第2章表面活性剂.pptx

冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有，这真是太可悲了。 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。因为没有表面活性剂，人也没有了。 ——英国著名界面化学家Ckint;2.1.1 什么是表面活性剂 溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种： 1）物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于此类物质的强电解质有无机盐、酸、碱等； 2）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如低碳醇、羧酸等有机化合物； 3）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但降到一定程度后，就变得很慢或几乎不下降。;像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。 第二类物质和第三类物质的区别？ 在于能否形成胶束。 这是表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂等的原因。 ;表面活性剂一词来自英文Surfactant。 它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Agent（添加剂）的缩合词。;2.1.2 表面活性剂分子的结构特点;不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响（30℃）;1）7碳原子以下，降低表面张力不明显 2）8~20个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的表面活性。 当亲油基为直链或支链烷烃， 8~20个碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或苯基， 8~16个碳原子时为宜；若亲油基为烷基萘基，则烷基数为2个，每个烷基碳原子在3个以上。;世界表面活性剂工业的发展状况;我国表面活性剂工业的现状;2.2 表面活性剂的分类;2.2 表面活性剂的分类;（1）羧酸盐类 通式RCOOˉM+, R为长烃链，M＋为金属离子。俗称肥皂，以油脂与碱皂化制造。;（2）硫酸酯盐类 通式为R-OSO3M，以高级脂肪醇与硫酸酯化剂酯化制备。;（3）磺酸盐 一般以R－SO3Na表示， C与S相连，在酸性介质中不水解，耐热性好。 烷基苯磺酸钠 烷基萘磺酸钠：;4）磷酸酯盐类 一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na ;分为两类： （1）胺盐类表面活性剂，可由高级胺(C12-18，伯、仲、叔）用盐酸或醋酸处理而得：;或由高级胺用与环氧乙烷反应制备：;(2)季铵盐类;烷基二甲基苄基氯化铵:;阳离子表面活性剂的特点 (1) 杀菌作用 (2) 易吸附在固体表面 （用于矿物浮选、织物柔顺剂、抗静电剂等）;Antimicrobial mechanism A. Kawabata, et al. Carbohydrate Polymers 67 (2007), 375-389 ; AFM images of E. coli (ATCC 11229);两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子。 阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离子部分可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。其中阴离子为羧基、阳离子为胺盐的叫氨基酸型两性表面活性剂，通式为: RNHCH2CH2COOM 例如十二烷基氨基丙酸钠盐 C12H25NHCH2CH2COONa;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型两性表面活性剂。通式： 其中R=C12~C18;两性表面活性剂在水中电离时，因同时存在两种电荷，因此有一个等电点 pI； 溶液的pH 值低于pI 时，是阳荷性，具有阳离子表面活性剂作用； 当pH 高于pI 时，呈负电性，具有阴离子表面活性剂的作用。 在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。;两性表面活性剂特点：水溶性好，发泡能力强，去污力强；毒性低，对皮肤刺激性小，有良好的生物降解性和抗微生物能力，优良的抗静电性和柔软平滑性，与其它表面活性剂相容性好。但是价格较贵。;亲水基为羟基－OH和醚键－O－ 由于亲水性较弱，必须由几个羟基或醚键才能发挥亲水作用，与只有一个亲水基团的阴离子或阳离子表面活性剂不同。 特点：溶液中不呈离子态，所以稳定性高，不受强电解质和酸碱的影响，与其它类型的表面活性剂相容性好，也不易在固体表面富集。;非离子型表面活性剂按亲水基分类，有聚乙二醇型和多元醇型，两者性能和用途有较大差异。 （1）聚乙二醇型非离子表面活性剂 1）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物 ;2）烷基酚和环氧乙烷的加成物 所用烷基酚有：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等 3）脂肪酸与环氧乙烷的加成物 ;4）高级脂肪胺和脂肪酰胺的环氧乙烷加成物 ; 5）聚丙二醇的环氧乙烷加成物 亲水基 憎水基 亲水基 ;聚乙二醇的醚键为何具有亲水性？;（2）多元醇型非离子型表面