表面活性剂的功能与应用.ppt

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1、第三章第三章 表面活性剂的功能与应用表面活性剂的功能与应用10/29/202210/29/20221 1润湿作用润湿作用润湿作用润湿作用乳化作用乳化作用乳化作用乳化作用分散作用分散作用分散作用分散作用起泡与消泡起泡与消泡起泡与消泡起泡与消泡增溶作用增溶作用增溶作用增溶作用洗涤作用洗涤作用肥皂、洗涤剂肥皂、洗涤剂化妆品化妆品食品加工食品加工纺织工业纺织工业金属加工金属加工石油、建筑石油、建筑功能功能应用应用10/29/202223.1 增溶作用增溶作用 Solubilization表面活性剂表面活性剂在水溶液中达到在水溶液中达到临界胶束浓度临界胶束浓度后，后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中

2、一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加并形成透明胶体溶液，的溶解度可显著增加并形成透明胶体溶液，这种作用即这种作用即增溶作用增溶作用。3.1.1 增溶作用的定义和特点增溶作用的定义和特点 s/溶解度溶解度C/%没有没有两相界面存在两相界面存在是热力学是热力学稳定体系稳定体系溶液的其他物理性质溶液的其他物理性质没有明显改变没有明显改变。cmc10/29/202233.1.2 增溶作用的方式增溶作用的方式1 非极性分子在胶束内的增溶非极性分子在胶束内的增溶在胶束内部，在胶束内部，被增容的物质被增容的物质完全处于非极完全处于非极性环境中。性环境中。10/29/202242 在表面活性

3、剂分子间的增溶在表面活性剂分子间的增溶 分子结构与表面活性剂类似分子结构与表面活性剂类似的极性有机化合物的极性有机化合物栅栏之间栅栏之间甚至拉入内部。甚至拉入内部。10/29/202253 在胶束表面的吸附增溶在胶束表面的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的既不溶于水也不溶于油的小分子极性有机化合物小分子极性有机化合物在胶束表面增容在胶束表面增容10/29/202264 聚氧乙烯基间的增溶聚氧乙烯基间的增溶以聚氧乙烯基为亲水基的以聚氧乙烯基为亲水基的非离子表面活性剂非离子表面活性剂包裹在胶束外层的长链中包裹在胶束外层的长链中 10/29/20227增溶量：增溶量：100mL已标定的浓度的表面已标定的

4、浓度的表面活性剂溶液中，滴加被增溶物，当达饱活性剂溶液中，滴加被增溶物，当达饱和和开始开始析出时的物质的量（析出时的物质的量（mol）42 1 310/29/202283.1.3 增溶作用的主要影响因素增溶作用的主要影响因素3.1.3.1 表面活性剂的化学结构表面活性剂的化学结构1.非离子型阳离子型非离子型阳离子型 阴离子型阴离子型2.胶束越大，增溶量越大。胶束越大，增溶量越大。3.直链型支链型直链型支链型4.疏水基含有极性基团疏水基含有极性基团 10/29/202293.1.3.2 被增溶物的化学结构被增溶物的化学结构3.1.3.3 温度的影响温度的影响链长、不饱和度、支链、环化程度链长、不

5、饱和度、支链、环化程度有个问题？有个问题？10/29/2022103.1.3.4 添加无机电解质的影响添加无机电解质的影响3.1.3.5 有机添加剂的影响有机添加剂的影响添加极性物质添加极性物质添加非极性物质添加非极性物质 10/29/2022113.1.4 增溶作用的应用增溶作用的应用乳液聚合乳液聚合开采石油开采石油胶片生产胶片生产洗涤剂洗涤剂10/29/2022123.2 乳化与破乳作用乳化与破乳作用一种或多种液体以一种或多种液体以微滴状微滴状分散到分散到另另一种不相混溶一种不相混溶的液体中所形成的液体中所形成的多相的多相分散体系分散体系，称为，称为乳状液乳状液。这种形成乳状液的过程称为这

6、种形成乳状液的过程称为乳化乳化。分散相分散相(内相、不连续相内相、不连续相)分散介质分散介质(外相、连续相外相、连续相)水相水相/油相油相10/29/2022133.2.1 乳状液的类型及形成乳状液的类型及形成3.2.1.1 乳状液的类型和鉴别乳状液的类型和鉴别1 水包油水包油 O/W2 油包水油包水 W/O3 套圈型套圈型 稀释法稀释法染料法染料法电导法电导法滤纸湿润法滤纸湿润法10/29/2022143.2.1.2 影响乳状液类型的主要因素影响乳状液类型的主要因素1 相体积（相体积（25.98%74.02%）2 乳化剂的分子结构和性质乳化剂的分子结构和性质3 乳化器的材质乳化器的材质4 两

