第4章-表面活性剂ppt课件.pptx

授课人：蒋凌翔

材料科学与工程系;1.表面活性剂的概念

溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种：

1）物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于此类物质的强电解质有无机盐、酸、碱等；

2）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如低碳醇、羧酸等有机化合物；

3）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但降到一定程度后，就变得很慢或几乎不下降。;能使溶剂（通常为水）表面张力降低的物质称为具有表面活性的物质，即表面活性剂(surfactant)。

表面活性剂的加入不仅能明显降低表面张力，而且它还具有润湿或反润湿，乳化或破乳，起泡或消泡，及增溶、分散等一系列作用。;表面活性剂的概念;表面活性剂的概念;表面活性剂的概念;7/113;8/113;冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。

但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。;10;;2表面活性剂分子的结构特点;表面活性剂亲水示意图;表面活性剂的分子结构特点;图4-3表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系;图4-4不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响（30℃）;1）7碳原子以下，降低表面张力不明显

2）8-20个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的表面活性。

当亲油基为直链或支链烷烃，8-20个碳原子时为合适；

当亲油基为烷基酚或苯基,8-16个碳原子时为宜;

若亲油基为多烷基或萘基，则烷基数为2个，每个烷基碳原子在3个以上。;4.2表面活性剂的分类;表4-2 表面活性剂按亲水基种类分类;（2）按分子量分：

低分子量表面活性剂(200-1000)

中分子量表面活性剂(1000-10000)

高分子量表面活性剂(10000以上)。

;（3）按工业用途分类：

渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、抗静电剂、防锈剂等。

;阴离子表面活性剂;（1）羧酸盐类（肥皂类）

通式RCOOˉM+,R为长烃链，M＋为金属离子。俗称肥皂，以油脂与碱皂化制造。;（2）硫酸酯盐类

通式为R-OSO3M，以高级脂肪醇与硫酸酯化剂酯化制备。典型代表十二烷基硫酸酯钠盐。

;（3）磺酸盐

一般以R－SO3Na表示。

烷基苯磺酸钠

烷基萘磺酸钠：;4）磷酸酯盐类

一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na

优点：抗电解质、抗硬化、洗净能力好、低泡

缺点：污染环境，影响水质

;4.2.2阳离子表面活性剂;阳离子表面活性剂;（1）铵盐类表面活性剂

可由高级胺用盐酸或醋酸处理而得：

或由高级胺用与环氧乙烷反应制备：;(2)季铵盐类;烷基二甲基苄基氯化铵:;阳离子表面活性剂的特点:

(1)杀菌作用

(2)易吸附在固体表面;4.2.3两性表面活性剂;阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离子部分可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。

胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型两性表面活性剂:

RNHCH2CH2COOM

例如十二烷基氨基丙酸钠盐

C12H25NHCH2CH2COONa

;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型两性表面活性剂。

其中R=C12~C18;两性表面活性剂在水中电离时，因同时存在两种电荷，因此有一个等电点PI

溶液的PH值低于PI时，是阳荷性，具有阳离子表面活性剂作用

当PH高于PI时，呈阴荷性，具有阴离子表面活性剂的作用

在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。;4.2.4非离子表面活性剂;

1、聚乙二醇型非离子表面活性剂

以含活泼氢原子的憎水性基团同环氧乙烷进行加成反应制备。

（1）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物

b）烷基酚和环氧乙烷的加成物

;（3）脂肪酸与环氧乙烷的加成物

（4）高级脂肪胺和脂肪酰胺的环氧乙烷加成物

（5）聚丙二醇的环氧乙烷加成物;图4-6锯齿形和曲折型的聚乙二醇链;（2）多元醇型非离子型表面活性剂

主要亲水基是多元醇类、氨基醇类、糖类等

憎水基原料主要是脂肪酸。

;山梨醇

（OH基数=6）;一乙醇胺二乙醇胺;失水山梨醇与脂肪酸酯化得到的表面活性剂叫“斯盘”(SPAN).

斯盘与环氧乙烷加成的产物叫“吐温”（TWEEN）。;c.合成高分子表面活性剂

聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺;

高分子表面活性剂的特点：

①表面张力降低能力小；

②由于分子量大，故渗透力弱；

③起泡力弱，一旦发泡能形成稳定的泡沫；

④有乳化能力，能形成稳定乳状液