第二章-表面活性剂及其在纺织加工中的应用要点课件.ppt

1、 主讲人：季萍主讲人：季萍 纺织服装学院纺织服装学院第二章第二章 表面活性剂及其在纺织表面活性剂及其在纺织加工中的应用加工中的应用 第一节第一节 表面活性剂的分类、作用表面活性剂的分类、作用第二节第二节 乳化作用及其在纺织加工中的应用乳化作用及其在纺织加工中的应用第三节第三节 润湿与渗透作用及其在纺织中的应用润湿与渗透作用及其在纺织中的应用第四节第四节 抗静电作用及其在纺织中的应用抗静电作用及其在纺织中的应用 第五第五节节 洗涤作用及其在纺织中的应用洗涤作用及其在纺织中的应用 第一节第一节 表面活性剂的分类、作用表面活性剂的分类、作用一、基本概念一、基本概念二、表面活性剂的分类及其作用二、表面

2、活性剂的分类及其作用 一、基本概念一、基本概念（一）表面活性剂的定义（一）表面活性剂的定义（二）表面活性剂的结构特点（二）表面活性剂的结构特点（三）表面活性剂的作用原理（三）表面活性剂的作用原理 （四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLBHLB）（一）表面活性剂的定义（一）表面活性剂的定义 所谓表面活性剂，是指当其溶于水中时，所谓表面活性剂，是指当其溶于水中时，即使浓度很小也能显著地降低水同空气间即使浓度很小也能显著地降低水同空气间的的表面张力表面张力或水同其它物质（如纤维、纱或水同其它物质（如纤维、纱线）间的界面张力的物质。线）间的界面张力的物质。表面张力表面张

3、力 众所周知，在一杯水中处于中间的水分子，受到周众所周知，在一杯水中处于中间的水分子，受到周围水分子的吸引力是平衡的，而在水与空气界面上的水分围水分子的吸引力是平衡的，而在水与空气界面上的水分子受到空气的吸引力要比水的吸引力小得多，这样就存在子受到空气的吸引力要比水的吸引力小得多，这样就存在着将表面上的水分子向下拉的力，引起表面积收缩，这种着将表面上的水分子向下拉的力，引起表面积收缩，这种作用于气作用于气- -液界面之间，使表面收缩的力称为表面张力。液界面之间，使表面收缩的力称为表面张力。 一般说，物体相界面（如液一般说，物体相界面（如液-液、液液、液-固、固、液液-气）之间的张力为界面张力，

4、而特把液气）之间的张力为界面张力，而特把液-气相界面间的张力叫做表面张力。气相界面间的张力叫做表面张力。（二）表面活性剂的结构特点（二）表面活性剂的结构特点 任何水溶性表面活性剂都具有不对称任何水溶性表面活性剂都具有不对称的分子结构特点。其中的一端是的分子结构特点。其中的一端是憎水基团憎水基团，此端为此端为非极性基团非极性基团。另一端为。另一端为极性基团极性基团，具有一个或几个具有一个或几个亲水基亲水基。1 1、水溶性的、水溶性的亲水基（疏油基）亲水基（疏油基）2 2、油溶性的、油溶性的憎水基憎水基1 1、水溶性的、水溶性的亲水基（疏油基）亲水基（疏油基）（1 1）与水有较大亲和力的原子团。如

5、羟基、）与水有较大亲和力的原子团。如羟基、磺酸基、羧基等。磺酸基、羧基等。（2 2）用球形）用球形 表示，球的直径代表作用表示，球的直径代表作用范围的大小。范围的大小。2 2、油溶性的、油溶性的憎水基憎水基（1 1）与油有较大亲和力的原子团，一般是）与油有较大亲和力的原子团，一般是C C1212-C-C1616长链烷基或具有支链，或者被杂原子长链烷基或具有支链，或者被杂原子或者环状原子团所中断。或者环状原子团所中断。（2 2）用棒形）用棒形 表示，其直径代表作用范表示，其直径代表作用范围的大小，棒长表示链的长短。围的大小，棒长表示链的长短。（三）表面活性剂的作用原理（三）表面活性剂的作用原理

6、当纤维、纱线、油等物质（为方便计，以下泛称为油当纤维、纱线、油等物质（为方便计，以下泛称为油或油相）于水接触时，由于油、水界面间存在着较大的界或油相）于水接触时，由于油、水界面间存在着较大的界面张力，都力图保持自己的原有状态，水不易润湿纤维、面张力，都力图保持自己的原有状态，水不易润湿纤维、纱线或油等物质，这对纤维、纱线的加工很不利。纱线或油等物质，这对纤维、纱线的加工很不利。1 1、作用原理、作用原理2 2、临界胶束浓度（、临界胶束浓度（CMCCMC） 3 3、浓度与性质的关系、浓度与性质的关系1 1、作用原理、作用原理 在油水中加入表面活性剂以后，由于它的不在油水中加入表面活性剂以后，由于

