1)烷基三甲基季胺盐 高级脂肪胺中加入氢氧化钠,在加压条件下和氯甲烷反应,先生成叔胺,然后生 成季胺盐 2)烷 甲基苄基氯化氨盐 以烷基二甲基叔胺为原料,以氯化苄为烷化剂,可制成杀菌力特强的季胺盐,烷 基以C2左右为最适宜。 它为杀茵消毒剂,也可用作睛轮纤维阳离子染料染色时的缓染剂,同时县有柔软及抗 静电作用,还可作为石油工业装置中的水质稳定剂 3)硫酸烷基酯类 4)吡啶盐类 3.3.3.5胺氧化物 有叔胺经双氧水氧化而成。 CH, CH, +H0,0-0R-一0+i0 CH, 胺氧化物发泡能力强,不刺激皮肤,主要用作餐具液状洗涤剂及洗发香波用。 3.3.4非离子型表面活性剂 非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧 基团(一般为基和羟基)构成,正是这 点决定了非离子型表面活性剂在某些方面日 离子型表面活性剂更优越。 聚氧乙烯醚链与羟基链中的氧原子与羟基都有可能与水分子形成氢键,氢键的结 合是不牢周的,如升高温度、氢键断裂、水分子脱落、则亲水性减弱,而变成不溶于 水,透明溶液变成混浊乳状液。一定浓度的非离子表面活性剂的水溶液在加热情况下, 由清晰变为混浊时的温度称为浊点。聚氧乙烯醚链越长,浊点也就越高。 现在常用的非离子型表面活性剂主要有聚氧乙烯醚型表面活性剂与多元醇型表面 活性剂,其中聚氧乙烯醚型表面活性剂大多溶于水,主要用作洗涤、匀染及乳化剂。 多元醇型表面活性剂大多不溶于水,主要用作纤维柔软剂及乳化剂。 3.3.4.1聚氧乙烯型非腐子表面活性剂 它是以含有羟基。羧基、氨基和酰氧其签甚闭中的活涉与原子的憎水性原料和 氧乙烷进行加成反应而制得 (1)脂肪醇聚氧乙烯醚类(E0)常用的脂肪醇为月桂醇、油醇及十八醇等。 加入环氧乙烷数n为6时,产品即具有水溶性。加入的,数越多则水溶性越大。n值 不同其性能也不同。 (2)烷基装酚聚氧乙烯醚类 烷基酚和环氧乙烷反应制得烷基苯酚聚氧乙烯醚类表面活性剂,其方法和脂 肪醇聚氧乙烯醚类的合成方法相同。 烷基苯酚聚氧乙烯醚商品名为乳化剂OP系列产品,随n不同而不同。由于苯酚 的酸度比脂肪醇高,故而生成加成物的速度快,在最终产品中不含有游离苯酚,乳化 剂O用途较广,可作为金屈表面清洗剂、农药用乳化剂、印染工业中乳化剂、润湿剂 3·3·4·2多元醇型非离子表面活性剂 多元醇型非离子表面活性剂是指在甘油、季戊四醇等多元分子上附有高级脂防酸 类的憎水基,借以形成在憎水基上有多个羟基的结构。 除OH外还有一N或一XNH基的氨基醇类(如二乙醇胺)及带一CHO基的糖类(如葡萄
教 学 过 程 1)烷基三甲基季胺盐 高级脂肪胺中加入氢氧化钠,在加压条件下和氯甲烷反应,先生成叔胺,然后生 成季胺盐。 2)烷基二甲基苄基氯化氨盐 以烷基二甲基叔胺为原料,以氯化苄为烷化剂,可制成杀菌力特强的季胺盐,烷 基以 C12 左右为最适宜。 它为杀菌消毒剂,也可用作腈纶纤维阳离子染料染色时的缓染剂,同时具有柔软及抗 静电作用,还可作为石油工业装置中的水质稳定剂 3) 硫酸烷基酯类 4)吡啶盐类 3.3.3.5 胺氧化物 有叔胺经双氧水氧化而成。 胺氧化物发泡能力强,不刺激皮肤,主要用作餐具液状洗涤剂及洗发香波用。 3.3.4 非离子型表面活性剂 非离子型表面活性剂在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧 基团(一般为醚基和羟基)构成,正是这一点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比 离子型表面活性剂更优越。 