表面活性剂（Surfactant）及其应用 表面活性剂的一般结构 表面活性剂分类 常用表面活性剂 常用表面活性剂 常用表面活性剂 Gemini 常用表面活性剂性能参数 常用表面活性剂性能参数 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 胶束(micelle) 球形胶束 棒状胶束 层状胶束 脂质双层与细胞膜 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 常用表面活性剂性能参数－亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance) HLB值 表面活性剂的重要作用 * 表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质 表面活性剂从结构上看均为两亲分子，即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。 极性头 8－18C 长链烷基等非极性基团 非极性基团： 最常见的是8－18碳的直链烷烃，或环烃等      如    C17H35－，R－                        等 2. 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 3. 硅化合物类：如下所示的聚硅氧烷链疏水性很突出 表面活性剂通常采用其极性基团的结构来分类， 离子型 非离子型 阳离子型 阴离子型 两性型 表面活性剂 阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用， 否则可能会发生沉淀而失去活性作用。 1.阴离子表面活性剂  羧酸盐  RCOO－	    例如： 肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠等 (2) 磺酸盐  R-SO3－ 	    例如： 洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠(ABS)等 (3) 硫酸酯盐  R-OSO3－	     (4) 磷酸酯盐  R-OPO32－  2.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 伯胺盐 R-NH3＋    (2)季胺盐   CH3                              | 例如       C16H33-N+-CH3Br－	                               |                             CH3    十六烷基溴化铵(俗称1631) (3) 吡啶盐  例如 C12H25(NC5H5)+	     季胺盐水溶液具有强杀菌性，常用作消毒、杀菌剂 3.两性表面活性剂 (3) 卵磷脂类  属天然表面活性剂，常用作食品添加剂	      氨基酸型  R-NH2CH2-CH2COO－    洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂 (2)甜菜碱型   CH3                                   R-N+-CH2COO-                                  CH3 去污力强，对纤维有保护作用  4.非离子表面活性剂 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 (2)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 (3)聚氧乙烯烷基酰胺  R-CONH(C2H4O)nH 	    常用作起泡剂、增粘剂    (4)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 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 Span Tween         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。 C20 ：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。 2. 表面活性剂有效值     能够把水的表面张力 降低到的最小值。显然， 能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。 C20 有效值 杂质的原因 20mN/m CMC     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， 3. 临界胶束浓度 ( CMC )  (Critical Micelle Concentration)    表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为 临界胶束浓度。 表面活性剂浓度变大 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     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，从而使得分子自发形成有序的聚集体，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。    临界胶束浓度简称CMC     表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。    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 可以利用测定表面张力，电导率等方法达到测定临界胶束浓度的目的 Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来衡量表面活性物质的亲水性。 对非离子型的表面活性剂，HLB的计算公式为： HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×20       石蜡无亲水基，所以HLB=0 	 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。 在表面活性剂的应用中，需根据不同目的选择具备适当亲水亲油性的表面活性剂 * * * 
表面活性剂及应用.ppt