表活復(fù)配的目的原理及影響

《表面活性劑膠體應(yīng)用基礎(chǔ)》

主講鐘巖亮

Email：1035111397@

化妝品專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程

60學(xué)時(shí)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考試考核平時(shí)成績(jī)：考勤+課堂表現(xiàn)20%線上考察考核：30%期末考試：50%4第三章表面活性劑的復(fù)配技術(shù)

——表面活性劑復(fù)配目的和原理1.表面活性劑復(fù)配原因2.表面活性劑復(fù)配原理重點(diǎn)和難點(diǎn)表面活性劑復(fù)配原因和原理7在實(shí)際生活中，因?yàn)槌杀镜戎T多因素，沒(méi)有必要用純的表面活性劑，例如在一般的洗滌劑配方中，表面活性劑的占比只在20%左右

，往往是一系列同系混合物、或?yàn)檫_(dá)到目的而復(fù)配的不同品種的表面活性劑的混合物。例如：非離子與離子表面活性劑復(fù)配，這種混合體系已經(jīng)得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用，但目前缺乏其作用機(jī)理的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。一般認(rèn)為非離子表面活性劑的加入使得離子表面活性劑間的斥力減弱，從而促進(jìn)了膠團(tuán)的形成。復(fù)配依據(jù)：表面活性劑之間具有協(xié)同效應(yīng)（Synergisticeffect）。復(fù)配的研究意義8提高性能、降低成本、減少污染(1)提高表面活性劑的性能。復(fù)配體系常常具有比單一表面活性劑更優(yōu)越的性能。(2)降低表面活性劑的應(yīng)用成本。(3)減少表面活性劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。9內(nèi)容提要同系物混合體系無(wú)機(jī)電解質(zhì)極性有機(jī)物非離子表面活性劑與離子表面活性劑的混合物陽(yáng)離子表面活性劑與陰離子表面活性劑混合物表面活性劑和高聚物復(fù)配體系

同系物混合體系10同系物混合物的物理化學(xué)性質(zhì)，常介于各個(gè)純化合物之間。碳原子數(shù)越多，越易于在溶液的表面吸附，表面活性愈高。碳原子數(shù)愈多，越易于在溶液中形成膠團(tuán)，臨界膠團(tuán)濃度越低，表面活性亦愈高。C10H21SO4Na－C12H25SO4Na混合體系的表面張力（30℃）11

1-1:0；2-3:1；3-1:1；4-1:3；5-0:112混合表面活性劑的cmc

式中，Cr為混合表面活性劑的cmc；

Ci為i組分表面活性劑的cmc；Xi為i組分的摩爾分?jǐn)?shù)；

K。為與膠團(tuán)反離子結(jié)合度有關(guān)的常數(shù)。二組分表面活性劑混合物的水溶液13式中，C12為二組分混合物的cmc；C1為組分l的cmc；C2為組分2的cmc；X1為組分1的摩爾分?jǐn)?shù)；X2為組分2的摩爾分?jǐn)?shù)；K。為與膠團(tuán)反離子結(jié)合度有關(guān)的常數(shù)。14C10H21SO4Na－C12H25SO4Na混合體系的cmc（30℃）【3】O-實(shí)驗(yàn)值；…理論計(jì)算值對(duì)于非離子表面活性劑的二元混合物15上式中的K0＝0，則

亞砜混合溶液的表面張力（25℃）【4】1-C10H21SOCH；2-X1＝0.156；3-X1＝0.075；4-C8H17SOCH316根據(jù)膠團(tuán)理論，還可以推算出混合膠團(tuán)的成分。

當(dāng)溶液中沒(méi)有外加鹽時(shí)，式5-4變?yōu)榉请x子表面活性劑

17式中，

Xim為組分i在混合膠團(tuán)中的摩爾分?jǐn)?shù)；

Xi為i組分在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)；

Cr為混合溶液的cmc；

Ci為混合溶液的組分i溶液的cmc。18C7H15COOK－RCOOK混合物的cmc（25℃）【5】RO(C2H4O)nH混合物的cmc【6】RCOOK：1.C9H19CCOK1C12H25O(C2H4O)6H－C8H17O(C2H4O)6H2C10H21COOK2C12H25O(C2H4O)6H－C12H25O(C2H4O)12H3C11H23COOK4C13H27COOK

無(wú)機(jī)電解質(zhì)

19協(xié)同作用：無(wú)機(jī)電解質(zhì)使溶液的表面活性提高。在表面活性劑的應(yīng)用配方中，無(wú)機(jī)電解質(zhì)是最主要的添加劑之一。

無(wú)機(jī)電解質(zhì)對(duì)離子型表面活性劑的影響

20降低同濃度溶液的表面張力，降低表面活性劑的cmc，使溶液的最低表面張力降得更低，即達(dá)到全面增效作用。

NaCl對(duì)C12H25SO4Na水溶液表面活性的影響（29℃）

21NaCl濃度為：（1）－NaCl濃度為0;(2)-NaCl濃度為0.1M;(3)-NaCl濃度為0.3M;(4)-NaCl濃度為0.5M;(5)-NaCl濃度為1M22cmc與所加鹽的濃度有下列關(guān)系：

lgcmc＝A2-k0lgC/i

式中，A2－常數(shù)；

K0－與膠團(tuán)反離子結(jié)合度有關(guān)的常數(shù)；

C/i－表面活性劑反離子的濃度。

公式

lgcmc＝A2-k0lgC/i

其物理意義是：反離子濃度(C/i)增加，影響表面活性離子膠團(tuán)的擴(kuò)散雙電層，使擴(kuò)散雙電層厚度減小，膠團(tuán)容易生成，cmc值降低。

