膠體及表面活性劑問答題題庫2

1、 表面活性劑第一章 表面活性劑的基本概念表面活性劑基本概念1、請解釋表面張力、表面活性劑、臨界膠束濃度、濁點(diǎn)、Krafft點(diǎn)等概念。表面張力是指垂直通過液體表面上任一單位長度、與液體面相切的，收縮表面的力。 液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵消，但表面分子受到液相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小（因?yàn)闅庀嗝芏鹊停?，所以表面分子受到被拉入液相的作用力表面活性劑是指在加入很少量時(shí)就能顯著降低溶液的表面張力，改變體系界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求的物質(zhì) 。臨界膠束濃度：表面活性劑在水溶液中形成膠團(tuán)的最低濃度，稱為臨界膠團(tuán)濃度。濁點(diǎn)（C. P值）：非離子表面活性

2、劑的溶解度隨溫度升高而降低，溶液由澄清變混濁時(shí)的溫度即濁點(diǎn)。臨界溶解溫度（krafft點(diǎn)）：離子型表面活性劑的溶解度隨溫度的升高而增加，當(dāng)溫度增加到一定值時(shí)，溶液突然由渾濁變澄清，此時(shí)所對應(yīng)的溫度成為離子型表面活性劑的臨界溶解溫度。 界面與表面：界面就是指物質(zhì)相與相的分界面。是指兩相接觸的約幾個(gè)分子厚度的過渡區(qū)。若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。即液相或固相與氣相的界面稱為表面。 常見的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。水溶液的表面張力隨溶質(zhì)濃度的變化可分為三種類型。1、表面張力隨其溶質(zhì)濃度的增加略有上升，且往往近于直線(曲線A)2、表面張力隨溶質(zhì)濃度增

3、加而逐漸下降，在濃度很稀時(shí)，下降較快，隨濃度增加下降變慢(曲線B)。3、在溶液濃度稀時(shí)，溶液的表面張力隨溶質(zhì)濃度的增加急劇下降，當(dāng)溶液的濃度增加到一定值后，溶液的表面張力就不再下降了(曲線C)。表面活性劑的定義：加入少量就能使水的表面張力大幅度地降低，從而明顯改變體系的界面性質(zhì)和狀態(tài)的化合物表面活性劑。如肥皂中的脂肪酸鈉，洗衣粉中的烷基苯磺酸鈉等。最早的表面活性劑肥皂。例如20ºC時(shí)，純水的表面張力為72.75mN/m，加入 0.1%的脂肪酸鈉，即降為25mN/m。一般說來，在常溫下0.1%的溶液能使水的表面張力下降到約30mN/m的話，則可認(rèn)為該物質(zhì)具有良好的表面活性。表面活性劑的

4、作用：表面活性劑分子在溶液中和界面上可以自行結(jié)合形成分子有序組合體，從而在各種重要過程，如潤濕、鋪展、起泡、乳化、加溶、分散、洗滌中發(fā)揮直接作用，還可起平滑、抗靜電、勻染與固色、潤滑、防銹、疏水、殺菌和凝集等間接作用。由于用量小而又能起到顯著效果，表面活性劑又被稱為“工業(yè)味精”。表面活性劑有哪些基本作用？請分別作出解釋。潤濕作用：1表面活性劑能夠降低界面張力，使接觸角變小，增大液體對固體表面的潤濕的這種作用。2乳化作用：表面活性劑能使互不相溶的兩種液體形成具有一定穩(wěn)定性的乳狀液的這種作用。3、分散作用：表面活性劑能使固體粒子分割成極細(xì)的微粒而分散懸浮在溶液中的這種作用，叫作分散作用。4、起泡作

5、用：含表面活性劑的水溶液在攪拌時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多氣泡，由于氣體比液體的密度小，液體中的氣泡會(huì)很快上升到液面，形成氣泡聚集物（即泡沫），而純水不會(huì)產(chǎn)生此種現(xiàn)象，表面活性劑的這種作用叫發(fā)泡作用。5、增溶作用：表面活性劑在溶液中形成膠束后，能使不溶或微溶于水的有機(jī)化合物溶解度顯著增加的這種作用稱作表面活性劑的增溶作用。6、洗滌去污作用：洗滌去污作用實(shí)際上是由于表面活性劑能夠吸附在固液界面上，降低表面張力并在水溶液中形成膠團(tuán)，從而產(chǎn)生的潤濕、滲透、乳化、分散等各種作用的綜合效果。一、 表面活性劑的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有“兩親” 結(jié)構(gòu)。由親油基即疏水親油的非極性基團(tuán)（一般為長烴鏈），親水基即親水疏油的極性

6、基（如羥基、磺酸基、羧基、氨基等）組成。雙親結(jié)構(gòu)使表面活性劑在溶液是形成界面吸附、界面定向、生成膠束，具有溶解性和多功能性。1、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類方法。答：表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)包括長鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)和親水性離子基團(tuán)或極性基團(tuán)兩個(gè)部分。由于它的分子中既有親油基又有親水基，所以，也稱雙親化合物表面活性劑一般按離子的類型分類，即表面活性劑溶于水時(shí)，凡能離解成離子的叫做離子型表面活性劑，凡不能離解成離子的叫做非離子型表面活性劑。而離子型表面活性劑按其在水中生成的表面活性離子種類，又可分為陰離子、陽離子和兩性離子表面活性劑三大類。此外還有一些特殊類型的表面活性劑，如元素表面活性劑、高分子表面活性劑和生

7、物表面活性劑等。 二、表面活性劑的分類，最常用的是按表面活性劑在水溶液中能否解離及解離后所帶電荷類型來分類。分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性離子型表面活性劑；按表面活性劑在水和油中的溶解性可分為水溶性和油溶性表面活性劑；按分子量分類，分為高分子表面活性劑（M大于104）；中分子量表面活性劑（M： 103104 ）；低分子量表面活性劑（ M： 102l03）。1、陰離子表面活性劑。親水基一端為陰離子，其水溶液一般為堿性或中性。它們在整個(gè)表面活性劑生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重（約40%）。 陰離子表面活性劑：R-OSO3Na硫酸酯鹽；R-SO3Na磺酸鹽；R-OPO3Na2磷酸酯鹽2、陽離子表面活

8、性劑。親水基一端是陽離子，故常稱之為 “陽性皂”。其水溶液大多呈酸性。陽離子表面活性劑：R-NH2·HCl伯胺鹽； 仲胺鹽； 叔胺鹽； 季胺鹽3、兩性表面活性劑其結(jié)構(gòu)特征為：在親水基一端既有陽離子也有陰離子。兩性表面活性劑：R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型； 甜菜堿型4、非離子型表面活性劑在水溶液中不電離，其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)（多為氧乙烯基CH2CH2O-）組成。非離子表面活性劑：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；R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺；R-CONH(C2H4O)nH聚氧

