搜索
表面活性剂及其作用原理1.表面活性剂概况2.表面活性剂的基本性质3.表面活性剂的性能4.常用表面活性剂介绍1.1表面活性剂定义表面活性剂是这样一类物质，当它在溶液中以很低的浓度溶解分散时，优先吸附在表面或界面上，使表面或界面张力显著降低；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团。1.2表面活性剂分子结构特点表面活性剂分子由两部分组成，一部分溶于水，具有亲水性，称作亲水基；另一部分不溶于水而溶于油，具有亲油性，称作亲油基，也称疏水基；双亲的分子结构使得表面活性剂一部分倾向于溶于水，而另一部分则倾向于从水中逃离，具有双重性质。1.3表面活性剂的分类表面活性剂、离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂非离子型表面活性剂：在水溶液中溶解时，凡能电离生成离子的叫离子型表面活性剂，不能电离生成离子的叫非离子表面活性剂。1.4非离子表面活性剂的浊点浊点（Cloudpoint）：非离子表面活性剂的水溶液随温度的升高会突然出现混浊，这时的温度称为浊点。影响浊点的因素：表面活性剂分子结构浓度电解质有机添加剂2.1表面活性剂的吸附表面活性剂溶液表面的吸附性能表面活性剂具有亲水和亲油的双重特性，当其溶于水后，其疏水基受到水的排斥而力图将整个分子“逃离”水溶液，而亲水部分则力图使整个分子留在水中，正是由于表面活性剂的这种易从水溶液中“逃离”的趋势，使其容易富集于溶液表面，且在溶液表面进行定向排列，这就是表面吸附现象。2.2表面活性剂在溶液表面吸附规律•表面活性剂分子横截面积小者极限吸附量大；•一般非离子表面活性剂的极限吸附量大于离子型的；•同系物的极限吸附量差别不大；•温度升高一般极限吸附量减少；•无机电解质的加入可明显增加离子型表面活性剂的吸附强度，对非离子表面活性剂的影响不大。2.3表面活性剂在固体表面上的吸附机理•离子交换吸附•离子对吸附•氢键形成吸附•π电子极化吸附•色散力吸附•憎水作用吸附2.4影响表面活性剂在固体表面上吸附的因素•表面活性剂的疏水基长度•温度•溶液的pH值•表面活性剂的类型•吸附剂的表面性质•无机盐3.1表面活性剂的主要性能－润湿作用•润湿作用：固体表面上的一种流体被另一种不相溶的流体所取代的过程。•润湿过程：沾湿浸湿铺展•杨氏方程：qgggcoslg−=slsg3.2表面活性剂的主要性能－乳化作用•乳状液：由两种相互“不混溶”的液体形成的热力学不稳定的分散体系。•乳状液分类：水包油型（O/W）油包水型（W/O）多重乳状液（W/O/W、O/W/O等）3.3表面活性剂的主要性能－微乳液•微乳液定义：由不相混溶的油、水和表面活性剂自发形成的外观均匀、透明、稳定的液体。3.4表面活性剂的主要性能－分散作用•分散作用：把一种物质分散于另一种物质中以形成分散体系的作用。•分散体系的分类：粗分散体系：质点大小大于0.5µm胶体分散体系：质点大小为0.5µm～1nm分子分散溶液：质点大小小于1nm3.5表面活性剂的主要性能－发泡作用问：表面张力低就可以生成稳定的泡沫吗？答：否，泡沫的稳定性主要决定于排液快慢和液膜的强度。3.6表面活性剂的主要性能－发泡作用影响泡沫稳定性的因素：•表面张力•表面粘度•液体粘度•表面张力的“修复”作用•气体透过液膜的扩散性•表面电荷3.7表面活性剂的主要性能－加溶作用3.7.1表面活性剂的增溶作用水溶液中表面活性剂的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加，这种现象称为表面活性剂的增溶作用。3.7.2微溶物在胶团中的加溶方式a.加溶于胶团内核b.加溶与栅栏层c.吸附于胶团表面d.