（大学课件）表面活性剂.pptx

1、 冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有，这真是太可悲了。都不会有，这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。人也没有了。 英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint第第2 2章章 表面活性剂表面活性剂ppt课件12.1.1 什么是表面活性剂什么是表面活性剂 溶质的浓度对溶剂表面张

2、力的影响有三种溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种：1）物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于此类物质的物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于此类物质的强电解质有无机盐、酸、碱等；强电解质有无机盐、酸、碱等；2 2）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如低碳醇、羧）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如低碳醇、羧酸等有机化合物；酸等有机化合物；3 3）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但降到一定）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但降到一定程度后，就变得很慢或几乎不下降。程度后，就变得很慢或几乎不下降。2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件2v像第三类物质那

3、样，加入很少量就能大大降低溶剂的表像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表面活性剂。v第二类物质和第三类物质的区别？第二类物质和第三类物质的区别？v在于能否形成胶束。v这是表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂等的原因。这是表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂等的原因。 2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件3表面活性剂表面活性剂一词来自英文一词来自英文Surfactant。它实际上是短语它实际上是短语Surface（表面）（表面） Active（活性）（活性） Agent（添加剂）的缩

4、合词。（添加剂）的缩合词。表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。高的降低表、界面张力的能力和效率。两个特性：两个特性：1. 在各种界面上的定向吸附；在各种界面上的定向吸附；2. 溶液内部形成胶束，从而具有一系列应用功能。溶液内部形成胶束，从而具有一系列应用功能。2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件42.1.2 2.1.2 表面活性剂分子的结构特点表面活性剂分子的结构特点v表面活性剂分子有两种不同性质的基团所组成，一种是非极性的亲油基团，另一种是极性的亲水基团。2.1 2.1

5、 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件5ppt课件6不同碳链长度的脂肪酸钠不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡对石蜡-水界面张力的影响（水界面张力的影响（30）2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件7v1）7碳原子以下，降低表面张力不明显碳原子以下，降低表面张力不明显v2）820个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现明显的表面活性。表面活性。v当亲油基为直链或支链烷烃，当亲油基为直链或支链烷烃， 820个碳原子个碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或苯基，时为合适；当亲油基为烷基酚或苯基， 816个碳原子时为宜；若亲油基为烷基萘基，则烷个碳原子时为宜；若亲油基为烷基萘

6、基，则烷基数为基数为2个，每个烷基碳原子在个，每个烷基碳原子在3个以上。个以上。2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件8世界表面活性剂工业的发展状况v品种6000多种，商品牌号上万种；v年产量接近1500万吨；v年增长率3%左右；v品种上，以阴离子表面活性剂为主，其次是非离子表面活性剂，阳离子和两性表面活性剂的消费量最少；v发达国家表面活性剂品种向专用性、功能性高度发展2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件9我国表面活性剂工业的现状v发展始于20世纪50年代末60年代初；v品种2000多种，品种少，产量低；v人均消费水平低；v产品结构上，高档次表面活性剂品种匮乏

7、；v工业表面活性剂占总量比例较低；2.1 2.1 表面活性剂概述表面活性剂概述ppt课件102.2 2.2 表面活性剂的分类表面活性剂的分类1.按亲水基类型： 根据表面活性剂溶于水中能否解离,解离成何种离子进行分类。(a) 表面活性剂溶于水能电离生成离子的，为离子型表面活性剂（阴离子、阳离子和两性表面活性剂）。(b) 不能电离的叫非离子型表面活性剂。2.按分子量大小：（a）低分子量表面活性剂：1000以下；（b）中高分子量表面活性剂：1000以上；（C）高分子表面活性剂：10000以上。ppt课件112.2 2.2 表面活性剂的分类表面活性剂的分类3. 按工业用途分类： 渗透剂、润湿剂、乳化剂

