第二章 表面活性剂ppt课件.ppt
第二章表面活性剂Surfactant,一、概论1、定义表面活性物质，是指能使溶液表面张力降低的物质。2、特点(1)、双亲性 表面活性剂的分子中同时含有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。(2)、溶解性 表面活性剂至少溶于液相中的某一相。,(3)、表面吸附 表面活性剂的溶解，使溶液的表面自由能降低，产生表面吸附，当吸附达平衡时，表面活性剂在溶液内的浓度小于在表面的浓度。(4)、界面定向排列 吸附在界面上的表面活性剂分子，能定向排列成单分子膜，覆盖于界面中。,(5)形成胶束 表面活性剂溶于水，并达到一定浓度时，表面张力，渗透压，电导率等溶液性质发生急剧的变化。此时，表面活性剂的分子会产生凝聚而生成胶束，开始出现这种变化的极限浓度称为临界胶束浓度，简称CMC。(6)、多功能性 表面活性剂在其溶液中显示多种功能。如能降低表面张力，具有发泡、分散、乳化、抗静电、增溶、杀菌。,3、分类(1)阴离子表面活性剂 Anionics surfactant,式中-SO-3为阴离子水溶性基团，此外阴离子基团还有-COO-，此类表面活性剂作为洗涤剂，乳化剂及增溶剂。,阴离子表面活性剂分类： 羧酸盐R-COOM 硫酸酯盐R-OSO3M 磺酸盐R-SO3M 磷酸酯盐R-OPO3M2 脂肪酰-肽缩合物R1CONHR2COOH,(2)阳离子表面活性剂(cationic surfactant)在水中带正电荷的界面活性剂。如R(CH3)2NBr在水溶液中离解出R(CH3)2N+。此类表面活性剂作杀菌剂、纺织柔软剂、抗静电剂。磷化物 R R-P+-RX R,-,阳离子表面活性剂分类：咪唑啉盐,烷基吡啶盐,伯胺R-NH2HX 肿胺R1-NH HX R2叔胺盐 R3 R1-NH HX R2季胺盐 R3 R1-N-R4 HX R2,(3)两性表面活性剂(zwitter ionic surfactant) 其分子中含水溶性正电荷基团和负电荷基团。如： C12H25N+(CH3)2CH2COO- 在酸性溶液中正电荷基团呈阳离子性质，在碱性溶液中负电荷显阴离子性。,1、pH值对性能影响 pH值7显阳离子性, pH值7显阴离子性, pH值=7显中性,2、两性表面活性剂分类：氨基酸型R-NH-CH2CH2-COOH 甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3,磺酸盐,硫酸酯,咪唑啉,磷酸酯,氧化铵,(4)非离子表面活性剂(non-ionic surfactant) 结构如：C15H31-(OC2H4)n-OH 分子中没有带电荷的基团，而基团-(OC2H4)-亲水性较弱，n 越大，亲水性越强。,非离子表面活性剂类型：,脂肪醇聚氧乙烯醚： RO-(-C2H4O-)n-H,脂肪酸聚氧乙烯醚 ROO-(-C2H4O-)n-H,烷基酚聚氧乙烯醚,聚环氧乙烷烷基胺,聚环氧乙烷烷基醇酰胺,RONH-(-C2H4O-)n-H,二、表面活性原理1、表面吸附 O O O O O表面活性剂的疏水基团有向水外逃离的趋势，亲水基团伸向水内，平衡时在水面形成吸附膜，因而表面活性剂在表面的浓度大于在液相内的浓度。,2、形成胶束(1)、疏水作用 水分子间有氢键，表面活性剂加入后，疏水基团隔开氢键，并相互吸引缔合，形成胶束。这种胶束有逃离水的趋势。(2)、形成胶束 由于疏水作用，水溶液中的表面活性剂分子的碳氢键有力图脱离水包围的趋势，易于自发互相靠近，聚集起来，形成胶束。(3)临界胶束浓度 表面活性剂在水溶液中超过一定浓度时会由单体缔合成胶态聚合物，即形成胶束，开始出现胶束时的浓度为临界胶束浓度。称CMC。,3、亲水亲油平衡值 亲水亲油平衡值(HLB)值是表示表面活性剂亲水性、疏水性的好坏。HLB值大，亲水性强；HLB值小，亲油性强。 1.5-3 消泡剂 3-6 W/O油包水乳化剂HLB= 7-9 润湿剂 8-18 O/W水包油乳化剂 13-15 洗涤 15-18 增溶剂,HLB计算：,(1)、非离子表面活性剂,HLB=(亲水基的分子量)/ (疏水基的分子量+亲水基分子量)100/5,如：,HLB=396/(220+396)100/5=12.86,220指壬基酚的分子量。,(2)、多元醇脂肪酸 HLB=20(1-S/A) S为酯的皂化值，A为脂肪酸的酸值。