包含于胶团的极性基层3.8表面活性剂的主要性能－洗涤作用洗涤物·污垢＋洗涤液洗涤物＋污垢·洗涤液3.8.1影响洗涤作用的一些因素：•表面张力•加溶作用•吸附作用•表面活性剂疏水链长•表面活性剂亲水基的影响•乳化与起泡•温度、水硬度、助剂等3.9表面活性剂的其它性能•柔软性•匀染性•抗静电•杀菌消毒3.10添加剂对表面活性剂溶液性能的影响•无机电解质可降低离子型表面活性剂的cmc和最低表面张力；电解质浓度较高时才对非离子表面活性剂有影响。•长链脂肪醇长链脂肪醇可降低表面活性剂的cmc和表面张力•短链脂肪醇浓度低时可降低cmc，浓度高时使cmc升高•强水性极性有机物•水助溶剂4.1阴离子表面活性剂－羧酸盐脂肪酸盐俗称高级脂肪酸皂，物化性能：良好的发泡性能和去污性能；随着脂肪酸链的增加，其盐的凝固点增加，硬度加大；钾盐和三乙醇胺盐比钠盐软，前二者多用于液体产品；耐硬水能力低，遇电解质也会发生沉淀，pH低于7时，易析出游离脂肪酸。4.2阴离子表面活性剂－羧酸盐醇醚羧酸盐物化性能：对皮肤温和，EO数越高，刺激性越小；对酸、碱、氯稳定，抗硬水性好，钙皂分散能力强；清洗能力和泡沫性能良好，几乎不受pH和温度的影响；生物降解性好。4.3阴离子表面活性剂－磺酸盐烷基苯磺酸盐物化性能：长链烷基苯磺酸盐具有很好的泡沫和润湿性能，短链则具有很好的增溶作用；随着烷基链的增长，亲水性和润湿力下降，去污能力、发泡能力和乳化能力上升；直链烷基苯磺酸盐的生物降解性优于支链烷基苯磺酸盐。4.4阴离子表面活性剂－磺酸盐α-烯基磺酸钠简称AOS，AOS是下列四种物质的混合物：R—CH2—CH=CH—CH2—SO3NaR—CH=CH—CH2—CH2—SO3NaR—CH2—CH（OH）—CH2—CH2—SO3NaR—CH（OH）—CH2—CH2—CH2—SO3NaR为烷基。物化性能：良好的润湿、发泡和去污性能；对皮肤和眼睛温和，耐硬水能力强；与其他阴离子和非离子表面活性剂复配时有协同作用。4.5阴离子表面活性剂－磺酸盐脂肪酸甲酯磺酸钠简称MES，物化性能：MES具有良好的去污性和抗硬水能力，在低温和高硬水条件下优于LAS和AS；优异的钙皂分散性；与酶制剂具有良好的配伍性；刺激性和毒性低，生物降解性好；缺点是酯键易水解成二钠盐，颜色较深。4.6阴离子表面活性剂－磺酸盐仲烷基磺酸盐简称SAS,物化性能：水溶性好，与AES复配可降低浊点；润湿能力和降低表面张力能力优于LAS，脱脂能力与LAS相近；低硬度时的起泡能力与LAS相当，高硬度时明显优于LAS；耐氧化能力强，适合配制含氯漂白杀毒洗涤剂。4.7阴离子表面活性剂－磺酸盐醇醚磺基琥珀酸单酯二钠（铵）盐物化性能：良好的洗涤和发泡性能，易冲洗，洗后头发柔软易于梳理；刺激性极低，和其它表面活性剂复配可降低后者的刺激性；配伍性好，可与阳离子表面活性剂复配；无毒、生物降解性好，安全性高；粘度特性较差，其配制的产品粘度较难控制。4.8阴离子表面活性剂－硫酸盐脂肪醇硫酸盐简写为AS，结构式为：R—O—SO3MR一般为C10-C18烷基；M常为Na、K、NH4和乙醇胺盐物化性能：具有良好的发泡力、去污力和水溶性；耐硬水能力不强；钠盐在低温时溶解性差，脱脂力强，对皮肤和眼睛有一定的刺激性；铵盐比钠盐温和，目前在国内香波配方中普遍使用；乙醇铵盐的刺激性低，低温溶解性好，是配制透明香波的重要原料。4.9阴离子表面活性剂－硫酸盐脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐简写为AES，结构式为：R—(CH2CH2O)n—OSO3MR通常为十二烷基；n为2~4；M多为Na、NH4。物化性能：优良的去污力，起泡迅速、但泡沫稳定性稍差；亲水性和耐硬水性能优于AS，低温溶解性较好；刺激性远低于AS，可单独作为香波中主表面活性剂或与AS复配使用。