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      表面活性劑基本知識

      更新時間:2023-09-25 關注:1761


       

      表面活性劑的分類
      (1)       按表面活性劑在水溶液中能否解離及解離后所帶電荷類型分為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑和兩性離子型表面活性劑;
      陰離子型:
      羧酸鹽  RCOO            
      硫酸酯鹽  R-OSO3
      磺酸鹽  R-SO3
      磷酸酯鹽  R-OPO32
       
      非離子型
      多元醇型   主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物 Span Tween
      脂肪醇聚氧乙烯醚  R-O-(CH2CH2O)nH  AEO  、JFC、平平加
      烷基酚聚氧乙烯醚  R-(C6H4)-O(C2H4O)nH  OP、NP
      聚氧乙烯烷基酰胺  R-CONH(C2H4O)nH
      烷醇酰胺
       
      環氧乙烷加成數 單位mol 加成數+1 分子量增加42
       
      (2)按表面活性劑在水和油中的溶解性可分為水溶性和油溶性表面活性劑;
      (3)按分子量分類,可將分子量大于10000者稱為高分子表面活性劑,分子量在1000~10000者稱為中分子量表面活性劑及分子量在100~l000者稱為低分子量表面活性劑。
       
      幾個特征:
      一、HLB值:親水親油平衡值(Hydrophile-lipophile balance),即HLB值,表面活性劑親水或親油能力大小的值
      HLB值越大,其親水性越強,
      HLB值越小,其親油性越強。
      HLB 0~40,其中非離子表面活性劑HLB 0~20,即石蠟無親水基為0,聚乙二醇無親油基為20。 

      HLB值范圍用途
      1—3消泡劑
      3 — 6乳化劑(W/O)
      7 — 9潤濕劑、滲透劑
      8 — 18乳化劑(O/W)
      13 — 15洗滌劑
      15 — 18增溶劑
      14 — 20分散劑

       
      二,隨溫度變化的特征值:
       
      離子型表面活性劑的克拉夫點:krafft點
      該類表面活性劑在水中的溶解度在低溫時只隨溫度的升高緩慢的增加,溫度升至某一值后, 溶解度迅速增大,該點溫度即克拉夫點。當表面活性劑溶質在溶劑中的濃度達到一定值時,會產生聚集而生成膠束,該濃度稱為表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)??死螯c相對應的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)
      krafft點是離子表面活性劑的特征值,krafft點越高,則CMC越小。krafft點亦是離子表面活性劑應用溫度的下限,即只有高于krafft點,表面活性劑才能更大地發揮作用。
       
      非離子表面活性劑的濁點
               非離子型表面活性劑在水溶液中的溶解度隨溫度升高而下降,使溶液變濁,稱此變濁溫度為曇點(Cloud point),亦稱濁點。
          曇點是非離子型表面活性劑的特征值。多數表面活性劑的曇點在70~100℃,例如吐溫20為90℃;吐溫60為76℃;吐溫80為93℃。吐溫類產生曇點的原因是溫度升高,聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂,水合能力下降,溶解度反而減小,溶液變濁出現曇點,冷卻時氫鍵重新形成,又澄明。在聚氧乙烯鏈相同時,碳氫鏈越長,則曇點越低;在碳氫鏈長相同時,聚氧乙烯鏈越長則曇點越高。
       
       
       
      表面活性劑的功能:
       
      一、表面活性劑的潤濕與滲透功能
      潤濕:固體表面上的氣體(或液體)被液體(或另一種液體)取代的現象。
      包括:沾濕、浸濕、鋪展三種類型
       
      (1) 提高液體的潤濕能力(在水中加入表面活性劑降低表面張力,使水在固體發生鋪展)---潤濕劑
      (2)改變固體表面的潤濕性質(極性基團吸附在固體表面,非極性基團朝向氣體形成定向排列吸附層,反潤濕作用)----防水劑
       
      滲透作用:借助于表面活性劑(滲透劑)使水等液體加速滲透到物體內部,使物體內部潤濕的作用。
       
      潤濕作用和滲透作用無本質上的區別。前者作用在物體的表面,而后者作用在物體的內部
       
      二、表面活性劑的乳化和破乳作用
       
      乳狀液:
               兩種互不混溶的液體,一種以微粒(液滴或液晶)形式分散于另一種中形成的體系。
               組成:分散相、分散介質和表面活性劑(乳化劑)
      乳化與破乳:
               乳化過程中表面活性劑的作用是吸附在油-水界面上,通過降低界面張力,幫助液滴分散并形成牢固的界面膜,防止分散液滴聚結。
      HLB值大的表面活性劑可做O/W(水包油)乳狀液的乳化劑;
      HLB值小的表面活性劑可做W/O(油包水)乳狀液的乳化劑
       
      破乳:乳狀液發生油水分層的現象。破乳劑能將原有的乳化劑從界面上頂替出來,及不能形成牢固的界面保護膜
       
      三、.表面活性劑的增溶作用
       (1) 概念:表面活性劑在水溶液中形成膠束后具有能使不溶或微溶于水的有機物的溶解度顯著增大的能力,且溶液呈透明狀,這種作用稱為增溶。
      (2)增溶方式:增溶于膠束內核; 增溶物分子與形成膠束的表面活性劑分子穿插排列;形成柵欄層; 被吸附在膠束表面; 包含在膠束的極性基團中。
       
      *乳化與增溶作用的區別
           乳化是將水或油以微小珠滴形式分散到另一種物質中,得到熱力學不穩定體系,時間延長會出現兩相分離。乳化過程中表面活性劑的作用是吸附在油-水界面上,通過降低界面張力,幫助液滴分散并形成牢固的界面膜,防止分散液滴聚結。
           增溶作用是表面活性劑膠束把水或油溶解到自身組織中,所形成的體系是熱力學穩定的單一液相。
       
      四、.表面活性劑的起泡與消泡作用
       
      泡沫是指氣體分散在液體中的分散體系。
      發泡作用:能使氣泡穩定存在的作用。用以發泡的表面活性劑叫發泡劑或起泡劑。
      穩泡劑:在作為起泡劑的表面活性劑中加入少量極性有機物可提高液膜的表面粘度,增加泡沫的穩定性,以期延長泡沫壽命,該類物質稱為穩泡劑。
       
       
      五、表面活性劑的洗滌作用
      1.污垢
      類型:油污,固體污垢。
      污垢的粘附:機械粘附、分子間力粘附、靜電力粘附、化學結合力。
      2.表面活性劑的洗滌作用:
      降低水的表面張力改善水洗物表面的潤濕性。
      增強污垢的分散和懸浮能力。
       
      六、分散作用  能使不溶性固體以極小的微(0.1μm至數十微米)分散懸浮于水中的作用。


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