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乳化理论基础1.2
来源:欧凯米特研究中心   2009年6月25日

二、表面活性和表面活性剂
溶液表面张力随溶质浓度的变化
纯液体:T、P一定时,表面张力是一定的
溶液:表面张力会随浓度而改变
   ■   A:NaCl、Na2SO4等无机盐
   ■   B:醇类、酸类等大部分极性有机物
   ■   C:八碳以上的有机酸盐、有机胺盐、碳酸盐、苯磺酸盐等


 
表面活性:若是一种物质(甲)能降低另一物质(乙)的表面张力,就说甲对乙有表面活性

表面活性剂:能以很低的浓度就能显著降低溶剂的表面张力的物质叫表面活性剂(Freundlich,1930年) 

例外:水溶性某些高分子等

表面活性剂定义的扩展:
    能吸附在表(界)面上,在加入量很少时即可显著改变表(界)面的物理化学性质,从而产生一系列的应用功能 
三、表面活性剂的分子结构特点


 
四、表面活性剂的分类
按亲水基分类(溶于水时的离子类型)
   ■   离子型:溶于水时能离解成离子
              ■   阴离子型:极性基带负电
                        ■   羧酸盐(RCOO-M+)、磺酸盐(RSO3M+)、硫酸酯盐(ROSO3-M+)、磷酸盐(ROPO3-M+)等。(R:烷基,M主要为碱金属和铵(胺)离子
              ■   阳离子型:极性基带正电
                        ■   季铵盐(RNR‵3+A-)、烷基吡啶盐(RC5H5N+A-)、胺盐(RnNHm+A-,m=1~3,n=1~3,几个R基团也可以不同)等。A主要为卤素和酸根离子
              ■   两性离子型:分子中带有两个亲水基团,一个带正电,一个带负电
                        ■   正电性基团主要是胺基和季铵基,负电性基团则主要是羧基和磺酸基
                        ■   甜菜碱RN+(CH3)2CH2COO-
    ■   非离子型:溶于水时不能离解成离子,极性基不带电
              ■   有聚氧乙烯类化合物[RO(C2H4O)nH]、多元醇类化合物(如蔗糖、山梨糖醇、甘油、乙二醇等的衍生物)、亚砜类化合物(RSOR‵)、氧化胺(RNO)等
    ■   混合型;带有两种亲水基团,一个带电,一个不带电
              ■   醇醚硫酸盐R(C2H4O)nS04Na  

   
 
按疏水基分类
   ■   碳氢表面活性剂
               ■   疏水基为碳氢基团。
   ■   氟表面活性剂
               ■   疏水基为全氟化或部分氟化的碳氟链
   ■   硅表面活性剂
               ■   疏水基为由全甲基化的Si-O-Si、Si-C-Si或Si-Si主干,一般是二甲硅烷的聚合物
   ■   聚氧丙烯
               ■   由环氧丙烷齐聚得到,主要用来与环氧乙烷一起制备聚合型表面活性剂。
其它分类方法
   ■   从应用功能出发
               ■   乳化剂、洗涤剂、起泡剂、润湿剂、分散剂、铺展剂、渗透剂、加溶剂等
   ■   按照溶解特性
               ■   水溶性和油溶性表面活性剂。
   ■   按照分子量的大小
               ■   低分子量(一般表面活性剂)和高分子表面活性剂。
   ■   其它
               ■   普通表面活性剂与特种表面活性剂,合成表面活性剂、天然表面活性剂、生物表面活性剂等
五、表面活性原理
―表面吸附和溶液内部自聚


 
表面活性剂在表面吸附和在溶液中自聚的过程


 
(a)极稀溶液;(b)稀溶液;(c)CMC的溶液;(d)大于CMC的溶液
表面活性剂的γ-lgc曲线 

 
 
六、表面活性的表征


