《材料表面与界面》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 表面活性剂溶液

第五章表面活性剂

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第五章表面活性剂 表面活性剂的概念 表面活性剂分类 表面活性剂的物理化学性能 表面活性剂的重要作用

第五章 表面活性剂 表面活性剂分类 表面活性剂的物理化学性能 表面活性剂的概念 表面活性剂的重要作用

5.1概述 5.1.1什么是表面活性剂？ 如矿泉水，井水，无 机盐溶液等 溶质为可溶性有机化合物 醇、醛、酸、酯 溶质为表面活性剂：使脂酸 面 钠、长碳氢琏有机酸盐、烷 基磺酸盐（肥皂和洗涤剂 第三种类型：加入少量物质可显著降低溶液的表面张力。至一定浓 度后表面张力不再有显著变化。如8碳以上的直链有机碱金属盐， 高碳直链磺酸盐，硫酸盐，苯磺酸盐等表面活性剂的水溶液

5.1.1 什么是表面活性剂? 5.1 概述 第一种类型：水溶液的表面张力随 溶质浓度的增加几乎成直线关系 上升。如Na2SO4 ,KOH,NH4Cl,KNO3等无机盐以及蔗糖，甘露醇等 多羟基有机物的水溶液。 第二种类型：在稀溶液中可比较明显地降低水溶液的表面张力，通 常开始降低的较快，随着浓度的增加，表面张力减小趋势减慢。如 一些醇、醛、酸、酮与胺等的有机物。 第三种类型：加入少量物质可显著降低溶液的表面张力。至一定浓 度后表面张力不再有显著变化。如8碳以上的直链有机碱金属盐， 高碳直链磺酸盐，硫酸盐，苯磺酸盐等表面活性剂的水溶液

5.1概述 5.1.1什么是表面活性剂？ 像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶 剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表 面活性剂。 表面活性剂的概念： 能显著降低水气界面和水油界面的界面张力的物 质称为表面活性剂

5.1.1 什么是表面活性剂? 5.1 概述 像第三类物质那样，加入很少量就能大大降低溶 剂的表面张力，使表面呈现活性状态的物质称为表 面活性剂。 表面活性剂的概念： 能显著降低水气界面和水油界面的界面张力的物 质称为表面活性剂

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 亲油基 亲水基 带电基团 亲水基（极性部分) 两性离子 极性基团 表面活性剂 亲油基（非极性部分）人 含8个碳原子 以上的碳链

亲水基 5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述 亲油基 表面活性剂 亲水基（极性部分） 亲油基（非极性部分） 带电基团 两性离子 极性基团 含8个碳原子 以上的碳链 N Br

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 表面活性剂的主要亲油基和亲水基 亲油基原子团 亲水基原子团 烷烃基R 羧酸基（脂肪酸基）-COONa 烷基苯基R-○- 羟基（多元醇）-OH 烷基酚基R-□-0- 磺酸基-S0Na 脂肪酸基R-C00 硫酸酯基-0S0Na 脂肪酸酰胺基R-CONH 粒4o 脂肪醇基R-O- 胺盐、季铵盐-N-(CH): 脂肪胺基RNH 吡啶输盐-○ 马米烷基酯蒸R080儿o80 氨基酸-NH-CH,CH,C00Na 绕基翻基R-6-CH 甜菜碱-N(CH)CH,C00 氧乙烯基CHH0 聚氧丙稀基-0CHCH-0% CH 有机硅类（聚硅氧烷类） 碳化氟类（全氟化和部分腐化）

5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 亲油基 亲水基 C2

5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述 亲油基 亲水基

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系 表面活性剂达 小型胶束 到形成单分子 膜的最低浓度 叫临界胶束浓 (a)极稀游液 (6)稀溶 吸附于水溶液表面的 度。或者能够 表面活性剂单分子膜 000000 形成胶束的表 面活性剂最低 浓度称为临界 胶束浓度。 ()大于临界胶来浓度的溶液

5.1 概述 5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 表面活性剂达 到形成单分子 膜的最低浓度 叫临界胶束浓 度。或者能够 形成胶束的表 面活性剂最低 浓度称为临界 胶束浓度。 表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 亲油基 亲水基 表面活性原理： 1.表面吸附：在表（界)面上吸附，形成吸附膜。 2.溶液内部自聚：在溶液内部自聚，形成多种类型的 分子有序组合体

表面活性原理: 1.表面吸附：在表（界）面上吸附，形成吸附膜。 2.溶液内部自聚：在溶液内部自聚，形成多种类型的 分子有序组合体。 5.1 概述 5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 亲油基 亲水基

5.1概述 5.1.2表面活性剂的分子结构特点 亲油基 亲水基 1)7碳原子以下，降低表面张力不明显 50 2)8~20个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现 明显的表面活性。 30 当亲油基为直链或支链烷烃，8~20个 碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或 苯基，8~16个碳原子时为宜；若亲油 10 基为烷基萘基，则烷基数为2个，每个 6 81012 烷基碳原子在3个以上。 c/质量% 不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响(30℃)

不同碳链长度的脂肪酸钠对石蜡-水界面张力的影响（30℃） 1）7碳原子以下，降低表面张力不明显 2）8~20个碳原子时，脂肪酸钠盐呈现 明显的表面活性。 当亲油基为直链或支链烷烃， 8~20个 碳原子时为合适；当亲油基为烷基酚或 苯基， 8~16个碳原子时为宜；若亲油 基为烷基萘基，则烷基数为2个，每个 烷基碳原子在3个以上。 亲油基 亲水基 5.1.2 表面活性剂的分子结构特点 5.1 概述