如甘油单硬脂酸酯的S=161，A=198，则 HLB=20(1-161/198)=3.8(3)、聚乙二醇 HLB=EO/5(EO为环氧乙烷部份的质量百分数),(4)、离子型表面活性剂,HLB=7+(亲水基的基团数)+ (亲油基的基团数),太古油的结构：,HLB=7+(11+1.3+2.1)+17(-0.475)=13.3,一些基团的HLB基团数亲水基 基团数 亲油基 基团数-COOK 21.1 =CH- 0.475-COONa 19.1 0.475 11 -CH2- 0.475 -CH3 0.475 -N 9.4 -C- 0.475酯(失水山醇环) 6.8酯(游离) 2.4 -(-CH2CH2CH2O-)- 0.15-COOH 2.1 -OH(自由) 1.9 -CF2- -0.87-O- 1.3 -CF3-OH(失水山梨醇环) 0.5-(-CH2CH2O-)- 0.33,(5)、混合表面活性剂 HLB=(WiHLBi)/ Wi 式中Wi、HLBi分别为混合物中i组份的质量百分比和HLB值。,4、非离子表面活性剂的浊点 浊点是非离子表面活性剂的特性，非离子表面活性剂中无离子亲水基团，分子链中的 -(-CH2CH2O-)n- 是亲水基团，其中的-O-与水形成氢键，低温下氢键较强，具有水溶性。但随着温度的升高，分子热运动加剧，氢键减弱，当温度达到一定程度时，水分子激烈运动而脱离，亲水性随之降低而变成水不溶。,三、阴离子表面活性剂(anionics surfactant),+NaOH,C17H35COONa +,2、十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate),3、脂肪酸甲酯-磺酸钠,4、二苯醚二磺酸钠,5、月桂酸钾(potassium laurate) 分子式：C11H23COOK,6、琥珀酸酯磺酸盐,C12H25O(C2H4O)3H+,Na2SO3,7、1,2-二正丁基萘-6-磺酸钠,8、亚甲基双萘磺酸钠,9、十二烷基硫酸钠,10、硫酸化蓖麻油,11、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠,12、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐,2,四、阳离子表面活性剂(Cationic surfactant),1、基本类型 烷基胺型,式中X指无机或有机酸,2、季胺盐型(Quaternary ammonium salt),+,-,1)十二烷基二甲基溴化铵,+,-,2)二乙基苄基-十八碳烯酰胺乙基氯化铵,3)十六烷基三甲基溴化铵,4)索罗明,3、咪唑啉季胺盐(imidazoline quaternary ammonium salt),五、两性表面活性剂(Zwitter ionic surfactant),1、月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐(imidazoline),-,2、十二烷基甜菜碱(betaine),3、羧基型-氨基丙酸如：N-(2-羟乙基)-N-(2-羟烷基)- -氨基丙酸,4、N-氨基甘氨酸 如：N，N-二辛基(氨乙基) 甘氨酸盐酸盐,六、非离子表面活性剂(Non ionic surfactant)1、脂肪醇聚氧乙烯醚,C12脂肪醇聚氧乙烯醚称AEO，n=3油溶性好，用于化妆品，如膏霜等。n=8-10有较强的去污和起泡力，用于洗涤剂。n=20乳化分散能力强，在纺织上用作匀染剂。,2、壬基酚聚氧乙烯醚,作用：n=1.5，消泡、破乳；n=4，油包水乳化剂；n=6,纸脱墨剂；n=9，农药乳化、工业洗涤；n=10,重垢洗涤剂、漂染扩散剂、匀染剂；n=15-30,水包油乳化、合成乳液、各种乳化剂。,3、失水山梨醇脂肪酸酯(Span),Span品种有： R=月桂酸 Span-20 棕榈酸 Span-40 硬脂酸 Span-60 油酸 Span-80作油包水(W/O)乳化剂，用于食品、医药、化妆品、农药纺织等。,4、蔗糖脂肪酸酯,蔗糖酯无毒，主要用于食品、化妆品及餐具洗涤剂。蔗糖酯可制成HLB值3-15，可用于制水包油及油包水乳化剂。 蔗糖酯还能络合淀粉。 包结血中的胆固醇并将其排出体外，是减肥食品之一。 对皮肤无刺激，是化妆品的高效乳化剂。 由于无毒，可用于洗涤蔬菜、水果，去除残留农药及洗涤餐具。,5、烷基醇酰胺,主要用于洗涤剂、洗发剂、餐具洗涤剂、剃须膏、洗面奶、膏霜及化妆品等。,6、烷基苷,烷基苷的HLB值为11-14，易溶于水，用于膏霜化妆品、功能性药膏、食品乳化剂及餐具洗涤。.应用.ppt,
