H2C
P
CH 2CH 2-N-CH 3
O
O
CH 3
R1
R2
N
O
R3
(4)非离子表面活性剂(non-ionic surfactant) 结构如：C15H31-(OC2H4)n-OH 分子中没有带电荷的基团，而基团-(OC2H4)-亲
水性较弱，n 越大，亲水性越强。
非离子表面活性剂类型： •脂肪醇聚氧乙烯醚： RO-(-C2H4O-)n-H •脂肪酸聚氧乙烯醚 ROO-(-C2H4O-)n-H •烷基酚聚氧乙烯醚
R
O
(-C2H4O-)nRN
(C2H4O-)n-H
聚环氧乙烷烷基醇酰胺
R N
R
(C2H4O-)n-H
RONH-(-C2H4O-)n-H
(C2H4O-)n-H
RCO N
(C2H4O-)n-H
二、表面活性原理
1、表面吸附
OOOOO 表面活性剂的疏水基团有向水外逃离的趋势，亲水 基团伸向水内，平衡时在水面形成吸附膜，因而表 面活性剂在表面的浓度大于在液相内的浓度。
磷化物
R R-P+-R·X -
R
阳离子表面活性剂分类： 咪唑啉盐
R1
N CH 2
.X-
N+
CH 2
R2 CH 2CH 2OH
烷基吡啶盐
.X- _
N+ R
伯胺R-NH2·HX 肿胺R1-NH ·HX
R2
叔胺盐 R3 R1-NH ·HX R2
季胺盐 R3 R1-N-R4 ·HX R2
(3)两性表面活性剂(zwitter ionic surfactant) 其分子中含水溶性正电荷基团和负电荷基团。如：
及增溶剂。
阴离子表面活性剂分类：
羧酸盐R-COOM
硫酸酯盐R-OSO3M 磺酸盐R-SO3M 磷酸酯盐R-OPO3M2 脂肪酰-肽缩合物R1CONHR2COOH
(2)阳离子表面活性剂(cationic surfactant) 在水中带正电荷的界面活性剂。
如R(CH3)2NBr在水溶液中离解出 R(CH3)2N+。此类表面活性剂作杀菌剂、纺织柔软剂、 抗静电剂。
3、亲水亲油平衡值 亲水亲油平衡值(HLB)值是表示表面活性剂亲水性、
疏水性的好坏。HLB值大，亲水性强；HLB值小，亲 油性强。
1.5-3 消泡剂 3-6 W/O油包水乳化剂 HLB= 7-9 润湿剂 8-18 O/W水包油乳化剂 13-15 洗涤 15-18 增溶剂
HLB计算： (1)、非离子表面活性剂
-(-CH2CH2CH2O-)- 0.15
-CF2-CF3-
HLB=[(亲水基的分子量)/ (疏水基的分子量+亲水基 分子量)]×100/5
如：
C9H19
O( CH 2CH 2O- )9-H
HLB=[396/(220+396)]×100/5=12.86 220指壬基酚的分子量。
(2)、多元醇脂肪酸
HLB=20(1-S/A)
S为酯的皂化值，A为脂肪酸的酸值。如甘油单硬 脂酸酯的S=161，A=198，则
HLB=20(1-161/198)=3.8
(3)、聚乙二醇
百分数)
HLB=EO/5(EO为环氧乙烷部份的质量
(4)、离子型表面活性剂 HLB=7+(亲水基的基团数)+ (亲油基的基团数) 太古油的结构：
H3C(H2C) 5HC OS O3Na
(CH 2)7
COOH
HLB=7+(11+1.3+2.1)+17(-0.475)=13.3
2、形成胶束
(1)、疏水作用 水分子间有氢键，表面活性剂加入后， 疏水基团隔开氢键，并相互吸引缔合，形成胶束。这 种胶束有逃离水的趋势。
(2)、形成胶束
由于疏水作用，水溶液中的表面活性剂分子的碳氢 键有力图脱离水包围的趋势，易于自发互相靠近，聚 集起来，形成胶束。
(3)临界胶束浓度
表面活性剂在水溶液中超过一定浓度时会由单体缔 合成胶态聚合物，即形成胶束，开始出现胶束时的浓 度为临界胶束浓度。称CMC。
C12H25N+(CH3)2CH2COO-
在酸性溶液中正电荷基团呈阳离子性质，在碱 性溶液中负电荷显阴离子性。
1、pH值对性能影响 • pH值<7 显阳离子性
• pH值>7 显阴离子性
• pH值=7 显中性
Cl-
N+
CH2COOH
OH
N
CH2COONa
N+
CH2COO-
2、两性表面活性剂分类：
氨基酸型R-NH-CH2CH2-COOH
(4)、界面定向排列 吸附在界面上的表面活性剂分子， 能定向排列成单分子膜，覆盖于界面中。
(5)形成胶束 表面活性剂溶于水，并达到一定浓度时， 表面张力，渗透压，电导率等溶液性质发生急剧的变 化。此时，表面活性剂的分子会产生凝聚而生成胶束， 开始出现这种变化的极限浓度称为临界胶束浓度，简 称CMC。
一些基团的HLB基团数
亲水基
基团数
亲油基
基团数
-COOK
21.1
=CH-
– 0.475
-COONa
19.1
–0.475
-SO3Na
11
-N
9.4
酯(失水山醇环) 6.8
酯(游离)
2.4
-COOH
2.1
-OH(自由)
1.9
-O-
1.3
-OH(失水山梨醇环) 0.5
-CH2-CH3 -C-
–0.475 –0.475 –0.475
甜菜碱型
CH3 R-N+-CH2COO-
CH3
磺酸盐 硫酸酯
CH 3
R N+ (CH2)nSO3-
CH 3
(CH2CH 2O)nSO3M
RN
(CH2CH 2O)nSO3M
咪唑啉
N CH 2
R
N+
CH 2
HOH2CH 2C
CH 2COO -
氧化铵
磷酸酯
H2C OCOR 1
OCOR 2
HC
OO
CH 3
(6)、多功能性 表面活性剂在其溶液中显示多种功能。 如能降低表面张力，具有发泡、分散、乳化、抗静电、 增溶、杀菌。
3、分类 (1)阴离子表面活性剂
Anionics surfactant
R
O O
S
Na
O
式中-SO-3为阴离子水溶性基团，此外阴离子基团 还有-COO-，此类表面活性剂作为洗涤剂，乳化剂
第二章 表面活性剂 Surfactant
一、概论
1、定义 表面活性物质，是指能使溶液表面张力降低的物质。 2、特点 (1)、双亲性 表面活性剂的分子中同时含有亲水的 极性基团和亲油的非极性基团。 (2)、溶解性 表面活性剂至少溶于液相中的某一相。
(3)、表面吸附 表面活性剂的溶解，使溶液的表面自 由能降低，产生表面吸附，当吸附达平衡时，表面活 性剂在溶液内的浓度小于在表面的浓度。