1、會計學1表面活性劑應用導論表面活性劑概述表面活性劑應用導論表面活性劑概述第一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第1頁/共66頁第二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-131.表面活性劑概述 6.兩性表面活性劑2.表面活性劑的基本原理 7.非離子表面活性劑3.表面活性劑的功能與應用 8.特殊類型的表面活性劑4.陰離子表面活性劑 9.表面活性劑的復配5.陽離子表面活性劑目 錄：第2頁/共66頁第三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13輕化工程專業課丁斌第3頁/共66頁第四頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第4頁/共66頁第五頁，編輯于星期日：二十點 分

2、。2022-4-13肥皂洗滌劑潤濕劑乳化劑破乳劑分散劑泡沫助推器消泡劑增溶劑第5頁/共66頁第六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13n防止靜電穩定泡沫第6頁/共66頁第七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第7頁/共66頁第八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第8頁/共66頁第九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 界面是指兩相接觸的約幾個分子厚度的過渡區，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。 常見的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。 嚴格講表面應是液體和固體與其飽和蒸氣之間的界面，但習慣上把液體或固體與空

3、氣的界面稱為液體或固體的表面。第9頁/共66頁第十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13常見的界面有：(液體表面)第10頁/共66頁第十一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13(固體表面)第11頁/共66頁第十二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第12頁/共66頁第十三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第13頁/共66頁第十四頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第14頁/共66頁第十五頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 對于單組分系統，這種特性主要來自于同一物質在不同相中的密度不同；對于多組分系統，則特性來自于界面層的組

4、成與任一相的組成均不相同。 表面層分子與內部分子相比，它們所處的環境不同。 體相內部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對稱的，各個方向的力彼此抵銷； 但是處在界面層的分子，一方面受到體相內相同物質分子的作用，另一方面受到性質不同的另一相中物質分子的作用，其作用力未必能相互抵銷，因此，界面層會顯示出一些獨特的性質。第15頁/共66頁第十六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 最簡單的例子是液體及其蒸氣組成的表面。 液體內部分子所受的力可以彼此抵銷，但表面分子受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小（因為氣相密度低），所以表面分子受到被拉入體相的作用力。 這種作用力使表面有自動收縮到

5、最小的趨勢，并使表面層顯示出一些獨特性質，如表面張力、表面吸附、毛細現象、過飽和狀態等。第16頁/共66頁第十七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 從圖看：分子在液相內部移動不需要作工，分子受到液相分子對它的引力要比氣相分子對它的引力強，結果就產生了表面層液相分子受到指向液體內部并垂直于界面的引力，我們把單位面積上的引力稱之為表面張力。B分子A分子1.2.2 液體的表面張力第17頁/共66頁第十八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 如果在活動邊框上掛一重物，使重物質量W2與邊框質量W1所產生的重力F（F=（W1+W2）g）與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再

6、滑動。 這時 2Fl l是滑動邊的長度，因膜有兩個面，所以邊界總長度為2l， 就是作用于單位邊界上的表面張力。第18頁/共66頁第十九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，它垂直于表面的邊界，指向液體方向并與表面相切。 將一含有一個活動邊框的金屬線框架放在肥皂液中，然后取出懸掛，活動邊在下面。由于金屬框上的肥皂膜的表面張力作用，可滑動的邊會被向上拉，直至頂部。 把作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用 表示，單位是Nm-1。第19頁/共66頁第二十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13如果在金屬線框中間系一線圈，一起浸

7、入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)(b)由于以線圈為邊界的兩邊表面張力大小相等方向相反，所以線圈成任意形狀可在液膜上移動，圖(a)。如果刺破線圈中央的液膜，線圈內側張力消失，外側表面張力立即將線圈繃成一個圓形，圖(b)，清楚的顯示出表面張力的存在。第20頁/共66頁第二十一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服系統內部分子之間的作用力，對系統做功。 溫度、壓力和組成恒定時，可逆使表面積增加dA所需要對系統作的可逆功，稱為表面功。用公式表示為：AWdd第21頁/共66頁第二十

8、二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 此可逆功也就是體系自由能的增量 ，因此 也就是說， 為使液體增加單位表面所需做的可逆功，或恒溫恒壓下增加單位表面積體系自由能的增值，或單位表面上的分子比體積內部同量分子所具有的自由能過剩值，稱為表面過剩自由能，簡稱表面自由能。pTG,dpTpTAGAWAG,dddddd第22頁/共66頁第二十三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-132)表面張力（通常）指純物質的表面層分子間實際存在著的（收縮）張力。單位：N / m，dyn / cm。 s22GJ / merg / cm ， 單單 位位 ：，1)表面自由能表示形成單位新表面使體系自由

