1、第五章 表面活性劑5.1 概述5.2 陰離子表面活性劑5.3 兩性表面活性劑5.4 表面活性劑的應(yīng)用惕終垃樣量貌抖獵京彬戚撰芍蜜疵膀據(jù)售絮囪蔣竅攘租眺露斜搔像診傻楔第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20221第1頁(yè)，共50頁(yè)。5.1 概述5.1.1 表面活性劑的分類5.1.2 表面活性劑的功能及其作用 一、表面活性劑在溶液中的狀態(tài) 二、泡沫 三、乳化 四、潤(rùn)濕 五、加溶 六、分散 七、洗滌肺箭簍哪骨廟床中鮮肝雙焉治耍乏黔殆爬周耪奄屈學(xué)俱依衡腹戶鼠秉客凡第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20222第2頁(yè)，共50頁(yè)。1、加溶的概念 當(dāng)表面活性劑溶液的濃度增大時(shí)，表面活性劑會(huì)

2、締合形成聚集體，膠團(tuán)（或膠束）。 正膠團(tuán):在水相中的膠團(tuán)稱為正膠團(tuán)，通常指的膠團(tuán)即為正膠團(tuán),能加溶不溶于水或微溶于水的油類； 反膠團(tuán):在油相中的膠團(tuán)稱為反膠團(tuán)或逆膠團(tuán)。由于油的種類很多，油相中的膠團(tuán)又統(tǒng)稱為非水膠團(tuán),能加溶水或極性溶劑。 五、加溶貧扼處蓬野鋅寅想帥魄內(nèi)植攻酞屏坎遁菲鋸羨隙習(xí)痙慮反更淚旺糊騷舊閡第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20223第3頁(yè)，共50頁(yè)。 右圖為25時(shí)，微溶物 2-硝基二苯胺溶解度與表面活性劑 溶液濃度曲線。 從圖中可以看到，在表面活性劑 濃度小于cmc時(shí)，2-硝基二苯胺溶解 度很小，而且不隨表面活性劑濃度 改變。在cmc以上，溶解度隨表面活性劑濃度

3、的增加而迅速上升。表面活性劑溶液濃度超過(guò)cmc越多，微溶物就溶解得越多。 結(jié)論：微溶物溶解度的增加與溶液中膠團(tuán)形成有密切關(guān)系。圖1-16 2-硝基二苯胺在月桂酸鉀水溶液中的溶解度 餡兜文俐圾群鴦玄羌粵登甕遠(yuǎn)的蹭好止跨掣深系宋蔡刺遁忙砒棵厭加攻罩第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20224第4頁(yè)，共50頁(yè)。 加溶作用與乳化作用的區(qū)別： 加溶后不存在兩相，是熱力學(xué)穩(wěn)定體系； 乳化作用則是兩種不相混溶的液體形成的液-液分散體系，有巨大的相界面和界面自由能，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的多分散體系。 2、加溶的方式 被加溶物在膠團(tuán)中的加溶方式有四種： （1）加溶于膠團(tuán)內(nèi)核 飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及苯等不易極

4、化的非極性有機(jī)化合物，一般被加溶于膠團(tuán)的內(nèi)核中，就像溶于非極性碳?xì)浠衔镆后w中一樣（下圖a）。史甲困鑰獅砌突朗瘁溉溝眩遙云摘晴猾揚(yáng)翟豹童渴課燒惑琳研繳考棠堆空第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20225第5頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）加溶于表面活性劑分子間的“柵欄”處 長(zhǎng)鏈醇、胺等極性有機(jī)分子，一般以非極性碳?xì)滏湶迦肽z團(tuán)內(nèi)部，而極性頭處于表面活性劑極性基之間，并通過(guò)氫鍵或偶極子（相距很近的符號(hào)相反的一對(duì)電荷，如由正負(fù)電荷組成的電偶極子）相互作用（下圖b）。 （3）吸附于膠團(tuán)表面 一些既不溶于水也不溶于非極性烴的小分子極性有機(jī)化合物，如苯二甲酸二甲酯以及一些染料，吸附于膠團(tuán)的外殼或部分進(jìn)入

5、表面活性劑極性基層而被加溶（下圖c）。渺融輪恢色帥釁拭苛處剩躁掀榴堰盞物罩堯淬邱藻瀉叁閃鉆坷猶語(yǔ)靴凳忘第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20226第6頁(yè)，共50頁(yè)。 （4）加溶于膠團(tuán)的極性基層 對(duì)短鏈芳香烴類的苯、乙苯等較易極化的碳?xì)浠衔铮_始加溶時(shí)被吸附于膠團(tuán)-水界面處，加溶量增多后，插入定向排列的表面活性劑極性基之間，進(jìn)而更深地進(jìn)入膠團(tuán)內(nèi)核。在聚氧乙烯基為親水基的非離子表面活性劑膠團(tuán)溶液中，苯加溶于膠團(tuán)的聚氧乙烯外殼中（下圖d）。 圖1-17 加溶方式示意圖逝持夾汐洽鎊溺年仍壤啊銹桔榴詹鄖惱珊等纂爺航煞表靛舊動(dòng)溯悄貫櫥肚第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20227

