0.0001mol·L－1 5.2
9.3
13.9
Na2S2O3
0.001mol·L－1
项目1 任务5
添加剂的作用及表面活性剂的 复合性能
工业助剂常常是配方产品，主要由以下三类 物质组成：
·主要成分多为表面活性剂； ·添加适当无机盐； ·添加少量有机物。
配方产品的优点： ·克服表面活性剂存在的一些弱点； ·提高助剂的应用效果； ·赋予助剂产品一些特殊功能； ·适当降低产品成本； ·改善产品的外观状态及可成型性。
（低极性有机物也可选用一定碳链长度的脂肪酰胺）
（2）强极性有机物的影响
强极性有机物对表面活性剂溶液性质的影响 存在两种情况。
1、强极性有机物作为助溶剂
表面活性剂溶液中若加入强极性有机物如尿 素、乙二醇、N－甲基乙酰胺等，会使表面 活性剂溶液的cmc值上升、表面活性剂的应 用效率有所下降。
无机盐使离子型表面活性剂cmc值降低的作用可用 下面的经验式表示：
lgcmc＝A－BlgCi 式中：
A、B—常数，B即为反离子扩散系数ko值， Ci—表面活性剂的反离子浓度（mol·L－1）。 由上式可见，在一定范围内cmc值随Ci值的增大而
变小，而添加无机盐之后即可使Ci值增加。
则液不的同cm混c值合就比介例于后（的0C.81～0H22.18S）O4×N1a0—－C2（12Hm2o5lS·OL－4N1）a溶之 间。
表面活性剂溶液特性
第二章表面活性剂溶液特性2—1 表面活性剂在溶液中的状态（ 1）表面活性剂胶团与临界胶团浓度表面活性剂水溶液浓度与表面张力的关系表面活性剂的临界胶团浓度与性质的关系上述现象的原因：溶液中表面活性剂胶团的存在（2）胶团的形状大小①胶团的形状a.球形b.棒状c.层状②胶团的大小胶团大小的度量是胶团的聚集数，即缔合成一个胶团的表面活性剂分子或离子数目。
测定方法：光散射法测定胶团的相对分子质量，即胶团的质量除以表面活性剂单体的相对分子质量即得胶团的聚集数 .一些表面活性剂的胶团聚集数表面活性剂质量温度/℃胶团聚集数 (n) 方法C H SONa H O 40 54 Is12 25 3 2C12H25SO4Na H2 O 23 71 IsC12H25SO4Na NaCl(0.01mol/L) 25 89 EM C12H25SO4Na NaCl(0.01mol/L) 25 100 EMC H N(CH) Br H O / 50 Is12 25 3 3 2C12H25N(CH3) 3Br H2 O / 75 Is C12H25(C2H4O)6H H2 O 15 140 Is CH(C HO) H H O 25 400 Is12 25 2 4 6 2C8H17(C2H4O)6H H2 O 35 41 IsIs ：光散射EM ：电泳③影响胶团聚集数的因素a.表面活性剂的亲油基表面活性剂亲油基碳原子数增加时，胶团聚集数就相应增加，尤其是非离子表面活性剂增加胶团聚集数更大。
对非离子表面活性剂，胶团聚集数随聚氧乙烯链的增加而减少。
在水介质中，表面活性剂与溶剂之间的相似性越大则聚集数越大。
b.无机盐离子型表面活性剂溶液中加入无机盐，胶团聚集数随无机盐浓度增加而增加。
非离子型，加入无机盐对胶团聚集数影响不大。
c.极性或非极性有机物质产生增溶，使胶团胀大，从而增加胶团聚集数。
d.温度离子型表面活性剂，其对胶团聚集数没有太大的影响。
(完整)表面活性剂的物理化学性质
