胶体化学第6章 表面活性剂
ö ® » ¢ ® É » ¢ ù ´ ¬ » Î Ï ¶ ¡ · ´ ¶ ¡ ¾ · µ ¶ ö ¹ » ¢ í æ Í ¤» ¢ ù Ô » ¢ Ð ¢ » ¢ ø Î Á ¶ ¡ ª½ ¶ ³ ¶ ¡ ¾ ¸ ¶ ¡ «Ã ¶ ¡ É ì · ¤° Î Ð ³ Ì Ö » ¿ ¶ Ï É ¢ ¹ É ¢ Ç ¨ ¢ Ç ® ¤° Ð ¢ » ¢ ¤¬ Î ðø » ¢ ¤® » Ë » ¡ Ç » ¡ Í ¾ ¡ Í À ³ Ì «Ã ¶ ¡ ë ° Ê ° Ï ¶ ¡ ë · ¶ É Ã ð© ¢ ë ´ ¤° ´ ® Ä Ð ¡ É · ³ Ì ¡ ¢ ¤° Í Å ³ Ì ¬ Ç ¤° Ä Í ³ Ì Ï Ã ¤° Æ ¯ ³ Ì ¦ ° ¿ Ì «ª µ £ ° ¬ » ¢ Ð ¢ »  µ ¶ ¡ «Ã ¶ ® É · ´ õ ù Ê ¾ ¢ ë ¡ · Ð ¢ «Ã » ¶ » ¶ ô Ä » ¶ ¢ ¡ ¢ ¡ è º ¢ ¡ Ð ¢ «Ã Ð ¢ «Ã Í ó ¬î ® É · ´ » ¶ » ¶ É ´ » ¶ ¢ º ç » ¡ «¸ ° ¶ ¢ ö ® » ¢ ° ¬ » ¢ ° » ¡ Î Ï ¶ ¡  µ ¶ ¡ À  ¶ » ¶ ¢ ö Õ » ¡ Î Å ¶
γ
1 2 1 .高 分 子 聚 电 解 质 2 .低 级 醇 、 胺 、 醚 3 .高 级 醇 、 胺 、 醚
γ
1 2
3
-
dγ dc
3
γ m in
CMC
c
洗涤力
ln c
溶 解 度 /( m o l/L )
3 2 1 10 20 30 40 50 60 70 C 10 系列烷基苯磺酸钠 C 12 C 14
10
20 40 K r a fft p o in t
60
/℃
0
2
6 溶 解 度 / ( m o l/ L )
10
· » Ð ´ ¸ Ì É µ ª ½ µ Ê ¶ 1%¿ ± ° ¬ ° Í · ³ ° ³ É © Ô ¦ ñ í æ é Î » ¨Â ¾ Á ã è ® ¾ Ñ °
SA n Á ã æ ¬° /¡ C13H27O(C2H5O)nH 9.5 40 15 98 8 30 9 50 C9H19O(C2H5O)nH 10 65 11 75 12 81 16 96
N
+
_
CH 2 COO
3
CH
CH 2 CH 2 O
甜菜碱型:如十八烷基二甲基甜菜碱
n H mH +
_
Cl
R
N CH
3
CH 2 CH 2 O
⑸高分子表面活性剂——分子量在数千到一万以上。 特点: 降低表面张力小,多数不形成胶束; 渗透力弱; 起泡力差,但泡沫稳定; 乳化力好; 分散力和凝聚力强; 低毒或无毒。
特性
气泡性能
C 16
C 18
10
12
14 碳原子数
16
18
8 0℃
2、 温度对表面活性剂溶解度的影响 Krafft点
溶 解 度 /( m o l/L )
浊点
C lo u d p o in t 非离子型 表面活性剂 溶 解 度 降 低 , A .析 出
℃
3 2 1
60
离子型表面活性剂
40 20
CMC
②含硅表面活性剂——以硅氧烷为憎水基
CH (CH
3 ) 3 SiO 3 n
CH (C 2 H 4 ) n R (CH
3 ) 3 SiO
3 n
CH Si CH
3
(SiO) CH
3
(SiO) CH
3
(CH
3
2 ) 3 (OC 2 H 4 ) n OR
③孪连表面活性剂
NaO H 3C (H 2 C)
9 3S
R C N
多元醇型:Span型
R C O CH
2
CH CH
OH
2
H OCH
2 CH 2
b
O
CH CH O
CH CH
2
O
CH 2 CH 2 O
c
H
Tweem型
RCOO H OCH
CH
2 CH 2
2
CH
a
O
⑷两性表面活性剂——水解时既有阴离子,也有阳离子。
CH
3
氨基酸型:如二聚氧乙烯基烷基甲基氯化铵
C 18 H 37
第六章 表面活性剂
表面活性剂的典型应用
í æ é Î » ¾ ¥ ½ ª½ µ Ê ¶ ° Í Í
¥ ½ · æ Í Í «½
Ì ¤ ¯ Í ½ « ¶ Ç É ° Í À Å © ¤° É È ³ Ì ® «¢ Ç ¤° Ä À «· ³ Ì ¬ ª«¢ · ¦ ¤° µ ¬À ¡ Ì Ì ³ Ì
½ ¸ Í Ç
´ å  ¨» ¢ º Ô ² Ò » ù » ¢ ® ® » ¢ ë · Æ È ± ¶ ¡ «È ³ Î ® µ ¶ ¡ Ï · ¶ ¡ · ô è Í ó É » ¢ Ð ¢ » ¢ £ § » ¢ º ç » Ä º ¬î ´ ¶ ¡ «Ã ¶ ¡ ªÄ ¶ ¡ «¸ ° ¶ ª ¯ ù ´ » ¢ ð Ç » ¸ à ¾ · ¶ ¡ ² Ð Í ¶ ® «í Í » Ä À Æ ¶ ¶