9、乙烯烷基酰胺；R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型第二章 表面活性劑在溶液中的性質(zhì)一. 在界面的吸附濃度足夠時(shí)，表面活性劑在溶液表面定向形成吸附膜。排列成單分子層。非極性憎水基的部分越大，憎水性越強(qiáng)，表面活性劑分子就越聚集于表面，其表面活性就越強(qiáng)。二. 形成膠束當(dāng)表面活性劑溶質(zhì)在溶劑中的濃度達(dá)到一定時(shí)，會(huì)產(chǎn)生聚集而生成膠束，這種濃度的極限值稱為臨界膠束濃度(critica1 mic1e concentration，簡稱cmc)。膠束：當(dāng)溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí)，其疏水部分相互吸引，締合在一起，親水部分向著水，幾十個(gè)或更多分子締合在一起形成締合的粒子，稱為膠束。三. 潤濕。固體表面

10、與液體接觸時(shí)，原來的固-氣界面消失，固體表面上的氣體被液體取代，形成新的固-液界面。這種現(xiàn)象稱為潤濕。接觸角：平衡時(shí)，在氣，液，固三相交界處，氣-液界面和固-液界面之間 的夾角稱為接觸角。(圖中角 ) 90°，潤濕。 =0°，完全潤濕（鋪展） ； 90°，不潤濕。=180°，完全不能潤濕。接觸角的大小可以用實(shí)驗(yàn)測量，也可以用公式計(jì)算：1、若s-g<l-s，則>90º，固體不為液體所潤濕。如荷葉，石蠟上的水珠。2、若s-g>l-s，則<90º，且l-g越小，也越小，固體易為液體所潤濕。如肥皂水。應(yīng)用舉例：如噴灑農(nóng)

11、藥到帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑；涂料中使用表面活性劑為潤濕劑。如果要制造防水材料，就要使表面活性劑的極性基吸附在材料表面，親油基伸向空氣，則高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?，使接觸角大于90°。四.分散作用。分散是指固體粒子分散在液體中，按粒子的大小不同，可分為膠體分散和粗分散。分散體系處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易聚集形成沉淀。固液分散體系中的固體微粒有自動(dòng)聚結(jié)縮小界面積從而降低界面能的傾向。作為分散劑的表面活性劑能促使固體微粒均勻穩(wěn)定地分散在液體中。原理：分散劑可降低界面能，同時(shí)使固體外層形成一層吸附膜而較難凝聚。應(yīng)用：如使顏料分散在涂料或印刷油墨之中。五.乳化作用一種或幾種液體以大于10

12、-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。乳液形成過程中，兩相間界面面積增大，體系界面能隨之增大。故體系總是尋求減少界面面積，從而降低界面能，最終發(fā)生破乳、分層。加入乳化劑，在降低界面能的同時(shí)，還在界面定向吸附而形成一層保護(hù)膜，防止碰撞的液滴彼此合并。同時(shí)由于形成表面雙電層，因電的相斥作用而防止了凝聚。應(yīng)用：如“乳液聚合”是高分子工業(yè)中的一種重要生產(chǎn)方法；化妝品工業(yè)中制取膏霜，食品的乳化等。水和油形成的乳狀液，根據(jù)分散情形可分為兩種：1.水包油乳狀液，用O/W表示。內(nèi)相為油，外相為水，這種乳狀液能用水稀釋，如牛奶等。2.油包水乳狀液，用W/O表示。內(nèi)相為水，外相為

13、油，如油井中噴出的原油。此外，還有水包油包水型(W/O/W)及油包水包油型（O/W/O)型等復(fù)雜型乳狀液。檢驗(yàn)方法：如右圖所示，為對O/W乳狀液檢驗(yàn)的現(xiàn)象。六. 起泡和消泡作用。泡沫：由液體薄膜或固體薄膜隔離開的氣泡聚集體稱為泡沫，即氣體分散于液（固）體中的分散體系?？煞譃橐海ü蹋w泡沫。與前相似，也屬熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。加入表面活性劑，一則可降低，有利于泡沫形成。二則表面活性劑可定向形成雙分子薄膜加大厚度而增加了泡沫的穩(wěn)定性。消泡:作為消泡劑的表面活性劑，在液面上能擠走起泡分子，所形成的液膜強(qiáng)度很差，降低了液膜的穩(wěn)定性。消泡劑應(yīng)極易吸附于液面，且排列疏松。故其分子多為枝形結(jié)構(gòu)。如異辛醇、豆油、

14、蓖麻油和硅油等。起泡劑的應(yīng)用：用于礦物浮選、泡沫滅火和洗滌去污等。消泡劑的應(yīng)用：在制糖、制中藥過程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。此外，用作涂料、膠粘劑的助劑等。七.增溶作用。表面活性劑在水溶液中形成膠束后具有能使不溶或微溶于水的有機(jī)物的溶解度顯著增大的能力，且此時(shí)溶液呈透明狀，膠束的這種作用稱為增溶作用。一般認(rèn)為膠束內(nèi)部與液態(tài)烴相似，表面活性劑在水溶液中達(dá)到CMC后，一些水不溶性或微溶性的有機(jī)物可進(jìn)入膠束內(nèi)部而使溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液。例如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增

15、溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物常借此增溶，形成澄明溶液及提高濃度。幾種常見的增溶方式：（a）增溶于膠團(tuán)內(nèi)核（b）增溶于膠體定向的表面活性劑之間（c）增溶于膠團(tuán)表面八. 浮選。浮選時(shí)要加入兩種表面活性劑：1. 能產(chǎn)生大量氣泡的的表面活性劑起泡劑。2. 起捕集作用的陽離子表面活性劑捕集劑。捕集劑作用：大多數(shù)天然礦物表面是親水的，易為水所潤濕。須加入捕集劑使其疏水，才能使礦物微粒附著于氣泡而向上飄浮。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。第三章 表面活性劑物性常數(shù)一. 臨界膠

16、束濃度及其測定。表面活性劑在溶液中形成膠束的最低濃度的濃度稱為臨界膠束濃度（CMC）測定臨界膠束濃度最基本的方法是測定表面活性劑溶不同濃度下的表面張力，并作g -lgc圖來確定。另外,CMC時(shí)，溶液表面張力基本達(dá)到最低值，以此為界，溶液的多種物理性質(zhì)如摩爾電導(dǎo)、粘度、滲透壓、光散射等多種物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化。利用這些性質(zhì)與表面活性劑濃度之間的關(guān)系，可推測出表面活性劑的臨界膠束濃度。CMC越小，該表面活性劑的活性越大。同系物的碳原子數(shù)增加，CMC減??；碳數(shù)相同的表面活性劑，支鏈型比直鏈型的CMC高；碳?xì)滏湹牟伙柡投仍黾?，CMC增高；碳?xì)滏溨杏袠O性基時(shí)，CMC增高；碳?xì)滏溨杏斜江h(huán)時(shí)，CMC降低；離

