2016第二章表面活性剂ppt课件.ppt

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1、第二章表面活性剂第一节表面活性剂基本概念一、表面张力图2—1液相内部和液-气界面的分子所受作用力的示意图界面上的分子与体相内部分子所处的状态不同。受力状态不同。表面张力：液体表面任意单位长度上的收缩力称为表面张力，单位为N·m-1。从能量上看，表面分子比内部分子具有更高的能量。要使体系的表面积增加，就必须对体系做功。增加单位面积，对体系做的可逆功称为表面(过剩)自由能，单位为J．m-2。二、表面活性和表面活性剂（p8）图2—2各类物质水溶液的表面张力与浓度的关系表面活性：能使溶剂表面张力降低的性质。表面活性物质：具有表面活性的物质。无机盐、酸、

2、碱，含羟基较多的化合物如：NaCl、NaOH、KNO3等非表面活性物质，没有表面活性；洗衣粉、肥皂等物质的水溶液如：烷基苯磺酸钠、脂肪酸钠表面活性物质，表面活性剂。低碳醇、羧酸等极性有机化合物。表面活性物质，具有表面活性。第二、三类物质的区别：第二类在水溶液中分子不发生缔合或缔合程度很小；第三类则能缔合且形成胶束等缔合体。具有较高的表面活性，还具有润湿、乳化、起泡、洗涤等作用。表面活性剂：是这样一种物质，当它的加入量很小时，就能使溶剂（一般为水）的表面张力或液液界面张力显著降低，改变体系的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，从而产

3、生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、以及加溶等一系列作用，以达到实际应用的要求。是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、洗涤、匀染、润滑、渗透、抗静电、防腐蚀、杀菌等多方面的作用和功能。表面活性剂三、表面活性剂的分子结构特点1.表面活性剂分子的双亲结构（p16)分子中含有两种不同的基团：（1）非极性的亲油（疏水）基团（能溶于油而不溶于水）；一般是长链的碳氢化合物，如直链烷基C8～C20、支链烷基C8—C20、烷基苯基等，有时也为有机氟、有机硅、有机磷、有机锡链等。（2）极性的亲水（

4、疏油）基团（水溶性的基团）。如羟基、硫酸基、羧酸基-OH、-COOH、-SO3H、-NH2在水溶液中，疏水基团相互吸引、缔合的作用称为疏水作用或疏水效应。表2—1表面活性剂的主要亲油、亲水基团亲油基团亲水基团烃基R—羧酸基—COONa烷丙烯基R—CH＝CH—羟基—OH烷苯基RPh—磺酸基—SO3Na脂肪酸基RCOO—硫酸基—OSO3Na脂肪酸氨基RCONH—磷酸基—PO3Na2脂肪族醇基RO—氨基—N+R3脂肪族氨基RNH—氰基—CN烷基马来酸酯ROOC—CH2—硫代基—SH烷基酮基R—CO—CH2—卤基—Cl、—Br聚氧丙烯基—O(CH3CH

5、CH2O)—氧乙烯基—CH2CH2O—图2.3表面活性剂C12H25S04Na示意图（离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的结构示意图）通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置，可以达到所需亲水亲油平衡的目的。2.亲水亲油平衡值(HLB)HLB（HydrophileLipophileBalance的缩写）HLB值：表示了表面活性剂的亲水基团和亲油基团具有的亲水亲油平衡值。表示表面活性剂的亲水疏水性能。HLB值大，亲水性强，亲油性弱；HLB值小，亲油性强，亲水性弱。（1）HLB值的规定HLB值是个相对值。规定:石蜡（无亲水性能）的HLB

6、值为0，十二烷基硫酸钠(水溶性较强)的HLB值为40。聚乙二醇HLB值=20（完全亲水）。表面活性剂的HLB值一般在1～40范围以内。由亲油性到亲水性的转折点约为10。根据表面活性剂的HLB值，可大致了解其可能的用途。表2—3HLB范围及其应用性能HLB值用途HLB值用途1.5～3W／O型消泡剂8～18O／W型乳化剂3.5～6W／O型乳化剂13～15洗涤剂7～9润湿剂15～18增溶剂（2）HLB值的范围及其应用性能HLB值水中状态1～4不分散3～6分散不好6～8振荡后成乳白色分散体8～10稳定的乳白色分散体10～13半透明至透明分散体>13透明

7、溶液表2—2HLB范围及其水溶性（3）HLB值的计算方法①．Davies法表面活性剂的HLB值为各结构性基团HLB值的总和。关系如下式：HLB=7+∑(亲水基团基数)-∑(亲油基团基数)各基团的HLB基数如表2—5所示。表2—4基团的HLB基数基团HLB基团数基团HLB基团数亲水基团-O-1.3-SO4Na38.7-OH(失水山梨醇环)0.5-COOK21.1-(C2H4O)-0.33-COONa19.1亲油基团-SO3Na11-CH2--0.475-N(叔胺)9.4—CH3-0.475酯(失水山梨醇环)6.8=CH--0.475酯(自由)2.

8、4-(C3H5O)-(氧丙烯基)-0.15—COOH2.1-CP2--0.87—OH(自由)1.9-CF3--0.87例：计算月桂酸钠的HLB值CH3