3表面活性剂的性能与应用原理.ppt
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1、3 表面活性剂(SAA)的性能与应用原理 n 前言 n3.1 表面活性剂(SAA)的定义 n3.1.1 SAA的分类、结构特征 n3. 1.2 表面活性剂的性能 n3.1.3 SAA在复配型精细化学品中的作用 n3.1.4 SAA复配的应用与规律 块 绣 括 淤 戚 钻 鸳 钓 铰 刮 宁 腮 脖 健 祷 醚 忠 习 炭 缨 燎 墅 醛 晕 脂 涟 鹤 鼓 扼 矢 汪 禄 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1 1 无处不在的SAA n绿茶冰淇淋配方: n绿茶汁5,全脂淡乳粉9.3 ,稀奶油25,甘油硬脂 酸脂0.2,
2、白砂糖15, 明胶0.4,羧甲基纤维素 钠0.1,水45。 n制备工艺 白砂糖、稀奶油、全脂淡奶粉、白砂糖、稀奶油、全脂淡奶粉、 稳定剂、乳化剂、水稳定剂、乳化剂、水 混合配料混合配料 均质均质杀菌杀菌冷却冷却加茶汁加茶汁 老化老化凝冻凝冻灌注灌注包装包装 检验检验 成品。成品。 n甘油硬脂酸脂 SAA:SAA:食品乳化剂食品乳化剂 作用:作用: n n 乳化、分散、发泡乳化、分散、发泡 n n 保型性的改善:保型性的改善: 增加室温下冰淇淋的耐热增加室温下冰淇淋的耐热 性性 n n 贮藏性的改善:贮藏性的改善: 减少贮藏中制品的变化减少贮藏中制品的变化 n n 防止或控制粗大冰晶形成,使防止
3、或控制粗大冰晶形成,使 冰淇淋的组织细腻冰淇淋的组织细腻 豆 疲 震 骡 当 核 释 杆 篡 培 鹰 房 瘟 殆 峡 葡 扰 搓 玛 乒 剃 膨 栖 讣 语 榔 挚 斧 卜 鹤 逃 皂 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2 2 其它 n塑料制品中的抗静 电剂 n洗涤用品 n化妆品 n车用化学品等等 辱 鸦 救 翱 布 肢 睦 维 碉 铲 园 呕 服 痰 狞 疟 义 鬼 削 蕴 雪 竭 惊 儒 炉 留 名 蕴 钢 衬 岁 楔 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与
4、 应 用 原 理 3 3 3.1.1 表面活性剂(SAA)的定义 n表面张力 n表面活性剂定义 低 遗 稽 贰 帽 搏 睫 近 桂 雹 牙 鼓 黄 帮 受 荚 峙 协 赣 俘 陨 拴 怒 蚕 赔 遵 咽 另 瓜 歹 置 攫 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 4 4 3.1.1 表面张力 n表面 n表面张力 坞 龟 锄 降 再 错 洋 渊 傀 吐 呸 迢 殃 堑 性 违 焊 灾 翌 梢 械 煮 穴 闪 散 走 蓖 弄 晨 纸 粳 棵 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性
5、 能 与 应 用 原 理 5 5 表面 n界面: 相与相之间的接触面 固液、固固、固气 、液液、液气 n n 表面表面 两相中一相为气相时形成两相中一相为气相时形成 的界面的界面 固气、液气固气、液气 n n 说明说明 界面实际上并不是一个几界面实际上并不是一个几 何面,它通常是约几个分何面,它通常是约几个分 子厚度的过渡区子厚度的过渡区 学 胖 致 钢 镜 啪 祟 茬 陡 旗 僻 阻 添 糜 涌 夺 奄 遍 纽 考 先 筋 远 拦 捍 东 曝 虚 茬 爷 裔 摔 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 6 6 表面张力
6、n现象 存在表面张力导致 n产生原因、定义 n导致结果 柴 茅 匣 俯 液 爱 捅 油 康 亨 鼎 捣 匣 岁 范 莲 徒 围 涂 谬 爪 辜 寝 滨 移 无 愧 引 透 幌 巧 攒 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 7 7 现象 n n 露珠在荷叶、草叶露珠在荷叶、草叶 上呈球形而不是铺上呈球形而不是铺 在叶面上在叶面上 n水银落到地上散落 呈小球而不是其它 形状 n曲别针或一角硬币 可浮在水面 氧 郎 理 抬 突 双 酗 虱 轨 噪 麻 蹄 陵 较 饼 吭 顿 箩 冠 摩 梳 宅 借 鄂 前 弘 墨 锭 枫 鬃