17、子型表面活性劑的CMC較非離子型的大得多。碳?xì)滏溝嗤瑫r(shí)，前者可以是后者的100倍。二. 親水親油平衡值（HLB）。用一個(gè)相對的值即HLB值來表示表面活性物質(zhì)的親水性，HLB越大，則親水性越強(qiáng)。一般以石蠟的HLB為0，油酸的HLB為1，油酸鈉的HLB為20，十二烷基硫酸鈉的HLB為40作為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如：HLB值在36之間，可作油包水型的乳化劑；810之間作潤濕劑；1218之間作為水包油型乳化劑。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20HLB的確定方法1、水溶法，水溶法較為粗略，隨意性大，操作簡便。適用于大致的HLB范圍確定2、計(jì)

18、算法，離子型HLB的計(jì)算式：三. 克拉夫脫點(diǎn)(Krafft Point)離子型表面活性劑在水中的溶解度在低溫時(shí)只隨溫度的升高緩慢地增加。溫度升至某一值后，溶解度即迅速增大，此點(diǎn)即所謂的Krafft點(diǎn)（TK）。這一點(diǎn)的濃度其實(shí)就是該溫度下的CMC。一般而論， TK越高， CMC越?。?TK高（低）的表面活性劑親油（親水）性好。四. 濁點(diǎn)(C1oud Point)濃度一定的非離子表面活性劑加熱至一定溫度時(shí)，溶液產(chǎn)生渾濁，冷卻后又變?yōu)橥该?。該溫度稱為非離子型表面活性劑的“濁點(diǎn)”(C1oudPoint)。非離子表面活性劑應(yīng)在濁點(diǎn)以下使用產(chǎn)生濁點(diǎn)的原因：含氧基團(tuán)（如氧乙烯基）與水分子形成的氫鍵因受熱而減

19、弱，溶解度隨溫度升高而降低，從而產(chǎn)生濁點(diǎn)。第四章 陰離子表面活性劑1、陰離子表面活性劑的定義及分類。定義：在水中能夠離解出具有表面活性的陰離子的一類表面活性劑叫做陰離子表面活性劑。陰離子表面活性劑按親水基不同可分為：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸（酯）鹽型和磷酸（酯）鹽型等。陰離子表面活性劑按其親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)可以分為：羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽。陰離子表面活性劑：RCOONa羧酸鹽；R-OSO3Na硫酸酯鹽；R-OPO3Na2磷酸酯鹽；R-SO3Na磺酸鹽一. 羧酸鹽型陰離子表面活性劑脂肪酸的堿（堿土、高價(jià)）金屬鹽、銨鹽和有機(jī)胺鹽統(tǒng)稱為脂肪酸鹽，化學(xué)通式為:RCOOM1/n。硬脂酸鈉，別名硬

20、蠟酸鈉，化學(xué)簡式為:C17H35COONa。硬脂酸鈉的應(yīng)用：制造皂類洗滌劑。皂體堅(jiān)硬，在塊狀皂中具有賦形劑和活性劑的作用?；瘖y品中作乳化劑（O/W）。如雪花膏、剃須膏、洗發(fā)膏等的制備中。硬脂酸鈉的制備方法主要有以下兩種：1. 油脂水解皂化法以牛、羊等動(dòng)物油為原料，通過氫氧化鈉水解皂化制備。2. 硬脂酸直接中和法二. 磺酸鹽型陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉LAS性狀：黃色油狀液體，經(jīng)純化后可形成六角形或斜方型薄片狀結(jié)晶。結(jié)構(gòu)：其分子由親油性烷基基團(tuán)、離子性的親水磺酸基團(tuán)及作為連接手段的親油性苯環(huán)基團(tuán)三部分構(gòu)成。理想的LAS結(jié)構(gòu): C10C14的直鏈烷基，苯環(huán)在烷基的第三或第四個(gè)碳原子上連接，親

21、水基為苯環(huán)對位單磺酸基團(tuán)。TPS：由丙烯進(jìn)行齊聚反應(yīng)得到含較多支鏈的十二烯烴。成本低廉，具有良好的發(fā)泡和洗滌性能，但因支鏈多而難生物降解，于1964年被LAS所取代。主要用途：(1) 配制各種類型的液體、粉狀、粒狀、漿狀洗滌劑、擦凈劑和清潔劑；(2)可用作油井空氣鉆井起泡劑，軟質(zhì)陶瓷、水泥、石膏用泡沫劑、紡織用抗靜電涂布劑、染色助劑、石灰分散劑、明膠凝聚劑、鋁增亮劑、電鍍工業(yè)脫脂劑、造紙工業(yè)脫墨劑等；(3)在農(nóng)業(yè)方面，用作防化肥結(jié)塊劑、殺菌劑和協(xié)同殺蟲劑。合成方法： 由十二烯烴和苯發(fā)生傅克烷基化反應(yīng)，再進(jìn)行磺化得到苯磺酸，然后用堿中和。磺化方法有三種：三氧化硫磺化法；發(fā)煙硫酸磺化法；氯磺酸磺化

22、法。三. 硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑1、脂肪醇硫酸酯鹽（FAS）通式：ROSO3-M+。 制法：ROH+SO3ROSO3HROSO3Na性能：FAS較易水解；在硬水中去污力強(qiáng)于LAS，起泡力低?？捎糜谂渲频团菹礈靹?yīng)用：配制香波、合成香皂、洗浴用品、牙膏、剃須膏等盥洗用品。也是洗滌劑、清洗劑的重要組分。2.脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯鹽（AES）以月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽為例，其化學(xué)式為：C12H25O(CH2CH2O)3OSO3Na性能：淡黃色至無色黏稠液體。溶解性、起泡性能、抗硬水性能、潤濕性能均優(yōu)于FAS。在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，但在酸性介質(zhì)中容易水解，因此要添加磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，以防止水解

23、。通式：RO(CH2CH2O)nSO3 M在分子結(jié)構(gòu)方面，由于聚環(huán)氧乙烷醚基的引入，使其水溶性與LAS等相比明顯提高、易于配成透明溶液；不受水硬度的影響，具備了優(yōu)異的抗鈣、鎂離子作用的能力。應(yīng)用：1. 廣泛用于香波、洗浴用品、剃須膏等盥洗用品中。2. 是輕（重）垢型洗滌劑，地毯清洗劑等配方中的重要組分，還可用于無磷洗滌劑的配制。制備目前常用的方法有以下三種。(p31)三氧化硫法 氯磺酸法 氨基磺酸法四. 磷酸酯型陰離子表面活性劑具有優(yōu)良的抗靜電、乳化、防銹和分散等性能，廣泛用于紡織、化工、國防、金屬加工等工業(yè)部門。烷基磷酸酯鹽：磷酸單酯；磷酸雙脂。烷基醚磷酸酯鹽：單烷基醚磷酸酯鈉鹽；雙烷基醚磷