7、它的不对称结构特点，使它在油、水界面之间发生定向对称结构特点，使它在油、水界面之间发生定向吸附作用，极性端的亲水基指向水，非极性端的吸附作用，极性端的亲水基指向水，非极性端的憎水基指向油，结果就在油、水相之间形成了一憎水基指向油，结果就在油、水相之间形成了一个表面活性剂的分子膜，从而降低了油、水相之个表面活性剂的分子膜，从而降低了油、水相之间的界面张力。间的界面张力。 2 2、临界胶束浓度（、临界胶束浓度（CMCCMC） 其它条件不变时，表面活性剂的性质与使用的表面其它条件不变时，表面活性剂的性质与使用的表面活性剂浓度有关。当表面活性剂的水溶液浓度达到活性剂浓度有关。当表面活性剂的水溶液浓度达

8、到CMCCMC值值时，表面活性剂的时，表面活性剂的去污力、可溶性、表面张力、界面张力去污力、可溶性、表面张力、界面张力等性质发生急剧的变化，以后浓度在增加，除可溶性继续等性质发生急剧的变化，以后浓度在增加，除可溶性继续增加外，其它性质很少变化。增加外，其它性质很少变化。此时的此时的CMCCMC即为临界胶束浓即为临界胶束浓度。度。 严格的说，临界胶束浓度并非一个点，它有一定的严格的说，临界胶束浓度并非一个点，它有一定的范围，因此临界胶束浓度叫做临界胶束浓度范围更恰当。范围，因此临界胶束浓度叫做临界胶束浓度范围更恰当。3 3、浓度与性质的关系、浓度与性质的关系 （1 1）极稀溶液中）极稀溶液中（2

9、 2）稀溶液中）稀溶液中（3 3）临界胶束浓度溶液中）临界胶束浓度溶液中（4 4）大于临界胶束浓度溶液中）大于临界胶束浓度溶液中 在使用表面活性剂时，其浓度均应稍大于临界胶束浓在使用表面活性剂时，其浓度均应稍大于临界胶束浓度，否则不能充分发挥表面活性剂的作用。各种表面活性度，否则不能充分发挥表面活性剂的作用。各种表面活性剂的性能由于亲水基、憎水基的结构、性能及其组合不同，剂的性能由于亲水基、憎水基的结构、性能及其组合不同，可以表现为乳化作用，渗透作用、洗涤作用、抗静电作用、可以表现为乳化作用，渗透作用、洗涤作用、抗静电作用、扩散作用及消泡作用等。扩散作用及消泡作用等。（1 1）极稀溶液中）极稀

10、溶液中 表面活性剂以单分子状态溶于水表面活性剂以单分子状态溶于水中，完全被水包围。憎水基被排中，完全被水包围。憎水基被排斥，亲水基被吸附。斥，亲水基被吸附。亲水基与水亲水基与水的亲和力大于憎水基，的亲和力大于憎水基，所以表面所以表面活性剂能溶于水。活性剂能溶于水。（2 2）稀溶液中）稀溶液中 表面活性剂浓度增加，为使其在水表面活性剂浓度增加，为使其在水中处于稳定状态，则有两个途径：中处于稳定状态，则有两个途径：a a、表面活性剂上移至液面，使憎、表面活性剂上移至液面，使憎水基指向空气，减少了水与空气的水基指向空气，减少了水与空气的直接接触面。直接接触面。b、表面活性剂憎水基互相结合，、表面活性

11、剂憎水基互相结合，水中的表面活性剂分子三三两两的水中的表面活性剂分子三三两两的聚集到一起，互相把憎水基靠在一聚集到一起，互相把憎水基靠在一起，开始形成胶束。起，开始形成胶束。 （3 3）临界胶束浓度溶液中）临界胶束浓度溶液中 表面活性剂浓度继续增加，表面活性剂浓度继续增加，水溶液表面凝集了足够的表水溶液表面凝集了足够的表面活性剂，并紧密的排布于面活性剂，并紧密的排布于液面上，形成一层单分子膜，液面上，形成一层单分子膜，水与空气完全处于隔绝状态。水与空气完全处于隔绝状态。继续增加表面活性剂浓度，继续增加表面活性剂浓度，水溶液中的表面活性剂分子水溶液中的表面活性剂分子排列成憎水基向内，亲水基排列成

12、憎水基向内，亲水基向外的球形胶束，胶束稳定向外的球形胶束，胶束稳定的溶于水中。此时，液体的的溶于水中。此时，液体的表面张力降到最低。表面张力降到最低。（4 4）大于临界胶束浓度溶液中）大于临界胶束浓度溶液中 表面活性剂浓度继续增加，水溶表面活性剂浓度继续增加，水溶液表面与空气间形成了紧密的单液表面与空气间形成了紧密的单分子膜，两者的接触面不会再缩分子膜，两者的接触面不会再缩小，因此，表面张力也不再变化小，因此，表面张力也不再变化而维持在一定的水平。而维持在一定的水平。在水溶液中形成大量的胶束。对在水溶液中形成大量的胶束。对油、水界面而言，处于界面的表油、水界面而言，处于界面的表面活性剂分子的憎

13、水基与亲水基面活性剂分子的憎水基与亲水基分别指向油和水，构成了油、水分别指向油和水，构成了油、水界面的界面吸附层，降低了油、界面的界面吸附层，降低了油、水界面间的界面张力。水界面间的界面张力。（四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（四）表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLBHLB） 表面活性剂具有不对称的构造，由于构成亲油端和亲表面活性剂具有不对称的构造，由于构成亲油端和亲水端的基团可以很多，因此，这些基团对表面活性剂整体水端的基团可以很多，因此，这些基团对表面活性剂整体的亲油性或亲水性的影响亦各不相同，亲油端的亲油强度的亲油性或亲水性的影响亦各不相同，亲油端的亲油强度大，相对地亲水端的亲水强度较小，则

