精细化学课件第二章表面活性剂

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1、 冰淇淋冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了是我们最喜爱的食物；有了化妆品化妆品我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性我们的生活也变得如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。面活性剂，人也没有了。 英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint指甲油指甲油香香 水水表面张力与表面活性表面张力与表面活性当任意两相接触时当任意两相接触时, , 两相之间决非是一

2、个没有两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面厚度的纯几何面, ,而是一个具有相当厚度的过渡而是一个具有相当厚度的过渡区区, , 这一过渡区通常称之为这一过渡区通常称之为界面界面。若其中一相为气体，这种界面通常称为若其中一相为气体，这种界面通常称为表面表面。但由于历史的原因但由于历史的原因, , 这两个概念常常混用。这两个概念常常混用。常见的界面有：常见的界面有：气气- -液液界面，界面，气气- -固固界面，界面，液液- -液液界面，界面，液液- -固固界面，界面，固固- -固固界面。界面。气气- -液界面液界面气气-固界面固界面液液-液界面液界面液液-固界面固界面固固-固界面固界面气气相相液液相

3、相（a）（b）表面活性剂分子表面活性剂分子疏水基团疏水基团亲水基团亲水基团1 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选剂矿物浮选剂5 相转移催化剂相转移催化剂6 织物柔软剂织物柔软剂7 分散剂分散剂食品加工食品加工印染印染金属加工金属加工电镀电镀采矿采矿采油采油磷脂的内盐部分具有亲水性亲水性，脂肪酸长链烃基部分具有疏水性疏水性，因此磷脂是天然的表面活性剂表面活性剂，它在生物体内能使油脂乳化，有助于油脂的运输、消化油脂的运输、消化和吸收和吸收。生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型表面活性剂表面

4、活性剂一词来自英文一词来自英文Surfactant。它实际上是短语它实际上是短语Surface（表面）（表面） Active（活性）（活性） Agent（添加剂）的缩合词。（添加剂）的缩合词。它还有一个名字叫做它还有一个名字叫做Tenside。表面活性剂表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。而具有一系列应用功能。表面活性剂分子表面活性剂分子非极性烃链（疏水）非

5、极性烃链（疏水）极性基团（亲水）极性基团（亲水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂按离子类型按离子类型阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3 CH3 |R-N+-CH3Cl-季胺盐 | CH3伯胺盐伯胺盐 R-NH3 季季铵铵盐盐 CH3 |例如例如 C16H33-N

6、+-CH3Br | CH3 十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵( (俗称俗称1631)1631)吡啶盐吡啶盐 例如例如 C12H25(NC5H5)+两性表面活性剂R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型 | CH3 两性咪唑啉型 CNHNRCH2COO-CH2CH2OH+(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力强，对纤维有保护作用去污力强，对纤维有保护作用-由于其特殊结构，具有许多优异性能，由于其特殊

7、结构，具有许多优异性能，如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性如良好的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别是其是其极低毒性极低毒性和和无刺激性无刺激性以及良好的生物降以及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。当用途。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH聚氧

8、乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性能俗称平平加系列，具良好湿润性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强系列，化学性质稳定，抗氧化性能强(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物氧乙烯加成物Span类类 及及 Tween类类表面活性剂即属表面活

9、性剂即属此类；具有此类；具有低毒低毒的特点，广泛用于医药工业、食的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验品工业以及生化实验(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂常用作起泡剂、增粘剂 OOHOHOOHCORSpanOOO (C2H4O )yHOO (C2H4O )zHCORH (O C2H4)xTween 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂稳定性高稳定性高，不易受强不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响；影响；与其它类型表面活性剂的相容性好与其它类型表面活性剂的相容性好；在在水及

10、有机溶剂中皆有水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能良好的溶解性能，具有良，具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒；稳泡、抗静电等作用，且无毒； 广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。临界溶解温度临界溶解温度(craft 克拉夫特点克拉夫特点) 离子型表面活性剂在水中溶解度随温度上升逐渐增加。当达到某一特定温度时，溶解度急剧上升，该温度称为临界溶解温度，又称克拉夫

11、特点，Tk。(克拉夫特点时表面活性剂的溶解度就是它的临界胶束浓度)浊点浊点 非离子表面活性剂在温度较低时易溶于水成为澄清的溶液。温度升到一定程度时，溶解度反而减小，会在水中出现浑浊、析出、分层现象。把溶液由透明变成浑浊的温度成为浊点，即C.P。胶束的形成胶束的形成 两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会性部分会互相吸引互相吸引，从而使得分子自发形成，从而使得分子自发形成有有序的聚集体序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序