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文檔簡介
1、3 saa3 saa的功能與應用的功能與應用 3-1 saa的增溶作用的增溶作用 3-2 saa的乳化與破乳作用的乳化與破乳作用 3-3 saa的潤濕作用的潤濕作用 3-4 saa的起泡和消泡作用的起泡和消泡作用 3-5 saa的洗滌和去污作用的洗滌和去污作用 3-6 saa的分散與絮凝作用的分散與絮凝作用 3-7 其他功能其他功能3-1 saa3-1 saa的增溶作用的增溶作用 非極性有機物如苯在水中的溶解度很小,加入油酸鈉等非極性有機物如苯在水中的溶解度很小,加入油酸鈉等saasaa后,后,苯在水溶液中的溶解度大大增加,這是因為苯在水溶液中的溶解度大大增加,這是因為saasaa的增溶作用。
2、的增溶作用。 增溶作用增溶作用:指由于:指由于saasaa膠束的存在,使得在溶劑中難溶乃至不溶膠束的存在,使得在溶劑中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。 增溶作用與普通的溶解不同,增溶的苯不是均勻的分散在水增溶作用與普通的溶解不同,增溶的苯不是均勻的分散在水中,而是分散在油酸根形成的膠束中。中,而是分散在油酸根形成的膠束中。 經(jīng)經(jīng)x x射線衍射證實,增溶后膠束都有不同程度的增大,整個溶液射線衍射證實,增溶后膠束都有不同程度的增大,整個溶液的依數(shù)性變化不大。的依數(shù)性變化不大。表面活性劑化學22-2-硝基二苯胺在月桂酸鉀水溶液中的溶解度硝基二苯胺在月桂酸鉀水溶液中
3、的溶解度表面活性劑化學3二二 增溶作用的方式增溶作用的方式(1 1)非極性分子在膠團內(nèi)核的增溶(夾心式增溶)非極性分子在膠團內(nèi)核的增溶(夾心式增溶)表面活性劑化學4增溶對象:增溶對象:飽和脂肪烴、環(huán)烷烴以及苯等不易極化的非極性飽和脂肪烴、環(huán)烷烴以及苯等不易極化的非極性有機化合物。有機化合物。特點:特點:通常被增溶于膠核內(nèi)核中,增溶后,膠束體積變大。通常被增溶于膠核內(nèi)核中,增溶后,膠束體積變大。一一 增溶作用的特點增溶作用的特點(1 1)可以使被增溶物的化學勢能降低,使體系更加穩(wěn)定,)可以使被增溶物的化學勢能降低,使體系更加穩(wěn)定,是自發(fā)進行的過程;是自發(fā)進行的過程;(2 2)與普通的溶解過程不同
4、的是,增溶后溶液的沸點、凝)與普通的溶解過程不同的是,增溶后溶液的沸點、凝固點、滲透壓等沒有改變;固點、滲透壓等沒有改變;(3 3)溶質(zhì)并非以分子或離子狀態(tài)存在,而是以分子團簇分)溶質(zhì)并非以分子或離子狀態(tài)存在,而是以分子團簇分散在散在saasaa溶液中;溶液中;(4 4)由于)由于saasaa添加量很少,沒有改變?nèi)軇┑男再|(zhì);添加量很少,沒有改變?nèi)軇┑男再|(zhì);(5 5)與乳化作用不同的是增溶后不存在兩相界面,是熱力)與乳化作用不同的是增溶后不存在兩相界面,是熱力學穩(wěn)定體系。學穩(wěn)定體系。表面活性劑化學5(2 2)在)在saasaa分子間的增溶(柵欄式分子間的增溶(柵欄式)表面活性劑化學6 被增溶物的
5、對于分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑相似的極性化合物,被增溶物的對于分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑相似的極性化合物, 如:長鏈的醇、胺、脂肪酸和極性染料等兩親分子,則是增溶如:長鏈的醇、胺、脂肪酸和極性染料等兩親分子,則是增溶于于“柵欄柵欄”之間。之間。 非極性碳烴插入膠束內(nèi)部,極性頭插入非極性碳烴插入膠束內(nèi)部,極性頭插入saasaa極性基之間。極性基之間。(3 3)在膠束表面吸附增溶)在膠束表面吸附增溶表面活性劑化學7 對于既不溶于水,也不溶于油的小分子極性化合物在膠束表面的對于既不溶于水,也不溶于油的小分子極性化合物在膠束表面的增溶,這些化合物被吸附于膠束表面區(qū)域或是增溶,這些化合物被吸附于膠束表面區(qū)域或是“柵
6、欄柵欄”靠近膠束表靠近膠束表面的區(qū)域,光譜研究表明它們處于完全或接近完全極性的環(huán)境中。面的區(qū)域,光譜研究表明它們處于完全或接近完全極性的環(huán)境中。一些高分子物質(zhì)、甘油、蔗糖以及某些染料也采用這種增溶方式。一些高分子物質(zhì)、甘油、蔗糖以及某些染料也采用這種增溶方式。(4 4)聚氧乙烯鏈間的增溶)聚氧乙烯鏈間的增溶表面活性劑化學8 以聚氧乙烯基為親水基團的非離子表面活性劑,通常以聚氧乙烯基為親水基團的非離子表面活性劑,通常被增溶物包藏在膠束外層的聚氧乙烯鏈中。這種增溶方式被增溶物包藏在膠束外層的聚氧乙烯鏈中。這種增溶方式被增溶物主要是較易極化的碳氫化合物,如:苯、乙苯、被增溶物主要是較易極化的碳氫化合
7、物,如:苯、乙苯、苯酚等短鏈芳香烴類化合物。苯酚等短鏈芳香烴類化合物。以上四種形式的膠束增溶作用對被增溶物的增溶量順序為以上四種形式的膠束增溶作用對被增溶物的增溶量順序為(4 4) (2 2) (1 1) (3 3)增溶方式的另外一種說法增溶方式的另外一種說法表面活性劑化學9三三 增溶作用的主要影響因素增溶作用的主要影響因素表面活性劑化學10(1 1)saasaa的化學結(jié)構(gòu)的化學結(jié)構(gòu)化學結(jié)構(gòu)不同,增溶能力不同化學結(jié)構(gòu)不同,增溶能力不同a.a.具有相同親油基的具有相同親油基的saasaa,對烴及極性有機化合物的增溶,對烴及極性有機化合物的增溶作用大小順序為:作用大小順序為:非離子非離子saasa
