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表面活性剂应用基础.ppt

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    • 表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 肥慌嗡积瞎崖昂扫茅筛抓蜘愧马齿渴澄萤婚仗讯习裴挡焊度践飘貌宙资赢表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 现代精细化工——表面活性剂2概述概述u表面活性剂是一大类有机化合物,它们的性质极具特色,应用及为灵活、广泛,有很大的实用价值和理论意义u最早的表面活性剂—肥皂u表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自行结合形成分子有序结合体,从而在很多过程中,如润湿、铺展、起泡、消泡、乳化、增溶、分散、洗涤,发挥重要作用u表面活性剂,surfactant,是Surface Active Agent的缩合词,也有称为Tenside冰激凌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,也不会有人为没有冰激凌和洗涤剂而哭泣,因为,没有表面活性剂,人也没有了——英国著名界面化学家Ckint移涸坑香栋犁宏佩踊骑命诞甄签铣妹捷化镭袖滤寒澎毅煞毅驭术韩溶浙喳表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 表表面面张张力力( )的的定定义义::在扩大一个液体的表面时所作的功,除以被增大的面积,表面张力也可以被看作是表面能的密度。

      pA类物质c-关系是表面张力随浓度增加而稍有增加pB类物质c-关系是表面张力随浓度增加而逐渐下降pC类物质c-关系是表面张力在极稀时就显著下降,当降至一定程度后便下降很慢或不再下降当在水中加入不同物质时,会产生三种不同现象:表面活性表面活性剂物质剂物质表面表面张力力19:483现代精细化工——表面活性剂甩累门技嘛浚听痊阴琳介潞啄咏装乡沤峦扛父罩恭僳坊梦违毫洒犬瑟摹冀表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 定义:表面活性剂是具有很强的表面活性、能够显著降低液体表面张力的物质表面活性表面活性剂 4现代精细化工——表面活性剂表面活性剂表面活性剂医药、农医药、农药、兽药药、兽药涂料、塑料、涂料、塑料、橡胶、皮革橡胶、皮革食品加工食品加工曹们女哇瞬申拍锹纲邢梨貌擞腋全枉葫哎甸瘟萎晶田康苹吁讽涌到烃晃白表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 表面活性剂均为两亲结构的分子,即同时兼具亲水的极性基团和憎水的非极性基团表面活性剂结构表面活性剂结构疏水基团疏水基团亲水基团亲水基团极性头极性头8--18C 长链烷基等非极性基团长链烷基等非极性基团 5现代精细化工——表面活性剂龄呢居干烟凸壳灭缔死桂褪测燥茶补店绳检尧菜插驰斟畜臆相举专培膳咯表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂6疏水基团疏水基团最常见的是8-18碳的直链烷烃,或环烃等全氟表面活性剂,将上述碳氢链中的氢原子全部用氟原子取代即可。

      其疏水作用强于碳氢链,其水溶液表面张力可低至20mN/m以下硅化合物类,如下所示的聚硅氧烷链疏水性很突出客蒂衔爬厢婚晓救伪氨允绿粒岸罕窟阐劫昧樟揭血孔玄太蕴看氟斑惰陆槽表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂7亲水基团亲水基团阴离子:阳离子:季铵盐等亲水性有机基团,如聚醚链节、糖基等:-(CH2CH2O)-稼填疏涨灌涯让柴涪寞瑚或吓秋恫遥麓嘘引晋沸广卷捷蔷潘霄九斤惫丢工表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂8表面活性剂分类表面活性剂分类Ø表面活性剂通常按其在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类离子型离子型非离子型非离子型阳离子型阳离子型阴离子型阴离子型两性型两性型表面活性剂表面活性剂Ø按表面活性剂在水和油中的溶解性分为水溶性和油溶性表面活性剂Ø按表面活性剂分子量分类,大于104者为高分子表面活性剂,分子量在103104之间的为中分子量表面活性剂,分子量在102103之间的为低分子量表面活性剂许云萍锥苏昼素柠产柜嗜乖仪陇乍烯撼栽峪步浇畏遮替建傅夷颗敲漂样悔表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂9l阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂p羧酸酸盐 RCOO-- 例如:例如: 肥皂中的表面活性成分肥皂中的表面活性成分硬脂酸硬脂酸钠等等p磺酸磺酸盐 R-SO3-- 例如:例如: 洗衣粉中的洗衣粉中的十二十二烷基苯磺酸基苯磺酸钠(ABS)等等p硫酸硫酸酯盐 R-OSO3-- p磷酸磷酸酯盐 R-OPO32--常用表面活性剂常用表面活性剂象梦他铂御怕绳确蹄恬艺刽醒忠亏缕鞍娄档裁皑谨遥拓尉镰故偷守税籽旺表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂10l阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点p伯胺伯胺盐 R-NH3++ p季胺季胺盐 p吡吡啶盐 例如例如 C12H25(NC5H5)+十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵( (俗称俗称1631)1631)季胺盐水溶液季胺盐水溶液具有强杀菌性,具有强杀菌性,常用作消毒、常用作消毒、杀菌剂杀菌剂铆就耪聪世殃妇标蚊围每墩练烙鹏就脚龄斯渤氟悯鳃傲契寇梧茂蛛奔蹲砧表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂11l两性表面活性剂两性表面活性剂p卵磷脂卵磷脂类 属天然表面活性剂,常用作食品添加剂 p氨基酸型氨基酸型 p甜菜碱型甜菜碱型 洗涤性能良好,常作为特殊洗涤剂去污力强,对纤维有保护作用置令揖葱甲乙压滞功宗面诉曰误歌壁般辗谋露萧汲销笺炎勃墙旱赎载贫辉表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂12l非离子表面活性剂非离子表面活性剂p脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列,具良好湿润性能p烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称 OP系列,化学性质稳定,抗氧化性能强亲水基多为聚氧乙烯基构成,由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。

      稳定性高,与其他类型表面活性剂相容性好,可混合使用p聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂 殴沫戒枝晴亿列寅芝陛跳扳龄其后手氰视帘凯取酿赁媳喳纫忿屹诡粟陡香表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂13p多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物,Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类,具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验吐温吐温(Tween)山梨醇山梨醇斯斯盘(Span)臣斑芽碾述扁辣宏耘霞寒岿豫悔瞄致胳委涩劫令一犬阀契碎滦六渊戊宾减表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂14l双子型表面活性双子型表面活性剂(Gemini) 在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链间的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱这就是 Gemini 表面活性剂和单链单头基表面活性剂相比较,具有高表面活性的根本原因。

      锗泌廓奠渤沂华艰叶弊炒遭卷拐疽埔柠靳芍赏昔谈省薯牺侦忆绣响官邑劣表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂15lBola型表面活性型表面活性剂Bola型表面活性剂是以一个疏水链连接两个亲水基团构成的两亲化合物,由于其分子特殊的结构特征,它在溶液表面是以U型构象存在的,即两亲水基伸入水相,弯曲的疏水链伸向气相Bola化合物有三种类型:单链型,双链型和半环形Bola化合物的亲水基既有离子型,也有非离子型;疏水基可以是支、直链饱和烷烃或碳氟基团,也可以是不饱和的、带分支的或带有芳香环的基团煽钥闻醇亲巡妮甭渡厦情孰囤娥讥劝掳瓤忱材虞讣盂弓昔寥惜振尸懂负仔表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂16l特种表面活性特种表面活性剂特种表面活性剂主要指含氟、硅、磷、硼等元素的表面活性剂氟氟表表面面活活性性剂剂是指在常规的表面活性剂分子中碳氢链中的氢原子部分或全部被氟原子取代而形成的新表面活性剂有有机机硅硅表表面面活活性性剂剂是指以聚二甲基硅氧烷为疏水主链,在其中间位或端位连接一个或多个有机极性基团而构成的一类表面活性剂,按照表面活性剂中亲水基的离子类型,有机硅表面活性剂也可以分为四类,即阴离子型有机硅表面活性剂、阳离子有机硅表面活性剂、两性有机硅表面活性剂和非离子型有机硅表面活性剂。

      磷磷表表面面活活性性剂剂是指磷在亲水基团上,而不是在亲油基团上的表面活性剂,可分为阴离子型磷酸酯盐表面活性剂和两性磷酸酯盐表面活性剂硼硼表表面面活活性性剂主要指硼酸酯表面活性剂,分为硼酸单酯、硼酸双酯、硼酸三酯和四配位硼螺环结构诌屠颁喉救铭颇砸浚成浅灸硅墅恩囤梳蕉吁搐溶泵驱蓟篙纬对砧宦垂苯伤表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂17l生物表面活性生物表面活性剂生物表面活性剂(Bio-surfactant, BS)是指细菌、酵母、真菌等多种微生物在代谢过程中分泌产生的具有表面活性特征的化合物结构上与一般表面活性剂相似,都存在非极性的疏水基团和极性的亲水基团其分类可以按亲水基分类也可以按微生物源分类按亲水基分类:糖脂类、含氨基酸类、脂肪酸类、磷脂类、高分子表面活性剂按微生物源分类:由杆菌或其它物种合成的脂肽、由假单胞菌核假丝酵母菌合成的糖脂、由氧化硫硫杆菌合成的磷脂、由不动杆菌合成的多糖脂混合物、微生物细胞等候或侧晌驭悬丁戏缕我尔莲椭找橡准渍充耸褂坠韩望燃岂修片痪帘次维栓表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂18表面活性剂特征表面活性剂特征u表面活性剂分子在溶液表面(界面)吸附,其结果是大大降低溶液表面(界面)张力u表面活性剂溶液达到一定的浓度后,会在溶液中聚集而形成胶束(胶团)。

