(一).Kraft点,浊点(昙点)温度对增溶作用的影响:•★Kraft点:对于离子型表面活性剂,温度增加到某个温度,表面活性剂的溶解度急剧升高,这一温度即Kraft点。
•★浊点(昙点):对于非离子型表面活性剂,温度增加到某个温度,表面活性剂的溶解度急剧下降,溶液出现浑浊,这一温度即浊点。
•表面活性剂的复配:表面活性剂相互间,或与其它化合物配合使用能提高增溶能力,降低用量。
(二).CMC★Def:表面活性剂在水中随着浓度增大,表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层,多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶束,这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
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。
胶束形状:球状、棒状、层状★胶束的作用:乳化作用;泡沫作用;分散作用;增溶作用;催化作用润湿:液体和固体表面接触时,原来的固-气界面消失,形成新的固-液界面的现象。
是溶液表面张力下降,溶液表面具有吸附现象的结果。
增溶:脂溶性强的物质在与本身性质相似的胶束中,溶解度可明显增大,形成透明溶液,这一作用称为增溶。
增溶体系为热力学上稳定的各向同性溶液。
一定浓度的表面活性剂溶液中溶解的被增溶物质的饱和浓度称为:增容量乳化:互不相溶的两液相,一相液体以液滴状态分散于另一相中,形成非均匀相液体分散体系(称为乳剂),这一作用称为乳化作用。
表面活性剂在此又称为乳化剂,它使一相液体以非常微小液滴状态均匀分散于另一相中。
泡沫:使空气进入溶液中,液体薄膜包围着气体形成泡,由于溶液浮力而升到溶液表面,最终逸出液面形成双分子薄膜。
是气体分散在液体中的分散体系。
★影响CMC的因素:1)表面活性剂的结构:主要包括表面活性剂的碳氢链链长(C↑,CMC↓),碳氢链分支数目(分支多,烃链间作用力↓,CMC↑)、极性基位置(极性基位于烃链中间,CMC↑)、碳氢链中其它取代基(烃链中有极性基团时,CMC↑)、亲水基团(CMC离子> CMC非离子)2)外部条件:温度(T↑,CMC非离子↓)(三). HLB值:(表面活性剂亲水亲油平衡值)★Def:表示分子内部平衡后整个分子的综合倾向是亲水的还是亲油的。
这种综合亲水亲油效应强弱的度量,即是表面活性剂本身的HLB值。
双亲分子中极性基团极性越强,HLB值越大,亲水性越强;双亲分子中非极性基团越长,HLB值越小,亲水性越弱。
亲水性= 亲水基的亲水性/ 疏水基的疏水性(四).EO数:加成环氧乙烷的个数。
非离子聚氧乙烯类表面活性剂的EO数:R一般以C7~C11的润湿性最好,C12以上润湿性下降。
●EO=10~12时,润湿性最好;●EO>12时,润湿性急剧下降;EO数较低时,润湿性也差。
(五)Plateau交界泡沫中各个气泡相交处(一般是三个气泡相交)形成所谓Plateau交界,图的A处。
由图中所示,B为两气泡的交界处,形成的气液界面相对比较平坦,可近似看成平液面,而A为三气泡交界处,液面为凹液面,此处液体内部的压力小于平液面内液体的压力,即B处液体的压力大于A处液体的压力,液体自动由B处流向A处,使B处液膜变薄,这是泡沫的一种自动排液过程。
液膜薄至一定程度,会导致液膜破裂,泡沫破坏。
另一种排液过程是因重力作用产生的向下排液现象,使液膜减薄。
(六)泡沫的稳定性与什么因素有关:泡沫是一种热力学不稳定体系,破泡后体系总表面积减少,能量降低,这是一种自发过程,泡沫最终还是要破坏的。
泡沫破坏的过程,主要是1 表面张力*2 界面膜的性质3 表面张力的修复作用4 表面电荷5 泡内气体的扩散★泡沫的稳定性与那些条件相关呢?总之:液膜的强度最重要。
低的表面张力有利于泡沫生成。