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表面活性剂的物理化学性质（1）表面张力大家知道，化学物质在不同的温度和压力下有气态、液态和固态三种聚集状态.很明显，当不同聚集状态的物质互相接触的时候,互相之间存在着接触面.例如气体—液体、气体—固体、液体—液体、液体-固体、固体一固体等接触面.由于气体是无形的，人们用眼睛实际上没有办法看见气体与液体或者气体与固体的接触面,我们能够看见的是液体或者固体的表面。
所以,习惯上把其他两种聚集体与气体之间的接触面称为表面，即把气体-液体、气体-固体接触面称之为表面。
严格地说,聚集体与聚集体之间的接触面应该称为界面，也就是说气体—液体、气体—固体、液体—液体、液体—固体、固体-固体等相互间的接触面统称为界面,表面只是界面的一种。
物质是由分子和原子组成的，物质内部的分子或原子间存在着一种相互作用力——范德华力;它是一种吸引力，作用范围只有几十个纳米(nm)。
以液相物质为例，体系中表面层分子与液体内部分子所受范德华力的状态可以用图3来表示。
图3分子所受范德华力的状态图中的分子按照受力状态的不同分为两种类型，即处在液体内部的分子（A)和处在液体表面的分子(B).在液体内部,分子A周围的分子是完全相同的，其他分子对它的作用力是对称的,彼此相互抵消，总的合力为零.所以分子A在液体内部可以自由移动而不消耗功.而处在气相—液相表面的分子B就不同了。
分子B一面受到液体内部分子对它的吸引力,另一面受到液体外部的气体分子对它的吸引力。
添加剂对驱油用表面活性剂界面性能的影响
添加剂对驱油用表面活性剂界面性能的影响摘要：本文应用气相色谱、红外光谱、核磁共振等分析方法，对辽河油田某区块原油进行了组分、结构和原油酸值分析，在此基础上，研究了碱，盐，极性分子等添加剂对一种常见的表面活性剂6501降低界面张力性能的影响。
结果表明，碱，盐，极性分子等添加剂的加入，可以与表面活性剂间形成正协同效应，能够进一步降低油水间界面张力。
关键词：添加剂化学驱表面活性剂界面张力三次采油化学驱可以大幅度提高原油采收率，如聚合物/碱/活性剂三元复合驱在大庆油田的现场试验，可以提高采收率20%左右[1]。
聚合物/活性剂二元驱油体体系的粘度和弹性比三元体系高很多，因此驱油效率和波及体积有可能更高，即采收率更高[2]。
而这两种驱油体系的驱油效果与表面活性剂的性能有很大的关系。
目前化学驱用表面活性剂品种较多，普适性很差[3,4]，针对某些原油时需要加入少量添加剂才能够使油水间界面张力达到超低（<10-3mN/m）。
因此，本文选用了一种较为常见的非离子表面活性剂6501，研究了添加剂对表面活性剂性能的影响。
一、实验部分1.试剂与原油表面活性剂：6501。
试剂：正已烷，二氯甲烷，乙醇，NaOH，HCL，Na2CO3，NaCl，Na2SO4，CaCl2，MgSO4，Na2CO3，正丁醇，正己醇，正癸醇，均为分析纯试剂。
原油：辽河油田某区块脱水原油。
2.主要仪器设备Texas-500C型旋转滴超低界面张力仪。
3.原油组分分析分别利用红外、紫外光谱、GC-MS和核磁共振仪分析方法，测定分析原油组分、特征基团、碳链分布及结构特征。
二、原油分析目前化学驱用表面活性剂与不同区块原油间的界面张力性能差异很大。
这和原油的酸值、原油结构、原油中的极性物质的多少有关，因此需要对原油进行分析。
下面是对辽河油田某区块原油分析的结果。
1.原油烃分子链的分布测定分析结果表明，原油中主要成分为饱和链状碳氢化合物，碳原子数在12-30之间，其中19-20碳数的烃含量最高，碳原子数超过30以上的化合物量较少。
(完整版)表面活性剂复习题答案
