1、總結(jié),物質(zhì)表面存在表面張力 表面張力和表面自由能概念不同，數(shù)值相同 表面張力是由于物質(zhì)表面上分子與本體中分子所受的相互作用力不同，產(chǎn)生表面收縮所致 水表面張力 72mN,Laplace方程,Kelvin公式,2.7 溶液表面,溶液表面張力取決于：1、溶液組成部分分子相互作用 2、溶液組成部分分子在表面上的分布,2.7.1 溶液表面張力,C 水溶液濃度,I,II,III,I類：隨C增加，溶液表面張力上升,溶質(zhì)一般為鹽類,II類：隨C增加，溶液表面張力下降,溶質(zhì)一般為有機物,1%,III類：隨C增加，溶液表面張力很快下降到最低點,溶質(zhì)使溶劑表面張力快速下降的性質(zhì)，稱為表面活性,Surface ac

2、tivity,2.7.2 表面活性劑（surfactant）,特點：高表面活性物質(zhì) 結(jié)構(gòu)特點：,親油,親水,分類,按親油（疏水）部分,1）CH,3）硅氧烷,2）CF,疏水性：2） 3） 1）,按親水部分,1）離子型,3）混合型,2）非離子型,親水性：1） 3） 2）,溶解性,離子型表面活性劑在溫度高于一定值時，溶解度急劇增加,S,T/,Krafft點,非離子表面活性劑，當溫度上升到一定溫度時，溶解度下降，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，該溫度稱為濁點,Cloud Point,CMC,critical micelle concentration,CMC,表面張力 油溶性 滲透壓 當量電導(dǎo),HLB值,表面活性劑分子

3、中的親水基團的親水性和親油基團的親油性表達,hydrophile-lipophile balance,1）HLB值的標準 石蠟0 油酸1 油酸鉀20 十二烷基硫酸鈉：40,2）HLB值應(yīng)用,表面活性劑分類 HLB 1 親油性極強的表面活性劑 HLB 40 親水性最強的表面活性劑 HLB 10 親油性與親水性的中點 表面活性劑應(yīng)用 HLB 36 油包水乳液 HLB 78 潤濕劑 HLB 916 水包油乳液,3）HLB值測定,5%未知HLB值的乳化劑分散在15%已知HLB值的油相中 油相制備：粗蒸松節(jié)油（HLB 16）和棉籽油 （HLB 6）復(fù)配得到不同HLB值的油相 加80%的水在Janke-K

4、unkel型KG分散器以最小速度分散1分鐘 制備后12，24小時后比較樣品的穩(wěn)定性，得乳化劑的HLB Journal of American Oil Chemists Society 60(4):862 (1983),4）HLB值計算,非離子表面活性劑HLB計算,Mw 親水基團相對分子質(zhì)量 Mo 秦油基團相對分子質(zhì)量,Journal of American Oil Chemists Society 49(8):499 (1960),非離子、陰離子表面活性劑HLB計算,混合表面活性劑HLB計算,適用于非離子表面活性劑,2.7.3 表面吸附,S,恒溫、恒壓下：,設(shè)：,Gibbs面,n10,溶劑表面

5、上為0時，溶質(zhì)的表面過剩,Gibbs吸附公式,稀溶液,d/dC +,d/dC -,低表面張力物質(zhì)在表面上聚集,第三章 界面相互作用,作用力：,Van der waals力 靜電力 空間相互作用力,作用類型,W（D）/J,D/nm,W0,D0,相互作用能,物體相互間的距離,吸引,排斥,排斥,聚沉 coagulation,絮凝 flocculation,絮凝可以再分散,3.1 Van der Waals力,3.1.1 Van der waals類型,取向力,色散力,誘導(dǎo)力,Kesson力,London力,Debye力,3.1.2分子間 Van der waals力,取向力,色散力,誘導(dǎo)力,0 介電

6、常數(shù)（真空中） Boltzmann常數(shù) u 偶極距 r 偶極間距離 T 溫度,極化率 v 頻率,U1偶極距 u2 誘導(dǎo)偶極距,Wvdw= -( CK + CL + CD )/r6,= - C/r6,分子間Van der Waals力與分子間距離r6成反比,3.1.3宏觀物體間的Van der Waals力,宏觀物體間的Van der Waals力為各組成物之間Van der Waals力加和,W（D） UADn,U 物體大小、形狀因子 A Hamaker常數(shù),1）球與平面間的作用力,平面,D,R,W（D） AR6D,2）平面與平面間的作用力,D,W（D） A12D2,特點,宏觀物體間的Van

7、der Waals力有加和性 Van der Waals力相互作用范圍大，5nm 相互作用力與物體形狀有關(guān),兩物體通過第三種介質(zhì)相互作用,3）Hamaker常數(shù)計算,A AL ADK,n 折光指數(shù) v 頻率, 介電常數(shù),相同聚合物通過空氣（3 1，n31）、水（ 3 80，n31.333）相互作用的Hamaker常數(shù),真空中，兩種物質(zhì)總是吸引 介質(zhì)中，相同物質(zhì)總是吸引 不同物質(zhì)或吸引或排斥,3.2 靜電力,3.2.1 擴散雙電層,固體,溶液,0,i,xi,GouyChapman模型,兩相界面上電荷分離產(chǎn)生的電勢差稱為雙電層電勢差，0,假設(shè)：1）表面是無限大平面，電荷均勻分布 2）液相中介電常數(shù)

8、相同 3）擴散雙電層中，離子是點電荷（無體積），服從Boltzmann分布,電荷分布：,ni ni0 exp(-Zie/T),ni 雙電層中單位體積中i離子的數(shù)目 ni0 溶液中的i離子數(shù)目0=0 Zi i離子的價數(shù),雙電層內(nèi)，體積電荷密度：, ni Zi e,電勢分布：,(1)平面雙電層,2 /,低電勢近似，即：,K1雙電層厚度,xK1時，,雙電層電勢特性：,1)雙電層電勢與溶液中離子特性有關(guān) 2)電勢以指數(shù)形式衰減,Zi 增加，K1下降，雙電層變薄，體系穩(wěn)定性差 n0i增加，K1下降，雙電層變薄，體系穩(wěn)定性差,1:1,2:2,3:3,10-3mol/L,10-2mol/L,10-1mol/L,一般情況下（非低電勢）電勢分布,當0很小時，,當0不太小時，,當0很高時，r0 1,(2)球面雙電層,低電勢近似,a 球半徑 r 距離,比平板雙電層衰減更快,3.2.2 stern雙電層,Stern層,表面吸附層的厚度,0,stern面上電勢,電勢分布,電勢分布：,(1)平面雙電層,低電勢近似，即：,一般情況下（非低電勢）電勢分布,(2)球面雙電層,低