      对于离子型表面活性剂因界面吸附还会在界面形成双电层表面(界面)吸附胶束形成物质从一相内富集于两相的界面上的现象称为吸附现象残滓渊泞兜鹏丝筷周柱崩务缄谎兼象浅倍芝课茧美瞧泉侠奴舵辨铜含悉松表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂19CMC在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折继续增加活性剂浓度,表面张力不再降低在CMC附近,表面活性剂溶液的许多性质都会出现转折,如表面张力、电导率、去污能力等临界胶束界胶束浓度度(Critical Micelle Concentration, CMC),,临界胶束浓度是表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度胶胶束束(micelle)::两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分会互相吸引,从而使分子自发形成有序聚集体,使憎水基向里、亲水基向外,减小了憎水基与水分子的接触,使体系能量下降,这种多分子有序聚集体称为胶束随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状 凛枷化絮何晒疑忽恫听高甜督蔑细撕肠御超休跑亦撮泳恿众笺搁运近庶础表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂20临界胶束浓度临界胶束浓度C < CMC分子在溶液表面定向排列,表面张力迅速降低C==CMC溶液表面定向排列已经饱和,表面张力达到最小值。

      开始形成小胶束C > CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引,分子自发聚集,形成球状、层状胶束,将憎水基埋在胶束内部表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大下鹅啪肖鲸轮啸团辣炙户制循拜橡滓篷隅醛险砒憾馆煮贴葡稗体胯制话寡表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂21棒状胶束棒状胶束球形胶束球形胶束层状胶束层状胶束歹柄洱侠科月墟恫樊责晃朋弹攫磁好随蠢叁替兜蹿吐赞汝府蛊观景校萨浮表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂22脂质双层与细胞膜脂质双层与细胞膜翟栓软遣敛帅均惦广估冬椿南兹粪炊矮虏曙彪袱苔贪喝埃霄唆癣榔偏循伴表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂23临界胶束浓度附近的性质突跃临界胶束浓度附近的性质突跃菜补满辞适惮困评拐怜哟努核魏壶支兵追逮枝阅狗武嚷逊雍甜荫赠注佛垫表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂24临界胶束浓度的测定临界胶束浓度的测定0246810121401Surfactant concentrationCMCConcentration游离分子胶束0246810121401Surfactant concentrationCMC渗透压0246810121401(Surfactant concentration)1/2CMC摩尔导电率1/R0246810121401Surfactant concentrationCMCIsc光散射氓澄簿垢让阂纸驹讶粒册境箔桨傍应剐毋涩谎败世橇于鞘堕垃穗梭砾枝灌表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂25胶束的增溶作用胶束的增溶作用将一些原来不溶或微溶于水的物质加到表面活性剂溶液中,这些物质能很好的溶解,这就是表面活性剂的胶束增溶作用。

      增溶作用在乳液聚合反应、石油开采、化妆品、食品、医药、农药等工业领域得到了广泛应用§增溶作用的特征p增溶作用只能在CMC以上的浓度发生,胶束的存在是发生增溶作用的必要条件p增溶作用与乳化作用不同,是热力学自发过程,增溶后的系统是更为稳定的热力学平衡系统p增溶不同于一般的溶解作用,溶质在增溶过程中可以整体进入胶束,也可以在胶束中溶解贸凰呸藻调叭挨茹规钦潍湿宣拌肆迄傀哑彩谗攀晌垂屋轰痰箩耘懦勺僧彪表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂26§增溶位置及状态增溶作用后被增溶物的位置和状态如何?是进入胶束内核还是处于胶束的表面或外壳中?单态模型和两态模型单态模型和两态模型单态模型单态模型a)非极性物质增溶如饱和脂肪烃、环烷烃等,它们增溶在胶束内核的疏水基中b)极性易极化物增溶在胶束的栅栏层中,如醇、胺、脂肪酸、各种极性染料c)一些不溶于水与不溶于烃类的小极性有机物发生吸附增溶,如苯二甲酸二甲酯和一些染料吸附于胶束的亲水基表面上或靠近胶束表面区域d)含聚氧乙烯基的非离子表面活性剂形成胶束时,增溶物发生特殊形式的增溶,增溶物包在胶束外层的聚氧乙烯亲水基之间四种不同类型的增溶作用示意图鲸堡返孰枢熬卤滓纺谬衫裸乘因形黄鲤矗规隶谗烹守悦阀扛搔叮壤昼倦妆表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂27两态模型两态模型胶束像覆盖着极性外衣的油滴,其内核能溶解增溶物而呈溶解态,被增溶物也可以被吸附到胶束/水界面上而形成吸附态。

      胶束的增溶量由吸附态与溶解态共同贡献事实上,增溶作用在很多情况下a、b、c、d可以同时发生,增溶作用过程是动态平衡过程四种增溶方式的增溶量一般按dbac 顺序§影响增溶作用的因素增溶作用的大小与表面活性剂结构、表面活性剂CMC、胶束的数量有关如无机盐会使离子型表面活性剂的CMC降低,并使胶团变大,结果增大烃类的增溶量而减少极性有机物的增溶量寇攒颤绞账凿相毕盼舒长温拴刘镶撕章溃思嫉旺汲凳棍惶隔炊戳釉整攀史表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂28表面活性剂在溶液表表面活性剂在溶液表(界界)面吸附及其作用面吸附及其作用我要出来了我要出来了!!!我要进去我要进去!!!表面活性剂在表面富集时的状态是随其分子在溶液中浓度的增加而变化浓度浓度疏水表面疏水表面亲水表面亲水表面无仙孩懈端碍陶阜研壤渺点骇董铰思户廖暑使墅瓦裹删笺搐锌嘻魔冻亦造表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂29表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响表面活性剂化学结构对饱和吸附量的影响直链型表面活性剂直链型表面活性剂支链型表面活性剂支链型表面活性剂有机氟表面活性剂有机氟表面活性剂脂肪酸盐表脂肪酸盐表面活性剂面活性剂硫酸酸盐、硫酸酸盐、磺酸盐、季磺酸盐、季铵盐等表面铵盐等表面活性剂活性剂相同疏水基团相同疏水基团长长聚聚氧氧乙乙烯烯短短毋艳存脾崖搜参没溜休管曼纪字商奎谗友迭纷氮吠煞樱囚韦液黔柜睫吸九表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂30u离子型表面活性剂吸附在溶液表面的最小面积总大于亲水基大小相近的非离子表面活性剂。

      u盐会使离子型表面活性剂的饱和吸附量增大,而对非离子表面活性剂影响很小饱和吸附量对应用的影响:饱和吸附量对应用的影响:p具有较大饱和吸附量的表面活性剂适宜于用作乳液用表面活性剂p具有较小饱和吸附量的表面活性剂适宜于用作破乳剂或消泡剂,如带支链的、有机硅、有机氟等表面活性剂帚炉躯短啥默痢涧躯拌寺措借缓捎询晚镍湘鳞图枯嗡硕幕踌众速青蓄梭血表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂31表面活性剂在溶液表面的吸附速度表面活性剂在溶液表面的吸附速度表面活性剂的能力不仅与其平衡时的表面张力有关,还与表面活性剂达到饱和吸附量的快慢密切相关,表面活性剂的饱和吸附过程快慢对表面活性剂使用效果具有重要作用实例:实例:泡沫和乳液的形成:对形成稳定的泡沫和乳液至关重要固体的润湿过程:慢的吸附过程使在润湿、铺展的时间内不能达到应有的吸附量而使固体表面铺展、润湿作用差表面活性剂在溶液表面的吸附速度决定于表面活性剂分子的化学结构和介质的性质,它们也决定了表面活性剂分子从内部扩散到表面的速度(无搅拌情况下)和排列取向的速度p结构:表面活性剂的碳氢链越长则时间越长,碳氢链越短则时间越短p浓度:浓度越大,表面活性剂溶液的表面张力随时间增加而下降的幅度也越大,而且达到平衡的时间也越短p盐效应:盐能缩短平衡时间柯寇闷火哪鼻滞濒播瘟拢番傣姜在振录蛊拨同椎毁腔涩渗诬滴擅泛淖膊征表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂32表面活性剂降低表表面活性剂降低表(界界)面张力的能力和效率面张力的能力和效率u表面活性剂降低表(界)面张力的效率是指表面活性剂降低溶液表面张力至一定值时所需表面活性剂的浓度。

      CMCu表面活性剂降低表(界)面张力的能力是指表面活性剂降低溶液表面张力所能达到的最低值uC20是指降低溶液表面张力20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度,该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强能力能力C2020mN/m杂质的原因杂质的原因涟者管小架径巫硼坏慢呀忘黍鸽虐搽悸度近印磋较辞荣瓦火往箔咙懊坤庐表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂33表面活性剂的效率和能力大小不一定一致效率高的表面活性剂可以是能力强者,也可能是能力差的表面活性剂分子结构特征和溶液特性决定了表面活性剂的效率和能力分子结构的影响:分子结构的影响:u在一定范围内增长疏水基团的链,表面活性剂效率提高u在疏水链中引入支化结构或增加不饱和程度,表面活性剂效率降低u分子中引入静电斥力也降低表面活性剂效率,如离子型表面活性剂的效率比非离子表面活性剂低u减小分子之间的内聚力,导致表面活性剂能力和效率增加,如有机硅和有机氟表面活性剂u非离子表面活性剂中聚氧乙烯链在表面上的截面积越大,其降低表面张力能力下降u溶液特性的改变也改变了表面活性剂降低表面张力的能力如在水溶液中加入作为“水结构破坏剂”的N-甲基乙酰胺辛基苯酚聚氧乙烯醚的效率降低,而加入作为 “水结构促进剂”的果糖和木糖,其效率增加。