9、能的增加，可表示為：3)表面張力和表面自由能分別是用力學方法和熱力學方法研究表面現象時采用的物理量，具有不同的物理意義，卻又具有相同的量綱。當采用適宜的單位時二者相同。第23頁/共66頁第二十四頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13l f 為修正系數，用已知 的液體來校正； 界面邊界線：圓周長 2 R1.滴重法第24頁/共66頁第二十五頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13l R為毛細管半徑；為界面兩相的密度差；g為重力加速度。 1.2.5 表面張力的測定第25頁/共66頁第二十六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13PW4 R 環環f（ f 為修正系數，用已知

10、的液體來校正） P = W環 2 R內 2 R外 = W環 4 R平均1.2.5 表面張力的測定第26頁/共66頁第二十七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13l用毛細管插入液相表面，向內吹氣（調節壓力P 使氣泡逐步形成，越慢越好并破裂）。1.2.5 表面張力的測定第27頁/共66頁第二十八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-130PP2 R f（ f 為修正系數，用已知 的液體來校正） PS P P0 = 2R f此時， P 應該略大于 P0 + PS P P0 + PS1.2.5 表面張力的測定第28頁/共66頁第二十九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13l對

11、于表面吸附速率很慢的溶液只能采取滴外形法，上述五種常用的測定表面張力的方法則不適用。1.2.5 表面張力的測定第29頁/共66頁第三十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第30頁/共66頁第三十一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第31頁/共66頁第三十二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13A） 隨濃度 c 增加而增加（近乎直線）。解釋：溶液中離子間靜電引力的增加使增加體系表面積消耗的表面功增大。第32頁/共66頁第三十三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13B） 隨濃度 c 增加而下降，開始下降快一些，逐漸減慢。第33頁/共66頁第三十四頁，編

12、輯于星期日：二十點 分。2022-4-13鹽等。鹽等。 C）初始低濃度時， 隨濃度增加急劇下降，但到一定濃度后幾乎不再變化。第34頁/共66頁第三十五頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 就降低界面張力這一特性而言，我們把能使溶劑界面張力降低的性質，稱之為表面活性。 上述2、3類物質是具有表面活性的物質。第35頁/共66頁第三十六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13能，稱為能，稱為表面正吸附表面正吸附，反之為，反之為表表面負吸附面負吸附。第36頁/共66頁第三十七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13物質加入溶液中非表面活性物質表面負吸附表面活性物質表面正吸附

13、表面活性劑（濃度極低時、分子能發生締合，形成“膠團） 非表面活性劑第37頁/共66頁第三十八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-131.3.4 特勞貝（Traube）經驗規則l對于直鏈同系物，每增加一個 -CH2-，其表面活性可增加約 倍；第38頁/共66頁第三十九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第39頁/共66頁第四十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第40頁/共66頁第四十一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第41頁/共66頁第四十二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-131.4 表面活性分子結構特征極性基團非極性基團 親水基（憎

14、油基、疏油基）憎水基(親油基、疏水基)第42頁/共66頁第四十三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-131.4 表面活性分子結構特征第43頁/共66頁第四十四頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第44頁/共66頁第四十五頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第45頁/共66頁第四十六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13按離子類型分類按親水基的結構分類按疏水基的結構分類表面活性劑的特殊性1.5.1 表面活性劑分類方法第46頁/共66頁第四十七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13 表面活性劑通常采用按化學結構來分類，分為離子型和非離子型兩大類，

15、離子型中又可分為陽離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。顯然陽離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會發生沉淀而失去活性作用。1.離子型2.非離子型陽離子型陰離子型兩性型表面活性劑第47頁/共66頁第四十八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13憎水基親水基憎水基親水基第48頁/共66頁第四十九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13陰離子表面活性劑RCOONa羧酸鹽R-OSO3Na硫酸酯鹽R-SO3Na磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽第49頁/共66頁第五十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13憎水基親水基憎水基親水基第50頁/共66頁第五十一頁，編輯于星期日

16、：二十點 分。2022-4-13陽離子表面活性劑R-NH2HCl伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl仲胺鹽 | H CH3 |R-N-HCl叔胺鹽 | CH3 CH3 |R-N+-CH3Cl-季胺鹽 | CH3第51頁/共66頁第五十二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13憎水基親水基第52頁/共66頁第五十三頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-甜菜堿型 | CH3第53頁/共66頁第五十四頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13憎水基親水基第54頁/共66頁第五十五頁，編輯于星

17、期日：二十點 分。2022-4-13R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚第55頁/共66頁第五十六頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13氟表面活性劑 表面活性劑硅表面活性劑 聚氧丙烯 碳氫表面活性劑 第56頁/共66頁第五十七頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13高分子表面活性劑表面活性劑硅表面活性劑 生物表面活性劑碳氟表面活性劑 冠醚性表面活性劑第57頁/共66頁第五十八頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第58頁/共66頁第五十九頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第59頁/共66頁第六十頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第60頁/共66頁第六十一頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13第61頁/共66頁第六十二頁，編輯于星期日：二十點 分。2022-4-13