表面活性剂的性质和应用

当前位置：首页 - 行业资讯 - 产品知识 - 表面活性剂的性质和应用

表面活性剂的性质和应用

来源：凯茵工业添加剂时间：2022-03-07 阅读量：

物质的性质是由分子结构所决定的。表面活性剂分子具有不对称的两亲媒性结构,即所有表面活性剂的分子结构中都含有长的非极性链,一般是长碳链碳氢化合物;它能溶于油而不溶于水，也就是所谓的疏水端或憎水端，另一端则是水溶性的，也就是亲水端。所以表面活性剂分子具有亲水和亲油的双重性质。

首先，它有吸附在体系中不同界面上的倾向，且吸附在界面上的表面活性剂分子采取有规律的定向排列；

第二，它们在溶液中倾向于聚集在一起，形成束状结构,叫做胶束。因此，界面吸附、定向排列、生成胶束是表面活性剂的基本性质。当然，两亲媒性也是它的一个重要基本性质。图1-1就是典型的表面活性剂(肥皂)的分子结构。

表面活性剂的分子结构

图1-1表面活性剂的分子结构

表面活性剂的表面定向

图1-2表面活性剂的表面定向

表面活性剂对溶液性质冇显著效应的浓度"般在 lO -^lO-'mol/L范围内’和匕述基本性质有直接关条的效应，如润湿、渗透、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤等作用已广泛用于各行各业.另外,在实际应用中,还有很多与表面活性剂基本性质间接有关的效应如平滑减磨、匀染、固色、消除静电、杀菌等。

当表面活性剂分子溶于水中时，正、负离子部分都被水溶剂化。而水中的部分氢键被表面活性剂分子憎水端所破坏。界面吸附可使表面活性剂分子留在溶液中，但并不破坏许多氢键.界面吸附是指表面活性剂分子的亲水端插在水中，是真正的溶解,而憎水端整齐地排列在表面上，形成界面定向，极少对氢键产生干扰，同时也显著地降低水的表面张力“如图1-2.

胶束的基本结构

图1-3胶束的基本结构

表面活性剂

表面活性剂溶质在溶液中形成胶束的浓度极限值称为临界胶束浓度 (CMC)。当表面活性剂溶质浓度低于CMC时，浓度与溶液特性保持线性关系，达到CMC时即突变为曲线，在CMC前后，变化的规律有很大的不同。如图1-4所示。形成胶束是表面活性剂的又一特性。胶束的形成并不要求溶质达到饱和■ 而是在一定的浓度以下,表面活性剂分子就会以胶束的状态进入溶液，胶束的基本结构如图1-3。它是一种亲水端朝外、憎水端朝里的离子团。

胶束在应用中表现出的重要特性之一是它的增溶作用，一般认为胶束内部有相同的状态。因此,浓度在CMC以上的表面活性剂溶液中加入难溶于水的有腰束内部引起的，在一定浓度表面活性剂溶液中溶解的被增溶物质的饱和浓度称为增溶量。

表面活性剂

表面活性剂的多相平衡体系

图1-5是一个阴离子表面活性剂溶液在达到临界胶束浓度时的多相平衡体系。从图中可以看到，在气液界面上由于表面吸附时界面上的分子比溶液中的多,产生界面定向。液固界面上的分子（亦即在器壁上的分子）也比溶液中的多。在溶液中还岀现了亲水端朝外的胶束，胶束中的分子由于其浓度髙于溶液中的分子而处于一种动平衛状态。

表面活性剂应用

洗涤

洗涤功能是表面活性剂最主要的功能.工业生产的各种表面活性剂最大的消耗部门是家用洗衣粉、液状洗涤剂和工业清洗剂。在应用过程中，洗涤功能的具体体现就在于从各种不同的固体表面上洗去污垢。按照近代表面活性化学的观点，污垢的定义就应该是处于错误位置的物质，去掉污垢意味着要作功。几干年来人类在日常生活中总是要洗衣服，过去主要是靠体力劳动，现代化洗衣机和节能的要求主要依靠由各种高效表面活性剂与其他化学品复配起来的合成洗涤剂来完成洗衣。

表面活性剂

图1-6表面活性剤在洗涤过程中的“溶解效应”

图1-6描述一个典型的由织物表面洗去油污的洗涤过程。

润湿

固体表面与液体接触时,原来的气固界而消失，形成新的液固界面，这种现象祢为润湿.水能形成氧键，因此具有高表面张力.当水滴落到新的织物表面时，由于织物通常经过后处理，就有一定的憎水性。水的高表面张力使它形成水珠留在织物上”若在水中加入少量表面活性剂. 就能显著降低水的表面张力。水珠则迅速扩散，达到完全润湿。

润湿作用的原理可看作是一种表面活性剂的界面定向作用。表面活性剂的疏水端插入织物的表面上,形成界面定向，亲水端留在水的边界层中,使水珠伸展成平面。

若把含油的织物浸入表面活性剂溶液中，就立即会发生表面活性剂分子被织物吸附的现象,这些分子挤入油膜内部并把油膜分为小滴，可被漂洗下来。这时织物表面巳不再被油所润湿，而是被表面活性剂分子的溶液润湿。这种作用称为再润湿。

乳化

表面活性剂的乳化

乳化是液-液界面现象，两种互相不溶的液体如油加入水中，在容器中会自然地形成两层：油在上层，水在下层。若加入合适的表面活性剂，在强烈搅拌下，油层被分散，表面活性剂的憎水端吸附到油珠的界面层，形成均匀的细液滴乳化液，这一过程叫乳化。如图1-7。

浮选

浮选的情况比较夏杂。它至少涉及到气、液、固三相。首先采用能大量起泡的表面活性剂（即起泡剂），当向水中通入空气或由于水的搅动引起空气进入水中时，表面活性剂的憎水端在气-液界面上向气泡的空气一方定向.亲水端仍在溶液内，形成了气泡。另一种起捕集作用的表面活性剤，吸附在固体矿粉的表面，这种吸附随矿物的不同而具有一定的选择性•而向外的

（a）油汚开始与表面活性施溶液接触,

（b）表面活性剂的憎水端溶入油垢中,

（c）表面活性剂影响油垢及织物间的接图1-6表面活性剤在洗涤过程中的“溶解效应”，在洗涤过程中旻求接触角e>9。这样在洗衣机强烈搅动下会形成水涡作用，使织物上的油污被洗下来，

（d）进一步的机械力会把油汚变成悬浮体被洗掉海/水况化液憎水端部分地插入气泡内。这样在浮选过程中气泡就可把指定的矿粉带走，达到选矿的目的.图1-8浮选过程示意图在实际应用中，表面活性剂的用量极少，一般用10鬼的捕集剂就可以处理3r水和It矿粉的浆料。

你可能感兴趣的

上一篇：表面活性剂的特点和分类下一篇：阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐TPS的介绍

表面活性剂的性质和应用

你可能感兴趣的

推荐产品

最新文章