6、第7頁(yè)，共50頁(yè)。 上述四種加溶方式，其加溶量的規(guī)律：dbac。 雖然加溶方式主要取決于加溶物和加溶劑（表面活性劑）的化學(xué)結(jié)構(gòu)，但膠團(tuán)溶液處于動(dòng)態(tài)平衡中，加溶物的位置隨時(shí)間迅速改變，各種加溶物在膠團(tuán)中的平均停留時(shí)間為10-610-10s。因此，所謂加溶位置只是優(yōu)選位置，并不能說(shuō)加溶物就不會(huì)存在于其他位置。 加溶的本質(zhì)：由于膠團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)，從它的內(nèi)核到水相提供了從非極性到極性環(huán)境的全過(guò)渡。因此，各類極性或非極性的難溶有機(jī)物都可以找到適合的溶解環(huán)境，而存在于膠團(tuán)中。由于膠團(tuán)粒子一般小于0.1m，加溶后的膠團(tuán)溶液仍是透明液體。簇利錘剎臍埋脫勃芹偷鹽毫隱碎芳矽最筏楔梭潮夷孫鴛棘此氟芹澗超乞墜第五章3表

7、面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20228第8頁(yè)，共50頁(yè)。 3、影響加溶能力的因素 表面活性劑的加溶能力可以用加溶物溶解度S與表面活性劑溶液濃度cs之比來(lái)表示。S/cs越大，表面活性劑的加溶能力越強(qiáng)。 影響體系加溶能力的因素：空間因素和能量因素。 空間因素：指膠團(tuán)提供的容納加溶物的可用空間大??； 能量因素：是加溶物進(jìn)入膠團(tuán)引起體系能量變化的影響。 表面活性劑結(jié)構(gòu)、加溶物結(jié)構(gòu)、有機(jī)添加劑、溫度等會(huì)對(duì)空間和能量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響加溶能力。 耙因激恍振崔潤(rùn)勝馳摟方違恢綏子級(jí)墳警芝突奄趴癢疤捆冰厲熾霧氰揭穆第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/20229第9頁(yè)，共50頁(yè)。 （1）表面活性

8、劑結(jié)構(gòu) 疏水基鏈長(zhǎng)的影響：表面活性劑的鏈長(zhǎng)對(duì)加溶量有明顯的影響。在同系物中，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，cmc越小，越易形成膠團(tuán)，且膠團(tuán)大小隨碳?xì)滏溤鲩L(zhǎng)而增加（聚集數(shù)增加）。 隨著表面活性劑碳?xì)滏湹脑鲩L(zhǎng)，非極性的烴類和弱極性的苯、乙苯在膠團(tuán)內(nèi)核的加溶量會(huì)增加。下表列出了乙基苯在羧酸鉀同系物水溶液中的加溶量就說(shuō)明了這一規(guī)律。 膠團(tuán)對(duì)極性有機(jī)物的加溶也有類似的規(guī)律。例如，25時(shí)，正辛醇在0.1mol/L油酸鈉（9-十八烯酸鈉，C18）溶液中的加溶量大于在十二酸鉀溶液中的加溶量，庚醇在烷基磺酸鈉中的加溶量隨烷基碳原子數(shù)增加而增加。 疏水基結(jié)構(gòu)的影響：疏水基有分支的表面活性劑，其加溶能力較直鏈者小，帶有不飽和結(jié)構(gòu)的，

9、加溶能力較差。這些都與cmc和膠團(tuán)聚集數(shù)有關(guān)。鵬茫男玻穎關(guān)仙嘎貧靳琶懈妮刊慢站潮囂嚨掙注卜訟樟鵲釜分斜扯膨傣啟第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202210第10頁(yè)，共50頁(yè)。黍伯臍芭降瞻芭鷹瘟霹這坍槽注側(cè)再泌崇逛拄描彤均酒炒駭恫蝴而廚稀嫁第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202211第11頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）表面活性劑的類型 具有同樣疏水基的表面活性劑，其加溶量次序： 非離子型陽(yáng)離子型陰離子型。 原因：非離子型表面活性劑的cmc比離子型的低，而陽(yáng)離子型表面活性劑形成的膠團(tuán)較疏松，使其加溶作用比陰離子型的強(qiáng)。 非離子型表面活性劑溶液： 對(duì)脂肪烴的加溶作用隨疏水基鏈長(zhǎng)增

10、加而增加，但隨聚氧乙烯鏈長(zhǎng)增加而減?。?對(duì)于極性有機(jī)物，加溶作用隨聚氧乙烯鏈長(zhǎng)增加而增加。棍覓苫宰皇昭賈脾踏鷗橡狄沮業(yè)簍熄擄伴拙炭?jī)r(jià)墟冉倚恃膽揪磁宵海棱黨第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202212第12頁(yè)，共50頁(yè)。（3）加溶物結(jié)構(gòu)泣婉丸呀蘑虜兒聘礎(chǔ)哆爵俐衣戴賊訣芯砧警雅得苔抓賤響湊肩班棋芭慎扣第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202213第13頁(yè)，共50頁(yè)。 特點(diǎn)： 加溶物的大小、形狀、極性以及分支狀況都對(duì)加溶作用有影響。 脂肪烴與烷基芳烴的加溶量隨加溶物鏈長(zhǎng)增加而減小，隨其不飽和程度增加而增加。 有分支的化合物與其直鏈異構(gòu)體的加溶量相當(dāng)。 多環(huán)化合物的加溶量隨分

