第六章 表面活剂.doc
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第六章 表面活性剂
6.1表面活性剂的结构与分类
一、表面活性剂(SAA)的定义
表面活性剂是一种能大大降低溶液(一般为水)表面张力(或液—液界面张力)、改变体系的表面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶(这也是判别SAA的依据)等一系列作用的化学药品。根据对水的表面张力的影响,可大体把物质分为三类:
1.表面张力随浓度增加而略有上升,如无机盐、酸和碱等
2.随浓度的增加表面张力缓慢下降,如低级醇、羧酸等
3.随浓度增加,表面张力先是急剧下降,到一定浓度后基本不再
变化,如肥皂中的硬脂酸钠、洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
我们把第三类物质称为SAA。第二类物质虽也能降低表面张力,
但没有乳化、起泡、增溶等作用,因而通常不称之为SAA。
二、表面活性剂的结构特点
表面活性别分子由亲油基
(也称憎水基,以 表示)
和亲水基(也称憎油基,以
表示)两部分组成,是双亲性分
子(表示为 )。
亲油基必须具有一定的长度时才
是SAA。当碳原子数在8(20之间时
才具有明显的SAA特征,但当碳原
子数太大时,由于形成不溶于水的
化合物,又失去活性剂的作用。
三、 SAA的基本性质
SAA溶于水后,皆会形成亲水基插入水中,亲油基插入油或空气中的定向排列结构,使表面张力急剧降低,当浓度达一定值(表面排满一层)后,则会形成胶束,这种独特的结构和性质,使其具有极其广泛的用途。
四、表面活性剂的分类及性质
SAA可依据用途、作用、结构特点等分类,但因其种类繁多,应用也极其广泛,而且常见一剂兼备几种作用,所以按用途和作用分类十分困难,一般认为按结构来分类比较合适。此外,亲水部分的原子团种类繁多,故SAA的性质之差异,除与其碳氢基(及其它亲油基)外,主要还与亲水基团的不同有关,亲水基团的结构变化远较亲油基团为大,因而SAA按结构分类,一般以亲水基团为依据。此种分类的优点是从其类型便可推断其应用范围。下面主要介绍按亲水基的分类,也适当介绍一下按憎水基的分类。
按亲水基团类型分类
阴离子型在水中能离解,起活性作用的(大离子)部分是阴离子
憎水基主要为烷基、异烷基、烷基苯等,亲水基主要
有钠盐、钾盐、乙醇胺盐等水溶性盐类。表示为:
(1)羧酸盐型
通式:RCOOM。其中M是金属离子。如油酸钾(C17H33COOK)、硬脂酸铝[(C17H35COO)3A1]等。
(2)硫酸酯盐型
通式: R—O—SO3M,如十二烷基硫酸钠:C12H25一OSO3Na等
(3)磺酸盐型
通式:R—SO3M,如十二烷基苯磺酸钠:C12H25C6H4SO3Na
(4)磷酸酯盐型
通式:R-O-PO3M,如高级醇磷酸酯二钠盐:C16H33—O一PO3Na2
性质:这是一种去污能力强、粘度高、适用于餐具洗涤剂的重要原
料,其综合性能和复配性能都很好。
阳离子型? 几乎所有的阳离子表面活性剂都是含氮化合物, 就
是有机胺的衍生物。表示为:
(1)铵盐型
R-NH2HCl 伯胺盐
R-NH(CH3)HCl 仲胺盐
R- N(CH3)2HCl 叔胺盐
R- N+(CH3)3Cl- 季胺盐,如十六烷基三甲基氯化铵:
C16H33- N+(CH3)3Cl-
(3)吡啶盐型
如十六烷基溴代吡啶
(4)多乙烯多铵盐型
通式: RNH[CH2CH2NH]nH·mHCl(m≤n+1)
两性型 分子中带有两个亲水基团,一个带正电,一个带负电,
正电性基团主要是含氮基团(或用硫和磷取代氮的位置)。
性质:它们具有抗静电、柔软、杀菌和调理等作用 。
非离子型 它的极性基不带电,在水溶液中不电离,并且不受强
电解质、强酸、强碱的影响,稳定性高,与其他类型
的表面活性剂相溶性好。可分为两类:
(1)聚乙二醇或聚氧乙烯型
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