24、酸酯鈉鹽以月桂醇聚環(huán)氧乙烷醚磷酸鈉（AEPS）為例補(bǔ)充： 表面活性劑的生物降解：指表面活性劑在環(huán)境因素的作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從對環(huán)境有害的表面活性劑分子逐步轉(zhuǎn)化成對環(huán)境無害的小分子如CO2、NH3、H2O等。降解步驟：初級降解母體結(jié)構(gòu)消失，特性發(fā)生變化次級降解降解得到的產(chǎn)物不再導(dǎo)致環(huán)境污染。最終降解，完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳等小分子。陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)與生物降解的關(guān)系（1）陰離子表面活性劑的降解速度隨磺酸基和烷基鏈末端間的距離的增大而加快，烷基鏈長在C6-C12間最易降解。（2）當(dāng)陰離子表面活性劑的烷基鏈帶有支鏈，且支鏈長度愈接近主鏈愈難降解（如TPS）。1、烷基苯與SO3的磺化有何特點(diǎn)？針對這些

25、特點(diǎn)如何設(shè)計(jì)或選擇磺化反應(yīng)器？（1）三氧化硫磺化反應(yīng)屬氣液接觸非均相反應(yīng)。反應(yīng)主要發(fā)生在液體表面或氣體溶解在液體中進(jìn)行。這樣，磺化總的反應(yīng)速度是由擴(kuò)散速度和反應(yīng)速度決定的。在大多數(shù)情況下，擴(kuò)散速度是主要控制因素。（2）該磺化反應(yīng)屬強(qiáng)放熱、瞬間反應(yīng)。故大部分反應(yīng)熱是在反應(yīng)的初始階段放出的，所以如何控制反應(yīng)速度，迅速移走反應(yīng)熱是生產(chǎn)控制的關(guān)鍵。（3）反應(yīng)前后粘度急劇增加。反應(yīng)體系粘度增加勢必給物料間的傳質(zhì)和傳熱帶來困難，使之局部過熱或過磺化。同時(shí)，磺酸粘度與溫度有關(guān)，溫度過低，粘度增加。因此，控制反應(yīng)溫度不能過低。（4）在反應(yīng)過程中，副反應(yīng)極易發(fā)生。以上特點(diǎn)正是我們考慮磺化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和磺化工藝控

26、制的依據(jù)?？傊?，磺化反應(yīng)要求投料比、氣體濃度和反應(yīng)溫度穩(wěn)定；物料停留時(shí)間短；氣一液接觸效果好；及時(shí)排除反應(yīng)熱。2、烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。1）烷基鏈長度的影響。烷基鏈在C6以上才具有表面活性，并且表面活性隨著碳原子數(shù)的增加而增大，當(dāng)烷基鏈超過18個(gè)碳時(shí)表面活性下降。實(shí)踐證明，以C12洗滌性能最好，C14發(fā)泡能力最好，C10C14泡沫穩(wěn)定性較好。碳鏈變短，溶解性和潤濕性好，但洗滌力差，碳鏈變長由于溶解度下降亦使得洗滌。一般碳數(shù)在C8C14的烷烴洗滌性能較好，宜作洗滌劑，小于C9的潤濕性較好，宜作潤濕劑，大于C14宜作W/O乳化劑。2）支鏈的影響。實(shí)驗(yàn)證明，含支鏈的烷基苯磺酸鈉的發(fā)泡力

27、和潤濕力均高于LAS，去污力稍低于LAS，但生物降解性卻有很大差異。支鏈越多，生物降解性越差，且支鏈越靠近末端，其生物降解性越差。生物降解性，泡沫長久不散，造成污染。3）烷基鏈數(shù)目的影響。苯環(huán)上有幾個(gè)短鏈烷基時(shí)潤濕性增加，但去污力下降。作為洗滌劑用烷基苯應(yīng)盡可能避免生產(chǎn)多烷基苯。4）苯與烷基結(jié)合位置的影響。以C12為例，苯環(huán)可接在烷基鏈的16位上，有六種位置異構(gòu)體存在。各種異構(gòu)體的分布因所選用的原料及工藝不同而異。苯環(huán)在碳鏈上的C3或C4位置的洗滌去污性能較好。5）磺酸基的位置和數(shù)目的影響?；撬峄饕釉谕榛膶ξ慌c鄰位上，以對位異構(gòu)體居多，間位異構(gòu)體很少。對位烷基苯磺酸鈉的cmc低，去污力強(qiáng)

28、和生物降解性好，作為洗滌劑而言，希望得到對位烷基苯磺酸鈉。從磺酸基團(tuán)的數(shù)目來講，烷基苯二磺酸鈉和烷基二苯磺酸鈉，由于磺酸基數(shù)目增加，親水性大大增加，破壞了原有的親水親油平衡，去污力顯著下降，所以生產(chǎn)上盡量避免生成綜上所述，烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)以C11C13的直鏈烷基，苯環(huán)接在第3、4碳原子上，磺酸基為對位其洗滌性能最好。3、羰基合成醇的主要生產(chǎn)工藝有哪幾條？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。工業(yè)上表面活性劑用脂肪醇已達(dá)到大噸位生產(chǎn)的工藝路線主要有四條：羰基合成醇（OXO醇）：所用原料為單烯烴，該法具有原料來源豐富，工藝技術(shù)成熟，生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量好成本較低等優(yōu)點(diǎn)，是目前合成表面活性劑醇的主要方法。齊格勒合成

29、醇：原料為乙烯；液蠟氧化制仲醇：原料為正構(gòu)烷烴（石蠟），石蠟氧化法制得的主要是仲醇，雖然由仲醇制得的表面活性劑不如由伯醇制得的產(chǎn)品性能好，但由于原料便宜，工藝比較簡單，仍然受到一定的重視。 油脂或脂肪酸加氫還原制醇：所用原料為天然油脂或合成脂肪酸。4 、比較硫酸酯鹽和磺酸鹽在結(jié)構(gòu)和性能上的差異。硫酸酯鹽與磺酸鹽的區(qū)別是：硫酸酯鹽系水基是通過氧原子即COS鍵與親油基連接，而磺酸鹽則是通過CS鍵直接連接。由于氧的存在使硫酸酯鹽的溶解性能比磺酸鹽強(qiáng)，但COS鍵比CS鍵更易水解，在酸性介質(zhì)中，硫酸酯鹽易發(fā)生水解第五章 陽離子表面活性劑1、陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類。陽離子表面活性劑在水溶液中離解

30、時(shí)生成的表面活性離子帶正電荷的，其中疏水基與陰離子表面活性劑相似，親水基主要為氮原子，也有磷、硫、碘等原子。親水基和疏水基可直接相連，也可通過酯、醚和酰胺鍵相連。在陽離子表面活性劑中，最主要的是含氮陽離子表面活性劑。而在含氮表面活性劑中，根據(jù)氮原子在分子中的位置，又可分為常見的直鏈的胺鹽、季銨鹽、雜環(huán)類及氧化胺等。陽離子表面活性劑又稱陽性皂。親水基主要為堿性氨原子，也有磷、硫、碘等原子。大致可分為兩類：一類是胺鹽型陽離子表面活性劑；另一類則是季銨鹽型陽離子表面活性劑。陽離子表面活性劑的分類： 伯胺鹽； 仲胺鹽； 叔胺鹽； 季胺鹽主要作用：殺菌劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、纖維勻染劑、金屬緩蝕劑、織