聚氧乙烯醚链与羟基链中的氧原子与羟基都有可能与水分子形成氢键,氢键的结 合是不牢固的,如升高温度、氢键断裂、水分子脱落、则亲水性减弱,而变成不溶于 水,透明溶液变成混浊乳状液。一定浓度的非离子表面活性剂的水溶液在加热情况下, 由清晰变为混浊时的温度称为浊点。聚氧乙烯醚链越长,浊点也就越高。 现在常用的非离子型表面活性剂主要有聚氧乙烯醚型表面活性剂与多元醇型表面 活性剂,其中聚氧乙烯醚型表面活性剂大多溶于水,主要用作洗涤、匀染及乳化剂。 多元醇型表面活性剂大多不溶于水,主要用作纤维柔软剂及乳化剂。 3.3.4.1 聚氧乙烯型非离子表面活性剂 它是以含有羟基、羧基、氨基和酰氨基等基团中的活泼氢原子的憎水性原料和环 氧乙烷进行加成反应而制得. (1) 脂肪醇聚氧乙烯醚类(AEO) 常用的脂肪醇为月桂醇、油醇及十八醇等。 加入环氧乙烷数 n 为 6 时,产品即具有水溶性。加入的,数越多则水溶性越大。n 值 不同其性能也不同。 (2)烷基苯酚聚氧乙烯醚类 烷基酚和环氧乙烷反应制得烷基苯酚聚氧乙烯醚类表面活性剂,其方法和脂 肪醇聚氧乙烯醚类的合成方法相同。 烷基苯酚聚氧乙烯醚商品名为乳化剂 OP 系列产品,随 n 不同而不同。由于苯酚 的酸度比脂肪醇高,故而生成加成物的速度快,在最终产品中不含有游离苯酚,乳化 剂 OP 用途较广,可作为金属表面清洗剂、农药用乳化剂、印染工业中乳化剂、润湿剂 等。 3·3·4·2 多元醇型非离子表面活性剂 多元醇型非离子表面活性剂是指在甘油、季戊四醇等多元分子上附有高级脂肪酸 类的憎水基,借以形成在憎水基上有多个羟基的结构。 除 OH 外还有—NH 或—NH 基的氨基醇类(如二乙醇胺)及带—CH0 基的糖类(如葡萄
糖)等与憎水基作用也能制得非离子表面活性剂,这些也统称为多元醇型非离子表面活 性剂。 烷基糖苷(APG) 用葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷(简称APG),是指复杂糖苷化合物中糖单元≥ 的糖苷,统称为烷基多糖苷(或烷基多苷)。(结构式略) 一般情根下,烷基多挂的聚合度,n在113的范围内,R为C8一C16的烷基 AG常温下白伍固体末或添苗色油状液体,在水中溶解度大较难溶干常用的有 机溶剂。由于APG的亲水性来自糖上的多个羟基与水形成的氢键, 而与醇硅不同,因 此它不存在“浊点”,在酸或碱性溶液中均呈现优良的相容性和稳定性。因为AG兼手 非离子与阴离子表面活性剂的许多优点,不仅表面张力低、活性高、去污力强、泡沫 丰富细腻而稳定,而且对皮肤无刺激、生物降解性好、无毒、相容性好、对环境无污 九英。 3·3·4·3聚藤型非离子表面活性剂 在非离子表面活性剂中己开发用环氧丙烷部分地代替环氧乙烷的品种,以引入聚 氧丙烯基—CH(CH3)CH20一。 环氧丙烷上带有的甲基会给予聚酰产物以憎水性,故其僧水基被夹在中间,两边 为可以变换的亲水基。分子中聚氧乙烯基部分是亲水基,聚氧丙烯基部分是疏水基。 度账类表面活性剂完全不用油脂及芳香族化合物而冬韦面活性剂.因出是一个新发 展,可作为乳化剂、凝聚剂、分散剂、或其他助剂使用。 3·3·5·两性表面活性剂 两性表面活性剂是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。它们可以由阴离子和 阳离子组成,也可以由阴离子和非离子或阳离子和非离子组成,但通常所说的两性表 面活性剂系指前者。大多数情况下阳离子部分由胺盐或季胺盐作为亲水基。