表面活性剂的加溶作用
? 当溶液中表面活性剂的浓度
达到或超过 CMC时,原来不
溶于水或微溶于水的物质
(大多数为有机物)的溶解
度显著增加的现象 加
溶作用
? 加溶作用是表面活性剂能显
著降低水的表面张力这一特
性之外的又一重要特性,对
表面活性剂除去油污、制备
药物、化妆品、决定各种配
方、作为催化剂等都有重要
作用。
? 加溶作用的方式(机
理):
1.有机物主要溶于胶束内
部
2.有机物以其分子形式与
胶束内的表面活性剂分子一
起穿插排列而溶解。
3.有机物以吸附于胶束表
面的形式而溶解。
4.有机物被包含于非离子
表面活性剂胶束的聚氧乙烯
极性外壳而溶解。
表面活性剂加溶作用的应用
? 洗涤工业:加溶作用在起作用;
? 石油工业:二次采油和三次采油;
? 皮革行业:毛皮的漂洗, 生皮的脱脂, 染色
时的匀染, 制革涂饰所用的丙烯酸树脂乳液
生产等 。
表面活性剂的润湿作用
? 定义,润湿作用是一种流体
从基质表面把另一种流体取
代掉的过程。通常润湿是指
在固体上的气体被水或水溶
液所取代。
? 接触角,固、液、气三相交
界处,从固液界面经过液体
内部到气液界面的夹角。用
以表征铺展润湿程度。
? 润湿方程:
平衡状态时,各界面张力的
关系如下
γSG - γLG = γGL.cosθ
θ> 900,称之为不润湿;
θ< 900,称之为润湿;
θ= 00,称之为铺展。
表面活性剂润湿作用的几个相关概念
? 润湿过程:铺展润湿、粘附润湿和浸入润湿。
? 铺展润湿:一种液体与基质(常为固体)接触并在
其上进行铺展时,将从基质表面取代另一种流体
(如空气)
? 粘附润湿:液体与基质接触并粘附在基质上的润湿
? 浸入润湿:基质与液体接触润湿时完全被液体浸没
表面活性剂润湿作用在制革上的应用
? 浸水、浸灰、脱毛、鞣制以及染色、填充和涂
饰等过程液体对皮革的润湿与渗透
表面活性剂的乳化作用
? 几个基本概念
1.乳化作用(乳化):一种液体以小液珠(或液滴)
分散于另一种不混溶的液体中形成的类似于牛奶的多
相体系[乳(状)液]的过程。
2.分散相:以液珠形式存在的相(或内相、不连续
相)。
分散介质:连续成一片的另一相(或外相、连续相)。
3.乳化剂:为降低体系界面能、使乳液稳定加入的表
面活性剂
表面活性剂乳液
? 乳液类型及其辨别
? 水包油型乳液,以 O/W表示;
油包水型乳液,以 W/O表示;
? 乳液类型的辨别:
常用电导法,O/W >W/O
需要指出的是:
1.在制革中普遍应用的是 O/W型乳液;
2.乳液是热力学不稳定体系(形成乳液时,两液体的
界面增大)
影响乳液类型的因素
? 1.相体积:分散相液滴是大小均
匀的球,最密堆积时液滴体积占
总体积的 74.02%(分散介质
25.98%)。
V内 >74.02%,乳液就会发生破坏
或变型。
V水 =26~74%时,O/W和 W/O型乳
液均可形成;
V水 <26%,则只能形成 W/O型;
V水 >74%,则只能形成 O/W型。
但:已制出分散相体积大于 95%
的乳液。
? 2.钠、钾等一价金属的肪酸盐易
形成 O/W 型乳液;钙、镁等二
价金属皂易形成 W/O型乳液。
? 3.亲水性强的器壁(如玻璃)易
得到 O/W 型乳液;疏水性强者
(如塑料)易形成 W/O型乳液。
乳化剂的亲水性
? 4.亲水性影响
易溶于水的乳化剂易形成 O/W乳
液;
易溶于油的乳化剂易形成 W/O乳
液。
HLB值越大,S.的亲水性越强。
HLB= 3~6,形成 W/O型乳液;
HLB= 8~18,形成 O/W型乳液。
影响乳液稳定性的因素
? 界面张力,界面张力的降低
及界面膜的形成与强度是乳液稳
定性的主要影响因素 。
? 油 -水界面膜,界面膜中 S.排
列越紧密,界面膜的强度越强,
乳液的稳定性越好。
