1、,表面活性劑的應(yīng)用,小組成員 陳青州 戴永昌 張海江 高峰 孫博,表面活性劑的簡(jiǎn)介,表面活性劑的種類,表面活性劑的應(yīng)用,表面活性劑的發(fā)展,表面活性劑是從20 世紀(jì)50 年代開始隨著石油化工業(yè)的飛速發(fā)展而興起的一種新型化學(xué)品，是精細(xì)化工的重要產(chǎn)品，享有“工業(yè)味精”的美稱。它幾乎滲透到一切技術(shù)經(jīng)濟(jì)部門。其應(yīng)用領(lǐng)域從日用化學(xué)工業(yè)發(fā)展到石油、食品、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、環(huán)境、新型材料等技術(shù)部門,中國(guó)的表面活性劑和合成洗滌劑工業(yè)起始于50年代，盡管起步較晚，但發(fā)展較快。1995年洗滌用品總量已達(dá)到310萬噸，僅次于美國(guó)，排名世界第二位。其中合成洗滌劑的生產(chǎn)量從1980年的40萬噸上升到1995年的230萬噸，凈增

2、4.7倍，并以年平均增長(zhǎng)率大于10%的速度增長(zhǎng),結(jié)構(gòu),表面活性劑分子結(jié)構(gòu)具有兩親性： 一端為親水基團(tuán)，另一端為疏水基團(tuán),能使水的表面張力明顯降低的溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì),表面活性劑的性質(zhì),一般為具有親水與疏水基 團(tuán)的有機(jī)兩性分子，可溶于有機(jī)溶液和水溶液,吸附性 溶液中的正吸附：增加潤(rùn)濕性、乳化性、起泡性； 固體表面的吸附：非極性固體表面單層吸附， 極性固體表面可發(fā)生多層吸附,表面活性劑的種類,表面活性劑通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)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。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(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。,R-OS

3、O3Na硫酸酯鹽,R-SO3Na磺酸鹽,R-OPO3Na2磷酸酯鹽,陰離子表面活性劑,陽離子表面活性劑,CH3 | R-N-HCl仲胺鹽 | H,CH3 | R-N-HCl叔胺鹽 | CH3,CH3 | R-N+-CH3Cl-季胺鹽 | CH3,兩性表面活性劑,CH3 | R-N+-CH2COO-甜菜堿型 | CH3,非離子表面活性劑,R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚,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,表面活性劑的應(yīng)用,1.增溶 2.乳化作用 3.潤(rùn)濕作用 4.助懸作

4、用 5.起泡和消泡作用 6.消毒、殺菌 7.抗硬水性 8.增粘性及增泡性 9.去垢、洗滌作用,表面活性劑的應(yīng)用,1、增溶,表面活性劑在水溶液中達(dá)到臨界膠束濃度后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加并形成透明膠體溶液，這種作用即增溶作用,沒有兩相界面存在是熱力學(xué)穩(wěn)定體系 溶液的其他物理性質(zhì)沒有明顯改變,表面活性劑的應(yīng)用,在膠束內(nèi)部，被增容的物質(zhì)完全處于非極性環(huán)境中,非極性分子在膠束內(nèi)的增溶,表面活性劑的應(yīng)用,聚氧乙烯基間的增溶,以聚氧乙烯基為親水基的 非離子表面活性劑 包裹在膠束外層的長(zhǎng)鏈中,表面活性劑的應(yīng)用,2、乳化作用,一種或多種液體以微滴狀分散到另一種不相混溶的液體中所

