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精细化学品化学课件第02章 表面活性剂



第二章 表面活性剂

本章教学目标:
1.掌握表面活性剂的概念、结构及性质;

2.掌握表面活性剂的基本作用及应用;
3.掌握常见表面活性剂的性质及应用; 4.熟悉常见的阴、阳离子表面活性剂及性质; 5.熟悉常见的非离子和两性表面活性剂及性质; 6.了解洗涤剂的中常见的表面活性剂。

本章教学重难点


1.表面活性剂的概念及结构特点; 2.表面活性剂的基本作用。 3.常见表面活性剂的基本性质及应用。

2.1 表面活性剂概述
表面活性剂作为 多种工业品的主要添加剂 和原料,应用于日常生活, 工农业及高新技术领域。 因此近年来,我国表面活 性剂工业得到迅速发展, 产量不断扩大,品种不断 增多。 这一方面是由于表 面活性剂在工农业生产 中的广泛应用,更重要 的是由于日常生活中家 用洗涤用品需求量与日 俱增。
500 400 300 200 100 0 1980年 1996年 1989年

1980年

1989年

1996年

据统计全国合成洗涤用品 产量:1980年为39.32×104t, 1989年增加到146.5×104t,十 年间增加了3.73倍,到1996年 又猛增到441.36×104t,比1989 年又增加了3倍。

表面活性剂之间可以互配,也可以和其他助剂在一起 配制成用途各异的液体或固体洗涤剂。从工业上说,有各 种品牌的重垢清洗剂,用于清洗印刷、机械加工、石油化 工、纺织印染、交通运输等设备。从生活上说,有果蔬、

餐具清洗剂、洗发剂、沐浴液、家具增光剂、液体洗衣剂
等。除此之外很多新面市的洗衣粉都含有一种或几种性能 优异的表面活性剂,达到理想的增白洗涤效果。

2.1.1表面活性及表面活性剂

问题:

水在荷叶表面 为何呈滴状?

表面张力实验 如果在金属线框中间系一线 圈,一起浸入肥皂液中,然 (a) 后取出,上面形成一液膜。 由于以线圈为边界的两边 表面张力大小相等方向相 反,所以线圈成任意形状 可在液膜上移动,见(a)图。

如果刺破线圈中央的液膜, 线圈内侧张力消失,外侧表 面张力立即将线圈绷成一个 圆形,见(b)图,清楚的显示 出表面张力的在。

(b)

1.表面张力 在两相(特别是气-液)界面 上,处处存在着一种张力, 它垂直于表面的边界,指向 液体方向并与表面相切。把 作用于单位边界线上的这种 力称为表面张力,用g 或s表 示,单位是N· -1。 m

2. 表面自由能
保持温度、压力和组成 不变,每增加单位表面 积时,Gibbs自由能的增 加值称为表面Gibbs自由 能,或简称表面自由能 或表面能,用符号 g 表 示,单位为J· -2。 m

?G g ? ( ) p ,T ,nB ?A

3. 表面活性 表面活性: 如果a物质能 降低b物质的表面张力, 通常可以说a物质(溶质) 对b物质(溶剂)有表面活性。
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系

2.1.1.1 界面和表面
? ?

界面-物质相与相的分界面
表面-当组成界面的两相中有一相为气 相时的分界面 表面活性剂的功能
改变液体的表面的性质 改变液-液界面的性质 改变液-固界面的性质

?
? ? ?

2.1.1.2 表面活性剂的定义
从广义上讲,能使体系表面张力降低的溶质均 可称为表面活性物质;但习惯上只将显著降低表面

张力的这类化合物称为表面活性剂。

表面活性剂是一类具有双亲性结构的有机化合物。

2.1.2 表面活性剂的特点
? ?

?
? ? ?