8、、分散剂、起泡剂、消泡剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、抗静电剂、防锈剂等。抗静电剂、防锈剂等。ppt课件12（1）羧酸盐类）羧酸盐类 通式RCOOM+, R为长烃链，M为金属离子。俗称肥皂，以油脂与碱皂化制造。CH OCOR22ROCOCH ROCOCH +NaOH3CH OC ORCH OCOR22ROCOCH NaNaNa+OHOHOH2.3 2.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂ppt课件13（2）硫酸酯盐类）硫酸酯盐类 通式为R-OSO3M，以高级脂肪醇与硫酸酯化剂酯化

9、制备。ROSO Na H ONaOH+HClClSO H+ROSO H3ROH+ROSO H33.24333ROSO H(H SO SO )SO+ROH23典型代表十二烷基硫酸酯钠盐，良好的乳化、发泡性能。但是因典型代表十二烷基硫酸酯钠盐，良好的乳化、发泡性能。但是因为为C与与O相连，耐热性差，在酸性介质中水解，相连，耐热性差，在酸性介质中水解，2.3 2.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂ppt课件14（3）磺酸盐）磺酸盐一般以RSO3Na表示， C与S相连，在酸性介质中不水解，耐热性好。 烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠 烷基萘磺酸钠：烷基萘磺酸钠：RSO H33SO Na94C H94C H十

10、二烷基苯磺酸钠，洗衣粉的主要原料 2.3 2.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂ppt课件154）磷酸酯盐类 一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na RO-P=O O ONa ONa RO RO P O ONa 单酯盐双酯盐性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能力较强，洗净能力性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能力较强，洗净能力好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化剂、好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化剂、抗静电剂和抗蚀剂。抗静电剂和抗蚀剂。缺点：污染环境、影响水质缺点：污染环境、影响水质2.3 2.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂ppt课件16分为两类：

11、（1）胺盐类表面活性剂胺盐类表面活性剂，可由高级胺(C12-18，伯、仲、叔）用盐酸或醋酸处理而得：RCH NH HRCH NH +23222.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件17v或由高级胺用与环氧乙烷反应制备：C H NHCH CH18372Ox+3718C H N222n(CH CH O) H222(CH CH O) mH2.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件18(2)季铵盐类v由叔胺与烷基化剂铵化制得:烷基三甲基季铵盐:3CH3CH3CH3CH25123CH22ClNC H 1225C H N2CH Cl332225122+H ONaClNaO

12、HCH ClC H NH加热加压2.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件19v烷基二甲基苄基氯化铵:+ClCH2-+CH2ClC H N25123CH3CHC H N12253CH3CH2.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件20v阳离子表面活性剂的特点阳离子表面活性剂的特点(1) (1) 杀菌作用杀菌作用(2) (2) 易吸附在固体表面易吸附在固体表面 （用于矿物浮选、织物（用于矿物浮选、织物柔顺剂、抗静电剂等）柔顺剂、抗静电剂等）2.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件21Antimicrobial mechanism A. Kawab

13、ata, et al. Carbohydrate Polymers 67 (2007), 375-389 (1) Bacterial membrane is stabilized by sodium and potassium ions and phospholipids; (2) Cationic polymer replace metal ions and binds to acidic phospholipids; (3) Cationic polymer induces a phospholipids phase separation; (4) Destabilized zones a

14、ggregate and leading to a damage of membrane. The leakage of inner components finally leads to the death of the cells.ppt课件22 AFM images of E. coli (ATCC 11229)Untreated E. coliE. coli treated 2.4 2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂ppt课件23v两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子。两性表面活性剂分子中同时具有可电离的阳离子和阴离子。v阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离