14、该表面活性剂表现大，相对地亲水端的亲水强度较小，则该表面活性剂表现出较强的亲油性。反之，则表现出较强的亲水性。出较强的亲油性。反之，则表现出较强的亲水性。 1 1、基本概念、基本概念 2 2、表面活性剂的性能与、表面活性剂的性能与HLBHLB值的关系值的关系3 3、HLBHLB值的获取方法值的获取方法（1 1）查表法）查表法（2 2）计算法）计算法（3 3）实验法）实验法1 1、HLBHLB的基本概念的基本概念 HLBHLB值是定量反映表面活性剂中两端不值是定量反映表面活性剂中两端不同基团对表面活性剂亲油性或亲水性的综合同基团对表面活性剂亲油性或亲水性的综合影响程度。影响程度。HLBHLB值的

15、大小不仅影响表面活性值的大小不仅影响表面活性剂的性能，而且也影响表面活性剂的使用。剂的性能，而且也影响表面活性剂的使用。其值越大，其水溶性越好，油溶性越差，反其值越大，其水溶性越好，油溶性越差，反之，其油溶性越好，水溶性越差。之，其油溶性越好，水溶性越差。 一般在一般在0-400-40范围之内，石蜡完全没有亲水基，其范围之内，石蜡完全没有亲水基，其HLBHLB值值为为0 0，月桂醇硫酸钠内含大量亲水基，完全溶解于水中，故，月桂醇硫酸钠内含大量亲水基，完全溶解于水中，故其其HLBHLB值为值为4040。2 2、表面活性剂的性能与、表面活性剂的性能与HLBHLB值的关系值的关系 水溶性高水溶性高油

16、溶性高油溶性高 实际上选用表面活性剂的实际上选用表面活性剂的HLBHLB值一般均在值一般均在2020以下。纺织以下。纺织工业常用的乳化剂的工业常用的乳化剂的HLBHLB值都值都在在8-138-13之间。之间。二、表面活性剂的分类及其作用二、表面活性剂的分类及其作用 表面活性剂的分类方法很多，但最常用，表面活性剂的分类方法很多，但最常用，最简便的分类方法是按其在水溶液中的离最简便的分类方法是按其在水溶液中的离子特性来分类。子特性来分类。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（三）非离子表面活性剂（三）非离子表面活性剂（四）两性表面活性剂（四）两性

17、表面活性剂（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂1 1、结构特点、结构特点2 2、使用特点、使用特点3 3、应用、应用 1 1、结构特点、结构特点 当它溶解水中时发生电离，与憎水基相联的当它溶解水中时发生电离，与憎水基相联的亲水基是阴离子，即亲水端带负电荷。如：亲水基是阴离子，即亲水端带负电荷。如：肥皂是高级脂肪酸的钠盐。肥皂是高级脂肪酸的钠盐。2 2、使用特点、使用特点（1 1）碱性染料具有阳电荷，阴离子对此有中）碱性染料具有阳电荷，阴离子对此有中和、沉淀的作用，不能共用。和、沉淀的作用，不能共用。（2 2）阴离子对阳离子表面活性剂有中和、沉）阴离子对阳离子表面活性剂有中和、沉淀的作用

18、，不能共用。淀的作用，不能共用。（3 3）对纤维素纤维的亲和力较小，甚至没有，）对纤维素纤维的亲和力较小，甚至没有，但对蛋白质在酸性介质中有较强的亲和力。但对蛋白质在酸性介质中有较强的亲和力。（与其动电电位有关）（与其动电电位有关）3 3、应用、应用 多为乳化、润湿、渗透、去污及净洗作多为乳化、润湿、渗透、去污及净洗作用。在麻的脱胶、绢纺原料的精练、毛的用。在麻的脱胶、绢纺原料的精练、毛的洗涤、炭化工程、洗涤、炭化工程、经纱上浆工程经纱上浆工程中都有广中都有广泛的应用。泛的应用。（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂 阳离子型表面活性剂的应用历史、应用范围及其种类阳离子型表面活性剂的应用

19、历史、应用范围及其种类都不及阴离子型表面活性剂，但它所具有的特殊功能也是都不及阴离子型表面活性剂，但它所具有的特殊功能也是其他表面活性剂所不及的，因而阳离子型表面活性剂近年其他表面活性剂所不及的，因而阳离子型表面活性剂近年来发展较快。来发展较快。1 1、结构特点、结构特点2 2、使用特点点、使用特点点3 3、应用、应用 1 1、结构特点、结构特点 当它溶解水中时发生电离，与憎水基相当它溶解水中时发生电离，与憎水基相联的亲水基是阳离子，即亲水端带正电荷。联的亲水基是阳离子，即亲水端带正电荷。如：烷基三甲基溴化铵：如：烷基三甲基溴化铵：2 2、使用特点、使用特点 （1 1）直接染料、酸性染料具有阴

