界面化学北京化工大学第二章表面活性剂及其溶液行为ppt课件.ppt

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1、表面活性剂及其溶液行为§1.表面活性剂§2.嵌段共聚物§3.表面活性剂与微乳液§4.表面活性剂与囊泡1.1表面活性剂的化学结构表面活性剂由性质不同的两部分组成，一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，为不对称的分子结构。因此表面活性剂分子结构的特征是一种既亲油又亲水的双亲分子。§1.表面活性剂注意：并非所有双亲分子皆为表面活性剂，只有碳氢链在8~20碳原子的双亲分子才能称为表面活性剂。碳氢链太短亲油性太差，太长亲水性太差，均不宜作为表面活性剂的疏水链。1.2表面活性剂的分类按表面活性剂在水溶

2、液中能否解离及解离后所带电荷类型分为离子型（阳离子型、阴离子型、两性离子型）、非离子型按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；按分子量分类，可分为高分子表面活性剂（分子量大于104）、中分子量表面活性剂（分子量在103~104）、低分子量表面活性剂（分子量小于103）还可以按表面活性剂的功能来分类，分为乳化剂、洗涤剂、起泡剂、润湿剂、分散剂、铺展剂、渗透剂、加溶剂等。广泛应用的分类方法-按照化学结构(亲水基类型)分类：阴离子型表面活性剂指具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。阴离子表面活性剂按亲水基结构主要可分为：（1）磺酸盐类–SO

3、3Na烷基磺酸盐烯基磺酸盐烷基苯磺酸盐等（2）硫酸酯盐–OSO3Na脂肪醇硫酸盐（3）羧酸盐–COONa（4）磷酸酯盐阴离子表面活性剂的主要类别还是磺酸盐和硫酸酯盐。阳离子型表面活性剂溶于水时亲水基呈现正电荷（1）高级脂肪胺伯胺、仲胺、叔胺型（2）季铵盐类烷基三甲基铵盐、双烷基二甲基铵盐、卞铵型其中季铵盐占有重要的地位。两性离子型表面活性剂在同一分子中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基的表面活性剂。最大的特点在于其既能给出质子又能接受质子。磷脂类非离子型表面活性剂在水中不电离。其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（一般为醚基和羟基）构成。-聚氧乙烯型，

4、包括：脂肪醇聚氧乙烯醚RO(C2H4O)nH、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、冠醚等。-脂肪酸多元醇酯，包括：脂肪酸甘油酯、季戊四醇酯、嵌段聚醚等。其中嵌段聚醚是一类较新的非离子表面活性剂，最常用者为环氧丙烷和环氧乙烷的整体共聚物。聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类（吐温型：Tween）脱水山梨醇脂肪酸酯类（司盘型：Span）混合型表面活性剂分子中带有两种亲水基团，一个带电、一个不带电。例如，醇醚硫酸盐R(C2H4O)nSO4Na。特种表面活性剂含氟表面活性剂三高：高表面活性高耐热性，例：全氟烷基磺酸盐的热分解温度高达420度高化学惰性浓(硫、硝)酸中也不被破坏

5、二憎：既憎水又憎油含硅表面活性剂分为阴离子、阳离子和非离子型优良的润湿性特点：基本上是生理惰性。内服时属低毒性。含磷表面活性剂以磷酸酯系表面活性剂为代表分为阴离子、阳离子、非离子型、两性离子型特点：抗电解质、抗硬水性强，生物降解性好用于低泡洗涤剂等表面活性剂水溶液-c曲线上的最低值现象马鞍形的最低点。最低值表面活性剂水溶液的各种物理化学性质随溶液浓度变化的曲线上出现转折点与溶液内部的性质有关，需对表面活性剂在溶液中的状态进行研究。§2表面活性剂在溶液中的状态和性质2.1表面活性剂溶液的性质溶液性质随浓度变化的突变点表面活性剂溶液表面张力随浓度变化过程中，当浓度

6、增加到一定值后，表面张力几乎不再下降-突变点其它物理化学性质如洗涤作用、渗透压、当量电导等均呈现突变现象。胶态电解质溶液—十二烷基硫酸钠的性质表面活性剂的胶团化作用2.2表面活性剂溶液的胶团化2.2.1cmc值（表面活性剂的重要性质之一）表面活性剂在溶液中会从单体（单个离子或分子）缔合成为胶态聚集物，即形成胶团。溶液性质发生突变的浓度，称为临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration），此过程称为胶团化作用。2.2.2胶团的结构离子型表面活性剂胶团的结构离子型表面活性剂的胶团由内核、外壳、扩散双电层三部分构成。胶团的内核：离子型表面活

7、性剂具有一个由疏水碳氢链构成的类似于液态烃的内核，约1-2.8nm。胶团的外壳：也称为胶团-水界面或者表面相。胶团的外壳并非指宏观界面，而是指胶团与水溶液之间的一层区域。对离子型表面活性剂，此外壳由胶团双电层的最内层（固定吸附层）组成，厚约0.2-0.3nm。离子型表面活性剂的胶团模型扩散双电层：离子型表面活性剂胶团为保持其电中性，在胶团外壳的外部还存在一层由反离子组成的扩散双电层。问题：内核尺寸与哪些因素有关？调变内核尺寸的方法？非离子型表面活性剂的胶团结构由胶团内核和胶团外壳两部分组成。胶团内核：由碳氢链组成；胶团外壳：由柔顺的聚氧乙烯链及与醚键原子相结合

8、的水构成。无双电层结构。