15、子部分阳离子部分都是由铵盐或季胺盐做亲水基，而阴离子部分可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。其中阴离子为羧基、可以是羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等。其中阴离子为羧基、阳离子为胺盐的叫阳离子为胺盐的叫氨基酸型氨基酸型两性表面活性剂，通式为两性表面活性剂，通式为: : RNHCH2CH2COOM v例如十二烷基氨基丙酸钠盐例如十二烷基氨基丙酸钠盐 v C12H25NHCH2CH2COONa2.5 2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂ppt课件24v由季胺盐构成阳离子部分的叫由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型甜菜碱型两性两性表面活性剂。通式：表面活性剂。通式：其中其中R=C12C18N CH2RCOO+-

16、3CH3CH2.5 2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂ppt课件25v两性表面活性剂在水中电离时，因同时存在两种电荷，因此有一个等电点 pI；v溶液的pH 值低于pI 时，是阳荷性，具有阳离子表面活性剂作用；v当pH 高于pI 时，呈负电性，具有阴离子表面活性剂的作用。v在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。2.5 2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂C12H25NHCH2CH2COONappt课件26v两性表面活性剂特点：水溶性好，发泡能力强，去污力强；毒性低，对皮肤刺激性小，有良好的生物降解性和抗微生物能力，优良的抗静电性和柔软平滑性，与其它表面活性剂相容性好。但是价格较贵。N CH

17、2RCOO+-3CH3CH2.5 2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂ppt课件27v亲水基为羟基亲水基为羟基OHOH和醚键和醚键O Ov由于亲水性较弱，必须由几个羟基或醚键才能发挥由于亲水性较弱，必须由几个羟基或醚键才能发挥亲水作用，与只有一个亲水基团的阴离子或阳离子亲水作用，与只有一个亲水基团的阴离子或阳离子表面活性剂不同。表面活性剂不同。v特点：溶液中不呈离子态，所以稳定性高，不受强特点：溶液中不呈离子态，所以稳定性高，不受强电解质和酸碱的影响，与其它类型的表面活性剂相电解质和酸碱的影响，与其它类型的表面活性剂相容性好，也不易在固体表面富集。容性好，也不易在固体表面富集。2.6 2.6

18、非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件28v非离子型表面活性剂按亲水基分类，有非离子型表面活性剂按亲水基分类，有聚乙二醇型聚乙二醇型和和多元醇型多元醇型，两者性能和用途有较大差异。，两者性能和用途有较大差异。（1）聚乙二醇型非离子表面活性剂）聚乙二醇型非离子表面活性剂 1）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物）高级脂肪醇与环氧乙烷加成物 ROH+R NaOHCat.OO22CH CHn(CH CH O) n22H所用脂肪醇有：月桂醇、十六醇、油醇、鲸蜡醇等所用脂肪醇有：月桂醇、十六醇、油醇、鲸蜡醇等2.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件292）烷基酚和环氧乙烷的加成物所用烷基酚有

19、：壬基酚、辛基酚、辛基甲酚等3）脂肪酸与环氧乙烷的加成物 O ROHR+O22CH CHn(CH CH O) n22H+OHO22CH CHn(CH CH O) n22HRCOORCOO所用脂肪酸有：硬脂酸、月桂酸、油酸等2.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件304）高级脂肪胺和脂肪酰胺的环氧乙烷加成物 C H N1225(m+n)mn(CH CH O) H22(CH CH O) 22H CH CH22O25122C H NH + O22CH CH(p+q)pq(CH CH O) H2 2(CH CH O) H22+C H CONH1733C H CON173322.6 2

20、.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件315）聚丙二醇的环氧乙烷加成物 亲水基亲水基 憎水基憎水基 亲水基亲水基22(CH CH O) 22(CH CH O) 2(CH CH O) HOCH3abcH聚醚型非离子表面活性剂聚醚型非离子表面活性剂分子量可达几千，可作为低泡洗涤剂、乳化分散分子量可达几千，可作为低泡洗涤剂、乳化分散剂、消泡剂等剂、消泡剂等甲基空间阻碍，甲基空间阻碍，不易形成氢键不易形成氢键2.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件32聚乙二醇的醚键为何具有亲水性？2.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件33（2）多元醇型非离子型表面活性剂

