第二章表面活性剂

第二章 表面活性剂的性 质、分类和特性

增溶作用 乳化作用 功能 润湿作用 起泡与消泡 洗涤作用 分散作用 应用

肥皂、洗涤剂 化妆品

食品加工石油、建筑 纺织工业 金属加工

2.2.4 增溶作用 Solubilization1. 增溶作用的定义和特点s / 溶解度

表面活性剂在水溶液中达到临界胶束浓度后， 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，

cmc

这种作用即增溶作用。没有两相界面存在

C/%

是热力学稳定体系溶液的其他物理性质没有明显改变。

2. 增溶作用的方式(1) 非极性分子在胶束内的增溶

在胶束内部， 被增容的物质

完全处于非极性环境中。

(2) 在表面活性剂分子间的增溶

分子结构与表面活性剂类似 的极性有机化合物

栅栏之间甚至拉入内部。5

(3) 在胶束表面的吸附增溶

既不溶于水也不溶于油的 小分子极性有机化合物 在胶束表面增容

(4)聚氧乙烯基间的增溶

以聚氧乙烯基为亲水基的 非离子表面活性剂 包裹在胶束外层的长链中

增溶量：100mL已标定的浓度的表面 活性剂溶液中，滴加被增溶物，当达饱 和开始析出时的物质的量(mol)

4>2 > 1 > 3

3 .增溶作用的主要影响因素一、表面活性剂的化学结构 1. 非离子型>阳离子型 >阴离子型 2. 胶束越大，增溶量越大。 3. 直链型>支链型 4. 疏水基含有极性基团

二、 被增溶物的化学结构

链长、不饱和度、支链、环化程度……

三、 温度的影响

4、 增溶作用的应用乳液聚合

开采石油洗涤剂

§2.2.5 润湿和渗透作用1、概念润湿：固体表面和液体接触时，以新的固-液 界面替代原有的固-气界面的过程； 润湿作用：用水润湿及渗透某固体，若在水中加入 少量表面活性剂，则润湿及渗透较容易； 润湿剂：使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂12

渗透作用：借助表面活性剂来渗透物体的内部的 作用，所用的表面活性剂称为渗透剂； 渗透及润湿作用的本质： 水溶液表面张力的下降 渗透及润湿作用的衡量--------接触角θ (contact angle) ; 接触角θ越小，润湿和渗透作用越好； 接触角: 在气、液、固三相交界点，气-液与 气-固界面张力之间的夹角，通常用θ表示。13

接触角的示意图

2、Young方程(杨氏方程): l-gM

g s-gA

l

N s-l

s

s g dl s l dl l g dl cos s g s l cos l g

表面活性剂在润湿过程中的作用一般来说，固体表面能愈高，即 固/气越大，愈

易润湿。一般液体的表面张力都在0.1N.m-1以下，大于 此值的固体称为高能表面固体，如金属及其氧化物、

硫化物、无机盐等无机固体。 高能固体表面如与一般液体接触，体系表面的吉 布斯自由能将有较大降低，故能为一般液体所润湿； 低能固体表面一般润湿性能不好。16

(1)在固体表面发生吸附，改变固体表面性质。 表面活性剂是两亲分子，它的极性基易被吸附 于固体表面，非极性基伸向空气，形成定向排列 的吸附层，这种带有吸附层的固体表面裸露的是 碳氢基团，具有低能表面特性，从而有效地改变 了原固体表面的润湿性能，达到其实用的目的。

(2)提高液体的润湿能力 水不能在低能固体表面上铺展。为了改善其润

湿性质，常在水中加入一些表面活性剂来降低其表面张力，以使水能很好地润湿固体表面。 阴离子型表面活性剂适合作润湿剂，阳离子型表 面活性剂在实际中就很少用作润湿剂。

3、影响润湿作用的因素 1)温度 一般提高温度，有利于提高润湿性能。高温时，长链 表面活性剂优于短链表面活性剂；低温时，短链更佳。对 于聚环氧乙烷类非离子表面活性剂，温度接近浊点时，润 湿性能最佳。 2)浓度： 略高于CMC即可。 3)分子结构 疏水基：对于相同亲水基的表面活性剂，随碳链增长， 它的HLB值下降，HLB值在7—15范围内其润湿性能最好。 亲水基：一般来说，亲水基在中间者的润湿性比亲水 基在末端的好。对于聚环氧乙烷类非离子表面活性剂，当 R为C7~C10时，润湿性能最好。19

4、润湿作用和渗透作用的关系二者并没有本质的区别，前者作用于物体的表 面，后者作用在物体的内部，从某种意义上讲，渗 透作用就是润湿作用，润湿剂也是渗透剂。只有起 润湿作用的表面活性剂才能进一步发挥其渗透功能。

润湿作用应用 a. 增加润湿作用 b. 降低润湿作用 c. 矿物浮选

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