1、第一章 概述1.表面活性劑的定義在加入量很少時即能明顯降低溶劑的表面張力，改變物系的界面狀態，能夠產生潤濕、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，從而達到實際應用的要求的一類物質。2.表面活性劑的分類（按離子類型和親水基的結構）離子類型：a.非離子型表面活性劑 b.離子型表面活性劑（陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑）親水基：羧酸鹽型、磺酸酯鹽型、磷酸酯鹽型、胺鹽型、季銨鹽、鎓鹽型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章 表面活性劑的作用原理v 表面活性、表面活性物質、表面活性劑？因溶質在表面發生吸附（正吸附）而使溶液表面張力降低的性質被稱為表面活性，這類物質被稱為表面活性物質。表面活性劑：

2、是一類表面活性物質，其在濃度極低時能明顯降低溶液表面張力的物質。v 表面活性如何表征？假如Y。是水或溶劑的表面張力，Y為加入表面活性劑后溶液的表面張力，則表面（界面）張力降低值p可表現為p5Y。2Y，在稀水溶液中可以用表面張力降低值與溶液濃度的比值p/c來衡量溶質的表面活性。當物質的濃度c很小時，Y-c略成直線，每增加一個 CH2，p/c增加為原來的3倍。v 表面活性劑的兩大性質是什么？如何解釋？兩大性質：降低表面張力和膠束的形成降低表面張力：是由親水、親油基團相互作用、共同決定的性質，表面活性劑分子吸附于液體表面，用表面自由能低的分子覆蓋了表面自由能高的溶劑分子，因此溶液的表面張力降低膠束的

3、形成：達到吸附飽和，表面活性劑的濃度再增加，其分子會在溶液內部采取另一種排列方式，即形成膠束。v 什么是臨界膠束濃度及其測定方法？開始形成膠束的最低濃度被稱為臨界膠束濃度（critical micelle concentration,簡寫為cmc）。測量依據：表面張力、電導率等性質隨著表面活性劑濃度的變化，上述性質發生突變的濃度。1、 表面張力法：表面活性劑水溶液的表面張力開始時隨溶液濃度的增加急劇下降，到達一定濃度（即cmc）后變化緩慢或不再變化。特點：簡單、不受無機鹽的影響；但極性有機雜質干擾大。2、 電導法：測定表面活性劑溶液不同濃度時的電阻，計算出的電導率或摩爾電導率，作其對濃度的關系

4、曲線，其轉折點的濃度即為表面活性劑的cmc。適合離子型表面活性劑。特點：方便，準確度高，但受溶液中鹽濃度影響很大。對高表面活性的物質靈敏度差。3、 增溶作用法：利用烴類或某些燃料等不溶或低溶解度的物質在表面活性劑溶液中溶解度的變化測定cmc的方法。4、 染料法：某些燃料的顏色或熒光在低濃度中和在膠束中的明顯不同。要求染料離子與表面活性劑離子所帶電荷相反。5、 光散色法：表面活性劑締合成膠束，溶液散射光強度增強。要求溶液非常純凈。v 什么是表面活性劑的HLB值？有什么意義？用親水-親油平衡值（hydrophile-lipophile balance,HLB）來表示表面活性劑的親水性，它是親水基和

5、疏水基之間的大小和力量上的平衡程度的量度。HLB=親水基的親水性/親油基的親油性HLB值代表親水基和親油基的平衡值，用來衡量親水與親油能力的強弱，實際上主要表征了表面活性劑的親水性；HLB值越高，親水性越強；HLB值越低，親水性越弱。石蠟HLB=0 油酸HLB=1 油酸鉀HLB=20 十二烷基硫酸鈉HLB=40HLB=親水基團質量/表面活性劑的質量*100/5=親水基的質量/（親油基質量+親水基質量）*100/5HLB=E/5 E代表合成表面活性劑時加入的環氧乙烷的質量分數v 影響表面活性劑性能的結構因素包括那些方面?（表面活性劑分子形態、分子量和其潤濕、去污能力的關系）分子形態的影響：1、

6、親水基的相對位置對表面活性劑性能的影響：一般情況下，親水基位于分子中間時，表面活性劑的潤濕性能比位于分子末端的強；而親水基在末端的，則去污力較強。2、 親油基團結構中分支的影響：在表面活性劑類型和分子大小相同的情況下，帶有分支結構的表面活性劑通常具有較好的潤濕和滲透性能，但去污力較小。 分子量的影響：表面活性劑分子的大小對其性質的影響比較顯著，一般分子量較大的表面活性劑的洗滌、分散、乳化性能較好，而分子量較小的表面活性劑潤濕、滲透作用比較好。書p14 膠束的結構主要由內核和外殼兩部分構成，對于離子型表面活性劑，外殼的外側還有擴散雙電層。 離子型表面活性劑，膠束的外殼由膠束雙電層的最內層（ste

