当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第三章 表面活性剂 > 3.1 表面活性剂概述 > 考核-视频(附件含PPT)3.1
同学们好
今天我们讲第三章表面活性剂
surfactant
表面活性剂
是我们讲的第一种精细化学品
之所以我们把它作为第一种来讲
是因为它非常重要
重要到什么样的程度呢
我们来看两位科学家
对它的一个评价
第一位是德纳然
1991年的诺贝尔物理奖得主
他表示 没有了表面活性剂
我们对于工业上90%的问题
都无能为力
这说明了什么呢
一是表面活性剂
在工业当中的应用非常广泛
它覆盖了工业当中基本90%的问题
二是表面活性剂在工业中非常重要
它可以解决工业当中出现的问题
第二位是英国著名的界面化学家
Ckint
他对表面活性剂的评价表达的比较长
我们先来看第一句话
冰淇淋是我们最喜爱的食物
有了洗涤剂
我们的生活才能如此美好
若没有表面活性剂
这两样东西都不会有
这真是太可悲了
从这句话我们可以看出来
我们生活中的食品冰淇淋
日用品洗涤剂
它们的成分中都含有表面活性剂
而且表面活性剂起着关键的作用
也说明了表面活性剂
可以使我们的生活更美好
我们接着看
Ckint对表面活性剂的一个评价
但是
如果真的没有了表面活性剂
也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂
而哭泣
因为没有了表面活性剂
人也就没有了
看到最后一句话
大家可能有点惊讶
甚至感觉到有点可怕
表面活性剂
竟然能够影响到人生命的存在
从上面两位科学家
对表面活性剂的评价可以看出
表面活性剂非常重要
重要到我们的工业
我们的美好生活
甚至我们的生命
都离不开它
所以表面活性剂这一章
也是我们这门课里面很重要的一章
我们分为四个部分来讲
表面活性剂的概述
基础知识
以林产资源松香为原料
合成表面活性剂
以及目前常用的表面活性剂产品
本章涉及到的理论知识非常深
应用面广
所选的产品不仅包括代表性的林产品
还包括大众的工业化产品
本章的重点是第二和第三部分
其中第二部分中的表面活性剂性质
是本章的一个难点
本章的另一个难点是第三部分当中
松香原料的一个预处理
我们先来看表面活性剂的概述
这一章的开端
我们便说表面活性剂很重要
是因为它有用
所以才那么重要
那么表面活性剂
主要应用在哪些领域呢
表面活性剂应用最广的便是洗涤领域
我们日常所用的洗涤剂
例如固体的洗衣粉
液体的洗洁精
半固态的洗发膏
它们的活性成分都是表面活性剂
工业上所用的金属设备洗涤剂
活性成分也是表面活性剂
这两大类洗涤用的
表面活性剂的不同在于
我们人类所用的表面活性剂
需要条件温和
对人体不刺激
而工业所用表面活性剂
则需要更强的去污能力
英国界面科学家Ckint
在对表面活性剂的评价中告诉我们
表面活性剂可以使我们的生活更美好
而对于女生来讲
美好生活离不开美
提到美 我们就会想到化妆品
可以说在任何一种化妆品中
都可以找到表面活性剂的身影
洗面奶和带有清洁效果的面膜中
含有去污 起泡等作用的表面活性剂
保湿水和精华液中
含有润湿作用的表面活性剂
乳液 面霜 隔离霜 遮瑕膏
和粉底液
这些乳状或者膏状的产品
是经过表面活性剂的乳化作用制成的
而彩妆要想有更好的上妆和持久效果
则需要加入分散
和润湿作用的表面活性剂
美好生活还离不开食物
我们的食物
多是由油和水
两大类不相溶解的材质组成
而能够把油水两种介质
均匀混合在一起的
便是表面活性剂中的乳化剂
有了乳化剂
我们才能吃到美味的冰淇淋 奶油
和糖果等食品
表面活性剂除了在日常的洗涤
化妆品 食品应用外
更重要的是
还可以解决工业上90%的问题
比如说在纺织行业当中
纺织浆料容易产生泡沫
为了保证生产的安全
必须加入消泡剂进行消泡
另外 要想染料染色的比较均匀
颜色比较靓丽
需要加入分散剂和固色剂
纺织行业中所用的消泡剂
分散剂和固色剂
都是表面活性剂
在石油行业的三次采油当中
加入表面活性剂
可以降低油水界面的张力
将石油 泥沙和水混合在一起
形成的油水乳液破乳
使石油从混合物中剥离出来
原油的采收率
可以从二次采油的50%
提升到80%到90%
在农药行业中也会用到表面活性剂
比如要增加油溶性药物的溶解度
需要加入增溶剂
要提高药物在植物叶面的润湿
和铺展效果
需要加入润湿剂
以上我们所讲的表面活性剂的应用
主要集中在传统工业领域当中
例如洗涤 化妆品 食品
印染 石油和农药
而随着电子科技产品的开发
表面活性剂的应用
还逐步扩展到半导体
电子材料等高新技术领域中
例如在芯片光刻工艺当中
为了保证光刻图形不变形
和腐蚀图形的整齐划一
需要用表面活性剂来改善效果
在切片工艺当中
为减少摩擦作用
要加入具有润滑作用的表面活性剂
来降低能耗和材料的磨损
从表面活性剂的应用
我们不难发现
在大部分领域
表面活性剂都是作为助剂来使用的
它的用量非常小
但作用效果非常显著
因而被称为工业味精
表面活性剂的应用还非常广
它的使用历史也比较悠久
我们来看表面活性剂的发展史
据史料记载
大约在公元前2500年
人们便将一份油和五份碱性的植物灰
混合制成清洁剂
这就是早期的肥皂
也就是人类使用最早的
表面活性剂之一
在欧洲有很多肥皂的传说
一是罗马的高卢人
每当庆祝节日时
他们将羊油和山毛榉树的树灰
混合在一起
搅拌成粘稠的糊状
涂在头发上
这样可以把头发梳成各种发型
然而在一次庆祝节日的过程中
突降大雨
他们的头发淋湿了
发型也被破坏了
但他们却意外地发现
头发变干净了
另一个传说便是
罗马人在祭神的时候会烧烤牛羊
牛羊油滴落在草灰里形成油脂球
而在洗衣服的时候发现
沾了油脂球的衣服更容易洗干净
这两个传说中
动物的油和草木灰混合形成的
便是肥皂
这也就是开启了肥皂的手工制作
到19世纪中叶
肥皂才开始实现工业化的大生产
但肥皂是碱性的
对皮肤有一定的刺激性
而且它不耐硬水
为了克服肥皂的以上缺陷
人们合成了第一种磺化的表面活性剂
即土耳其红油
是将蓖麻油
也就是蓖麻油酸的三甘油酯
与硫酸发生磺化反应得到的产物
但到了1916年
德国禁止使用食用油
制造肥皂类的产品
于是在1917年
德国BASF公司的居恩持尔博士
完全不用油脂
而是从煤焦油中提取的化合物
丁基萘
来制造出异丙基萘磺酸钠
这就是我们所说的商品Nekal-A
它是一种优异的沥青乳化剂
但由于烷基链比较短
只含有4个碳的丁烷基
去污能力比较差
不能用做洗涤产品
直到1941年
美国才合成出理想的
洗涤用表面活性剂
烷基磺酸钠
烷基磺酸钠即克服了肥皂的缺陷
又具有12个碳到18个碳等长的烷基链
是一类优异的洗涤用表面活性剂
进入20世纪
人们对环保安全要求提高
开始发展烷基葡萄糖苷
非离子表面活性剂
这类表面活性剂可生物降解
同时在水中不解离出离子
与其他表面活性剂的配伍性能