31、物柔軟劑、頭發(fā)調(diào)理劑、防水劑等。日常生活中很少用于洗滌劑（因纖維織物和固體表面一般帶負(fù)電荷）。作用原理：殺菌由于細(xì)菌被強(qiáng)力吸附， 阻止了細(xì)菌的呼吸作用與糖解作用； 纖維織物方面吸附于纖維表面形成一定向吸附膜后，中和纖維表面的負(fù)電荷，減少因摩擦產(chǎn)生的自由電子，有較好的抗靜電性，還能顯著降低纖維表面的靜摩擦系數(shù)，用于纖維的柔軟處理。金屬緩蝕脂肪胺定向排列在金屬表面形成12個(gè)分子的保護(hù)薄膜，保護(hù)金屬免受酸的腐蝕。一、胺鹽型、季銨鹽型胺鹽型：包括伯、仲、叔胺鹽。用途：金屬緩蝕劑、浮選工藝中的捕集劑等。制備：伯、仲、叔胺與酸反應(yīng)制得季銨鹽 用途：織物柔軟劑、抗靜電劑、消毒殺菌劑、殺藻劑，在化學(xué)反應(yīng)中作相

32、轉(zhuǎn)移催化劑等。制備：一般由叔胺與烷基化試劑作用制得性能比較：季胺鹽型可溶于堿性介質(zhì)，而胺鹽型則會(huì)游離成原來的不溶胺而析出。1、比較胺鹽和季銨鹽在結(jié)構(gòu)和性能上的差異。胺鹽微弱堿的鹽，對PH值非常敏感，在堿性條件下，它可生成不溶于水的胺，且沒有帶正電荷的活性物；但在酸性條件下，則可形成溶于水的胺鹽。季銨鹽屬強(qiáng)堿鹽，在酸堿溶液中均能溶解，并離解為帶正電荷的脂肪鏈陽離子，在溶液界面上具有很強(qiáng)的吸附力，被廣泛用作織物柔軟劑，抗靜電劑、殺菌劑、礦石浮選劑等。二、 雜環(huán)類陽離子表面活性劑指表面活性劑分子中含有除碳原子以外，還具有其它原子且呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。主要的雜環(huán)陽離子表面活性有咪唑啉型、吡啶季銨鹽型等

33、。用途：織物柔軟劑、抗靜電劑、防銹劑等三、胺氧化物 一般結(jié)構(gòu)為：R(CH3)2NO，由脂肪叔胺經(jīng)雙氧水氧化制得。在酸性介質(zhì)中為陽離子，在中（堿）性介質(zhì)中則為非離子型。用途：重垢洗滌劑、抑菌劑等陽離子表面活性劑的生物降解1、 一般認(rèn)為陽離子表面活性劑需要在有氧條件下進(jìn)行降解，且能力較弱，甚至還會(huì)抑制其他有機(jī)物的降解。2、 陽離子表面活性劑與其他類型的表面性劑復(fù)配后，不僅不會(huì)出現(xiàn)抑制降解的現(xiàn)象，反而兩者都易降解。注意事項(xiàng)，不能與肥皂等陰離子表面活性劑共用，會(huì)產(chǎn)生沉淀而失效；與一些染料（直接染料或熒光染料）會(huì)發(fā)生作用而失效；遇到偏硅酸鈉、硝酸鹽、蛋白質(zhì)、生物堿等也會(huì)發(fā)生作用而失效。2、陽離子表面活性

34、劑為什么不宜與洗滌？該類有哪些獨(dú)特的作用？陽離子表面活性劑與其它類型的表面活性劑一樣可在界面或表面上吸附，達(dá)到一定濃度時(shí)在溶液中形成膠團(tuán)，降低溶的表面張力，具有表面活性，因此具有乳化、增溶、潤濕、分散等作用，它幾乎沒有洗滌作用。陽離子表面活性劑的最大特征是其表面吸附力在表面活性劑中最強(qiáng)。在水溶液中，陽離子表面活性劑在固體表面上的吸附與陰離子和非離子的情況不同。通常在水溶液中固體表面帶負(fù)電荷，陽離子表面活性劑極性基團(tuán)基于靜電引力朝向固體表面，疏水基朝向水相，使固體表面呈“疏水”狀態(tài)。因此，通常不適用于洗滌和清洗。在弱酸性溶液中它能洗去帶正電荷的織物如絲、毛織物上的污垢，但日常生活中很少使用。陽離

35、子表面活性劑的特殊作用：（2） 織物的防水劑、柔軟平滑劑。在纖維表面形成親油膜而具有憎水作用，由于分子是定向排列的，能顯著降低纖維表面的靜摩擦系數(shù)。2）抗靜電作用。由于陽離子表面活性劑在固體表面形成一層連續(xù)的吸附膜，活性的極性基團(tuán)產(chǎn)生離子導(dǎo)電和吸濕導(dǎo)電，起到抗靜電作用。在合成纖維和其它合成材料的加工和使用中有廣泛的應(yīng)用。3）殺菌作用。陽離子表面活性劑可透過細(xì)胞膜與蛋白質(zhì)作用，并抑制細(xì)菌的呼吸作用和糖解作用，使細(xì)菌死亡。4）勻染劑。利用陽離子表面活性劑和陽離子染料在纖維上的競爭吸附，可將其作為勻染劑，在印染過程中主要作用有勻染移染和擴(kuò)散。其它作用。可作礦石浮選劑、頭發(fā)調(diào)理劑、瀝青乳化劑、金屬防腐

36、劑等。第六章 兩性表面活性劑1、兩性表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類兩性表面活性劑是指它的表面活性離子的親水基具有陰離子部分又具有陽離子部分，即同時(shí)帶有正負(fù)兩種離子電荷的表面活性劑，廣義地說，兩性表面活性劑是指在分子結(jié)構(gòu)中，同時(shí)具有兩種或兩種以上離子性質(zhì)的表面活性劑。兩性表面活性劑的“兩性”，體現(xiàn)在溶液中能隨pH值而變，在強(qiáng)堿性條件下表現(xiàn)出陰離子表面活性劑的性質(zhì)，在強(qiáng)酸性等件下表現(xiàn)出陽離子表面活性劑的性質(zhì)，但其分子結(jié)構(gòu)既不同于陰離子表面活性劑也不同于陽高于表面活性劑。兩性表面活性劑的分子若按照親水基中的陰離子結(jié)構(gòu)分類，可分為：羧酸鹽類兩性表面活性劑，硫酸酯鹽類兩性表面活性劑磺酸鹽類兩性表面活性劑，磷