如按阴离 子部分来分 可分为羧酸盐型和磺酸盐型,其中以前者为主 其阴离子部分是羧酸基 由胺盐构成阳离子部分叫氨基酸型两性表面活性剂:由季胺盐构成阳离子部分叫甜菜 碱型两性表面活性剂。 3·3·5·1氨基酸型两性表面活性剂 一般以高级脂肪胺(C12~C18)与丙烯酸甲酯反应,生成烷氨基丙酸甲酯,加碱皂化 则得两性表面活性剂。 也可用高级脂肪胺与丙烯腈作用而生成氨基丙酸型两性表面活性剂 氨基酸型两性表面活性剂洗涤性能良好,可作洗涤剂使用。 3.3.5.2甜菜碱型两性表面活性剂 它是由季胺盐型阳离子部分和骏酸盐型阴离子部分所构成,其性能较氨基酸型两 性表面活性剂为优良,它的制备方法一般由脂肪叔胺与氯乙酸钠反应而成。 它们可作为润湿剂、洗涤剂 抗静电剂使用 3.3.5.3咪唑啉系两性表面活性剂 咪唑啉型两性表面活性剂是近年来新开发的品种,属于改良型和平衡型的两性表 面活性剂,由于其特殊的结构组成而具有独特的性质。 咪唑成型两性表面活性剂最突出的代占是日有极好的生物降解性能,而日能讯过 完全地降解。除此以外,它对皮肤和眼睛的刺激性极小,发泡性很好。因此在化妆品 助剂、香波、纺织助剂等方面应用较多,在石油、治金、煤炭等工业中可作为金属缓 蚀剂、清洗剂及破乳剂等使用。 咪唑啉型两性表面活性剂的品种较多,主要分为:羧酸衍生物、硫酸酯衍生物、 碳酸衍生物、磷酸酯衍生物等
教 学 过 程 糖)等与憎水基作用也能制得非离子表面活性剂,这些也统称为多元醇型非离子表面活 性剂。 烷基糖苷(APG) 用葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷(简称 APG),是指复杂糖苷化合物中糖单元≥2 的糖苷,统称为烷基多糖苷(或烷基多苷)。(结构式略) 一般情况下,烷基多苷的聚合度,n 在 1.1~3 的范围内,R 为 C8~C16 的烷基。 APG 常温下呈白色固体粉末或淡黄色油状液体,在水中溶解度大,较难溶于常用的有 机溶剂。由于 APG 的亲水性来自糖上的多个羟基与水形成的氢键,而与醇醚不同,因 此它不存在“浊点”,在酸或碱性溶液中均呈现优良的相容性和稳定性。因为 APG 兼具 非离子与阴离子表面活性剂的许多优点,不仅表面张力低、活性高、去污力强、泡沫 丰富细腻而稳定,而且对皮肤无刺激、生物降解性好、无毒、相容性好、对环境无污 染等。 3·3·4·3 聚醚型非离子表面活性剂 在非离子表面活性剂中已开发用环氧丙烷部分地代替环氧乙烷的品种,以引入聚 氧丙烯基—CH(CH3)CH2O—。 环氧丙烷上带有的甲基会给予聚醚产物以憎水性,故其憎水基被夹在中间,两边 为可以变换的亲水基。分子中聚氧乙烯基部分是亲水基,聚氧丙烯基部分是疏水基。 聚醚类表面活性剂完全不用油脂及芳香族化合物而制备表面活性剂,因此是一个新发 展,可作为乳化剂、凝聚剂、分散剂、或其他助剂使用。 3·3·5·两性表面活性剂 两性表面活性剂是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。它们可以由阴离子和 阳离子组成,也可以由阴离子和非离子或阳离子和非离子组成,但通常所说的两性表 面活性剂系指前者。大多数情况下阳离子部分由胺盐或季胺盐作为亲水基。如按阴离 子部分来分,可分为羧酸盐型和磺酸盐型,其中以前者为主,其阴离子部分是羧酸基, 由胺盐构成阳离子部分叫氨基酸型两性表面活性剂;由季胺盐构成阳离子部分叫甜菜 碱型两性表面活性剂。 3·3·5·1 氨基酸型两性表面活性剂 一般以高级脂肪胺(C12~C18)与丙烯酸甲酯反应,生成烷氨基丙酸甲酯,加碱皂化 则得两性表面活性剂。 