11、子大小增大而減小。 被加溶物的極性對(duì)加溶量有一定影響。 如正庚烷與正庚醇在十四酸鉀水溶液（濃度為0.2mol/L時(shí)）中的加溶，正庚醇的加溶量約為正庚烷的2.5倍。由此可見(jiàn)，烷烴由非極性變?yōu)闃O性化合物后，加溶量明顯增大。 成因：非極性的烷烴只能加溶于膠團(tuán)內(nèi)核，而極性有機(jī)物可以更容易地加溶于膠團(tuán)表面活性劑分子的“柵欄”處，使加溶量增大。 劑是集肖哭鹵種汐賀鎮(zhèn)里兩將薔桑澄倆癬畸廚藍(lán)誦桐柏迭蝕菜雇勇渤莆爛第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202214第14頁(yè)，共50頁(yè)。 （4）溫度 溫度對(duì)加溶作用的影響與表面活性劑的類型和加溶物的性質(zhì)有關(guān)。 對(duì)于離子型表面活性劑，升高溫度使熱運(yùn)動(dòng)加劇，膠團(tuán)

12、中能發(fā)生加溶作用的空間變大，使極性和非極性有機(jī)物加溶量均增大。 對(duì)于聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑，溫度升高，聚氧乙烯基的水化作用減弱，cmc降低，膠團(tuán)更易形成，膠團(tuán)聚集數(shù)增大。特別是溫度升至表面活性劑濁點(diǎn)時(shí)，膠團(tuán)聚集數(shù)會(huì)劇增，膠團(tuán)變大，內(nèi)核也變大，使非極性碳?xì)浠衔锖望u代烷類有機(jī)物的加溶量增加。 極性有機(jī)物加溶在膠團(tuán)的表面活性劑分子之間，其加溶量隨溫度上升先增加后下降，在達(dá)到表面活性劑的濁點(diǎn)之前會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最大值。這是因?yàn)樯邷囟仁贡砻婊钚詣徇\(yùn)動(dòng)加劇并增加了膠團(tuán)聚集數(shù)，使加溶量增加。繼續(xù)升高溫度，則加劇了聚氧乙烯的脫水作用使其容易卷縮，導(dǎo)致加溶空間變小，極性有機(jī)物的加溶量減少。捎攫辦愈墮毗仿辦

13、卑氮享顴己篙堤蔚蜘浪送鑄轅澇浮么檀就轄揚(yáng)站佩確嗅第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202215第15頁(yè)，共50頁(yè)。六、 分散作用 1、分散體系的分類 按分散相質(zhì)子大小，分散體系可以分為三類： 粗分散體系，質(zhì)點(diǎn)大于0.5m，質(zhì)點(diǎn)不能通過(guò)濾紙； 膠體分散體系，質(zhì)點(diǎn)大小為1nm0.5m，質(zhì)點(diǎn)可以通過(guò)濾紙，但不能透過(guò)半透膜； 分子分散體系，質(zhì)點(diǎn)小于1nm，可以通過(guò)濾紙和半透膜。 分散體系也可以按分散相和分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)來(lái)分類，分為八類。分類情況見(jiàn)下表。本暴照湊府奮捆丫巍曾椿吝鶴拿盞苦戒鑷智罕疇狠創(chuàng)餾碌仲津歧幽崖辯叁第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202216第16頁(yè)，共50

14、頁(yè)。 在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)需要穩(wěn)定的分散體，例如油漆涂料、印刷油墨等，有時(shí)又需要破壞分散體，使固體微粒盡快地聚集沉降，例如在污水處理、原水澄清等方面。表面活性劑對(duì)分散作用有很大影響。渦會(huì)砒矯頑芽瓣鈕盾藻宏酵甸必砌道泛役早接邑易案桐殃蓋殷烴俄砰予巷第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202217第17頁(yè)，共50頁(yè)。 2、分散體系的穩(wěn)定性 相互吸引力：小質(zhì)點(diǎn)分散體系（膠體分散體系）中的質(zhì)點(diǎn)，由于質(zhì)點(diǎn)間存在范德華引力，以及分散的質(zhì)點(diǎn)具有較高的自由能，所以有聚集的傾向，與泡沫、乳狀液等一樣，皆為熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系。 靜電斥力：由于質(zhì)點(diǎn)本身的電離或吸附帶電粒子等原因，質(zhì)點(diǎn)表面都帶有電荷，在分散介

15、質(zhì)中形成擴(kuò)散雙電層，使粒子在靠近到一定距離時(shí)，因雙電層的重疊而產(chǎn)生排斥作用，降低了粒子間的范德華引力。 膠體的穩(wěn)定性取決于質(zhì)點(diǎn)間相互吸引力與靜電斥力的相對(duì)大小。 妊墊增登宦亦蚤賣冰塢啼媒朋陋缸詩(shī)希中待拂熟聰哎撐據(jù)旺啊掉別罰粒蜂第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202218第18頁(yè)，共50頁(yè)。 分散體系中加入與分散質(zhì)點(diǎn)所帶電荷相同的離子表面活性劑，分散體系穩(wěn)定性增加；若加入與分散質(zhì)點(diǎn)所帶電荷相反的離子表面活性劑，分散體系穩(wěn)定性下降。 分散體系中分散劑的重要作用就是防止分散質(zhì)點(diǎn)接近到范德華力占優(yōu)勢(shì)的距離，使分散體系穩(wěn)定，而不致絮凝、聚集。分散劑的加入能產(chǎn)生靜電斥力，降低范德華力，有利于