8、a陽離子陽離子saasaa陰離子陰離子saasaa原因:原因:非離子非離子saasaa臨界膠束濃度較小,膠束易形成,因此臨界膠束濃度較小,膠束易形成,因此膠束聚集數(shù)大,增溶作用較強;陽離子膠束聚集數(shù)大,增溶作用較強;陽離子saasaa的膠束比陰離的膠束比陰離子子saasaa有較疏松的結(jié)構(gòu),因此增溶作用比陰離子強。有較疏松的結(jié)構(gòu),因此增溶作用比陰離子強。b b 膠束越大,對于增溶到膠束內(nèi)部的物質(zhì)增溶量越大,膠束越大,對于增溶到膠束內(nèi)部的物質(zhì)增溶量越大,saasaa同系物中,膠束的大小隨碳原子數(shù)的增加而增加(包同系物中,膠束的大小隨碳原子數(shù)的增加而增加(包括非離子括非離子saasaa)表面活性劑化
9、學例:碳原子數(shù)增加,例:碳原子數(shù)增加,cmccmc下降,聚集數(shù)(膠束)增加,增下降,聚集數(shù)(膠束)增加,增溶作用增強。溶作用增強。苯在羧酸鉀溶液(0.5mol/l)中的增溶作用(25)表面活性劑 c9h19cook c10h23cook c13h27cook增溶力 0.174 0.424 0.855c.c.親油基部分帶有分支結(jié)構(gòu)的親油基部分帶有分支結(jié)構(gòu)的saasaa增溶作用較直鏈的小。增溶作用較直鏈的小。表面活性劑化學12原因:原因: 直鏈型直鏈型saasaa的的cmccmc較直鏈的低較直鏈的低,膠束易形成,膠束易形成,膠束聚集,膠束聚集數(shù)越大。數(shù)越大。d d 帶不飽和結(jié)構(gòu)的帶不飽和結(jié)構(gòu)的sa
10、asaa或在或在saasaa分子上引入第二活性基團時,對分子上引入第二活性基團時,對烴烴類的增溶作用減小類的增溶作用減小,而對,而對長鏈極性增溶物的增溶作用增加。長鏈極性增溶物的增溶作用增加。原因:原因:由于極性基團之間的電斥力作用,使膠束由于極性基團之間的電斥力作用,使膠束“柵欄柵欄”的的saasaa分子斥力增加,分子間距增大,有更大的空間使極性物分子插入,分子斥力增加,分子間距增大,有更大的空間使極性物分子插入,因此增溶能力增加。因此增溶能力增加。表面活性劑化學13(2 2)被增溶物的化學結(jié)構(gòu))被增溶物的化學結(jié)構(gòu)表面活性劑化學14a.a.脂肪烴與烷基芳烴被增溶的程度脂肪烴與烷基芳烴被增溶的
11、程度隨其鏈長的增加而減少隨其鏈長的增加而減少,隨不飽和度和環(huán)化程度的增加而增大。隨不飽和度和環(huán)化程度的增加而增大。b.b.帶支鏈的飽和化合物與相應的直鏈異構(gòu)體的增溶量大致帶支鏈的飽和化合物與相應的直鏈異構(gòu)體的增溶量大致相同。相同。c.c.烷烴的氫原子被羥基、氨基等極性基團取代后,其被烷烴的氫原子被羥基、氨基等極性基團取代后,其被saasaa增溶的程度明顯增加增溶的程度明顯增加(3)(3)溫度的影響溫度的影響表面活性劑化學15溫度對增溶作用的影響,隨溫度對增溶作用的影響,隨saasaa類型和被增溶物結(jié)構(gòu)的不同而類型和被增溶物結(jié)構(gòu)的不同而不同。不同。多數(shù)情況,隨溫度的升高,增溶作用加大。多數(shù)情況,
12、隨溫度的升高,增溶作用加大。離子型離子型saasaa,溫度升高,溫度升高,saasaa分子熱運動加劇,使膠束中能發(fā)分子熱運動加劇,使膠束中能發(fā)生增溶作用的空間加大,對極性和非極性化合物的增溶程度生增溶作用的空間加大,對極性和非極性化合物的增溶程度增加。增加。在聚氧乙烯基非離子在聚氧乙烯基非離子saasaa,溫度升高,聚氧乙烯基與水分子之,溫度升高,聚氧乙烯基與水分子之間的氫鍵遭到破壞,水化作用減小,膠束易形成,聚集數(shù)增間的氫鍵遭到破壞,水化作用減小,膠束易形成,聚集數(shù)增加,溫度升至濁點附近,增溶明顯。加,溫度升至濁點附近,增溶明顯。(4 4)添加無極電解質(zhì)的影響)添加無極電解質(zhì)的影響表面活性劑
13、化學16 離子型離子型saasaa溶液中添加少量無機電解質(zhì)可增加烴類化合物溶液中添加少量無機電解質(zhì)可增加烴類化合物的增溶程度,但卻使極性有機物的增溶程度減少。的增溶程度,但卻使極性有機物的增溶程度減少。 無機鹽的加入,無機鹽的加入,離子型離子型saasaa的的cmccmc降低,降低,膠束聚集數(shù)增加,膠束聚集數(shù)增加,膠束變大,使得增溶于膠束內(nèi)部的烴類化合物的增溶程度增膠束變大,使得增溶于膠束內(nèi)部的烴類化合物的增溶程度增加;另一方面,電解質(zhì)使膠束加;另一方面,電解質(zhì)使膠束“柵欄柵欄”分子間斥力下降,形分子間斥力下降,形成膠束的成膠束的saasaa分子排列的更加緊密,從而減少了有機化合物在分子排列的
14、更加緊密,從而減少了有機化合物在“柵欄柵欄”中增溶空間,使其增溶量減少。中增溶空間,使其增溶量減少。(5 5)有機添加劑的影響)有機添加劑的影響 添加烴類非極性添加物,會使膠團脹大,有利于極性添加烴類非極性添加物,會使膠團脹大,有利于極性有機物進入有機物進入“柵欄柵欄”中,使非極性有機物增溶空間增大,中,使非極性有機物增溶空間增大,但有時,但有時,增溶了一種極性有機物,會使膠束對另一種極增溶了一種極性有機物,會使膠束對另一種極性有機物的增溶量減少,性有機物的增溶量減少,這是可能是由于兩種極性有機這是可能是由于兩種極性有機物搶奪物搶奪“柵欄柵欄”位置的結(jié)果。位置的結(jié)果。表面活性劑化學17四四 增
15、溶作用的應用增溶作用的應用 乳液聚合:乳液聚合:工業(yè)上合成丁苯橡膠時,利用增溶作用將原料工業(yè)上合成丁苯橡膠時,利用增溶作用將原料溶于肥皂溶液中再進行聚合反應(即乳化聚合);溶于肥皂溶液中再進行聚合反應(即乳化聚合); 石油開采:驅(qū)油石油開采:驅(qū)油 膠束溶液:膠束溶液:表面活性劑、助劑、油混和,這種溶液能溶解表面活性劑、助劑、油混和,這種溶液能溶解原油。原油。 膠片生產(chǎn)膠片生產(chǎn):消除膠片上的微小油脂雜質(zhì);:消除膠片上的微小油脂雜質(zhì); 洗滌洗滌表面活性劑化學183-2 3-2 乳化與破乳作用乳化與破乳作用一一. .概述概述 乳狀液在日常生活中廣泛存在,牛奶就是一種最常見的乳狀液,乳狀液在日常生活中