也可用高级脂肪胺与丙烯腈作用而生成氨基丙酸型两性表面活性剂 氨基酸型两性表面活性剂洗涤性能良好,可作洗涤剂使用。 3.3.5.2 甜菜碱型两性表面活性剂 它是由季胺盐型阳离子部分和羧酸盐型阴离子部分所构成,其性能较氨基酸型两 性表面活性剂为优良,它的制备方法一般由脂肪叔胺与氯乙酸钠反应而成。 它们可作为润湿剂、洗涤剂、抗静电剂使用。 3.3.5.3 咪唑啉系两性表面活性剂 咪唑啉型两性表面活性剂是近年来新开发的品种,属于改良型和平衡型的两性表 面活性剂,由于其特殊的结构组成而具有独特的性质。 咪唑啉型两性表面活性剂最突出的优点是具有极好的生物降解性能,而且能迅速 完全地降解。除此以外,它对皮肤和眼睛的刺激性极小,发泡性很好。因此在化妆品 助剂、香波、纺织助剂等方面应用较多,在石油、冶金、煤炭等工业中可作为金属缓 蚀剂、清洗剂及破乳剂等使用。 咪唑啉型两性表面活性剂的品种较多,主要分为:羧酸衍生物、硫酸酯衍生物、 碳酸衍生物、磷酸酯衍生物等
(1)酸酸型咪唑啉两性表面活性剂 这类两性表面活性剂具有良好的发泡性、洗涤性,除此以外还可作为抗静电剂 柔软剂等使用。 (②)味唑啉硫酸型两性表面活性剂 该类化合物可由1-(B羟乙基)-2-垸基咪唑啉衍生物与氯磺酸作用得到。 3.4表面活性剂的应用 3.4.1润湿和渗透作用 固体表面和液体接触时,原来的固一气界面消失,形成新的固-液界面,这种现象 称润湿。 使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂称为润湿剂。 润湿及渗透作用本质上米说是水溶液表面张力下降的结果。 以接触角表示润湿性时通常将日=90°定为润湿与否的标准。0>90°叫做不润湿,0<90 叫做润湿。·越小润湿性越好,接触角小于零或不存在则叫做铺展。水与玻璃的接触 角接近于零,而与石蜡的接触角约为110°。接触角小的固体易被液体润湿,反之,接 触角大的固体则不易被液体润湿。因此, 接触角的大小可作为润混的直观尺度, “般用作润湿剂的表面活性剂,可以具有几千短链疏水基或带支链的疏水基,亲水 基可在疏水基中间,亲水基处在直链上时,则亲水基位置越靠近直链中部的润湿作用 越大。苯环上有烷基和亲水基时,润湿作用邻位的比对位的大。对于萘衍生物,在萘 环上的烷基的碳原子数为2一3时,活宜作润湿剂。 3.4.2乳化作用 两种互不混溶的液体, 一种以微粒状态分散于另一种中则形成的体系称为乳液 乳浊液,其过程如图所示。使不能混合的两液相的一相在另一相中分散时,由于两液 相的界面面积增大,引起了体系热力学不稳定。为使乳状液稳定需要加入第三组分 一乳化剂。 乳状液中以液滴存在的那一相称为分散相(或内相、不连续相),连成一片的另 相叫分散介质(或外相、连续相)。常见的乳状液, 一相是水或水溶液,另一相是与水 不相混溶的有机物,如油脂、蜡等。水和油形成的乳状液,根据其分散情形可分为两 种: a.油分散在水中形成水包油型(0/)乳状液: h水分物在油中形成油句水利(/0)图状液 3.4.3分散作用 能使固体微粒(0.1至数十微米)均匀地分散在另一液体中的物质称为分散剂,如 颜料分散在涂料、印刷油墨中。分散剂在分散过程中起到了促进磨碎、润湿及防止凝 聚作用。分散剂被吸附于固体微粒表面,降低了表面张力并向微粒间隙或裂纹渗透, 防止它们再结合,隆低研磨能和研磨时间。其次润湿对分散又是必需条件由于分散剂 被吸附于固体微粒上改进了它和分散介质的润湿,从而促进了分散作用。但由于布朗 运动或搅拌作用,微粒又会凝聚。 分散剂的存在使微粒外层又包了一层亲水性分散剂分子的吸附膜而不再凝聚,保 持了整个分散过程的正常进行及稳定。这就是微粒的分散机理。 3.4.4起泡和消泡作用 泡法生成的理 对表面活性剂溶液进行机械搅拌,使空气进入溶液中,从而被 逸出液面形成双分子薄膜,如图所示。在形成泡沫的双分子膜之间含有大量表面活性 剂溶液