21、 主要亲水基是多元醇类、氨基醇类、糖类等.CH OHCH OH2 CH OH2 HOCH 2COHCH 2OHCH 2OHCH 2OHCH 22.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件34 山梨醇 失水山梨醇CH OH22CH OHCH OHCH OHCH OHCHHOCHCHCHCHCHOOHOHHO2CH OH2CHCHCHOHCHCHOCHOH OHHO22.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件35v失水山梨醇与不同高级脂肪酸失水山梨醇与不同高级脂肪酸酯化得到的表面活性剂叫酯化得到的表面活性剂叫“司司盘盘”(SPAN). 由于自身不溶于由于自身不溶于水，

22、需与其它水溶性表面活性水，需与其它水溶性表面活性剂复合使用。剂复合使用。v斯盘与环氧乙烷加成的产物叫斯盘与环氧乙烷加成的产物叫“吐温吐温”（TWEEN）。吐温吐温-20，40，60，80，两种著名的非离子表面活性剂两种著名的非离子表面活性剂吐温吐温-60为为硬脂酸硬脂酸酯；吐温酯；吐温-80为为油酸油酸酯；酯；吐温吐温-20为为月桂酸月桂酸酯酯 2.6 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂ppt课件361.1.高分子表面活性剂高分子表面活性剂2.2.含氟、硅表面活性剂含氟、硅表面活性剂3.3.冠醚类大环化合物冠醚类大环化合物4.4.双子（双子（GeminiGemini）表面活性剂）表面活性

23、剂 2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件37高分子表面活性剂： 通常指分子量在10000以上的表面活性剂。可分为天然的、天然物质改性的和合成的三类。 天然及改性的，如淀粉、羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、丙烯睛接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、羟甲基纤维素等等。 合成高分子表面活性剂：阴离子型、阳离子型、非离子型和两亲型。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件38非离子型：如环氧乙烷-环氧丙烷聚合的聚醚型表面活性剂，聚氧乙烯烷基酚醚甲醛缩合物2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件39阴离子型高分子表面活性剂v苯乙烯-马来酸酐的共聚物，将酸酐基团部分酯化和碱中和

24、后，得到阴离子型的高分子表面活性剂；苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物，将羧基部分酯化、部分中和后，也得到相应的阴离子型高分子表面活性剂。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件40阳离子型高分子表面活性剂v将聚4-乙烯基吡啶用C12H25Br季铵化，就得到阳离子型高分子表面活性剂。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件41两亲型高分子表面活性剂2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件42高分子表面活性剂一般不具备低分子表面活性剂在水高分子表面活性剂一般不具备低分子表面活性剂在水溶液中形成胶束的性质。溶液中形成胶束的性质。这可能是由于高分子表面活性剂分子大，链

25、较长，这可能是由于高分子表面活性剂分子大，链较长，分子内或分子间的缠绕使其很难按一定的顺序整齐排分子内或分子间的缠绕使其很难按一定的顺序整齐排列。列。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件43分散性和絮凝性分散性和絮凝性 由于高分子表面活性剂在各种表面、界面上有很好的吸附作用，因而分散性、凝聚性和增溶性均较好。 除了被称为聚合物表面活性剂或表面活性剂外，当作分散稳定剂时，这些两亲性聚合物还被称为乳化剂、洗涤剂或分散剂；当用于控制胶乳变性时，被称为增稠剂；当用于不相容聚合物的混合时，它们被称为增容剂。 2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件44增稠性增稠性 利用其

26、水溶液本身的高黏度，提高别的水性体系的黏度； 水溶性聚合物可和水中其他物质如小分子填料、高分子助剂等发生作用，形成化学或物理结合体，导致黏度的增加。后一种作用往往具有更强的增稠效果。 一般作为增稠剂使用的高分子应有较高的相对分子质量，如聚氧乙烯作为增稠剂时，相对分子质量应在250万左右。常用的增稠剂有酪素、明胶、羟甲基纤维素、聚氧乙烯、硬脂酸聚乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪胺聚氧乙烯、阳离子淀粉等。 2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件45（2）含氟表面活性剂：将碳氢表面活性剂分子链中的氢原子部分或全部用氟原子取代，就成为碳氟表面活性剂。碳氟表面活性剂的特性：“三高”、“两憎