7、相的聚结速度两相的聚结速度10/29/2022153.2.2 影响乳状液稳定性的因素影响乳状液稳定性的因素有有两相界面存在两相界面存在是热力学是热力学不不稳定体系稳定体系 1 表面张力表面张力 2 界面膜的性质界面膜的性质 3 界面电荷界面电荷 4 乳状液分散介质的黏度乳状液分散介质的黏度 5 固体粉末的加入固体粉末的加入10/29/2022163.2.3 乳化剂及其选择依据乳化剂及其选择依据合成表面活性剂合成表面活性剂 高分子化合物高分子化合物天然化合物天然化合物 固体粉末固体粉末 亲油亲油|亲水亲水 HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 20|消泡|润湿剂|增溶剂

8、|石蜡 W/O乳化剂乳化剂|去污|聚乙二醇|渗透作用|O/W 乳化剂乳化剂|1 HLB值法值法10/29/2022171 乳化剂与分散相的乳化剂与分散相的亲和性亲和性。2 乳化剂的乳化剂的配伍配伍作用作用3 乳化剂体系的乳化剂体系的特殊要求特殊要求 食品、化妆品用乳化剂应无毒、无特殊气味。食品、化妆品用乳化剂应无毒、无特殊气味。冰淇淋冰淇淋用硬脂酸单甘油醋作乳化剂。用硬脂酸单甘油醋作乳化剂。雪花膏雪花膏等则用司潘等则用司潘吐温混合乳化剂吐温混合乳化剂 4 乳化剂的乳化剂的制造工艺制造工艺 不宜过分复杂，原料来源应丰富；不宜过分复杂，原料来源应丰富；使用要方便。使用要方便。10/29/20221

9、82 转相温度转相温度PIT法（法（Phase Inversion Temperature）主要针对主要针对 非离子非离子表面活性剂表面活性剂 浊点浊点 Cloud Point 温度高低温度高低 10/29/2022193.2.4 乳化剂的破乳乳化剂的破乳有有两相界面存在两相界面存在是热力学是热力学不不稳定体系稳定体系10/29/202220物理法物理法：离心法离心法 电沉积法电沉积法 超声波法超声波法 过滤法过滤法化学法：化学法：破乳剂破乳剂 顶替作用顶替作用 湿润作用湿润作用 絮凝作用絮凝作用破坏界面膜破坏界面膜10/29/2022213.2.5 乳化和破乳的应用乳化和破乳的应用农药生产、

10、金属加工、沥青乳化农药生产、金属加工、沥青乳化食品、化妆品食品、化妆品原油开采原油开采10/29/2022223.3 润湿作用润湿作用润湿润湿是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程接触角的示意图：10/29/202223（1 1 1 1）粘湿）粘湿）粘湿）粘湿3.3.1 润湿过程润湿过程粘附功粘附功(work of adhesion)10/29/202224(2)(2)浸湿浸湿浸湿功浸湿功(work of immersion)10/29/202225(3)(3)铺展铺展10/29/2022263.3.2 表面活性剂的润湿作用表面活性剂的润湿作用

11、这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫润湿作用润湿作用1 在固体表面发生定向吸附在固体表面发生定向吸附2 提高液体的湿润能力提高液体的湿润能力10/29/2022273.3.3 润湿剂润湿剂这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表面活性剂这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表面活性剂叫做叫做湿润剂湿润剂位于分子位于分子中间中间时湿润性能比较强时湿润性能比较强位于分子位于分子末端末端时去污能力比较强时去污能力比较强亲油基亲油基 有分支结构有分支结构的湿润性和渗透性的的湿润性和渗透性的较好较好 去污能力较差去污能力较差亲水基位置亲水基位置1 分子结构分子结构2

12、性质性质阴离子型阴离子型分子量小的分子量小的的湿润性和渗透性的的湿润性和渗透性的较好较好分子量大的分子量大的洗涤、分散、乳化能力洗涤、分散、乳化能力较好较好分子量分子量非离子型非离子型10/29/2022283.3.4 表面活性剂在润湿方面的应用表面活性剂在润湿方面的应用1 矿物的泡沫浮选矿物的泡沫浮选2 金属的防锈、缓蚀金属的防锈、缓蚀3 织物的防水、防油处理织物的防水、防油处理4 农药中的应用农药中的应用10/29/2022293.4 起泡和消泡作用起泡和消泡作用 打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，现等，液体泡沫。液体泡沫。人们通常所说的泡沫多指人们通常所说