16、廣泛存在,牛奶就是一種最常見的乳狀液,乳狀液指一種或多種液體乳狀液指一種或多種液體以液珠以液珠的形式分散在另一種與它的形式分散在另一種與它不相混不相混溶溶的液體中構(gòu)成的分散體系。的液體中構(gòu)成的分散體系。 乳狀液屬于粗分散體系,液珠直徑一般大于乳狀液屬于粗分散體系,液珠直徑一般大于0.1um0.1um。由于體系。由于體系呈現(xiàn)乳白色而被稱為乳狀液。乳狀液中以液珠形式存在的相稱為分呈現(xiàn)乳白色而被稱為乳狀液。乳狀液中以液珠形式存在的相稱為分散相(或稱內(nèi)相、不連續(xù)相)。另一相是連續(xù)相,稱為分散介質(zhì)散相(或稱內(nèi)相、不連續(xù)相)。另一相是連續(xù)相,稱為分散介質(zhì)(或連續(xù)相、外相)(或連續(xù)相、外相) 通常乳狀液有一
17、相是水或水溶液,稱為水相,另一相是與水不通常乳狀液有一相是水或水溶液,稱為水相,另一相是與水不相溶的有機相,稱為油相。相溶的有機相,稱為油相。表面活性劑化學19乳化劑乳化劑表面活性劑化學20 乳化:乳化:兩種互不相溶的液體加在一起攪拌,一種液體形兩種互不相溶的液體加在一起攪拌,一種液體形成液珠分散在另一種液體中形成乳狀液,這個過程稱之成液珠分散在另一種液體中形成乳狀液,這個過程稱之為乳化;為乳化; 乳化劑:乳化劑:能使油、水兩相發(fā)生乳化,形成穩(wěn)定乳狀液的能使油、水兩相發(fā)生乳化,形成穩(wěn)定乳狀液的物質(zhì)稱之為乳化劑。物質(zhì)稱之為乳化劑。如:聚氧乙烯醚、二甲基硅油、農(nóng)藥乳化劑等。如:聚氧乙烯醚、二甲基硅
18、油、農(nóng)藥乳化劑等。二二 液滴大小對分散體系外觀的影響液滴大小對分散體系外觀的影響液珠大?。ㄒ褐榇笮。╱mum)外觀外觀大液滴大液滴可分辨的兩相可分辨的兩相1um1um白色乳狀液白色乳狀液0.1-1um0.1-1um藍白色乳狀液藍白色乳狀液0.05-0.1um0.05-0.1um灰色半透明液灰色半透明液0.05um 74.02%vo 74.02%時,乳狀液會發(fā)生轉(zhuǎn)型;時,乳狀液會發(fā)生轉(zhuǎn)型;vo 25.98%,vo 25.98%,則只能形成則只能形成o/wo/w型乳型乳狀液,如果狀液,如果25.98% vo 74.02%25.98% vo vo vwvo 形成形成o/wo/w型乳狀液。型乳狀液。
19、油滴的聚結(jié)速度大于水滴的聚結(jié)速度容易形成油滴的聚結(jié)速度大于水滴的聚結(jié)速度容易形成w/ow/o型乳型乳狀液。即:狀液。即:vovwvovw形成形成w/ow/o型乳狀液。型乳狀液。表面活性劑化學325 5溫度溫度 溫度上升會降低親水基的溫度上升會降低親水基的水化度,從而降低分子的親水化度,從而降低分子的親水性。因此低溫形成的水性。因此低溫形成的o/wo/w型型乳狀液,升溫后,可能轉(zhuǎn)變?nèi)闋钜?,升溫后,可能轉(zhuǎn)變?yōu)闉閣/ow/o型乳狀液。型乳狀液。 此轉(zhuǎn)型溫度為表面活性劑此轉(zhuǎn)型溫度為表面活性劑親水親油性質(zhì)達適當平衡的親水親油性質(zhì)達適當平衡的溫度,稱為溫度,稱為相轉(zhuǎn)變溫度相轉(zhuǎn)變溫度(phase inver
20、sion (phase inversion temperature)temperature)記作記作pitpit。表面活性劑化學33 離子型表面活性劑(離子型表面活性劑(a a)硬酯酸鈉和)硬酯酸鈉和(b b)軟酯酸鈉濃度與相轉(zhuǎn)變穩(wěn)定間關(guān)系)軟酯酸鈉濃度與相轉(zhuǎn)變穩(wěn)定間關(guān)系六六 影響乳狀液穩(wěn)定性的因素影響乳狀液穩(wěn)定性的因素(1 1)表面張力)表面張力:乳狀液是一種熱力學不穩(wěn)定體系。低的:乳狀液是一種熱力學不穩(wěn)定體系。低的油油- -水界面張力有助于體系的穩(wěn)定,通常的辦法是加入水界面張力有助于體系的穩(wěn)定,通常的辦法是加入表面活性劑,以降低體系界面張力。表面活性劑,以降低體系界面張力。 o-wo-w越
21、低形成的越低形成的乳狀液越穩(wěn)定;乳狀液越穩(wěn)定;exex:煤油與水之間的界面張力是煤油與水之間的界面張力是35-40mn/m,35-40mn/m,加入適量表面加入適量表面活性劑后,可以降低到活性劑后,可以降低到10mn/m,10mn/m,甚至甚至10-3mn/m10-3mn/m以下。這以下。這時,油分散在水中或水分散在油中就容易得多。時,油分散在水中或水分散在油中就容易得多。 表面活性劑化學34(2 2)界面膜的性質(zhì):)界面膜的性質(zhì):界面膜的強度和緊密程度是決定乳狀液的穩(wěn)定性的重要因素之一。界面膜的強度和緊密程度是決定乳狀液的穩(wěn)定性的重要因素之一。 界面膜穩(wěn)定的措施:界面膜穩(wěn)定的措施:界面膜的強
22、度和緊密程度是決定乳狀液穩(wěn)定界面膜的強度和緊密程度是決定乳狀液穩(wěn)定性的重要因素之一。性的重要因素之一。 為了得到高強度的界面膜和穩(wěn)定的乳狀液:為了得到高強度的界面膜和穩(wěn)定的乳狀液: 1 1)使用足量的乳化劑)使用足量的乳化劑保證足夠的乳化劑分子吸附于油保證足夠的乳化劑分子吸附于油- -水界面上,形成高強度界面膜。水界面上,形成高強度界面膜。 2 2)選擇適宜分子結(jié)構(gòu)的乳化劑)選擇適宜分子結(jié)構(gòu)的乳化劑直鏈的乳化劑在界面上的排列比帶支鏈的乳化劑更為緊密,界面膜直鏈的乳化劑在界面上的排列比帶支鏈的乳化劑更為緊密,界面膜更加致密,有利于乳狀液的穩(wěn)定。更加致密,有利于乳狀液的穩(wěn)定。 表面活性劑化學35(
23、3 3)界面電荷)界面電荷乳狀液液滴表面帶的電荷的來源:乳狀液液滴表面帶的電荷的來源:大部分穩(wěn)定的乳狀液都帶有電荷。大部分穩(wěn)定的乳狀液都帶有電荷。 界面電荷來源界面電荷來源: : 1)1)離子型表面活性劑作為乳化劑時,乳狀液液滴必然帶電離子型表面活性劑作為乳化劑時,乳狀液液滴必然帶電2)2)不能發(fā)生解離的非離子表面活性劑不能發(fā)生解離的非離子表面活性劑, ,液滴通過液滴通過 從從水相上水相上吸附離子吸附離子使自身表面帶電;使自身表面帶電;3 3)液滴與分散介質(zhì)發(fā)生)液滴與分散介質(zhì)發(fā)生磨擦磨擦,使液滴表面帶電。,使液滴表面帶電。因此液滴表面電荷密度越大,乳液的穩(wěn)定性越高。因此液滴表面電荷密度越大,