16、溶劑化（水化），并形成圍繞質(zhì)點(diǎn)的保護(hù)層。 嚏郁囂膝物吊三恍些橢硯措淵潞席蜜惹瞎凍僑亦釩葉滬柒嘎卉搖嫂揍瞇嘿第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202219第19頁(yè)，共50頁(yè)。 3、表面活性劑的分散作用 （1）固體粒子的潤(rùn)濕 潤(rùn)濕是固體粒子分散的最基本條件，若要把固體粒子均勻地分散在介質(zhì)中，首先必須使每個(gè)固體微粒或粒子團(tuán)能被介質(zhì)充分潤(rùn)濕。這個(gè)過(guò)程的推動(dòng)力用鋪展系數(shù)表示。 當(dāng)鋪展系數(shù)S0時(shí)，固體粒子就會(huì)被介質(zhì)完全潤(rùn)濕，此時(shí)接觸角為0。 液體中加入表面活性劑，會(huì)在液-氣界面（水為分散介質(zhì)）形成定向吸附，使界面張力降低，有利于鋪展系數(shù)增大，接觸角變小，固體粒子被充分潤(rùn)濕。 窖懷罰節(jié)木貪鳴臟锨

17、酞窄近抨顴蛤章鐳新詐乙沮腰遭擬督乍席說(shuō)房嗜攔壘第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202220第20頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）粒子團(tuán)的分散或碎裂 粒子團(tuán)的分散或碎裂涉及到粒子團(tuán)內(nèi)部的固-固界面分離。在固體粒子團(tuán)中常會(huì)存在縫隙，另外粒子晶體由于應(yīng)力作用也會(huì)使晶體造成微縫隙，粒子團(tuán)的碎裂就發(fā)生在這些地方。 表面活性劑吸附在粒子微裂縫中，會(huì)加深微裂縫，而且可以減少固體質(zhì)點(diǎn)分散所需的機(jī)械功； 離子型表面活性劑吸附于粒子表面時(shí)，可使粒子中質(zhì)點(diǎn)獲得相同電性的電荷，質(zhì)點(diǎn)就互相排斥而易于分散在液體中。 玖亡湊外挪途渙詫瑚遇陣坪再頓朗穿復(fù)戎仲勤品餒纜診侯滴鞠滔銜孜慨華第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7

18、/29/202221第21頁(yè)，共50頁(yè)。 （3）防止固體微粒重新聚集 固體微粒在液體中的分散體系為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，微粒聚集變大是自然趨勢(shì)。固體分散于液體中后，需要采取有效措施，防止固體微粒再聚集。 表面活性劑降低了固-液界面的界面張力，即增加了分散體系的熱穩(wěn)定性； 表面活性劑吸附在固體微粒的表面上，從而增加了防止微粒再聚集的勢(shì)壘。因此，加入表面活性劑會(huì)降低粒子再聚集的傾向。 蚜貪紹漂贊騷釀求諜娥象責(zé)飾栓日睹榔敵靜卜汐險(xiǎn)傻澎化亞悸窺榴陌滯評(píng)第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202222第22頁(yè)，共50頁(yè)。 4、分散體系的絮凝 絮凝作用主要是在體系中加入有機(jī)高分子絮凝劑（通常也是表面

19、活性劑），有機(jī)高分子絮凝劑通過(guò)自身的極性基或離子基團(tuán)與質(zhì)點(diǎn)形成氫鍵或粒子對(duì)，加上范德華力而吸附在質(zhì)點(diǎn)表面，在質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行橋聯(lián)，形成體積龐大的絮狀沉淀而與水溶液分離。 有機(jī)高分子絮凝劑的特點(diǎn)是：用量少，形成絮狀體的速度快，絮凝效率高。 廁揣屯輿郊解鈞藝世劫惠蹄錨賢顴蓋智噴柜疇瘴膽耽碉壬薛朽腥掌戚似焙第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202223第23頁(yè)，共50頁(yè)。 （1）有機(jī)高分子絮凝劑的分子結(jié)構(gòu)與電荷密度 有機(jī)高分子絮凝劑一般為共聚物，多為無(wú)規(guī)或嵌段共聚物，有的在高分子主鏈上還帶有支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)。有機(jī)高分子絮凝劑為線性結(jié)構(gòu)時(shí)，一般絮凝效果較好。 無(wú)規(guī)共聚物：?jiǎn)误wM1，M2在大分子鏈上

20、無(wú)規(guī)排列，兩單體在主鏈上呈隨機(jī)分布，沒(méi)有一種單體能在分子鏈上形成單獨(dú)的較長(zhǎng)鏈段。 ：M1 M1M2 M2M2 M1M2 M1M2 M2M1 目前開發(fā)出的共聚物中多數(shù)是這一類，如丁二烯-苯乙烯無(wú)規(guī)共聚物(丁苯橡膠)。 嵌段共聚物：由較長(zhǎng)的M1鏈段和較長(zhǎng)的M2鏈段間隔排列形成的大分子鏈，根據(jù)鏈段的多少可以分為：二嵌段，如苯乙烯-丁二烯共聚物；三嵌段，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯；多嵌段共聚物等。 對(duì)由M1，M2兩種單體組成的二嵌段共聚物可表示為：M1M1M1M1 M1M1 M2 M2M2 M2M2 M2 鏟旺廓柬褂薯冪莆助冶汞腔全敘皇叢餾按徊姥矗謝炳棧雪舒膨賓剿澆惶澎第五章3表面活性劑第五章3表面活性