5、形成的多相分散體系，稱為乳狀液。這種形成乳狀液的過程稱為乳化。,分散相 (內(nèi)相、不連續(xù)相) 分散介質(zhì) (外相、連續(xù)相) 水相 / 油相,表面活性劑的應(yīng)用,乳狀液的類型,1 水包油 O / W 2 油包水 W / O 3 套圈型,乳狀液的鑒別方法,稀釋法 染料法 電導(dǎo)法 濾紙濕潤(rùn)法,檢驗(yàn)水包油乳狀液,加入水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說明水是連續(xù)相。,加入油溶性的染料紅色蘇丹，說明油是不連續(xù)相。,表面活性劑的應(yīng)用,表面活性劑的應(yīng)用,影響乳狀液類型的主要因素,1 相體積 2 乳化劑的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 3 乳化器的材質(zhì) 4 兩相的聚結(jié)速度,表面活性劑的應(yīng)用,乳化劑的破乳,有兩相界面存在是熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),表面

6、活性劑的應(yīng)用,破乳方法,物理法,化學(xué)法：破乳劑（破壞界面膜）,離心法 電沉積法 超聲波法 過濾法,表面活性劑的應(yīng)用,乳化和破乳的應(yīng)用,農(nóng)藥生產(chǎn)、金屬加工、瀝青乳化 食品、化妝品 原油開采,表面活性劑的應(yīng)用,3、濕潤(rùn)作用,在等溫等壓條件下，單位面積的液面與固體表面粘附時(shí)對(duì)外所作的最大功稱為粘附功(WORK OF ADHESION)，它是液體能否潤(rùn)濕固體的一種量度。粘附功越大，液體越能潤(rùn)濕固體，液-固結(jié)合得越牢。,在粘附過程中，消失了單位液體表面和固體表面，產(chǎn)生了單位液-固界面。粘附功就等于這個(gè)過程表面吉布斯自由能變化值的負(fù)值。,表面活性劑的應(yīng)用,表面活性劑的應(yīng)用,4、助懸作用,在農(nóng)藥行業(yè)，可濕性

7、粉劑、乳油及濃乳劑都需要有一定量的表面活性劑，如可濕性粉劑中原藥多為有機(jī)化合物，具有憎水性，只有在表面活性劑存在的條件下，降低水的表面張力，藥粒才有可能被水所潤(rùn)濕，形成水懸液,表面活性劑的應(yīng)用,5、起泡和消泡作用,“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(qiáng)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。,表面活性劑的應(yīng)用,在制糖、制藥、微生物工程、發(fā)酵釀造工業(yè)以及減壓蒸餾、溶液濃縮和機(jī)械洗滌過程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。,1 天然油脂、礦物油 2 固體顆粒 3 合成表面活性劑,1 降低局部

8、表面張力 2 破壞界面膜的彈性 使其失去自動(dòng)修復(fù)作用 3 降低膜黏度 4 固體顆粒,6.消毒、殺菌,表面活性劑的應(yīng)用,在醫(yī)藥行業(yè)中可作為殺菌劑和消毒劑使用，其殺菌和消毒作用歸結(jié)于它們與細(xì)菌生物膜蛋白質(zhì)的強(qiáng)烈相互作用使之變性或失去功能，這些消毒劑在水中都有比較大的溶解度，根據(jù)使用濃度，可用于手術(shù)前皮膚消毒、傷口或粘膜消毒、器械消毒和環(huán)境消毒,表面活性劑的應(yīng)用,甜菜堿表面活性劑對(duì)鈣、鎂離子均表現(xiàn)出非常好的穩(wěn)定性，即自身對(duì)鈣、鎂硬離子的耐受能力以及對(duì)鈣皂的分散力。在使用過程中防止鈣皂的沉淀，提高使用效果,7、抗硬水性,表面活性劑的應(yīng)用,8、增粘性與增泡性,表面活性劑有對(duì)改變?nèi)芤后w系的作用，增大粘度變稠或增大體系的泡沫，在一些特除的清洗、開采行業(yè)有廣泛的應(yīng)用,表面活性劑的應(yīng)用,9、去垢、洗滌作用,洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對(duì)被清洗物體的潤(rùn)濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。,表面活性劑在洗滌劑中的應(yīng)用,非離子型表