脂肪醇、脂肪酸及脂肪胺等极性
有机物可增加界面膜的紧密度强
度。
? 粘度,分散介质的粘度越大,
则分散相液珠运动的速度越慢,
有利于乳液的稳定。
? 界面电荷,若表面活性剂是
离子型的,则在界面上的吸附成
为油珠所带电荷的主要来源(主
要是对 O/W乳液而言)它们使液
滴接近时相互排斥,阻止了液滴
的聚结,乳液稳定。
? 添加物, 添加粉末乳化剂
(碳酸钙、粘土、碳黑、石英、
金属氧化物)能提高稳定性
? 其它, 温度、机械作用、电解
质(对离子型乳化剂的乳液影响
大)、体系 pH值等
表面活性剂的乳化作用应用
? 应用领域,化妆品、
食品、皮革、纺织品、
金属的切削加工、金
属的表面处理、油漆、
农药、医药等
? 制革中的应用,轻
革的乳液加油、生皮
的乳化脱脂,各种各
样的乳液型涂饰剂的
制备等
表面活性剂的发泡与消泡作用
? 几个基本概念
1.泡沫,气体和液体构成的两相
系统,是气体分散在一个连续液
相中的现象。当将空气通入含有
表面活性剂(如洗衣粉)的溶液
时,表面气泡具有 双重壁膜 。
2.发泡作用,能使气泡稳定存在
的作用。用以发泡的表面活性剂
叫发泡剂或起泡剂。
3.发泡现象,泡沫玻璃、泡沫混
凝土、泡沫灭火、馒头发泡等。
脱脂过程中,泡沫的形成有利于
去垢、脱脂;还有泡沫匀染。
消泡作用在制革中的应用:
转鼓内浸水、染色,涂饰剂的喷
涂及铬液、栲胶溶液的配制,通
常需在必要时加入消泡剂
具有消泡作用的物质:
植物油、矿物油、硅油、液态高
级醇、长链脂肪酸钙盐、一些非
离子表面活性剂如环氧丙烷缩合
物、硬脂酸环氧乙烷缩合物等。
表面活性剂的洗涤与去污作用
洗涤和去污,从一种物质(基质)表面把另外
的物质(一种或数种)除掉,使之成为清洁
的物质。
洗涤和去污作用,表面活性剂多种作用的综合
效果:降低水的表面张力、润湿、渗透、乳
化、分散、增溶、发泡等。 去污作用与 S.的
全部性能有关,去污能力好的表面活性
剂,其各种性能的协同配合效果好。
表面活性剂的洗涤与去污作用
在制革中的应用举例
生皮脱脂过程,带有油脂、污垢的生皮在表面
活性剂溶液中,使皮 -水间的表面张力显著降低,
从而使生皮能较好地被水润湿和渗透。水溶液
进入皮纤维之间后,降低了油污与皮纤维之间
的粘附力,借助机械作用,使油污脱离生皮进
入水中,进而被 S.乳化、分散。已经乳化分散的
油污不再附着在皮纤维上,一部分油污进入 S.的
胶束中,从而发生增溶作用而除去;还有一部
分油污,被泡沫粘附,随同泡沫漂浮到溶液表
面而除去。
表面活性剂的匀染与固色作用
? 匀染作用
皮革染色时,加入扩散剂 N或平平加后,可使染料缓慢地
与皮革接触( 即缓染),或可使已上染的染料由深色部位
向浅色部位移动( 即移染) 匀染;
? 固色作用
与染料带相反电荷的表面活性剂与染料生成不溶性沉淀(共沉
淀),将染料固定在被染物上 固色
表面活性剂的其它作用
? 分散作用 能使不溶性固体以
极小的微粒( 0.1μm至数十微
米)分散悬浮于水中的作用。
应用,生产揩光浆、颜料膏
等皮革涂饰材料
? 杀菌作用 阳离子型表面活性
剂具有杀菌作用。
杀菌机理,分子中的亲油基
能紧密地吸附于细菌表面,
改变细胞壁的通透性、改变
细菌细胞的渗透压,进而破
坏细菌与周围环境的相对平
衡 细菌死亡。
? 防腐蚀作用 添加少量 S.来阻止或减
缓金属腐蚀速度以达到保护金属的
作用
? 对纤维的平滑柔软作用 纤维与纤
维之间存在着一层由 S.亲油基组成
的润滑剂,使纤维的静摩擦系数降
低、平滑柔软性增加的作用。
? 抗静电作用 S.分子吸附在纤维界面,
疏水基朝向纤维,强的亲水基朝向
空气,使纤维的离子导电性能和吸
湿导电性能增加,纤维表面的电阻
降低,使纤维表面的静电产生与放
电平衡,防止了纤维表面的静电积