20、电荷，阳离）直接染料、酸性染料具有阴电荷，阳离子对此有中和、沉淀的作用，不能共用。子对此有中和、沉淀的作用，不能共用。（2 2）阴离子对阳离子表面活性剂有中和、沉）阴离子对阳离子表面活性剂有中和、沉淀的作用，不能共用。淀的作用，不能共用。（3 3）对纤维素纤维有较强的亲和力，对蛋白）对纤维素纤维有较强的亲和力，对蛋白质在中性和碱性介质中有较强的亲和力。质在中性和碱性介质中有较强的亲和力。（与其动电电位有关）（与其动电电位有关） 3 3、应用、应用 具有乳化、纤维软化、杀菌作用。可具有乳化、纤维软化、杀菌作用。可用于织物防霉防蛀整理、纤维反应性树脂用于织物防霉防蛀整理、纤维反应性树脂加工，作为防

21、缩、防皱整理剂。加工，作为防缩、防皱整理剂。（三）非离子表面活性剂（三）非离子表面活性剂 非离子型表面活性剂是使用范围仅次于阴离非离子型表面活性剂是使用范围仅次于阴离子型表面活性剂的一大类的表面活性剂。子型表面活性剂的一大类的表面活性剂。1 1、结构特点、结构特点 在水溶液中不起电离作用。在水溶液中不起电离作用。 2 2、使用特点、使用特点 （1 1）对各种纤维一般无亲合力。用后容易洗涤。）对各种纤维一般无亲合力。用后容易洗涤。（2 2）极易溶于水，对酸、碱作用稳定。）极易溶于水，对酸、碱作用稳定。（3 3）可与各种类型的表面活性剂共用）可与各种类型的表面活性剂共用 具有乳化、渗透、洗涤作用。

22、具有乳化、渗透、洗涤作用。（四）两性表面活性剂（四）两性表面活性剂 1 1、结构特点、结构特点 2 2、作用原理、作用原理3 3、使用特点、使用特点 1 1、结构特点、结构特点2 2、作用原理、作用原理 通常所说的两性表面活性剂是指阴离通常所说的两性表面活性剂是指阴离子和阳离子组合而成的。与蛋白质一样，子和阳离子组合而成的。与蛋白质一样，这种阴离子和阳离子组合两性表面活性剂这种阴离子和阳离子组合两性表面活性剂具有等电点，在不同的介质条件下，性质具有等电点，在不同的介质条件下，性质不同。小于等电点时，表现为阳离子性质，不同。小于等电点时，表现为阳离子性质，反之，表现为阴离子性质。反之，表现为阴离

23、子性质。 3 3、使用特点、使用特点 （1 1）能和任何类型的表面活性剂混合使用。）能和任何类型的表面活性剂混合使用。（2 2）良好的杀菌作用，毒性小，对皮肤的刺）良好的杀菌作用，毒性小，对皮肤的刺激性轻微，可用于食物的杀菌、洗涤。激性轻微，可用于食物的杀菌、洗涤。（3 3）耐硬水，在多价金属离子存在的情况下）耐硬水，在多价金属离子存在的情况下仍具有良好的洗涤作用。仍具有良好的洗涤作用。 具有乳化、渗透、洗涤作用。可对羊具有乳化、渗透、洗涤作用。可对羊毛进行等电洗涤，可对绢纺原料进行等电毛进行等电洗涤，可对绢纺原料进行等电精练。精练。第二节第二节 乳化作用及其在纺织加工中的应用乳化作用及其在纺

24、织加工中的应用 在纤维纱线的加工过程中，利用表面活性剂的乳化作用来完成在纤维纱线的加工过程中，利用表面活性剂的乳化作用来完成的有：的有：1 1、麻纤维脱胶中的给油。、麻纤维脱胶中的给油。2 2、软麻工程中的加乳化液。、软麻工程中的加乳化液。3 3、毛、毛纺工程中使用的和毛油。纺工程中使用的和毛油。4 4、绢纺原料的脱蛹油。、绢纺原料的脱蛹油。5 5、经纱上浆工程中、经纱上浆工程中使用的浆纱牛油。使用的浆纱牛油。一、乳化液一、乳化液二、乳化剂二、乳化剂三、乳化液的形成过程三、乳化液的形成过程四、乳化液的应用四、乳化液的应用五、乳化液的制备五、乳化液的制备六、乳化液的稳定性六、乳化液的稳定性 一、

25、乳化液一、乳化液（一）概念（一）概念 （二）类型（二）类型（一）概念（一）概念 乳化液是一种粗分散体系，这类分散体系一乳化液是一种粗分散体系，这类分散体系一般是由两种互不相溶的液体组成的，两种液体中般是由两种互不相溶的液体组成的，两种液体中的一种以小液滴的状态均匀地、稳定地悬浮在另的一种以小液滴的状态均匀地、稳定地悬浮在另一液体中，呈乳白色。一液体中，呈乳白色。 在乳化液中，两种互不相溶的液体通常是指油和水。在乳化液中，两种互不相溶的液体通常是指油和水。油是一种广义的概念，指凡不与水相溶的有机物质如油、油是一种广义的概念，指凡不与水相溶的有机物质如油、脂肪、蜡、苯等物质。脂肪、蜡、苯等物质。