21、劑7/29/202224第24頁(yè)，共50頁(yè)。 有機(jī)高分子絮凝劑的電荷密度取決于分子鏈節(jié)中可電離基團(tuán)的數(shù)量。 陽(yáng)離子和陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑溶解在水溶液中，能離解成多價(jià)的高分子離子并帶有大量反離子。許多高分子離子是柔軟彎曲的長(zhǎng)鏈，在水溶液中，由于高分子離子的帶電而使柔順的分子鏈變得伸展，高分子離子帶的電荷越多，伸展的程度就越大。 絮凝效率高的有機(jī)高分子，其電荷密度和分子量都需要有一適當(dāng)值。陰離子絮凝劑應(yīng)具有較高的分子量和較低的電荷密度，在水溶液中，其分子鏈應(yīng)是柔順并有一定伸展度的線性結(jié)構(gòu)。煤尸臺(tái)涅憎側(cè)陳干陣?yán)w嚏寶安慚術(shù)喚撲猜迫車甚悶諱舀掃輔霜孺冠匆啊虎第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/2

22、9/202225第25頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）有機(jī)高分子絮凝劑的橋連作用 橋連作用：指質(zhì)點(diǎn)和懸浮物通過(guò)有機(jī)高分子絮凝劑架橋而被連接起來(lái)形成絮凝體的過(guò)程。有機(jī)高分子既有絮凝作用，又有保護(hù)作用。 高分子濃度較低時(shí)，吸附在一質(zhì)點(diǎn)表面的高分子長(zhǎng)鏈可能同時(shí)吸附在另一質(zhì)點(diǎn)或更多質(zhì)點(diǎn)的表面，把幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)拉在一起，最后導(dǎo)致絮凝，體現(xiàn)了高分子的絮凝作用。 濃度較高時(shí)，質(zhì)點(diǎn)表面完全被吸附的高分子覆蓋，質(zhì)點(diǎn)不會(huì)通過(guò)橋連而絮凝，溶膠穩(wěn)定性提高，體現(xiàn)了高分子的保護(hù)作用。下圖為橋連作用和保護(hù)作用的示意。 a.橋連作用 b.護(hù)作用圖1-20 高分子的橋連作用和保護(hù)作用蓮舉陜逢爬泊驕嘿酚俺蚊子血翌勛罐摹癢壤上郁反酗皮哥寸呂抱挫斡

23、妹稚第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202226第26頁(yè)，共50頁(yè)。 陽(yáng)離子絮凝劑 帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)與帶正電荷的陽(yáng)離子絮凝劑可以有橋連作用。 在絮凝過(guò)程中，有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑的分子量起著重要作用。 若用分子量很低的有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑處理固液懸浮體，觀察不到絮凝現(xiàn)象； 采用分子量為51042105的有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑來(lái)處理油田污水，可觀察到細(xì)小的絮凝體； 改用分子量為2106的有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑來(lái)處理油田污水，會(huì)看到有粗大的絮凝體形成，污水被迅速澄清。 雌湯呂嘴有儉峨微蓬嫂姿繁祖許篇紫臻城刀球魏寅悲鑰茬班萬(wàn)鱗敢踞陌渾第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202227第27頁(yè)，共50頁(yè)

24、。 5、分散劑與絮凝劑 （1）分散劑 水中常用的分散劑有：亞甲基二磺酸鈉（NaSO3CH2SO3Na ）、萘磺酸甲醛縮聚物鈉鹽、低分子量聚丙烯酸鈉、烷基醚型非離子表面活性劑等。 有機(jī)介質(zhì)中使用的分散劑有：月桂酸鈉、硬脂酸鈉、有機(jī)硅、十八胺等。 年掌肆詠硅煎煞殿游晤晨惜酵綱陰劫拽糧趕攝毅窿陪包坑肖刻瞬綁駁島亮第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202228第28頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）絮凝劑 有機(jī)高分子絮凝劑需要具備幾個(gè)條件： 在介質(zhì)中必須可溶； 高分子的鏈節(jié)上具有能與固體粒子產(chǎn)生橋連的吸附基團(tuán)； 高分子應(yīng)是線性的，并有適合于分子伸展的條件； 分子鏈有一定的長(zhǎng)度。 常用的有機(jī)高分子絮凝劑

25、有：丙烯酰胺類共聚物、丙烯酸類共聚物、順丁烯二酸酐類共聚物、聚乙烯醇、聚氧乙烯醚等。 冷駝蕭饒姚張雨袍露咐辰敢竟豪燎瀑酣窮質(zhì)沸勻防慕壞剿析勃邯拇芬苫質(zhì)第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202229第29頁(yè)，共50頁(yè)。七、 洗滌作用 1、洗滌作用簡(jiǎn)介 （1）洗滌的基本過(guò)程 洗滌作用是表面活性劑應(yīng)用最為廣泛、具有最大實(shí)用意義的基本特性。 污垢再沉積作用：洗滌過(guò)程是一個(gè)可逆過(guò)程，分散和懸浮于介質(zhì)中的污垢有可能從介質(zhì)中重新沉積在固體表面。 因此，一種優(yōu)良的洗滌劑應(yīng)具有兩種基本作用： 一是降低污垢與固體表面的結(jié)合力，具有使污垢脫離固體表面的能力； 二是具有防止污垢再沉積的能力。昧錯(cuò)搞剩層肋大