27、”即高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性；既憎水又憎油。v最低表面张力可达到20mN/m以下，甚至到15mN/m左右。其水溶液可在烃油表面铺展。v碳氟表面活性剂有很高的耐热性，如固态的全氟烷基磺酸钾，加热到420以上才开始分解，因而可在300 以上的温度下使用。v可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用，而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件46（3）含硅表面活性剂：疏水基为全甲基化的Si-O-Si、Si-C-Si或Si-Si主干的一类特种表面活性剂。特性：（1）很高的表面活性；（2）在水溶液和非水溶液中都有表面活性；（3）对低能表面有优异的润

28、湿能力；（4）具有优异的消泡能力；（5）很高的热稳定性；（6）无毒，不会刺激皮肤；（7）属于高分子表面活性剂2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件473.3.冠醚类大环化合物冠醚类大环化合物OOOOROOO ONNRR12OOOONNC HOO1429AgNO+_3Ag+OOOOOOOOOONN+NO_3HH2914C HC H1429HHNNOOOOOOOOOO+KMnO4-+-4MnOK+非离子型非离子型与金属离子形与金属离子形成配合物，阳成配合物，阳离子型离子型2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件48相转移催化相转移催化+RCNRXQ X+-+QCNNa

29、 CNQX+-+-+XQCNNa 水相界面有机相阳离子冠醚的金属络合物Q+X-的负电荷部分X-，在水溶液中和其他阴离子Y-交换后，溶于含有反应试剂的RX有机相中，与RX反应生成RY，本身复原为Q+X-，同时再进入水相。反复循环，起到催化作用。 2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂ppt课件492.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂环糊精 （,)杯芳烃可由苯酚类衍生物与甲醛缩合而得ppt课件5011/4502468101214050100150200250300350Particle Size / nmpHVariation of particle size with pH for

30、 amphoteric calix8arene aqueous solution ppt课件51Model of pH-triggered drug loading and releasing procedure 11/45ppt课件52双子表面活性剂（Gemini）两个或两个以上相同或几乎相同的两亲分子，在其头基或靠近头基处由连接基团通过化学键连接在一起构成。两种类型：（1）连接基团直接连接在两个亲水基上；（2）连接基团在非常靠近亲水基的地方连接两条疏水基。2.7 2.7 其它表面活性剂其它表面活性剂头靠头 肩并肩ppt课件53ppt课件54ppt课件55ppt课件56ppt课件57ppt课

31、件58ppt课件59ppt课件60ppt课件61ppt课件62ppt课件63ppt课件64ppt课件65ppt课件66ppt课件67表面活性剂的溶解度 Krafft 温度温度 离子型表面活性剂的溶解度随温度变化的特点是在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达到某一定值后，溶解度会突然增大。 称为Krafft 现象。溶解度开始突然增大的温度叫Krafft 温度,也叫K.P点.离子型表面活性剂的溶离子型表面活性剂的溶解度曲线及解度曲线及K.P点点2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件68在同系物中，烃链越长，K.P点越高，CMC值越小。图图

32、5-11 烷基硫酸钠烃链长度与烷基硫酸钠烃链长度与K.P点之间的关系点之间的关系2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件69 阳离子型表面活性剂溶解度与温度关系，1，2，3分别为:14-烷基三甲基溴化铵，16-烷基三甲基溴化铵，18-烷基三甲基溴化铵2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件70 浊浊 点点v非离子型表面活性剂溶液的溶解度随温度升高而下降，当温度升到一定值时，溶液突然变成混浊，此时的温度成为浊点，即C.P值。OOCHO22CH22CHCHCHO22CH22CHCHCHCHO22CH22OCH2H