13、的泡沫多指 面包、蛋糕等弹性大的物质以及面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。固体泡沫。液体泡沫液体泡沫也是本节要讨论的主要内容。也是本节要讨论的主要内容。10/29/202230“泡”就是由液体薄膜包围着气体。3.4.1 泡沫的形成及其稳定性泡沫的形成及其稳定性“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。10/29/2022311 表面张力表面张力泡沫的稳定性与那些条件相关呢？泡沫的稳定性与那些条件相关呢？2 界面膜的性质界面膜的性质3 表面张力的修复作用表面张力的修复作用4 表面电荷表面电荷5 泡内气体的扩散泡内气体的扩散10/29/2022323.4.2 表

14、面活性剂的起泡和稳定作用表面活性剂的起泡和稳定作用1 表面活性剂的起泡性表面活性剂的起泡性表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度加压通气、搅拌加压通气、搅拌W外外=E=A10/29/2022332 表面活性剂的稳泡性表面活性剂的稳泡性稳泡剂稳泡剂天然化合物天然化合物高分子化合物高分子化合物合成表面活性剂合成表面活性剂10/29/202234在肥皂水里加入一小匙的在肥皂水里加入一小匙的砂糖砂糖或或少许的少许的茶叶茶叶，放在阴暗处过夜后，放在阴暗处过夜后，就会发现这种肥皂水吹出来的泡就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳，而且比较不容泡颜色不但鲜艳，而

15、且比较不容易破裂。易破裂。肥皂，热水肥皂，热水10/29/202235在制糖、制药、微生物工程、发酵酿造工业以及减压蒸馏、溶液浓缩和机械洗涤过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。3.4.3 表面活性剂的消泡作用表面活性剂的消泡作用10/29/2022361 表面张力表面张力2 界面膜的性质界面膜的性质3 表面张力的修复作用表面张力的修复作用4 表面电荷表面电荷5 泡内气体的扩散泡内气体的扩散泡沫的稳定性与那些条件相关呢？泡沫的稳定性与那些条件相关呢？1 降低局部表面张力降低局部表面张力2 破坏界面膜的弹性破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用使其失去自动修复作

16、用3 降低膜黏度降低膜黏度4 固体颗粒固体颗粒10/29/202237消消 泡泡 剂剂1 降低局部表面张力降低局部表面张力2 破坏界面膜的弹性破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用使其失去自动修复作用3 降低膜黏度降低膜黏度4 固体颗粒固体颗粒1 天然油脂、矿物油天然油脂、矿物油2 固体颗粒固体颗粒3 合成表面活性剂合成表面活性剂10/29/202238起泡和消泡的应用起泡和消泡的应用3.4.4.1 起泡作用在灭火中的应用起泡作用在灭火中的应用燃烧的条件：燃烧的条件：温度温度氧气氧气如何灭火呢？如何灭火呢？10/29/202239 核心内容核心内容 钻井液的流变性能钻井液的流变性能 钻井液处理

17、剂钻井液处理剂 钻井液的造壁性钻井液的造壁性 钻井液体系钻井液体系3.4.4.2 起泡作用在原油开采中的应用起泡作用在原油开采中的应用钻钻钻钻 井井井井 液液液液10/29/202240钻井液的主要作用（简图）钻井液的主要作用（简图）携带、悬浮岩屑携带、悬浮岩屑控制压力控制压力形成泥饼形成泥饼破岩、清岩破岩、清岩保护油气层保护油气层传递水功率传递水功率10/29/20224110/29/202242钻井液功用类型组成钻井液功用类型组成钻井液钻井液 凡钻进中一切有助于从井眼产生和清除钻屑的凡钻进中一切有助于从井眼产生和清除钻屑的流体（液、气、液流体（液、气、液+气）。气）。广义完井液广义完井液

18、一切与产层接触的流体（各种盐水、一切与产层接触的流体（各种盐水、聚合物溶液、钻井液、泡沫等）。聚合物溶液、钻井液、泡沫等）。狭义完井液狭义完井液 钻开油气层的钻井液。钻开油气层的钻井液。10/29/2022433.4.4.3 消泡作用在发酵工业中的应用消泡作用在发酵工业中的应用3.4.4.4 消泡作用在轻工业中的应用消泡作用在轻工业中的应用10/29/202244洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。被再次污染等功能。3.5 洗涤和

19、去污作用洗涤和去污作用 洗涤体系是复杂的多相分散体系，润湿、渗透、吸附、洗涤体系是复杂的多相分散体系，润湿、渗透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物理的化学的乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物理的化学的过程过程10/29/202245加入表面活性剂后，憎加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。逐步脱离表面。污垢悬在水中或随泡沫浮污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。面被活性剂分子占领。其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明：其中占主要成分的表面活性剂的

