(参考)纺织化学表面活性剂课后题

1.表面活性剂的化学结构特点是什么?

表面活性剂分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团

2. 表面活性剂有哪些类型? 举例说明.

1、阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠

2、阳离子表面活性剂：季铵化物

3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型

4、非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温）

3. 写出下列表面活性剂的化学名称并判别类型:

4 表面活性剂水溶液的特点是什么？

起泡性

5 何谓表面活性？

如果A物质能降低B物质的表面张力，通常可以说A物质(溶质)对B物质(溶剂)有表面活性。

6 表面活性剂为何能够降低水溶液的表面张力？

表面活性剂是两亲分子，亲水基是极性基团，亲油基就是碳氢链。表面活性剂溶于水后，由于亲油部分希望脱离水，故在表面富集（称为表面吸附），亲水基插在水中，亲油基竖在水面。等于将水的表面变成了亲油基紧密排列的表面，这种表面相当于烷烃的表面，表面张力降低。

第三章

1.表面活性剂可以通过哪些作用方式吸附在固液界面上?

当溶液浓度较低时，一般认为表面活性剂在固

体表面的吸附是单分子(或离子)吸附，可能发生的吸附有离子交换吸附(如图3-7所示)、离子对吸附及兀电子极化吸附、色散力吸附和憎水作用吸附。

2. 表面活性剂在高能表面及低能表面的吸附有何不同?

3．影响吸附的因素有哪些?

(1)表面活性剂碳链2）温度3）pH值(4)不同类型表面活性剂(5)吸附剂(物)的表面性质(6)电解质

4．指出下列体系中胶团的结构及其对有机物的加溶作用方式:.蔗糖加溶于十二烷基硫酸钠水溶液中、辛醇加溶于十六烷基磺酸钠水溶液中。

5．在100克纯净水中只能溶解0.07克苯，加入10克油酸钾后就能溶解7克苯，使水对苯的溶解量提高到原来的100倍。解释这一现象产生的原因。

6.什么叫加溶作用? 加溶作用有何特点? 加溶作用方式有哪些?

能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著提高的现象称之为表面活性剂的加溶作用。1）只有在表面活性剂浓度高于cmc 时加溶作用才明显表现出来2）加溶作用不同于水溶助长作用水溶助长作用是使用混合溶剂来增大溶解度

3）加溶作用不同于乳化作用加溶后不存在两相，溶液是透明的，没有两相的界面存在，是热力学上的稳定体系。而乳化作用则是两种不相混溶的液体，一种分散在另一种液体中的液－液分散体系，有巨大的相界面及界面自由能，属热力学上不稳定的多分散体系。

4）加溶作用不同于一般的溶解通常的溶解过程会使溶液的依数性，如冰点、渗透压等有很大改变，但碳氢化合物被加溶后，对依数性影响很小，这说明在加溶过程中溶质没有分离成分子或离子，而以整个分子团分散在表面活性剂溶液中，因为只有这样质点的数目才不会增多。

5）加溶作用是个自发过程，被加溶物的化学势加溶后降低，使体系更趋稳定。

6）加溶作用是处于平衡态，可以用不同方式达到。在表面活性剂溶液内加溶某有机物的饱和溶液，可以由过饱和溶液或由逐渐溶解而达饱和，这两种方式所得结果，被实验证明完全相同。

方式：1．加溶于胶团的内核2．加溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处3．吸着于胶团的外壳4．加溶于聚氧乙烯链间上述四种加溶方式其加溶量有以下规律4>2>1>3。

7．简述离子型表面活性剂的Krafft点和非离子型表面活性剂的”浊点”，并解释它们产生的原因。

离子型表面活性剂在水中的溶解度在低温时只随温度的升高缓慢地增加，但温度升至某一值后，溶度即迅速增大，这一点的浓度其实就是该温度下的cmc ，同系列表面活性剂的Krafft 点随碳氢链长度增加而升高。因此Krafft 点高者亲油性好，亲水性差，反之Krafft点低者亲水性好，而亲油性差。

2）非离子型表面活性剂的浊点

我们称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，溶液呈现混浊时的温度为非离子表面活性剂的“浊点”

8．什么是表面活性剂的HLB 值？它有何用处？

表面活性剂的亲水亲油性质可以用一个HLB值定量表示。HLB是Hydrophile Lyophile Balance的缩写，即亲水亲油平衡。表面活性剂的HLB 值的范围为1～40由小到大亲水性增强。一般HLB小于l 0则认为亲油性好，大于l 0则认为亲水性好。

用处：消泡剂，W／O 乳化剂，润湿剂，0／W乳化剂，洗涤剂，加溶剂

9．什么是表面活性剂水溶液的临界胶团浓度? 什么是表面活性剂的效率和效能? 影响临界胶团浓度大小的因素有哪些?