37、酸酯鹽類兩性表面活性劑。兩性表面活性劑若按陽離子結(jié)構(gòu)可分為：甜菜堿型、咪唑啉型、氨基酸型和天然型（卵磷脂型）。二、 兩性表面活性劑的分類。分類：氨基酸型R-NHCH2CH2COOH；甜菜堿型R-N+ (CH3)2CH2COO-；卵磷脂類：天然卵磷脂；兩性咪唑啉1、咪唑啉型，在兩性表面活性劑中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣。其無毒、無刺激、生物降解性極好。常作織物柔軟劑、抗靜電劑、抗菌劑等。2、氨基酸型，在堿液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性好、去污力亦強(qiáng)； 在酸液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)，毒性小。主要用于殺菌劑、去臭劑、紡織勻染劑等。3、甜菜堿型，pHpI時(shí)呈陽離子性質(zhì)， 但在pH pI時(shí)并不呈陰離子性質(zhì)。在水中

38、有較好的溶解度，即使在等電點(diǎn)其溶解度也不明顯降低。主要用于織物柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑等。一、兩性離子型表面活性劑的特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)一般為：RA+B-，即在分子一端同時(shí)存在酸性基和堿性基。2、兩性表面活性劑有哪些優(yōu)良的性能？1)極低毒性和對皮膚、眼睛的低刺激性。2)極好的耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性，甚至在海水中也可有效地使用。3)對織物有優(yōu)異的柔軟平滑性和抗靜電性。4)有良好的乳化和分散性。4)可以吸附在帶負(fù)電荷或正電荷的物質(zhì)表面上，而不生成憎水膜，因此可有很好的潤濕性和發(fā)泡性。5)可以和幾乎所有其它類型表面活性劑配伍，復(fù)配時(shí)表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)。6)有一定的殺菌性和抑毒性、防腐蝕性，有良好的生物

39、降解性。3、兩性表面活性劑的等電點(diǎn).氨基酸型表面活性劑最大特征在于既能給出質(zhì)子又能接收質(zhì)子。例如：RN+HC2H4COOH RN+H2C2H4COO- RNHC2H4COO-pH 4 pH =4 pH 4 在pH4（pH4）的溶液中，呈現(xiàn)出陽（陰）離子表面活性劑的特征，置于靜電場中，將發(fā)生移動(dòng)。以內(nèi)鹽形式存在的兩性表面活性劑將不向任何極移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值稱為等電點(diǎn)（用pI表示）。等電點(diǎn)時(shí)，溶解度最小，發(fā)泡、潤濕和洗滌能力也較低。4、兩性表面活性劑的結(jié)構(gòu)與等電區(qū)域及其性能的關(guān)系？兩性表面活性劑在水溶液中正、負(fù)離子離解度相等時(shí)溶液的PH值范圍稱兩性表面活性劑的等電區(qū)域。等電區(qū)域的大小與兩性表面

40、活性劑的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。一般情況下，強(qiáng)陰離子強(qiáng)陽離子型兩性表面活性劑的等電區(qū)域的pH值在7附近，且較窄；強(qiáng)陰離子弱陽離子型的等電區(qū)域的pH值小于7，且較寬；弱陰離子強(qiáng)陽離子型的等電區(qū)域的pH值大于7，也較寬；弱陰離子弱陽離子型的等電區(qū)域在7附近但很寬。當(dāng)溶液的pH值在等電區(qū)域范圍內(nèi)時(shí)，該類表面活性劑才呈現(xiàn)兩性表面活性劑特性；當(dāng)溶液的pH值低于等電區(qū)域時(shí)，則主要表現(xiàn)陽離子表面活性劑的特性；而當(dāng)溶液的pH值高于等電區(qū)域時(shí)，則主要呈現(xiàn)陰離子表面活性劑的特性。5.BS12、BS12K的化學(xué)名稱及結(jié)構(gòu)式；磺基甜菜堿、羧基咪唑啉、卵磷脂的結(jié)構(gòu)通式。BS12K：月桂酰胺丙基二甲基甜菜堿最典型的磺酸甜菜堿為：

41、羧酸咪唑啉兩性表面活性劑第七章 非離子表面活性劑1、非離子表面活性劑(n-SAA)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類；非離子表面活性劑就是在水溶液中不會(huì)離解成帶電的離子，而是以分子或膠束狀態(tài)存在的一類活性物）。非離子表面活性劑的疏水基是由含活潑氫的高碳脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺等提供，其親水基是由含能和水形成氫鍵的醚基、自由羥基的化合物如環(huán)氧乙烷、多元醇、乙醇胺等提供。由于羥基和醚鍵的親水性較弱，要達(dá)到一定的親水性，一般需要有多個(gè)羥基和醚鍵。羥基和醚鍵越多，親水性愈強(qiáng)，反之，親水性愈弱。因此，根據(jù)疏水基碳鏈的長短和結(jié)構(gòu)的差異，以及親水基的數(shù)目，可人為地控制非離子表面活性劑的性質(zhì)與用途。非離子表面活性劑，特別

42、是含有醚基或酯基的非離子表面活性劑，在水中的溶解度隨溫度的升高而降低，開始是澄清透明的溶液，當(dāng)加熱到一定溫度，溶液就變混濁，溶液開始呈現(xiàn)混濁時(shí)的溫度叫做濁點(diǎn)。非離子表面活性劑的種類繁多，按親水基的種類及結(jié)構(gòu)的不同，主要分為聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型及聚醚型等。一、非離子表面活性劑的性質(zhì)1. 親水基為一定數(shù)量的含氧基團(tuán)(常為醚基和羥基) ，穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)鹽類的影響，也不易受pH值的影響，與其他類型表面活性劑相容性好。2. 生物降解能力與碳鏈長度、支鏈及EO(親水單元)、PO(疏水單元) 單元數(shù)等有關(guān)。碳鏈越長、支鏈越多則越難降解，存在酚基時(shí)較難降解，PO、EO單元數(shù)越多越難降解。

43、3. 毒性、溶血作用較小，能與大多數(shù)藥物配伍，應(yīng)用廣泛（外用、內(nèi)服、注射）4. 去除油性污垢的能力很強(qiáng)，且具有防止污垢再沉積的能力。其臨界膠束濃度也比離子型表面活性劑低一到二個(gè)數(shù)量級。5. 缺點(diǎn)：一般為蠟狀物或液體，很難復(fù)配成粉狀。二、分類。非離子表面活性劑：R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚；RN-C2H4(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺；R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷醇酰胺；R-COOCH2(CHOH)3H多元醇脂肪酸酯型；R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯型；H-(CH2CH2O)-OCOR脂肪酸聚氧乙烯1、聚氧乙烯型非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯

44、醚（AEO）。脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非離子型表面活性劑中最重要的一類產(chǎn)品，具有優(yōu)良的潤濕、低溫洗滌、乳化、耐硬水和生物降解功能。目前在各類洗滌劑中都或多或少用到這類表面活性劑。烷基酚聚氧乙烯醚。其物理性質(zhì)和應(yīng)用性能基本上與AEO類似。但與AEO相比，生物降解性較差，且毒性也較大，很少用于民用洗滌劑。主要用于印染處理、金屬加工、農(nóng)藥乳化劑等。烷基酚聚氧乙烯醚在非離子型表面活性劑的應(yīng)用中僅次于AEO，占第二位。 2、 多元醇酯表面活性劑由含有多個(gè)羥基的多元醇（甘油、季戊四醇、蔗糖等）與脂肪酸經(jīng)部分酯化而生成的酯類。脂肪酸甘油單酯 脂肪酸甘油雙酯特點(diǎn)：帶有一定數(shù)量的羥基，依靠羥基與水的親和