33、OOH2OH2OH2OH2OH2CH2当温度上升时，氢键被削弱，升到一定温度，氢键断裂，表面活性剂从溶液中析出，使溶液突然变浊。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件71图图5-13 聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂对具有相同极性剂的同系物，烃链较短者具有较高的浊点；如果烃链长度相同，则浊点随氧乙烯基团数n的增高而升高。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件72化学稳定性在所有的表面活性剂中，凡含有酯基的，在强酸在所有的表面活性剂中，凡含有酯基的，在强酸及强碱中都易发生水解，最不稳定；以

34、醚键结合及强碱中都易发生水解，最不稳定；以醚键结合的，最为稳定。的，最为稳定。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件73酸碱稳定性阴离子表面活性剂强酸中不稳定，碱性溶液中稳定阳离子表面活性剂胺盐类在碱中不稳定，但较耐酸；而季铵盐在酸碱中均较稳定两性表面活性剂随pH值不同稳定性不同；在等电点的pH时,容易生成内盐而沉淀析出非离子表面活性剂较稳定酸碱稳定性2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件74 电解质稳定性离子型表面活性剂比较容易从无机盐中盐析而沉淀出来。特别是多价金属离子对阴离子型表面活性剂影响更大，易作

35、用形成不溶或难溶的盐。如Ca2+，Mg2+，Al3+等与羧酸盐类表面活性剂结合形成不溶于水的金属皂。非离子型表面活性剂较稳定电解质稳定性2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件75表面活性剂的安全性和温和性表面活性剂的安全性和温和性2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件76毒性分级大鼠经口LD50（mg/Kg)6只大鼠吸入4小时，死亡2-4只的浓度（ppm）兔经皮LD50（mg/Kg）对人可能致死的估计量g/Kg总量（g/60Kg）剧毒1105151000外源化合物急性毒性分级（外源化合物急性毒性分级（WHO

36、）1. 毒性：口服毒性：急性、亚急性、慢性。急性毒性大小，一般以半致死量，LD50表示，即指使一群受试动物中毒死一半所需的最低剂量（mg/Kg）。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件77表面活性剂对黑鼠的经口服急性毒性LD50阳离子表面活性剂有较高毒性，阴离子型居中，非离子型和两性表面活性剂毒性普遍较低，相对比较安全。对照例：乙醇的LD50为6.67g/Kg。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件782. 溶血性 药物注射液或营养注射液常用非离子表面活性剂作为增溶剂、乳化剂或悬浮剂，对于一次注射量较大的场

37、合，特别是静脉注射时，表面活性剂的溶血性必须引起足够的重视。 阴离子型表面活性剂的溶血性最大，一般不在注射液中使用；阳离子表面活性剂的溶血性次之；非离子表面活性剂的溶血性最小。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件79（1）表面活性剂类型 对皮肤刺激性：阳离子表面活性剂对皮肤刺激性：阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂，两性表面活性剂阴离子表面活性剂，两性表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂（2）分子量 小分子表面活性剂容易经皮肤渗透，对皮肤刺激性大；小分子表面活性剂容易经皮肤渗透，对皮肤刺激性大； 大分子表面活性剂不易发生皮肤渗透，且由于分子的缠

38、结等影响，使极性大分子表面活性剂不易发生皮肤渗透，且由于分子的缠结等影响，使极性基团和疏水支链难以与皮肤和毛发直接、强烈作用，因而比较温和。基团和疏水支链难以与皮肤和毛发直接、强烈作用，因而比较温和。 所以，化妆品、个人卫生用品所用的表面活性剂有向大分子方向发展的趋所以，化妆品、个人卫生用品所用的表面活性剂有向大分子方向发展的趋势，或者是对天然高分子进行改性。势，或者是对天然高分子进行改性。3. 3. 表面活性剂的温和性（刺激性）表面活性剂的温和性（刺激性）2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件80（3）疏水基链长 疏水基链越长，分支化程度越小，表活