表面活性剂复习题一、单项选择题1.在造纸中表面活性剂用作蒸煮剂、施胶剂、柔软剂和[D]A.助悬剂B.染色剂C.润湿剂D.消泡剂2.没有外力的影响液体总是趋向于成为[A]A.球体B.正方体C.长方体D.四面体3.对于表面活性剂溶液，临界胶束浓度越小，达到表面吸附饱和所需浓度[A]A.越低B.越高C.不能定性判断D.可以定量判断4.亲油基相同，聚氧乙烯链越长，其亲水性[B]A.越弱B.越强C.不变D.无法预测5.表面活性剂浓度越大，形成的胶束[B]A.越少B.越多C.越大D.越小6.乳状液的类型包括水包油型，油包水型和[C]A.园圈型B.哑铃型C.复合型D.套圈型7.润湿过程主要分为三类，沾湿，浸湿和[D]A.浸润B.涂布C.扩展D.铺展8.天然稳泡剂主要有明胶和[C]A.蛋白胶B.凝胶C.皂素D.硅胶9.粉状洗涤剂可分为民用洗涤剂和[C]A.商用洗涤剂B.军用洗涤剂C.工业洗涤剂D.农业洗涤剂10.非离子表面活性剂胶束聚集度大,导致增容作用强,并具有良好的乳化和[A]A.润湿能力B.吸附能力C.稳定能力D.去稳定能力11.在医药行业中表面活性剂用作杀菌剂、助悬剂和[C]A.蒸煮剂B.施胶剂C.增溶剂D.柔软剂12.因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低，这类物质被称为[B]1A.非表面活性物质B.表面活性物质C.活性溶剂D.非活性溶剂13.只适用于测定离子表面活性剂临界胶束浓度的方法是[B]A.表面张力法B.电导法C.染料法D.光散射法14.亲水基相同，亲油基的链越长，亲油性[A]A.越大B.越小C.不发生变D.发生突变15.增溶作用属于[C]A.非热力学稳定体系B.动力学稳定体系C.热力学稳定体系D.化学变化16.破乳的方法有机械法，物理法和[D]A.实践法B.生物法C.理论法D.化学法17.通常人们习惯将润湿角大于90度的叫做[B]A.浸湿B.润湿C.乳化D.不润湿18.泡沫是分散体系，气体是[A]A.分散相B.连续相C.分散介质D.均相19.用于工业生产过程和设备保养、维护过程中使用的洗涤剂属于[A]A.工业洗涤剂B.设备洗涤剂C.配方洗涤剂D.民用洗涤剂20.非离子表面活性剂在水中[D]A.水解B.不水解C.电离D.不电离21.在食品工业中表面活性剂用作乳化剂、分散剂和［C］A.蒸煮剂B.施胶剂C.稳定剂D.润湿剂22.乙醇、丁醇和乙酸［C］A.不属于表面活性物质B.属于表面活性剂C.属于表面活性物质D.属于特种表面活性剂23.离子型表面活性剂，其水溶液临界胶束浓度随碳原子数的增加而［B］A.升高B.降低C.不变D.不能确定24.一般而然，分子量越大，乳化性能力［A］A.越好B.越差C.不发生变D.无法判断25.增溶作用可使被增溶物的化学势降低，该过程是［D］A.与水溶助长作用相同8.非自发进行的C.与乳化相同口.自发进行的26.破乳剂的种类主要包括阴离子型表面活性剂、和非离子型表面活性剂［B］A.负离子表面活性剂B.阳离子表面活性剂C.正离子表面活性剂D.两性离子表面活性剂27.浮选过程使用的浮选剂包含捕集剂、调整剂和人］A.起泡剂B.消泡剂C.乳化剂D.破乳剂28.小气泡内的压力与大气泡内的压力相比［A］A.小气泡内的压力大于大气泡内的压力B.小气泡内的压力小于大气泡内的压力C.小气泡内的压力等于大气泡内的压力D.无法判断29.重购洗涤剂的主要成分一般选用阴离子表面活性剂和［C］A.阳离子表面活性剂B.两性离子表面活性剂C.非离子表面活性剂D.特种表面活性剂30.存在等电点的电离平衡的表面活性剂是［A］A.两性离子表面活性剂B.非离子表面活性剂C.阳离子D,阴离子二、填空题31.阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水集团的表面活性剂。