双亲媒性 溶 解度 界面吸附 界面定性 生成胶束 多功能性

CMC

2.1.3 表面活性剂的结构及性质

表面活性剂由结构上不对称的 两部分组成, 为双亲化合物。

亲水基: 极性基团。 易溶于水,具有亲水性质。
常见的亲水基有羧基、磺酸基、醚基和羟基等。

亲油基:
(憎水基)

易溶于油,具有亲油性质。 非极性基团。
一般为长链烃基。

结构特点—双亲性

亲水基

亲油基

表面活性剂分子在溶液表面吸附状态的示意图

(a) 浓度极稀时的状态 (b) 中等浓度时的状态 (c) 吸附近于饱和时的状态

1. 临界胶束浓度(CMC)

(1) 定义

a 极稀溶液

b 稀溶液

d c CMC的溶液 大于 CMC的溶液

胶束结构的变化形态
浓度>CMC,形成胶束,大小-1~100nm

单体

二(三)聚体

胶团

棒状胶团 棒状胶团的六角团

表面活性剂结晶
H2O

H2O

H2O H2O

油 醇
H2O
H2O

H2O

1.0-3.5nm

H2O

H2O

微乳状液

水柱的六角堆积

层状胶团

б

c

临界胶束浓度(CMC):
表面活性剂在溶液中形成胶束时的最低浓度。

表面活性剂在溶液中的浓度达到CMC时,溶液 表面的吸附达到饱和,溶液内部开始形成胶束.此 时溶液的表面张力最低。显然,表面活性剂的CMC 越小,表示其达到饱和吸附、形成胶束和使表面张 力降到最低值所需要的浓度越低。

CMC可以作为表面活性剂表面活性的一种度量 以CMC为界限,在 较小浓度范围内,其水 溶液的许多物理化学性 质,如表面张力、渗透 压、密度、洗涤能力等 都将发生突变。 因此,表面活性剂 水溶液,其浓度只有在 稍高于其CMC值时,才 能充分显示其作用。

<CMC =CMC >CMC

以单分子方式或离子形式存在于溶液中。 再加入表面活性剂,单分子浓度不再增加,

只增加胶束的数量。
以单分子和胶束的动态平衡状态存在于溶液。 表面活性剂浓度稍大于CMC时,才能充分发 挥其表面活性作用。 当溶液浓度达到临界胶束浓度时,表面活性剂的 一些物理性质如电阻率、渗透压、冰点下降以及颜色 变化等就会发生改变。

CMC值
CMC值 的大小主要决定于表面活性剂的分子结

构和在水中的强电解质的浓度,与强电解质的种类和
非电解质无关。

① 表面活性剂的分子结构
离子型表面活性剂的CMC决定于亲油基(憎水基)的 长短,一般碳原子数越大,CMC越小。但亲油基中若引

入双键或支链,则使CMC变大。
非离子型表面活性剂的CMC主要由亲水基的种类决

定,如聚氧乙烯链增长, CMC变大 。

② 无机盐类强电解质的影响 表面活性剂随着无机盐类强电解质的加入而使CMC 值降低。
NaCl
20 8 6

月桂酸钾

16

12

A

4

Na2SO4
2

十二烷基硫酸钠

8 4

B
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0

CMC 的测定
在CMC时,表面活性剂的各种物理化学性质。如表 面张力、电导率、渗透压、密度、增溶性、洗涤性等都

有显著的变化。因此,原则上这些性质的突变都可利用
来测定CMC ,方法是只要测定各种性质随浓度的变化, 在性质突变点上的浓度即为CMC 。

1. 表面张力法

2. 电导率法
1.5
12-2-12

1.2 0.9 0.6 0.3 0 0

12-3-12 12-4-12 12-5-12 12-6-12

k (ms)

5

10

15 20 C (mmol/L)

25

30

12-s-12的电导率随 浓度的变化曲线(T=25℃)

3. 荧光光谱法
70 60 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2.2
12-2-12

2 1.8

12-3-12 12-4-12 12-6-12

Intensity

40 30 20 10 0 350 370 390 410 430

I1/I3

1.6 1.4 1.2 1 0.001

450

0.01

0.1

1

10

100

Wavelength(nm)

C (mmol/L)

系列浓度表面活性剂12-3-12在 芘溶液中的荧光光谱图(T=25℃)

在芘溶液中表面活性剂12-s-12 的I1/I3—C的关系曲线图(T=25℃)

润湿与表面张力的关系
杨氏(T.Young)方程式 gs - g = gs -l + gl - g COS ? cos ? ? = (gs - g - gs -l ) /gl -g
?称为接触角。