界面膜强度是泡沫稳定的关键因素隔开气体的液膜由厚变薄,直至破裂的过程。
因此,泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度,影响泡沫稳定性的主要因素,就是影响液膜厚度和表面膜强度的因素(七). 消泡剂消泡剂:是指能够破除已经存在的泡沫的物质。
抑泡剂:是指能够阻止泡沫的产生的物质。
★消泡剂的作用:1、降低局部表面张力2、破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用3、降低膜黏度4、固体颗粒★消泡机理:1)消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡2)消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡3)消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡4)固体颗粒消泡作用机理:固体颗粒表面必须是疏水性的。
(八)乳状液★Ⅰ. 乳状液:将一种或一种以上的液体以液珠的形式均匀分散到另一种与之不相溶的液体之中所形成的分散体系。
★Ⅱ.乳状液的形成条件:⑴必须有互不相溶的两相;⑵必须有乳化剂的存在;⑶必须有适当的搅拌条件。
Ⅲ. 乳状液类型的鉴别:1)稀释法:水包油型乳状液能与水混溶;油包水型乳状液能与油混溶。
2)电导法:利用水和油的电导率相差很大的原理。
水包油型乳状液电导率大,可使电路中串联的氖灯发光。
3)滤纸润湿法:水在纸上有很好的润湿铺展性能,将乳状液滴于滤纸上,如果液体迅速铺开,中心留有一小滴油则为O/W型乳状液,如果液滴不铺展开即为W/O型乳状液。
4)粘度法:由于在乳状液中加入分散相后它的粘度一般都是上升的,如果加入水,比较其前后粘度变化,粘度上升的是W/O型,反之为O/W型。
5)折射率法:利用油相和水相折射率的差异也可判断乳状液的类型。
6)荧光法:荧光染料能在紫外灯照射下产生颜色,而荧光染料一般是油溶性的。
7)染色法:•加入“苏丹III”:“苏丹III”为油溶性染料。
在乳状液加入少量“苏丹III”染料,油包水乳状液整体呈红色;水包油乳状液,染料保持原状。
•加入亚甲基蓝:亚甲基蓝为水溶性。
在乳状液加入少量亚甲基蓝染料,水包油乳状液整体呈蓝色;油包水乳状液染料保持原状。
★Ⅳ. 乳状液的特点:多相体系,相界面积大,表面自由能高,热力学不稳定系统。
★Ⅴ. 影响乳状液稳定性的因素:1. 表面张力的影响低表面张力表明乳状液容易形成,但并非乳状液稳定的唯一因素。
2. 界面膜性质的影响★界面膜的强度和紧密程度是决定乳状液稳定性的重要因素。
因此要注意两方面:⑴使用足量的乳化剂⑵选择适宜分子结构的乳化剂3. 界面电荷的影响⑴扩散双电层⑵O/W型乳状液中的扩散双电层⑶电解质对乳状液稳定性的影响对于W/O型乳状液或由非离子型表面活性剂所形成的乳状液,电解质的影响不大。
4. 外相粘度的影响⑴外相粘度越大,乳状液液珠的运动阻力增大,使得液珠之间不容易碰撞而聚集;⑵外相粘度增大,使乳状液界面上的界面膜强度增加,乳状液稳定性提高。
一般认为,内相粘度对乳状液稳定性影响不大。
5. 固体乳化剂对乳状液的稳定作用Ⅶ. 固体乳化剂:指既亲水又亲油的固体颗粒。
★Ⅷ. 影响乳状液类型的因素:主要取决于乳化剂的类型1、HLB值表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液的类型:HLB 2~6: 形成W/O型乳状液;HLB 12~18:形成O/W型乳状液。
可根据HLB值选择乳化剂:HLB ,亲油性,< 8 亲油;HLB ,亲水性,> 8 亲水。
2、相体积理论:根据这一理论,当0.2598<φ<0.7402时,可形成O/W或W/O型乳状液;而当φ<0.2498或φ>0.7402时,就只能形成一种类型的乳状液。
