SurfactantsChemistryanditsApplication表面活性剂化学及其应用.ppt

Surfactants Chemistry and its Application表面活性剂化学及其应用 应用化学 Introduction 绪论1、基本概念 （1）表面与界面(Surface and Interface)—物质相与相之间的“接界面”或“接触面”。 (a)物质(Substances)—同种或异种物质之间； (b)相(Phases)—物质的化学、物理性质相同的集合体。物质有G,L,S三种聚集态，两两组合扣去G-G无接界面外，自然界中存在五种界面：G-L, G-S, L-L, L-S, S-S。 （2）表面与界面张力Tension of Surface and Interface (a) 本体相分子Molecules of bulk phase; (b) 表面相分子Molecules of surface phase; (c) 表面张力(Tension of surface)-shrink force in surface). 液体表面的自动收缩现象； 自然状态的水滴、气泡、西瓜等等 表面的紧缩力—表（界）面张力。 f（紧缩力）= F（重力） = (W1+W2) = Wgg = 2?l ? = F/2l unit: N/m or mN/m （3）Specific Surface Gibbs Free Energy ( )T,P: reversible surface work -?w’ = dG -?w’ = Fdx = 2?ldx = ?dA= (dG)T,P = (?G/?A)T,P - 在恒温、恒压下增加单位表面积引起体系的Gibbs Free Energy的增加，unit: J/m2 Specific Surface Energy - Tension of Surface 同物质：同值、同量纲，但不同单位与意义 unit: N/m = J/m2 = ?103erg/cm2 = ?103 mN/m = ?103dyne/cm (4) 影响表面张力的因素——分子间力有关 温度对表面张力的影响 随温度升高，分子间力降低，液体的表面张力降低； Eotvos关系式：? V2/3=k(Tc-T) 式中：V为摩尔体积 压力对表面张力的影响 随压力升高，气相密度升高，液体表面的内向合力降低，液体的表面张力降低； Maxwell关系式: (??/ ?P)T,A=(?V/ ?A)P,T 2. Surfactants 表（界）面活性剂 （2）表面活性剂定义Definition of Surfactants 能大大降低溶液的表（界）面张力—— Adsorption on surface or interface (b) 能在本体相中形成胶团、胶束—— Micelle (c) 能产生润湿与反润湿、乳化与破乳、起泡与消泡、分散与絮凝以及增溶、洗涤等作用——Surface activity——的一类不对称化合物。 3、表面活性剂的结构特征 （1）双亲结构（Amphiphilic structure） 非极性的亲油基——Lipophilic groups 极性的亲水基——Hydrophilic groups 通过连接基或直接连接而成的不对称化合物——例如肥皂，硬脂酸钠学名十八烷基酸钠： （2）冰山结构（Iceberg structure） Hydrogen bond （氢键） 神奇液体——水（例如：?s ? ?l) 主要原因是氢键。一个水分子可形成四个氢键形成六元环结构，在液态时也会形成冰结构，为假晶结构(psudo crystal) （3）疏水相互作用(Hydrophobic interaction) 为避免形成冰山结构，表面活性剂的亲油剂在水中会向逃逸水的方向移动——疏水相互作用。 疏水相互作用的驱动力非能量，而是熵。 ?G = ?H-T?S ——熵驱动 亲油基——逃逸水——疏水基 （4）表面活性——表面活性剂疏水作用的直接结果: (a) 表（界）面吸附； (b) 胶束作用。 此两个基本特性则引发了一系列作用： 吸附——润湿、乳化、分散、泡沫等； 胶束——增溶。 (5) 离子及其离子氛氛（ Ionic atmosphere） 离子氛 离子强