      侵耘垃木教药址迅黑搀业猜唬桌忠迁徊栽枚粉二暮昌冻磋错渍宦谜磁弹卷表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂34乳状液及表面活性剂对乳液稳定性的影响乳状液及表面活性剂对乳液稳定性的影响破乳破乳乳化乳化与详技危辽腆天唤译钩篱炽哉谗惦谩赦亢纺翌癌吭移殊红睦园揩台诣癸虞表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂35乳状液是一种液体分散在另一种不相溶的液体中形成的多相分散体系,其分散相(内相)液滴不连续,作为分散介质的液体(外相)是连续的乳状液大的相界面以及液滴所具有的自发聚结以降低表面界面自由能的倾向使得乳状液成为热力学不稳定体系表面活性剂容易在两相界面形成稳定的吸附层,使分散相不稳定降低,形成具有一定稳定性的乳状液而表面活性剂使乳状液得以稳定的作用被称为乳化作用油油水水水包油乳液水包油乳液油包水乳液油包水乳液乳状液的类型乳状液的类型浙埂愧聪郧房坑研月士函惩己偏墨潜锋劝遁还耍佬支桶孤音分倦辱汰痢组表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂36多重乳状液多重乳状液(multiple emusion)是一类更为复杂的乳状液,它有着广泛的应用而被人们所重视,现已用于烃类化合物的分离、废水处理、固定化酶、药物释放、涂料等,如水包油包水(W/O/W)和油包水包油(O/W/O)。

      水包油包水(W/O/W)油油水水孝递锗焦财煞拓亩徘耶衡棕卷徘寨嗅辟他诈怪柏嘘窄玻和牵叼片把滑爹槛表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂37多重乳状液是一种热力学不稳定体系,其不稳定趋向有以下几种情况:Ø外部油滴聚结成更大的油滴Ø内部小水珠发生聚结,使体积变大Ø内部水珠被赶出油滴,使油滴中的水珠数目减少,甚至为零Ø内部水珠通过油相逐渐扩散,使体积不断缩小直至最后消失多重乳状液W/O/W的制备方法:首先选用亲油性的乳化剂制备稳定的W/O型原始乳状液,然后再使用生成O/W型乳化剂在水中乳化原始乳化液,经缓慢慢搅动即可得到W/O/W多重乳状液曲脯佑惶方缔掖朔脱堤齐撇闭杖歇哩忽庚赠典董扬迢喉绚口像倦浚忱润施表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂38微乳状液微乳状液当分散相质点0.1m,甚至小到数十埃时,乳状液呈透明或近于透明状态,这种乳液称为微乳状液,也叫微乳它是一种介于一般乳状液与胶团溶液之间的分散体系乳状液乳状液微乳状液微乳状液胶团溶液胶团溶液分散度粗分散体系,质点0.1m,显微镜下可见,质点大小不均匀质点大小大约在0.010.1m间,显微镜不可见,一般质点大小均匀胶团大小一般0.01m,显微镜不可见质点形状一般为球形球形稀时为球状,浓时为各种形状透光性不透明半透明至透明一般透明稳定性不稳定,用离心机易分层稳定,用离心机亦不能使之分层稳定,不能分层表面活性剂用量可少用,不一定加辅助表面活性剂用量多,需加辅助表面活性剂超过CMC量即可与水、油混溶性O/W型与油不混溶W/O型与水不混溶与水、油在一定范围内可混溶未达加溶饱和量时,可溶解油和水谣葵走柬可簧珍庐棘情添磺湃酋译醇描粥幕协椭嘎气厌迄蔽霍茎吸乐辞仲表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂39微乳化过程是体系自由能降低的自发过程,过程的终点是热力学稳定体系。

      因此,微乳液的制备不必采用乳化设备,只需配方合适,各组分混合后会自动形成微乳状液微乳液的组成:表面活性剂含量显著高于普通乳状液,为5%-30%离子型表面活性剂的微乳液有四种成分:油、水、表面活性剂、助表面活性剂(中等碳链长度的醇类)非离子表面活性剂的微乳液体系有三种成分:油、水、表面活性剂肌植碗龋妓悲区眼酋仅诬渍亏栽腋翱熔闭洲臻肌佛掖骂惦壮偿厌懊巷莹顶表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂40乳状液的粒径和颜色乳状液的粒径和颜色乳状液分散相液滴大于1m通常为乳白色,10.1m时为蓝色,0.10.05m时为灰色半透明,小于0.05m时透明当乳状液分散相的液滴直径大于1m,远大于可见光波长(0.40.8m),光反射显著,乳状液为不透明的乳白色当乳状液分散相的液滴直径小于可见光波长(0.40.8m)时,可见光透过或部分散射,导致乳状液呈透明或半透明乳状液粒径是不均匀的正态分布,但分布窄的比分布宽的稳定,而且乳状液粒径随着时间的变化而越来越大,分布也越来越宽采用静置试验、高温静置试验、冻融试验、离心试验、粒度分布、电导率测定等可以测定乳状液的稳定性。

      龄披约慎终氰庐筒漏困红怪侠炮要痈噎拉氏责掸寡搂跪荣倦狮宪曼吨亭豺表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂41表面活性剂与乳状液的稳定性表面活性剂与乳状液的稳定性乳状液是热力学不稳定体系,其稳定性是暂时的,相对的乳状液的不稳定性有四种,即分层、聚集或絮凝、聚结其中聚结是导致乳状液被破坏的关键,而聚集速度起了重要作用表面活性剂能够改变乳粒表面吸附膜的强度而影响乳液稳定性Ø表面活性剂能降低表面张力,有利于乳状液的形成和乳状液的稳定,但不是乳状液稳定的决定因素Ø油/水界面膜的性质是乳状液稳定性的决定因素表面活性剂的化学结构与特性决定油/水界面膜的性质,相同类型的表面活性剂,由于支链结构较支化结构或不饱和结构的疏水基在形成膜时,取向性好,排列更紧密,因此它所生成的乳状液也越稳定世钥唾披蹲圆棋翠瘁赘酮情疥梳悸传芭熏饿担睬嫂顿叉宜娄膘嫡苇做震伸表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂42表表面面活活性性剂剂的的复复合合改改变变界界面面特特性性——提提高高乳化效率,增加乳状液稳定性:乳化效率,增加乳状液稳定性:表面活性剂与脂肪酸、醇或胺等极性有机物的混合物所生成的乳化剂,会比单一表面活性剂降低界面张力好,并使界面饱和吸附量加大,从而大大增加所形成的界面吸附膜强度,因而乳液越稳定。

      在表面活性物质形成的混合膜中两种分子的排列紧密程度与分子的结构相关油溶性表面活性剂与水溶性表面活性剂复合组成的混合乳化剂能形成复合界面膜,有利于乳液的稳定胆甾醇胆甾醇十六烷基硫酸钠十六烷基硫酸钠乳化剂浓度也影响界面膜的性质,若乳化剂浓度较低,在界面上少,膜中分子排列松散乳状液是不稳定的,当乳化剂浓度增加到能在界面排列成具有一定强度的紧密的界面膜时,就足以阻碍液珠的凝并,乳状液的稳定性提高马繁誉撇汽房孟孺跳序婴泊夯兢瞻车晤攘栗殷雍抹软掣母湖遍陨妄再妊号表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂43Ø离子型表面活性剂增加乳液的稳定性离子型表面活性剂作乳化剂时,它能形成扩散双电层,乳状液液滴都带有相同的电荷,因互相排斥而防止聚结,提高乳状液的稳定性Ø乳状液的分散介质黏度影响乳状液的稳定性乳状液的分散介质黏度越大,分散相液滴的运动速度越慢液滴难以聚集和凝结,从而也有利于乳状液的稳定在制备稳定的乳状液时,通常在分散介质中加入水溶性高分子物质作为增稠剂以提高分散介质的黏度高分子分散介质同时还帮助形成较坚固的界面膜狱妻雍柬躇棕毗鞘斧培冤俘员壬追耗矮份股痉帐元霞隅客垦渍秒献豌属杨表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂44表面活性剂与破乳表面活性剂与破乳破乳是要使乳状液分离成两相,即要想办法来加速乳状液液滴的聚集(絮凝)和聚结。

      u物理方法破乳电沉降、超声、过滤、加热等方法u物理化学方法破乳表表面面活活性性剂剂破破乳乳:具有较高的表面活性,能强烈吸附油/水界面并将原乳状液中的软化剂从界面上顶替下来或部分顶替下来;同时,它不能在界面上形成牢固的膜如果新加入的表面活性剂能与原来的乳化剂形成复合物,从而改变界面膜的性质,使乳状液稳定性降低直至破坏乳乳化化剂剂的的化化学学消消耗耗:加入一反应物与形成稳定乳状液的表面活性剂发生化学反应,从而改变其表面活性或界面膜的性质来进行破乳电电解解质质破破乳乳:压缩由表面活性剂形成的扩大双电层,有利于聚结作用带有与外相表面相反电荷的高价反离子有较好的破乳效果素壬销搁图屯订汾获毙益咳汕疫宿匹醛来怂质很吴摇肉凯理芽佐烦心秤畅表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂45选择乳化剂的基本原则选择乳化剂的基本原则p乳化剂在分散相和分散介质界面能够形成紧密的界面膜p表面活性剂的表面活性要高,能够以一定速度从体系内迁移到油/水界面上使界面张力降到最低p通常油溶性的乳化剂用于W/O型乳化液,水溶性乳化剂则用于O/W型乳化液,但二者混合往往能得到更稳定的乳状液p表面活性剂的化学结构及其乳化能力之间关系复杂,改变乳化剂中憎水基和亲水基的结构可以控制表面活性剂分子表面活性的大小,即具有可设计性p乳化剂的浓度以及水相和油相的组成均影响其乳化能力pHLB值是选择乳化剂的经验指标pPIT法是利用HLB值选择乳化剂的发展,是选择乳化剂的好方法提舀庶诊再苟走栖席涸硅富赐拔手芥培装狄比纷苑崇窒杀蛆涸饮伦殖炙防表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂46泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用泡沫及表面活性剂在泡沫中的作用泡沫是气体分散于液体中形成的多分散体系。

