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 > 3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类 > 考核-视频(附件含PPT)3.2-2
接下来我们继续学习
表面活性剂的基础知识
表面活性剂的结构
表面活性剂具有明显的结构特点
它是由不对称的两组分组成
一端是非极性的亲油的
也就是憎水或者疏水的碳氢链
我们用长形的折线来表示
另一端是极性的亲水的
也就是憎油或者疏油的基团
用圆形来表示
组成表面活性剂的亲油基团
主要有三大类
最常见的是8到18个碳的直链烷烃
或者环烃等
如十七烷烃或带有取代基的芳香烃
第二类是含氟的烃基团
即将第一类当中的氢原子
全部用氟来取代
第三类为硅化物
硅原子直接连接在有机基团上
例如液体的聚硅氧烷类化合物
它是一类以重复的硅氧键为主链
硅原子上直接连接有机基团的
聚合物表面活性剂
亲油基团间亲油性能强弱的顺序为
脂肪族的烃基亲油性能
大于脂肪族含侧链的芳烃基的亲油性
芳烃基的亲油性
要大于带弱亲水性的烃基的亲油性
其中全氟类的烃基团的亲油能力
要强于碳氢链基团
聚硅氧烷链具有突出的亲油性能
要强于碳氢链基团
聚硅氧烷链具有突出的亲油性能
亲水基团主要包括四大类
第一类是有机酸的盐
例如肥皂的成分硬脂酸钠
它的亲水端是羧酸盐
洗衣服的主要成分十二烷基苯磺酸钠
它的亲水端是磺酸盐
土耳其红油的主要成分为
硫酸化的蓖麻油
它是硫酸酯盐
还包括磷酸酯盐
它是硫酸酯盐
还包括磷酸酯盐
比如磷酸化的油
其中
组成有机酸盐表面活性剂中的阳离子
可以是碱金属 碱土金属
或者是其它的金属 铵根离子等
第二大类亲水基团为胺盐
或者是季铵盐类的亲水基团
胺盐包括伯胺 仲胺和叔胺盐
第三类亲水基团是不离解的羟基
由于单个羟基的亲水性有限
一般为多个羟基组成
如span系列的span-80等
第四类亲水基团为醚键的结构
因为可以与水形成氢键
而具有亲水性能
一般也为多个醚键
而具有亲水性能
一般也为多个醚键
如渗透剂JFC
它的烷烃是8到13个碳的烷烃
当亲油基团相同时
亲水基团间亲水的能力顺序为
羧酸盐的亲水能力最弱
远远小于季胺盐的亲水能力
又小于磺酸盐的亲水能力
小于硫酸酯盐的亲水能力
远小于两性型的亲水能力
远小于多元醇型的亲水能力
小于或者等于聚氧乙烯类的
接下来我们学习表面活性剂的分类
根据不同的分类标准
可以将表面活性剂分成不同的类型
按表面活性剂在水和油中的溶解性
可以分为水溶性和油溶性的
表面活性剂
按分子量大小来分类时
分子量大于10000的
我们称为高分子表面活性剂
分子量在1000到10000之间的
我们称为高分子表面活性剂
分子量在1000到10000之间的
我们称为中分子量表面活性剂
分子量在100到l000的
我们称为低分子量表面活性剂
高分子量的表面活性剂
又可以分为天然类的
半合成和合成的
天然类的表面活性剂
主要包括果胶酸钠等
而半合成的高分子表面活性剂
则是对天然产物进行化学改性
得到的化合物
例如羧甲基纤维素
阳离子淀粉等表面活性剂
合成类的高分子表面活性剂
则是由石油或者煤
裂解成的小分子来合成
而到得的聚合物类的化合物
表面活性剂最常用的分类方法
是根据其在水溶液当中
能否解离及解离后
所带电荷的类型来分类的
在水溶液中可离解出离子的
所带电荷的类型来分类的
在水溶液中可离解出离子的
通称为离子型表面活性剂
包括阴离子型 阳离子
和含有阴阳离子两性的表面活性剂
不能离解出离子的表面活性剂
称为非离子型的表面活性剂
虽然有些表面活性剂之间
可以复配混合使用
特别是有些阴阳离子表面活性剂
复配后
能够降低亲水端离子头
电荷的一个排斥力
产生增大的协同效应
但值得注意的是
部分阴阳离子表面活性剂不能混用
例如产生络合作用
而降低表面活性剂的作用
甚至失效
我们详细看一下
各种离子型表面活性剂
第一类 阴离子型的表面活性剂
有机酸盐类的
亲水端组成的表面活性剂
基本上属于这一类
例如羧酸盐
在水溶液中可离解出羧酸根负离子
我们目前所使用的表面活性剂
40%为阴离子型的表面活性剂
如2017年胶体界面科学期刊上
发表的一篇论文
所合成的新型松香基磷酸酯钠盐
DDPDS
在水溶液中可以离解出磷酸根负离子
DDPDS也就为阴离子型的表面活性剂
第二类是阳离子型的表面活性剂
这一类表面活性剂的亲水端
多由胺盐 季胺盐
以及环上含氮
如吡啶盐组成
在水溶液中可离解出含氮的
阳离子结构
值得注意的是
季胺盐表面活性剂的水溶液
具有很强的杀菌效果
常用作消毒和杀菌剂
请同学们课下查资料思考一下
为什么季胺盐具有杀菌性
跟季胺盐表面活性剂的阳离子
是否有关系
类同的其它的胺盐
是否也有相似的杀菌效果呢
第三类是两性表面活性剂
在同一个分子中
含有在水溶液中
可离解的阴 阳两种离子的基团
例如氨基酸型的表面活性剂
在水溶液中可离解出羧酸根阴离子
例如氨基酸型的表面活性剂
在水溶液中可离解出羧酸根阴离子
同时仲胺又可以吸附氢离子
形成阳离子
同理
甜菜碱 咪唑啉
和卵磷脂类型的表面活性剂
也都属于两性表面活性剂
第四大类是非离子型的表面活性剂
主要包括聚醚和多元醇类型的
如OP系列的聚氧乙烯醚类型
和span tween系列的
多元醇型的表面活性剂
除了以上分类的表面活性剂之外
近年来又开发了一些
新型的表面活性剂
如双子gemini表面活性剂
它含有两分子的
经典表面活性剂的分子
两个亲水离子头可以靠联接基团
经典表面活性剂的分子
两个亲水离子头可以靠联接基团
通过化学键连接起来
双子表面活性剂
不仅加强了碳氢链间的疏水结合力
而且离子头基间的排斥力
由于化学键力而被大大的削弱
具有比较高的表面活性
这节课我们就上到这儿
希望同学们关注我们的课程
-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