
表面活性(xing)(xing)劑(ji)是由(you)至(zhi)少兩種以上極性(xing)(xing)或親媒性(xing)(xing)顯著不同(tong)的(de)官能團(tuan)所構成的(de)化合(he)物。
例如肥皂分子(硬(ying)脂酸鹽),它是由非極(ji)性(xing)(親油或疏水(shui)性(xing))原子團(tuan)的長鏈烴基和極(ji)性(xing)相當(dang)高的親水(shui)性(xing)原子團(tuan)羧(suo)基所組成,這種構(gou)造賦(fu)予它兩種基本(ben)性(xing)質:
雖然具有雙重親媒結構,但溶解度較低。在通(tong)常濃度下(xia)大(da)部分(fen)以膠(jiao)束(締合體)形(xing)式存在于溶劑中。
在溶液與它相接的界面上,基于官能團作用而產生定向吸附,使界面(或表面)的狀態或性質發生顯著變化,可大大降低(di)表(biao)面張力(li)或界面張力(li)。
涂料中(zhong)大量地使用表(biao)面活性(xing)劑(ji),就是上(shang)述的(de)兩種特(te)性(xing)的(de)原因。
例如,應用于乳液聚合中的乳化劑,顏料分散中的潤濕劑、穩定劑以及流平劑等。
根據表面(mian)活性劑的極性基和非極性基的性質,可分為(wei)四大類:
1、陰離子表面活性劑
陰(yin)(yin)離(li)子(zi)(zi)表(biao)面(mian)活(huo)性劑的極性基(ji)團為陰(yin)(yin)離(li)子(zi)(zi),它們一般是水(shui)溶(rong)性的,水(shui)溶(rong)液呈堿性,主要有長鏈羧酸(suan)基(ji),如肥皂,高級(ji)醇硫酸(suan)鹽(如十二烷(wan)基(ji)硫酸(suan)鈉),烷(wan)基(ji)苯磺(huang)酸(suan)鹽(如十二烷(wan)基(ji)苯磺(huang)酸(suan)鈉)等,主要用于(yu)水(shui)介質。
2、陽離子表面活性劑
極性基團為陽離(li)子,主要(yao)有脂肪胺與(yu)羧酸形(xing)成的銨鹽(yan)、四級銨鹽(yan)等。
陽離子表(biao)面(mian)活性劑很貴,它和(he)表(biao)面(mian)具有負電荷的金屬氧化物、玻璃和(he)紙等有很強的作(zuo)用力,從而容易置換出(chu)表(biao)面(mian)上(shang)已吸附的水汽。它和(he)顏(yan)料作(zuo)用時,其極(ji)性基與顏(yan)料表(biao)面(mian)作(zuo)用,非(fei)極(ji)性基朝(chao)向介質,使顏(yan)料表(biao)面(mian)成為親(qin)油(you)的,因而易于使顏(yan)料潤濕,切(qie)記(ji):
陽離子和陰離子表面活性劑不能混用
3、非離子表面活性劑
它在水(shui)(shui)中無離解,其極性部分一般為羥基(ji)或醚基(ji),它們(men)水(shui)(shui)合的(de)(de)(de)情況比(bi)離子化的(de)(de)(de)極性基(ji)團(tuan)低,但由于(yu)這(zhe)種(zhong)非(fei)離子基(ji)的(de)(de)(de)數目很(hen)多(duo),因(yin)而也可取得同等的(de)(de)(de)水(shui)(shui)合量,主要有酯型,醚型,胺(an)型和(he)酰胺(an)型等,如(ru)
聚氧化乙烯烷基酯醚
多元醇烷(wan)基酯(甘(gan)油單酯)
聚氧化乙烯烷醚
聚氧化乙烯芳基醚
非(fei)離(li)子(zi)表面活性劑在(zai)水中溶(rong)解度隨聚氧乙烯鏈的增(zeng)長而增(zeng)加,可分為三類:
油溶性或微溶于水
在水中可自分散
溶于水中
水溶性非離子表面活性劑可代替大部分離子型表面活性劑的應用,它具有泡沫小的特點。
低氧乙烯基含量(liang)的非離(li)子表面(mian)活(huo)性劑可(ke)用于有機介質中顏料的潤濕。
在(zai)水介質中非(fei)離(li)(li)子(zi)表面活(huo)性(xing)劑(ji)經常和(he)負離(li)(li)子(zi)表面活(huo)性(xing)劑(ji)合用,有非(fei)常好的協同(tong)效應。
4、兩性表面活性劑
同時含有堿(jian)性(xing)(xing)基團(tuan)和酸性(xing)(xing)基團(tuan)的表面(mian)活性(xing)(xing)劑,在酸性(xing)(xing)介質中可以形成陽離子,在堿(jian)性(xing)(xing)介質中可離解成陰離子。豆(dou)油精制時的副產物卵磷脂(lecithin)是(shi)一種便(bian)宜的兩(liang)性(xing)(xing)表面(mian)活性(xing)(xing)劑。
HLB值(zhi)(zhi)(zhi)是用(yong)來衡量親水(shui)和親油(you)部分對表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)性(xing)質所做貢獻的物(wu)理量,每一種表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)都有一特定的HLB值(zhi)(zhi)(zhi),一般在1~40之間。HLB值(zhi)(zhi)(zhi)越(yue)(yue)高,親水(shui)性(xing)越(yue)(yue)高,HLB值(zhi)(zhi)(zhi)越(yue)(yue)小(xiao),親油(you)性(xing)越(yue)(yue)高。
為(wei)確(que)定HLB值,需(xu)首先確(que)定親水基團(tuan)(tuan)和親油基團(tuan)(tuan),然(ran)后查得基團(tuan)(tuan)常(chang)數(shu)并(bing)計算出(chu)數(shu)值。
HLB值不同,性質不同,用(yong)途也不同,總結于下表