本 质
使水溶液表面张力下降。 g
σl-g
σS-g
θ

l

σS-l

S
加入润湿剂可使润湿角θ降低, θ越小,表示

润湿越好。

2.1.4表面活性剂的分类
油溶性表面活性剂

1. 按溶解性来分:
水溶性表面活性剂

M >10000,高分子表面活性剂 2. 按分子量大小来分: 1000<M<10000,中分子表面活性剂 M<1000,低分子表面活性剂

润湿剂 乳化剂 分散剂 絮凝剂

起泡剂
3. 按用途来分: 消泡剂 杀菌剂

缓蚀剂
柔软剂 防水剂

匀染剂



4. 按离子类型来分:

表面活性剂通常采用按化学结构来分类,分 为离子型和非离子型两大类,离子型中又可分为 阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。

阳离子型 1.离子型
表面活性剂 2.非离子型 阴离子型 两性型

RCOONa 阴离子表面活性剂
— + -

羧酸盐 磺酸盐

R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na R-OPO3Na2 磷酸酯盐

+-

阳离子表面活性剂

R-NH2· HCl CH3 | R-N-HCl | H CH3 | R-N-HCl | CH3 CH3 | R-N+-CH3Cl| CH3

伯胺盐

仲胺盐

叔胺盐

季胺盐

R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型

两性表面活性剂
CH3 | R-N+-CH2COO| CH3

甜菜碱型

R-O-(CH2CH2O)nH

脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚

非离子表面活性剂

R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型

2.1.5表面活性剂的亲水亲油平衡(HLB)
一、HLB值的概念
表面活性剂都是两亲分子,由于亲水和亲油基团的不

同,很难用相同的单位来衡量,所以1949年,Griffin提出
了用一个相对的值即HLB值来表示表面活性剂的亲水性和 亲油性的相对大小。 规定:石蜡无亲水基,所以HLB=0;油酸的HLB值为1;

聚乙二醇,全部是亲水基,HLB=20;十二烷基硫酸
钠为40。 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于1~20之间;离子型 的表面活性剂的HLB值在1~40之间。

HLB值 石 蜡 油 酸 0 1

HLB值获得方法有实验法和计 算法两种,后者较为方便。HLB值 没有绝对值,它是相对于某个标准 所得的值。

油酸钾

20

阴、阳离子型表面活性 剂的HLB值在1~40之间, 非离子型表面活性剂的 HLB值在1—20之间. 见表 1一9。
十二烷基硫酸钠 40

二、HLB值的计算
1. 估算法
HLB值的估计范围
表活剂在水中的形状 HLB值范围 表活剂在水中的形状 HLB值范围 1~3 不分散 3~6 分散不好 强烈搅拌后可得乳状分散体 6~8 8~10 稳定的乳状分散体 10~13 半透明至透明分散体 透明溶液(完全溶解) 13以上

不同用途表面活性剂的HLB值范围 主要用途 消泡剂 W/O型乳化剂 O/W型乳化剂 HLB值范围 主要用途 HLB值范围 1~3 3~6 8~18 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 12~15 13~15 15~18

2. 基团数法

HLB ? 7 ? ? (亲水基的基数) ? ? (亲油基的基数)
亲水基 基数 亲由基 基数

—SO4Na —COOK —COONa —SO3Na —N(叔胺) 酯(失水山梨醇环) 酯(自由) —COOH —OH(自由) —O— —OH(失水山梨醇环) —(—(CH2CH2O—)—

38.7 21.1 19.1 11.0 9.4 6.8 2.4 2.1 1.9 1.3 0.5 0.33

—CH— —CH2— —CH3 —CH— —CF2— —CF3 苯环 — H CH2CH22CH2O— C CH O
CH3
CH2 CH3 C O H

-0.475 -0.475 -0.475 -0.475 -0.870 -0.870 -1.662 -0.15 -0.15
-0.15

★ 3. 质量分数法
亲水基质量 HLB值= 亲水基质量+憎水基质量 ×20

= 亲水基质量分数(%)×20
=E×20 注意:只适合与有聚氧乙烯基的非离子表面活性剂。
[例] 计算聚氧乙烯(10)壬基酚醚(即OP—10)的HLB值。
C9H19 O CH2CH2O H 10

457 HLB ? ? 20 ? 13.9 457 ? 203

常见表面活性剂的HLB值
化学组成
石蜡 油酸 失水山梨醇三油酸酯 失水山梨醇三硬脂酸酯 失水山梨醇单油酸酯 失水山梨醇单硬脂酸酯 聚氧乙烯月桂酸酯-2 失水山梨醇单棕榈酸酯 失水山梨醇单月桂酸酯 聚氧乙烯油酸酯-4 聚氧乙烯十二醇醚-4 双十二烷基二甲基氯化铵 十四烷基苯磺酸钠 油酸三乙醇胺 聚氧乙烯壬基苯酚醚-9