7、rn層）組成，其中不僅包含表面活性劑的極性頭，還固定有反離子和水化層。對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，膠束的外殼是一層相當厚的柔順的聚氧乙烯層，還有水分子。在膠束-水“界面”區域外，離子膠束有一反離子擴散層，即雙電層外圍的擴散層部分，由未與極性頭離子結合的其余反離子組成，非離子膠束沒有雙電層結構。v Krafft點和濁點（原因）P26 非離子表面活性劑存在濁點的原因是其在水中氫鍵被破壞所致。v 非離子型表面活性劑和混合表面活性劑的HLB值的計算非離子型 HLB=混合表面活性劑 v 皂化值和酸值 完全皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數中和1g油脂中的游離脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數。常用以表示其緩慢

8、氧化后的酸敗程度。v 不同類型表面活性劑毒性、安全性順序。第三章表面活性劑的功能與應用1.增溶作用的定義：在溶劑完全不溶或者微溶的物質，借助于添加第三種成分表面活性劑而得到溶解，并成為熱力學穩定性的、各種同性的均一溶液，這種作用成為增溶作用。2.增溶作用的特點（與混合溶劑提高溶解度及乳化作用的區別）：（1） 增溶現象是膠束對親油物質的溶解過程，是表面活性劑膠束的一種特殊作用。（2） 增溶過程不同于通過使用混合溶劑來增大有機物溶解度的情況。（3） 增溶作用的被增溶物進入了膠束中，而不是提高了增溶物在溶劑中的溶解度，因此不是一般意義上的溶解。（4） 增溶作用不同于乳化作用。（5） 增溶作用是自發過

9、程。（6） 增溶作用可以用不同的方式達到。3.增溶作用的方式：（1）單態模型：夾心型增溶、欄柵型增溶、膠束表面（聚氧乙烯型）（2）兩態模型：被增溶物在膠束溶液中分配于水相和膠束相中，在兩相中德分配狀態不同。4.表面活性劑結構對增溶作用的影響：（1） 碳氫健長短相同時，不同類型表面活性劑增溶能力的大小順序為：非離子型陽離子型陰離子型（2） 飽和烴和極性小得有機物在同系列的表面活性劑水溶液中增溶能力隨表面活性劑碳氫鏈的增長而增加。（3） 同碳數的表面活性劑，帶支鏈的比直鏈的對烴類的增溶能力小。在表面活性劑分子中引入不飽和鍵或芳環也會使其增溶能力減小。（4） 向表面活性劑分子中引入第二極性基團時對增

10、溶能力的影響取決于增溶物的性質。5.乳狀液的定義、形成條件、類型及鑒別方法：鑒別方法：稀釋法染色法電導法濾紙潤濕法光折射法6.影響乳狀液類型的因素（1） 相體積（2） 乳化劑的分子結構和性質（定向鍥理論）（3） 溶解度規則（4） 聚結速度理論（5） 制備方法與乳化器材質7.影響乳狀液穩定的因素：（1） 表面張力（2） 界面膜（3） 界面電荷（4） 乳狀液分散介質的粘度（5） 加入固體粉末8.PIT：定義：在一定的體系中，在某一溫度時，乳化劑的HLB值發生急劇變化，同時乳狀液體系發生相變，此溫度稱為相轉變溫度，即PIT.PIT是體系所具有的特性溫度。應用：取等量的油相和水相，加入3%-5%的表面

11、活性劑制成乳狀液，不斷振蕩并加熱體系，觀測乳狀液的類型變化，當乳狀液由O/W型變成W/O型的溫度即為PIT。通常O/W型乳狀液在低于PIT 20-60,W/O高于PIT 10-40時是穩定的。PIT與HLB值有一定關系，一般PIT隨HLB值的增加而升高。9.破乳的方法有那些：（1） 物理機械法：超聲加熱過濾電沉降離心分離（2） 化學法：加入一定化學物質來改變乳狀液的類型和界面膜的性質，目的是降低界面膜強度，或破壞界面膜。10.潤濕的過程及發生條件：過程：沾濕：液氣界面和固氣界面上的氣體被液體取代的過程浸濕：固體浸入液體的過程鋪展：將固氣界面用固液界面代替的同時，液體表面能夠擴展的現象。發生條件

