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最新乳状液、泡沫和湿润

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0.1μm,加溶后的胶团溶液仍是透明液体。
增溶量的测定方法 向100mL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,溶液变浑浊,此时已滴入 溶液中的被增溶物的物质的量即为增溶量。
有机添加剂的影响 非极性化合物加溶于表面活性剂溶液中,会
使胶团胀大,不太大的烃分子会插入定向排列的 表面活性剂分子疏水基间,使胶团变得疏松,有 利于极性有机物的加溶。
与之相反,溶液中加溶了极性有机物,也会 有利于非极性有机物的加溶。一般来说,极性有 机物碳氢链越长、极性越小、越不易形成氢键 的,使非极性有机物的加溶量越大。
(4)增溶于胶团的极性基层
对短链芳香烃类的苯、乙苯等较易极化的 碳氢化合物,开始加溶时被吸附于胶团-水界面
处,加溶量增多后,插入定向排列的表面活性剂 极性基之间,进而更深地进入胶团内核。
在聚氧乙烯基为亲水基的非离子表面活性剂 胶团溶液中,苯加溶于胶团的聚氧乙烯外壳中 (图d)。
上述四种加溶方式,其增量的规律:d>b> a>c。
3.1.3.4 添加无机电解质的影响
离子型表面活性剂溶液中加入无机电解质,可增加烃 类化合物的增溶程度,但使极性有机物的增溶程度减少。 原因:无机电解质的增加抑制离子型表面活性剂的电离, 降低其水溶性,使cmc降低、胶团聚集数变大。在cmc附 近,加电解质使加溶量增加,这主要是由于增加了胶团 尺寸和聚集数。但是,另一方面,加无机电解质使胶团 极性基间的排斥作用减弱,使极性基排列更为紧密,导 致极性有机物可加溶的位置减少,极性有机物的加溶量 降低。
极性有机物加溶在胶团的表面活性剂分子之 间,其加溶量随温度上升先增加后下降,在达到 表面活性剂的浊点之前会出现一个最大值。 原因:升高温度使表面活性剂热运动加剧并增加 了胶团聚集数,使加溶量增加。继续升高温度, 则加剧了聚氧乙烯的脱水作用使其容易卷缩,导 致加溶空间变小,极性有机物的加溶量减少。对 短碳链的极性有机物,其加溶量的降低更为明显。
增溶力 增溶量除以表面活性剂的物质的量为
增溶力。 表面活性剂的增溶力表示其对难溶或
不溶物增溶的能力,是衡量表面活性剂性 能的重要指标之一。
3.1.3 增溶作用的主要影响因素
3.1.3.1 3.1.3.2 3.1.3.3 3.1.3.4
表面活性剂的化学结构 被增溶物的化学结构 温度的影响 添加无机电解质的影响
可以推断:微溶物溶解度的增加与溶液中胶 团形成有密切关系。
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; 乳化作用:两种不相混溶的液体形成的液-液 分散体系,有巨大的相界面和界面 自由能,是热力学不稳定的多分散 体系。
§3.1.2 增溶作用的方式
四种增溶方式:
(1)非极性分子在胶团内核的增溶
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。
(3)吸附于胶团表面
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,如苯二甲酸二甲酯以及一些
染料,吸附于胶团的外壳或部分进入表面活性 剂极性基层而被加溶(图c)。这些加溶物的 光谱表明,它们处于极性环境中。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。
乳状液、泡沫和湿润
掌握表面活性剂的增溶、乳化、润湿、 起泡、洗涤和去污分散和絮凝等各种功 能的定义;
理解各种功能的作用原理;
理解各种作用的影响因素;
了解各种功能的具体应用。
从图中可以看到,在表面活性剂浓度小于cmc 时,2-硝基二苯胺溶解度很小,而且不随表面活 性剂浓度改变。在cmc以上,溶解度随表面活性 剂浓度的增加而迅速上升。表面活性剂溶液浓度 超过cmc越多,微溶物就溶解得越多。
4、带有不饱和结构的表面活性剂,或在活
性剂分子上引入第二极性基团时,对烃类 的增溶作用减小,而对长链极性物增溶作 用增加。
3.1.3.2 被增溶物的化学结构
脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链 长的增加而减小,随不饱和度及环化程度 的增加而增大;
带支链的饱和化合物与相应的直链异构 体增溶量大致相同。
3.1.3.3 温度的影响
温度对加溶作用的影响与表面活性剂的类型和加溶 物的性质有关。
对于离子型表面活性剂,升高温度使热运动加剧,
胶团中能发生加溶作用的空间变大,使极性和非极性有 机物加溶量均增大。
对于聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂,温度升高,
聚氧乙烯基的水化作用减弱,cmc降低,胶团更易形成, 胶团聚集数增大。特别是温度升至表面活性剂浊点时, 胶团聚集数会剧增,胶团变大,内核也变大,使非极性 碳氢化合物和卤代烷类有机物的加溶量增加。
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、乙苯在胶分带有分支结构的表面活性剂增溶
作用较直链的小。 原因:直链型表面活性剂cmc浓度比支链型低,
胶束易形成,胶束聚集数较大。
3.1.3.1 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型的强。
2、表面活性剂的链长对加溶量有明显的影响。
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(图(a)。 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。
(2)增溶于表面活性剂分子间的“栅栏”处
长链醇、胺等极性有机分子,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(图 b)。
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