第3章_表面活性剂功能与应用

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1、第三章表面活性剂的功能与应用主要内容表面活性剂的增溶作用、乳化与破乳作用、润湿功能、气泡和消泡作用、洗涤和去污作用、分散和絮凝作用及其他作用掌握：表面活性剂的功能与应用的关系表面活性剂能够降低溶液的表面张力，由于胶束的存在，改变了物系的界面状态，并产生了乳化、气泡、分散、增溶及催化作用。随着科技的发展，表面活性剂的发展也十分迅速，已经从早期主要应用于洗涤、纺织等行业逐步拓展到国民经济的各个部门，如食品、制药、纺织、金属加工、石油、建筑等行业。第一节增溶作用一、增溶作用的定义和特点所谓增溶作用是指由于表面活性剂的

2、存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。增溶作用的基础是胶束的形成，表面活性剂浓度越大，形成的胶束越多，难溶物质或不溶物质溶解的越多，增溶量越大。第一节增溶作用一、增溶作用的定义和特点第一节增溶作用例如：乙苯在水中的溶解情况乙苯在水中几乎不溶，但当在100ml、0.3mol/L的十六酸钾（cmc2.2×10-3mol/L）可溶解3g多。cs第一节增溶作用一、增溶作用的定义和特点解释：最初表面活性剂浓度较低，没有形成胶束，溶解度小，在浓度超过cmc后，溶解度大大增加。形成胶束后，溶液的沸点、凝固

3、点和渗透压等没有明显的改变，说明溶质并非以分子或离子的形式存在，而是以分子团簇分散在表面活性剂的胶束中。增溶后的溶液属于热力学稳定体系。第一节增溶作用一、增溶作用的定义和特点二、增溶作用方式1.增溶方式：通过x射线衍射、紫外光谱及核磁共振等分析方法，研究发现增溶作用主要有四种方式：1）非极性分子在胶束内核的增溶增溶后胶束的体积增大，烃类有机物，饱和脂肪烃、环烷烃等不易极化的非极性有机化合物。第一节增溶作用二、增溶作用方式1.增溶方式2）在表面活性剂分子间的增溶增溶于胶束的栅栏之间，大分子极性有机化合物。3）在胶

4、束表面的吸附增溶小分子极性有机化合物，一些高分子，甘油、蔗糖以及一些染料。第一节增溶作用二、增溶作用方式1.增溶方式4）聚氧乙烯链间的增溶较易极化的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物四种方式的增溶量大小顺序：4>2>1>3第一节增溶作用二、增溶作用方式1.增溶方式2.增溶量的测定同溶解度的测定。向100ml以标定浓度的表面活性剂溶液中由滴管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，溶液变浑浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量即为增溶量。增溶力：表示表面活性剂对难溶或不溶物增溶的能力。增溶量除以表

5、面活性剂的物质的量即得到增溶力。第一节增溶作用二、增溶作用方式2.增溶量的测定三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构（1）具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序：非离子型>阳离子型>阴离子型原因：非离子型的cmc小，胶束易于形成，胶束聚集数较大，增溶作用较强。而阳离子的胶束比阴离子的结构疏松，故增溶作用较阴离子的强。第一节增溶作用三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构（2）胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。在表面活性剂同系物中，胶束的大小随碳原子数增

6、加而增大，因此碳原子数越大，cmc越低，聚集数增加，增溶作用加强。（3）亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。因为直链型表面活性剂cmc比支链型低，胶束易形成，胶束聚集数较大。第一节增溶作用三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构（4）带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的增溶作用减小，而对长链极性物增溶作用加强。第一节增溶作用三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构原因：由于该类表面活性剂的亲水性增加，cmc变大，胶束不易形成且聚集数下降，

7、因此对增溶于胶束内部的烃类增溶能力下降，但由于极性基团之间的电斥力作用，使胶束“栅栏”的表面活性剂分子排斥力增加，分子间距增大，有更大的空间使极性物分子插入，因此对其增溶量增加。第一节增溶作用三、增溶作用的主要影响因素1.表面活性剂的化学结构2.被增溶物的化学结构1)脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增大，带支链的饱和化合物与相应的直链异构体增溶量大致相同。烃类分子越大，增溶程度越小。2）烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度增加。第一节增

8、溶作用三、增溶作用的主要影响因素2.被增溶物的化学结构3.温度的影响离子型，升高温度，s增加非离子型，升高温度，浊点以下，s增加，浊点以上，s下降。在温度升至接近表面活性剂的浊点时，聚氧乙烯基与水分子间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束容易生成，聚集数急剧增加，对非极性碳氢化合物以及卤代烷烃等的增溶作用有何大提高。但当超过浊点后则溶解度下降。第一节增溶作用三、增溶作用的主要影响因素3.