表面活性劑及其作用第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑的分類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，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。1.離子型2.非離子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。陽離子型陰離子型兩性型小極性頭大極性頭第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑的結構對其效率及能力的影響表面活性劑效率使水的表面張力降低到一定值時所需要的表面活性劑的濃度。顯然，所需濃度愈低，表面活性劑的性能愈好。表面活性劑的能力能夠把水的表面張力降低到的最小值。顯然，能把水的表面張力降得愈低，該表面活性劑愈有效。活性劑的能力也稱為有效值。第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑的結構對其效率及能力的影響

表面活性劑的效率與能力在數值上常常是相反的。例如，當憎水基團的鏈長增加時，活性劑的效率提高，而能力可能降低了。當憎水基團有支鏈或不飽和程度增加時，效率降低，能力卻增加。第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五對（正－烷基）苯磺酸鈉的水溶液在348K時的表面張力與濃度的關系第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五對-十二烷基苯磺酸鈉的水溶液在348K時的表面張力與濃度的關系第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會自相結合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外。隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現棒狀、層狀或球狀等多種形狀。這種多分子聚集體稱為膠束。形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度繼續增加表面活性劑的量，只能增加溶液中膠束的數量和大小第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五穩定化穩定化憎水基親水基和水相斥和水吸引形成膠束的穩定化過程第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五膠束的形狀第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五膠束的形狀第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+球形膠束H2O(a)(b)棒狀膠束(c)水棒狀膠束的六角束(d)層狀膠束（e)1~3.5nm1~3.5nm類脂黑膜(g)H2OoilH2O醇油或O/W微乳液W/O微乳液(h)H2OH2O單室泡囊或(i)膠束的結構形成示意圖第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五臨界膠束濃度表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束。這時溶液性質與理想性質發生偏離，在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現轉折。繼續增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。這種開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度，簡稱CMC第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五界面張力表面張力臨界膠束濃度去污作用密度改變電導率摩爾電導率滲透壓濃度表面活性劑溶液的性質臨界膠束濃度時各種性質的突變第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑在水中的溶解度表面活性劑的親水性越強，其在水中的溶解度越大，而親油性越強則越易溶于“油”

故表面活性劑的親水親油性也可以用溶解度或與溶解度有關的性質來衡量離子型表面活性劑的溶解度隨著溫度的升高而增加，當達到一定溫度后，其溶解度會突然迅速增加，這個轉變溫度稱為Kraff點同系物的碳氫鏈越長，其Kraff點越高，因此，Kraff點可以衡量離子型表面活性劑的親水、親油性第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑在水中的溶解度非離子型表面活性劑的親水基主要是聚乙烯基。升高溫度會破壞聚乙烯基同水的結合，而使溶解度下降，甚至析出。所以加熱時可以觀察到溶液發生混濁現象。發生混濁的最低溫度稱為濁點環氧乙烯的分子數越少，親水性越強，濁點就越高。反之，親油性越強，濁點越低。可利用濁點來衡量非離子型表面活性劑的親水、親油性。第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑的一些重要作用及其應用表面活性劑的用途極廣，主要有五個方面：1.潤濕作用

表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達到所需的目的。例如，要農藥潤濕帶蠟的植物表面，要在農藥中加表面活性劑；如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五表面活性劑的一些重要作用及其應用表面活性劑的用途極廣，主要有五個方面：1.潤濕作用

首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中加入捕集劑和起泡劑等表面活性劑。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時清除。 浮游選礦第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五泡水礦物浮游選礦的原理圖選擇合適的捕集劑，使它的親水基團只吸在礦砂的表面，憎水基朝向水。當礦砂表面有5%被捕集劑覆蓋時，就使表面產生憎水性，它會附在氣泡上一起升到液面，便于收集。有用礦物廢礦石憎水表面第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五2.起泡作用

“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。有時要使用消泡劑，在制糖、制中藥過程中泡沫太多，要加入適當的表面活性劑降低薄膜強度，消除氣泡，防止事故。起泡劑所起的主要作用有：（1）降低表面張力（2）使泡沫膜牢固，有一定的機械強度和彈性（3）使泡沫有適當的表面黏度第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五3.增溶作用

非極性有機物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。經X射線衍射證實，增溶后各種膠束都有不同程度的增大，而整個溶液的的依數性變化不大。第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五增溶作用的特點

（1）增溶作用可以使被溶物的化學勢大大降低，是自發過程，使整個系統更加穩定。

（2）增溶作用是一個可逆的平衡過程

（3）增溶后不存在兩相，溶液是透明的增溶作用的應用極為廣泛，例如，增溶作用是去污作用中很重要的一部分，工業上合成丁苯橡膠時，利用增溶作用將原料溶于肥皂溶液中再進行聚合反應（即乳化聚合），還可以應用于染色、農藥以增加農藥殺蟲滅菌的功能以及在醫藥和生理現象等方面。第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.乳化作用

一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散系統稱為乳狀液。要使它穩定存在必須加乳化劑。根據乳化劑結構的不同可以形成以水為連續相的水包油乳狀液(O/W)，或以油為連續相的油包水乳狀液(W/O)。有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑，將乳狀液中的分散相和分散介質分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五簡單的乳狀液通常分為兩大類。習慣上將不溶于水的有機物稱油，將不連續以液珠形式存在的相稱為內相，將連續存在的液相稱為外相。1.水包油乳狀液2.油包水乳狀液用O/W表示。內相為油，外相為水，這種乳狀液能用水稀釋，如牛奶等。用W/O表示。內相為水，外相為油，如油井中噴出的原油。第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五檢驗水包油乳狀液加入水溶性染料如亞甲基藍，說明水是連續相。加入油溶性的染料紅色蘇丹Ⅲ，說明油是不連續相。第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.洗滌作用

肥皂是用動、植物油脂和NaOH或KOH皂化而制得肥皂在酸性溶液中會形成不溶性脂肪酸，在硬水中會與鈣、鎂等離子生成不溶性的脂肪酸鹽，不但降低了去污性能，而且污染了織物表面。用烷基硫酸鹽、烷基芳基磺酸鹽及聚氧乙烯型非離子表面活性劑等作原料制成的合成洗滌劑去污能力比肥皂強，且克服了肥皂的如上所述的缺點。去污過程是帶有污垢(用D表示)的固體(s)，浸入水(w)中，在洗滌劑的作用下，降低污垢與固體表面的粘濕功，使污垢脫落而達到去污目的.第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.洗滌作用

好的洗滌劑必須具有：（1）良好的潤濕性能（2）能有效的降低被清洗固體與水及污垢與水的界面張力，降低沾濕功（3）有一定的起泡或增溶作用（4）能在潔凈固體表面形成保護膜而防止污物重新沉積第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.洗滌作用

洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對被清洗物體的潤濕作用，又要有起泡、增白、占領清潔表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性劑的去污過程可用示意圖說明：A.水的表面張力大，對油污潤濕性能差，不容易把油污洗掉。

B.加入表面活性劑后，憎水基團朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。

C.污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分子占領。第二十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.洗滌作用

表面活性劑的去污過程示意圖第二十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.