39、性剂对人体越温和。（4）分子内引入聚乙二醇（PEG）基团 PEG型非离子表面活性剂无论在对皮肤粘膜或眼粘膜的刺激性方面，都表现得比阴、阳离子型表面活性剂的低。 增大分子中的PEG长度，刺激性会进一步降低，即使是在离子型表面活性剂中引入PEG链，形成掺合型表面活性剂，也会增大分子的温和性。 如十二烷基硫酸钠（SDS）中引入PEG形成脂肪醇醚硫酸盐（AES），就有很好的效果。分子中引入甘油或多元醇也会增加表面活性剂的温和性。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件814. 生物降解性1）. 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 （1） 硫酸盐类：硫酸盐类：可被

40、普通的硫酸酯酶水解成硫酸盐和相应的脂肪醇，并进一步氧化成水和二氧化碳。（2）烷基磺酸钠：）烷基磺酸钠： 生物降解容易程度：含直链的 含支链的 端基为三甲基取代的； 直链烷基苯磺酸钠中：烷基C6-C12的降解速度 C12的。 苯基在末端的伯碳烷基苯磺酸钠，对位异构体降解速度 邻位异构体。 因此，商品烷基苯磺酸钠洗涤剂以对十二烷基苯磺酸钠为主。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件82 烷基苯磺酸钠的生物降解2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件832). 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂v其生物降解包括碳

41、氢链和聚环氧乙烷链两部分。v碳氢链部分：支链的比直链的困难，所带支链越多，越不容易降解；v聚环氧乙烷链越长，降解越困难；v含芳基的生物降解性比仅有脂肪基的降解困难；2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能4. 生物降解性ppt课件84图图 非离子表面活性剂的生物降解非离子表面活性剂的生物降解2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件853). 阳离子表面活性剂：一般都有比较好的生物降解性。4). 两性表面活性剂：是生物降解性最好的。 对于天然产物，不仅没有毒性，而且还是一种营养剂，比如卵磷脂。 即使是合成的两性表面活性剂，

42、其生物降解性也很好。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能4. 生物降解性ppt课件865. 5. 亲疏平衡值亲疏平衡值v亲水亲水-疏水平衡值疏水平衡值HLB（Hydrophile-Lipophile Balance )的概念。的概念。 HLB的大小表示表面活性剂亲水亲油性的相的大小表示表面活性剂亲水亲油性的相对大小，对大小，HLB 值越大，表示该表面活性剂的亲水值越大，表示该表面活性剂的亲水性越强，性越强，HLB越低，则亲油性或疏水性越强。越低，则亲油性或疏水性越强。2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件87石蜡

43、HLB0， 油酸钾 HLB20 十二烷基硫酸酯钠 HLB40以之为标准：以之为标准： 阴离子表面活性剂HLB在140之间，非离子表面活性剂的HLB在120之间。定义：定义：2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件88HLBHLB值范围与其在水中分散性能值范围与其在水中分散性能 HLB值范围 在水中分散情况 14 不分散 36 分散能力不好 68 乳状分散液(剧烈振荡后) 810 乳状分散液,稳定 1013 半透明到透明液体 13 透明液体 2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件89HLB值范围及其适当用途vH

44、LB值范围 应 用 HLB范围 应 用 13 消泡剂 818 O/W型乳化剂 36 W/O型乳化剂 1315 洗涤剂 79 润湿剂 1518 增溶剂2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件90ppt课件91HLB 值的确定值的确定（1）非离子型）非离子型HLB值的计算值的计算对聚乙二醇和多元醇非离子型表面活性剂对聚乙二醇和多元醇非离子型表面活性剂:1005亲水基分子量疏水基分子量亲水基分子量1005H L B 亲 水 基 部 分 分 子 量表 面 活 性 剂 分 子 量2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件9

