表面活性材料与建筑材料.ppt
1,化学与社会 Chemistry and Society,化学化工系,2,第十一讲 表面活性材料与建筑材料,3,第一部分 表面活性材料,4,界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。,严格讲表面应是液体或固体与其饱和蒸气之间的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。,5,常见的界面:,6,液体表面的最基本的特性是趋向于收缩,表面张力(surface tension),l 是滑动边的长度,因膜有两个面,所以边界总长度为2l,就是作用于单位边界上的表面张力。,7,8,毛细管现象:由于附加压力而引起的液面与管外液面有高度差的现象,9,表面活性剂通常采用按化学结构来分类:,表面活性剂,注意:阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用,否则可能会发生沉淀而失去活性作用。,10,表面活性剂的效能,降低表面张力清洗剂:除去油污乳化剂:使极性水和非极性有机物相互溶解(不分层)发泡剂:形成稳定的泡沫分散剂:使油污分散到溶液中增溶剂:增加油的溶解度悬浮剂:使油污不能返回织物表面,11,洗涤和化妆用品,按存在形式分类:膏霜类-牙膏、洗发膏、防晒霜、雪花膏、冷霜,奶液、发乳固体类-洗衣粉、肥皂、香皂、眉笔、口红、发蜡、香粉、胭脂。液体类-洗发液、染发液、烫发液、指甲油香水类-香水、花露水。,12,油质污垢:包括植物、动物油脂,也包括人体分泌的皮脂、脂肪酸、胆固醇类,还有矿物油及其氧化物。其特点是不溶于水,对纺织品、皮肤和其他基质附着力强,不易洗脱。固体污垢:属于不溶性物质,如来自地表面、生活、工作场所的尘土、垃圾、金属氧化物等。它们可以单独存在,也可以与油、水粘粘在一起。水溶性污垢:包括盐、糖、有机酸。但是血液、某些金属盐溶液作用织物和其他基质上,会形成色斑,这类话垢很难去除。,污垢的种类,13,A、主要原料,(1)表面活性剂(2)油脂类 椰子油和橄榄油制香皂,蓖麻油主要是用于制造唇膏和美容润肤用品,羊毛脂制润肤膏。(3)高级醇类 甘油(丙三醇)聚有良好的助溶性、润滑性和吸湿性,可以用来制作化妆品。十六醇也称鲸醋醇或棕榈醇,是制造各种膏霜类化妆品的主要原料。(4)烃类化合物化妆品中常用长碳链的烃类化合物作为原料,主要有白油和凡士林。另外,石蜡和蜂蜡也是化妆品的原料。,14,十二烷:长链烃,非极性或亲油性,十二烷基硫酸钠:阴离子表面活性剂,一端亲油,另一亲水。,十二烃基氯化铵:阳离子表面活性剂,一端亲油,另一亲水。,15,CH3-(CH2)10-CH2-SO3Na,12烷基磺酸钠,简化式,成膜,油包水,水包油,16,Werner Treptow and Michael L.Klein,The Membrane-Bound State of K2P Potassium Channels,J.Am.Chem.Soc.5,21,2010,DOI:10.1021/ja102191s,Molecular Recognition at the Membrane-Water Interface:Controlling Integral Peptide Helices by Off-Membrane Nucleobase Pairing,P.E.Schneggenburger,S.Mullar,B.Worbs,C.Steinem and U.Diederichsen,J.Am.Chem.Soc.,May 19,2010,R.K.Campen,T.T.M.Ngo,M.Sovago,J.-M.Ruysschaert and M.Bonn,Molecular Restructuring of Water and Lipids upon the Interaction of DNA with Lipid Monolayers,J.Am.Chem.Soc.5,20,2010,DOI:10.1021/ja100838q,17,B、辅助成分,(1)抗氧剂-它是能够阻止或延缓氧化的物质。(2)保湿剂-又称滋润剂,能保持皮肤滋润,防止表皮角质层水分的流失。(3)防腐剂-防止微生物和霉菌的繁殖。(4)收敛剂-又称抑汗剂,能使皮肤毛孔收敛,暂时性抑制或减少汗液和皮脂分泌的物质。(5)紫外线吸收剂-能吸收会引起皮肤发炎的紫外线光,并将其转化成热能的物质。波长为280nm-320nm的中波紫外线会引起急性皮炎和灼烧;波长为320nm-400nm的长波紫外线会氧化表皮中的还原黑色素而直接晒黑皮肤。,18,19,20,我们口腔中有500多种细菌。即使是非常注意口腔卫生的人,其口腔中的细菌也有500亿个,多数人口腔中有2000亿个,而不注意口腔清洁者的口腔中内的细菌会达到1万亿个。