26、以小液滴存在的那个相称为内相或分散相，以小液滴存在的那个相称为内相或分散相，另一相称为外相、连续相或分散介质。另一相称为外相、连续相或分散介质。（二）类型（二）类型1 1、油在水中型（、油在水中型（O/WO/W） 乳化液中油为内相，水为外相。在纺织乳化液中油为内相，水为外相。在纺织工业中使用的乳化液是此类。工业中使用的乳化液是此类。2 2、水在油中型（、水在油中型（W/OW/O） 乳化液中水为内相，油为外相。乳化液中水为内相，油为外相。二、乳化剂二、乳化剂 油与水是不能互相混合的，即使在激烈的搅拌下，油与水是不能互相混合的，即使在激烈的搅拌下，油与水虽可暂时比较均匀地混合在一起，但一旦停止搅拌

27、，油与水虽可暂时比较均匀地混合在一起，但一旦停止搅拌，油水就会停止搅拌，油水就会中心分离。油的比重比水轻，油水就会停止搅拌，油水就会中心分离。油的比重比水轻，所以油总是浮在水的上面，油、水界面及其明显。在其中所以油总是浮在水的上面，油、水界面及其明显。在其中加入乳化剂，微小的油滴粒子就能均匀的分布在水中，可加入乳化剂，微小的油滴粒子就能均匀的分布在水中，可以长期保持稳定性而不分层。以长期保持稳定性而不分层。（一）概念（一）概念 （二）液体中分子的热力学性质（二）液体中分子的热力学性质（三）乳化剂的作用（三）乳化剂的作用 （一）概念（一）概念 乳化剂是指那些能降低油、水界面张乳化剂是指那些能降低

28、油、水界面张力，使一种液体以极小的液滴（直径小于力，使一种液体以极小的液滴（直径小于2m2m）的形式均匀、稳定地分布在另一种）的形式均匀、稳定地分布在另一种液体中的表面活性物质。液体中的表面活性物质。（二）液体中分子的热力学性质（二）液体中分子的热力学性质1 1、分子的受力情况、分子的受力情况（1 1）液体内部的分子）液体内部的分子（2 2）两种液体界面的分子）两种液体界面的分子2 2、表面自由能、表面自由能（1 1）表面功）表面功（2 2）表面自由能）表面自由能（3 3）减少表面自由能的途径）减少表面自由能的途径 （1 1）液体内部的分子）液体内部的分子 周围分子对它的作用在各个方向上都相周

29、围分子对它的作用在各个方向上都相等，彼此互相抵消，其合力为零，因此它等，彼此互相抵消，其合力为零，因此它在液体内部可以任意移动而无需外力做功。在液体内部可以任意移动而无需外力做功。（2 2）两种液体界面的分子）两种液体界面的分子 受到两种液体分子的不均一的作用，受到两种液体分子的不均一的作用，所受合力不等于零，两种液体的界面越大，所受合力不等于零，两种液体的界面越大，界面上的分子越多，以及两种液体的性质界面上的分子越多，以及两种液体的性质相差越大，其所受的合力越大。在此合力相差越大，其所受的合力越大。在此合力作用下有把液体界面自动缩小的的倾向，作用下有把液体界面自动缩小的的倾向，以求的两种液体

30、间的稳定。以求的两种液体间的稳定。（1 1）表面功）表面功 如果把一个分子从液体内部移到界面上（或如果把一个分子从液体内部移到界面上（或扩大界面积）就需克服内部分子的吸引力而作功。扩大界面积）就需克服内部分子的吸引力而作功。这种在形成新界面过程中所消耗的功称为表面功。这种在形成新界面过程中所消耗的功称为表面功。 （2 2）表面自由能）表面自由能 表面功将转变为表面层分子的自由能，表面功将转变为表面层分子的自由能，这种多余自由能为表面自由能，或简称为这种多余自由能为表面自由能，或简称为表面能。表面能。（3 3）减少表面自由能的途径）减少表面自由能的途径 根据热力学第二定律，表面能有自发减少的根据

31、热力学第二定律，表面能有自发减少的倾向，以求得自身的稳定。用公式表示为：倾向，以求得自身的稳定。用公式表示为： 从上式可知，减少表面自由能的途径有两种：从上式可知，减少表面自由能的途径有两种：（1 1）自发减少界面积）自发减少界面积（2 2）降低表面张力）降低表面张力（三）乳化剂的作用（三）乳化剂的作用 对于乳化液体系来说，表面能的减少通过减少界对于乳化液体系来说，表面能的减少通过减少界面积显然是不适当的，减少界面积必定要破坏乳化液的面积显然是不适当的，减少界面积必定要破坏乳化液的稳定性使其分层。稳定性使其分层。 乳化液两液体之间的界面积要尽可能乳化液两液体之间的界面积要尽可能扩大，又要减少表

32、面能，只有通过大大降扩大，又要减少表面能，只有通过大大降低界面张力的办法，最简单的办法就是在低界面张力的办法，最简单的办法就是在油、水液体之间加入乳化剂。油、水液体之间加入乳化剂。三、乳化液的形成过程三、乳化液的形成过程 （一）油在水中型乳化液（一）油在水中型乳化液O/WO/W的形成的形成 （二）水在油中型乳化液（二）水在油中型乳化液W/OW/O的形成的形成（三）乳化液的变相（三）乳化液的变相 (1)(1) 肥皂是高级脂肪酸的钠盐或钾肥皂是高级脂肪酸的钠盐或钾盐，以钠盐为例，其结构为盐，以钠盐为例，其结构为: : 其中烷烃基为亲油剂，羧酸盐其中烷烃基为亲油剂，羧酸盐基为亲水基。基为亲水基。由于