      由于气液两相密度相差大,液相中的气泡通常会很快上升到液面,如果液面上存在一层较稳定的液膜,就会形成泡沫,因此液膜可以看成是一种由液膜隔开的气泡聚集体u泡沫的排液过程泡沫破裂的原因泡沫破裂的原因泡沫作为分散相的气泡常呈多面体三个多面体的交界处(P点)界面是弯曲的(称为Plateau边界),而两个气泡的交界面是平直的由于A处的曲率半径接近于无穷大,P处液面的负曲率半径较小液膜P处压力小于A处,所以液膜中液体在表面张力和重力影响下,液体有从A处流向P处的趋势,结果液体不断从泡壁向Plateau边界流动,使气泡壁不断变薄液膜变薄到一定程度,导致膜破裂,泡沫破坏泡沫的Plateau边界合私唐煤答睫尹仿男椅酌漫孝苏骑羚乐仲厕隙司猩烦聪口颂氢倔扁免所碳表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂47u气体扩散泡沫中气体有透过液膜扩散的趋势和能力,气体透过导致气泡兼并而最终导致泡沫破裂在形成气泡时,气泡大小不均一,小气泡压力比大气泡压力大,气体容易从高压的小泡液膜扩散到低压的大泡中,小泡变小直至消失,而大泡变大,液膜变薄直至破裂l气泡壁的自动修复当泡沫的液膜受外力冲击时,泡膜会发生局部变薄的现象,变薄处的液膜比表面积增大,表面吸附分子的密度减少,导致局部表面张力增加。

      因此A处表面的分子趋向于向B处迁移,使B处表面分子的密度增大,从而表面张力又降至原来数值表面分子从A处迁移至B处的同时,会带动邻近的薄层液体一起迁移,其结果是使受外力冲击而变薄的液膜又变厚泡沫局部变薄引起的表面压力变化抠夯柏获哇羞皮羡源儿洱点俯泼定沛扔必枕渺碱忘俞件则舷祥登掠谗傍宿表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂48泡沫稳定性与表面活性剂的关系泡沫稳定性与表面活性剂的关系只要流体表面张力降低,液/气面形成界面膜所需的功减少,有利于泡沫的形成泡沫的稳定与泡沫形成的液/气界面膜的强度密切相关表面活性剂分子结构、体系黏度等对强度有影响的因素都会影响泡沫的稳定性当表面活性剂疏水基分支较多或存在双键时,界面膜分子排列不可能紧密,分子间作用力较直链疏水基的表面活性剂差,因而稳定性差利用正、负电荷间强烈的库伦引力,阳、阴离子表面活性剂之间会发生强烈的相互作用,而形成表面双电层,防止液膜进一步变薄,从而稳定气泡体系黏度大,液膜的强度大,不易受外界扰动的影响,并且也对液膜排液和气体透过膜扩散起阻碍作用,有助于稳定泡沫但黏度不是泡沫稳定的决定性因素厂菠俺霜搪壤罕幸献陆互诛扣登驼吓胆禹珊走粪稳奠痘逃瞪屡兢吹膳埠景表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂49消泡分为物理方法和物理化学方法物物理理方方法法有机械搅拌、高速离心、超声波等击碎泡沫的方法或升高温度和加大压力或减压等,但实际应用很少。

      物理化学方法物理化学方法p加入某种化学试剂与起泡剂或稳定剂发生化学反应,从而破坏泡沫p加入表面活性大,其本身又不能形成坚固的膜和活性物质这类物质能在体系中顶替原来的起泡剂分子,结果使泡沫破坏消泡剂能在液面上迅速铺展,带走表面下的薄层液体,使液膜变薄而破裂p消泡剂降低液膜表面黏度,使排液加快,导致泡沫破裂p加入电解质降低液膜表面双电层的斥力p加入的消泡剂能使液膜失去表面弹性或表面“修复”能力p可溶性液体或气体可通过扩散使液膜受到扰动而破坏消泡方法与消泡剂消泡方法与消泡剂贫凡弧孕氰蹿阂素埋舜缆甄甜饲韶慎稼吟塞揍绍雁烘呜扭源钳痛妓率嘉摇表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂50消泡剂及其应用消泡剂及其应用消泡剂包括破泡剂和防泡剂两种类型的消泡剂混合使用时具有加和性,几种消泡剂混合使用也常起到协同作用,可使消泡效率增加不溶于水或亲水性差的消泡剂可加润湿剂或乳化剂,使其很好地分散在水中,或者先溶于有机溶剂再溶于水溶液中有些消泡剂可使用惰性载体如SiO2,可起到增加消泡效率的作用种类种类名称名称主要用途主要用途矿物油类液体石蜡造纸油脂类动物油、芝麻油、葵花籽油、菜籽油食品、发酵脂肪酸酯类乙二醇而硬脂酸酯、二乙烯乙二醇月桂酸酯、甘油蓖麻油酸酯、天然蜡纸浆、染色、涂料、发酵、石油炼制、锅炉水醇类辛醇、己醇、乙二醇类、二异丁基甲醇、环己醇造纸、制胶、染色、涂料、发酵酰胺类二硬脂酰乙二胺、二棕榈酰乙二胺锅炉水、造纸磷酸酯类磷酸三丁酯、磷酸三辛酯纤维金属皂类硬脂酸钠、油酸钙、油酸钾润滑油、造纸、纤维有机硅类二甲基硅油、硅脂、改性聚硅氧烷、硅乳液、氟硅油食品、发酵、润滑剂、造纸、涂料、胶乳、粘合剂、石油化学工业创贿书淄饮脐诺命倡淤噬奖肄券脑蜡晤铅陋澡比桔躯栓窒静裙结蝇稀碉翱表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂51表面活性剂在固表面活性剂在固/液界面的吸附及其作用液界面的吸附及其作用固体从溶液中吸附并富集表面活性剂之后,会使固体表面自由能发生显著变化。

      涂料、油墨制品中的颜填料在树脂中的分散、纺织物印染与后处理、清洗剂与清洗过程都与这个过程有关影响表面活性剂在固影响表面活性剂在固/液界面吸附的因素液界面吸附的因素固体表面的本性、表面活性剂的化学结构、吸附时的温度、溶液的pH值等都影响着表面活性剂在固/液界面的吸附固体表面的影响固体表面的影响固体表面性质不同,其吸附性能通常分为三类l固体表面具有很强的带电吸附位,表面活性剂可以通过离子交换、离子对形成、氢键等吸附于固体表面l具有极性的非带电吸附位,如棉纤维、聚酯和聚酰胺纤维等,表面活性剂通过分子间作用力如色散力等吸附于固体表面l具有非极性、低表面能的固体,如石墨、聚四氟乙烯等,表面活性剂主要通过色散力吸附于固体上湃扳扇狞番聘淬泅籽贰范判悯房荐鹊愧嘲正劣峙姿台潜鹏壁绳悼倚锋钩嘶表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂52表面活性剂化学结构的影响表面活性剂化学结构的影响同类不同链长疏水基的表面活性剂在固体表面吸附的程度不同,疏水链越长,有利于吸附,溶液浓度越稀也有较高的吸附量不同类型的表面活性剂在不同固体上的吸附也不一样表面上带负电荷的固体物质,易吸附阳离子表面活性剂,当聚氧乙烯链较短时,非离子表面活性剂的吸附比阴离子表面活性剂的吸附量大。

      具有两个亲水离子基团的表面活性剂以其亲油基与吸附物表面有强烈作用时将平躺于表面上,其饱和吸附量一般小于单离子基团的表面活性剂温度对表面活性剂在固体表面吸附的影响温度对表面活性剂在固体表面吸附的影响离子型表面活性剂在液/固界面上的吸附量,随温度升高而降低温度高时离子表面活性剂在水中的溶解度增加,表面活性剂分子吸附于固体上的趋势减小,吸附量降低非离子型表面活性剂则随温度升高,其在固体表面上的吸附量增大溶液溶液pH值对表面活性剂在固体表面吸附的影响值对表面活性剂在固体表面吸附的影响带电荷的固体表面,如氧化铝、羊毛等,受pH值影响表面活性剂在其表面的吸附睦雪扇筑摧膘恭腥饥锨誉粕隅皇香奸蹄帜瓜奴眨宁掷踌剃蓝篮姥吻阁囱钙表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂53表面活性剂在固体表面的吸附及利用表面活性剂在固体表面的吸附及利用§增加固体物质在分散介质中的分散稳定性表面活性剂吸附在固体表面后改变了固体的表面性质如将本来是亲油的炭黑表面转化为亲水的炭黑表面,从而增加了炭黑在水溶液中的稳定性§改变表面的润湿性表面活性剂以离子交换或离子对方式吸附于固体表面,表面活性剂的亲油基会朝向水中,获得憎水表面。