商品名
— — Span 85 Span 65 Span 80 Span 60 LAE-2 Span 40 Span 20 OE-4 MOA-4 — ABS FM OP-9

HLB
0 1 1.8 2.1 4.3 4.7 6.1 6.7 8.6 7.7 9.5 10.0 11.7 12.0 13.0

化学组成
聚氧乙烯辛基苯酚醚-10 聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯 聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯 十二烷基三甲基氯化铵 聚氧乙烯十二胺-15 聚氧乙烯失水山梨醇棕榈酸单酯 聚氧乙烯硬脂酸酯-30 聚氧乙烯硬脂酸酯-40 聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯 聚氧乙烯壬基苯酚醚-30 油酸钠 油酸钾 十六烷基乙基吗啉乙基硫酸盐 十二烷基硫酸钠 聚氧乙烯十二胺-5

商品名
TX-100 Tween 60 Tween 80 DTC — Tween 40 SE-30 SE-40 Tween 20 TX-30 钠皂 钾皂 — AS —

HLB
13.5 14.9 15.0 15.0 15.3 15.6 16.0 16.7 16.7 17.0 18.0 20.0 25~30 40 13.0

作为一种乳化剂,表面活性剂必须满足:
a 在所应用的体系中具有良好的表面活性,产生低的界面张力。这
就表明,此种表面活性剂有趋集于界面的倾向,而不易留存于界 面两边的体相中。因而,要求表面活性剂的亲水、亲油部分有恰

当的(平衡)比例。在任一体相中有过大的溶解性,则不利于产生
低界面张力(即不易吸附)。 b 在界面上形成相当结实的吸附膜。根据分子结构的要求,希望界

面上的吸附分子间有较大的侧向引力,这也和表面活性剂分子的
亲水、亲油部分的大小、比例有关。

2.2 表面活性剂的基本作用
2.2.1 润 湿
润湿是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程

接触角的示意图:

1. 润湿过程
(1)粘湿
粘附功 在等温等压条件下,单位面积的液面与固体表面粘附时对外 所作的最大功称为粘附功,它是液体能否润湿固体的一种量度。粘附 功越大,液体越能润湿固体,液-固结合得越牢。

W ? ??Ga
' a

?Ga ? g l?s ? g g?l ? g g-s

(2) 浸湿
浸湿功
等温、等压条件下,将具有单位表面积的固体可逆地浸入液

体中所作的最大功称为浸湿功,它是液体在固体表面取代气体能力的 一种量度。

?Gi ? g l?s ? g g-s

Wi ? ??Gi ? 0 能润湿 能浸湿

(3)铺展

?Gs ? g l-s ? g l-g ? g s-g

S ? ??Gs ? g s-g ? g l-s ? g l-g

2. 表面活性剂的润湿作用
这种借助表面活性剂来润湿物体的作用叫润湿作用

(1) 在固体表面发生定向吸附,改变固体表面性质。

(2) 提高液体的湿润能力

3. 润湿剂
这种能使液体湿润或能加速固体表面湿润的表面活性剂
叫做湿润剂
亲水基位置

位于分子中间时湿润性能比较强 位于分子末端时去污能力比较强

(1)分子结构
亲油基

有分支结构的湿润性和渗透性的较好 去污能力较差

(2)性质

分子量

分子量小的的湿润性和渗透性的较好 分子量大的洗涤、分散、乳化能力较好

目前用作润湿剂的主要是阴离子型和非离子型!