教 学 过 程 (1)羧酸型咪唑啉两性表面活性剂 这类两性表面活性剂具有良好的发泡性、洗涤性,除此以外还可作为抗静电剂、 柔软剂等使用。 (2)咪唑啉硫酸酯型两性表面活性剂 该类化合物可由 l-(β 羟乙基)-2-垸基咪唑啉衍生物与氯磺酸作用得到。 3.4 表面活性剂的应用 3.4.1 润湿和渗透作用 固体表面和液体接触时,原来的固—气界面消失,形成新的固-液界面,这种现象 称润湿。使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂称为润湿剂。 润湿及渗透作用本质上来说是水溶液表面张力下降的结果。 以接触角表示润湿性时通常将 θ=90º 定为润湿与否的标准。θ>90º 叫做不润湿,θ<90º 叫做润湿。θ 越小润湿性越好,接触角小于零或不存在则叫做铺展。水与玻璃的接触 角接近于零,而与石蜡的接触角约为 110º。接触角小的固体易被液体润湿,反之,接 触角大的固体则不易被液体润湿。因此,接触角的大小可作为润湿的直观尺度。 一般用作润湿剂的表面活性剂,可以具有几千短链疏水基或带支链的疏水基,亲水 基可在疏水基中间,亲水基处在直链上时,则亲水基位置越靠近直链中部的润湿作用 越大。苯环上有烷基和亲水基时,润湿作用邻位的比对位的大。对于萘衍生物,在萘 环上的烷基的碳原子数为 2—3 时,适宜作润湿剂。 3.4.2 乳化作用 两种互不混溶的液体,一种以微粒状态分散于另一种中则形成的体系称为乳液或 乳浊液,其过程如图所示。使不能混合的两液相的一相在另一相中分散时,由于两液 相的界面面积增大,引起了体系热力学不稳定。为使乳状液稳定需要加入第三组分— —乳化剂。 乳状液中以液滴存在的那一相称为分散相(或内相、不连续相),连成一片的另一 相叫分散介质(或外相、连续相)。常见的乳状液,一相是水或水溶液,另一相是与水 不相混溶的有机物,如油脂、蜡等。水和油形成的乳状液,根据其分散情形可分为两 种: a.油分散在水中形成水包油型(O/W)乳状液; b.水分散在油中形成油包水型(W/O)乳状液。 3.4.3 分散作用 能使固体微粒(0.1 至数十微米)均匀地分散在另一液体中的物质称为分散剂,如 颜料分散在涂料、印刷油墨中。分散剂在分散过程中起到了促进磨碎、润湿及防止凝 聚作用。分散剂被吸附于固体微粒表面,降低了表面张力并向微粒间隙或裂纹渗透, 防止它们再结合,降低研磨能和研磨时间。其次润湿对分散又是必需条件由于分散剂 被吸附于固体微粒上改进了它和分散介质的润湿,从而促进了分散作用。但由于布朗 运动或搅拌作用,微粒又会凝聚。 分散剂的存在使微粒外层又包了一层亲水性分散剂分子的吸附膜而不再凝聚,保 持了整个分散过程的正常进行及稳定。这就是微粒的分散机理。 3.4.4 起泡和消泡作用 泡沫生成的原理 对表面活性剂溶液进行机械搅拌,使空气进入溶液中,从而被 周围的溶液包围形成气泡,即液体薄膜包围着气体,这就是泡,疏水基伸向气泡的内 部,亲水基向着液相的吸附膜。形成的泡由于溶液的浮力而上升到溶液的表面,最终 逸出液面形成双分子薄膜,如图所示。在形成泡沫的双分子膜之间含有大量表面活性 剂溶液