4.10阴离子表面活性剂－磷酸盐磷酸酯盐物化性能：性能温和，对眼睛和皮肤的刺激性极低；具有良好的乳化、抗静电、润湿、去污和缓蚀作用；单酯的水溶性好于双酯，市售商品均为单酯和双酯的混合物。4.11阴离子表面活性剂－N－酰氨基酸N—酰基肌氨酸盐物化性能：对皮肤温和、刺激性小、安全性高；发泡和稳泡作用强，对硬水和电解质容忍度高；具有很好的缓释作用，有一定的抗菌性；在高固体含量的配方中可降低体系的粘度。4.12阴离子表面活性剂－N－酰氨基酸N－酰基谷氨酸盐简写：AGA，物化性能：具有良好的去污力、发泡力，耐硬水；对皮肤和眼睛的刺激性低，毒性低，对头发具有亲和性；配伍性好，有一定的杀菌力。4.13阳离子表面活性剂烷基胺盐：如酰胺基烷基胺盐烷基咪唑啉盐乙氧基化胺类季铵盐：应用最广，如1831、1631、1231、1227、1821等杂环类：如异硬脂基苄基咪唑啉氯化物高分子类4.14阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵简称1831，物化性能：白色固体，溶于甲醇、乙醇、三氯甲烷和热水中，不溶于苯、丙酮等；具有抗静电、杀菌、乳化、柔软等性能；稳定性好，耐热、耐光、耐强酸强碱；生物降解性优良，可与阳离子、非离子和两性表面活性剂配伍。4.15阳离子表面活性剂十二烷基二甲基卞基氯化铵简称1227，物化性能：白色或淡黄色固体，微有刺鼻气味，难溶于水，易溶于95%乙醇；较稳定，耐酸不耐碱，可与非离子、阳离子表面活性剂复配；具有优异的抗静电、柔软、杀菌性能。4.16阳离子表面活性剂双烷基二甲基氯化铵物化性能：具有良好的柔软性、抗静电性和一定的杀菌能力；有较好的润湿和乳化性能；刺激性较烷基三甲基季铵盐小。4.17阳离子表面活性剂异硬脂基咪唑啉硫酸乙酯盐简称IES，物化性能：为琥珀色液体，活性物含量为100%，水溶液（10%浓度）pH值为6.9；不溶于矿物油，可溶于水、芳香族碳氢化合物、氯化烃和氟化烃等；有优异的抗静电、润滑、柔软和缓蚀等功能。4.18两性表面活性剂定义：具有表面活性的分子残基中同时包含彼此不可被电离的正、负电荷中心（或偶极中心）的表面活性剂。两性表面活性剂（按分子结构分)：甜菜碱氨基酸型咪唑啉型氧化胺型4.19两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱简称BS-12K或CAB，物化性能：易溶于水，具有优良的去污、发泡、柔软、增稠等性能，抗硬水能力强；性能温和，易生物降解，配伍性好，还可降低阴离子表面活性剂（如AS、AES）的刺激性；具有调理、抗静电性能。4.20两性表面活性剂羟基磺基甜菜碱简称HSB，物化性能：性能温和，能与各种表面活性剂复配，增稠性能好；耐盐性、耐酸碱性好，可在广泛的pH条件下使用；泡沫丰富，钙皂分散性好，具有较强的抑菌能力。4.21两性表面活性剂氧化胺物化性能：具有优良的起泡和稳泡性能，效果优于烷醇酰胺；弱酸性条件下呈阳离子性，易吸附在头发表面，减少和消除头发表面的静电，提高头发的湿梳性；作用温和，无刺激，还可降低其它表面活性剂和功能添加剂（如ZPT）的刺激性。4.22非离子表面活性剂聚氧乙烯型脂肪醇聚氧乙烯醚洗涤、乳化烷基酚聚氧乙烯醚洗涤、乳化、渗透聚氧乙烯烷基胺耐酸不耐碱，有一定的杀菌性聚氧乙烯烷基酰醇胺可用作稳泡剂、乳化剂、防绣剂4.23非离子表面活性剂烷基醇酰胺烷基醇酰胺主要有烷基单乙醇酰胺和烷基二乙醇酰胺。烷基单乙醇酰胺RCONHCH2CH2OH烷基二乙醇酰胺RCONH(CH2CH2OH)2物化性能：具有优异的稳泡和增稠性能脂肪酸相同的情况下，二乙醇胺的比例越高，则产品的水溶性越好；脂肪酸的碳链越长、饱和度越高，则产品的增稠性越好，但水溶性会降低。4.24