12、：沾濕發生條件：GA=SL-SG-LG0WA=SG-SL+LG0 （式中：SG、SL和LG分別為氣-固、液-固和氣-液界面的表面張力）浸濕發生條件：Gi=SL-SG0Wi=SG-SL0 （Wi：浸濕功）鋪展發生條件：GS=SL+LG-SG0 S=SG-SL-LG0 （S：鋪展功）11.楊氏方程：12.表面活性劑在潤濕過程的作用：在固體表面發生定向吸附提高液體的潤濕能力13.潤濕劑的要求：（1） 分子結構：碳氫鍵具有分支結構親水基位于碳氫鍵的中間位置（2） 性質：較高的表面活性良好的表面活性14.泡沫的定義及產生定義：泡沫是指氣體分散在液體中的一種分散體系。產生條件：a.氣液接觸 b. 發泡速度

13、高于破泡速度15.泡沫破壞的機制16.表面張力的自修復作用在泡沫受到外力沖擊時，有使液膜厚度和強度恢復的作用。17.在影響泡沫穩定的因素中，哪個因素是最重要的？決定泡沫穩定性的關鍵因素是液膜的表面粘度和彈性。18.為什么非離子表面活性劑不能作為穩泡劑？親水基聚氧乙烯醚在水中呈曲折行結構不能形成緊密排列的吸附膜，并且水化能力差，不能形成雙電層，因此不能形成穩定的泡沫。19.消泡劑的消泡機理？A. 降低泡沫膜局部表面張力B. 破壞膜的彈性C. 降低液膜的粘度D. 疏水固體顆粒的消泡作用20.污垢的類型？污垢的黏附機理及去除機理。污垢的類型：按形態分液體污垢固體污垢混合污垢按使用環境及情況分：纖維織

14、物上住宅污垢餐具污垢其他污垢的粘附機理：機械力粘附 固體塵土的粘附分子間力粘附 范德華力（包括氫鍵）靜電力粘附化學結合力粘附 化學吸附油性結合污垢的去除機理：21.表面活性劑的去污作用機理。22.表面活性劑結構與去污力的關系第四章 陰離子表面活性劑（3） 陰離子表面活性劑的分類 按照親水基主要有四類：羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽（4） 十二烷基苯磺酸鹽的制備、反應條件及影響因素3.烷基磺酸鹽氧磺化和氯磺化的方程式 UV氧磺化：RCH2CH32SO2O2H2O RCH2CH2SO3HH2SO4 RCH2CH2SO3HNaOHRCH2CH2SO3NaH2O氯磺化（Reed反應）：RHSO2C

15、l2RSO2ClHCl RSO2Cl2NaOHRSO3NaH2ONaCl（3） 滲透劑T的合成催化劑第一步酯化反應：C4H2O32C8H17OH H17C8OOCH=CHCOOC8H17H2O 催化劑 第二步磺化反應：H17C8OOCH=CHCOOC8H17NaHSO3H17C8OOCCH2（NaSO3） CHCOOC8H17（4） 皂化反應RCOOCH2 HOCH2 RCOOCH23NaOH3RCOONa HOCH2 RCOOCH2 HOCH2（5） 洗凈劑209的合成 （ N-酰基-N-甲基牛磺酸鈉） O CH2CH2NaHSO3HOCH2CH2SO3Na 第一步 HOCH2CH2SO3N

16、aCHNHCH第二步CH第三步CHCHCONCHCHSON第四步（6） 十二烷基硫酸鈉K12的合成HHO（7） ABS、LAS、AOS代表的表面活性劑ABS：烷基苯磺酸鹽 LAS：直鏈烷基苯磺酸鈉 AOS：烯烴磺酸鹽第五章陽離子表面活性劑1、陽離子表面活性劑的概念及主要用途？陽離子表面活性劑,是其分子溶于水發生電離后，與親油基相連的親水基是帶陽電荷的面活性劑。主要用途：殺菌劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑。其他用途：肥料的抗結塊劑、農作物的除莠劑、瀝青和石子表面的粘結促進劑、均染劑、乳化劑、頭發調理劑、金屬緩蝕劑、絮凝劑和浮選劑。2、陽離子表面活性劑主要有哪些類型？（銨鹽型、季銨鹽型、雜環型、鎓鹽型）

17、3、季銨鹽的合成過程？ 常用的烷基化試劑有：氯代烷、氯化芐及硫酸二甲酯（1）烷基季銨鹽的合成（N-烷基化反應 即季銨化反應）A、高級鹵代烷和低級叔胺的反應影響因素：l 鹵代烷中鹵離子的影響：RI>RBr>RCl,常采用的時氯代烷l 鹵代烷中烷基的影響：烷基鏈越長，鹵代烷的活性越弱l 叔胺的堿性和空間效應：堿性越強反應活性越大，大的空間位阻對反應不利B、高級烷基胺與低級鹵代烷的反應（2）含雜原子季銨鹽的合成（3）含苯環季銨鹽的合成（吉爾滅、NTN、Zephriol M、Hyamine 1622） 4、1231或1631陽離子表面活性劑的合成5、Sapamine MS的合成。6、潔爾滅和新潔爾滅的合成第六章