24、乳液的穩(wěn)定性越高。表面活性劑化學36(4 4)乳狀液分散介質(zhì)的黏度)乳狀液分散介質(zhì)的黏度: : 乳狀液分散介質(zhì)的乳狀液分散介質(zhì)的黏度越大黏度越大,分散相液滴運動速度越,分散相液滴運動速度越慢,有利于乳狀液的穩(wěn)定。慢,有利于乳狀液的穩(wěn)定。 許多能溶于分散介質(zhì)中的高分子物質(zhì)常用來作增稠劑,許多能溶于分散介質(zhì)中的高分子物質(zhì)常用來作增稠劑,以提高乳狀液的穩(wěn)定性。以提高乳狀液的穩(wěn)定性。 同時,高分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì))還能形成較堅固的同時,高分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì))還能形成較堅固的界面膜界面膜, ,增加乳狀液的穩(wěn)定性。增加乳狀液的穩(wěn)定性。表面活性劑化學37(5 5)固體粉末的加入)固體粉末的加入表面活性劑化學3
25、8 在乳狀液中加入適當?shù)墓腆w粉末,對乳狀液也能起到在乳狀液中加入適當?shù)墓腆w粉末,對乳狀液也能起到穩(wěn)定穩(wěn)定作用,聚集于油作用,聚集于油- -水界面的固體粉末增加了界面膜的水界面的固體粉末增加了界面膜的機械強度,固體粉末排列的越緊密,乳液越穩(wěn)定。機械強度,固體粉末排列的越緊密,乳液越穩(wěn)定。固體粉末對乳狀液的穩(wěn)定作用固體粉末對乳狀液的穩(wěn)定作用七七 乳化劑及其選擇依據(jù)乳化劑及其選擇依據(jù)(1 1)hlbhlb值法:值法: hlbhlb可用于衡量乳化劑的乳化效果,是可用于衡量乳化劑的乳化效果,是選擇選擇乳化劑的一個經(jīng)驗指標。選擇選擇乳化劑的一個經(jīng)驗指標。hlbhlb指表面活性劑分指表面活性劑分子中親水基部
26、分與疏水基部分的比值,也稱為親水親子中親水基部分與疏水基部分的比值,也稱為親水親油平衡值。油平衡值。 一般而言,一般而言,hlbhlb8 8,大都是,大都是w/ow/o型乳狀液的乳化劑。型乳狀液的乳化劑。hlbhlb1010,則為,則為o/wo/w型乳狀液的乳化劑。型乳狀液的乳化劑。表面活性劑化學39 (2 2)pitpit法:法: pitpit指乳狀液發(fā)生轉(zhuǎn)相的溫度,即表面活性劑的親指乳狀液發(fā)生轉(zhuǎn)相的溫度,即表面活性劑的親水親油性質(zhì)達到適當平衡的溫度,稱為相轉(zhuǎn)變溫度,簡水親油性質(zhì)達到適當平衡的溫度,稱為相轉(zhuǎn)變溫度,簡寫為寫為pitpit。表面活性劑化學40pitpit的確定方法的確定方法 將
27、等量的油、水和將等量的油、水和3%-5%3%-5%的表面活性劑制成的表面活性劑制成o/wo/w型型乳狀液,加熱、攪拌,在此期間可采用稀釋法、染色乳狀液,加熱、攪拌,在此期間可采用稀釋法、染色法或電導法來檢查乳狀液是否轉(zhuǎn)相。法或電導法來檢查乳狀液是否轉(zhuǎn)相。 當乳狀液由當乳狀液由o/wo/w型變?yōu)樾妥優(yōu)閣/ow/o型時的溫度,就是此體系型時的溫度,就是此體系的相轉(zhuǎn)變溫度。的相轉(zhuǎn)變溫度。表面活性劑化學41 實驗中發(fā)現(xiàn),在實驗中發(fā)現(xiàn),在pitpit附近制備的乳狀液有很小的顆附近制備的乳狀液有很小的顆粒,這些顆粒不穩(wěn)定、易聚結(jié)。粒,這些顆粒不穩(wěn)定、易聚結(jié)。 要得到分散度高而且穩(wěn)定性好的乳狀液,對于要得到
28、分散度高而且穩(wěn)定性好的乳狀液,對于o/wo/w型乳狀液,要在型乳狀液,要在低于低于pit 2-4pit 2-4的溫度下配制,然后的溫度下配制,然后冷卻至保存溫度。這樣才能得到穩(wěn)定的乳狀液。冷卻至保存溫度。這樣才能得到穩(wěn)定的乳狀液。 對于對于w/ow/o型乳狀液,配制溫度應型乳狀液,配制溫度應高于高于pit 2-4pit 2-4,然后再升溫至保存溫度。然后再升溫至保存溫度。 表面活性劑化學42 pitpit與與hlbhlb有近似直線的關(guān)系,有近似直線的關(guān)系,hlbhlb值越大,則親值越大,則親水性越強,即轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性表面活性劑的溫度越高,水性越強,即轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性表面活性劑的溫度越高,pitpit
29、越高,配制的越高,配制的o/wo/w型乳狀液穩(wěn)定性也高。型乳狀液穩(wěn)定性也高。 表面活性劑化學43八八 乳狀液的破壞乳狀液的破壞 有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑,稱為破有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑,稱為破乳劑,將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開。例如原油中乳劑,將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。需要加入破乳劑將油與水分開。常用的破乳方法有:常用的破乳方法有:物理法破乳物理法破乳電沉降、超聲、過濾、加熱等方法。電沉降、超聲、過濾、加熱等方法。 表面活性劑化學44 電沉降法:電沉降法:用于用于w/ow/o型乳狀液,如原油的破乳。電沉降法型乳狀
30、液,如原油的破乳。電沉降法是在高壓靜電場(電壓約數(shù)十千伏)的作用下,使作為是在高壓靜電場(電壓約數(shù)十千伏)的作用下,使作為內(nèi)相的水珠聚結(jié);內(nèi)相的水珠聚結(jié); 超聲法超聲法:既可用于形成乳狀液,也可用于破乳,使用強:既可用于形成乳狀液,也可用于破乳,使用強度不大的超聲波,會發(fā)生破乳;度不大的超聲波,會發(fā)生破乳;表面活性劑化學45 過濾法:過濾法:是將乳狀液通過多孔性材料過濾,濾板將界面膜是將乳狀液通過多孔性材料過濾,濾板將界面膜刺破,使乳狀液內(nèi)相聚結(jié)而破乳;刺破,使乳狀液內(nèi)相聚結(jié)而破乳; 加熱法:加熱法:是簡便易行的破乳法,提高溫度,分子熱運動加是簡便易行的破乳法,提高溫度,分子熱運動加劇,有利于