      同时表面活性剂浓度对表面润湿性有影响§洗涤作用与表面活性剂在固体表面的吸附密切相关§匀染作用与表面活性剂对固体表面吸附有关在纺织物印染过程中加入的表面活性剂与染料具有类似的电荷,纺织物吸附有相反电荷的染料时,表面活性剂会与之竞争,从而降低染料的有效吸附速度而达到匀染目的焦逞瓷奉锣灭米略氏汀花渴际蕊贿灼蝎赦棺撕秦武险辈者港未垂愚高辛澎表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂54固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用固体表面润湿及表面活性剂的润湿作用润湿是指一种流体取代表面上另一种流体润湿作用涉及三个相,其中至少二相是流体(液体或气体)在日常中,润湿常被看作用液相取代固体表面空气的过程接触角与润湿作用接触角与润湿作用将水滴在固体表面,水滴展开覆盖在固体表面或消除液滴留在固体表面,此时水滴在固体表面会出现三个界面即固/气、固/液、和液/固三个界面三个界面三个表面张力SG、SL、LG相互作用其中为接触角,它是L/S界面和G/L界面之间的夹角液滴的接触角甩蹦贞绩型棱睫涉郎盂撩哨芭胸荆赂产卞泡拱井薪锨斩巴耗瞒揪廊驹帚剃表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂55接触角提供了一种判断润湿程度的方便方法,>90o为不润湿, <90o为润湿,越小润湿性越好。

      当=0o或不存在SG-SL=LGcos的平衡关系时为铺展润湿对指定液体而言,>90o的固体叫憎液固体,而<90o的固体叫亲液固体如果接触角的增大来自于SG的减小,则对粘附有利,如果来自于SL的增大,则对黏附不利对浸润而言,LG的增大或降低仅仅改变cos的大小,而LGcos值不受影响因此,只有加入的表面活性剂吸附在固体表面上并影响SG或SL,才能对浸润发生影响对铺展而言,降低LG总是有利的鞍赡洒搁峰航屏胸林酋唯袭卿极恒忿沥卉现权何稿圣围汝称错傍鞠硝仟猛表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂56固体临界表面张力固体临界表面张力 C及表面活性剂的润湿作用及表面活性剂的润湿作用齐斯曼(ZiSman)等发现,同系物液体在同一固体平面上的接触角随液体表面张力降低而变小以其cosθ对液体表面张力作图,可得一直线,将直线延长至cosθ=1之处,相应的表面张力值称为此固体平面的临界表面张力 临界表面张力C是衡量固体有机物及高聚物表面(亦称低能固体表面)润湿性能的经验参数只有当液体的表面张力小于C 时,液体才能在此固体表面上铺展 C越小,能在其上铺展的液体越少,可润湿性越差。

      C的大小由固体的化学组成决定,特别是与表面的元素组成和基团性质有关临界表面张力C炮已膊畜中苫缨迷止南入炮奥杭箱茂揍伐斗叭值鳞锋步岸樟恰溢彻免砸撤表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂57固体表面固体表面C (mN/m)固体表面固体表面C (mN/m)聚甲基丙烯酸全氟辛酯10.6聚甲基丙烯酸甲酯39聚四氟乙烯聚四氟乙烯18聚氯乙烯39聚三氟乙烯22聚偏二氯乙烯40聚偏二氟乙烯25聚酯43聚氟乙烯28尼龙6646聚乙烯31甲基硅树脂甲基硅树脂20聚苯乙烯33石蜡26聚乙烯醇37正三十六烷22一些有机固体的临界表面张力(C )拔化邮句供呐决良贱徽袭掐沂嘱途盟闯轻迈林掖承梦堪写奎挂麦占皇绿佐表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂58一般液体易在干净的金属、金属氧化物和高熔点的无机固体等高能表面上铺展,但如果液体是极性的或在液体中加入表面活性剂等极性有机物,则这些液体不能在高能表面上铺展为什么?为什么?当极性有机物与高能表面接触时,有机物的极性基团转向高能表面而非极性基露在外面,此时表面称为低能表面如果此时的液体表面张力高于具有定向单分子层排列表面的表面张力高,则液体在其自身的单分子层上不能铺展。

      自憎液体】【自憎液体】有机液体能否在某固体表面铺展决定于液体的LG与其在固体表面形成的单分子层的C ,当LG> C时,则液体不能铺展;若LG<C时则铺展 C的大小只决定于表面基团的性质和这些基团在表面排列的紧密程度,而与单分子层下面固体的性质无关水的表面张力高,所以不能在低能表面上自动铺展,但如果在水中加入表面活性剂(润湿剂)降低水的表面张力,水就能使低能固体表面润湿不同表面活性剂在润湿性能上的差别取决于它们在水表面上的吸附层的碳氢部分排列的紧密程度,排列越紧,水的表面张力越小,其润湿性越好千函肩亚配套饱拿膘秤砸肛弯委叁磁拱匀阜穴君裂畜阳哮哭臼唉亦蕾纵杏表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂59固体分散及表面活性剂的分散作用固体分散及表面活性剂的分散作用表面活性剂的分散作用是指可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液的过程可广泛用于涂料、油墨、塑料和橡胶工业,以及纺织物印染过程,其作用包括先润湿、后分散、然后再稳定等低能表面物质的分散低能表面物质的分散分散剂先吸附在固体表面,降低了固/液界面张力,使分散剂水溶液很容易润湿固体离子表面并渗透到固体粒子的孔道中,促使粒子破裂成微小质点而分散于水中。

      这时被分散的微粒表面包覆着一层亲水基朝外的吸附膜溶剂化作用使微粒外围形成一层水化膜而将微粒稳定特别是非离子的分散剂,其水化膜较厚如果分散剂为离子型,则会在外围形成双电层,而导致微粒之间由于静电斥力而稳定瓤紧川俄症儿斥向域距撬办雕圃懈斥扶韵批毋巫寺骇桩釉态辑瞻辉秃内奏表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂60高能表面无机物质的分散高能表面无机物质的分散具有高能表面的无机颜料、填料等,易于分散在极性介质中,但由于极性或它们强烈吸附氧或水,很难被非极性的有机溶剂或大多数有机高分子物质润湿如用这些物质制作涂料、油墨、黏合剂时就很难分散,给生产、贮存带来麻烦可以应用分散剂使它们变为低能表面物质,其疏水基伸向分散介质,大大降低了固/液之间的界面张力,使颜填料易分散于非极性相或极性小的介质中稳定固稳定固/液分散体系的方法液分散体系的方法解决固/液体系凝聚、自然沉降等问题p加入表面活性剂使粒子形成具有相互排斥作用的双电层p在粒子表面吸附非离子型高分子或其它活性剂形成具有一定厚度的吸附层,可使粒子保持一定距离,不易接近p想办法缩小固/液之间的质量差p提高分散介质的黏度胀伪匣进尺英瓦浓忧珊批骏宙服赶钒渠离茧聚鸽陛棍儡稗开咒伏充弗忱藤表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂61表面活性剂与洗涤作用表面活性剂与洗涤作用表面活性剂的洗涤作用是借助表面活性剂来减弱污物与固体表面的黏附作用,再通过机械力搅动,使污垢与固体表面分离而悬浮于介质中,最后将污物用水洗净冲走。

      物品污垢 + 洗涤剂  物品洗涤剂 +污垢洗涤剂该过程是一个可逆过程好的洗涤剂首先应该能作用于污垢,能将其从物品表面分离开来,其次是分离下来的污垢要很好的分散,并悬浮于水中,而不再从新沉积在物品上对液体污垢(油脂)而言,洗涤作用的第一步是使洗涤液能对油污表面润湿通常表面活性剂水溶液的表面张力低于一般纤维等物质和油污的临界表面张力C ,洗涤液能够润湿纤维表面及其上的油污洗涤作用的第二步就是油污的去除,即润湿了表面的洗涤液把油污顶替下来液体油污原来是以铺展的油膜存在于被洗物表面,在表面张力作用下逐渐卷缩成为油珠,最后在机械力的作用下被水冲洗以致离开表面液体油污的洗涤液体油污的洗涤骆凌规唯保卞真笑贾滓椽蛤惺特强鹏成废棉炕咏缠仕甭辕绦井妹耪侦北娩表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂62固体油污的洗涤固体油污的洗涤水溶液中表面活性剂吸附于固体污垢质点及固体表面,使污垢与物体表面的黏附力降低,同时也可能增加质点与固体表面的表面电势,从而使质点更容易自表面除去固体污垢和纤维表面在水中通常带负电荷,不同表面活性剂对洗涤效果影响不同u阴离子表面活性剂:提高质点与固体表面的界面电势,减弱了固体表面与质点黏附力,有利于质点自表面除去,同时分离的污垢也不易再沉积于固体表面u非离子表面活性剂:比阴离子表面活性剂差,但其吸附在固体表面和污垢质点后能形成较厚的水化层,防止污垢的再沉积u阳离子表面活性剂:很少用,它会使表面电势降低,不利于洗涤,有时甚至比纯水还差茂上凭七封薯焙访柯松龋霹侦主特逛欣裂性献铅睫绵焦矩类忙刺茹畦巨仲表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂63表面活性剂其它性质表面活性剂其它性质表面活性剂的溶解性及对应用的影响表面活性剂的溶解性及对应用的影响u通常一定温度下表面活性剂溶解度随亲油基增大而减小。

      u定温时,非离子表面活性剂的溶解度最大(与水混溶),离子型较小u疏水基相同的离子型表面活性剂,季铵盐类阳离子表面活性剂溶解度大,两性表面活性剂居中,阴离子表面活性剂较小u温度对表面活性剂溶解性的影响与其本身结构有关克克拉拉夫夫特特点点::离子型表面活性剂溶解度随温度升高而加大,达到一定温度溶解度增加很快,离子型表面活性剂溶解度明显上升的温度称为克拉夫特点(Kraft point, Kp),此温度的溶解度即为该表面活性剂的CMC离子型表面活性剂的Kp值随疏水基加大和支化而升高对阴离子表面活性剂,Kp值与金属离子类型关系极大表面活性剂钙盐Kp值比相应的钠盐要高很多离子型表面活性剂分子中引入—CH2CH2O—后,Kp值及熔点均会降低蛮般厌起偏以挑潞勉片分圭更营祝锅村酚授类闭疵缸五辜惠愁荔烁鸟纤乙表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂64浊点点::非离子型表面活性剂的溶解度随温度升高而增加,当增加到某一温度时,表面活性剂析出、分层,这个发生析出、分层并浑浊的温度称为表面活性剂的浊点(Cloud Point, Cp)Cp随—CH2CH2O—减少而下降,随疏水基、支化度增加而升高。