33、肥皂分子两端受由于肥皂分子两端受到油、水分子相斥、相吸的结果，到油、水分子相斥、相吸的结果，使肥皂使肥皂定向地吸附定向地吸附在水相和油相之在水相和油相之间，亲油基指向油，亲水基指向水，间，亲油基指向油，亲水基指向水，（一）油在水中型乳化液（一）油在水中型乳化液O/WO/W的形成的形成 (2)由于由于亲水基的作用范围大于亲亲水基的作用范围大于亲油基，油基，因此，油液被分隔成微小因此，油液被分隔成微小的液滴存在与水相中间，形成了的液滴存在与水相中间，形成了油在水中油在水中型乳化液。型乳化液。(3)肥皂的单分子膜紧紧地包围在肥皂的单分子膜紧紧地包围在油滴的外表，于是防止了由于液油滴的外表，于是防止了

34、由于液滴之间相互碰撞而造成重新凝聚滴之间相互碰撞而造成重新凝聚的现象，从而增加了乳化液的的现象，从而增加了乳化液的稳稳定性定性。（二）水在油中型乳化液（二）水在油中型乳化液W/OW/O的形成的形成 钙皂是高级脂肪酸的钙盐，其结钙皂是高级脂肪酸的钙盐，其结构为构为: : 钙皂定向地吸附在水相和油相钙皂定向地吸附在水相和油相之间，亲油基指向油，亲水基指之间，亲油基指向油，亲水基指向水，向水，由于亲油基的作用范围大由于亲油基的作用范围大于亲水基，于亲水基，因此，水相被分隔成因此，水相被分隔成微小的液滴存在与油相中间，钙微小的液滴存在与油相中间，钙皂的单分子膜紧紧地包围在水滴皂的单分子膜紧紧地包围在水

35、滴的外表，形成了水在油中型乳化的外表，形成了水在油中型乳化液。液。 （三）乳化液的变相（三）乳化液的变相 (1)O/W O/W 型乳化液一旦遇型乳化液一旦遇到多价金属离子（如到多价金属离子（如CaCa2+2+、MgMg2+2+等），就可使等），就可使O/W O/W 型型乳化液转变为乳化液转变为W/OW/O型乳化型乳化液。液。(3)如用肥皂做乳化液，如用肥皂做乳化液，则使用的水事先都需则使用的水事先都需经经软化软化处理，以尽量处理，以尽量降低水中的多价金属降低水中的多价金属离子含量。离子含量。(2)W/O(2)W/O型乳化液而型乳化液而浮在浮在液面上液面上，熟称为，熟称为“油油渣渣” ” 。这种

36、。这种O/W O/W 型乳化型乳化液变为液变为W/OW/O型乳化液的现型乳化液的现象叫象叫“变相变相”。四、乳化液的应用四、乳化液的应用 乳化液中的油相可以用植物油、矿物油、合成油、乳化液中的油相可以用植物油、矿物油、合成油、动物油等，制成的乳化液渗透性、平滑性、纤维的抱合动物油等，制成的乳化液渗透性、平滑性、纤维的抱合性、抗静电性等指标要好。不同的纤维要求不同：性、抗静电性等指标要好。不同的纤维要求不同：1 1、麻纤维用油剂要求渗透性、平滑性、纤维的抱、麻纤维用油剂要求渗透性、平滑性、纤维的抱合性要好。合性要好。2 2、毛纤维用油剂要求渗透性、纤维的抱合性要好。、毛纤维用油剂要求渗透性、纤维

37、的抱合性要好。对平滑性及抗静电性有更高的要求。对平滑性及抗静电性有更高的要求。3 3、合成纤维用油剂突出要求纤维的抱合性、平滑、合成纤维用油剂突出要求纤维的抱合性、平滑性及抗静电性。性及抗静电性。五、乳化液的制备五、乳化液的制备 （一）剂在水中法（一）剂在水中法 将乳化剂直接溶于水中，在剧烈的搅拌下，将乳化剂直接溶于水中，在剧烈的搅拌下，将油逐步加于其中，直接生成将油逐步加于其中，直接生成o/wo/w型乳化液。型乳化液。 （二）剂在油中法（二）剂在油中法（三）初生皂法（三）初生皂法（四）轮流加液法（四）轮流加液法（二）剂在油中法（二）剂在油中法 将乳化剂溶于油中，有两种方法可供选择、将乳化剂溶