31、液珠的聚結(jié),同時,提高溫度會使體系黏度降劇,有利于液珠的聚結(jié),同時,提高溫度會使體系黏度降低,從而降低了乳狀液的穩(wěn)定性,易發(fā)生破乳。低,從而降低了乳狀液的穩(wěn)定性,易發(fā)生破乳。 表面活性劑化學46化學法破乳化學法破乳 主要是改變?nèi)闋钜旱慕缑婺ば再|(zhì),設(shè)法主要是改變?nèi)闋钜旱慕缑婺ば再|(zhì),設(shè)法降低界面膜強度降低界面膜強度或或破壞界面膜破壞界面膜,達到破乳的目的。,達到破乳的目的。 例如,對于用皂作乳化劑的乳狀液,加入無機酸會使脂肪例如,對于用皂作乳化劑的乳狀液,加入無機酸會使脂肪酸皂變成游離脂肪酸失去乳化作用,發(fā)生破乳。酸皂變成游離脂肪酸失去乳化作用,發(fā)生破乳。 表面活性劑化學47 乳狀液中加入使乳化劑
32、親水親油性發(fā)生變化的試劑,也乳狀液中加入使乳化劑親水親油性發(fā)生變化的試劑,也可發(fā)生破乳??砂l(fā)生破乳。 例如,在脂肪酸鈉作乳化劑的乳狀液中加入少量高價金例如,在脂肪酸鈉作乳化劑的乳狀液中加入少量高價金屬鹽,如屬鹽,如caca、mgmg、alal鹽,會使原來親水的脂肪酸鈉變?yōu)橛H鹽,會使原來親水的脂肪酸鈉變?yōu)橛H油的脂肪酸油的脂肪酸caca、mgmg、alal鹽,而使乳化劑破乳。鹽,而使乳化劑破乳。 表面活性劑化學48九九 乳化和破乳的應用乳化和破乳的應用表面活性劑化學49(1 1)在農(nóng)藥中的應用)在農(nóng)藥中的應用(2 2)在建筑裝潢材料中的應用)在建筑裝潢材料中的應用表面活性劑化學50 在道路施工、養(yǎng)
33、護、木材防腐、建筑物保護等方面都用到在道路施工、養(yǎng)護、木材防腐、建筑物保護等方面都用到瀝青乳液,乳化法制得的瀝青具有制備簡單、無毒、無臭、可瀝青乳液,乳化法制得的瀝青具有制備簡單、無毒、無臭、可在常溫下使用的特點,而且不管是冬季還是雨季均不影響施工在常溫下使用的特點,而且不管是冬季還是雨季均不影響施工質(zhì)量而被廣泛應用。主要有:牛脂丙烯二胺、椰子油丙烯二胺質(zhì)量而被廣泛應用。主要有:牛脂丙烯二胺、椰子油丙烯二胺等。等。(3 3)在金屬加工業(yè)中的應用)在金屬加工業(yè)中的應用 切削液:切削液:主要是主要是o/wo/w型乳狀液。型乳狀液。主要成分:主要成分:礦物油、礦物油、saasaa、防銹劑、防蝕劑和其
34、他添加劑、防銹劑、防蝕劑和其他添加劑 金屬切削液加工中,刀具切削金屬時會發(fā)生變形,同時道具金屬切削液加工中,刀具切削金屬時會發(fā)生變形,同時道具與工件之間不斷摩擦而產(chǎn)生的切削力及切削溫度,嚴重影與工件之間不斷摩擦而產(chǎn)生的切削力及切削溫度,嚴重影響刀具的壽命、切削效率及工作的質(zhì)量。響刀具的壽命、切削效率及工作的質(zhì)量。 切削液有降低切削溫度的冷卻作用,減少切削力的潤濕作切削液有降低切削溫度的冷卻作用,減少切削力的潤濕作用和去除切屑的清洗作用。另外,在切削液中加入油溶性用和去除切屑的清洗作用。另外,在切削液中加入油溶性緩蝕劑還可以對工件起防銹作用。緩蝕劑還可以對工件起防銹作用。 如:石油磺酸鋇、十八胺
35、等。如:石油磺酸鋇、十八胺等。表面活性劑化學51(4 4)在化妝品中的應用)在化妝品中的應用 乳化劑在化妝品中主要用于生產(chǎn)膏霜和乳液。常見的粉乳化劑在化妝品中主要用于生產(chǎn)膏霜和乳液。常見的粉質(zhì)雪花膏和中性雪花膏都是質(zhì)雪花膏和中性雪花膏都是0 0w w型乳狀液,可用陰離子型型乳狀液,可用陰離子型乳化劑脂肪酸皂乳化,用肥皂乳化制取油分少的乳狀液較乳化劑脂肪酸皂乳化,用肥皂乳化制取油分少的乳狀液較容易。對于含大量油相的冷霜,乳狀液多屬容易。對于含大量油相的冷霜,乳狀液多屬w wo o型,可選型,可選用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。 目前應用最廣的是非離子型乳化
36、劑,有名的失水山梨醇目前應用最廣的是非離子型乳化劑,有名的失水山梨醇脂肪酸酯脂肪酸酯( (司盤司盤) () (吐溫吐溫) )便是良好的復合非離子型乳化劑,便是良好的復合非離子型乳化劑,司盤親油,吐溫親水,兩者混合應用于司盤親油,吐溫親水,兩者混合應用于o ow w型乳液中,可型乳液中,可形成穩(wěn)定性好、親膚性高的乳狀液。形成穩(wěn)定性好、親膚性高的乳狀液。表面活性劑化學52(5 5)在原油開采中的應用)在原油開采中的應用 石油工業(yè)中乳化劑主要為了提高鉆井效率和安全生石油工業(yè)中乳化劑主要為了提高鉆井效率和安全生產(chǎn)配制鉆井泥漿中加入乳化劑,常用的乳化劑有:油產(chǎn)配制鉆井泥漿中加入乳化劑,常用的乳化劑有:油
37、酸皂、石油磺酸鹽。酸皂、石油磺酸鹽。 開采出的原油一般是乳狀液,必須經(jīng)過破乳才能進開采出的原油一般是乳狀液,必須經(jīng)過破乳才能進一步加工成石油產(chǎn)品,原油化學破乳脫水最有效的方一步加工成石油產(chǎn)品,原油化學破乳脫水最有效的方法就是加入破乳劑。法就是加入破乳劑。表面活性劑化學53(6 6)食品工業(yè)中的應用)食品工業(yè)中的應用 乳化劑可以改善食品干硬、粘連、口感及外觀等特性,乳化劑可以改善食品干硬、粘連、口感及外觀等特性,如:制造巧克力可以用乳化劑降低粘度、熬制硬糖時可以如:制造巧克力可以用乳化劑降低粘度、熬制硬糖時可以用乳化劑防止硬糖變粘、混濁、反砂等現(xiàn)象。用乳化劑防止硬糖變粘、混濁、反砂等現(xiàn)象。主要品