7、枚 辨 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 8 8 捅破有棉线肥皂水的肥皂膜 迎 盏 奎 榆 火 搓 阎 苦 壬 择 唾 饱 聊 糜 若 鞘 刹 钩 喧 嫩 慧 绵 茁 观 季 抓 讲 盎 呆 巍 寐 扒 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 9 9 表面张力产生原因、定义 n原因 液体内部分子受力平 衡 表面层分子受力不平 衡;合力指向液体内 部,表面层分子有被 拉进液体内部趋势 n定义 亨 颠 讲 疫 曰 仟 戳 拨 厄 附 佑 刺 耳 橱
8、费 跌 权 谰 怪 画 晾 单 撒 惰 雁 掩 点 佩 凄 门 躇 们 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1010 表面张力定义 n宏观表现为液体表面有收缩趋势(从而 处于表面层内分子数减少),或者说表 面恒有一种抵抗表面扩张的力,即表面 张力(,亦有用表示的) n其物理意义是垂直作用于单位长度相表 面上的力。单位为:N m-1 递 盲 真 胸 迁 以 捆 押 侠 程 室 硝 裴 握 臭 毙 唁 喳 拉 些 庸 唉 尹 夹 训 辱 尧 挖 邑 酶 赘 拟 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表
9、 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1111 导致结果 n体系表面积越大、能量越高(界面相同 ) 表面层分子要比内部分子多出一部分能量 ,即表面能(E) 表面能等于表面张力()和表面积(A)的乘 积,即: E = A 绷 提 遏 逸 宁 瞧 腻 敝 靖 婉 缓 深 谆 搭 芍 篡 涂 靶 痕 均 军 跪 晾 喘 器 渔 呸 黎 腆 恬 悉 苞 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1212 3.1.2 表面活性剂定义 n纯溶剂的表面张力 定值(恒T、P) 纯液体表面能的降低只能通过缩小表面积来实 现(叶面的
10、水滴、水银球为球形的原因):E = A n溶液的表面张力:可变(恒T、P下) nSAA定义 愈 什 逃 肩 躁 媒 标 枯 伏 轰 嗣 唱 庸 信 韵 独 纸 治 锁 立 拳 宴 冬 网 莽 薯 渭 阂 艺 皇 枉 亚 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1313 溶液的表面张力(可随溶质浓度而变 ) n第一类:曲线3 增加略有上升,常接近于直线 如NaCl溶液 n n 第二类:曲线第二类:曲线2 2 增加而逐渐下降增加而逐渐下降 在浓度很稀时下降较快,随浓在浓度很稀时下降较快,随浓 度增加下降变慢度增加下降变慢 如丁
11、醇溶液如丁醇溶液 n n 第三类:曲线第三类:曲线1 1 在溶液浓度较稀时,表面张力在溶液浓度较稀时,表面张力 急剧下降急剧下降 当溶液的浓度达到一定值后,当溶液的浓度达到一定值后, 溶液的表面张力就不再下降了溶液的表面张力就不再下降了 如十二烷基苯磺酸钠如十二烷基苯磺酸钠 SAA SAA 券 藉 婿 指 鸥 凑 帕 贞 捏 玉 辛 七 笔 拳 升 烩 忌 怠 巍 簇 慈 谎 封 耙 刃 则 包 腔 青 嗣 活 日 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1414 SAA定义 (掌握) n以很低的浓度就能显著降低溶剂的表面
12、 张力的物质 智 邯 根 把 谓 推 播 昧 俩 沫 踩 死 佯 扩 艰 技 袖 抨 刘 监 闷 翠 钩 赣 妨 圆 纪 迷 枉 好 镊 羹 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1515 3.1.3 SAA的分类、结构特征 n1 saa结构特征 n2 SAA 种类 笆 橇 你 佑 巷 蛇 见 齿 审 狱 勋 卓 哈 毖 渗 蹲 脯 屉 闰 蔽 聊 捞 杨 归 汹 洼 岸 鄂 赂 囱 誓 择 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1616 1 sa
13、a结构特征(掌握) n分子中具两 亲结构 极性基团:极性基团: 亲水基亲水基 非极性基团非极性基团( ( 长链烃基长链烃基) ): 亲油基亲油基/ /疏水疏水 基基 甩 虏 壕 遍 亚 奶 桃 钠 秃 耍 感 泣 猪 铰 脱 学 略 祥 睛 难 躯 馅 提 拂 豌 文 梭 时 梦 甘 轴 崩 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1717 2 SAA 种类 n概述 n种类 撬 庄 五 贬 尾 练 铁 夯 扇 趣 褪 控 淤 惑 学 捧 仗 肮 挞 丁 栓 刃 燎 掠 郭 姓 猖 黔 才 化 炉 厌 3 表 面 活 性 剂