45、力而形成兩親性結(jié)構(gòu)；羥基親水性不高，多數(shù)不溶于水，多作為油溶性乳化劑使用；毒性低，常用于食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。多元醇酯的制備實(shí)例3. AEO、OP、Span、Tween、APG、6501等產(chǎn)品的化學(xué)名稱及化學(xué)結(jié)構(gòu)式；AEO： 脂肪醇聚氧乙烯醚 RO（CH2CH2O）nHOP：烷基酚聚氧乙烯醚，Tween失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯 Span失水山梨醇脂肪酸酯APG：烷基葡萄糖苷 RO（G）n 6501： 脂肪酸二乙醇酰胺 RCON（CH2CH2OH）4、聚氧乙烯n-SAA主要有哪幾類？分別寫出其結(jié)構(gòu)通式。脂肪醇聚氧乙烯醚：RO（CH2CH2O）nH烷基酚聚氧乙烯醚；脂肪酸聚氧乙烯

46、酯：其結(jié)構(gòu)通式為：RCOO（CH2CH2O）nH聚氧乙烯烷基胺：聚氧乙烯酰胺：第八章 特殊表面活性劑通常表面活性劑的親油基是碳?xì)溟L鏈，分子中還可以含有O、N、S、Cl、Br、I等元素。稱為普通（碳?xì)洌┍砻婊钚詣?。如果親油基是含有F或Si、P和B等元素的表面活性劑，則稱為特種表面活性劑 。一般有含氟表面活性劑、含硅表面活性劑、冠醚表面活性劑、高分子表面活性劑、生物表面活性劑等。由于特種表面活性劑具有一般表面活性劑所沒有的特種功能與用途,越來越受到人們的重視 。一、含氟表面活性劑指碳?xì)滏溨蠬原子被F所取代后的表面活性劑。氫原子可以部分被氟原子取代，也可全部被氟原子取代，后者稱為全氟表面活性劑。碳氟

47、表面活性劑在6個(gè)碳原子的時(shí)候就有很好的表面活性。812個(gè)碳原子最佳。由于氟原子具有最高的電負(fù)性、最高的鍵能和較短的鏈長，因而使含氟表面活性劑具有“三高”、“兩憎”的特點(diǎn)。這類表面活性劑性能特殊，其應(yīng)用越來越引人注目。含氟表面活性劑的性質(zhì)1 高化學(xué)穩(wěn)定性和高耐熱穩(wěn)定性能好耐高溫 耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及強(qiáng)氧化劑2 高表面活性極高的表面活性，濃度極低時(shí)（萬分之幾）即可使水溶液的表面張力可低至20mN/m以下(甚至可低到12mN/m) 。如C8F17COONH4可使水的表面張力降到l6.5mN/m 3 憎水憎油性4 低CMC。與同類普通表面活性劑比，具有較低的CMC含氟表面活性劑的應(yīng)用舉例1 高效滅火劑與普

48、通表面活性劑復(fù)配成“輕水”泡沫滅火劑。能在油面上迅速鋪展成膜，提高滅火性能，縮短滅火時(shí)間，抗復(fù)燃型好。2 鉻酸霧抑制劑利用其高化學(xué)穩(wěn)定性，在鍍鉻池液面上形成致密、穩(wěn)定的泡沫層，有效阻止鉻酸霧的逸出。3 防水防油劑用于既防水又防油的紡織品、紙張及皮革等。1.從結(jié)構(gòu)上分析，碳氟表面活性劑與傳統(tǒng)表面活性劑相比有哪些突出的性能？碳氟表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)決定了它具有很多獨(dú)特的性質(zhì)。很高的表面活性。由于碳氟鏈既疏水又疏油，且與其他碳氟鏈之間的相互作用力很弱，因此使碳氟表面活性劑在水中呈現(xiàn)很高的表面活性，即具有非常低的表面張力。由于氟原子半徑小、電負(fù)性高，碳氟化學(xué)鍵穩(wěn)定，使表面活性劑具有很高的

49、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和氧化劑等。與其他表面活性劑的配伍性好，容易產(chǎn)生加和增效作用。碳氟表面活性劑可與很多非氟表面活性劑復(fù)配使用，由于協(xié)同效應(yīng)，不僅能增強(qiáng)使用效果，還使總濃度降低。2.合成碳氟化合物的主要方法有哪三種？比較它們的合成原理及優(yōu)缺點(diǎn)。合成碳氟化合物的主要方法有三種，即電解氟化法、調(diào)聚法和離子齊聚法。1）電解氟化法：是將無水氟化氫和碳?xì)溆袡C(jī)化合物在Simons電解槽中電解氟化，控制極間電壓在46V，此時(shí)應(yīng)無有氟氣體產(chǎn)生。采用這種方法生產(chǎn)的一般是含8個(gè)碳原子的羧酸氟和磺酸氟。電解氟化法的優(yōu)點(diǎn)是原料氟化氫價(jià)廉易得，而且可直接合成碳氟表面活性劑的反應(yīng)性基團(tuán)，如羧酰氟（COF

50、）或磺酰氟（SO2F）等，經(jīng)進(jìn)一步反應(yīng)引入親水基即可制得碳氟表面活性劑。2）調(diào)聚法：調(diào)聚法是利用氟烯烴的調(diào)聚反應(yīng)制取長鏈氟烷基中間體的反應(yīng)，反應(yīng)物包括調(diào)聚劑和調(diào)聚單體，二者反應(yīng)可以得到不同鏈長的含氟中間體的混合物，然后根據(jù)需要進(jìn)行分離，再經(jīng)下一步反應(yīng)便可合成表面活性劑。3）離子齊聚法：這種方法是采用四氟乙烯、六氟丙烯或相應(yīng)的環(huán)氧化合物（四氟環(huán)氧乙烯、六氟環(huán)氧丙烯）在氟離子催化下發(fā)生陰離子聚合反應(yīng)，合成碳原子數(shù)為614的碳氟表面活性劑中間體。以四氟乙烯、六氟丙烯合成的中間體為多支鏈烯烴，這是該法與電解氟化法和調(diào)聚法的區(qū)別。二、含硅表面活性劑指以硅烷基鏈或硅氧烷基鏈為親油基，聚氧乙烯鏈、羧基或其他