38、種有:主要品種有:硬脂酸甘油脂、乙酸、乳酸、失水山梨醇脂硬脂酸甘油脂、乙酸、乳酸、失水山梨醇脂肪酸脂、卵磷脂等。肪酸脂、卵磷脂等。表面活性劑化學54(7 7)其他方面的應用)其他方面的應用 用于紡織、印染、造紙、醫(yī)藥、采礦工業(yè)中、開發(fā)高用于紡織、印染、造紙、醫(yī)藥、采礦工業(yè)中、開發(fā)高性能、價格低廉的無毒無污染配伍性良好的乳化劑是乳性能、價格低廉的無毒無污染配伍性良好的乳化劑是乳化劑市場的要求也是乳化劑研究的方向?;瘎┦袌龅囊笠彩侨榛瘎┭芯康姆较颉1砻婊钚詣┗瘜W553-3 saa3-3 saa的潤濕功能的潤濕功能 固體表面上的原子或分子的價鍵力是未飽和的,與固體表面上的原子或分子的價鍵力是未飽和
39、的,與內(nèi)部原子或分子比較有多余的能量。所以,固體表面與內(nèi)部原子或分子比較有多余的能量。所以,固體表面與液體接觸時,其表面能往往會減小。液體接觸時,其表面能往往會減小。 通常,暴露在空氣中的固體表面積總是吸附氣體的,通常,暴露在空氣中的固體表面積總是吸附氣體的,當它與液體接觸時,氣體如被推斥而離開表面,則固體當它與液體接觸時,氣體如被推斥而離開表面,則固體與液體直接接觸,這種現(xiàn)象稱為潤濕與液體直接接觸,這種現(xiàn)象稱為潤濕。 表面活性劑化學56一一 潤濕過程潤濕過程 在清潔的玻璃板上滴一滴水,水在玻璃表面上在清潔的玻璃板上滴一滴水,水在玻璃表面上立即鋪展開來;而在石蠟上滴一滴水,水則不能立即鋪展開來
40、;而在石蠟上滴一滴水,水則不能鋪展而保持滴狀。鋪展而保持滴狀。表面活性劑化學57表面活性劑化學58 從水面與固體面的接觸點沿水面引切線,切線與固從水面與固體面的接觸點沿水面引切線,切線與固體面之間的夾角體面之間的夾角稱為接觸角。水與玻璃的接觸角接近稱為接觸角。水與玻璃的接觸角接近于于0 0 ,而與石蠟的接觸角約為,而與石蠟的接觸角約為180180 。接觸角小的固。接觸角小的固體易為液體潤濕,反之,接觸角大的固體則不易被液體體易為液體潤濕,反之,接觸角大的固體則不易被液體潤濕。因此,接觸角的大小可作為潤濕的直觀尺度。潤濕。因此,接觸角的大小可作為潤濕的直觀尺度。接觸角接觸角表面活性劑化學59 將
41、液體滴于固體表將液體滴于固體表面上,液體或鋪展或覆面上,液體或鋪展或覆蓋于表面,或形成一液蓋于表面,或形成一液滴停于其上。此時在三滴停于其上。此時在三相交界處,自固液界面相交界處,自固液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣液界面的夾角就叫做接觸角。的夾角就叫做接觸角。潤濕潤濕表面活性劑化學60潤濕的幾種情況潤濕的幾種情況表面活性劑化學61二二 潤濕與鋪展?jié)櫇衽c鋪展定義:定義:(1 1)潤濕:液體黏附在固體表面的現(xiàn)象。)潤濕:液體黏附在固體表面的現(xiàn)象。(2 2)鋪展:液體在固體表面上完全展開的現(xiàn)象。)鋪展:液體在固體表面上完全展開的現(xiàn)象。接觸角與潤濕的關(guān)系接觸角與潤濕的關(guān)系 1 1)接觸角)接
42、觸角:指平衡時,氣、液、固三相接觸的交界線:指平衡時,氣、液、固三相接觸的交界線上任一點上任一點o,o,液、氣表面張力液、氣表面張力g-lg-l 和液固表面張力和液固表面張力l-sl-s之之間的夾角。間的夾角。 2 2)接觸角與潤濕的關(guān)系:)接觸角與潤濕的關(guān)系: 909090 不潤濕;不潤濕; =0=0 完全潤濕;完全潤濕; =180=180 完全不潤濕。完全不潤濕。表面活性劑化學62三三.young.young方程:方程:沾濕:沾濕:w wa a=lglg+sgsgslsl00浸濕:浸濕:sgsg slsl00鋪展:鋪展:s=s=sgsg- -(lglg+ + slsl)00yongsyon
43、gs方程:方程: sgsg- - slsl= = lglgcoscos18051805年提出,也稱為潤濕方程。年提出,也稱為潤濕方程。wa= wa= lglg(cos+1) 0 180cos+1) 0 180沾濕沾濕a=wi= a=wi= lglg cos 0 90 cos 0 90浸濕浸濕s= s= lglg (cos-1)=0 =0 (cos-1)=0 =0 鋪展鋪展習慣上將習慣上將 =90=90定義潤濕與否的標準。定義潤濕與否的標準。9090為不潤濕,為不潤濕,9090 為潤濕。為潤濕。表面活性劑化學63四四 固體表面的潤濕作用固體表面的潤濕作用表面活性劑化學641 1)低能表面與高能表
44、面)低能表面與高能表面 從潤濕方程可以看出,當從潤濕方程可以看出,當9090,可潤濕,這,可潤濕,這時時sgsgsgsg+lglg,即要求,即要求sgsglg,lg,可見,低能表可見,低能表面張力的溶液容易潤濕高能表面能的固體,考慮到面張力的溶液容易潤濕高能表面能的固體,考慮到lglg的數(shù)值均在的數(shù)值均在100mn/m100mn/m以下,常以此為界將固體分以下,常以此為界將固體分為兩類為兩類。(1 1)表面張力大于)表面張力大于100mn/m100mn/m者稱為者稱為高能固體高能固體,這些固體易被,這些固體易被液體所潤濕,如無機固體、金屬及氧化物等。液體所潤濕,如無機固體、金屬及氧化物等。(2
45、 2)表面張力低于)表面張力低于100mn/m100mn/m者稱為者稱為低能固體低能固體,這類固體不易,這類固體不易被液體所潤濕,如有機固體、高聚物固體。被液體所潤濕,如有機固體、高聚物固體。 一般的無機物固體(陶瓷、金屬等)的表面能約在一般的無機物固體(陶瓷、金屬等)的表面能約在500-500-5000mn/m5000mn/m。其數(shù)值遠遠大于一般液體的表面張力,因此,。其數(shù)值遠遠大于一般液體的表面張力,因此,液體與這類固體接觸后,使固體表面能顯著降低。液體與這類固體接觸后,使固體表面能顯著降低。表面活性劑化學65固體的潤濕性與極性有關(guān),極性化合物的可潤濕性明顯固體的潤濕性與極性有關(guān),極性化合
46、物的可潤濕性明顯優(yōu)于相應的完全非極性的化合物(如纖維素的優(yōu)于相應的完全非極性的化合物(如纖維素的c c=40-45=40-45,而聚乙烯為而聚乙烯為3131)。)。高分子固體的可潤濕性與其元素的組成有關(guān),在碳氫鏈高分子固體的可潤濕性與其元素的組成有關(guān),在碳氫鏈中氫被其他原子取代后,其潤濕性能將明顯改變,用氟中氫被其他原子取代后,其潤濕性能將明顯改變,用氟原子取代使原子取代使c c變小變?。ㄈ缇鬯姆蚁椋ㄈ缇鬯姆蚁?818)。而用氯原子)。而用氯原子取代氫原子則使取代氫原子則使c c變大可潤濕性提高,如聚氯乙烯的變大可潤濕性提高,如聚氯乙烯的c c為為3939,大于聚乙烯的,大于聚乙烯的3
