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不可不知的表面活性剂的基本理论常识1
发布时间:2019-08-29

1、表面张力

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 2、表面活性和表面活性剂

将能降低溶剂表面张力的性质称为表面活性,而具有表面活性的物质称为表面活性物质。

把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体,并具有较高的表面活性,同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。

 3、表面活性剂的分子结构特点

表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物,它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力,具有润湿﹑起泡﹑乳化﹑洗涤等性能。

就结构而言,表面活性剂都有一个共同的特点,即其分子中含有两种不同性质的基团,一端是长链非极性基团,能溶于油而不溶于水,亦即所谓的疏水基团或憎水基,这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物,有时也为有机氟﹑有机硅﹑有机磷﹑有机锡链等。另一端则是水溶性的基团,即亲水基团或亲水基。亲水基团必须有足够的亲水性,以保证整个表面活性剂能溶于水,并有必要的溶解度。由于表面活性剂含有亲水基和疏水基,因而它们至少能溶于液相中的某一相。表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。

 4、表面活性剂的类型

表面活性剂是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成,如直链烷基C8~C20,支链烷基C8~C20,烷基苯基(烷基碳原子数为8~16)等。疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上,差别较小,而亲水基团的种类则较多,所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小﹑形状有关外,主要还与亲水基团有关。亲水基团的结构变化较疏水基团大,因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。这种分类是以亲水基团是否是离子型为主,将其分为阴离子型﹑阳离子型﹑非离子型﹑两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。

 5、表面活性剂水溶液的特性

① 表面活性剂在界面上的吸附

表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基,为两亲分子。水是强极性液体,当表面活性剂溶于水中时,根据极性相似相引﹑极性相异相斥原理,其亲水基与水相引而溶于水,其亲油基与水相斥而离开水,结果表面活性剂分子(或离子)吸附在两相界面上,使两相间的界面张力降低。表面活性剂分子(或离子)在界面上吸附越多,界面张力降低越大。

② 吸附膜的一些性质

吸附膜的表面压力: 表面活性剂在气液界面吸附形成吸附膜,如在界面上放置一无摩擦可移动浮片,以浮片沿溶液面推动吸附质膜,膜对浮片产生一压力,此压力称为表面压力。

表面黏度:与表面压力一样,表面黏度是由不溶性分子膜表现出的一种性质。以细金属丝悬吊一白金环,令其平面接触水槽的水表面,旋转白金环,白金环受水的黏度阻碍,振幅逐渐衰减,据此可测定表面黏度,方法是:先在纯水表面进行实验,测出振幅衰减,然后测定形成表面膜后的衰减,从两者的差值求出表面膜的黏度。

表面黏度与表面膜的牢固度密切有关,由于吸附膜有表面压力和黏度,它必定具有弹性。吸附膜的表面压力越大,黏度越高,其弹性模量就越大。表面吸附膜的弹性模量在稳泡过程中有重要意义。

③ 胶束的形成

表面活性剂的稀溶液服从理想溶液所遵循的规律。表面活性剂在溶液表面的吸附量随溶液浓度增高而增多,当浓度达到或超过某值后,吸附量不再增加,这些过多的表面活性剂分子在溶液内是杂乱无章的,抑或以某种有规律的方式存在。实践和理论均表明,它们在溶液内形成缔合体,这种缔合体称为胶束。

临界胶束浓度: 表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

④常见表面活性剂的cmc值。

 

来源:【大耀纺织】

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