胶体及界面化学相关理论的应用.pptx

;目 录;;;;;;;;; 固体表面的分子与液体表面一样具有不 饱和的分子间力。由于固体表面的不均匀程 度远大于液体表面，因而具有更高的表面自 由焓。 液体≤100mJ.m-2 或者100mN.m-1 固体：低能表面≤100mJ.m-2 高能固体表面 100 ～5000mJ.m-2;;表面活性剂在缓蚀剂方面的应用;※ 表面活性剂分子的非极性基团在金属表面形成疏水保护膜，阻碍了与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移，这种“几何覆盖效应”会使金属腐蚀过程的阳极或阴极反应难以进行。【2】金属表面吸附膜的状态和性质同表面活性剂的表面活性有密切关系.表面活性剂的表面活性关系到其对金属的缓蚀能力与效率的高低.;▼ 表面活性与“几何覆盖效应” 表面活性剂吸附在金属的表面上，产生的“几何覆盖效应”主要取决于吸附层的紧密性和吸附层的稳定性，其中吸附层的紧密性由表面活性剂分子对金属表面的覆盖度和吸附量等决定:吸附稳定性则取决于吸附界面压、吸附自由能、吸附热等热力学吸附量.这些吸附参数都与表面活性剂的表面活性密切相关. ;表面活性与表面吸附量、界面压的关系 表面吸附量又称为吸附密度，指达到吸附平衡时单位金属表面所吸附的表面活性剂分子的摩尔数.根据Gibbs吸附公式和Young方程得到表面活性剂溶液的表面张力γ、接触角θ和吸附量Г的关系. （1） 式中，R为气体常数，T为绝对温度，c表示表面活性 剂的浓度. 当表面活性剂溶液浓度接近临界浓度CMC时， 表面张力γ就接近于临界表面张力γCMC，此时的Г会 趋向于饱和吸附量ГM。【3】 ; 将覆盖度θ＊和吸附量的关系式θ＊=Г/ГM代入式(l)，便可得表面张力和覆盖度的关系式. 表面活性剂分了的吸附使金属与溶液间的界面张力发生改变.由此可定义界面压二为: （2） 其中，γls0和γls、为形成吸附层前、后的界面张力.结合Young方程，得到: ;;;按金属腐蚀速率与表面张力之间的关系，结合金属腐蚀速率的Mathur经验式【5】及Arrhenius公式，得到金属腐蚀活化能等腐蚀参数同溶液表面张力之间的关系: （4） 式中，A为Arrhenius公式中的指前因了:Ea为腐蚀反 应的活化能:B是动力学参数，表示腐蚀速率的对数 随腐蚀介质浓度变化率((d1nV/dc); c为腐蚀介质的浓 度:a表示金属腐蚀速率随溶液表面张力的变化率 (dV/dγ); b的数值近似等于aγCMC.对于不同的缓蚀体 系，a和b值有所不同，可以根据不加缓蚀剂时的腐 蚀速率v0及溶液的临界表面张力γCMC等数据计算. ;;表面活性与缓蚀效率;;;Gemini表面活性剂是一类新型的表面活性剂，是通过联结基团将两个两亲体在头基处或紧靠头基处连接(键合)起来的化合物。与传统的表面活性剂相比，这种特殊化学结构的表面活性剂的表面活性更高，水溶性良好，Kraft点(临界胶束溶解温度)很低，应用温度范围更广，杀菌活性更强，在金属缓蚀领域的应用也己少量有报道。但是以多酞胺Gemini型化合物作为缓蚀剂的系统研究还未见报道。【7】;理论应用实际;;雨衣防水 理论原理：增大固液界面的接触角θ，使液滴呈球状不润湿固体。 以往的雨衣均为致密的棉织品，将其纤维表面加以防水处理（即令其表面憎水化），使水布之间的接触角θ变大，故水不能自由通过而起防水作用，但空气可以透过，所谓的水不能自由通过是指在加压条件下可以透过纤维间隙。目前使用的耐洗性防水剂有吡啶盐型和羟甲基酰胺型等。 常用的塑料雨衣为聚氯乙烯等薄膜制品，其临界表面张力为39mN/m，而水的表面张为72mN/m左右，故聚氯乙烯本身具有憎水性，不被水润湿。 ;洗涤剂的去污作用 洗涤剂的去污作用是一个很复杂的过程，它与渗透、乳化、分散、增溶以及起泡等各种因素有关，不同的污垢，要求不同的洗涤剂。 理论原理：表面活性物质的分子能定向地排列于任意两相之间的界面层中产生正吸附，使界面的不饱和力场得到某种程度的补偿，从而降低界面张力，使系统的表面吉布斯函数降低，稳定性增加。;表明由于水的界面张力大，而且润湿性差，只靠水是不能（或者很难）去污的。 说明加入洗涤剂后洗涤剂分子以亲油基向固体表面或污垢的方式吸附，结果在