3.4,5增溶作用 表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显 著增大的能力,且此时溶液呈透明状,胶束的这种作用称为增溶。能产生增溶作用的 表面活性剂叫做增溶剂,被增溶的有机物称为被增溶物。 3.4.6洗涤作用 洗涤去污作用是表面括性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、 增溶等多种作用综合的结果。被沾污物放入洗涤剂溶液中, 进入被浩污物内部,使污垢容易落,然后洗涤剂把落下米的污垢进行礼化,分 于溶液中,经清水反复漂洗从而达到洗涤效果。 下图为描述一个典型的由织物表面洗去油垢的洗涤过程。(图略) 3.4.7浮选 首先是采用能产生大量气泡的表面活性剂一一气泡剂。当在水中通人空气或由于 水的搅动引起空气进入水中时,表面活性剂的疏水端在气-液界面向气泡的空气一方定 向,亲水端仍在溶液内,形成了气泡:另一种起捕集作用的表面活性剂( 一般都是阳 子表面活性剂,也包括脂肪胺)吸附在固体矿粉的表面。这种吸附随矿物性质的不同而 有一定的选择性,其基木原理是利用品体表面的品格缺陷,而向外的疏水端部分地插 入气泡内,这样在浮选过程中气泡就可能把指定的可矿粉带走,达到选矿的目的。 3.5表面活性剂的化学结构与性质的关系 3.5.1亲水基与性质的关系 B值与性能间的关系只是当不知用何种表面活性剂时,可以帮助我们思考,而 对具体如何选择何种表面活性剂,则尚需通过实验来解决。 非离子型表面活性剂的浊点也是表示其亲水性的重要数据。当憎水基原料相同时, 其环氧了烷加成的数城大,其亲水性械大,冲占也随之上升。相反,不同憎水基的 相同环氧乙烷分子数加成物,憎水基中碳原子数越多(憎水性越大)其浊点越低。 表面活性剂憎水基种类与其性质间关系 表面活性剂的憎水基一般为长条状碳氢链,但按实际应用又可分成以下几类: (1)脂肪族烃基如十二烷基(月柱基)、十六烷基、十八烯基(油基)等。 (2)芳香族轻基如装基、苯基、苯酚基等。 (3)脂肪烃芳香烃基如十二烷基苯基、 一丁甚其辛基装阶其 (④)环烃基 主要是环烷酸皂类中的环烷烃基,松香酸皂中的烃基也属此类。 (⑤)憎水基中含有弱亲水基如蓖麻油酸(含一0H基)、油酸丁酯(含一C00一基) 聚氧丙烯及聚氧丁烯(含酷键一0一)等。 按经验可将憎水性强弱排列如下: 脂肪族烷烃基≥环烷烃基>脂肪族烯烃基>脂肪基芳香烃基>芳香烃基>带弱亲水基的烃 3.5.2表面活性剂的分子结构与性质的关系 3.5.2.1表面活性剂亲水基的相对位置与性能 一般情况是:亲水基在分子中间(亲油基链中间)者,比在末端的润湿性能强,亲 水基位置在憎水基末端的,比靠近中间的去污力要好。 对于有苯环的表面活性剂,亲水基在苯环上的位置对其表面活性的影响也有相但 规律。 3.5.2.2憎水基结构中支链的影响 如表面活性剂的种类相同,分子大小相同,则具有侧链结构的表面活性剂的润湿、 渗透性能较好
教 学 过 程 3.4.5 增溶作用 表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显 著增大的能力,且此时溶液呈透明状,胶束的这种作用称为增溶。能产生增溶作用的 表面活性剂叫做增溶剂,被增溶的有机物称为被增溶物。 3.4.6 洗涤作用 洗涤去污作用是表面括性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、 增溶等多种作用综合的结果。被沾污物放入洗涤剂溶液中,先充分润湿、渗透,溶液 进入被沾污物内部,使污垢容易脱落,然后洗涤剂把脱落下来的污垢进行乳化,分散 于溶液中,经清水反复漂洗从而达到洗涤效果。 下图为描述一个典型的由织物表面洗去油垢的洗涤过程。(图略) 3.4.7 浮选 首先是采用能产生大量气泡的表面活性剂——气泡剂。