第三章 表面活性剂的功能与应用
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基本内容
3.1 增溶作用 3.2 乳化与破乳作用 3.3 润湿功能 3.4 起泡和消泡作用 3.5 洗涤和去污作用 3.6 分散和絮凝作用 3.7 其他功能
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表面活性剂的基本功能
表面活性剂在表（界）面上吸附，
由于表面活性剂的用量很少，没有改变溶剂 的性质，因此增溶作用与使用混合溶剂提高 溶解度不同。
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与普通的溶解过程不同，增溶后溶液的沸 点、凝固点、渗透压等没有明显变化，说 明溶质并非以分子或离子形式存在，而是 以团簇分散在表面活性剂的溶液中。
经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不 同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化 不大。说明增溶不同于真正的溶解。
表 形成吸附膜（一般是单分子膜）
面 Adsorption of Surface-Active 活 Agents at Interfaces 性
剂
的
特
性
表面活性剂在溶液内部自聚形成
多种类型的分子有序组合体
Self-assembly
降低表（界）面张力，改变体 系表（界）面的物理化学性质
起泡、消泡、乳化、破乳、 分散、絮凝、润湿、铺展、 渗透、润滑、抗静电、杀 菌等
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增溶作用的本质：
由于胶团的特殊结构，从它的内核到水 相提供了从非极性到极性环境的全过渡。 因此，各类极性或非极性的难溶有机物 都可以找到适合的溶解环境，而存在于 胶团中。由于胶团粒子一般小于0.1um， 加溶后的胶团溶液仍是透明液体。
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增溶量的测定方法
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(2)、表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。
在同系物中，碳氢链越长，CMC越小，越易形 成胶团，且胶团大小随碳氢链增长而增加（聚 集数增加）。
随着表面活性剂碳氢链的增长，非极性的烃 类和弱极性的苯、乙苯在胶团内核的加溶量会 增加。
增溶作用
胶团催化、形成微乳状液、作为间 隔化反应介质和微反应器、药物载 体、洗涤等
表面活性剂分子有序组合体 质点大小或聚集分子层厚度 接近纳米级
可作为制备超细微粒的模 板（模板功能）
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3.1 增溶作用 一、增溶作用的定义和特点
定义：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂 中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。
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增溶后的紫外光谱或核磁共振谱表明被加溶 物处于非极性环境中，X射线表明在加溶后胶 团变大。
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2.交错插入型
增溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处
长链醇、胺和极性染料等极性有机分子，一 般以非极性碳氢链插入胶团内部，而极性头 处于表面活性剂极性基之间，并通过氢键或 偶极子相互作用。
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增溶作用的特点: （1）与溶液中增溶剂形成的胶束有关； （2）增溶作用可以使被溶物的化学势大大 降低，是自发过程，是热力学稳定体系。
（3）增溶作用是一个可逆的平衡过程。
（4）增溶后不存在两相，溶液是透明的
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增溶作用与乳化作用的不同：
增溶作用：增溶后不存在两相，是热力学稳 定体系；
被吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分
子“栅栏”的区域完成苯的、。甲苯
水杨酸
对羟基对苯羟甲酸基苯甲酸
光谱研究表明它们处于完全或接近完全极性的环
境中。如：苯二甲酸二甲酯等，一些高分子物质、 甘油、蔗糖以及某些染料也采取此种增溶方式。
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在非离子表面活性剂溶液中，此类物质加 溶于胶团的聚氧乙烯外壳中。
增溶量的测定方法与溶解度的测定方法 相同： 向100 ml已标定浓度的表面活性剂溶液 中由滴定管滴加被增溶物，当达到饱和 时被增溶物析出，溶液变混浊，此时已 滴入溶液中的被增溶物的物质的量 （mol）即为增溶量。
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增溶力
增溶量除以表面活性剂的物质的量( mol)即得 增溶力。 增溶力表示表面活性剂对难溶或不溶物增溶 的能力。是衡量表面活性剂的重要指标之一。
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三、增溶作用的主要影响因素
1.表面活性剂的化学结构 (1) 表面活性剂的类型对加溶能力有影响
具有同样疏水基的表面活性剂，其加溶 量有如下次序：非离子型＞阳离子型＞ 阴离子型。
原因：非离子型表面活性剂的CMC比离子 型的低，而阳离子型表面活性剂形成的胶团 较疏松，使其加溶作用比阴离子相界面和界面自由能， 是热力学不稳定的多分散体系。
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二、增溶作用的方式
1.内部溶解型
饱和脂肪烃、环烷烃及苯等不易极化的非极 性有机化合物，一般被加溶于胶团的内核中， 就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。
苯、甲苯
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增溶物或深或浅地穿插到原胶束层中形成 混合胶束
水杨酸
加溶后的X射线表明胶团未变大。若极性有 机物分子的极性很弱，加溶时插入胶团的程 度会增加，甚至极性基也会被带入胶团内核。
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3. 表面吸附型
一些既不溶于水也不溶于非极性烃的小分子
极性有机化合物，在胶束表面的增溶是通过
4、增溶于胶团的极性基层
聚乙二醇型非离子表面活性剂水溶液增溶时， 可能靠醚氧键把增溶物(如苯）包藏在胶束外 层曲折的聚氧化乙烯的亲水链外壳中。
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以这种方式被增溶的物质主要是较易极化 的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链 芳香烃类化合物
上述四种加溶方式，其增溶量的规律：
4＞2＞1＞3。
非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油 酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大 增加，这称为增溶作用。
例如：常温下，乙苯基本不溶于水，但在 100mL 0.3mol/L的十六酸钾溶液中可溶解3g。
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一般把被增溶的物质称为增溶物；加入的表 面活性剂成为增溶剂。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶 的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸 根分子形成的胶束中。