2026/1/23/sundae_meng1第一章

表面活性劑概述2026/1/232/sundae_meng

冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了洗滌劑我們的生活才能如此美好。若沒有表面活性劑，這兩樣?xùn)|西都不會有。這真是太可悲了。但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因?yàn)闆]有表面活性劑，人也沒有了。

——英國著名界面化學(xué)家Ckint2026/1/233/sundae_meng2026/1/234/sundae_meng2026/1/235/sundae_meng2026/1/236/sundae_meng2026/1/237/sundae_meng2026/1/238/sundae_meng2026/1/239/sundae_meng2026/1/2310/sundae_meng眼影2026/1/2311/sundae_meng2026/1/2312/sundae_meng指甲油2026/1/2313/sundae_meng香水2026/1/2314/sundae_meng1消毒殺菌2腈綸勻染劑3抗靜電劑4礦物浮選劑5相轉(zhuǎn)移催化劑6織物柔軟劑食品加工印染金屬加工電鍍采礦采油2026/1/2315/sundae_meng表面活性劑一詞來自英文Surfactant。它實(shí)際上是短語Surface（表面）

Active（活性）

Agent（添加劑）的縮合詞。它還有一個(gè)名字叫做Tenside。表面活性劑是這樣一種物質(zhì)，它活躍于表面和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率。在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。2026/1/2316/sundae_meng

降低表面張力為正吸附，溶質(zhì)在溶液表面的濃度大于其在溶液本體中的濃度此溶質(zhì)為表面活性物質(zhì)

增加表面張力為負(fù)吸附，溶質(zhì)在溶液表面的濃度小于其在溶液本體中的濃度此溶質(zhì)為表面惰性物質(zhì)溶入少量就能顯著降低表面張力的物質(zhì)也稱表面活性物質(zhì)或表面活性劑。2026/1/2317/sundae_meng2026/1/2318/sundae_meng(a)(b)2026/1/2319/sundae_meng1.1表面活性劑分類表面活性劑分子

非極性烴鏈（疏水）

極性基團(tuán)（親水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸2026/1/2320/sundae_meng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1.1.1按離子類型2026/1/2321/sundae_meng陽離子表面活性劑R-NH2·HCl

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|CH32026/1/2322/sundae_meng兩性表面活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-H

甜菜堿型|CH32026/1/2323/sundae_mengR-(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2026/1/2324/sundae_meng1.1.2按親水基的結(jié)構(gòu)分類極性基團(tuán)：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯鹽、氨基或胺基及其鹽（伯、仲、叔、季）鎓鹽型（磷、、砷、硫、碘化合物）羥基、酰胺基、醚鍵等。2026/1/2325/sundae_meng1.1.3按疏水基的種類分類直鏈烷基支鏈烷基3.烷基苯基4.烷基萘基通常為烴基構(gòu)成5.松香衍生物6.高分子質(zhì)量聚氧丙烷基7.長鏈全氟(或高氟代)烷基8.聚硅氧烷基2026/1/2326/sundae_meng硅表面活性劑氟表面活性劑

1.1.4按表面活性劑的特殊性分類元素表面活性劑是指碳氧鏈上的氫（碳）原子被其它元素所代替，而顯現(xiàn)出與普通表面活性劑不同的性能元素表面活性劑2026/1/2327/sundae_meng高分子表面活性劑3.合成高分子表面活性劑聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺2.部分合成高分子表面活性劑羧甲基纖維素、羧甲基淀粉1.天然高分子表面活性劑阿拉伯樹膠、皂、蛋白質(zhì)（大豆蛋白、牛乳）2026/1/2328/sundae_meng生物表面活性劑1.糖脂系鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂

2.?；s氨酸系硫放線菌素、脂縮氨酸。由酵母、細(xì)菌作用于培養(yǎng)液。生成有特殊結(jié)構(gòu)的表面活性劑2026/1/2329/sundae_meng冠醚型表面活性劑冠醚能與金屬多價(jià)離子絡(luò)合作，用作相轉(zhuǎn)移催化劑、萃取劑等2026/1/2330/sundae_meng1.1.5其他分類方法

廣泛應(yīng)用于洗滌、醫(yī)藥、石油、食品、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。水溶性的油溶性的低分子量的高分子量的