38、于油中，有两种方法可供选择、使用。使用。（1 1）在剧烈的搅拌下，将）在剧烈的搅拌下，将乳化剂乳化剂与与油油的混合液直接的混合液直接加于加于水水中，可自发地形成中，可自发地形成o/wo/w型乳化液。型乳化液。（2 2）在剧烈的搅拌下，将水逐步地加于乳化剂与油）在剧烈的搅拌下，将水逐步地加于乳化剂与油的混合液，最初形成的混合液，最初形成w/ow/o继续加水，直到变相为止。继续加水，直到变相为止。（三）初生皂（三）初生皂法法 用肥皂做乳化剂的用肥皂做乳化剂的O/WO/W型或型或W/OW/O型型乳化液皆可用此法制造。乳化液皆可用此法制造。 将将脂肪酸脂肪酸溶于溶于油油中，将中，将碱碱溶于溶于水水中，

39、中，在剧烈搅拌下，将一种混合液逐渐加于在剧烈搅拌下，将一种混合液逐渐加于另一种混合液中，两种混合后即在油水另一种混合液中，两种混合后即在油水面上生成肥皂，直接乳化油与水，因而面上生成肥皂，直接乳化油与水，因而得到较为稳定的乳化液。得到较为稳定的乳化液。（四）轮流加液（四）轮流加液法法 将将水和油水和油在剧烈搅拌下轮流加入在剧烈搅拌下轮流加入乳化乳化剂剂中，每次加的量宜少，加的次数宜多，中，每次加的量宜少，加的次数宜多，最后可做成较为稳定的乳化液。这种方法最后可做成较为稳定的乳化液。这种方法一般都用于制备乳化液量大的场合，使搅一般都用于制备乳化液量大的场合，使搅拌均匀，乳化液稳定性较好。拌均匀，

40、乳化液稳定性较好。六、乳化液的稳定性六、乳化液的稳定性（一）稳定性的检验（一）稳定性的检验 稳定性的好坏视其稀溶液在静置条件下油、水分层时稳定性的好坏视其稀溶液在静置条件下油、水分层时间的长短，即油相离析出来的时间长短而定。间的长短，即油相离析出来的时间长短而定。 （二）提高稳定性的措施（二）提高稳定性的措施 1 1、选配合理的配方、选配合理的配方 2 2、正确的操作程序及方法、正确的操作程序及方法 避免油粒太大、油、水分层（油、水一旦分层后很难避免油粒太大、油、水分层（油、水一旦分层后很难纠正）纠正） 3 3、正确掌握工艺参数、正确掌握工艺参数 掌握制备时油、水的温度、搅拌的时间、乳化剂的用

41、掌握制备时油、水的温度、搅拌的时间、乳化剂的用量等。量等。 每种油的本身都有各自的每种油的本身都有各自的HLBHLB值，而每种油对乳化剂值，而每种油对乳化剂HLBHLB值的要求也不同。值的要求也不同。根据不同油所需要的根据不同油所需要的HLBHLB值去选择适值去选择适当的乳化剂及其用量。但油本身的当的乳化剂及其用量。但油本身的HLBHLB值不一定就是乳化值不一定就是乳化所需要的所需要的HLBHLB值。以和毛油为例：值。以和毛油为例： （1 1）求出两种乳化剂的配比）求出两种乳化剂的配比（2 2）经过稳定性试验，调整混合乳化剂与油的比例）经过稳定性试验，调整混合乳化剂与油的比例1 1、选配合理的

42、配方、选配合理的配方（1 1）求出两种乳化剂的配比）求出两种乳化剂的配比 使用用矿物油，乳化该油所需的使用用矿物油，乳化该油所需的HLBHLB值为值为l0l05 5左右。左右。 拟选用两种乳化剂，拟选用两种乳化剂，S-40(HLBS-40(HLB值为值为6.7)6.7)和和T-60(HLBT-60(HLB值值为为14.9)14.9)。 若若S-40S-40的用量为的用量为X X，则，则T-60T-60的用量为的用量为l-Xl-X。混合乳化液混合乳化液HLB值值=6.7X+14.9（1-X）=10.5 X=54%，1- X=46%第三节第三节 润湿与渗透作用及其在纺织润湿与渗透作用及其在纺织中的

43、应用中的应用 一、基本概念一、基本概念二、接触角与各种表面张力的关系二、接触角与各种表面张力的关系三、影响润湿与渗透作用的因素三、影响润湿与渗透作用的因素一、基本概念一、基本概念（一）润湿作用（一）润湿作用 是指一滴液体滴落在固体表面上，液体在固体表面上的是指一滴液体滴落在固体表面上，液体在固体表面上的扩散程度。扩散程度。（二）润湿剂（二）润湿剂 那些能使液体迅速而均匀地润湿某种固体物质的表面活那些能使液体迅速而均匀地润湿某种固体物质的表面活性剂称为润湿剂。性剂称为润湿剂。（三）渗透作用（三）渗透作用 指液体能均匀而迅速地扩散到某种固体物质内部的程度。指液体能均匀而迅速地扩散到某种固体物质内部

44、的程度。（四）渗透剂（四）渗透剂 那些能使液体均匀而迅速地渗透到某种固体物质内部的那些能使液体均匀而迅速地渗透到某种固体物质内部的表面活性剂叫渗透剂。表面活性剂叫渗透剂。二、接触角与各种表面张力的关系二、接触角与各种表面张力的关系 （一）表面张力（一）表面张力（二）接触角（二）接触角（三）接触角与各种表面张力的关系（三）接触角与各种表面张力的关系（四）在纺织中应用（四）在纺织中应用 （一）表面张力（一）表面张力 当液滴滴落在纤维的表面（平面）上时，液滴呈透镜当液滴滴落在纤维的表面（平面）上时，液滴呈透镜状，其曲率半径的大小即取决于下面三个力：状，其曲率半径的大小即取决于下面三个力：1 1、固体