4. 表面活性剂在润湿方面的应用
(1) 矿物的泡沫浮选 (2) 金属的防锈、缓蚀 (3) 织物的防水、防油处理 (4) 农药中的应用

2.2.2 乳化和破乳
一种或多种液体以微滴状分散到
另一种不相混溶的液体中所形成 的多相分散体系,称为乳状液。 分散相 (内相、不连续相)

分散介质 (外相、连续相)

这种形成乳状液的过程称为乳化。 水相 / 油相

2.2.2.1 乳 化 ① 乳化、分散作用
乳化作用:使非水溶性物质在水中呈均匀乳化 或分散状态的现象。

乳 化 剂:能使一种液体(如油)分散在水中或
另一种液体中的物质。

分散作用:一种固体微粒均匀的分散于另一种
液体中的现象。 分 散 剂:能使一种固体微粒分散在另一种液

体中的物质。

② 油与水乳化形式 水包油型(O/W) 少量油分散在大量水中 连续相:水 分散相:油 油包水型(W/O) 少量水分散在大量油中 连续相:油

分散相:水



强烈振荡

水包油型(O/W)



油包水型(W/O)

乳状液的类型和鉴别
1 水包油 O / W 2 油包水 W / O 3 套圈型

类型的鉴别方法:
稀释法 染料法 电导法

滤纸湿润法

2.2.2.2 破 乳
破乳-消除乳状液的稳定化条件,使乳状液发生破坏. 方法:机械法、物理法和化学法。

? ?

?

化学法破乳-改变乳状液的类型或界面性质,使它变得
不稳定而发生破乳等。

?

例如:蒸汽机冷凝水的o/w型乳状液的破坏以除去油为 破乳;原油的w/o型乳状液的破坏以除去水为破乳

1. 乳化剂的破乳
有两相界面存在 是热力学不稳定体系

物理法 : 离心法 电沉积法 超声波法

过滤法
化学法:主要通过改变乳液的类型或界面性质,降低 乳液的稳定性使其破乳。破乳剂
顶替作用 湿润作用 絮凝作用 破坏界面膜

破坏界面膜

电化学脱水工艺

2. 破乳剂
原油透过岩石窄隙与水混合, 又经过喷油嘴、输油泵的搅拌作用, 形成了W/O乳液。一般含水量在 10 % 以上。 除了静置分离外,还必须添 加破乳剂,并结合高压电场作用来 净化原油,使其含水量小于 1%。

乳化液 破乳剂 气液分离器 气体

加热器

沉液罐 电场





油罐

常用破乳剂: ? 油脂衍生物 ? 磺酸盐类
R SO3Na
SO3Na

烷基萘磺酸钠 ? 环烷酸盐 主要为五碳环的羧基衍生 物,除了作为破乳剂,环烷酸 铅(铝) 还可用于配制润滑剂。
CH2 H2C

石油磺酸钠

CH ( CH2 )nCOONa C H2 CH2

? 聚环氧乙烷环氧丙烷共聚物
CH3 HO — CH2CH2O — ( CH2CHO )m — ( CH2CH2O )nH

聚环氧丙烷段 (疏水基团)

聚环氧乙烷段 (亲水基团)

这是一类非离子表面活性剂,调节聚合度及加成分子数 可合成不同的 HLB 值。既可作破乳剂也可作乳化剂。

? 烷基酚树脂衍生物
此类衍生物是聚氧化乙烯烷基苯基醚和甲醛的缩合物。
R CH2 O — ( CH2CH2O )n H

n

改变烷基的种类、缩合度、氧化乙烯加成分子数即可得 到不同性质的破乳剂,有的还可以用于泥浆分散剂、水分离剂 和助燃剂等。

3. 乳化和破乳的应用

农药生产、金属加工、沥青乳化 食品、化妆品 原油开采

2.2.3 增溶作用

离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的变 化,类似于其物理化学性质随浓度的变化情况。 在温度较低时,溶解度一般很小,随着温度的 升高。溶解度逐渐增加,在达到某一温度后,溶解 度突然增大,溶解度突然增大的温度称为克拉夫特 点(Krafft Point)。

离子型表面活性剂在克拉夫特点的溶解度突然 增大,是由于形成胶束所致。实际上,在克拉夫特 点的溶解度即为CMC。

非离子表面活性剂,特别是含有聚氧乙烯链的 非离子表面活性剂,其水溶性的情况正好与离子型 表面活性剂的情况相反。 一般在低温时非离子表面活性剂易与水混溶, 升至某一温度后,溶液变浊,即有表面活性剂析出, 此温度称为该表面活性剂的浊点(Cloud Point)。

浊点可用于衡量非离子表面活性剂的水溶性。 非离子表面活性剂的溶解是由于聚氧乙烯链中的氧 原子与水分子之间形成氢键所致,温度升高时此种 氢键易被破坏,于是发生变浊、析出现象。