51、極性基團(tuán)為親水基構(gòu)成的表面活性劑。Si-O鍵要比 C-C 鍵穩(wěn)定，不易斷裂。因而含硅表面活性劑具有較高的耐熱穩(wěn)定性季銨鹽含硅表面活性劑的殺菌能力很強(qiáng)，一般配成稀溶液，就能殺死各種細(xì)菌例如革蘭氏陰性細(xì)菌、葡萄球菌、真菌等。硅氧烷表面活性劑具有化妝品配方要求的潤滑性、光澤、調(diào)理性、耐水性和特殊觸感等良好特性，在這一領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。 3、含硅表面活性劑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要性能。含硅表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)也是由親水基和親油基兩部分構(gòu)成，與傳統(tǒng)碳?xì)浔砻婊钚詣┎煌氖瞧溆H油基部分含有硅烷基鏈或硅氧烷基鏈。由于硅烷基和硅氧烷基均具有很強(qiáng)的憎水性，因此它們成為除碳氟表面活性劑以外的另一類性能優(yōu)異的表面活性劑，

52、具有較高的熱穩(wěn)定性和耐氣候性，以及良好的表面活性、潤濕性、分散性、抗靜電性、消泡和乳化性能。正是由于具有以上這些性質(zhì)，含硅表面活性劑具有十分廣泛的用途。主要用于纖維和織物的防水、柔軟和平滑整理以及化妝品中，陽離子型含硅表面活性劑還具有很強(qiáng)的殺菌能力。大多用于洗發(fā)劑、護(hù)發(fā)素和調(diào)理香波中。它們能改善頭發(fā)的梳理性、光澤和觸感。三、生物表面活性劑。是指由細(xì)菌、酵母和真菌等多種微生物產(chǎn)生的具有表面活性劑特征的化合物。主要有：糖脂類；磷脂類；脂肪酸類；氨基酸酯類；聚合物類等。生物表面活性劑產(chǎn)物具有無毒、易生物降解等特性，使其在一些特殊工業(yè)領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)方面受到關(guān)注，并有可能成為化學(xué)合成表面活性劑的替代品或

53、升級換代產(chǎn)品。例如用廢棄的油培養(yǎng)微生物，能加速其分解，既能得到性能好的生物表面活性劑，同時(shí)解決了煉油廠的污染問題。四、冠醚型表面活性劑 冠醚類大環(huán)化合物具有與金屬離子絡(luò)合、形成可溶于有機(jī)溶劑相絡(luò)合物的特性，因而廣泛用作相轉(zhuǎn)移催化劑。2、高分子表面活性劑有哪些特性？高分子表面活性劑的相對分子質(zhì)量要比普通型表面活性劑高出很多，一般表面活性劑的相對分子質(zhì)量在數(shù)百左右，而相對分子質(zhì)量在數(shù)千以上并具有表面活性的物質(zhì)被稱為高分子表面活性劑。其特性如下：1）高分子表面活性劑的表面活性通常較弱，表面張力要經(jīng)過很長時(shí)間才能達(dá)到恒定，降低表面、界面張力的能力并不顯著。2）高分子表面活性劑的乳化能力較好，多形成穩(wěn)定

54、的乳液，用量較大時(shí)還具有很好的乳化穩(wěn)定性，并可作為穩(wěn)泡劑使用。許多高分子表面活性劑還具有良好的保水作用、增稠作用，成膜性和輪附力也很優(yōu)秀。3）高分子表面活性劑一般不具備低分子表面活性劑在水溶液中形成膠束的性質(zhì)，這可能是由于高分子表面活性劑分子大，鏈較長，分子內(nèi)或分子間的纏繞使其很難按一定的順序整齊排列。4）由于高分子表面活性劑在各種表面、界面上有很好的吸附作用，因而分散性、凝聚性和增溶性均較好。隨表面活性劑溶液濃度的升高，表面活性劑的分散和凝聚作用不同。5)具有較好的增稠性3、什么叫反應(yīng)型表面活性劑？它主要包括哪幾類？反應(yīng)型表面活性劑是指能同纖維織物反應(yīng)，使之具有柔軟性、防水性、防縮性、防皺性

55、、防蟲性、防霉性、防靜電性的表面活性劑。主要類型有羧甲基化合物、活性鹵素化合物、環(huán)氧化合物、環(huán)氧乙烷衍生物幾大類。4、什么叫生物表面活性劑？按親水基不同可分為哪幾類？生物表面活性劑是指利用酶或微生物通過生物催化和生物合成方法得到的具有表面活性的物質(zhì)。生物表面活性劑根據(jù)親水基的類別可分為糖脂系生物表面活性劑，?；s氨酸系生物表面活性劑，磷脂系生物表面活性劑，脂肪酸系生物表面活性劑和高分子生物表面活性劑。5.生物表面活性劑有哪些優(yōu)良的性能？主要性能特點(diǎn)如下：表面性能優(yōu)良，具有滲透、潤濕、乳化、增溶、發(fā)泡、消泡、洗滌去污等一系列表面性能。一些生物表面活性劑還具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤等藥理作用和免疫功

56、能。分子結(jié)構(gòu)類型多樣化，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子化合物是采用傳統(tǒng)的化學(xué)方法難以合成的。生物表面活性劑的合成原料多是在自然界中廣泛存在、無毒副作用的物質(zhì)。生物表面活性劑具有良好的熱及化學(xué)穩(wěn)定性。生物表面活性劑產(chǎn)品本身無毒，并且能夠在自然界完全、快速地被微生物降解，不會(huì)對環(huán)境造成污染和破壞，是一類對環(huán)境友好的物質(zhì)。10.雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。雙子表面活性劑分子中有兩個(gè)疏水基團(tuán)、兩個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)連接基，通過改變聯(lián)接基團(tuán)的長度即可輕易改變其性能，且具有比傳統(tǒng)表面活性劑更為優(yōu)良的物化性能和應(yīng)用性能。名詞解釋題目第一章 表面活性劑的概述2） 表面：液體或固體和氣體的接觸面。（物質(zhì)和它產(chǎn)生的蒸汽或者真空接

57、觸的面）2. 界面：液體與液體，固體與固體或液體的接觸面。（物質(zhì)相與相之間的分界面稱之為界面）3. 表面張力：指垂直通過液面上任一單位長度、與液面相切的收縮表面的力（N/m）。4. 表面自由能：指液體增加單位表面上所需做的可逆功，或恒溫恒壓下增加單位表面積時(shí)體系自由能的增值，或單位表面上的分子比體相內(nèi)部同分子量所具有的自由能過剩值，稱為表面自由能（J/m2）。5. 表面活性：在液體中加入某種物質(zhì)使液體表面張力降低的性質(zhì)叫表面活性。如肥皂中的脂肪酸鈉，洗衣粉中的烷基苯磺酸鈉等。 6. 表面活性劑：是指在某液體中加入少量某物質(zhì)時(shí)就能使液體表面張力急劇降低，并且產(chǎn)生一系列應(yīng)用功能，該物質(zhì)即為表面活性劑。第二章 表面活性劑的作用原理1. 吸附：表面上活性劑這種從水內(nèi)部遷至表面，在表面富集的過程叫吸附。2. 低表面能固體：表面活性劑的表面能<100mJ/m2的物質(zhì)3. 高表面能固體：表面活性劑的表面能>100mJ/m2的物質(zhì)。 4. 膠束：兩親分子溶解在水中達(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束。（3） 反膠束：表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成極性