材料表界面第五章发 表面活性剂ppt课件.ppt

《材料表界面第五章发 表面活性剂ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.20℃时水的表面张力为72.8mN/m，汞的表面张力为484mN/m，而汞－水的界面张力为375mN/m，请判断：（1）水能否在汞的表面上铺展开？（2）汞能否在水的表面上铺展开？解：（1）SLS=σSG-σSL-σLG=484-375-72.8=36.2>0水能在汞的表面上铺展。（2）SLS=σSG-σSL-σLG=72.8-375-484=-786.2<0汞不能在水的表面上铺展。第5章表面活性剂5.1概述5.1.1什么是表面活性剂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

2、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。图5-1各类物质水溶液的溶度与表面张力的关系我们把能使溶剂表面张力降低的物质称为具有表面活性的物质。像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。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5.1.2表面活性剂分子的结构特点表面活性剂分子有两种不同性质的基团所组成，一种是非极性的亲油基团，另一种是极性的亲水基团。图

3、5-2表面活性剂分子模型图5-3表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系表面活性剂达到形成单分子膜的最低浓度叫临界胶束浓度。或者能够形成胶束的表面活性剂最低浓度称为临界胶束浓度。极稀溶液稀溶液临界胶束浓度高于临界胶束浓度图5-4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；若亲油基为烷基萘基，则烷基数为2个，每个烷基碳原子在3个以上。5.1.3表面活性剂的分类（1）

4、按亲水基类型分：根据表面活性剂溶于水中能否解离,解离成何种离子进行分类(a)表面活性剂溶于水能电离生成离子的叫做离子型表面活性剂（阴离子、阳离子和两性表面活性剂。(b)不能电离的叫非离子型表面活性剂。（2）按分子量大小分：（a）低分子量表面活性剂：1000以下；（b）中高分子量表面活性剂：1000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。（4）按疏水基的类型分：（a）碳氢链：以碳氢链为疏水基；（b）聚氧丙烯：由环氧丙烷低聚而成，聚氧丙烷为疏水基；（c）氟表面活性剂：以碳

5、氟链为疏水基；特点：表面活性高，化学性质稳定，具有抗氧化性，耐酸、耐碱和耐高温。（d）硅表面活性剂：以硅氧烷链为疏水基；表面活性仅次于氟表面活性剂。（e）含硼表面活性剂：特点：具有沸点高、不易挥发、高温下稳定等特点，常用于合成树脂的抗静电剂。5.1.3.1阴离子表面活性剂（1）羧酸盐类通式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，良好的乳化、发泡性能。但是因为C与O相连，耐热性差，在酸性介质中水解。（3）磺酸盐一般以R－SO3Na表示，在酸

6、性介质中不水解，耐热性好。烷基苯磺酸钠：烷基萘磺酸钠：十二烷基苯磺酸钠，洗衣粉的主要原料4）磷酸酯盐类一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能力较强，洗净能力好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化剂、抗静电剂和抗蚀剂。缺点：污染环境、影响水质5.1.3.2阳离子表面活性剂这类表面活性剂分为两类：（1）铵盐类表面活性剂可由高级胺用盐酸或醋酸处理而得：或由高级胺与环氧乙烷反应制备：(2)季铵盐类由叔胺与烷基化剂铵化制得:烷基三甲基季铵盐: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5.

7、1.3.3两性表面活性剂两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子。阳离子部分都是由铵盐或季铵盐做亲水基，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由季铵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值高于PI时，呈阴荷性，具有阴离子表面活性