基礎應用-分散和絮凝作用

《表面活性劑、膠體與界面化學基礎》化妝品專業(yè)基礎課主講鐘巖亮考試考核平時成績：考勤+課堂表現(xiàn)

線上考核、互動、評價：50%期末考試：50%基礎應用潤濕作用起泡和消泡作用膠束與增溶作用乳化作用及破乳增溶與微乳分散和絮凝作用去垢、洗滌作用其他作用（消毒殺菌、柔順平滑、抗靜電作用）膠體的制備與應用

【學習指南】分散和絮凝作用內(nèi)容提要分散作用分散過程絮凝與絮凝劑

生活的分散案例5一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中即構(gòu)成分散體系；被分散的物質(zhì)為分散相，另一種物質(zhì)即為分散介質(zhì)。分散和絮凝作用分散體系的劃分6根據(jù)分散相粒子的大小，可劃分為三種分散體系:粗分散體系：當分散相粒子大于500nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層，不能通過濾紙。膠體分散體系：分散相粒子的半徑為1nm~500nm，可通過濾紙，但是不能通過半透膜。(1-100nm)分子分散體系：分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，是均勻的單相，分子半徑小于1nm，可通過濾紙和半透膜。分散和絮凝作用7在實際應用中，我們有時需要穩(wěn)定的分散體，例如油漆涂料、印刷油墨等，有時又需要破壞分散體，使固體微粒盡快地聚集沉降，例如在濕法冶金、污水處理、原水澄清等方面。分散作用往往通過表面活性劑來實現(xiàn)，表面活性劑對分散作用有很大影響。我們本節(jié)課主要討論固體顆粒在液體里的分散體系。分散和絮凝作用分散體系的穩(wěn)定性8不穩(wěn)定的原因：范德華引力+界面能高VS穩(wěn)定因素：靜電斥力--------------------------------------------無分散劑陰離子型非離子型填料顆粒緊密團聚靜電排斥空間位阻分散和絮凝作用表面活性劑的分散作用9降低液體介質(zhì)的表面張力、固液界面張力和液體在固體上的接觸角，提高其潤濕性質(zhì)和降低體系的界面能；同時可提高液體向固體粒子孔隙中的滲透速度，以利于表面活性劑在固體界面的吸附，并產(chǎn)生其他利于固體粒子聚集體粉碎、分散的作用。離子型表面活性劑在某些固體粒子上的吸附可增加粒子表面電勢，提高粒子間的靜電排斥作用，利于分散體系的穩(wěn)定。分散和絮凝作用10在固體粒子表面上親液基團朝向液相的表面活性劑中，定向吸附層的形成有利于提高疏液分散體系粒子的親液性，有時也可以形成吸附溶劑化層。排斥長鏈表面活性劑和聚合物大分子在粒子表面吸附形成厚吸附層，起到空間穩(wěn)定作用。表面活性劑在固體表面結(jié)構(gòu)缺陷上的吸附不僅可以降低界面能，而且能在表面上形成機械屏障，有利于固體研磨分散。分散和絮凝作用表面活性劑的分散作用11固體微粒在液體介質(zhì)中的分散過程分為三個階段：固體粒子的潤濕粒子團的分散或碎裂防止固體顆粒重新聚集（穩(wěn)定）分散和絮凝作用121.固體粒子的潤濕潤濕是固體粒子分散的最基本條件，若要把固體粒子均勻地分散在介質(zhì)中，首先必須使每個固體微?；蛄Ｗ訄F能被介質(zhì)充分潤濕。在此過程中，表面活性劑起了兩方面作用。1）液體中加入潤濕劑（一般為表面活性劑），表面活性劑會在液-氣界面（水為分散介質(zhì)）形成定向吸附；2）表面活性劑在固-液界面以疏水鏈吸附于固體粒子表面，親水基伸入水相，此時界面被充分潤濕。分散和絮凝作用132.粒子團的分散或碎裂粒子團的分散或碎裂涉及到粒子團內(nèi)部的固-固界面分離。在固體粒子團中常會存在縫隙，另外粒子晶體由于應力作用也會使晶體造成微縫隙，粒子團的碎裂就發(fā)生在這些地方。表面活性劑吸附在粒子微裂縫中，會加深微裂縫，而且可以減少固體質(zhì)點分散所需的機械功；另一方面，離子型表面活性劑吸附于粒子表面時，可使粒子中質(zhì)點獲得相同電性的電荷，質(zhì)點就互相排斥而易于分散在液體中。分散和絮凝作用143.防止固體微粒重新聚集固體微粒在液體中的分散體系為熱力學不穩(wěn)定體系，微粒聚集變大是自然趨勢。固體分散于液體中后，需要采取有效措施，防止固體微粒再聚集。表面活性劑降低了固-液界面的界面張力，即增加了分散體系的熱穩(wěn)定性；并且表面活性劑吸附在固體微粒的表面上，從而增加了防止微粒再聚集的勢壘。因此，加入表面活性劑會降低粒子再聚集的傾向。分散和絮凝作用分散體系的絮凝15絮凝作用：在體系中加入有機高分子絮凝劑（通常也是表面活性劑），有機高分子絮凝劑通過自身的極性基或離子基團與質(zhì)點形成氫鍵或粒子對，加上范德華力而吸附在質(zhì)點表面，在質(zhì)點間進行橋聯(lián)，形成體積龐大的絮狀沉淀而與水溶液分離。絮凝作用的特點是：絮凝劑用量少，體積增大的速度快，形成絮狀體的速度快，絮凝效率高。分散和絮凝作用絮凝機理16電荷密度橋接效應網(wǎng)捕效應絮凝劑用量適宜分子量適中分散和絮凝作用分散劑17能使固體質(zhì)點迅速潤濕，又能使質(zhì)點間的勢壘上升到一定高度的表面活性劑才稱為分散劑。水介質(zhì)中使用的分散劑一般都是親水性較強的表面活性劑，疏水鏈多為較長的碳鏈或成平面結(jié)構(gòu)。分散劑的特點：帶有苯環(huán)或萘環(huán)，這種平面結(jié)構(gòu)易作為吸附基吸附于具有低能表面的有機固體粒子表面，親水基伸入水相，將原來親油的低能表面變?yōu)橛H水的表面。離子型表面活性劑還可以使靠近的固體粒子產(chǎn)生靜電斥力而分散。親水的非離子表面活性劑可以通過長而柔順的聚氧乙烯鏈形成水化膜，從而阻止固體粒子的絮凝，使其分散。分散和絮凝作用常用分散劑與絮凝劑18

水劑中常用的分散劑有：亞甲基二磺酸鈉、萘磺酸甲醛縮聚物鈉鹽、木質(zhì)素磺酸、低分子量聚丙烯酸鈉、烷基醚型非離子表面活性劑等。

有機介質(zhì)中使用的分散劑有：月桂酸鈉、硬脂酸鈉、有機硅、十八胺等。

絮凝劑：

有機高分子絮凝劑的絮凝作用主要是通過橋接效應實現(xiàn)的，它需要具備幾個條件：在介質(zhì)中必須可溶、高分子的鏈節(jié)上具有能與固體粒子產(chǎn)生