累 抗静电作用
? 当溶液中表面活性剂的浓度
达到或超过 CMC时,原来不
溶于水或微溶于水的物质
(大多数为有机物)的溶解
度显著增加的现象 加
溶作用
? 加溶作用是表面活性剂能显
著降低水的表面张力这一特
性之外的又一重要特性,对
表面活性剂除去油污、制备
药物、化妆品、决定各种配
方、作为催化剂等都有重要
作用。
? 加溶作用的方式(机
理):
1.有机物主要溶于胶束内
部
2.有机物以其分子形式与
胶束内的表面活性剂分子一
起穿插排列而溶解。
3.有机物以吸附于胶束表
面的形式而溶解。
4.有机物被包含于非离子
表面活性剂胶束的聚氧乙烯
极性外壳而溶解。
表面活性剂加溶作用的应用
? 洗涤工业:加溶作用在起作用;
? 石油工业:二次采油和三次采油;
? 皮革行业:毛皮的漂洗, 生皮的脱脂, 染色
时的匀染, 制革涂饰所用的丙烯酸树脂乳液
生产等 。
表面活性剂的润湿作用
? 定义,润湿作用是一种流体
从基质表面把另一种流体取
代掉的过程。通常润湿是指
在固体上的气体被水或水溶
液所取代。
? 接触角,固、液、气三相交
界处,从固液界面经过液体
内部到气液界面的夹角。用
以表征铺展润湿程度。
? 润湿方程:
平衡状态时,各界面张力的
关系如下
γSG - γLG = γGL.cosθ
θ> 900,称之为不润湿;
θ< 900,称之为润湿;
θ= 00,称之为铺展。
表面活性剂润湿作用的几个相关概念
? 润湿过程:铺展润湿、粘附润湿和浸入润湿。
? 铺展润湿:一种液体与基质(常为固体)接触并在
其上进行铺展时,将从基质表面取代另一种流体
(如空气)
? 粘附润湿:液体与基质接触并粘附在基质上的润湿
? 浸入润湿:基质与液体接触润湿时完全被液体浸没
表面活性剂润湿作用在制革上的应用
? 浸水、浸灰、脱毛、鞣制以及染色、填充和涂
饰等过程液体对皮革的润湿与渗透
表面活性剂的乳化作用
? 几个基本概念
1.乳化作用(乳化):一种液体以小液珠(或液滴)
分散于另一种不混溶的液体中形成的类似于牛奶的多
相体系[乳(状)液]的过程。
2.分散相:以液珠形式存在的相(或内相、不连续
相)。
分散介质:连续成一片的另一相(或外相、连续相)。
3.乳化剂:为降低体系界面能、使乳液稳定加入的表
面活性剂
表面活性剂乳液
? 乳液类型及其辨别
? 水包油型乳液,以 O/W表示;
油包水型乳液,以 W/O表示;
? 乳液类型的辨别:
常用电导法,O/W >W/O
需要指出的是:
1.在制革中普遍应用的是 O/W型乳液;
2.乳液是热力学不稳定体系(形成乳液时,两液体的
界面增大)
影响乳液类型的因素
? 1.相体积:分散相液滴是大小均
匀的球,最密堆积时液滴体积占
总体积的 74.02%(分散介质
25.98%)。
V内 >74.02%,乳液就会发生破坏
或变型。
V水 =26~74%时,O/W和 W/O型乳
液均可形成;
V水 <26%,则只能形成 W/O型;
V水 >74%,则只能形成 O/W型。
但:已制出分散相体积大于 95%
的乳液。
? 2.钠、钾等一价金属的肪酸盐易
形成 O/W 型乳液;钙、镁等二
价金属皂易形成 W/O型乳液。
? 3.亲水性强的器壁(如玻璃)易
得到 O/W 型乳液;疏水性强者
(如塑料)易形成 W/O型乳液。
乳化剂的亲水性
? 4.亲水性影响
易溶于水的乳化剂易形成 O/W乳
液;
易溶于油的乳化剂易形成 W/O乳
液。
HLB值越大,S.的亲水性越强。
HLB= 3~6,形成 W/O型乳液;
HLB= 8~18,形成 O/W型乳液。
影响乳液稳定性的因素
? 界面张力,界面张力的降低
及界面膜的形成与强度是乳液稳
定性的主要影响因素 。
? 油 -水界面膜,界面膜中 S.排
列越紧密,界面膜的强度越强,
乳液的稳定性越好。
