概述表面活性劑及膠體的結(jié)構(gòu)和定義

《表面活性劑、膠體基礎(chǔ)與應(yīng)用》

主講鐘巖亮

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化妝品專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程2課程地位

《表面活性劑基礎(chǔ)》、《膠體化學(xué)》、《界面化學(xué)》是高等職業(yè)院?！爸扑?、生化與精細(xì)化工大類(lèi)”專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)核心基礎(chǔ)課程。三門(mén)課程交叉內(nèi)容較多，對(duì)于化妝品技術(shù)專(zhuān)業(yè)，精簡(jiǎn)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，開(kāi)設(shè)《表面活性劑、膠體基礎(chǔ)與應(yīng)用》較為合理。

先導(dǎo)課程有《有機(jī)化學(xué)》、《生化基礎(chǔ)》、《物理化學(xué)》等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，后續(xù)課程有《化妝品原料與配方》、《化妝品生產(chǎn)技術(shù)》、《精細(xì)有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》等專(zhuān)業(yè)核心課程。課程任務(wù)

使學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握表面活性劑和膠體的基本概念、基本分類(lèi)和基礎(chǔ)應(yīng)

用，了解表面活性劑和膠體在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用原理；

進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面活性劑合成實(shí)驗(yàn)；

培養(yǎng)學(xué)生具備理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；

培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)、務(wù)實(shí)肯干的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識(shí)。3表面活性劑及膠體的結(jié)構(gòu)和定義本節(jié)目標(biāo)掌握表面活性劑、膠體的定義、特點(diǎn)、分類(lèi)與應(yīng)用。了解表面活性劑的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。4我們的生活離不開(kāi)表面活性劑5表面活性劑廣泛應(yīng)用食品加工（消毒殺菌）紡織工業(yè)（染整）金屬加工（切削液）造紙工業(yè)（消泡、絮凝）制革工業(yè)（鞣制、柔軟劑）涂料、油墨、膠黏劑領(lǐng)域（各類(lèi)助劑）6什么是表面活性劑？7什么是表面活性？能使溶劑的表面張力降低的性質(zhì)即為表面活性

以極低的添加量就能夠顯著地降低溶劑的表面張力的物質(zhì)就被稱(chēng)為表面活性劑，它能改變體系界面狀態(tài)，并具備一些重要的特性：潤(rùn)濕、乳化、增溶、消泡、起泡、去污、平滑、抗靜電、潤(rùn)滑、防銹、殺菌和絮凝等什么是表面活性劑？8表面活性劑的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成：非極性基團(tuán)+極性基團(tuán)非極性基團(tuán)：又稱(chēng)為親油基或疏水基，主要由碳?xì)滏湗?gòu)成-(CH2)n-，鏈長(zhǎng)短不一，有的具有支鏈，或者中間夾雜有雜原子或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，-(CH2)n-O-(CH2)m-，-(CH2)n-Ph-極性基團(tuán)：又稱(chēng)為親水基，易溶于水或易被水分子潤(rùn)濕，如羧基（-COOH），磺酸基（-SO4-），羥基（-OH），氨基（-NH2）等表面活性劑是一種兩親性分子，化學(xué)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，具有極性思考：如何讓油和水混合在一起？1、加洗滌劑（洗潔精、油污克星、洗衣服均可）2、攪拌3、渾濁的乳濁液但是看不到分層了不分層的乳濁液長(zhǎng)時(shí)間放置，會(huì)有什么變化呢？9膠體（Colloid）又稱(chēng)膠狀分散體（colloidaldispersion）是一種較均勻混合物，在膠體中含有兩種不同狀態(tài)的物質(zhì)，一種分散相，另一種連續(xù)相。分散質(zhì)的一部分是由微小的粒子或液滴所組成，分散質(zhì)粒子直徑在1~100nm之間的分散系是膠體；膠體是一種分散質(zhì)粒子直徑介于粗分散體系和溶液之間的一類(lèi)分散體系，這是一種高度分散的多相不均勻體系。1.分子分散系(溶液)分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒(méi)有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱(chēng)為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散系（膠體）分散相粒子的半徑在1nm-100nm之間的體系。目測(cè)是均勻的，但實(shí)際可能是多相不均勻體系。3.粗分散系（濁液）當(dāng)分散相粒子大于100nm,目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。表面活性劑的分類(lèi)11

