表面活性剂及其在纺织加工中的应用.ppt

第二章 表面活性剂及其在纺织加工中的应用 第一节 表面活性剂的分类、作用 第二节 乳化作用及其在纺织加工中的应用 第三节 润湿与渗透作用及其在纺织中的应用 第四节 抗静电作用及其在纺织中的应用 第五节 洗涤作用及其在纺织中的应用 第一节 表面活性剂的分类、作用 一、基本概念 二、表面活性剂的分类及其作用 一、基本概念 （一）表面活性剂的定义 （二）表面活性剂的结构特点 （三）表面活性剂的作用原理 （四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB） （一）表面活性剂的定义 所谓表面活性剂，是指当其溶于水中时，即使浓度很小也能显著地降低水同空气间的表面张力或水同其它物质（如纤维、纱线）间的界面张力的物质。 表面张力 众所周知，在一杯水中处于中间的水分子，受到周围水分子的吸引力是平衡的，而在水与空气界面上的水分子受到空气的吸引力要比水的吸引力小得多，这样就存在着将表面上的水分子向下拉的力，引起表面积收缩，这种作用于气-液界面之间，使表面收缩的力称为表面张力。 一般说，物体相界面（如液-液、液-固、液-气）之间的张力为界面张力，而特把液-气相界面间的张力叫做表面张力。 （二）表面活性剂的结构特点 任何水溶性表面活性剂都具有不对称的分子结构特点。其中的一端是憎水基团，此端为非极性基团。另一端为极性基团，具有一个或几个亲水基。 1、水溶性的亲水基（疏油基） 2、油溶性的憎水基 1、水溶性的亲水基（疏油基） （1）与水有较大亲和力的原子团。如羟基、磺酸基、羧基等。 （2）用球形 表示，球的直径代表作用范围的大小。 2、油溶性的憎水基 （1）与油有较大亲和力的原子团，一般是C12-C16长链烷基或具有支链，或者被杂原子或者环状原子团所中断。 （2）用棒形 表示，其直径代表作用范围的大小，棒长表示链的长短。 （三）表面活性剂的作用原理 当纤维、纱线、油等物质（为方便计，以下泛称为油或油相）于水接触时，由于油、水界面间存在着较大的界面张力，都力图保持自己的原有状态，水不易润湿纤维、纱线或油等物质，这对纤维、纱线的加工很不利。 1、作用原理 2、临界胶束浓度（CMC） 3、浓度与性质的关系 1、作用原理 在油水中加入表面活性剂以后，由于它的不对称结构特点，使它在油、水界面之间发生定向吸附作用，极性端的亲水基指向水，非极性端的憎水基指向油，结果就在油、水相之间形成了一个表面活性剂的分子膜，从而降低了油、水相之间的界面张力。 2、临界胶束浓度（CMC） 其它条件不变时，表面活性剂的性质与使用的表面活性剂浓度有关。当表面活性剂的水溶液浓度达到CMC值时，表面活性剂的去污力、可溶性、表面张力、界面张力等性质发生急剧的变化，以后浓度在增加，除可溶性继续增加外，其它性质很少变化。此时的CMC即为临界胶束浓度。 严格的说，临界胶束浓度并非一个点，它有一定的范围，因此临界胶束浓度叫做临界胶束浓度范围更恰当。 3、浓度与性质的关系 （1）极稀溶液中 （2）稀溶液中 （3）临界胶束浓度溶液中 （4）大于临界胶束浓度溶液中 在使用表面活性剂时，其浓度均应稍大于临界胶束浓度，否则不能充分发挥表面活性剂的作用。各种表面活性剂的性能由于亲水基、憎水基的结构、性能及其组合不同，可以表现为乳化作用，渗透作用、洗涤作用、抗静电作用、扩散作用及消泡作用等。 （1）极稀溶液中 （2）稀溶液中 表面活性剂浓度增加，为使其在水中处于稳定状态，则有两个途径： （3）临界胶束浓度溶液中 （4）大于临界胶束浓度溶液中 （四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB） 表面活性剂具有不对称的构造，由于构成亲油端和亲水端的基团可以很多，因此，这些基团对表面活性剂整体的亲油性或亲水性的影响亦各不相同，亲油端的亲油强度大，相对地亲水端的亲水强度较小，则该表面活性剂表现出较强的亲油性。反之，则表现出较强的亲水性。 1、基本概念 2、表面活性剂的性能与HLB值的关系 3、HLB值的获取方法 （1）查表法 （2）计算法 （3）实验法 1、HLB的基本概念 HLB值是定量反映表面活性剂中两端不同基团对表面活性剂亲油性或亲水性的综合影响程度。HLB值的大小不仅影