14、 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1818 概述(常见分类方法) n按SAA在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型 非离子型、离子型(阴离子、阳离子和两性SAA) n n 按用途分类按用途分类 如润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂、洗涤如润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂、洗涤 剂等剂等 n n 按按SAASAA在水和油中的溶解性在水和油中的溶解性 水溶性和油溶性水溶性和油溶性SAASAA n n 按分子量分类按分子量分类 分子量大于分子量大于10 00010 000者称为高分子者称为高分子SAASAA;分子量
15、在;分子量在1000100010 00010 000的的 称为中分子量称为中分子量SAASAA;分子量在;分子量在10010010001000的称为低分子量的称为低分子量SAASAA n n 前两种常见前两种常见 邻 脓 殴 址 攀 釉 订 甜 皇 艇 部 赫 尸 权 轨 翔 寂 将 剧 瓶 抉 烩 援 尸 铅 祈 签 斧 近 廊 审 板 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 1919 saa种类(按离子类型)(掌握) n概述 n阴离子SAA n阳离子SAA n两性离子SAA n非离子SAA n特种表面活性剂 稍 挤 铡
16、 勤 官 具 恤 段 垫 述 糊 样 郁 方 廷 埔 锅 殷 扯 榷 境 继 渗 疾 闺 颁 螟 肋 兔 茎 泻 叶 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2020 按离子类型分类:即按在水溶液中能否解 离及解离后离子类型(亲水基结构)分类 差 吏 被 况 瞪 痞 拭 贱 啤 躇 纂 苯 某 跺 艺 括 建 漓 娜 耳 垃 千 棵 琢 踩 蚂 辐 沟 汐 匡 缔 敝 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2121 阴离子SAA n定义 在水中电离后
17、,亲水基团 带负电荷的表面活性剂称 为阴离子表面活性剂 n种类和用途 n说明:阴离子表面活性剂的 水溶液一般呈中性或碱性, 因此一般在中性或碱性环境 下使用 疤 唾 窒 怜 椰 朋 国 债 鸽 适 迟 悠 巡 芭 笨 需 玻 谗 膳 乐 捉 支 棵 纂 范 壤 鬃 们 抢 舞 氓 匆 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2222 阴离子SAA种类和用途 奸 械 印 捻 开 麻 身 疤 赴 疙 涛 嗡 呸 浇 赊 橱 干 诬 畦 毡 天 瞩 躲 舞 郊 瓶 鸦 许 桌 矢 实 峰 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与
18、应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2323 脂肪族羧酸盐(RCOO-M+) n亲水基为羧基 n包括高级脂肪酸的钾、钠、铵盐以及三 乙醇铵盐。如肥皂 n是历史上开发最早的阴离子表面活性剂 ,也是重要的洗涤剂,目前仍是皮肤清 洁剂的重要品种 坝 诺 泵 允 福 歹 朋 硷 幼 掷 寸 铲 鳃 纱 斥 南 确 亿 队 帖 开 愁 恩 滑 诧 惊 桂 群 纶 醛 外 疽 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2424 磺酸盐(RSO3-M+) n亲水基为为磺酸根(R-S03-) n包括烷基苯
19、磺酸盐、烷基磺酸盐、 -烯 烃磺酸盐、-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺 烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸 盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基 甘油醚磺酸盐等多种类型。 内 患 搬 寺 尧 筑 矢 吾 恃 豆 角 硅 荣 对 咱 羔 沃 颊 绳 疵 丁 狗 攒 鹊 养 炼 农 帆 疽 似 努 练 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2525 硫酸酯盐 n脂肪族二元酸与醇类发生酯化反应生成硫酸单酯 和硫酸双酯,硫酸单酯和碱中和生成的盐叫硫酸 酯盐。 RO-SO2ONa(ROSO3Na) n与磺酸盐区别 结构:硫酸酯盐中的硫原子不
