第七章表面化學(xué)-資料下載頁
2025-08-01 12:48本頁面
【正文】 σ升高， ＞ 0，則 Γ＜ 0， 負(fù)吸附。 TCRTC ??????????? ?TC?????????TC?????????TC?????????49 167。 78 表面活性劑 加少量能顯著降低水的表面張力的物質(zhì)叫表面活性劑。 一 . 表面活性劑的分類 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)都是不對稱的，均由親水基與親油基兩部分組成，叫兩親分子，由化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點，表面活性劑分為離子型和非離子型兩大類。 1. 離子型的表面活性劑 溶入水后離解為大小不同，電荷相反的兩種離子，其中帶 CH 鏈的大離子具表面活性。 按其具有活性作用的是陰離子還是陽離子，離子型的表面活性劑又分為陰離子型和陽離子型。 50 ① 陰離子型的表面活性劑：羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯鹽等。 例如 肥皂： RCOONa RCOO﹣ + Na+ ② 陽離子型表面活性劑：胺鹽。 例如 C18H37NH3Cl C18H37NH3+ + Cl– 2. 非離子型表面活性劑 溶入水后不能離解為離子。 酯類、酰胺類、聚氧乙烯醚類。 例如：聚乙二醇類 HOCH2（ CH2OCH2） nCH2OH 51 二 . 表面活性物質(zhì)的性質(zhì) 表面活性劑分子由親水基與親油基組成。它們能定向排列在任意界面上，使界面的剩余力場得到某程度的飽和，從而 降低了界面張力。 下面詳細分析溶液的表面張力與表面活性劑濃度的關(guān)系（ σ ～ C） 圖 713 表面張力與濃度的關(guān)系 a) 溶液很稀時，稍稍增大表面活性劑的濃度，其中一部分很快定向地排列在水面，使水與空氣的接觸面減小，使 σ 急劇下降，另一部分分散在水中，或單獨存在，或三三兩兩地接觸，把憎水基靠在一起，親水基朝外，形成最簡單的膠束。 52 b) 當(dāng)表面活性劑濃度達一定數(shù)值時，液面上排滿了一層定向的表面活性劑分子，若再增加濃度，只能進入溶液，成幾十、幾百地聚集在一起，形成親油基向里，親水基內(nèi)外的球形、棒形、層形的膠束（團），由于這時液面情況不變，溶液內(nèi)膠束數(shù)目增多，個頭增大 。 ∴ σ 不變。 圖 715 各種膠團形狀 圖 714 吸附層結(jié)構(gòu)示意圖 53 臨界膠束濃度 :能形成一定形狀的膠束所需的表面活性劑的最低濃度 ,用 cmc 表示。它們正是表面活性劑在液面定向排滿一層時的濃度 ,相當(dāng)于曲線開始平緩部分所對應(yīng)的濃度。 一般形成膠束的臨界濃度為 ～ %左右。 在 cmc 附近 ,由于膠束形成 ,表面活性劑溶液的表面張力、滲透壓、密度、蒸氣壓、光學(xué)性質(zhì)、去污能力等理化性質(zhì)會發(fā)生突躍。 圖 716 膠團形成前后各 溶液性質(zhì)改變 54 三 . HLB法 表面活性劑的種類繁多，應(yīng)用廣泛。 對于某一種指定體系，如何選擇最合適的表面活性劑，使達到最佳效果呢？目前還缺乏理論指導(dǎo)，為了解決表面活性劑的選擇問題，許多人提出了不少方案，其中較成功的是1945年格里芬提出的 HLB 法。 HLB 值就是表面活性劑的親水、親油平衡值。 完全無親水基的石臘 HLB 值為 0． 完全是親水基的聚乙二醇 HLB 值為 20． 物質(zhì)的 HLB值 越大，親水性越強。反之，親油性越強。 HLB 值為 10時，親水、親油性 均衡。 55 不同 HLB值的表面活性劑的作用不同。 名 稱 化 學(xué) 組 成 HL B 值 應(yīng)用范圍石蠟 碳氫化合物 0 HL B油酸 直鏈脂肪酸 1 1 ～ 3S pan 85 失水山梨醇三油酸酯 1. 8 消沫劑S pan 65 失水山梨醇三硬脂酸酯 2. 1 HL BS pan 80 失水山梨醇單油酸酯 4. 3 3 ～ 8S pan 60 失水山梨醇單硬脂酸酯 4. 7 W/O 乳化劑S pan 40 失水山梨醇單棕櫚酸酯 6. 7阿拉伯膠 阿拉伯膠 8. 0 HL BS pan 20 失水山梨醇單月桂酸酯 8. 6 7 ～ 11明膠 明膠 9. 8←││││ 親 油 ││││││→潤濕劑甲基纖維素 甲基纖維素 10. 5 鋪展劑PEG 400m ono oleate 聚乙醇 400 單油酸酯 1 1. 4西黃蓍膠 西黃蓍膠 13. 2 HL BT ween 60 聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯 14. 9 816T ween 80 聚氧乙烯失水山梨醇油酸單酯 15. 0 o/w 乳化劑T ween 40 聚氧乙烯失水山梨醇棕櫚酸單酯 15. 6 HL BT ween 20 聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸單酯 16. 7 12 ～ 15Op 30 辛基苯酚聚氧乙烯 30 醚 17 去污劑油酸鈉 油酸鈉 18聚乙二醇 聚乙二醇 20 HL B油酸鉀 油酸鉀 20 16 以上十二烷基硫酸鈉 十二烷基硫酸鈉 40←││││││││ 親 水 ││││││││→增溶劑56 確定表面活性劑的 HLB 值方法很多。例如：濁度法。 濁度法測定 HLB 值對照表 下面介紹一種既簡單又方便的方法：官能團 HLB 法。 將各官能團的 HLB 值列表， 要計算某一表面活性劑的 HLB 值時，只要將此物質(zhì)各官能團的 HLB 值查出，用如下公式進行計算即可： 7 +∑親水官能團 HLB值 – ∑親油基官能團 HLB 加水后情況 HLB值 加水后情況 HLB值 不分散 1～ 4 穩(wěn)定乳白色分散系 8～ 10 分散較差 3～ 6 半透明至透明分散系 10～ 13 劇烈振蕩后成乳劑 6～ 8 透明溶液 13以上 57 將各官能團的 HLB 值列表， 基團名稱 HLB值 基團名稱 HLB值 —SO4Na —OH —COOK —(C2H4O) — —COONa —CH — — SO3Na 11 —CH2 — —N（叔胺 —） —CH3 —酯（自由） ＝ CH— —COOH —（ C3H6O） — —OH（自由） —CF3 —O — —CF2 — 58 四、 表面活性劑 的用途（自學(xué)） 1. 潤濕作用 2. 增溶作用 3. 乳化作用 4. 起泡作用 5. 去污作用
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