1）溶液性质发生突变时的浓度，亦即形成胶团时的浓度，称为临界胶团浓度

2）表面张力或界面张力(γ)降低能力的评价有两种方法。一种是将γ降低至一定值以下，比较所需要的表面活性剂浓度。此种方法是评价表面活性剂降低表(界)面张力的效率(efficiency)。另一种方法是表面活性剂能使溶液的表面张力降低到可能达到的(一般在cmc 附近)最小值(γcmc)，而不考虑表面活性剂的浓度，这种方法是评价表面活性剂降低表(界)面张力的能力(effectiveness)。

3）随碳原子数

10．10．解释表面活性剂溶液的g-с曲线上为什么常会出现最低点？

11．11．表面活性剂的主要性能参数有哪些？

12．12．描述下列溶液的胶团结构.

13．1) 十六烷基三甲基溴化铵水溶液

14．2) 十二烷基硫酸钠水溶液

15．3) 二壬基磺酸钙在十二烷溶液中

第一节、第二节

1．简述下列各物理概念：内聚功；粘附功；铺展；接触角

WSL称为粘附功，当WSL >0时，粘附过程可自发进行，它可以用来衡量液体与固体结合的牢固程度。W 越大液体和固体结合得越牢。也可用来表征两相分子间相互作用力的大小。

铺展过程(spreading wetting)是气－固界面被固－液界面代替的过程，这个过程的能量变化可用铺展系数S表示

若在固、液、气三相交界处，作气－液界面的切线，自此切线经过液体内部到达固－液交界线之间的夹角，被称之为接触角(contact angle)，以θ表示

2.何为粘附张力? 为什么说它在液体铺展过程中占有重要地位?

A 称为粘附张力，它反映液体在固体表面上取代气体的能力。

原因：粘附张力A为三种润湿过程的驱动力，对抗液体收缩表面，反映了液体在固体表面取代液体的能力。

铺展过程是润湿三个过程中的最高标准，能铺展则必然浸湿、沾湿，反之则不然。

3．润湿临界表面张力的物理意义是什么？它有何用处？

4．固体表面张力、液体表面张力分别对液体在固体表面的表面接触角大小有何影响?

5. 什么是自憎现象？其机理是什么？

即把原来的高能表面变为了低能表面。此低能表面的临界表面张力γC又低于自憎液体自身的表面张力，因此不能在其自身的单分子吸附膜上铺展。这就是高能表面的自憎现象

6.解释辛醇不能在玻璃表面铺展的原因

如辛醇、正辛酸它们的表面张力不高，却不能在金属及玻璃上展开。类似辛醇、正辛酸这样的液体称为自憎液体。所谓自憎液就是液体自身的表面张力大于自身被吸附后的单分子层的表面张力，因而它不能在自己的单分子层上铺展。这种液体称之为自憎液体。自憎液体往往是两性分子。

7.画出润湿剂的分子结构示意图, 并解释这种结构有何特点?

良好的润湿剂其疏水链应具有侧链的分子结构，且亲水基应位于中部如图4-8(b)，Surfynol l04 和AOT 是典型的润湿剂，或者是碳氢链为较短的直链，亲水基位于末端如图4-8(a)。由于润湿取决于在动态条件下表面张力降低的能力，因此润湿剂不仅应具有良好的表面活性，而且既要能降低表面张力又要能扩散性好，能很快吸附在新的表面上。

8. 用防水剂处理过的纺织品为何能防水?

织物防水问题实际上就是多孔性固体表面的渗透现象，即伴随着毛细现象发生使用具有能与纤维亲水基反应的官能团和长链脂肪族疏水链的防水处理剂。是防水处理是使形成充填－CH3 基团的表面层或长碳氢链的疏水层，防水剂的结合方式可以是化学键也可以是非化学键

第三节

1.什么是乳状液？什么叫乳状液的“内外”相? 乳状液有几种类型? 如何鉴别乳状液的类型?

乳状液是指一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系。乳状液的液珠直径一般都大于0．1um，因此属粗分散体，由于体系呈现乳白色而被称为乳状液。在乳状液体系中，以珠状形式存在的相称为内相，由于其不连续性又称为不连续相或分散相。而另一相称为外相，由于其是连续的又称为连续相或分散介质。

2.如何利用HLB 体系及PIT 体系来选择乳化剂和配制乳状液?

