表面活性剂原理及应用 - 图文(5)

表面活性剂的作用、性能和聚集体结构

剂浓度高于临界胶束浓度时,增溶作用更加明显,阳离子表面活性剂CTAB比阴离子表面活性剂SDBS的增溶作用更强。

结论：(1)在研究的浓度范围内,两种表面活性剂对苯酚的增溶作用明显。

(2)相同的浓度条件下,CTAB比SDBS对苯酚的增溶作用更强。

4、乳化作用：

乳化是一种液体以微细液滴的形式均匀分散于另一不相混溶的液体中, 形成较稳定的乳化状液的过程。乳化作用是表面活性剂应用最广泛的特性。从广义角度看,油漆、抛光液、农药、金属切削油、奶油、冰琪琳、化妆品、全属清洗液和纤维油等剂都是乳状液或以乳状液形式应用的工业产品。

在化妆品工业中,乳状液是特别有用的,乳化作用可使一些不互溶的组分结合在一起,制成均匀稳定的产品。乳化作用还可使化妆品制作得更精细,配方更灵活,较容易根据所需改善产品的参数(如触变性、粘度、外观和感观等)；此外,乳状液可作为活性物的载体,将其均匀有效地施于皮肤。

乳状液是一种或几种液体以液珠形式均匀地分散在另一不相混溶的液体中构成的具有相当稳定性的多相分散体系。两种不相混溶的纯液体不能形成较稳定的乳状液,必需要有第三组分( 例如肥皂和表面活性剂等)乳化剂存在而起稳定作用。乳状液中以液滴或其他形式被分散的一相称为分散相(或称内相,不连续相)；另一相是连成一片的,称为分散介质(或称外相,连续相)。常见的乳状液一般都有一相是水或水溶液,通称水相；另一相是与水不相混溶的有机相,通称油相。根据分散相的性质,乳状液可分为二类:外相为水,内相为油的乳状液称为水

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表面活性剂的作用、性能和聚集体结构

包油型乳状液,以O/W表示；反之,则为油包水乳状液,以W/O表示。近年来,多重乳液已开始应用,W/O/W或O/W/O型的多重乳液是分散液滴本身就是乳状液。

现今,常根据分散相液滴的大小将乳状液分成三类:粗乳液(macroemulsions),液滴的直径>400nm(0.4微米),在光学显微镜可观察到液滴的形状和大小,呈蓝白至乳白色,通常称为乳状液或乳液；微乳液(micro emulsions)液滴的直径<100nm(0.1微米),呈半透明或透明的液体；微细乳液(miniemulsions)液滴直径介于上述两种类型之间(100nm～400nm,0.1微米m～0.4微米m),是蓝白色液体。化妆品工业常见的膏霜、乳液、发乳和护发素等属于粗乳液；一些透明嗜喱型产品、透明的香波和浴液等属于微乳液。

微乳液体系从40年代开始引起科学家们的关注,75年代己开始应用于蜡类和燃油配方、从岩层中提取残留的石油等方面。在化妆品工业中,微乳液主要用于香精和精油在水或水:醇体系2如花露水、古龙水3的加溶、透明凝胶类护肤和护发制品、二甲基硅氧烷为基体的头发调理剂、药物和活性物的加溶等。

一种液体分散于另一种液体（如油分散于水中）时,可构成一些不同种类的分散体系,其分散相单元的大小、可能是分子大小（几个纳米）的分散液至几百 或上千纳米大小的粗乳液。

微乳液（microemulsions）是指液滴直径5纳米到10纳米之间的两种或两种以上不混溶液体形成的透明的分散体系。微乳液形成与胶团加溶作用有关,有些研究者把微乳液称作“被溶胀的胶团溶液”,或“加溶胶团溶液”,或“胶团乳液”。微乳液是自发地形成或稍加搅拌就可形成热力学稳定的透明的液体。