脂肪醇、脂肪酸及脂肪胺等极性
有机物可增加界面膜的紧密度强
度。
? 粘度,分散介质的粘度越大,
则分散相液珠运动的速度越慢,
有利于乳液的稳定。
? 界面电荷,若表面活性剂是
离子型的,则在界面上的吸附成
为油珠所带电荷的主要来源(主
要是对 O/W乳液而言)它们使液
滴接近时相互排斥,阻止了液滴
的聚结,乳液稳定。
? 添加物, 添加粉末乳化剂
(碳酸钙、粘土、碳黑、石英、
金属氧化物)能提高稳定性
? 其它, 温度、机械作用、电解
质(对离子型乳化剂的乳液影响
大)、体系 pH值等
表面活性剂的乳化作用应用
? 应用领域,化妆品、
食品、皮革、纺织品、
金属的切削加工、金
属的表面处理、油漆、
农药、医药等
? 制革中的应用,轻
革的乳液加油、生皮
的乳化脱脂,各种各
样的乳液型涂饰剂的
制备等
表面活性剂的发泡与消泡作用
? 几个基本概念
1.泡沫,气体和液体构成的两相
系统,是气体分散在一个连续液
相中的现象。当将空气通入含有
表面活性剂(如洗衣粉)的溶液
时,表面气泡具有 双重壁膜 。
2.发泡作用,能使气泡稳定存在
的作用。用以发泡的表面活性剂
叫发泡剂或起泡剂。
3.发泡现象,泡沫玻璃、泡沫混
凝土、泡沫灭火、馒头发泡等。
脱脂过程中,泡沫的形成有利于
去垢、脱脂;还有泡沫匀染。
消泡作用在制革中的应用:
转鼓内浸水、染色,涂饰剂的喷
涂及铬液、栲胶溶液的配制,通
常需在必要时加入消泡剂
具有消泡作用的物质:
植物油、矿物油、硅油、液态高
级醇、长链脂肪酸钙盐、一些非
离子表面活性剂如环氧丙烷缩合
物、硬脂酸环氧乙烷缩合物等。
表面活性剂的洗涤与去污作用
洗涤和去污,从一种物质(基质)表面把另外
的物质(一种或数种)除掉,使之成为清洁
的物质。
洗涤和去污作用,表面活性剂多种作用的综合
效果:降低水的表面张力、润湿、渗透、乳
化、分散、增溶、发泡等。 去污作用与 S.的
全部性能有关,去污能力好的表面活性
剂,其各种性能的协同配合效果好。
表面活性剂的洗涤与去污作用
在制革中的应用举例
生皮脱脂过程,带有油脂、污垢的生皮在表面
活性剂溶液中,使皮 -水间的表面张力显著降低,
从而使生皮能较好地被水润湿和渗透。水溶液
进入皮纤维之间后,降低了油污与皮纤维之间
的粘附力,借助机械作用,使油污脱离生皮进
入水中,进而被 S.乳化、分散。已经乳化分散的
油污不再附着在皮纤维上,一部分油污进入 S.的
胶束中,从而发生增溶作用而除去;还有一部
分油污,被泡沫粘附,随同泡沫漂浮到溶液表
面而除去。
表面活性剂的匀染与固色作用
? 匀染作用
皮革染色时,加入扩散剂 N或平平加后,可使染料缓慢地
与皮革接触( 即缓染),或可使已上染的染料由深色部位
向浅色部位移动( 即移染) 匀染;
? 固色作用
与染料带相反电荷的表面活性剂与染料生成不溶性沉淀(共沉
淀),将染料固定在被染物上 固色
表面活性剂的其它作用
? 分散作用 能使不溶性固体以
极小的微粒( 0.1μm至数十微
米)分散悬浮于水中的作用。
应用,生产揩光浆、颜料膏
等皮革涂饰材料
? 杀菌作用 阳离子型表面活性
剂具有杀菌作用。
杀菌机理,分子中的亲油基
能紧密地吸附于细菌表面,
改变细胞壁的通透性、改变
细菌细胞的渗透压,进而破
坏细菌与周围环境的相对平
衡 细菌死亡。
? 防腐蚀作用 添加少量 S.来阻止或减
缓金属腐蚀速度以达到保护金属的
作用
? 对纤维的平滑柔软作用 纤维与纤
维之间存在着一层由 S.亲油基组成
的润滑剂,使纤维的静摩擦系数降
低、平滑柔软性增加的作用。
? 抗静电作用 S.分子吸附在纤维界面,
疏水基朝向纤维,强的亲水基朝向
空气,使纤维的离子导电性能和吸
湿导电性能增加,纤维表面的电阻
降低,使纤维表面的静电产生与放
电平衡,防止了纤维表面的静电积
累 抗静电作用