é Ç í æ ¿ ¥ /mN.m-1 ¬° ª½ Ï » é Ç ç æ ¿ ¥ /mN.m-1 ¬° · ½ Ï » í æ ó · Õ /J.mol-1 ª½ È ² ¾
C8 F17 COONa,C13 H27 COONaÐ » «Ä ² È 0.1%° Å Â Ì Í µ ¶ Ç ° · ½ Ï » Ä ¹ Ð ù ð§ ¾ « Õ ´ è «´ ° ¾ ç æ ¿ ¥
£ § » ¢ » º ¾ ¶ » ªÄ ¶ ¡ Ç Â ² » ¶ « ¥ í ½ õ ù » Å ¯ º Í Ê ¾ ¶
í æ é Î » ë ´ ë ì µ ¢ ðè É Ã ¢ õ É Ã ª½ µ Ê ¶ º ª£ ¡ -Æ Â ¡ ¡ -©´ ® ¡ ¡ -´ ®
5.1 表面活性剂的性质与定义
Szyszkowski equation: (relating γ and c)
s
0
kT Γ
c ln 1 B
⑵表面活性剂分类:表面活性剂是由亲水基和亲油基组成的 双亲分子。其中亲油基要有一定的长度(碳数在8~20之间的 碳链)。
5.2 表面活性剂种类
2 2
R 1 COO OH O HO O OH CH
2
CH CH CH
2
OH R2 COO
2
O
HO O OH CH
2
OH O HO O OH CH
2
单半乳糖二甘油酯
OH
双半乳糖二甘油酯 H 3C CH CH
3 3
OH
CH
胆甾醇
CH
3
3
HO
⑺新型表面活性剂 ①含氟表面活性剂——在CnH2n+1中的H为F所代替
+
[RNH3]+CH3COOH;季铵盐型;吡啶盐型; 多乙烯多铵盐型RNH[CH2CH2NH]nH· mHCl(m≤n+1)。 十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)
⑶非离子表面活性剂——在水中不解离。主要有, 聚乙二醇或聚氧乙烯型:平平加(Peregal)型
OP型
R O CH 2 CH 2 O
n
P型
CH 3 CH 2 CHO
Î Õ Ê ¾ ò í æ é Î » è ¶ â í æ é Î » ¾ Â É «ª½ µ Ê ¶ Í Æ Á ª½ µ Ê ¶ ° ª· ò í æ é Î » «ª½ µ Ê ¶ ¶ â í æ é Î » Æ Á ª½ µ Ê ¶ 15 11.5 5443-6238 27 1~2 3810-4982
¬ §° à µ Ë ¬® ¬ ¬ Ä º Ç ® Í Å §« Ä Å §« Ä Å §« Ä Å §« Ä Å Ô õ ¸ Ë §« Ä Å §« Ä Å Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë ¨ « Å Ä « ¾ Ä Å Ç ® Í Å Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë « ú Ä ± Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ô õ ¸ Ë Ç ® Í Å Ç ® Í Å « ñ Ä » « ú Ä ± ù  ù  ù  ù Â Ì ù  ù Â Ì Ì ú ± ° Ç ù Â Ì Ì Ì Ì ° Ç Ì Ì Ì Ì Ì À ¾ Ñ ¶ ° Ç ° Ç æ º æ º æ º æ º ¦ É æ º æ º ¦ É ¦ É ° Ç ñ µ Ì ¦ É ¦ É ¦ É ¦ É ñ µ ¦ É ¦ É ¦ É ¦ É ¦ É ¶ ù Ç ® ¤ ¯ Â Í Å õ ¶ © ® ¤ ¯ Í Ð Å õ ¶ ¤ Ç ® ¤ ¯ ° Í Å õ ¶ ¤ © ® ¤ ¯ ° Í Ð Å õ ¼ ë ® ¤ Î ³ Å õ -2 ¶ ¤ Ñ ® ¤ ¯ ° ¬° Å õ ¶ ¤ ¼ ë ® ¤ ¯ ° Î ³ Å õ Ç ® ¤ Í Å õ -4 « ú ¶ Ë Ä ± ¯ ½ -4 ñ ú ¬ñ  ¬ § µ ± ¶ µ ¼ µ ê · Á ® À ªµ Å ¾ ¶ « ¯ © à ñ Í Ë Â µ «½ -9 » ñ Í Ë Ê µ «½ -10 §« ù æ ¶ ¤ © Ä Å Â º ¯ ° Í Ð §« ù æ ¶ ¤ Ç ® Ä Å Â º ¯ ° Í Å ù ¬ñ  ¬ §  ¶ µ ¼ µ ê « ú « Ä ± ©-15 §« ù æ ¶ Ñ ® Ä Å Â º ¯ ¬° Å © ® ¤ Í Ð Å õ -30 §« ù æ ¶ ¼ ë ® Ä Å Â º ¯ Î ³ Å » ñ Í Ë Ê µ «½ -30