当在水中通人空气或由于 水的搅动引起空气进入水中时,表面活性剂的疏水端在气-液界面向气泡的空气一方定 向,亲水端仍在溶液内,形成了气泡;另一种起捕集作用的表面活性剂(一般都是阳离 子表面活性剂,也包括脂肪胺)吸附在固体矿粉的表面。这种吸附随矿物性质的不同而 有一定的选择性,其基本原理是利用晶体表面的晶格缺陷,而向外的疏水端部分地插 入气泡内,这样在浮选过程中气泡就可能把指定的矿粉带走,达到选矿的目的。 3.5 表面活性剂的化学结构与性质的关系 3.5.1 亲水基与性质的关系 HLB 值与性能间的关系只是当不知用何种表面活性剂时,可以帮助我们思考,而 对具体如何选择何种表面活性剂,则尚需通过实验来解决。 非离子型表面活性剂的浊点也是表示其亲水性的重要数据。当憎水基原料相同时, 其环氧乙烷加成的 n 数越大,其亲水性越大,浊点也随之上升。相反,不同憎水基的 相同环氧乙烷分子数加成物,憎水基中碳原子数越多(憎水性越大)其浊点越低。 表面活性剂憎水基种类与其性质间关系 表面活性剂的憎水基一般为长条状碳氢链,但按实际应用又可分成以下几类: (1)脂肪族烃基 如十二烷基(月桂基)、十六烷基、十八烯基(油基)等。 (2)芳香族烃基 如萘基、苯基、苯酚基等。 (3)脂肪烃芳香烃基 如十二烷基苯基、二丁基萘基、辛基苯酚基等。 (4)环烃基 主要是环烷酸皂类中的环烷烃基,松香酸皂中的烃基也属此类。 . (5)憎水基中含有弱亲水基 如蓖麻油酸(含一 OH 基)、油酸丁酯(含一 COO 一基)、 聚氧丙烯及聚氧丁烯(含醚键一 O 一)等。 按经验可将憎水性强弱排列如下: 脂肪族烷烃基≥环烷烃基>脂肪族烯烃基>脂肪基芳香烃基>芳香烃基>带弱亲水基的烃 基 3.5.2 表面活性剂的分子结构与性质的关系 3.5.2.1 表面活性剂亲水基的相对位置与性能 一般情况是:亲水基在分子中间(亲油基链中间)者,比在末端的润湿性能强,亲 水基位置在憎水基末端的,比靠近中间的去污力要好。 对于有苯环的表面活性剂,亲水基在苯环上的位置对其表面活性的影响也有相似 规律。 3.5.2.2 憎水基结构中支链的影响 如表面活性剂的种类相同,分子大小相同,则具有侧链结构的表面活性剂的润湿、 渗透性能较好
教学过程 3.5.3分子量的影响 当表面活性剂的B值相同,憎水基和亲水基种类也相同时则分子量就成为影响 其性质的主要因素 分子量小的渗透力好,而分子量大的则去污、乳化、分散力好。 三、总结与巩固 与同学们一起回顾两节课的内容,提出思考。 作业: ·1.习题册上的练习 ·2.一种洗涤剂的配制一般需要要哪些物质? 表面活性剂是一类重要的精细化学品,应用很广。所以本章在教材的基础上增加 了部分内容。对于四大类表面活性的结构比较易于分辨,但对于其合成过程和结构与 表面活性的关系较难于掌握,应当重点掌握有代表性的合成路线和结构与表面活性关 系的普遍规律
教 学 过 程 3.5.3 分子量的影响 当表面活性剂的 HLB 值相同,憎水基和亲水基种类也相同时则分子量就成为影响 其性质的主要因素。 分子量小的渗透力好,而分子量大的则去污、乳化、分散力好。 三、总结与巩固 与同学们一起回顾两节课的内容,提出思考。 作业: • 1.习题册上的练习 • 2.一种洗涤剂的配制一般需要要哪些物质? 教 学 后 记 表面活性剂是一类重要的精细化学品,应用很广。所以本章在教材的基础上增加 了部分内容。对于四大类表面活性的结构比较易于分辨,但对于其合成过程和结构与 表面活性的关系较难于掌握,应当重点掌握有代表性的合成路线和结构与表面活性关 系的普遍规律