3.十二烷基硫酸钠与十二醇复配作乳化剂的机理是什么?

4.什么是乳状液的分层, 絮凝, 破乳现象?

分层是形成了相体积分数不相等的两个乳状液，这是由于油水两相的密度差造成的

乳状液的液珠可以通过范德华相吸力，聚集形成松散的絮团，絮凝过程是可逆的

乳状液发生油水分层的现象称之为破乳，此时乳状液完全被破坏了

5. 某O/W型乳状液PIT 温度为60℃, 其贮存温度及制备温度应为多少?

6. 影响乳状液稳定性的因素主要有哪些? 乳状液破坏一般要经过哪三种变化?

1）界面张力2）界面膜的性质3）界面电荷4）乳状液分散介质的粘度

7. 对于一给定的油水体系, 怎样确定其最佳HLB值? 怎样根据最佳HLB值配制此油水体系的乳状液?

8. 某油-水体系，80%的Tween 60（HLB=14.9）与20%的Span60(HLB=4.7) 组成的混合乳化剂

乳化效果最好。若现在只有Span 80 (HLB=4.3) 与Tween 40 (HLB=15.6)，问二者应以何种比例混合作为此油水体系的乳化剂？

第四节

1.影响界面膜与泡沫稳定性的因素有哪些? 为什么?

a)表面粘度b)界面膜的弹性才c）外液膜内液体的粘度

2.简述消泡剂的消泡机理。

，消泡剂大多属于表面活性剂类型，其作用机理有以下四种1．消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡2．消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用

而消泡3．消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡4．固体颗粒消泡作用机理

3.泡沫产生的条件和破坏的机制分别是什么?

条件：1．气液接触2．发泡速度高于破泡速度

破坏机制：1．泡沫液膜的排液减薄2．气泡内气体的扩散

4. 表面活性剂水溶液为何易于产生泡沫?

因为表面活性剂的存在不仅使发泡变得容易，而且使发泡速度超过破泡速度，从而得到稳定的泡沫。表面活性剂会以疏水的碳氢链伸入气泡的气相中，而亲水的极性头伸入水中。形成由表面活性剂吸附在气一水界面上形成单分子膜所产生的气泡。当气泡上升露出水面与空气接触时，表面活性剂就吸附在液面两侧形成双分子膜。此时的气泡有较长的寿命，随着气泡不断地产生堆积在液体表面就形成的泡沫。

第五节

1．污垢与纤维间的结合方式有哪些？

1．化学结合2．静电力结合3．机械结合4．油性结合

2．简述在洗涤过程中，洗涤剂去除油性污垢和固体污垢的机理。

油性污垢：卷缩机理，乳化机理，溶解机理，化学反应去污机理，液晶形成机理

固体污垢：润湿机理，扩散溶胀机理

3．简述洗涤过程中影响洗涤作用的因素

1．表面活性剂的分子结构2、表面张力3．吸附作用4．增溶作用5．乳化作用6．泡沫作用7．表面活性剂浓度8．温度9．pH 值10．纺织品物理特性11．机械作用

第六节

1．表面活性剂对固体颗粒物质在水溶液中的分散作用是怎样实现的？

在应力作用下，固体颗粒表面会产生间隙或裂缝，这样表面活性剂会向这些间隙和裂缝处渗透，降低使粒子碎裂所需要的机械功，从而增加间隙和裂缝的深度，并降低其自愈能力，妨碍表面的再结合，使粒子被碎裂成更小的晶体，并逐步分散在液体介质中。

2．表面活性剂对水溶液中的分散物质是怎样起到絮凝作用的？

1．中和或降低了分散粒子的Ster n层电位

带电的固体粒子界面与紧密吸附层之间的电位差称为分散粒子的stern层电位。带电荷的固体粒子吸附具相反电荷的表面活性剂离子，从而使分散粒子Stem 层电位降低，粒子间排斥力减小。在水介质中，它使固液界面张力提高，与水的接触角增加，使固体粒子易于凝聚，尤其是表面活性剂的浓度低时，此即为絮凝剂性质。

2．架桥作用

当分子比较大时，分子中的某些部分被固体粒子吸附，从而通过此分子将固体粒子相对地聚集起来，称为架桥絮凝。如果水介质中固体粒子密度大，

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