47、1.31.表面活性劑化學66 吸附有兩親分子單層的高能表面顯示出吸附有兩親分子單層的高能表面顯示出低能低能表面表面的性質(zhì),這說明決定固體表面潤濕性能的是的性質(zhì),這說明決定固體表面潤濕性能的是其表面層的基團或原子,而與基體性能關(guān)系不大。其表面層的基團或原子,而與基體性能關(guān)系不大。因此,當表面層的基團相同時不管基體是否相同,因此,當表面層的基團相同時不管基體是否相同,其其c c大致相同。大致相同。表面活性劑化學673 3)高能表面的自憎現(xiàn)象)高能表面的自憎現(xiàn)象 雖然許多液體可在高能表面上鋪展,如煤油等碳氫化合雖然許多液體可在高能表面上鋪展,如煤油等碳氫化合物可在干凈的玻璃上、鋼上鋪展,但也有一些低
48、能表面張物可在干凈的玻璃上、鋼上鋪展,但也有一些低能表面張力的液體不能在高能表面上鋪展。力的液體不能在高能表面上鋪展。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于這些有機液體的分子在高能表出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于這些有機液體的分子在高能表面上吸附并形成定向排列的吸附膜,被吸附的兩親分子以面上吸附并形成定向排列的吸附膜,被吸附的兩親分子以極性基朝向固體表面,而非極性基朝外排列從而使表面的極性基朝向固體表面,而非極性基朝外排列從而使表面的組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,即從高能表面變成低能表面,當?shù)徒M成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,即從高能表面變成低能表面,當?shù)湍鼙砻娴哪鼙砻娴腸 c小于液體的小于液體的lglg值時值時,這些液體便不能在自身的這
49、些液體便不能在自身的吸附膜上鋪展,這種現(xiàn)象叫做自憎現(xiàn)吸附膜上鋪展,這種現(xiàn)象叫做自憎現(xiàn)象。 表面活性劑化學68 自憎現(xiàn)象的應用自憎現(xiàn)象的應用 可利用自憎現(xiàn)象改變固體表面的潤濕性,如常用一可利用自憎現(xiàn)象改變固體表面的潤濕性,如常用一些有自憎現(xiàn)象的油作為一些精密機械中軸承的潤滑劑,些有自憎現(xiàn)象的油作為一些精密機械中軸承的潤滑劑,因為這樣做可以防止油在金屬零件上的鋪展而形成油污。因為這樣做可以防止油在金屬零件上的鋪展而形成油污。表面活性劑化學694 4)saasaa對潤濕性的影響對潤濕性的影響 可利用可利用saasaa以改變體系潤濕性質(zhì),這主要是從改變以改變體系潤濕性質(zhì),這主要是從改變液體的表面張力入
50、手。通過液體的表面張力入手。通過saasaa在界面上的吸附而使在界面上的吸附而使液體表面張力下降到能在固體表面上鋪展。液體表面張力下降到能在固體表面上鋪展。表面活性劑化學70五五 saasaa對潤濕性的影響對潤濕性的影響1 1) 從潤濕方程看,若液體的表面張力越低,則潤濕能力越從潤濕方程看,若液體的表面張力越低,則潤濕能力越強,當某液體(如水)的表面張力大于某固體表面的強,當某液體(如水)的表面張力大于某固體表面的c c值值時,此液體是無法潤濕該固體的,但若加入時,此液體是無法潤濕該固體的,但若加入saasaa,使液體的,使液體的表面張力大大降低,一旦表面張力低于表面張力大大降低,一旦表面張力
51、低于c c,則此時液體便,則此時液體便能潤濕固體,這種能潤濕固體,這種saasaa一般稱為潤濕劑,顯然,一般稱為潤濕劑,顯然, cmccmc和和cmccmc值最低的值最低的saasaa應最有效的應最有效的saasaa。表面活性劑化學71選擇合適的潤濕劑應注意的事項是:選擇合適的潤濕劑應注意的事項是:潤濕劑在固體表面上吸附時,不應形成憎水基朝外的吸附潤濕劑在固體表面上吸附時,不應形成憎水基朝外的吸附層;層;由于固體表面通常是帶負電的,陽離子型活性劑形成憎水由于固體表面通常是帶負電的,陽離子型活性劑形成憎水基朝外的吸附層,因此,不宜采用。基朝外的吸附層,因此,不宜采用。表面活性劑化學722 2)固
52、體表面改性)固體表面改性 saasaa也可以通過物理吸附或者化學吸附改變固體表面的也可以通過物理吸附或者化學吸附改變固體表面的組成和結(jié)構(gòu),使高能表面變?yōu)榈湍鼙砻妫档蜐櫇裥?,組成和結(jié)構(gòu),使高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?,而降低潤濕性,產(chǎn)生物理吸附的產(chǎn)生物理吸附的saasaa有:重金屬皂類、長鏈脂肪酸、有機胺有:重金屬皂類、長鏈脂肪酸、有機胺鹽、有機硅化合物、含氟鹽、有機硅化合物、含氟saasaa等,這些等,這些saasaa一般在表面形成一般在表面形成憎水基朝外的吸附層,而使固體表面能降低。憎水基朝外的吸附層,而使固體表面能降低。 表面活性劑化學73 若若saasaa的親水基在固體表面產(chǎn)生化學吸附,而使
53、憎水基的親水基在固體表面產(chǎn)生化學吸附,而使憎水基朝外,則這有利于降低固體的表面能而使其潤濕性降低。朝外,則這有利于降低固體的表面能而使其潤濕性降低。 exampleexample: (1 1) 黃藥(黃原酸)在礦物浮選中的應用,黃藥與方鉛黃藥(黃原酸)在礦物浮選中的應用,黃藥與方鉛礦表面發(fā)生化學作用。這時,礦物表面的外層為碳氫基,礦表面發(fā)生化學作用。這時,礦物表面的外層為碳氫基,其潤濕性大大下降,并附著于鼓入的氣泡中被浮選到液體其潤濕性大大下降,并附著于鼓入的氣泡中被浮選到液體表面。表面。表面活性劑化學74表面活性劑化學75 (2 2) 用甲基氯化硅處理玻璃或帶有表面羥基的固體表用甲基氯化硅處
