染整助剂六表面活性剂化学结构和性能的关系.ppt

* * 第六章 表面活性剂结构与性能的关系 表面活性剂的化学结构 亲水性 （HLB） 亲水基 疏水基 分子量 表面活性剂的性质 表面活性剂的应用 一、HLB值定义 亲疏平衡(HLB)值：反映表面活性剂分子中亲水亲油间的平衡关系的值。 亲水性最强的表面活性剂：HLB＝40 亲水性最弱的表面活性剂：HLB＝1 可见，HLB值越大，表面活性剂的亲水性越强。 离子型表面活性剂:HLB=1～ 40 非离子表面活性剂:HLB=0～ 20 1、HLB值定义 （一）HLB值的影响 2、HLB值的计算 聚乙二醇型非离子表面活性剂 HLB= 亲水基部分的分子量 表面活性剂的分子量 ×20 例： 解： HLB= 440 440+220 ×20=13.3 由于石蜡没有亲水基，所以HLB＝0；聚乙二醇完 全由亲水基构成，HLB＝20。所以非离子表面活性剂 的HLB介于0～ 20之间。 n=10 HLB=7+∑H.V.(亲水基基团值)+ ∑L.V.（疏水基基团值） 例：油酸钾的HLB值 解： ∑H.V.＝（－COOK）＝21.1 ∑L.V.＝ (－CH3)×1＋(＝CH－)×2＋(―CH2―)×14 ＝(-0.475)×1＋(-0.475)×2＋(-0.475)×14 ＝ -8.1 HLB＝7＋ 21.1－8.1＝20 离子型表面活性剂：基团值法 混合表面活性剂 HLB＝ WaHLBa+WbHLBb Wa+Wb 以上内容你记住了吗？ C12H25OSO3Na 练 习 1、判断下列表面活性剂属哪种类型，并计算HLB值。 2、30％的Tween20(HLB值为16.7)与63％的Span20 (HLB值为8.6)混合的表面活性剂的HLB值为多少？ 3、表面活性剂HLB值与性质和用途关系 分散困难 微弱分散 略微分散 分散较易 分散容易 溶解或透明液 1～3 3～6 6～8 8～10 10～13 ＞13 消泡 W/O型乳化 润湿、渗透 O/W型乳化 净洗 增溶 1.5～3.0 3.0～6.0 7～9.0 8～18 13～15 15～18 性 质 HLB值范围 用 途 HLB值范围 1、亲水基类型与表面活性剂性质的关系 （二）亲水基与表面活性剂性质关系 2、亲水基大小与表面活性剂性质关系 3、亲水基位置与表面活性剂性质的关系 不同亲水基对表面活性剂性能的影响主要在溶解性、化学稳定性、 生物降解性、安全性（毒性）、温和性（刺激性）等方面。 亲水基类型与表面活性剂性质的关系 溶解性 离子型表面活性剂水溶性随温度升高而增加，具Krafft点； 非离子表面活性剂水溶性随温度升高而减小，具浊点。 化学稳定性 1、酸碱稳定性 非离子表面活性剂在酸碱中均较稳定； 阴离子型表面活性剂一般在酸中不稳定，碱中较稳定； 阳离子型表面活性剂一般在酸中较稳定，碱中不稳定。 2、无机电介质稳定性 离子型表面活性剂易受无机电介质的影响，在不生成沉淀的情况 下，无机电解质的加入常常能提高离子型表面活性剂的表面活性。但 高价金属离子能导致阴离子表面活性剂产生沉淀。非离子表面活性剂 和两性表面活性剂一般不受无机电解质的影响，抗硬水能力较好。 相溶性 非离子型表面活性剂 与其它几乎所有类型的表面活性剂都有很好 的相溶性，可复配使用。而离子型表面活性剂，特别是在阴、阳离子 表面活性剂复配使用时，虽可极大地提高表面活性，但必须遵从特殊 的复配规律：二者不能形成沉淀。而且此类混合体系一般只能在很低 浓度范围内得到均相溶液（有一些例外，但很少），而表面活性剂实 际应用时往往需要在更高浓度下才能发挥其应用功能。 吸附性 阳离子型表面活性剂易吸附到带负电的固体表面，而阴离子、非 离子表面活性剂则不易在固体表面发生强烈吸附。 生物降解性 温和性 所有表面活性剂中两性表面活性剂最易降解。 对皮肤刺激性最强的大多是阳离子表面活性剂。非离子表面活性 剂的刺激性一般都很低。多数阴离子表面活性剂和两性离子表面活性 剂的刺激居于上述两类之间。 安全性 生物活性比较：阳离子型＞阴离子型＞非离子型 两性表面活性剂具较小的毒性和较大的杀菌力，在毒性及杀菌性 组合上更优于上述表面活性剂。 亲水基大小与表面活性剂性质关系 1、亲水基体积增大影响到表面活性剂分子在表面吸附层 所占的面积，从而影响到表面活性剂降低表面张力的能力。 例：一般阳离子表面活性剂的γcmc比阴离子表面活性剂的高。 思考：烷基季铵盐，三甲基用三乙基替换