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时间:2018-12-01
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1、表面活性剂简介Byunireason表面活性剂定义分类亲水亲油性在溶液中的状态主要应用定义表面活性剂(surfactant)是这样一类物质,当他溶液中以很低的浓度分散时,优先吸附在溶液表面或其他界面上,使表面或界面的自由能(或表面张力)显著降低,改变了体系的界面状态;当它达到一定浓度时,在溶液中缔合成胶团。因而,他可以直接地产生润湿或反润湿、乳化或破乳、发泡或消泡、分散、加溶和洗涤作用;间接地产生平滑、匀染、杀菌、防锈和消除静电等作用。分类(1)分类(2)表面活性剂的亲水亲油性判断依据:表面活性剂的溶解度。表面活性剂的临界胶束浓度离子型表面活性剂的Krafft点(简称KP)。非离子
2、型表面活性剂的浊点。亲水亲油平衡(Hydrophile-LipophileBalance,简称HLB)表面活性剂的溶解度表面活性剂在水中的溶解度愈大,其亲水性就越强,而亲油性就越差。反之在水中的溶解度小,则亲油性相对强。表面活性剂的临界胶束浓度一般来说,表面活性剂的亲水性越强,它在水中的cmc越大,因此,表面活性剂的亲水亲油性可用相应的cmc的大小来判断。离子型表面活性剂的Krafft点离子型表面活性剂在水中的溶解度,低温时随温度升高而缓慢增加,但当温度升高到某一值之后,溶解度迅速增大,这一温度称为Krafft点。实验表明,在Krafft点,离子型表面活性剂的浓度即使该温度下的cm
3、c。Krafft点越高,其亲油性越好,亲水性越差。反之,Krafft点低,亲水性好,亲油性差。非离子型表面活性剂的浊点温度对非离子型表面活性剂的溶解度的影响同离子型表面活性剂相反。温度升高会使非离子表面活性剂溶解度降低。缓慢加热非离子表面活性剂的透明水溶液,当表面活性剂开始析出时,此温度为非离子表面活性剂的浊点。通常亲水性越强,浊点越高,因此可以用来衡量表面活性剂的亲水亲油性。HLB值HLB值是分子中亲水和亲油这两个相反基的大小和力量的平衡,对于这些基团的实际亲和力平衡的结果,都指定一个数字表示,以表示分子内部平衡后整个分子的综合倾向是亲水还是亲油,以及其亲和的程度,这就是HLB值
4、。确定HLB值的标准:石蜡的HLB=0油酸的HLB=1油酸钾的HLB=20十二烷基硫酸钠的HLB=40表面活性剂在溶液中的状态表面活性剂浓度很低时,表面活性剂主要以单个分子的形式分布于溶液的表面,同时有少数分子存在于溶液内。表面活性剂在溶液中的状态随着浓度增逐渐大,溶液表面层单个分子逐渐增多,当浓度增大到一定值时,形成单分子层,原因在于非极性的憎水基团力图使分子离开水相指向气相,另一端的亲水集团力图使分子的极性集团进入水。胶束表面层容纳不下的表面活性剂分子在溶液中以疏水基相互靠拢,聚集成以疏水集团朝里、亲水集团在外指向水相的胶束(或称胶团)。胶束可以呈球形、棒状、囊泡或层状。临界胶
5、束浓度形成胶束时表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度(简称CMC,CriticalMicelleConcentration)。在临界胶束浓度附近,溶液的表面张力、渗透压、电导率、去污能力等物理性质都会有很大的变化。胶束聚集数是胶束大小的量度,即缔合胶束的表面活性剂分子(或离子)的数目。其影响因素有:1.表面活性剂的结构2.溶液中的电解质3.溶液中的有机物4.第二液相的存在5.溶液的温度6.pH值的影响1.表面活性剂的结构一般来说,表面活性剂疏水性增加,在水介质中的CMC值增大。1.碳氢链的长短、支链和极性集团以及其它取代基的位置数目等都会通过改变表面活性剂的疏水性影响CMC值。2.
6、表面活性剂反离子与胶束结合增加会引起CMC减少。2.电解质对cmc的影响在离子型表面活性剂的水溶液中加入无极电介质会使临界胶束浓度显著降低。电解质的存在对不同类型的表面活性剂的影响顺序为:离子型>两性型>非离子型。3.有机添加物的影响有机添加物可明显地影响表面活性剂水溶液的cmc值。Ⅰ类有机物通过嵌入胶束而降低cmc值,如醇类和酰胺类。Ⅱ类有机物是促进溶剂-胶束或溶剂和表面活性剂之间的作用而改变cmc值,此类有机物需要加大的浓度才会降低cmc值。如尿素、甲胺、胍盐类可破坏水的结构增加亲水基的的水和度,阻止胶化作用,从而增加cmc值。木糖、果糖可增进水的结构而增加cmc值。短链醇类、
7、水溶性酯类和乙二醇在高体相浓度下可降低内聚能密度、增加增加单体形式表面活性剂的溶解度从而增加cmc值。4.第二液相存在的影响少量表面活性剂是不溶性的,它作为第二液相的存在对表面活性剂的水溶液上的cmc值有一定影响,极性较大的碳氢化合物会较显著降低表面活性剂水溶液的cmc值。极性更强的乙酸乙酯会稍微增加十二烷基硫酸酯钠盐的cmc值。5.温度的影响温度对表面活性剂水溶液的影响作用是复杂的,随温度上升,开始cmc值减小,至某一低值后,也进一步上升。这是因为温度升高,减少了亲
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