(九)溶解度规则(Bancroft规则)•规则:当表面活性剂在某一相中的溶解度较大时,该相通常是连续相—外相。
习惯上用分配常数k来衡量乳化剂分子在油水两相中的溶解度。
分配常系数k = 乳化剂在水中的浓度/ 乳化剂在油中的浓度分配系数比较大时,容易得到O/W型乳状液,分配系数越大,O/W型乳状液越稳定。
分配系数比较小时,则为W/O型乳状液,分配系数越小,W/O型乳状液越稳定。
(十)特殊表面活性剂★氟表面活性剂的独特性能可概括为:“三高”:即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性。
“两憎”:即它的含氟烃基既憎水又憎油。
含氟硅氧烷表面活性剂特点:“三防”:防水,防污,防油高分子表面活性剂:表面活性较差、乳化效果好、稳泡剂、分散性和絮凝性、增稠性(十一)乳状液不稳定性的三种表现方式乳状液理论中,一个重要的问题是其分层、变型和破乳。
它们是乳状液不稳定性的三种表现方式。
分层:一种乳状液变成了两种乳状液,一层中分散相比原来的多,另一层中相反。
分层过程中,界面膜未破坏,故分层并未破乳,但分层最终将导致破乳。
破乳:使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。
破乳过程絮凝:此过程中,连续相在液滴与界面间排泄出来,分散相的液珠聚集成团。
聚结:此过程中,界面膜发生破裂,各个团合成一个大滴,导致液滴数目的减少和乳状液的完全破坏。
(十二)分散体系是热力学不稳定体系,其稳定性受时间、pH 值、温度、添加剂等影响。
分散:一般是指把一种物质分散于另一种物质中以形成分散体系的过程。
其中被分散的相叫分散相,另一相叫分散介质。
溶胶在一定条件下能否稳定存在取决于胶粒之间相互作用的位能。
总位能等于范德华吸引位能和由双电层引起的静电排斥位能之和。
即分散体系受两种力:吸引力+排斥力 ★ 表面活性剂的分散作用1)固体粉末分散于液体中的三个基本过程: a.分散介质应完全润湿固体粉末,液体取代固体表面空气; b.质点团粒脱聚、分散;c.防止分散质点再聚集。
2)表面活性剂在上述过程中的作用 ① 对于a 过程,根据铺展系数② 对于b 过程(质点团粒脱聚、分散),表面活性剂的作用:一是表面活性剂吸附于固体“微裂缝”中,可以减少固体质点分裂(分散)所需的机械功。
二是离子表面活性剂吸附于团粒质点表面上时,可使团粒中质点获得相同符号的电荷,质点就互相排斥而易于分散于液体中。
③ 对于c 过程(防止分散质点再聚集),在水为分散介质的分散体系中,表面活性剂吸附时以其亲水基朝向水相,于是降低质点与水之间的界面张力γsl ,使分散体系的稳定性提高。
(十三)增溶★ Def :在水溶液中由于表面活性剂的存在能使原来不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著高于纯水,这种作用称为表面活性剂的增溶作用(solubilization )。
图5 油污被增溶除去的四种方式1-中非极性简单烃类油污在胶束内芯被增溶除去; 2-极性有机物油污在胶束“栅栏”之间被增溶除去;3-高分子物质、甘油、蔗糖以及不溶于烃的染料油污吸附于胶束表面区域而被增溶除去;4-苯、苯酚等这类油污包藏于胶束外层的聚氧 乙烯链内而被增溶除去1 2 3 4当洗涤液中表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度时,任何油性污垢会不同程度地增溶而溶解。
lg/γγγ--=sl sg s l S ★ 增溶机理★增溶作用的特点:a. 表面活性剂的增溶作用只在cmc以上,胶团大量生成后才显现出来.b.增溶作用不同于助溶作用.助溶作用是指利用混合溶剂来增大溶解度.一种物质不溶于水,但可通过加入另一种与水混溶的溶剂来增加其溶解度,此种过程称为助溶作用。