      非离子表面活性剂具有浊点的原因:非离子表面活性剂中醚键氧原子与水分子缔合而形成氢键,但氢键在温度高时会破坏,因此发生析出、分层现象盐类可以使相分离的温度降低或升高添加有机组分,如烃类、脂肪酸或芳香化合物,也有同样效果尿素、DMAC等增溶剂能提高表面活性剂的溶解度,其浊点会明显上升离子型表面活性剂也会使非离子表面活性剂溶液的Cp值升高浊点测定时可将 1% 左右的表面活性剂水溶液置于大试管中,液面高 50mm, 在甘油浴中边搅拌边缓慢加热,当溶液透明度降低而变混浊时,试管内的温度就是表面活性剂的浊点峪咙索邱惑驰麦跑赴毅呜押季讶粗又套没惦笨巳镜碗理舔邵钱霞嘲拭潮弯表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂651TkrafftCMCcT胶束 + 溶液溶液液晶态晶态 +溶液 CMC 1CloudpointcT溶液CMT相分离胶束 + 溶液(I) Kraft Point(II) CMT and Cloud Point紫泽亢纳狄袄观乓樱谈蘸滓谐伏颠寡瘦勾以郎敬莽凳餐痊楼孪箱琶渤骋惶表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂66表面活性剂的亲水亲油平衡值及其应用表面活性剂的亲水亲油平衡值及其应用HLB值(hydrophile-lipophile balance)是Griffin提出的用于衡量表面活性物质的亲水性的一个相对值。

      HLB值范围值范围表面活性剂在水中的性状表面活性剂在水中的性状14不分散36分散得不好68剧烈振荡后成乳色分散体810稳定乳色分散体1013半透明至透明的分散体13以上透明溶液(完全溶解)幌守苛事燃渝霄缆典劲反脖已市碌斤裕宪贤郴卢怜去蛰浙裁坊酣廖万税优表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂67HLB值值1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16消泡剂消泡剂W/O乳化乳化剂润湿剂润湿剂O/W乳化乳化剂洗涤剂洗涤剂增溶剂增溶剂表面活性剂表面活性剂HLB值范围及其应用方向值范围及其应用方向表面活性剂表面活性剂HLB值的获得值的获得利用HLB基团数计算HLB值:将HLB值作为各个基团结构因子的总和HLB=7 + (亲水的基团数) - (亲油的基团数)芝宴搓凄骚浓析旗洽畦饵售毋附偷墙攻刚贡寞的瞳统佳憎贿乾庚看着呛涨表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂68亲水基团数亲水基团数亲油基团数亲油基团数—SO4Na—COOK—COONa—SO3Na—N(叔胺)酯(失水山梨醇环)酯(自由)—COOH—OH(自由)—O——OH(失水山梨醇环)—(C2H4O)—38.721.119.1119.46.82.42.11.91.30.50.33—CH——CH2——CH3—C——(C3H6O)——CF2—0.4750.15870表面活性剂的基团数表面活性剂的基团数1.计算表面活性剂HLB值2.确定混合型表面活性剂的HLB值3.判断表面活性剂在化学结构上的亲水性HLB对油/水体系的组成、性质、温度等未作合理考虑,不能表明一种表面活性剂的乳化效率和能力,只能作为初略的选择乳化剂的方法酶唁獭乔那入乖又库款狰酞训盯藩球晾上劫婿襟冻纳勿饺绑荧略沛游阎钙表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂69相相转变温度温度(PIT)与乳化与乳化剂的的选择相转变温度(phase inversion temperature, PIT)是用35%乳化剂乳化等量的油相和水相,测定出乳状液自O/W转变为W/O类型变化时的温度。

      通常对O/W乳状液合适的乳化剂,应选其PIT比乳状液保存温度低10 40oC的乳化剂配方,制备乳液时的温度应低于PIT 24oC制备乳状液,然后冷却到保存温度PIT随油相性质而改变,油相极性越小PIT越高也随体系中油和水的比例而改变,如果固定乳化剂的量,增大体系中油和水的比例,PIT增大,而固定乳化剂与油的比例时,即使增大油和水的比例,PIT也不改变宴锦耘鸽油忙涡乔戮髓斥卓舀遮炭抽书剧绸争付啄汕悉滴把铀棘巍别临持表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂70表面活性表面活性剂化学化学结构与生物降解性构与生物降解性应尽可能使用容易生物降解的表面活性剂Ø合成表面活性剂中两性表面活性剂较容易生物降解,一般可达95100%Ø对于碳氢链疏水基,直链者较有分支者易于生物降解Ø仅含脂肪基的表面活性剂比含芳香基表面活性剂易降解Ø非离子表面活性剂中聚氧乙烯链越长越不易降解楞俐叼稼挎岂特淌祸路颊哟路专楔馁登左半蛹肚淡犹辣毁埔叼吼写碰曳暇表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂71表面活性表面活性剂化学化学结构与化学构与化学稳定性定性表面活性剂需要考虑对酸、碱、盐的稳定性。

      离子型表面活性剂以磺酸盐类最稳定,非离子型以聚氧乙烯醚最稳定酸、碱的作用酸、碱的作用l阴离子表面活性剂在强酸下通常不稳定l阳离子表面活性剂中有机胺的无机酸盐表面活性剂在碱液中不稳定,易析出自由胺,季铵盐在酸碱液中都较为稳定l非离子表面活性剂的酸碱稳定性较好l两性表面活性剂在等电点时容易生成沉淀,分子中有季铵盐时则不会l有机硅表面活性剂在强碱中易降解,强酸次之,最好在中性使用无机盐的作用无机盐的作用多价的无机盐容易使离子型表面活性剂自溶液中盐析,易与有机物作用形成不溶或溶度较小的盐,不沉淀的盐往往能提高表面活性剂的表面活性无机盐对非离子及两性表面活性剂的作用甚小果探顷料辈初凌件秧系狞陆弹挫糊柳软峪潍切锭您文昆釉长林虾们渡受攻表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂72表面活性表面活性剂的生物活性的生物活性表面活性剂的生物活性包括毒性、杀菌力及其它特殊功能阳离子表面活性剂,特别是季铵盐(如新吉尔灭),很多是有名的杀菌剂季铵盐类表面活性剂广泛用作消毒、杀菌剂、防霉剂有 些 两 性 表 面 活 性 剂 具 有 较 高 的 杀 菌 、 消 毒 作 用 , 如(C8H17)2NC2H4NHCH2COOH (Tego)的盐,C12H25NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOHHCl (Teoquil 51),它们的刺激性比季铵盐小,可以与肥皂复配使用而不降低杀菌能力。

      童慧幽逛够菜卵砰艇遭悠氓臂亮织蜒阉港畴堆济邪睦宵遗速逃读史枪挣围表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂73表面活性表面活性剂在溶液中的在溶液中的协同作用同作用复合表面活性剂常显示出比单一表面活性剂难以达到的表面特性复合表面活性剂的饱和吸附量和CMC值:p混合表面活性剂在溶液表面饱和吸附量和CMC值介于两单一表面活性剂中间,其中各单组分在混合溶液饱和吸附时的吸附量均低于单一溶液中的数值p混合表面活性剂在溶液表面饱和吸附量大于各单组分溶液的饱和吸附量,而CMC值明显低于各组分溶液的值,这种体系能使表面活性增加,称为表面活性剂的“增效作用”阴、阳离子表面活性剂的协同作用及利用阴、阳离子表面活性剂的协同作用及利用消除离子型表面活性剂的双电层,而代之以阴阳离子间的静电相互作用,亲油基排列得更加紧密,表现出非常优良的降低表面张力的能力在阴离子表面活性剂水溶液中加入少量阳离子表面活性剂将使阴离子表面活性剂的吸附明显增加,反之亦然猎娶槛他云恳蔷裴型轮露霞捡竹扶侨孺帖剃竖体丝钝瘟条了莱堑屠趟诸牺表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂74同系物表面活性剂的协同作用及利用同系物表面活性剂的协同作用及利用同系物表面活性剂混合溶液,无论是离子型还是非离子型,当二者混合所得表面活性剂的表面张力和CMC随混合物配比的变化始终介于两个表面活性剂之间。