45、的表面张力、固体的表面张力1 1 它力图增加固体和液它力图增加固体和液体之间的中间界面体之间的中间界面2 2、液体的表面张力、液体的表面张力2 2 它力图维持液体球状它力图维持液体球状表面，减少固体和液体之表面，减少固体和液体之间的中间界面。间的中间界面。3 3、固体和液体之间的界面、固体和液体之间的界面张力张力1212 它也力图减少固体和它也力图减少固体和液体之间的中间界面。液体之间的中间界面。 （二）接触角（二）接触角 液体的表面张力液体的表面张力2 2处于与固体表处于与固体表面接触点的切线方向，该力方向与面接触点的切线方向，该力方向与固体、液体界面的夹角成为接触角固体、液体界面的夹角成为

46、接触角或润湿角，用或润湿角，用表示。表示。（三）接触角与各种表面张力的关系（三）接触角与各种表面张力的关系 力力2 2在接触平面上的投影是在接触平面上的投影是2 2 cos cos 。在平衡状态下，。在平衡状态下，1 1-1212=2 2 coscos 润湿功（润湿功（1 1-1212）：表示液体对）：表示液体对固体表面的润湿能力，其值等于固体表面的润湿能力，其值等于2 2 coscos。 =0=0时，润湿功最大，为时，润湿功最大，为1 1- -1212=2 2，液体全部润湿纤维的表面。，液体全部润湿纤维的表面。 9090900 0，表现出强烈的疏，表现出强烈的疏水性，不易润湿。水性，不易润湿

47、。2 2、脱过胶的麻纤维，纤维表面的蜡质已被去除、脱过胶的麻纤维，纤维表面的蜡质已被去除，故，故9090900 0，可能，可能90900 0。 在大多数情况下，纤维表面含有脂肪、蜡质，其接触角均大与在大多数情况下，纤维表面含有脂肪、蜡质，其接触角均大与90900 0，因而在纱线和纤维的化学加工中，均使用一定量的润湿剂，以，因而在纱线和纤维的化学加工中，均使用一定量的润湿剂，以降低纤维、纱线与水之间的界面张力，减小接触角，增大润湿功，减降低纤维、纱线与水之间的界面张力，减小接触角，增大润湿功，减少流散功，以利纤维和纱线的化学加工。少流散功，以利纤维和纱线的化学加工。三、影响润湿与渗透作用的因素三

48、、影响润湿与渗透作用的因素 1 1、表面活性剂的离子类型及其结构、表面活性剂的离子类型及其结构 碳链的长短、是否带支链等。碳链的长短、是否带支链等。2 2、溶液的、溶液的PHPH值值 在中性及碱性介质中以使用阳离子渗透剂为宜，在中在中性及碱性介质中以使用阳离子渗透剂为宜，在中性及酸性介质中以使用非离子渗透剂为宜。很少使用阴离性及酸性介质中以使用非离子渗透剂为宜。很少使用阴离子型及两性表面活性剂。子型及两性表面活性剂。3 3、介质的温度、介质的温度 超出温度范围，渗透剂失效。超出温度范围，渗透剂失效。第四节第四节 抗静电作用及其在纺织中的应用抗静电作用及其在纺织中的应用 一、静电的产生一、静电的

49、产生二、消除静电的措施二、消除静电的措施三、抗静电剂三、抗静电剂一、静电的产生一、静电的产生 纺织工业中使用的纤维材料纺织工业中使用的纤维材料其导电性能均较差。特别是合其导电性能均较差。特别是合成纤维，其导电性能更差。成纤维，其导电性能更差。在纺织加工过程中，由于纤维间相互相摩擦，纤在纺织加工过程中，由于纤维间相互相摩擦，纤维与机件间摩擦等原因，其结果使双方各自带上维与机件间摩擦等原因，其结果使双方各自带上了符号相反的电荷，从而发生静电现象。在纤维了符号相反的电荷，从而发生静电现象。在纤维的纺纱加工过程中，由于静电的作用，造成纤维的纺纱加工过程中，由于静电的作用，造成纤维间抱合性差，以绕罗拉、

50、绕皮辊、粘卷，以飘头、间抱合性差，以绕罗拉、绕皮辊、粘卷，以飘头、断头，恶化了产品质量。断头，恶化了产品质量。静电现象也给人们的日常生活带来不快。穿合静电现象也给人们的日常生活带来不快。穿合纤制成的衬衫，在脱下时，有时会有噼啪声，纤制成的衬衫，在脱下时，有时会有噼啪声，如在暗处，还可看见火花。如在暗处，还可看见火花。二、消除静电的措施二、消除静电的措施 （一）降低摩擦因数（一）降低摩擦因数 在纤维表面上形成一层薄膜，减少纤维与机件，纤在纤维表面上形成一层薄膜，减少纤维与机件，纤维与纤维的摩擦因数，减少静电荷的产生。维与纤维的摩擦因数，减少静电荷的产生。（二）正负电荷中和法（二）正负电荷中和法