表面活性剂的简介PPT课件

3.表面活性和表面活性剂的概念
各种水溶液表面张力与浓度的关系可归结为三类：
第一类：表面张力随浓度稍有上升 （曲线1）（无机盐类 ） ； 第二类：表面张力随浓度逐渐下降 （曲线2）(大部分极性有机物 ）；
第三类：表面张力在稀浓度时随浓 度急剧下降（曲线3）:某些物质的 加入量很少时，就可使水的表面张 力显著下降 。
➢ 从能量的角度看
增加液体的表面积实际上是将液体内部 分子拉倒表面的过程。由于表面分子有向内 运动的趋势，因此必须克服分子间的吸引力， 把分子拉开，才能将内部分子转移到表面而 增加表面积,这个过程中外界所消耗的功则转 化为表面层分子的位能，这种能量即称为表 面能或表面自由能（surface free energy）。 单位常用J/m2。
如果在活动边框上挂一重物， 使重物质量W2与边框质量W1所产生 的重力F（F=（W1+W2）g）与总的 表面张力大小相等方向相反，则金 属丝不再滑动。
受力平衡： F 2 l
表面张力： F 2l
l 是滑动边的长度，因膜有两个
面，所以边界总长度为2l， 就是垂
直作用于单位边界上的表面张力。
表面张力的物理意义：垂直通过液体表面 上的任一单位长度与液面相切的收缩的表 面力，单位常用mN/m。
O O C R 3
草木灰的主要成分是碳酸钾
19世纪中叶，一方面肥皂开始实现工业化大生产，另一方面， 也出现了化学合成的表面活性剂
1831年，福海梅最先用橄榄油和苦杏仁油制作出土耳其红油 1875年，土耳其红油被用于工业生产中
土耳其红油：橄榄油或苦杏仁油（都属于三甘酯 ）与硫酸反 应，深度磺化的产物，耐酸耐硬水（应属于磺酸盐型阴离子 表面活性剂）
1.3 表面活性剂的分子结构特点
表面活性剂由结构上不对称的两部分组成， 为双亲化合物。
➢亲水基: 极性基团。 易溶于水，具有亲水性质。
(疏油基)
➢ 亲油基: 非极性基团。 易溶于油，具有亲油性质。
(疏水基)
结构特点—双亲性
亲水基
亲油基
第三阶段（重新考虑以天然油脂为原料）：
20世纪中叶，随着现代工业发展，人类对煤、石油 等不可再生性资源依赖越来越强。
不可再生资源的有限性迫使人类不得不重新考虑用 天然油脂制备表面活性剂。
纵观表面活性剂的发展，其实也是洗涤剂的发展，近 半个世纪中，对洗涤剂的要求：
1.洗 涤 效 率 高
2.对 皮 肤 和 粘 膜 刺 激 小
3.对 环 境 无 污 染
4.易 于 生 物 降 解
1百度文库2 表面活性和表面活性剂
1. 界面与表面
界面（interface）：两相之间的接触层，即物质相与相之 间的分界面称为界面。包括气－液、气－固、液－液、固 －固和固－液五种；界面不是简单几何面，约有几个分子 厚；具有不同于构成界面两相的独特性质。
一般认为表面活性剂是这样一种物质，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形成分子有序组合体， 从而具有一系列应用功能。
1.1 表面活性剂的发展历史
第一阶段（以天然油脂为原料）： 肥皂的起源：
公元前2000年以前古罗马， 美索不达米亚，Sapo(肥皂)山上 进行祭祀，要焙烧大量的山羊肉 做为祭品供奉罗马诸神，焙烧时 流出的油脂流到草木灰中，从而 生成大量的肥皂物质，后被雨水 冲到sapo山脚下，被河岸的泥土 吸收，这里的泥土的去污效果， 被善男信女误认为是神意。
另也有大量传说称肥皂起源在五千多年前。 古代埃及一个给国王做饭的厨师，不慎把一盆油 打翻在炭灰里，当他赶忙扔掉后回来洗手时，发 现手洗得特别干净，他觉得很惊奇抓来一些叫其 他厨师试用，效果也一样。国王知道后便叫人仿 制，这就是肥皂的雏形。
化学原理：
O O C R 1 O O C R 2
O H -
羧 酸 盐 、 单 甘 酯 、 二 甘 酯 和 甘 油
第一章 绪论
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
1.1 表面活性剂的发展历史 1.2 表面活性和表面活性剂 1.3 表面活性剂的分子结构特点 1.4 表面活性剂的分类
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(surface)：有一相为气相的界面称为表面。包括液体 表面、固体表面。
表面是界面的一种，本课程将主要讨论表面。
2. 表面张力（surface tension）
(a) (b)
表面张力：是指一种使表面分子具有向内运 动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的 力。这就是当一滴单一成分的液体在恒温、 恒压条件下达平衡时，则总呈球状，即具有 最小的表面积。由于表面分子受力不平衡而 产生的张力。
第二阶段（以矿物为原料）：
19世纪初，矿物原料制备洗涤剂 随着石油工业的发展，石油用来制备洗涤剂。
例如：石油磺酸皂具有良好的水溶性，称绿钠（第一个 矿物原料制得的洗涤剂）
第一次世界大战期间，油脂出现短缺。煤炭产量→煤 化工业发展→短链烷基、萘磺酸盐类表面活性剂，如丙 基萘磺酸盐、丁基萘磺酸盐。
第二次世界大战更是加速了矿物原料制备表面活性剂 的进程。
如油酸钠就是 这样一种物质。
上述1类物质无表面活 性，因而属于非表面 活性剂；2类物质具有 表面活性，但不是表 面活性剂；只有3类物 质才可成为表面活性 剂。
表面活性
能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质则称为表面活性物质。
表面活性剂
它能吸附在表面上，在加入量很少时即能大大地 降低溶剂的表面张力，可显著改变表面的物理化 学性质，从而产生润湿、乳化、起泡以及增溶等 一系列应用功能。
为什么会产生表面张力和表面自由能？
液体的表面张力来源于 物质的分子或原子间的范德 华力。
➢体相内部每个分子所受其 周围分子作用力对称。 ➢液体表面上的分子所受液 相分子的引力比气相分子对 它的引力强，结果产生了表 面分子受到指向液体内部并 垂直于界面的引力。
因此，液体表面有自动收 缩现象。
液体表面