      当两种不同阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐(AS)与烷基醚硫酸盐(AES)混合时,混合物的表面张力会出现最小值最小值的位置及数值取决于烷基醚硫酸盐中环氧乙烷的加成数离子型表面活性剂与非离子型的协同作用及利用离子型表面活性剂与非离子型的协同作用及利用表面张力下降、CMC下降几乎在全部的浓度区域间,混合物的CMC均低于单一表面活性剂的CMC值,这类混合物具有比单一表面活性剂更优良的洗涤、润湿等性能,可以提高乳液的稳定性在溶液中形成胶束时,离子型表面活性剂的极性基之间插有表面活性剂,减弱了离子型表面活性剂的离子头之间的电性斥力,更容易形成胶束,形成的胶束更稳定悬燥茸芝幸溢磐掂迟都矛灼敌概渤尊帚谋眺同张甚今撕筏久释尼淄霜矩棕表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂75有机硅表面活性剂有机硅表面活性剂有有机机硅硅表表面面活活性性剂是指以聚二甲基硅氧烷为疏水主链,在其中间位或端位连接一个或多个有机极性基团而构成的一类表面活性剂它具有非常好的表面活性,可以显著降低水的表面张力到21mN/m,是一类高效的表面活性剂有机硅表面活性剂具有表面张力低、润湿和铺展性好、乳化作用大、配伍性能好、具有发泡、稳泡和抑泡作用、无毒,已大量应用于纺织、化妆品、塑料、涂料、农业化学品、医药、机械加工等领域。

      披巷蛀直遥鲸锚臣样罚掩瓜奉返馆瘟馈灸拆级膊能瓷肤榔蝗窥削突僧午沾表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂76按照表面活性剂中亲水基的离子类型,有机硅表面活性剂也可以分为四类,即阴离子型有机硅表面活性剂、阳离子有机硅表面活性剂、两性有机硅表面活性剂和非离子型有机硅表面活性剂有机硅表面活性剂的分类有机硅表面活性剂的分类阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型u按离子按离子类型分型分类孩饰豌过塞洲簇跨删巷玖炙甘申繁戮咕京毋点都仙碍挟郁乃知痒驳航彩纤表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂77两性离子型两性离子型非离子型非离子型密离讣昨订狮乓漏刃咏剩井盟痹琉慑牧彰停再淤或羚坑伪苏仆贤桓奸核每表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂78u按按结构分构分类接枝型接枝型嵌段型嵌段型六瞥签咀腔捆拖啼残虾订筏仆惩坍剿贷老繁粥歇趾插完咆髓蚀堵我色棒沂表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂79u按改性基按改性基团分分类糖基改性聚硅氧烷、PO/EO改性有机硅表面活性剂、哌嗪基改性硅氧烷、巯烃基烷氧基硅烷、环氧改性聚硅氧烷糖基改性聚硅氧烷糖基改性聚硅氧烷糖糖基基、、聚聚硅硅氧氧烷烷、、聚醚三元共聚物聚醚三元共聚物糖基改性聚硅氧烷糖基改性聚硅氧烷整贞车捧篇娄傣诛徒宅磷霄笑娃棚束褂极嚣炭察钢惟桂旗锯宙琢罚注皿姐表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂80PO/EO改性有机硅表面活性改性有机硅表面活性剂哌嗪基改性硅氧基改性硅氧烷巯烃基基烷氧基硅氧基硅烷环氧改性聚氧改性聚硅氧烷硅氧烷烈炎邱膘融草敬躲恤虫曼淄披砧轴巡孪捣哼恒沃忱事作液坟馅固爬臂占仰表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂81有机硅表面活性剂的合成有机硅表面活性剂的合成u阴离子有机硅表阴离子有机硅表面活性剂合成面活性剂合成丙二酸二酯法丙二酸二酯法开环法开环法昔敷橱怜扰遵榆巡助鱼酶鲤哼锁容贤捅脐东愈肖制衫泅鸟庶垃酪美惹寡琵表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂82u阳离子有机硅表面活性剂合成阳离子有机硅表面活性剂合成合成通式合成通式妊躲菠膀缠犹骸各酬篱阻糙违碱梦途宁汐扼烟央酝果和粹际宠阻猎闸统局表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂83u两性有机硅表面活性剂合成两性有机硅表面活性剂合成l磺酸盐类甜菜碱型磺酸盐类甜菜碱型钢只斧痛怔粘淤眷项屉痘告座售疹洼缆亨包骸脂铆徐责翻个米厉酱坏连含表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂84l羧酸盐类甜菜碱型羧酸盐类甜菜碱型菇弦结蓄柒绚烯猿岔领琼讹樟诫衰骑衙砸芭男狡疥兔倒哗弟送湃爹渠尽狄表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂85u非离子有机硅表面活性剂合成非离子有机硅表面活性剂合成聚醚接枝有机硅表面活性剂聚醚接枝有机硅表面活性剂聚聚醚醚嵌嵌段段有有机机硅表面活性剂硅表面活性剂叠啡菲夺圾鲁旅持抚呢喻的盐卡醒道侯社躲臭蕴借袄贞癣霞脑鹊翌氢癌娱表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂86u三硅氧烷表面活性剂合成三硅氧烷表面活性剂合成檄蛰塘啃鬃松桥鞠刨龟婉雁干勇茨翌侵煮澜残然剪也商漏渡药兵级良隶抠表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂87u双子型有机硅表面活性剂合成双子型有机硅表面活性剂合成婉癣牢扯佩短气选鲜英甘窒钮票诣沧逾耽桔秉镑迎兆灸可摹睹拷勇媚憎娟表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂88硅氧烷表面活性剂在水溶液和非水溶液中都具有表面活性。

      二甲基硅氧烷表面活性剂不仅在水溶液中,而且在有机溶剂中,它们的表面张力都可下降到20mN﹒m-1~21mN﹒m-1相当于纯二甲基硅氧烷的表面张力有机硅表面活性剂的性能有机硅表面活性剂的性能 u有机硅表面活性剂的界面性能有机硅表面活性剂的界面性能 守岂项拾亏敖祁弃食仙骇裂拣谍颠波篇昧把侵卫榷鲸艇杏蹄爹咆顶霹酸卞表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂89表面活性表面活性剂浓度度(mol/L)有机硅磺酸有机硅磺酸盐的表面的表面张力力 (mN/m)十二十二烷基硫酸基硫酸钠的表面的表面张力力 (mN/m)10-565.171.510-440.156.210-321.341.710-220.938.310-120.436.5有机硅磺酸盐与十二烷基硫酸钠在水中的表面张力对比银退酱寨鹊述鲁抖肠焚致舟囚氟州莹俭厩郊特窃橱黑蝶泳衍纳涡赚宜炳伏表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂90uEO/PO改性有机硅表面活性剂的界面性能改性有机硅表面活性剂的界面性能 EO/PO改性有机硅表面活性剂的性能与EO/PO比值、表面活性剂的聚合度等多种因素有关nmEO/PO(质量百分百量百分百)HLB值浊点点(oC)在水中表面在水中表面张力力(mN/m)泡沫高度泡沫高度(罗氏法氏法)/mm135100/019902811020575/251885286020535/651430276020520/801110——0180/20—4523200阶茸宴屿截叭氦禁蔚厕懈求打链篮瀑粳轻罢淡昆击览国霄天砸订版蔓坚咖表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂91n CMC/(mN/m)CMC/(mmol/L) /(10-10mol/cm2)A/(nm2/分子分子)422.60.085.00.335822.80.105.10.3261023.20.164.40.3821224.90.634.20.3921424.50.634.70.3531625.81.004.20.3931826.93.202.60.6462027.81.602.30.722其中为表面活性剂分子的表面浓度,A为表面活性剂分子的截面积。

      扒伯罗殖躇圭诌陵晌姥畦祟治撕幢袖实英憨铆中厅磺盗秽金候墓谭伏轴出表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂92u有机硅表面活性剂的超润湿性有机硅表面活性剂的超润湿性 三硅氧烷表面活性剂不但能降低油/水界面的界面张力,同时还能在低能疏水表面润湿扩展,这一能力称为“超润湿性”或“超扩展性”三硅氧烷表面活性剂在低能疏水表面的扩展不仅与其表面张力密切相关,而且还与液/气、液/固界面张力及其扩展动力学效应相关有机硅表面活性剂的扩展程度与硅氧烷的浓度成正比,并存在极大值;扩展速率与分散液的浊点成线性关系三硅氧烷表面活性剂具有优越的超润湿性,甚至可以从玻璃表面去除硅油§表面活性剂的扩展速率可以用较短时间内扩展的面积表示,而扩展程度可以用较长时间内扩展的面积表示狄冲紊挠谆痞变庞嚼灼邀蚂誊唬匝豆漓谚角丘峨尹凰涪剔奢踢膊不爱滴赏表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂93硅氧烷中的氧原子能与极性分子或原子团形成氢键,增加了硅氧链与极性表面分子之间的作用力,促使其展布为单分子层,从而使疏水性的硅氧烷横卧在极性表面,呈特有的“伸展链”构型表面活性剂在固体表面扩展的“拉链式模型”(Zipper model)到筛娱根苇害次墓阑焦友歧洼衰渴提杜瑶宣跌玲又愧匙舞万睹芹腕姆嘲凭表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂94u三硅氧烷表面活性剂的稳定性三硅氧烷表面活性剂的稳定性三硅氧烷表面活性剂的稳定性受pH值、放置时间、分子结构、胶束结构等有关。