在室温下(20~25℃),非离子型表面活性剂 的溶解度最大,离子型的较小。而在碳链长度相 同的离子型表面活性剂中,季铵盐类阳离子型表 面活性剂的溶解度较大。

如聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂

非离子表面活性剂分子中含有聚氧乙烯基或羟基, 能溶于水,但在水中不能解离成离子。其亲水性是通 过聚氧乙烯醚链或羟基链中的氧原子与水分子形成氢 键而表现出来的。

缺点: 升高温度 ,氢键断裂,水分子脱落,导致亲水性 下降而不溶于水。

2.2.3.3 增溶作用( Solubilization)
定义和特点
表面活性剂在水溶液中达到临界胶束浓度后, 一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中 s / 溶解度 cmc

的溶解度可显著增加并形成透明胶体溶液,

这种作用即增溶作用。

没有两相界面存在 是热力学稳定体系

C/%

溶液的其他物理性质没有明显改变。

(1)增溶
在临界胶束浓度以上的表面活性剂溶液中加入少量 不溶于水的有机物质时,可得到透明水溶液,这种现象

称为增溶。此有机物质叫被增溶物质。

(2)原因
不溶于水的有机物质进入胶束内部,呈现热力学

上各向同性溶液的缘故。

(3)增溶量
在一定浓度表面活性剂溶液中,所溶解的被增溶
物质的饱和浓度称为增溶量。 随着浓度的增加,增溶量一般呈线性增大,而且 斜率越大,增溶能力越强。

2.2.4 起泡和消泡作用
打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出
现等,液体泡沫。 面包、蛋糕等弹性大的物质以及 泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。

人们通常所说的泡沫多指
液体泡沫 也是本节要讨论的主要内容。

萨姆萨姆和自己吹出的世界最大肥皂泡(6 x 1.5m)

萨姆萨姆通过20年的无数次实验和失败,研制出一种肥皂水秘方

1. 泡沫的形成及其稳定性
“泡”就是由液体薄膜包围着气体。

“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。

C

B

气泡A--溶液中的气泡 气泡B--水溶液表面的气泡

气泡C--离开液面的气泡

A

两个气泡之间由于向外的疏水基之间存在 引力而使两气泡集合而成泡沫。

泡沫的稳定性与那些条件相关呢?
(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

?

?
? ?

一般地说,当表面张力低,膜的强度高时,不论是稳 定泡沫还是不稳定泡沫,起泡力都较好。 溶液的黏度对泡沫稳定在两方面起作用: 一方面是增加泡沫液膜的强度; 另一方面表面黏度大,膜液体不易流动排出,延缓了 液膜破裂,而增强了泡沫的稳定性。

2. 表面活性剂的起泡和稳定作用
(1) 表面活性剂的起泡性

表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度
加压通气、搅拌

W外=ΔE=γA

(2) 表面活性剂的稳泡性 稳泡剂 天然化合物 高分子化合物 合成表面活性剂

肥皂,热水 在肥皂水里加入一小匙的砂糖或 少许的茶叶,放在阴暗处过夜后, 就会发现这种肥皂水吹出来的泡

泡颜色不但鲜艳,而且比较不容
易破裂。

3. 表面活性剂的消泡作用
在制糖、制药、微生物工程、发酵酿造工业以及减

压蒸馏、溶液浓缩和机械洗涤过程中泡沫太多,要
加入适当的表面活性剂降低薄膜强度,消除气泡,

防止事故。

泡沫的稳定性与那些条件相关呢?
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 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

5 泡内气体的扩散

消泡剂

1 降低局部表面张力
1 天然油脂、矿物油 2 固体颗粒 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

3 合成表面活性剂

4. 起泡和消泡的应用
(1) 起泡作用在灭火中的应用

燃烧的条件: 氧气 温度

如何灭火呢?

浮选 ? 首先是采用能产生大量气泡的表面活性剂——起泡剂。 当在水中通入空气或由于水的搅动引起空气进入水中 时,表面活性剂的疏水端在气-液界面向气泡的空气 一方定向,亲水端仍在溶液内,形成了气泡; ? 另一种起捕集作用的表面活性剂(一般都是阳离子表面 活性剂,也包括脂肪胺)吸附在固体矿粉的表面。这种 吸附随矿物性质的不同而有一定的选择性。 ? 基本原理-利用晶体表面的晶格缺陷,