表面活性劑具有潤濕、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、保濕、潤滑、洗滌、滲透、殺菌、防腐等功能，2026/1/2331/sundae_meng1.2表面活性劑的國內(nèi)外發(fā)展1．表面活性劑要易于生物降解，原料可再生，廣泛使用后，對環(huán)境無污染，對人、畜安全溫和。2．表面活性劑要高效、多功能，除有清潔作用外，還要有抑菌、殺菌、滋潤皮膚等作用，并應(yīng)不斷開發(fā)新用途。3．耐硬水、低溫洗滌效果好，濃縮的表面活性劑洗滌用品是一個(gè)發(fā)展方向，這包括濃縮洗衣粉和濃縮液體洗滌劑。

2026/1/23/sundae_meng32表面活性劑的作用原理第二章2026/1/23/sundae_meng332.1

表面張力與表面活性當(dāng)任意兩相接觸時(shí),兩相之間決非是一個(gè)沒有厚度的純幾何面,而是一個(gè)具有相當(dāng)厚度的過渡區(qū),這一過渡區(qū)通常稱之為界面。若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。但由于歷史的原因,這兩個(gè)概念常常混用。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。2026/1/23/sundae_meng34氣-液界面2026/1/23/sundae_meng35氣-固界面2026/1/23/sundae_meng36液-液界面2026/1/23/sundae_meng37液-固界面2026/1/23/sundae_meng38固-固界面2026/1/23/sundae_meng392.1.1表面張力和表面自由能/sundae_meng402026/1/23（a）（b）/sundae_meng412026/1/23如果在活動(dòng)邊框上掛一重物，使重物質(zhì)量W2與邊框質(zhì)量W1所產(chǎn)生的重力F（F=（W1+W2）g）與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動(dòng)。

這時(shí)

l是滑動(dòng)邊的長度，因膜有兩個(gè)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。/sundae_meng422026/1/23

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(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服系統(tǒng)內(nèi)部分子之間的作用力，對系統(tǒng)做功。

溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需要對系統(tǒng)作的功，稱為表面功。用公式表示為：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N/m。也是增加單位表面積時(shí)所必須對系統(tǒng)做的功，單位J/m22026/1/2343/sundae_meng表面張力的測定1.滴重法W=2πRγfγ=W/2πRf2026/1/2344/sundae_meng滴落的高速攝影示意圖那為什么有個(gè)系數(shù)呢？2026/1/23/sundae_meng452.毛細(xì)管上升法r毛細(xì)管半徑Δρ界面兩相的密度差g重力加速度h高度差2026/1/23/sundae_meng463.環(huán)法4.吊片法5.最大汽泡壓力法6.滴外形法2026/1/23/sundae_meng47濃度122.1.2表面活性和表面活性劑

具有第三類曲線的物質(zhì)才叫表面活性劑。特勞貝規(guī)則32026/1/23/sundae_meng482.1.3表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)/sundae_meng492026/1/23/sundae_meng502026/1/232.2表面活性劑膠束2.2.1膠束的形成/sundae_meng512026/1/23膠束結(jié)構(gòu)示意圖2026/1/2352/sundae_meng2.2.2臨界膠束濃度CMC

CriticalMicellConcentration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(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。/sundae_meng532026/1/23

這時(shí)溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離，在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)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。2026/1/2354/sundae_meng

臨界膠束濃度的測定方法1.表面張力法界面張力儀2026/1/2355/sundae_meng2.電導(dǎo)法3.增溶作用法4.染料法2026/1/2356/sundae_meng5.光散射法2026/1/2357/sundae_meng

影響臨界膠束濃度的因素表面活性劑的碳?xì)滏滈L碳?xì)滏湻种O性基團(tuán)的位置碳?xì)滏溨衅渌〈挠绊懹H水基團(tuán)的種類疏水鏈的性質(zhì)溫度離子型Krafftpoint非離子型濁點(diǎn)cloudpoint2026/1/23/sundae_meng582.2.3膠束的形狀和大小球狀2026/1/23/sundae_meng592026/1/23/sundae_meng602026/1/23/sundae_meng612.2.4膠束的作用乳化作用泡沫作用分散作用增溶作用催化作用2026/1/23/sundae_meng622.3表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2.3.1表面活性劑的親水性HLB親水親油平衡值(Hydrophile-LipophileBalance)表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。Griffin/sundae_meng632026/1/23HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量×100/5

HLB的確定非離子型多元醇脂肪酸酯HLB=20(1-S/A)聚氧乙烯型皂化值不易得到的HLB=(E+P)/5/sundae_meng642026/1/23離子型HLB=∑(親水基團(tuán)HLB)+∑(親油基團(tuán)HLB)+7混合型HLB混合=∑(HLBi×qi)2026/1/2365/sundae_meng

親油

|

親水

HLB值01

3

67810121315

1820 |

|消泡|

—

|

|

潤濕劑

|—增溶劑——||