26、哀駐坐獸瘧淹艱恨臆駱馴吠拜襄伊素棕斧刨鍵橡囂租眶紋第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202230第30頁(yè)，共50頁(yè)。 （2）污垢的種類 1）油性污垢 纖維織物的主要污垢是油性污垢，它們大多是油溶性的液體或半固體，其中包括動(dòng)植物油脂、脂肪酸、脂肪醇、膽固醇和礦物油（如原油、燃料油、煤焦油等）。 動(dòng)物油脂、脂肪酸類與堿作用經(jīng)皂化溶于水。 脂肪醇、膽固醇和礦物油則不為堿所皂化，它們的疏水基與纖維表面有較強(qiáng)的范德華引力，可牢固地吸附在纖維上而不溶于水，但能溶于某些醚、醇和烴類有機(jī)溶劑。殃紡別有傲輻洗枚免漂春較筑靖沒(méi)忽痔嚙摳坡袱汽橡必凌光節(jié)恢菱捆螺辯第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/2

27、9/202231第31頁(yè)，共50頁(yè)。 2）固體污垢 固體污垢有煤煙、灰塵、泥土、皮屑和鐵銹等。 液體污垢和固體污垢經(jīng)常混合在一起形成混合污垢，往往是油污包住固體微粒，粒徑一般為1020m，粘附在物品表面。這種混合污垢與物品表面的粘附性質(zhì)，基本上與液體油污相似。 除此以外，有一些特殊污垢，如：砂糖、淀粉、食鹽、食物碎屑和人體分泌物（汗、血液、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽），它們?cè)诔叵履苋苡诶w維中，有些能通過(guò)化學(xué)吸附，牢固地吸附在纖維上難以脫落。 澈擲特陽(yáng)闖咋四太貞襄閉橇而裸費(fèi)幼邦已毅域粵騙朔纓準(zhǔn)瘁呀逃塑烽船藤第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202232第32頁(yè)，共50頁(yè)。（3）污垢的粘附 1）

28、機(jī)械粘附 機(jī)械粘附主要表現(xiàn)在固體塵土的粘附現(xiàn)象上。由衣料紡織的粗細(xì)程度、紋狀及纖維特性不同，結(jié)合力有所不同。這種污垢幾乎可以用單純的攪拌和振動(dòng)力將其去除。但當(dāng)污垢粒子小于0.1m時(shí)，就很難去除。夾在纖維中間和凹處的污垢有時(shí)也難以去除。 2）靜電力粘附 在水介質(zhì)中，靜電引力一般較弱，但有時(shí)污垢也可以通過(guò)靜電引力粘附。靜電結(jié)合力比機(jī)械結(jié)合力強(qiáng)，因此污垢去除較困難。 例如，纖維素和蛋白質(zhì)纖維的表面在堿性溶液中帶有負(fù)電（靜電），而炭黑、氧化鐵等固體污垢粒子在此條件下帶有正電，它們可以通過(guò)靜電引力產(chǎn)生粘附。砷摧或友險(xiǎn)許狠位浸邑舜忍牙爹賈杠韌窩鵲祥楓劃混米揚(yáng)發(fā)碘繳掇喧旺傅第五章3表面活性劑第五章3表面活性

29、劑7/29/202233第33頁(yè)，共50頁(yè)。 3）化學(xué)結(jié)合力 極性固體污垢（如粘土）、脂肪酸、蛋白質(zhì)等與纖維素的羥基之間通過(guò)形成氫鍵或離子鍵的化學(xué)結(jié)合力而粘附在纖維上，這類污垢用通常的洗滌方法很難去除，需要采取特殊的化學(xué)處理，使之分解、去除。 4）分子間力粘附 物品和污垢以分子間范德華力（包括氫鍵）結(jié)合， 例如，油污在各種非極性板材上的粘附，油污的疏水基通過(guò)與板材間的范德華力，將油污吸附在高分子板材的表面，污垢與表面一般無(wú)氫鍵形成，但若形成氫鍵，則污垢難以去除。 天然纖維制品如：棉、麻和絲織品與血漬的粘附，棉麻織物的纖維上有大量羥基存在，絲織物的主要成分是蛋白質(zhì)，含有大量的多肽，血漬可以通過(guò)氫

30、鍵與織物粘附，很難去除。劑彬牟狗峪銹茲束財(cái)腆來(lái)彎蠢蟹奴碗甥蚜貳齊攙霄芒鷗追體李釜壤捅盡剃第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202234第34頁(yè)，共50頁(yè)。 結(jié)論：不同性質(zhì)的表面與不同性質(zhì)的污垢，有不同的粘附強(qiáng)度。 在以水為介質(zhì)的洗滌過(guò)程中，非極性污垢（如炭黑、石油等），比極性污垢（如粘土、粉塵、脂肪等）難以洗凈。 疏水表面（如聚酯、聚丙烯等）的非極性污垢，比親水表面（如棉花、玻璃等）的非極性污垢更不容易去除； 在親水表面的極性污垢則比疏水表面的極性污垢難于去除。貳玻冉庭癢幸李斧現(xiàn)夯竣寬五婉號(hào)力丁濤盅舌泥游班歲竄儈腿坎確呼企纖第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202235

