表面活性剂-基础培训资料

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1、清洗知识拓展-活性表面清洁剂表面活性剂简介表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性（亲油基团），另一种则具有极强的亲水性(亲水基团)。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。表面活性剂具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、消毒、杀菌等作用。亲油基团：又称疏水基团，具有溶于油，或具有与油亲和的原子团。亲水基团:又称疏油基团，具有溶于水，或容易与水亲和的原子团。可能吸引水分子或溶解于水，这类分子形成的固体表面易被水润湿。去污原理通过分子中不同部分，分别对于两相的亲和，使两相均将其看作本相的成分，分子排列在两相之间，使

2、两相的表面相当于转入分子内部，由于两相都将其看作本相的一个组分，就相当于两个相与表面活性剂分子都没有形成界面，通过这种方式消灭了两个相的界面，从而降低了表面张力。乳化作用如图1所示 在试管中加入水和几滴油，观察到的是油水分离。如图2所示 经过激烈震荡后的试管，观察到油会分裂成很小的油滴与水混合。如图3所示 经过一段时间的静置后，观察到试管的油和水会重新分成油水两层。如图4所示 如果在油水分层的试管中加入洗涤剂，经过晃匀、静置细小油滴和水也不会再次分层。起泡作用 起泡作用与冼涤作用的关系，不像乳化作用和洗涤作用的关系那样清楚，在过去习惯于把起泡作用与洗涤作用混为一谈，往往认为一种洗涤液的好坏决定

3、于其起泡作用。实际上并非如此。很多经验告诉我们，二者之间并无直接相应的联系。在很多场合中，采用低泡型的表面活性剂水溶液进行洗涤有很好的效果，但在某些场合，泡沫还是有助于去除污垢的。分类阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂是溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团。阴离子表面活性剂是表面活性剂重发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品。据统计，阴离子表面活性剂约占世界表面活性剂总产量的40%。价格低廉，性能优异，用途广泛，因此在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重。这类表面活性剂主要作用洗涤剂、润湿剂、发泡剂、乳化剂等。不可与阳离子表面活性剂一同使用，在水溶液中生成沉淀而失去效力。阳离子表

4、面活性剂 在水溶液中电离时生成的表面活性离子带正电荷 因为一般基质的表面带有负离子，当带正电的阳离子表面活性剂与基质接触时就会与其表面的污物结合，而不去溶解污物所以一般不做洗涤剂。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。细菌都是带负电荷的，遇到阳离子，在库伦定律下，阳离子击穿细菌的细胞壁，从而杀死细菌。两性离子表面活性剂两性型表面活性剂是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。在使用上有这样一个特点：如在酸性溶液中呈阳离子性质，在碱性溶液中呈阴离子性质。两性型表面活性剂的状态处于等电点区，随着pH值变化而变化。电点：指两性化合物的酸碱平衡点。pH：p代表德语Potenz，意思是力或浓

5、度，H代表氢离子。实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法量，又称氢离子浓度指数。pH的应用范围在0-14之间，当pH=7时水呈中性；pH7时水呈碱性，pH愈大，水的碱性愈大。酸 碱酸：在溶液中电离时阳离子完全是氢离子(H+)，且能使紫色石蕊试剂变红的化学物。碱：电离时所有阴离子都是氢氧根离子（OH-），且能使紫色石蕊试剂变蓝色的化学物。ph试剂：英国化学家波义尔（Robert Boyle)从紫罗兰花花瓣遇酸变红的现象得到启示，用各种植物做实验，最后发现一种叫石蕊的地衣，遇酸变红，遇碱变蓝，遇中性不变色，非常灵敏。他从中提取了有用的成分，制取了如今实验室常用的指示剂-石蕊试剂，沿用至今。两性离子表

6、面活性剂 主要用作絮凝剂：加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果。广泛用于化学工业废水、废液的处理，市政污水处理。具有良好的去污性能，调理性好、成本高。非离子表面活性剂 在水溶液中不产生离子的表面活性剂称为非离子表面活性剂。非离子表面活性剂在水中的溶度是由于分子中具有强亲水性的官能团，非离子表面活性剂在数量上仅次于阴离子表面活性剂，是一类大量使用的重要品种。非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、起泡、润湿、增溶、抗静电、匀染、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种性能，广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、玻璃、石油、化纤、医药、胶片、照相、环保、化妆品、消防和农业

7、等各方面。由于非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在，所以它的稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他类型表面活性剂能混合使用，相容性好，在各种溶剂中均有良好的溶解性，在固体表面上不发生强烈吸附。非离子表面活性剂 非离子表面活性剂和阴离子类型相比较，乳化能力更高，并具有一定的耐硬水能力，是净洗剂、乳化剂配方中不可或缺的成分。当然，与阴离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂也存在一些缺陷，如浊点限制、价格较高等。浊点：透明样品在规定条件下刚出现混浊的温度。浊点反映非离子表面活性剂亲水性大小，亲水性越大的，浊点也越高，浊点越高渗透力和去污力越差。为保证非离子表面活性剂处于