54、理玻璃或帶有表面羥基的固體表面,甲基氯硅烷與固體表面上的羥基作用,釋放出氯化面,甲基氯硅烷與固體表面上的羥基作用,釋放出氯化氫,形成化學鍵氫,形成化學鍵si-osi-o鍵,這使原來親水的固體表面被甲鍵,這使原來親水的固體表面被甲基所覆蓋而具有憎液性強和長期有效的特點,可通過此基所覆蓋而具有憎液性強和長期有效的特點,可通過此方法改性玻璃表面從而使其防水(如汽車玻璃,玻璃鏡方法改性玻璃表面從而使其防水(如汽車玻璃,玻璃鏡片等)。片等)。 以上討論的是極性固體的表面改性。以上討論的是極性固體的表面改性。 為為非極性固體表面非極性固體表面,若通過表面活性劑的吸附形式親水,若通過表面活性劑的吸附形式親水
55、基向外的吸附層則可使憎水表面變?yōu)橛H水表面,即使其潤基向外的吸附層則可使憎水表面變?yōu)橛H水表面,即使其潤濕性提高,如將聚乙烯、聚四氟乙烯,石蠟等典型的低能濕性提高,如將聚乙烯、聚四氟乙烯,石蠟等典型的低能固體浸在氫氧化鐵或氫氧化錫溶液中,經(jīng)過一段時間,水固體浸在氫氧化鐵或氫氧化錫溶液中,經(jīng)過一段時間,水合金屬氧化物在低能表面產(chǎn)生較強的吸附,干燥后可使表合金屬氧化物在低能表面產(chǎn)生較強的吸附,干燥后可使表面潤濕性發(fā)生永久性的變化,即從憎水變?yōu)橛H水。面潤濕性發(fā)生永久性的變化,即從憎水變?yōu)橛H水。表面活性劑化學76六六 固體粒子在界面上的位置與浮選固體粒子在界面上的位置與浮選表面活性劑化學77用途:浮游選礦
56、用途:浮游選礦 從界面化學角度來看,浮選是涉及多種界面的復雜過程,從界面化學角度來看,浮選是涉及多種界面的復雜過程,基本內(nèi)容包括:基本內(nèi)容包括:在礦粉與水的混懸液中形成大量的起泡;在礦粉與水的混懸液中形成大量的起泡;使水中的多種固體粒子對起泡有不同的附著能力;使水中的多種固體粒子對起泡有不同的附著能力;收集附于氣泡上的礦粒,達到與其它礦物分離的目的。收集附于氣泡上的礦粒,達到與其它礦物分離的目的。涉及固液界面、固氣界面、氣液界面發(fā)生這些界面上的多涉及固液界面、固氣界面、氣液界面發(fā)生這些界面上的多種物理化學作用。起泡、穩(wěn)泡和消泡作用,潤濕作用等種物理化學作用。起泡、穩(wěn)泡和消泡作用,潤濕作用等 。
57、 礦物浮選中礦石與礦渣的分離礦物浮選中礦石與礦渣的分離浮游選礦浮游選礦表面活性劑化學79 浮游選礦的原理圖浮游選礦的原理圖 選擇合適的捕集劑,使選擇合適的捕集劑,使它的親水基團只吸在礦砂的它的親水基團只吸在礦砂的表面,憎水基朝向水。表面,憎水基朝向水。 當?shù)V砂表面有當?shù)V砂表面有5%5%被捕集被捕集劑覆蓋時,就會附在氣泡上劑覆蓋時,就會附在氣泡上一起升到液面,便于收集。一起升到液面,便于收集。七七 潤濕劑潤濕劑潤濕劑:潤濕劑:指能使液體潤濕或加速固體表面潤濕的指能使液體潤濕或加速固體表面潤濕的saasaa。潤濕劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上應滿足如下條件:潤濕劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上應滿足如下條件:(1 1)分子結(jié)構(gòu)
58、:)分子結(jié)構(gòu):c-hc-h鏈中應具有分支結(jié)構(gòu),且親水基位于鏈中應具有分支結(jié)構(gòu),且親水基位于中部;中部;(2 2)性質(zhì):不僅具有較高的表面活性,還應當有較好的)性質(zhì):不僅具有較高的表面活性,還應當有較好的擴散性和滲透性,能迅速滲入固體顆粒的縫隙間或孔性擴散性和滲透性,能迅速滲入固體顆粒的縫隙間或孔性固體內(nèi)部表面并發(fā)生吸附。固體內(nèi)部表面并發(fā)生吸附。表面活性劑化學80潤濕劑的類型潤濕劑的類型主要是陰離子和非離子主要是陰離子和非離子saasaa。(1)(1)陰離子型陰離子型saasaa(磺酸鹽型陰離子(磺酸鹽型陰離子saasaa) 陰離子型表面活性劑包括烷基硫酸鹽、磺酸鹽、脂肪陰離子型表面活性劑包括烷
59、基硫酸鹽、磺酸鹽、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸鹽、羧酸皂類、磷酸酯等。酸或脂肪酸酯硫酸鹽、羧酸皂類、磷酸酯等。 (2 2)非離子型潤濕劑)非離子型潤濕劑 烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇聚氧乙烯單硬酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。聚氧乙烯單硬酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。表面活性劑化學81八八 潤濕劑的應用潤濕劑的應用(1 1)礦物的泡沫浮選;)礦物的泡沫浮選;(2 2)金屬的防銹與緩蝕;)金屬的防銹與緩蝕;(3 3)織物的防水與防油;)織物的防水與防油;(4 4)在農(nóng)藥中的應用)在農(nóng)藥中的應用表面活性劑化學823-4 saa3-4 s
60、aa的起泡與消泡作用的起泡與消泡作用一一. . 泡沫的形成與其穩(wěn)定性泡沫的形成與其穩(wěn)定性泡沫的形成:泡沫的形成:液體中的分散體系;液體中的分散體系;氣體是分散相(不連續(xù)相)氣體是分散相(不連續(xù)相)液體是分散介質(zhì)(連續(xù)相)液體是分散介質(zhì)(連續(xù)相) 啤酒、香檳、肥皂水、皂角或水溶液等在攪拌下形成的啤酒、香檳、肥皂水、皂角或水溶液等在攪拌下形成的泡沫稱為液體泡沫;泡沫稱為液體泡沫; 面包、蛋糕、餅干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等面包、蛋糕、餅干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等為固體泡沫。為固體泡沫。表面活性劑化學83泡沫的破壞泡沫的破壞 主要是因為液膜的主要是因為液膜的排液排液變薄和泡內(nèi)氣體的變薄
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