31、第35頁(yè)，共50頁(yè)。 2、污垢的去除 （1）液體污垢的去除 洗滌作用的第一步是洗滌液（介質(zhì)加洗滌劑）潤(rùn)濕被洗物表面。 水在一般天然纖維（棉、毛等）上的潤(rùn)濕性較好，在人造纖維（如聚丙烯、聚酯等）上的潤(rùn)濕性往往較差。一般洗滌液在濃度稍大（cmc）時(shí)，能很好地潤(rùn)濕纖維表面。 洗滌作用的第二步是油污的去除，液體油污的去除是通過(guò)“卷縮”機(jī)理實(shí)現(xiàn)的。液體油污原來(lái)以鋪展的油膜存在于表面，將被洗物浸入洗滌液后，洗滌液優(yōu)先潤(rùn)濕固體表面，而使鋪展的油膜卷縮成油珠，如圖1-21所示。描廄村逗兆武傣些闡蛙敗兼紉義虹篡郵錐脊誓毛野蛇測(cè)辣奄?gòu)椓聍[獻(xiàn)疑氨第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202236第36頁(yè)，共

32、50頁(yè)。 圖a表示油水界面（無(wú)表面活性劑）與固體之間形成的角 ， 90，表示水對(duì)固體的潤(rùn)濕不如油污強(qiáng)。油-水、固-水、固-油的界面張力分別為 、 、 ，平衡時(shí)有下列關(guān)系： （1-14） （1-15） 如果水中加入表面活性劑，由于表面活性劑易在固-水界面和油-水界面吸附，故 和 降低， 而不變，為了維持新的平衡， 值必須變大，即 要變小。也就是說(shuō)接觸角 從大于90，變?yōu)樾∮?0，甚至接近零，即洗滌液幾乎完全潤(rùn)濕固體表面，油膜卷縮成油珠，自表面除去。 a.界面上的油膜 b.有表面活性劑時(shí)油膜卷縮成油珠圖1-21 油水界面與固體之間形成的角廬厭罩想幻吊委鋤鹵績(jī)?cè)丫捹嶄P簍摩翅誦涯務(wù)郡婚霸郴釀瘁帶葫濕遂

33、唯降第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202237第37頁(yè)，共50頁(yè)。 在洗滌中，首先發(fā)生的是洗滌液對(duì)污垢及表面的潤(rùn)濕。洗滌液能否潤(rùn)濕污垢質(zhì)點(diǎn)或表面，可以從洗滌液能否在固體表面鋪展或浸濕來(lái)考慮。鋪展系數(shù)和浸濕功為： 下標(biāo)表示的“固體”包括固體污垢及固體表面。只要 或 ，洗滌液就能在污垢及表面鋪展或浸濕。由于能鋪展必能浸濕，故只要考慮鋪展系數(shù)（ ）就足夠了。一般已沾污的物體，不易被純凈的水潤(rùn)濕。這是因?yàn)榇藭r(shí) 低，而 及 較高， 往往小于零。若水中加入足夠的表面活性劑，由于表面活性劑在固-液界面和溶液表面的吸附，使 和 降低，這樣 可能變得大于零，洗滌液就能很好地潤(rùn)濕污垢及表面。 雪楔

34、侖穿克梭稿趟幣鈍誅寨犁彥它晨臺(tái)憎汀續(xù)廷賄耗網(wǎng)糠畏糟耿掇輸聞廊第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202238第38頁(yè)，共50頁(yè)。 對(duì)于液體中污垢質(zhì)點(diǎn)在表面的粘附，粘附功為： 式中 、 、 分別為固體-水溶液、質(zhì)點(diǎn)-水溶液、固體-質(zhì)點(diǎn)的界面自由能。 由上式可知，由于表面活性劑在固（S1或S2）-液界面吸附，會(huì)使 和 降低，則粘附功變小。也就是說(shuō)，表面活性劑的吸附使質(zhì)點(diǎn)與表面的粘附功降低，質(zhì)點(diǎn)比較容易自表面除去。 表面活性劑吸附于質(zhì)點(diǎn)及固體表面，不僅使粘附功降低，同時(shí)也可能增加質(zhì)點(diǎn)與固體表面的表面電勢(shì)（特別是離子型表面活性劑吸附時(shí)），由于同電荷相斥，使質(zhì)點(diǎn)更易自表面除去。陰離子表面活性劑

35、的吸附可以增加質(zhì)點(diǎn)與固體表面的負(fù)表面電勢(shì)；非離子表面活性劑的吸附對(duì)表面電勢(shì)沒(méi)有顯著影響。久董徐蹋譚愈藕豫賓剿葛饋仰唯驚妨閏霍肛底逆胚屑賣烏孫柄敢職貨避速第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202239第39頁(yè)，共50頁(yè)。 陽(yáng)離子表面活性劑：一般固體或纖維在水中帶負(fù)電荷，污垢質(zhì)點(diǎn)在水中也多帶負(fù)電荷，因此在一般情況下，加入陰離子表面活性劑，通常會(huì)提高質(zhì)點(diǎn)與固體表面的界面電勢(shì)，從而減弱了它們之間的粘附力，有利于污垢自固體表面除去；同時(shí)，分離了的污垢也不易再沉積于固體表面。 非離子表面活性劑：雖然不能改變界面電勢(shì)，但被吸附的非離子表面活性劑往往可以在表面上形成空間阻礙，有利于防止污垢的再沉積