45、2例1：求 的HLB值解：亲水基分子量：（CH2CH2O)9=396表面活性剂分子量=616HLB=396/616*100/5=12.86C H919O (CH CH O)229H2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件93对多元醇型脂肪酸酯非离子型表面活性剂对多元醇型脂肪酸酯非离子型表面活性剂: : HLB=20(1-S/A)S S为酯的皂化值为酯的皂化值, A, A为脂肪酸的酸值为脂肪酸的酸值. .酸酸 值值: :中和1克样品所消耗的KOH的毫克数.皂化值皂化值: :皂化1克样品所消耗的KOH的毫克数.2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表

46、面活性剂的表面物理化学性能ppt课件94（2）其他类型表面活性剂HLB值的计算7 (4-4)HLBHL 亲水基团 H 亲油基团 L OSO3Na 38.7 -CH- 0.475 SO3Na 11.0 CH2 0.475 COONa 19.1 CH3 0.475 N（叔胺） 9.4 =CH- 0.475 酯基(失水山梨醇环) 6.8 -(C3H6O)- 0.15 酯基 (自由) 2.4 氧丙 烯基 O 1.3 -CF2 0.870OH（失水山梨醇环） 0.5 CF3 0.870 OH（自由） 1.9 苯 环 1.662 (C2H4O) 0.33 COOH 2.12.8 2.8 表面活性剂的表面物

47、理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件95例：求甘油硬硬脂酸单酯的HLB值，已知其皂化值S161，酸值A198CH OOC(CH ) CHCHOHCH OH221632v解1： HLB20（1161/198）3.8v解2： 20 C： 0.475209.5 2-OH 1.923.8 1个-COO- 2.4HLB=3.8+2.4+7-9.5=3.72.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件96例：求太古油的例：求太古油的HLB值值解：疏水基含17个碳，L=17*0.475亲水基：-COOH + -OSO3Na,H=2.1 + 38.7HLB=7+

48、(38.7+2.1)-(17*0.475)=39.7 (CH ) CHCH CH CH(CH ) COOH3522273OSO NaCH2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件97HLB值的实验测定方法值的实验测定方法 （1 1）分配系数法）分配系数法：将水和油（通常用辛烷）放在一起，再加入表面活性剂，当其在油水两相中达到溶解平衡时，分别测定它在两相中的浓度：水相中Cw，油相中Co，然后计算HLB值。)/ln(36. 07owCCHLB2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件98HLB值的实验测定方法值的实验测

49、定方法（2 2）溶度估测法）溶度估测法 常温下将表面活性剂溶于水中，观察其在水中的分散状况可大致估计其HLB值。 HLB值范围值范围分散情况分散情况HLB值范围值范围分散情况分散情况14不分散不分散810乳状分散液乳状分散液,稳定稳定36分散能力不好分散能力不好1013半透明到透明液体半透明到透明液体68乳状分散液乳状分散液(剧烈振荡后剧烈振荡后)13透明液体透明液体HLB值范围与其在水中分散性能值范围与其在水中分散性能2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件99v（3）混合表面活性剂）混合表面活性剂HLB值得计算值得计算 mA 、mB为混合表面活性剂

50、种为混合表面活性剂种A, B组分的质量，组分的质量，HLBA,HLBB为为A,B组分各自的组分各自的HLB值。值。 (4-5)AABBABmHLBmHLBHLBmm2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的表面物理化学性能ppt课件100相转型温度（相转型温度（PIT)vHLB的三个缺点：的三个缺点：（1 1）它没有考虑到油相与水相本身的性能；）它没有考虑到油相与水相本身的性能；（2 2）它没有考虑表面活性剂浓度的影响）它没有考虑表面活性剂浓度的影响（3 3）它没有考虑到温度及各相体积的影响）它没有考虑到温度及各相体积的影响2.8 2.8 表面活性剂的表面物理化学性能表面活性剂的