8、良好的溶解状态，一般应控制在其浊点以下使用。表面活性剂的HLB值1949 年 Griffin 提出了 HLB 值的概念。HLB值：亲水亲油平衡值H-Hydrophile 表示亲水性L-Lipophilic表示亲油性B-Balance表示平衡的意思。HLB值：表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂 分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量，定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。将非离子表面活性剂的 HLB 值的范围定为 0 20，将疏水性最大的完全由饱和烷烃基组成的石蜡的 HLB 值定为 0，将亲水性最大的完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的 HLB 值定为 20，其他的

9、表面活性剂的 HLB 值则介于 0 20 之间。亲油性表面活性剂HLB较低，亲水性表面活性剂HLB较高。亲水亲油转折点HLB为10。HLB小于10为亲油性，大于10为亲水性。亲水亲油平衡值13作消泡剂；36作W/O型乳化剂；（水包油）79作润湿剂；818作O/W型乳化剂；（油包水）1315作去污剂；1518作增溶剂。水溶解性法是估计HLB约值的常用方法，十分简便快捷HLB值范围 加入到水中后的性质 14 不分散 36分散不好68激烈震荡后成乳状分散体 810稳定的乳白色分散体 1013半透明至透明分散体 13 透明溶液 选择 去污性能好 加工时工艺上易于处理 成本要低 经济效益好 对人体和环境

10、安全的影响 在目前的洗涤剂中仍大量使用阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂的用量正在日益增加，阳离子和两性离子表面活性剂用量较少。性能与成本的比值是选择表面活性剂的一个主要依据。选择表面活性剂主要考虑如下几个方面：环境性评价 1 表面活性剂的危害 1.1 表面活性剂对生物的毒害 表面活性剂的种类繁多,对其毒害的评价要同时考虑具体某种物质及其降解产物的毒性。可能造成的影响包括急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、致癌性、致畸性、致突变性、致敏性等。一般认为,阳离子表面活性剂的毒性较大,常用来杀菌消毒,阴离子型表面活性剂具有一定毒性,非离子型表面活性剂的毒性相对较小,但有的降解产物毒性很大,因而对环境的影

11、响不容忽视。1.2 对水体和土壤环境理化性质的影响 对水体表面张力的影响。水体表面张力降至5.0 10-4以下时会影响鱼鳃的呼吸,鱼类不能生存。(1)改变水体或土壤的性质。环境性评价2 表面活性剂的降解性能 降解性能是评价环境接受表面活性剂能力的重要表征。由于降解程度的差异,许多难以降解的表面活性剂仍然会对环境造成污染。表面活性剂的生物降解性是指表面活性剂分子在微生物(主要是细菌)的作用下分解转化为微生物的代谢物或细胞物质,并产生二氧化碳和水。完整的生物降解需经历以下过程:(1)初级生物降解:母体分子结构消失,特性发生改变。(2)达到环境可以接受程度的生物降解:降解得到的任何产物不再导致污染。

12、(3)最终生物降解:底物完全转化为二氧化碳和水等无机质和代谢物。3 表面活性剂在环境中和生物体内的累积性能电阻率与电导率 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。电阻率的单位是欧姆米(m)，常用单位是欧姆毫米和欧姆米，用希腊字母p（读作Rou 肉）表示。电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力，用希腊字母（读作KAP卡帕）表示。水的电导率与水的纯度密切相关，水的纯度越高，电导率越小，反之亦然。水的电导率还与水的pH值与温度有关。单位：在国际单位制中，电导率的单位称为西门子/米（S/m），其它单位有：MS/m，S/cm，S/cm。1S/m=1000mS/m=1000000S/m=10mS/cm=

13、10000S/cm。电导率单位人物：西门子姓名：维尔纳冯西门子（Ernst Werner von Siemens）（1816-1892）德国工程学家、企业家、电动机、发电机、有轨电车和指南针式电报机的发明人，改进过海底电缆,提出平炉炼钢法,革新了炼钢工艺,西门子公司创始人。1866年，西门子提出了发电机的工作原理，并由西门子公司的一名工程师完成了人类第一台发电机。同年，西门子还发明了第一台直流电动机。西门子研发的这些技术往往马上被产品化投入市场，或者将其应用到新的产品中。例如有轨电车（1881）、无轨电车（1882）、电梯（1880）、电气火车（1879）等都是西门子公司利用其创始人的发明最先投入市场的。讽刺的是，直到20世纪末才开始有所发展的电动汽车也是西门子公司在1898年最先发明的。1890年西门子退休。此前德皇弗里德里希三世授予其贵族称号。西门子的名字也被用来命名电导率的单位。定义 定义：电阻率的倒数为电导率，=1/。电导率（10us/cm）视为合格 某水样电阻率p为：1650,000 cm 求电导率 =？S/cm 1S/cm=1000mS/cm=1000,000S/cm=1/1650000=0.000 000 60606（S/cm）0.0000006060610001000=0.60606(S/cm)电导率 S/cm 结果合格谢谢观赏