23C12H25SO4Na的cmc與離子濃度的關(guān)系（25℃）[8]24加到表面活性劑溶液中的無(wú)機(jī)鹽，在降低溶液cmc的同時(shí)，也使其表面張力大大下降。 當(dāng)表面活性劑濃度相同時(shí)，NaCl濃度愈高，溶液的表面張力愈低。

NaCl的加入量愈多，表面活性劑的cmc愈低，且最低表面張力降得更低。實(shí)驗(yàn)證明:25價(jià)數(shù)愈高的反離子，降低溶液cmc的作用愈顯著。高價(jià)離子具有更大的降低表面活性劑最低表面張力的能力。

金屬鹽對(duì)C12H25SO4Na水溶液表面張力的影響（29℃）

1-NaCl；2-MgCl2；3-MnCl2；4-AlCl3（濃度均為0.1N）無(wú)機(jī)鹽對(duì)于非離子表面活性劑

26

對(duì)于非離子表面活性劑，無(wú)機(jī)鹽對(duì)其性質(zhì)影響較小。當(dāng)鹽的濃度較小時(shí)(如小于0.1M)非離子表面活性劑的表而活性幾乎沒(méi)有顯著變化。只是在鹽濃度較大時(shí)，表面活性才顯示變化，但也較離子表面活性劑的變化小得多。

27

表示無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑表面活性的影響。0.86NNaCl28無(wú)機(jī)鹽非離子表面活性劑的膠團(tuán)聚集數(shù)的影響不大

對(duì)于非離子表面活性劑，則主要在于對(duì)疏水基的“鹽析”或“鹽溶”作用，而不是對(duì)親水基的作用。起“鹽析”作用時(shí)，表面活性劑cmc降低；起鹽溶作用時(shí)，則cmc升高。29欲使非離子表面活性劑的濁點(diǎn)有較大的變化，則必須有較高的鹽濃度。

電解質(zhì)對(duì)2％濁點(diǎn)的影響

1-AlCl3；2-CaCl2及LiCl；3-NaCl；

4-KCl；5-Li2SO4；6－K2SO4；7-Na2SO4電解質(zhì)的鹽析作用極性有機(jī)物

30極性有機(jī)物一般是指碳原子數(shù)較多（≧6）的長(zhǎng)鏈的醇、酸、胺等。少量的這樣的有機(jī)物的存在，常導(dǎo)致表面活性劑在水溶液中的cmc有很大下降。同時(shí)，出現(xiàn)表面張力有最低值的現(xiàn)象。極性有機(jī)物與離子表面活性劑。

長(zhǎng)鏈脂肪醇

31

脂肪醇的存在對(duì)表面活性劑溶液的表面張力、臨界膠團(tuán)濃度以及其它性質(zhì)(如起泡性、泡沫穩(wěn)定性、乳化性能及加密作用等)皆有顯著的影響，其影響作用，一般是隨脂肪醇烴鏈的加長(zhǎng)而增大。321-C2H5OH；2-C3H7OH;3-i-C4H9OH;4-C4H9OH；5-i-C5H11OH;6-C6H13OH;7-C7H15OH

幾種醇對(duì)C12H25NH3C的cmc的影響

幾種醇對(duì)十二酸鉀的cmc的影響

331-C2H5OH；2-C3H7OH;3-C4H9OH；4-i-C5H11OH;5-C6H13OH;6-C7H15OH34cmc隨醇的濃度的增加而下降。醇的碳?xì)滏溣L(zhǎng)，影響愈大。溶液的cmc隨醇濃度有直線變化關(guān)系。溶液中醇的存在就使膠團(tuán)容易形成，cmc降低。35

長(zhǎng)鏈脂肪醇對(duì)表面活性劑溶液表面張力的影響

正辛醇對(duì)正辛基硫酸鈉的水溶液表面張力的影響（15℃）【2】

短鏈醇的影響

36在濃度小時(shí)可使表面活性劑的cmc降低；在濃度高時(shí)，則cmc隨濃度變大而增加。

醇對(duì)C16H33N(CH3)Br的影響1-C3H7OH;2-C4H9OH;3-i-C5H11OH；4-C6H13OH

醇對(duì)C12H25SO4Na的影響1-C8H17OH；2-C6H11OH;3-C5H9OH;4-C3H2OH;5-C5H11OH;6-C6H12OH37在低濃度時(shí)，醇本身碳?xì)滏溨車(chē)斜浇Y(jié)構(gòu)，故醇分子參與表面活性劑膠團(tuán)形成的過(guò)程是容易形成，cmc降低；醇濃度升高，溶劑性質(zhì)改變，使表面活性劑的溶解度增大，表面活性劑分子或離子不易締合；溶液的介電常數(shù)變小，使膠團(tuán)離子頭之間的斥力增加，亦不利于膠團(tuán)形成，致使表面活性劑溶液隨醇濃度增加cmc值升高。

強(qiáng)水溶性極性有機(jī)化合物

38

一類(lèi)物質(zhì)，如尿素，N—甲基乙酰胺、乙二醇、1，4-二氧六環(huán)等，此類(lèi)物質(zhì)使表面活性劑的cmc和表面張力上升，而不是下降。

尿素對(duì)的cmc之影響【20】

39

幾種添加劑對(duì)溶液表面張力的影響【21】1-3MN-甲基乙酰胺；2-無(wú)添加劑；3-1M果糖；4-1M木糖40另一類(lèi)極性物質(zhì)如木糖、果糖以及山梨醇、環(huán)己