大学化学第八章表面活性剂化学(课堂PPT)
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烷基二甲基甜菜碱性
非 离 子 型 平平加、OP等
特种表面活性剂 氟碳表面活性剂、硅表面活性剂
15
1、表面活性剂的基本作用
润 湿 液体在固体上的铺展。 润湿剂 使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂。 渗 透 液体在多孔性固体上的湿透能力。 渗透剂 使某物体渗透或加速渗透的表面活性剂。
16
(1) 乳化、分散作用
22
2、表面活性剂的应用
(1) 金属清洗剂
金属清洗剂一般由多种表面活性剂和助剂组成， 不仅能清除油污，而且还兼有缓蚀、防锈功能，pH 值一般控制在8~10范围，活性剂含量在40%~80%范 围，助剂1%~2%。表面活性剂大多是非离子型和阴 离子型，常混合使用。
(2) 电镀液添加剂
23
1970年 世界表面活性剂产量 1996年 世界表面活性剂产量
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳
定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动
聚结成大粒子。
5
胶粒的结构
例2：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式：
[(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3–
胶核 |______________________________| |________胶__粒_（__带_正__电__）_____________________|
胶团（电中性）
6
胶 团 构 造 示 意 图
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
Ag+ Ag+ Ag+
Ag+
Ag+
NO3-
Ag+
NO3-
Ag+
(AgI)m 胶核
Ag+ Ag+
胶 粒
Ag+ Ag+ Ag+
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
胶 团
7
胶粒的结构
胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子 聚结形成胶粒的中心，称为胶核；
第三章 表面活性剂化学
§1 分散系统 (dispersed system)
分散相与分散介质
把一种或几种物质分散在另一种物质中就构 成分散体系，简称分散系。其中： 被分散的物质称为分散相(dispersed phase)； 另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。 如：盐水、糖水、牛奶、云层等。
然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形 成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形 成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电 荷的胶粒； 胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。
8
胶粒的聚沉和保护 聚沉：加入电解质
两种带异号电荷的胶粒混合 加热
保护：
9
表面活性剂
从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均 可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面 张力的这类化合物称为表面活性剂。
油包水型(W/O)
少量水分散在大量油中 连续相：油 分散相：水
18
油
水包油型(O/W)
强烈振荡
水
油包水型(W/O)19
(2) 起泡、消泡作用
泡沫是不溶性气体分散于液体或熔融固体中形 成的分散系。 ① 起泡剂 能起稳定泡沫的物质为起泡剂。
起泡剂大多为高碳脂肪酸类或高碳醇类阴离子、 非离子、两性表面活性剂。
2.胶体分散体系
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。
3.粗分散体系
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系 ，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
4
胶体的特性
（1）特有的分散程度
2
分散体系分类 按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 <10-9 m 白酒 •胶体分散体系 1 ~100 nm 溶胶 •粗分散体系 >100 nm 黄河水
3
1.分子分散体系
分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶， 没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。
亲水基: 极性基团。 易溶于水，具有亲水性质。
常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基和羟基等。
亲油基: 非极性基团。 易溶于油，具有亲油性质。
(憎水基) 一般为长链烃基。
结构特点—双亲性
13
亲水基
亲油基
14
2、表面活性剂分类
按亲水基团的结构分类 阴离子
离 子 型 阳离子
两性
如 肥皂、磺化油、 如 烷基三甲基氯化铵 如 十二烷基氨基丙酸钠
粒子的大小在10-9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透过 半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。
（2）多相不均匀性
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复 杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不 一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
（3）热力学不稳定性
表面活性剂发泡的性能可用来制造灭火剂。
20
② 消泡剂 能破坏泡沫的物质为消泡剂。 消泡剂大多为溶解度较小的高级醇，它们将泡沫 中的起泡剂分子替代出来，使气泡强度下降，稳 定性被破坏。
21
（3） 洗涤作用 从固体表面除掉污物的过程为洗涤。
洗涤作用是湿润、渗透、乳化、分散、增溶等多种 作用的综合作用。一种去污效果好的表面活性剂， 并不表明各种性能都好，只是各种性能综合配合的 好。
① 乳化、分散作用
乳化作用：使非水溶性物质在水中呈均匀乳化 或分散状态的现象。
乳 化 剂：能使一种液体(如油)分散在水中或 另一种液体中的物质。
分散作用：一种固体微粒均匀的分散于另一种 液体中的现象。
分 散 剂：能使一种固体微粒分散在另一种液
体中的物质。
17
② 油与水乳化形式
水包油型(O/W) 少量油分散在大量水中 连续相：水 分散相：油
320万吨 1000多万吨
其中 >50% >20% 其余
用于纤维工业 用于洗涤剂工业 用于其它行业
应用特点： 用量小，收效大。
“工业味精 ”
本章结束
素材和资料部分来自 网络，如有帮助请下载!