也非常优异
当今 全世界表面活性剂的产量
已超过1500万吨
品种逾万种
而我国的表面活性剂
和合成洗涤工业
起步比较晚
起始于20世纪50年代
但发展非常迅速
1995年
我国洗涤用品的总量
已经达到了310万吨
仅次于美国
排名世界第二位
本节的最后一个内容
表面活性剂的发展趋势
随着人类生活水平
和科技发展的不断进步
人们对表面活性剂的需求也逐渐提高
首先
是对表面活性剂绿色化的一个需求
希望表面活性剂易被生物降解
对环境无污染
对人体安全温和
也就是希望表面活性剂的原料
能够绿色化
例如以可再生天然资源
如椰油 无患子等为原料
来制备表面活性剂
或直接用来作为表面活性剂
其次是功能性的需求
希望表面活性剂
具有多功能或者特殊的功能性
例如农药中所用表面活性剂
即希望它可以增溶
又希望它具有润湿铺展作用
也就是希望表面活性剂
能够集多种功能于一体
目前
农药中对表面活性剂的
这种多功能的需求
是已经解决了
而对于出现的一些新的特殊功能
会难以有现有的表面活性产品来满足
那么我们还可以通过优化复配技术
将几种表面活性剂复配
来达到所需求的特殊功能的效果
最后 随着新技术的快速发展
表面活性剂的应用领域将继续被扩展
特别是在高新技术领域中的应用
以上便是我们今天所讲的
表面活性剂概述部分内容
-0 课程简介和参考资料
--参考书籍-1
--参考书籍-2
--参考书籍-3
--最新资讯分享
-1.1 精细化学品的定义和分类
--讲义 1.1
--考核-习题 1.1
-1.2 精细化工的特点
--讲义 1.2
--考核-习题 1.2
-1.3 精细化工现状和发展趋势
--讲义 1.3
--习题 1.3
-1.4 精细化工原料及林产精细化工
--讲义 1.4
--习题 1.4
--讨论:【思政教育】透过精细化工行业,如何看美国、中国和非洲发展?在专业领域,我们能做什么?
--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树
-1.5 拓展-访谈:精细化工中的法律知识
--讲义 1.5
--习题 1.5
-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用
--讲义1.6
-作业:【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记
-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识
--讲义 2.1-1
--习题 2.1-1
-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构
--讲义 2.1-2
--习题 2.1-2
-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介
--讲义 2.1-3
--习题 2.1-3
--讨论:琥珀与松香
-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应
--讲义 2.2
--考核-习题 2.2
-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应
--讲义 2.3
--考核-习题 2.3
-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应
--讲义 2.4
--考核-习题 2.4
-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)
-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
--习题 3.1
-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念
--讲义 3.2-1
--考核-习题 3.2-1
-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类
--讲义 3.2-2
--考核-习题 3.2-2
--讨论:使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢?
-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力
--讲义 3.2-3
--考核-习题 3.2-3
-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
--考核-习题 3.2-4
-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--讲义 3.2-5
--考核-习题 3.2-5
--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法
-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质
--讲义 3.2-6
--考核-习题 3.2-6
-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--讲义 3.3-1
--考核-习题 3.3-1
-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺
--讲义 3.3-2
--习题 3.3-2
-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2
-前三章知识点翻转课堂(含实验)
-作业:前三章讨论课总结(需上传)
-作业:梁希混合式第三章笔记
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--讲义 5.3-1
--习题 5.3-1
-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--讲义 5.3-3
--考核-习题 5.3-3
-5.3-4 食用香料-合成食用香料
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--讲义 5.4
--习题 5.4
--讨论:甜味剂
-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--讲义 10.4
--考核-习题 10.4
-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记
-第十章 精细化学品的分析笔记
-北林林化讨论课视频