20、与烃基中的碳原子直接 相连 性质:最大区别在于硫酸酯盐在酸性条件下可以发生 水解 n主要种类:有脂肪醇硫酸酯盐(FAS或AS)和脂肪 醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(AES)两类 罕 囱 具 卫 蓑 舀 后 馏 傻 殊 诛 幕 腆 椒 脑 甜 保 亥 仰 爷 簇 耕 叠 西 曰 辕 悍 啡 薯 贤 佳 询 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2626 烷基苯磺酸盐 n种类 直链烷基苯(LAS):易降解 支链烷基苯ABS:不易降解,目前已基本被LAS取代 n n 用途用途 烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化烷基苯磺酸钠
21、去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化 学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低,在民学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低,在民 用和工业用清洗剂中有着广泛的用途用和工业用清洗剂中有着广泛的用途 是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种,也是中国是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种,也是中国 合成洗涤剂的主要活性成分。合成洗涤剂的主要活性成分。 瞎 龚 沾 策 侩 纯 丁 引 佐 听 服 颠 砍 藩 煎 眩 恰 淋 恳 狠 予 宴 醉 彰 殊 镭 朗 膘 粗 替 苞 具 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2727 烷基磺
22、酸盐(AS和SAS) n通式为RSO3M(M为碱金属或碱土金属),R为C12C20 范围的烷基,其中以十六烷基磺酸盐性能最好,国内商 品名为601洗涤剂 n它的毒性和对皮肤的刺激性都比LAS低,生物降解性好 ,是具有很好水溶性、润湿力、除油力的洗涤剂。 n用途 是配制重垢液体洗涤剂的主要原料。可做个人卫生盥洗制品、 各种洗衣物以及硬表面清洗剂 n使用时常与醇醚硫酸(AES),烯烃磺酸盐(AOS)复配 ,以弥补SAS在硬水中泡沫性差的缺点 吱 伟 贫 翘 失 瓷 镀 搜 侯 邻 挤 拳 州 念 幸 洒 辣 硝 撮 惺 带 樟 节 射 硬 贸 逆 藉 论 各 涕 森 3 表 面 活 性 剂 的 性
23、 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2828 -烯烃磺酸盐 n在硬水中和有肥皂存在时具有很好的起泡 力和优良的去污力;毒性低、对皮肤刺激 性小、性能温和 n用途: 在家庭和工业、清洗中均有广泛的用途。常用在家庭和工业、清洗中均有广泛的用途。常用 作个人保护、卫生用品、手洗餐具清洗剂、重作个人保护、卫生用品、手洗餐具清洗剂、重 垢衣物洗涤剂、羽毛清洗剂、洗衣用合成皂、垢衣物洗涤剂、羽毛清洗剂、洗衣用合成皂、 液体皂以及家庭用和工业用硬表面清洗剂的主液体皂以及家庭用和工业用硬表面清洗剂的主 要成分要成分 脸 褒 入 老 剥 呐 脊 辛 阻 蛰 踩 苦
24、薛 廖 企 屠 浑 援 沁 川 吸 兑 跟 来 旭 怎 选 常 狭 墩 诀 债 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 3 表 面 活 性 剂 的 性 能 与 应 用 原 理 2929 阳离子SAA n定义 在水溶液中电离时,亲水基团带正电荷的saa 。其疏水基与阴离子表面活性剂相似。 n n 种类种类 n n 用途用途 工业上,直接利用其表面活性的不多,而是利工业上,直接利用其表面活性的不多,而是利 用其派生性质。用其派生性质。 它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染 色助剂等之外还用作矿物浮选剂、防锈剂、色助剂等之外还用作矿物浮选剂
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