-摘自参考消息2003年6月29日,口腔中的细菌,硫化氢 臭鸡蛋 甲硫醇 粪便 粪臭素 粪便 尸胺 尸体 腐胺 腐烂的肉 异戊酸 汗脚 科学科学美国人中文版,2002年,第七期,P75,口腔细菌制造的化合物,21,牙齿的结构与牙膏的作用,除去牙齿表面污物 杀菌 增白 防蛀,防牙垢沉积 对牙齿的营养 味道可口(香甜)对牙病抑制或治疗 泡沫丰富 无毒 软硬适度 各部分均匀一致 保存和保质期 颜色,22,成份:山梨(糖)醇,甘油(丙三醇),含水硅石,焦磷酸钾(钠),PEG-6,十二烷基硫酸钠,焦糖,磷酸氢二钾,氟化钠,糖精,黄原胶(一种水溶性天然树胶)。,23,十二烷基硫酸钠:发泡剂,穿透和松动牙齿表面沉淀。,糖精:比蔗糖甜300-500倍,但无热量,是不能消化糖和节食者的糖的替代品。如果含量超过0.02%,有苦味。经验式:C7H4NNaO3S,PEG-6(polyethylene glycol):由六个乙二醇单体聚合作为润湿剂和溶剂,吸收和保留空气中的水分。使牙膏柔软。,24,Carbomer:商品名,聚丙稀酸,稳定剂。稳定非离子乳化剂(如PEG-6),使不同物质不分层。经验式:C3H4O2n,山梨(糖)醇多元醇(多羟基化合物),产于水果和草莓,工业化生产由葡萄糖加氢。其作用是:甜味剂,保湿剂(防变硬),凉爽感,防止蛋白质分解。除用于牙膏,加入到饮料,面包,海产品加工,化妆品,药物,香烟中.,25,含水硅石:摩擦剂。清洁和抛光牙齿表面。是由各种物质构成的混合物,分子式为SiO2.nH2O,一种存在形式蛋白石(猫眼石)。,氟化钠:牙膏中的活性成分。分子式:NaF 结构:Na+F-,黄原胶(一种水溶性天然树胶)将牙膏中所有主份粘在一起。是混合物,多聚糖。在冷和热水中都溶解。口感好,在食物中释放出香味。在酸性和碱性和盐溶液中都稳定,是重要的工业和食物高分子。,26,焦磷酸四钾(钠):起防牙垢作用。,磷酸氢二钾:食物填加剂 1)肉类加工:保湿剂,控制pH2)奶酪:分散剂和乳化剂3)咖啡伴侣:容易溶解,,甘油(丙三醇):保湿剂(防变硬)。1799年,瑞典科学家发现用水解橄榄油制备。为无色、无味的粘稠液体,用其做胶水。1867,用其做炸药(硝化甘油)。存在于脂肪和油中,可从椰子油中提取,也可从石油产品提炼。,27,佳洁士牙膏活性成份:氟化钠其他成分:水,山梨(糖)醇,甘油(丙三醇),十二烷基硫酸钠,含水硅石,糖精,PEG-6,聚丙稀酸,黄原胶,焦磷酸钾(钠),磷酸氢二钾。,高露洁牙膏活性成分:氟化钠,苯酚衍生物其他成分:水,山梨(糖)醇,甘油(丙三醇),十二烷基硫酸钠,含水硅石,糖精,TiO2,纤维素胶。,TiO2,增白剂,28,29,30,头发的作用,头发不仅具有美容的功能,还有保护功能,它可以缓冲外界对头颅的各种损伤,还可以遮避紫外线、红外线对头颅的伤害,同时,人体内有害的重金属,如铅、砷、汞等有一部分从机体排泄蓄积在头发上,通过理发排出体外,因而某种程度上头发也算一种排泄器官。,31,头发的结构,毛发由毛根和毛干组成,毛根在皮肤内,是非角化细胞,由毛球、毛乳头和毛母质组成。毛母质是毛发的生长中心,毛母质中含有黑色素细胞,可以生成黑色素供给毛发。毛根外有毛囊包着,上面附着立毛肌,收缩时毛发竖立。毛干露在皮肤外面,是由角化细胞组成,毛干可分为三层,里面为毛髓质,中间为毛皮质,由硬蛋白组成,是毛干主要部分,最外层叫毛小皮,也叫毛表皮或毛护膜,由透明的角化细胞组成。毛小皮耐摩擦、抗腐蚀,是毛发的保护层,如果毛小皮受损,头发容易发生断裂、分叉,失去光泽。,32,33,通常洗发、护发主要就是针对露在皮肤外的毛干。按照发质分类,头发可分为干性发、中性发和油性发。不同的发质需要不同特性的洗发剂和护发剂。,34,洗掉头发表面的油污、灰尘、细菌 易于漂洗 使头发有光泽 适宜的泡沫量 对头发的营养 去头屑、止头痒 合适的香味 不损害头发、头皮和眼睛 外观颜色适当 各部分性状均匀 保质期长 价格合理,一、洗发水,35,十二烷基硫酸胺(钠):发泡剂、清洁剂、乳化剂、润湿剂,Triethanolamine lauryl sulphate:清洁剂,发泡和清洁剂,,Sodium Lauroyl Sarcosinate Sodium N-methyl-N-(1-oxododecyl)glycine.起泡和清洁剂,对皮肤和头发都温和。,成份:,36,PEG-12.非毒性、非刺激性、非离子乳化剂,用做黏度调整剂、柔软剂、遮光剂、润湿剂和分散剂。,十二酰胺(Lauramide DEA)泡沫稳定剂,乙二胺四乙酸钠:螯合物,与金属结合成螯合物。阻止头发中的痕量重金属的活动,重金属能加速许多活性成分的分解,使天然油脂变恶臭。,37,营养物质,维生素B,维生素E.,防腐剂,苯甲酸钠,苯氧乙醇(Phenoxyethanol),对羟基苯甲酸甲酯(Propylparaben)抗真菌剂,38,柠檬酸:酸度调节剂,硫酸钠:吸湿剂,NaCl:调节粘性使十二烷基硫酸胺工作,39,第二部分 无机非金属 材料,40,玻璃,硅酸盐制品一般都是以粘土(高岭土)、石英和长石为原料。粘土的化学组成为Al2O32SiO22H2O,石英为SiO2,长石为K2OAl2O3 6SiO2(钾长石)或Na2OAl2O3 6SiO2(钠长石)。这些原料中都含有SiO2,因此在硅酸盐晶体结构中,硅与氧的结合是最重要的。,41,42,43,44,45,46,谢谢!,