表面活性劑的分類(lèi)主要以親水性基團(tuán)為依據(jù)，即按照離子類(lèi)型分類(lèi)表面活性劑非離子型離子型陰離子型陽(yáng)離子型兩性型表面活性劑經(jīng)常多種混合使用，但是陰離子型與陽(yáng)離子型絕對(duì)不能混用，易發(fā)生絮凝12非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑的親水基團(tuán)主要由聚環(huán)氧乙烷基(C2H4O)n組成，另外一部分則是以多元醇為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如甘油，葡萄糖，山梨醇，蔗糖等；在水中不電離，也不帶電荷，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)存在的影響，也不受酸堿性的影響，與其他類(lèi)型表面活性劑的相容性較好，能與之混合使用；在水與有機(jī)溶劑中都有很好的溶解性（但易受化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異而有所不同）聚氧乙烯烷基酰胺R-CO-NH-(CH2CH2O)nH非離子型表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚R-O-(CH2CH2O)nH烷基酚聚氧乙烯醚R-Ph-O-(CH2CH2O)nH聚氧乙烯烷基胺R2N-(CH2CH2O)nH多元醇型R-COOCH2(CHOH)3H潤(rùn)濕性好抗氧化性好起泡，增稠低毒，醫(yī)藥、食品13陰離子表面活性劑溶于水后生成離子，親水基為帶負(fù)電的原子團(tuán)陰離子表面活性劑羧酸鹽型：RCOONa磺酸鹽型：R-SO3Na硫酸酯鹽型：R-OSO3Na磷酸酯鹽型：R-OP03Na2（硬脂酸鈉，肥皂主要成分，用于乳化、分散、去污）（十二烷基苯磺酸鈉，洗衣粉重要成分，用于乳化和增溶）（軟膏的乳化劑，片劑等固體制劑的潤(rùn)濕劑和增溶劑）陰離子表活應(yīng)用廣泛，約占表面活性劑使用量的70%，主要用作乳化劑、分散劑、潤(rùn)濕劑等，大多作為洗滌劑14陽(yáng)離子表面活性劑溶于水后形成的親水基為帶正電的原子團(tuán)陽(yáng)離子表面活性劑脂肪胺鹽：伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽、季胺鹽烷基咪唑啉鹽烷基吡啶鹽β-羥基胺工業(yè)上的陽(yáng)離子表面活性劑多為有機(jī)氮化合物的衍生物，水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)定，具有良好的表面活性和殺菌效果15兩性表面活性劑同時(shí)具有陰離子部分和陽(yáng)離子部分在不同的pH值介質(zhì)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，在酸性溶液中表現(xiàn)出陽(yáng)離子表面活性，具有較好的殺菌效果；在堿性溶液中表現(xiàn)出呈現(xiàn)出陰離子表面活性，具有較好的起泡去污能力；在中性溶液中表現(xiàn)出非離子表面活性?xún)尚员砻婊钚詣┌被嵝停篟-NH+2-CH2CH2COO－甜菜堿型：R-N+(CH3)2-COO—洗滌性能好，常作為特殊洗滌劑去污能力強(qiáng)，對(duì)纖維具有保護(hù)作用16根據(jù)疏水基的結(jié)構(gòu)分類(lèi)直鏈烷基、支鏈烷基（碳原子數(shù)為8~12）烷基苯基、萘基（烷基碳原子數(shù)為8~16）松香衍生物高分子量聚環(huán)氧丙烯基長(zhǎng)鏈全氟（或高氟代）烷基聚硅氧烷基全氟聚環(huán)氧丙烷基（低分子量）17根據(jù)表面活性劑的特殊性分類(lèi)碳氟表面活性劑含硅表面活性劑高分子表面活性劑（羧甲基纖維素、阿拉伯樹(shù)膠、聚乙烯醇）生物表面活性劑冠醚型表面活性劑：以氧乙烯基為結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)狀化合物，能夠與金屬離子絡(luò)合，性質(zhì)與非離子表面活性劑類(lèi)似膠體的分類(lèi)18晨霧:氣溶膠煙：氣溶膠白云：氣溶膠煙水晶：固溶膠有色玻璃：固溶膠膠體的分類(lèi)19Fe(OH)3AgI膠體液溶膠膠體的分類(lèi):Fe(OH)3AgI膠體淀粉膠體霧、云、煙有色玻璃Fe(OH)3AgI膠體21表面活性劑的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r品種達(dá)到5000多種，商品牌號(hào)多達(dá)上萬(wàn)種年產(chǎn)量接近1500萬(wàn)噸品種上仍以陰離子表面活性劑為主，其次是非離子表面活性劑，陽(yáng)離子和兩性表面活性劑消耗最少發(fā)達(dá)國(guó)家表面活性劑品種向?qū)Ｒ恍?、功能化高度發(fā)展國(guó)外狀況22起步晚，20世紀(jì)60年代品種逐漸豐富，約4700多種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，高檔次表面活性劑品種匱乏工業(yè)表面活性劑占總量比例較高國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀表面活性劑的發(fā)展趨勢(shì)：隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)拓，表面活性劑產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域從日用化學(xué)工業(yè)發(fā)展到石油、紡織、食品、農(nóng)業(yè)、新型材料等方面。

環(huán)保型表面活性劑的研究開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行，且市場(chǎng)前景廣闊，具有安全、溫和、易生物降解等特性的表面活性劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用為大勢(shì)所趨。23發(fā)展趨勢(shì)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保產(chǎn)品加強(qiáng)多功能化與高效性結(jié)合我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及應(yīng)用領(lǐng)域，今后陰離子表面活性劑烷基苯磺酸鹽和烷基磺酸鹽的使用將趨于減少，脂肪醇硫酸鹽則呈增加趨勢(shì)；陽(yáng)離子表面活性劑雙十八烷基二甲基氯化銨呈減少趨勢(shì)；非離子表面活性劑脂醇醚呈增加趨勢(shì)；兩性離子表面活性劑甜菜堿保持相對(duì)穩(wěn)定。

我國(guó)表面活性劑工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)弱，為適應(yīng)國(guó)際發(fā)展潮流，今后應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)糖苷類(lèi)表面活性劑；系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)大豆磷脂類(lèi)表面活性劑，磷脂既有表面活性，又有生物活性，是特種表面活性劑；開(kāi)發(fā)蔗糖脂肪酸酯系列產(chǎn)品，蔗糖脂肪酸酯具有無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)刺激性、易生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，可作