表面活性剂的润湿

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1、表面活性剂的润湿作用摘要：介绍了表面活性剂的性质，分类以及其应用，同时列举出几种常用的表面活性剂。本文还对表面活性剂的未来发展进行了以下展望。关键词：表面活性剂、润湿功能、作用原理、应用、润湿剂莲花在我们心中总是“出淤泥而不染”的形象。不管在什么环境下，他总能保持自我洁净。这就是所谓的“莲花效应”，这一现象即润湿的一个体现。一、表面活性剂表面活性剂，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。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

2、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。表面活性剂的发展十分迅速，其应用领域很广，如食品、制药、纺织、金属加工、石油、建筑等行业。二、表面活性剂的润湿2.1润湿的过程润湿广泛存在于自然界的一种现象,最为普通的润湿是固体表面的气体被液体所取代,或是固-液界面上的一种液体被另一种液体取代。能增强这一取代能力的物质为润湿剂。润湿过程分为三类：接触润湿——沾湿，主要指液-气表面和固-气表面的气体被液体取代的过程；侵入润湿——浸润，指固体浸入液体的过程，如洗衣时将衣物泡在水中；铺展润湿——铺

3、展，液体取代固体表面上的气体，将固-气表面用固-液界面取代的同时，液体表面能够扩展的现象即为铺展。通常用接触角θ来衡量润湿程度。θ›90度，液体不润湿，θ‹90度，润湿，θ=0度，液体能在表面上自发展开或铺展。2.2表面活性剂的润湿作用表面活性剂主要通过以下两个方面改善液体对固体的润湿性能。1.在固体表面发生定向吸附极性基（亲水基）朝向固体，亲油基（非极性基）朝向气体，从而吸附在固体表面，形成定向排列的吸附层，是自由能较高的固体表面转化为低能表面，达到改变润湿性能的目的。2.提高液体的润湿能力水在低能表面不能铺展，为改善体系的润湿性质，常在水中加入表

4、面活性剂，降低水的表面张力，使其能够润湿固体的表面。表面活性剂的结构使得它们一部分（极性部分）与水分子具有很强的亲和力，赋予表面活性剂的水溶性。而另一部分因疏水有自水中逃离的性质，因此表面活性剂分子会在水溶液体系中发生定向排列。它们从溶液内部转移至表面，以疏水基朝向气相，亲水基插入水中，形成紧密排列的单分子吸附层。这个溶液表面富集表面活性剂分子的过程就是使溶液表面张力急剧下降的过程。三、润湿剂润湿剂是能使固体物料更易被水浸湿的物质。通过降低其表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。表面活性剂都由亲水基及亲油基组

5、成,当与固体表面接触时,亲油基附着于固体表面,亲水基向外伸向液体中,使液体在固体表面形成连续相,这就是润湿作用的基本原理。作为润湿剂表面活性剂应具有较高的表面活性，有良好的扩散和渗透性，能迅速地渗入固体颗粒的缝隙间或孔性固体的内表面发生吸附。目前作为润湿剂使用的主要是阴离子和非离子型表面活性剂。三、表面活性剂在润湿方面的应用1.矿物的泡沫浮选（1）定义：矿物的浮选法是指利用矿物表面疏水-亲水性的差别从矿浆中浮出矿物的富集过程，也叫做浮游选矿法。许多重要的金属在粗矿中的含量很低，在冶炼之前必须设法将金属同粗矿中的其他物质分离，以提高矿苗中金属的含量。目

6、前，铜矿、钼矿、铁矿、金矿等都是采用浮选法对矿石进行处理。（2）浮选法原理：借助气泡浮力来浮游矿石，实现矿石和脉石分离的选矿技术。浮选过程使用的浮选剂由捕集剂、气泡剂、调整剂组成，其中捕集剂和起泡剂主要是由各类表面活性剂组成。捕集剂的作用是以其极性基团通过物理吸附、化学吸附和表面化学反应，在矿物表面发生选择性吸附，以其非极性基团或碳氢链向外伸展，将亲水的矿物表面变为疏水的表面，便于矿物与体系中的气泡结合。起泡剂在矿浆中产生大量的泡沫，可以使有用矿物有效地富集在空气与水的界面上。起泡剂还可以防止气泡并聚，延长气泡在矿浆表面存在时间的作用。（3）浮选过程

7、：将粉碎好的矿粉倒入水中，加入捕集剂，捕集剂以亲水基吸附于矿粉表面，疏水基进入水相，矿粉亲水的高能表面被疏水的碳氢链形成的低能表面所替代，有力图逃离水包围的趋势。向矿粉悬浮液中加入发泡剂并通空气，产生气泡，发泡剂的两亲分子会在汽-液界面做定向排列，将疏水基伸向气泡内，而亲水的极性头留在水中，在汽-液界面形成单分子膜并使气泡稳定。吸附了捕集剂的矿粉由于表面疏水，会向气-液界面迁移与气泡发生“锁合”效应。即矿粉表面的捕集剂会以疏水的碳氢链插入气泡内，同时起泡剂也可以吸附在固-液界面上，进入捕集剂形成的吸附膜内。在气泡的浮力下，将矿粉一起带到水面上。从而达

8、到选矿的目的。2．金属的防锈、缓蚀金属表面会发生化学反应或电化学反应而遭到破坏，而转变为离子，从而造成经济损