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5.阴离子型S与阳离子型S混合 （1）在未找准复配比例时，易于产生沉淀；
（2）只要能够找出阴、阳离子型表面的复配比例关系，其复配
后表面活性大于任何一种复配关系； （3）阴、阳离子表面活性剂复配可以增加某一种表面活性剂的 溶解度，提高混合后的表面活性。
C8H17N(CH3)3Br γ=41mN/m
C8H17SO4Na
C8H17N(CH3)3Br，混合后γ=14.7。
难于降解，复配后，易于降解
1.表面活性剂与同系物复配：表面活性介于各化合物之间 2.无机盐电解质对离子性表面活性的影响 （1）无机盐对离子型表面活性剂影响
能够使表面张 力达到最低值
离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质一般会提高表 面活性。对于离子表面活性剂，在其溶液中加入与表面活性 剂有相同离子的无机盐时(如在RSO4-Na+溶液中加入Na+Cl-)，
γ=38mN/m
1:1混合
γ=23mN/m
混合物的浊点有一段较宽的温度范围。
（2）在离子表面活性剂中加入有少量非离子表面活性剂，可使 cmc大为降低
机 理
非离子S与离子S在溶液中形成混合胶团，非离子S分子“插入” 胶团中(类似醇类与离子S作用)后，使原来离子S的“离子头”之间电 性斥力减弱，再加上两种表面活性剂分子碳氢链间的疏水作用，S使胶 团更易形成，导致混合溶液cmc下降。
①提高表面活性剂的性能
表面活性剂体系 复配的目的 ②降低表面活性剂的应用成本
③减少表面活性剂对生态环境的破坏
C7F15COONa γ=23.7；若以1：100比例加入
用量降低等于减少了废物的排放，降低对环境的污染；
对一些生物降解性能较差的表面活性剂，可以复配较好生物降 通过复配可以降低表面活性剂用量； 解性的表面活性剂。如： C-F表面活性剂难于降解，许多应用领域 利用价格低廉的表面活性剂（或添加剂）与成本较高的表面 均不能缺少，不可取代（由于其表面活性剂极高） 活性剂复配可降低成本。 阳离子表面活性剂有杀菌作用，很多单一的阳离子表面活性剂
化，表面活性↑；
（2）溶液表面张力最低值现象；
（3）随极性有机物C↑，表面活性剂↑；
（4）对于非离子型表面活性剂醇类极性有机物会使其cmc↑； （5）添加尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇、1，4-二氧六环等极 性有机物使cmc↑。
4.离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂混合 （1）在非离子表面活性剂中加入离子表面活性剂，将使浊点↑，
表面活性得到提高，cmc降低。
机理 离子之间电性相互作用，压缩双电层，离子氛厚度↓，排 斥↓，表面吸附↑，胶团数↑，活性↑。
（2）无机盐电解质对非离子性表面活性的影响
无机盐对其性质的影响较小，当盐浓度较小时，表面活性 几乎没有变化；只是在盐浓度较大时，表面活性影响才显示出 来，但较离子表面活性剂影响变化小得多。
机 理
在于疏水基团的“盐析”或“盐溶”作用，起“盐析”作用 时cmc↓，起“盐溶”作用时cmc↑。在温度升高至浊点时，表面活 性剂析出。而电解质加入可以浊点↓，表面活性剂析出，即电解质
产生“盐析”作用，此时cmc↓、胶团聚集数↑，表面活性↑。
3.极性有机物对表面活性剂影响 （