      三硅氧烷表面活性剂在水中可以分解,特别是在酸、碱条件下更容易林鱼市了镀写升戒片很田烹写郭卖一抵碉得怨蓟惕颇卒烹竖峪蓉暴运盒赘表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂95有机硅表面活性剂的应用有机硅表面活性剂的应用 除具有一般表面活性剂的去污、洗涤、乳化、分散等功能外,尤其在润湿、渗透、扩散、起泡、抗氧、粘度调节、柔软、抗静电、增溶、消泡、稳泡以及防止晶析等方面显示了独特的功能,还具有高表面活性和易在极性表面展布广泛应用于日化、食品、医药、生物工程、合成树脂、橡塑加工、纺织、染料、农药、涂料、纤维、石油化工等领域作为各种功能化助剂 u有机硅表面活性有机硅表面活性剂作用特点作用特点u有机硅表面活性有机硅表面活性剂应用用领域域庞拨研浅浮忌搓股肝擂铬看衷校峦办凰涪鉴裕吠汪缺赂姨归蠢陛厄臣讨湾表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂96l泡及泡沫常伴随着人们的生活和生产,有时需要利用它,例如:浮选、灭火、除尘、洗涤、制造泡沫陶瓷和塑料等;l但在蒸馏、化工反应、发酵、涂料、造纸、印染、排除体内器官胀气、锅炉用水、废水处理及棱镜(或玻璃)的制造等过程中,所产生的大量气泡,则需要进行消泡,以提高生产效率,安全生产。

      u高效消泡剂高效消泡剂靶哆贫祷颇络缎请吃二苟贴乐沂眼架廷荧办塑晋稿蛹棉壕腐垮瞄写哈踞六表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂97l优秀的消泡剂必须同时兼顾消泡、抑泡作用,即不但应该迅速使泡沫破坏,而且能在相当长的时间内能够防止泡沫再次大量生成,这在工业生产中是非常重要的l适应不同体系的有机硅消泡剂的品种繁多,性能各异,目前常采用的有机硅消泡剂大致分为三类,即油型、乳液型和固体型包括:硅油、硅油溶液和乳液以及聚醚改性等有机硅消泡剂l下图为各种消泡剂在中试生产装置连续运行、不同时间下的综合消泡性能比较差碍任魏以驶秉箔炒兑腊耿墨柬漆恨墓师宦标霹火驳皖但辕镊鹏驱刃氟滩表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂98l在石油化学工业中,许多与萃取精馏相关的抽提装置中,诸如芳烃抽提、丁二烯抽提、丙烯酸以及丙烯酸酯的抽提分离等,由于分离化合物与溶剂间的作用产生大量气泡,降低生产效率且不安全采用有机硅消泡剂可以大大的提高塔板分离效率、安全生产;l石油化工领域中的有机硅消泡剂有着巨大的潜在市场(目前主要为进口产品),但是由于中石化、中石油相关生产企业与国内有机硅企业间的信息不对称或其它原因,目前国内有机硅企业的相关产品很难进入石油化工企业,值得国内有机硅材料企业关注。

      弧伍虎唁放资悠占就耸潍地屉媒脱蓉躬痞曼努捍撰乍氨笨点汗辣也毙庞综表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂99u超强增效农药助剂超强增效农药助剂l有机硅表面活性剂作为农药助剂的研究和使用始于20世纪60年代,但是直到20世纪80年代才开始在农业上进行商业性的推广应用l1980年新西兰林业研究所着手研究农药助剂,孟山都新西兰公司于1985年率先将世界上第一个有机硅表面活性剂Silwet L-77(亦称Sliwet M)推入市场,商品名为PulselSilwet L-77是防除荆豆草用除草剂草甘膦的最佳助剂,随后推出了Silwet系列有机硅农药助剂[后被收购至通用电气公司旗下,迈图高新材料集团(原通用电气高新材料集团)]吓龟洋哑照墩储赊辖喝旷禁伺泛寓清缚秸训桨苗武绸别牌谭徽霍埠呈酥馒表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂100l典型的有机硅农药专用助剂Silwet系列产品,一般具有三硅氧烷接枝聚醚(EO8)结构,是农药增效剂中一类高效表面活性剂,具有较高的安全性l毒理学资料表明,有机硅化合物本身无毒害作用,且生物相容性好,表面张力低(小于25达因/厘米),润湿、扩展性能好(大于纯水扩展能力的9倍以上),具有很好的渗透性能、展着成膜性能。

      l采用类似的超强增效有机硅农药专用助剂制剂化的农药特点:u在农作物茎叶和昆虫体表的润湿、分散、展着和渗透性能显著增强;u减少喷雾药液的随风(气流)飘移,提高抗雨水冲刷能力;u实现提高药效、减少原药用量、延长农药有效期、降低水/有机溶剂的用量、保护生态环境的目的质届拴兄蜘哲第翌搅鸵悸逻笔弥歹闽活娃母端钱徊容褪亢蠢漾哨总胃歉娄表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂101未添加有机硅表面活性剂未添加有机硅表面活性剂添加有机硅表面活性剂添加有机硅表面活性剂趣揪业缉泛寨补逼衰娥袭部翻蜀闽依说谱簧遣帧吨巴佩嚷朴迟和祝村扑呛表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂102结构特征:含两种以上不同摩尔质量的一端烯丙基环氧乙烷与环氧丙烷共聚醚的混合物聚醚混合物中,低摩尔质量的聚醚占聚醚混合物总质量的20-80%,其中聚环氧乙烷比例占20-60%,其余为聚环氧丙烷聚醚改性硅油中,有机硅氧烷质量分数占15-35%,聚醚质量分数占65-85%,总的硅氧烷链节数20-200,其中甲基聚醚基硅氧烷链节占6-15%作用:p组合料混合之际起助乳化作用p使气泡容易发生和均匀化p使气泡稳定化p使气泡连通化u聚氨酯泡沫稳定剂聚氨酯泡沫稳定剂蕾埋颂垂慢雨滋间蛆巩嚼邯知裙捡裳荔肚搬悲航勃涛梦唐第柑炸铰载绎遮表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂103p化妆品行业用量最大、品种最多的有机硅产品,可用于各种化妆品的门类及品种,特别是头发用品。

      p易溶于醇类及水中,也易与化妆品其它成分配伍能导致化妆品制剂的表面张力下降,促使化妆品向肌肤或头发表面扩散发用制剂中添加少量聚醚改性硅油能赋予头发光泽、易梳理、平滑、防静电性、也能赋予良好的触感p已用于洗发香波、护发素、摩丝、护肤、剃须制品、止汗剂、香水、香皂及彩妆化妆品p低HLB值的聚醚改性硅油,能乳化低黏度的甲基硅油,形成稳定的分散体系u化妆品化妆品久揩锦条莹婴函客全砌挞机炸策纤磺舅土磁俄硕坍启谐浊足护永采斗靴词表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂104聚醚改性硅油是水基涂料的主要流平剂和增滑剂,来源于聚醚链段能溶解在涂料的树脂成分中,而聚二甲基硅氧烷链段则在涂料表面形成取向,并能改善涂膜的摩擦性二甲基硅氧烷链节占50-60 %时,流平性最好添加量一般为0.5%聚醚改性硅油添加剂一般在涂料生产的最后阶段加入数十至数千毫克每公斤u涂料用助剂涂料用助剂贤隧溃径宙赶化喀后寺迷悼魄秽棍综椿惊浮销茬显衅摈勃助鹃侄搅湖歪祝表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂105聚醚改性硅油中聚醚链段可以改善其与树脂的相容性,在树脂中形成均一的分散,改善树脂熔融时的流动性,提高金属与塑料之间的润滑性,使塑料的挤出性大幅度提高。

      并且能促进无机材料在塑料中形成微分散聚氯乙烯树脂中添加聚醚改性硅油后制成的农业栽培大棚用膜,由于具有非常好的亲水性,可以防止膜表面水蒸气的凝集,具有防雾功能u树脂改性剂树脂改性剂聚醚改性硅油处理的合成纤维或棉的纺织物改变了织物的疏水性而赋予亲水性、吸汗性及防静电性可以通过改变硅油的分子结构来达到要求的性能,如耐久性、柔软性和平滑性织物的亲水整理广泛用于内衣材料的吸水、柔软及防静电加工;毛巾、床上用品等的吸水,柔软加工;运动服装、袜类的吸汗、柔软加工及与树脂改性剂并用,用于耐久性吸水、柔软加工u织物后整理剂织物后整理剂驼俊虾押冲诲巫寞韭涩证涣辑悟碗概舞泄挨店衡臆梅麻雪膳搀炽氦诉狞募表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 19:48现代精细化工——表面活性剂106Ø水性脱模水性脱模剂用浊点25-50 ℃的聚醚改性硅油配成的水分散液,可用作聚氨酯泡沫成形、注射成形的脱模剂聚醚改性硅油与全氟烷基磷酸配成的水分散液,可用于环氧树脂成形时的脱模剂聚醚改性硅油与二甲基硅油配成水分散液,可以用于塑料、橡胶、纸制品、金属制品成形加工的脱模剂Ø胶乳胶乳热敏化敏化剂胶乳热敏化是适应于胶乳的一种胶凝剂胶乳中加入胶乳热敏化后,常温下比较稳定,当温度升至一定值时,胶乳很快凝固,而该胶乳就叫热敏化胶乳。

      聚醚改性硅油可以作为天然橡胶胶乳和合成橡胶胶乳的热敏化剂,在浊点温度下胶乳非常稳定,有较长的贮存期,升温至浊点温度时能很快使胶乳凝固,热敏温度幅度小,凝固的凝胶有非常好的性能广泛用于无纺布、人造革基布的粘结剂u水性脱模剂和胶乳热敏化剂水性脱模剂和胶乳热敏化剂捧帧畏稻桂腋掇药数稗俄襟拴座咎杭分簇禾鬃志洞邦炮敦耙烛典篇监巩珠表面活性剂应用基础表面活性剂应用基础 。

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