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关于表面活性剂
来源: | 作者:goodwell | 发布时间: 2023-05-25 | 193 次浏览 | 分享到:

 表面活性剂又称界面活性剂,是一种能显著改变液体表面张力或二相间界面张力的物质,是在20世纪40年代随石油

化工的发展,与塑料、合成橡胶和合成纤维同时兴起的一类新型化工产品。分子中含有亲水的极性基团(如羟基、硫酸根、磺酸基) 和憎水或亲油、亲气的非极性基团(如烃基,为一长链烃) 两部分组成。在液体中聚集在该液体与另一相的

交界面上,形成一层薄分子膜使溶液表层中的浓度比溶液内部大得多,以致使其表面张力大大降低,从而发生润湿、乳化、分散、起泡等作用。表面活性剂的种类很多,一般分为阴离子型(如烷基苯磺酸盐)、阳离子型(如盐酸十八胺等)、

非离子型(如甘油硬脂酸酯等)和两性表面活性剂。

“表面活性剂” 的常识


  表面活性剂(surfactant),是指能使目标溶液表面张力显著下降的,即使加入少量亦能使其溶液体系的界面状态发

生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。


      表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子
以上烃链。

      表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表
面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

      按极性基团的解离性质分类,主要有:
      1. 阴离子表面活性剂:硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠
      2. 阳离子表面活性剂:季铵化物
      3. 两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型
     4. 非离子表面活性剂:烷基葡糖苷(APG),脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚 山梨酯(吐温)

了解表面活性剂


1、表面张力:
     把液体表面任意单位长度的收缩力称为表面张力,单位为N•m-1。

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,即其分子中含有疏水基团(
亲油集团)和亲水基团。

4、亲水亲油平衡值:

    HLB是hydrophile lipophile balance的缩写,表示了表面活性剂的亲水基团和亲油基团具有的亲水亲油平衡值,
即表面活性剂HLB值。HLB值大,表示分子的亲水性强,亲油性弱;反之亲油性强,亲水性弱。

     HLB值是个相对值,故在制定HLB值时,作为标准,规定无亲水性能的石蜡的HLB值为0,而水溶性较强的十二烷
基硫酸钠的HLB值为40。因此表面活性剂的HLB值一般在1~40范围以内。通常来说,HLB值小于10的乳化剂为亲
油性的,而大于10的乳化剂则是亲水性的。因此,由亲油性到亲水性的转折点约为10。
 
    HLB范围及其应用性能,参阅下表:

   

5、乳化作用和增溶作用

      两种互不溶的液体,一种以微粒(液滴或液晶)分散于另一种中形成的体系称为乳状液。乳化剂属于表面活性剂,其
主要功能是乳化作用。

                                          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。

6、泡沫

      泡沫在洗涤过程中起着重要的作用。泡沫是指气体分散在液体或固体中的分散体系,气体为分散相,液体或固体
为分散介质,前者称为液体泡沫,而后者称为固体泡沫。

      泡沫的稳定性,泡沫是一种热力学不稳定体系,最后的趋势是破泡之后体系内液体的总表面积减小,自由能降低
消泡过程就是隔开气体的液膜由厚变薄,直至破裂的过程。因此,泡沫的稳定程度主要是由排液快慢和液膜的强度
决定的。其影响因素还有以下几种。

    ① 表面张力、
    ② 表面黏度、
    ③ 溶液黏度、
    ④ 表面张力的“修复”作用、
    ⑤ 气体通过液膜的扩散、
    ⑥ 表面电荷的影响

泡沫与洗涤作用并没有直接的联系,泡沫量的多少并不表示洗涤效果的好坏。泡沫有时还可以作为漂洗是否干净的

指示剂,因为漂洗液中泡沫量往往随洗涤剂含量的减少而减少,因此可以泡沫量的多少来评价漂洗的程度。


表面活性剂的未来发展


1、表面活性剂产量与需求量总体保持稳步增长尽管受国内外政策环境与经济周期的影响,但全球市场需求空间仍

将进一步扩展。表面活性剂行业前景可期。


2、表面活性剂的绿色化发展趋势:包含两个层面:一是表面活性剂生产过程的绿色化,二是表面活性剂产品材料的

绿色化。市场空间逐步向技术先进、实力雄厚的企业集聚,制造工艺向经济性、低毒害残留、零排放方向发展。


3、高质化与高值化发展,技术优势企业竞争力突显,行业集中度提高:表面活性剂行业将由量的竞争转向质的竞争,

高质量与高附加值成为行业未来发展之趋势。


4、表面活性剂的细分化、多元化生产趋势:表面活性剂的细分化、多元化要求会越来越高,如高泡沫、高耐碱性、

低泡易漂洗性、高耐电解质性、高润湿性、高乳化性等。充分发挥表面活性剂“工业味精”之作用,将成为表面活性剂

未来的发展趋势。