精细化工概论第二版课件 教学课件 ppt 作者 丁志平 主编第3章 表面活性剂.ppt

精细化工概论 第三章 表面活性剂 第一节 概 述 一、 表面活性剂的定义及其结构特点和分类 1、 表面活性剂的定义 表面活性剂是指在溶剂中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质。表面活性剂可以产生润湿或反润湿，乳化或破乳，分散或凝集，起泡或消泡，增溶等一系列作用。素有工业味精之美称，广泛应用于洗涤剂、纺织、皮革、造纸、塑料、橡胶、农药、冶金、矿业、医药、建筑、化妆品等工业。它是精细化工最重要的产品之一。 第一节 概 述 2、 表面活性剂的结构特点 表面活性剂具有如下结构特点： （1）双亲性 表面活性剂的分子结构具有不对称的极性的特点，分子中同时含有亲水性的极性基团和亲油性的非极性基团——亲水基和亲油基，因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的双亲性。 （2）溶解性 表面活性剂至少应溶于液相中的某一相。 （3）表面吸附 表面活性剂的溶解，使溶液表面自由能降低，产生表面吸附，在达到平衡时，表面活性剂在界面上的浓度大于溶液整体中的浓度。 （4）界面定向 吸附在界面上的表面活性剂分子，定向排列成分子膜，覆盖于界面上。 （5）形成胶束 当表面活性剂在溶剂中的浓度达到一定值时，其分子会产生聚集生成胶束，这一浓度的极限值称为临界胶束浓度（简称CMC）。 （6）多功能性 表面活性剂在其溶液中显示多种复合功能。如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等。 第一节 概 述 3、 表面活性剂的分类 （1）阴离子表面活性剂 这类表面活性剂在水溶液中能解离出带负电荷的亲水性基团，按其亲水基又可分为： ① 羧酸盐型 R-COONa ② 硫酸酯型 R-OSO3Na ③ 磺酸盐型 R-SO3Na ④ 磷酸酯型 R-OPO3Na 在阴离子表面活性剂中，最重要的是直链烷基苯磺酸盐，它是洗涤剂和清洗剂中最重要的表面活性剂。随着生产技术的进步，脂肪醇醚和脂肪醇硫酸盐的产量也有了大幅上升。 第一节 概 述 （2）阳离子型表面活性剂 这类表面活性剂在水溶液中能解离出带正电荷的亲水性基团。又可分为： ① 胺盐型 R-NH2·HCl R-NH(CH3)·HCl ② 季铵盐型 R – N+(CH3)3Clˉ R-N(CH3)2·HCl ③ 其它型 阳离子表面活性剂中最重要的是双十八烷基双甲基氯化铵(C18H37)2 N+(CH3)2Clˉ，季铵盐氮原子上的正电荷为分子提供了水溶性，它主要用作纺织品的柔软剂和抗静电剂。 第一节 概 述 （3）两性离子表面活性剂 这类表面活性剂在它的分子中同时含有可溶于水的正电性和负电性基团。在酸性溶液中，正电性基团呈阳离子性质，显示阳离子型表面活性剂性质；在碱性溶液中，则负电性基团呈阴离子性质，显示阴离子表面活性剂性质；而在中性溶液中，则呈非离子性质。它主要包括以下三类： ①氨基酸型 R—NHCH2CH2COOH ②甜菜碱型 R—N+(CH3)2CH2COOˉ ③味唑啉型 第一节 概 述 （4）非离子型表面活性剂 这类表面活性剂溶于水后不离解成离子，因而没有带电荷的基团，但同样具有亲水性和亲油性。按其亲水基结构可分为以下四类： ①醚型 R―O (C2H4O)n H 其亲水基为氧乙烯基 (OCH2 CH2 )n ②酯型 多元醇的脂肪酸酯 ∣ H—C—OH ∣ H—C—OH ∣ ③醚酯型 多元醇脂肪酸酯的氧乙烯醚R—COOR′(OCH2CH2 )n OH ④多元醇