20、去污过程可用示意图说明：10/29/2022463 影响表面活性剂洗涤作用的因素影响表面活性剂洗涤作用的因素1 表面或表面张力表面或表面张力2 表面活性剂在界面上的吸附状态表面活性剂在界面上的吸附状态3 表面活性剂的分子结构表面活性剂的分子结构4 乳化与起泡作用乳化与起泡作用5 表面活性剂的增溶作用表面活性剂的增溶作用 6 黏附强度黏附强度10/29/2022474 表面活性剂在洗涤剂中的应用表面活性剂在洗涤剂中的应用非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂两性表面活性剂两性表面活性剂粉状洗涤剂粉状洗涤剂民用洗涤剂民用洗涤剂工业洗涤剂工业洗涤剂10/29/202

21、248液体洗涤剂液体洗涤剂洗发香波洗发香波餐具洗涤剂餐具洗涤剂轻垢液体洗涤剂轻垢液体洗涤剂重垢液体洗涤剂重垢液体洗涤剂10/29/202249第一第一 看产品外观。看产品外观。一般来说，假冒伪劣产品的外包一般来说，假冒伪劣产品的外包装比较粗糙，整体色泽较为暗淡，手感比较平，没有立装比较粗糙，整体色泽较为暗淡，手感比较平，没有立体感，有些产品的说明文字模糊不清，而真洗发水的包体感，有些产品的说明文字模糊不清，而真洗发水的包装外观质地均匀，色泽鲜亮，手感错落有致，印刷字体装外观质地均匀，色泽鲜亮，手感错落有致，印刷字体清晰顺畅。清晰顺畅。第二第二 闻产品香味。闻产品香味。香味是判断洗发水真假香味是

22、判断洗发水真假的重要依据。假的洗发水，香味或比较暗淡，或者根本的重要依据。假的洗发水，香味或比较暗淡，或者根本就没有香味，另外有些假冒产品由于过多的加入了香精，就没有香味，另外有些假冒产品由于过多的加入了香精，闻起来有刺鼻的香味。而正品洗发水香味比较浓郁但很闻起来有刺鼻的香味。而正品洗发水香味比较浓郁但很清新，给人的感觉比较舒爽。清新，给人的感觉比较舒爽。洗发水的选用洗发水的选用10/29/202250第三点第三点 打开洗发水，来个打开洗发水，来个“近距离接触近距离接触”。挤出一点挤出一点点洗发水，看一看它的粘稠度。假的洗发水，由于掺点洗发水，看一看它的粘稠度。假的洗发水，由于掺水比较多。显得

23、比较稀而且有丝状。甚至时还会看到水比较多。显得比较稀而且有丝状。甚至时还会看到泡沫或拉丝现象，成分不。而真的洗发水，整体看起泡沫或拉丝现象，成分不。而真的洗发水，整体看起来比较均匀，色泽柔和鲜亮，没有拉丝状。洗起头来来比较均匀，色泽柔和鲜亮，没有拉丝状。洗起头来泡沫一般也比较丰富。泡沫一般也比较丰富。第四点第四点 问价钱。问价钱。正规商店、商场的名牌洗发水价钱比较正规商店、商场的名牌洗发水价钱比较高，一般都是真货，如果价位非常低，低于正品进货价高，一般都是真货，如果价位非常低，低于正品进货价20%以上，这就值得怀疑了。以上，这就值得怀疑了。10/29/202251洗发应注意的问题洗发应注意的问

24、题1 不宜过勤不宜过勤 根据自己的情况，大概一周洗两、三次就可以了。根据自己的情况，大概一周洗两、三次就可以了。2 不宜用二合一或多合一的洗发水不宜用二合一或多合一的洗发水3 护法素的使用护法素的使用 天生卷或头发较为干枯的可适量增加护法素的用量。天生卷或头发较为干枯的可适量增加护法素的用量。非常细软的发质一般头皮都容易出油，可以少用护法素。非常细软的发质一般头皮都容易出油，可以少用护法素。护法素中的多种化学物质可渗入头皮，进而会伤害大脑，护法素中的多种化学物质可渗入头皮，进而会伤害大脑，只要用在发梢上即可，不要碰到头皮或者尽量清洗干净。只要用在发梢上即可，不要碰到头皮或者尽量清洗干净。10/29/2022523.6 分散和絮凝作用分散和絮凝作用 涂料涂料墨水墨水消字液消字液改正液改正液分散的作用分散的作用感光材料感光材料纳米材料纳米材料钻井泥浆钻井泥浆油墨油墨10/29/202253絮凝的作用絮凝的作用废水、污水的处理废水、污水的处理聚丙烯酰胺共聚物阳离子絮凝剂聚丙烯酰胺共聚物阳离子絮凝剂 聚乙烯醇聚乙烯醇10/29/2022543.7 表面活性剂的其他功能表面活性剂的其他功能 1 柔软平滑作用柔软平滑作用2 抗静电作用抗静电作用3 杀菌功能杀菌功能10/29/202255