表面活性劑化學復習-資料下載頁
2025-01-07 08:02本頁面
【正文】 當鋪展系數(shù) SL/So時，固體粒子就會被介質完全潤濕，此時接觸角 θ＝ 00 表面活性劑的作用： 一表面活性劑在介質表面的定向吸附 (介質若為水 )表面活性劑會以親水基伸入水相而疏水基朝向氣相而定向排列使 γ LV降低。 二由于在固 —液界面以疏水鏈吸附于固體粒子表面而親水基伸入水相的定向排列使 γSL降低，因此有利于鋪展系數(shù) SL/S增大而利用鋪展?jié)櫇瘢菇佑|角 θ變小。 2） 粒子團的分散或碎裂 式中 ΔP——毛管力； γLV——液體的表面張力； θ——液體在毛管壁的接觸角 。 高能表面，液體在毛管壁的接觸角一般 θ 900，毛管力 ΔP 會加速液體的滲透，加之表面活性劑能使 γ LV降低，因此有利于滲透過程的進行。 低能表面 ,液體在其毛細管壁上的接觸角 θ 900，因此 ΔP 為負值，與固 —液界面擴展的方向相反對滲透起阻止作用。 當表面活性劑加入后， θ900變?yōu)?θ900結果使毛管力由 ΔP0變?yōu)棣0而加速了液體在縫隙中滲透。 滲透速度： 式中， l是 t時間內液體沿孔隙滲入的距離； r是粉體縫隙。 η 是液體粘度。 陰離子表面活性劑：通過范德華相吸力克服靜電排斥力或通過鑲嵌方式而被吸附于縫隙的表面，使表面因帶同種電荷使排斥力增強，以及滲透水產(chǎn)生滲透壓共同作用使微粒間的絞結強度降低，減少了固體粒子或粒子團碎裂所需的機械功，從而使粒子團被碎裂或使粒子碎裂成更小的晶體，并逐步分散在液體介質中。 非離子表面活性劑： 通過范德華力被吸附于縫隙壁上，非離子表面活性劑存在不能使之產(chǎn)生電排斥力但能產(chǎn)生熵斥力及滲透水化力使粒子團中微裂縫間的絞結強度下降而有利于粒子團碎裂。 ? 陽離子表面活性劑： 可以通過靜電相吸力吸附于縫隙壁上，以季銨陽離子吸附于縫隙壁帶負電荷的位置上而以疏水基伸入水相，使縫隙壁的親水性下降，接觸角 θ 增大甚至 θ 900，導致毛管力為負，阻止液體的滲透，所以陽離子表面活性劑不宜用于固體粒子的分散。 3） 阻止固體微粒的重新聚集 表面活性劑吸附在固體微粒的表面上，增加了防止微粒重新聚集的能障，并且由于所加的表面活性劑降低了固 — 液界面的界面張力，即增加分散體系的熱力學穩(wěn)定性。 DLVO理論 ? 親液膠體粒子表面覆蓋有溶劑化層，可以防止粒子聚集。同時大部分親液膠體粒子表面也帶有電荷，粒子間也可存在電性斥力，從而使得粒子難以聚集。 ? 疏液膠體體系穩(wěn)定性最著名的理論就是由 Derjaguin、Landau、 Verwey和 Overbeek四人提出的 DLVO理論 表面活性劑的分散穩(wěn)定作用 ? (1)降低液體介質的表面張力 γ LV固液界面張力 γ SL和液體在固體上的接觸角 θ ，提高其潤濕性質和降低體系的界面能。同時可提高液體向固體粒子孔隙中的滲透速度，以利于表面活性劑在固體界面的吸附，并產(chǎn)生其它利于固體粒子聚集體粉碎、分散的作用。 ? (2)離子型表面活性劑在某些固體粒子上的吸附可增加粒子表面電勢，提高粒子間的靜電排斥作用，利于分散體系的穩(wěn)定。 ? (3)在固體粒子表面上親液基團朝向液相的表面活性劑定向吸附層的形成利于提高疏液分散體系粒子的親液性，有時也可以形成吸附溶劑化層。 ? (4)長鏈表面活性劑和聚合物大分子在粒子表面吸附形成厚吸附層起到空間穩(wěn)定作用。 ? (5)表面活性劑在固體表面結構缺陷上的吸附不僅可降低界面能，而且能在表面上形成機械蔽障，有利于固體研磨分散。 將第一極小值處發(fā)生的聚結稱為聚沉 （ congulation） ， 而在第二極小值處發(fā)生的聚結叫做絮凝 （ flocculation） 。 1對非極性固體粒子的分散作用 圖 1017 炭黑的分散過程 (a)吸附陰離子表面活性劑提高電能障； (b)吸附非離子表面活性劑提高空間阻礙 陰離子型表面活性劑：不僅能提供電能障而且由于表面活性劑分子在固體粒子表面上的定向作用 ——非極性基團吸附于固體粒子表面 ， 極性基伸入水中而使固 —液界面張力降低 ， 也更有利于固體粒子在水相中分散 ， 這種吸附效率是隨著憎水基團的碳鏈的增長而增加的 ， 因此可以推測 ， 在這種情況下 ， 長碳鏈的離子型表面活性劑 ， 比短碳鏈的更有效 。 非離子表面活劑：可以改善非極性固體粒子在水中的潤濕性，如聚氧乙烯醚作為親水基團的這類表面活性劑雖然不能提供電能障，但它卻可以通過柔順的聚氧乙烯鏈提供熵排斥力，形成空間位阻。 TiO2的表面處理過程 質點在有機介質中的分散主要是靠空間位阻產(chǎn)生熵斥力來實現(xiàn)的。 114 復習要點： 1表面活性劑在水介質中的分散穩(wěn)定作用 2表面活性劑在有機介質中的分散穩(wěn)定作用 考試內容 ? 一、填空 （ 20分，每個空 1分） ? 二、 概念 （ 20分，每個 4分） ? 三、簡答題 （ 25分） ? 四、計算題 （ 15分） ? 五、論述題 （ 20分） 115
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