பைடு நூலகம்
表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。
表面张力
物质的表面具有特殊的性质，这是由于表面层 分子与内部分子所处的力学状态不同引起的。
气相 表面层 液相
11
8.1 表面活性剂结构特点和分类
表面活性剂结构特点 表面活性剂分类
1、表面活性剂结构特点
表面活性剂由结构上不对称的 两部分组成， 为双亲化合物。
非 离 子 型 平平加、OP等
特种表面活性剂 氟碳表面活性剂、硅表面活性剂
15
1、表面活性剂的基本作用
润 湿 液体在固体上的铺展。 润湿剂 使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂。 渗 透 液体在多孔性固体上的湿透能力。 渗透剂 使某物体渗透或加速渗透的表面活性剂。
16
(1) 乳化、分散作用
22
2、表面活性剂的应用
(1) 金属清洗剂
金属清洗剂一般由多种表面活性剂和助剂组成， 不仅能清除油污，而且还兼有缓蚀、防锈功能，pH 值一般控制在8~10范围，活性剂含量在40%~80%范 围，助剂1%~2%。表面活性剂大多是非离子型和阴 离子型，常混合使用。
(2) 电镀液添加剂
23
1970年 世界表面活性剂产量 1996年 世界表面活性剂产量
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳
定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动
聚结成大粒子。
5
胶粒的结构
例2：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式：
[(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3–
胶核 |______________________________| |________胶__粒_（__带_正__电__）_____________________|
胶团（电中性）
6
胶 团 构 造 示 意 图
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
Ag+ Ag+ Ag+
Ag+
Ag+
NO3-
Ag+
NO3-
Ag+
(AgI)m 胶核
Ag+ Ag+
胶 粒
Ag+ Ag+ Ag+
NO3-
NO3-
NO3-
NO3-
胶 团
7
胶粒的结构
胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子 聚结形成胶粒的中心，称为胶核；
第三章 表面活性剂化学
§1 分散系统 (dispersed system)
分散相与分散介质
把一种或几种物质分散在另一种物质中就构 成分散体系，简称分散系。其中： 被分散的物质称为分散相(dispersed phase)； 另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。 如：盐水、糖水、牛奶、云层等。
然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形 成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形 成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电 荷的胶粒； 胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。
8
胶粒的聚沉和保护 聚沉：加入电解质
两种带异号电荷的胶粒混合 加热
保护：
9
表面活性剂
从广义上讲，能使体系表面张力降低的溶质均 可称为表面活性物质；但习惯上只将显著降低表面 张力的这类化合物称为表面活性剂。
油包水型(W/O)
少量水分散在大量油中 连续相：油 分散相：水
18
油
水包油型(O/W)
强烈振荡
水
油包水型(W/O)19
(2) 起泡、消泡作用
泡沫是不溶性气体分散于液体或熔融固体中形 成的分散系。 ① 起泡剂 能起稳定泡沫的物质为起泡剂。
起泡剂大多为高碳脂肪酸类或高碳醇类阴离子、 非离子、两性表面活性剂。
2.胶体分散体系
分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。
3.粗分散体系
当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系 ，放置后会沉淀或分层，如黄河水。
4
胶体的特性
（1）特有的分散程度
2
分散体系分类 按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 <10-9 m 白酒 •胶体分散体系 1 ~100 nm 溶胶 •粗分散体系 >100 nm 黄河水
3
1.分子分散体系
分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶， 没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。
亲水基: 极性基团。 易溶于水，具有亲水性质。
常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基和羟基等。
亲油基: 非极性基团。 易溶于油，具有亲油性质。
(憎水基) 一般为长链烃基。
结构特点—双亲性
13
亲水基
亲油基
14
2、表面活性剂分类
按亲水基团的结构分类 阴离子
离 子 型 阳离子
两性
如 肥皂、磺化油、 如 烷基三甲基氯化铵 如 十二烷基氨基丙酸钠
粒子的大小在10-9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透过 半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。
（2）多相不均匀性
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复 杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不 一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
（3）热力学不稳定性
表面活性剂发泡的性能可用来制造灭火剂。
20
② 消泡剂 能破坏泡沫的物质为消泡剂。 消泡剂大多为溶解度较小的高级醇，它们将泡沫 中的起泡剂分子替代出来，使气泡强度下降，稳 定性被破坏。
21
（3） 洗涤作用 从固体表面除掉污物的过程为洗涤。
洗涤作用是湿润、渗透、乳化、分散、增溶等多种 作用的综合作用。一种去污效果好的表面活性剂， 并不表明各种性能都好，只是各种性能综合配合的 好。
① 乳化、分散作用
乳化作用：使非水溶性物质在水中呈均匀乳化 或分散状态的现象。
乳 化 剂：能使一种液体(如油)分散在水中或 另一种液体中的物质。
分散作用：一种固体微粒均匀的分散于另一种 液体中的现象。
分 散 剂：能使一种固体微粒分散在另一种液
体中的物质。
17
② 油与水乳化形式
水包油型(O/W) 少量油分散在大量水中 连续相：水 分散相：油
320万吨 1000多万吨
其中 >50% >20% 其余
用于纤维工业 用于洗涤剂工业 用于其它行业
应用特点： 用量小，收效大。
“工业味精 ”
本章结束
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பைடு நூலகம்
表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。
表面张力
物质的表面具有特殊的性质，这是由于表面层 分子与内部分子所处的力学状态不同引起的。
气相 表面层 液相
11
8.1 表面活性剂结构特点和分类
表面活性剂结构特点 表面活性剂分类
1、表面活性剂结构特点
表面活性剂由结构上不对称的 两部分组成， 为双亲化合物。