微乳液与一般乳状液的区别是明显的。尽管从动力学的角度看,乳状液可稳定较长的时间,但它毕竟是热力学不稳定的体系,倾向于减少不相混溶两相的界面面积,因以降低体系自由能的热力学推动力无变化,最终仍会产生相分离。添加表面活性剂的作用是延缓相分离的过程。微乳液一般含有油、水或盐水、表面活性剂,一般还含有辅助表面活性剂(如醇类等)它是热力学稳定的体系。若组成、 雄度和压力不变,可稳定无限长时间。此外乳状液液滴直径100纳米到200纳米之间,而微乳液液滴直径一般为5纳米到100纳米。微乳液与表面活性剂胶团溶

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液的界限不明显,胶团直径一般约为0.5纳米到5.0纳米（如上图）。特别是液滴 直径低端的微乳液与胶团的区别更少。在液滴直径高端的微乳液的加溶能力远远超过胶团溶液。尽管胶团溶液的CMC值、聚集数可随环境变化,但在较宽的范围内可形成胶团溶液。有关碳氢化合物和染料的胶团加溶作用研究表明,被加溶物与表面活性剂分子之比很少超过2。而大多数微乳液中,被加溶物与表面活性剂分子（包括辅助表面活性剂）之比超过100。在胶团溶液中,由于该比值低,显然不存在可以从胶团溶液分离出来的油相。而在微乳液中，被加溶物与表面活性剂比值较大,需要有一个较大的核心来容纳这些被加溶物。这方面微乳液与一般乳状液相似,应有一个主要由表面活性剂组成的界面包围的区域,即形成较大的液滴。微乳液之所以能形成稳定的油、水分散体系,一种解释是认为在一定条件下产生了所谓负界面张力,从而,使液滴的分散过程自发地进行。在无表面活性 剂存在时,一般油:水界面表面张力约30毫牛每米到50毫牛每米。有表面活性剂存在时,界面张力下降,若再加入一定量极性有机物,可将界面张力降至不可测量的程度。当表面活性剂及辅助表面活性剂用量足够时,油水体系的界面张力可能暂时小于零（或负值）,但负的界面张力不可能稳定存在,体系欲趋于平衡则必扩大界面,使液滴的分散度加大,最终形成微乳液,界面张力则由负值变为零。形成微乳液的负界面张力的说法可解释一些现象,但都缺乏理论和实践基础。从另一方面看,微乳液的一些基本性质与胶团相似,均为热力学稳定的体系。因此,另一种微乳液形成的机理是把微乳液的形成看作是在一定条件下表面活性剂胶团溶液对油或水的加溶结果,即形成溶胀（加溶）的胶团溶液。微乳液一般为透明的分散体系,但在显微镜下观察不到质点。微乳液外观为灰色半透明时,其透射光为红色,反射光为蓝色；透明的微乳液,其透射光及反射光则皆为无色。微乳液很稳定,放置长时间不分层,不会被破坏,用普通离心机也不能使之分层。

5、洗涤作用：

洗涤剂中通常要加入多种辅助成分,增加对被清洗物体的润湿作用,又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。

其中占主要成分的表面活性剂的去污过程是:

a水的表面张力大,对油污润湿性能差,不容易把油污洗掉。

b加入表面活性剂后,憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上,使污垢逐步脱离表面。

c污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除,洁净表面被活性剂分子占领。 随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，越来也多的表面活性剂已经应用到了人们的生活中，表面活性剂的应用也无时无刻的不出现在人类的世界里，它以与人类的生活密不可分。所有，为了让表面活性剂在我们的生活中得到更加广泛的应用，作为新世纪的我们，应该继前人的成就，在前人所作的基础之上，更

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表面活性剂的作用、性能和聚集体结构

加深入的研究表面活性剂，使其发展在原有的基础上更上一层楼，使我们国家对表面活性剂的研究达到世界的领先地位，未来的发展将会需要我们的实现！

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[参考文献]

[1] 赵国玺，表面活性剂物理化学．北京：北京大学出版社，1984．

[2] 肖进新、赵振国，表面活性剂应用原理．北京：化学工业出版社，2003.5，64．

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