36、。因此，非離子表面活性劑的洗滌效果并不差。 陽(yáng)離子表面活性劑：一般不能用作洗滌劑。由于陽(yáng)離子表面活性劑使界面電勢(shì)降低或消除，不利于洗滌。甚至有“反洗滌”作用，即它的洗滌作用比純水還差。蒼潔幀咽翔脹兼吩餾芥覽殲砷榨歡鵬鏟群針早細(xì)埠扮勾足爐踐蜂貫背碴嫡第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202240第40頁(yè)，共50頁(yè)。 3、影響表面活性劑洗滌作用的因素 （1）表面張力 表面活性劑是洗滌液的主要成分，在洗滌過(guò)程中，表面活性劑能使顯著降低體系表面張力，這有利于洗滌液產(chǎn)生潤(rùn)濕作用，進(jìn)一步起洗滌作用。 此外，較低的表面張力有利于液體油污的清除，也有利于油污的乳化、分散，防止油污再沉積。 （2）吸

37、附作用 表面活性劑在界面上的吸附是影響洗滌效果的重要因素。由于表面活性劑在界面上的吸附，使界面和表面的各種性質(zhì)（如體系的能量、電性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及機(jī)械性質(zhì)）發(fā)生變化。 對(duì)于液體油污，表面活性劑在油-水界面和固-水界面的吸附主要導(dǎo)致界面張力降低，從而有利于油污的去除。弗纜釣容腫瞻唬甚佩燦紋謙昔昂武省聰闡津廠殿峰注戀爆柿藤項(xiàng)錄歉永臃第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202241第41頁(yè)，共50頁(yè)。 對(duì)于固體污垢，表面活性劑在固體污垢質(zhì)點(diǎn)上的吸附，與表面活性劑的類型和固體粒子的電性有關(guān)。 陰離子表面活性劑在界面上的吸附，主要取決于污垢表面的電性質(zhì)。 在水介質(zhì)中，一般污垢質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，不易吸附

38、陰離子表面活性劑。若質(zhì)點(diǎn)的非極性較強(qiáng)，則可通過(guò)質(zhì)點(diǎn)與表面活性劑碳?xì)滏滈g的范德華引力克服電斥力而發(fā)生吸附。此時(shí)質(zhì)點(diǎn)表面由于吸附了陰離子表面活性劑，負(fù)電荷密度增加，這樣質(zhì)點(diǎn)間的斥力及質(zhì)點(diǎn)與固體表面（在水介質(zhì)中一般也帶負(fù)電）間的斥力也相應(yīng)增加，從而提高了洗滌效果。贈(zèng)碴軸漆繩巋葛寸領(lǐng)管部恍朔盲侯諷怔嘯洲毫泣雖格熔娥楔錘紛收沖芬李第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202242第42頁(yè)，共50頁(yè)。 非離子表面活性劑自身不帶電，因此在質(zhì)點(diǎn)表面的吸附基本不受質(zhì)點(diǎn)電性影響。質(zhì)點(diǎn)吸附非離子表面活性劑后，體系的穩(wěn)定性大大增加。 成因： 非離子表面活性劑以疏水鏈吸附于質(zhì)點(diǎn)表面，親水鏈伸入水中，形成一層有一

39、定厚度的水化膜，把質(zhì)點(diǎn)包裹起來(lái)，使質(zhì)點(diǎn)變得親水。 形成了防止質(zhì)點(diǎn)相互靠近的空間阻礙，提高了質(zhì)點(diǎn)的分散穩(wěn)定性，不易再沉積于固體表面。 質(zhì)點(diǎn)的穩(wěn)定性隨非離子表面活性劑鏈長(zhǎng)增加、水化膜厚度增加而提高。 兇案抱想朋唱芍伙閏胰藹提畏科埔叮企攢頤仟雹諾定詐焊純漱袖銥藐飼耿第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202243第43頁(yè)，共50頁(yè)。 非離子表面活性劑在不同纖維上的吸附情況： 在非極性纖維上的吸附：通過(guò)碳?xì)滏溑c碳?xì)滏滈g的疏水效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，疏水基朝向非極性纖維，親水基朝向水中，使纖維變得親水，易于洗滌； 在親水性強(qiáng)的棉纖維上的吸附：通過(guò)聚氧乙烯鏈中的醚鍵氧原子與棉纖維表面的羥基形成氫鍵，而吸附

40、于棉纖維表面的，因此在纖維-水界面上是以親水的聚氧乙烯鏈吸附于纖維表面，而疏水鏈朝向水中，使原來(lái)親水的纖維表面變得疏水，因此非離子表面活性劑不宜用于洗滌棉纖維。獎(jiǎng)逢庸詩(shī)斧葵蘊(yùn)盯以賜砍鎳道禁鯉備抹汐肉酥訂孝荒你秒巢彥旬屎捎糟堂第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202244第44頁(yè)，共50頁(yè)。 兩性離子表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中既含有陽(yáng)離子基團(tuán)又含有陰離子基團(tuán)，所以無(wú)論污垢表面帶何種電荷，它都能吸附在污垢表面，而不會(huì)產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。并且使污垢表面更加親水，有利于污垢在水中的分散與懸浮，不易再沉積，洗滌效果較好。 挺盆蔬追洪盡葡擬瘓稻令局膊斡禹壘涎毛懦蕾吼蟬褥睹須妹瑚酋它送鈾舅第五章3表面活性劑第五章3表面活性劑7/29/202245第45頁(yè)，共50頁(yè)。 （3）表面活性劑疏水鏈長(zhǎng) 表面活性劑同系物中，碳?xì)滏滈L(zhǎng)與表面活性、潤(rùn)濕性、乳化作用等物理化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系，也與洗滌性能有一定關(guān)系。一般情況下，碳?xì)滏溳^長(zhǎng)的，洗