1、Colloid 二十世纪初人类开始寻找肥皂代用品。a) 二战前：1917年德国 BASF公司开发烷基萘磺酸盐。特点：亲水性太好，不能用作洗涤剂，为常用的润湿剂、分散剂，俗称拉开粉 .3. 合成洗涤剂1928年合成了脂肪醇硫酸钠 ,其去污力强，泡沫丰富，但价高，而且在热酸中易水解，没能很快推广 .1930年，脂肪醇、酸、胺的聚氧乙烯醚，为最早的非离子表面活性剂，耐硬水极好，但因价格太高而无法推广 .b) 二战后：十二烷基苯磺酸钠 (ABS)作为最早的合成洗涤剂正式上市 .c) 20世纪 70年代脂肪醇价格下降，非离子表面活性剂正式登场 .4. 表面活性剂发展现状z溶液至少由两种分子组成。z水溶液
2、表面张力随浓度变化规律大致有如右图所示的三种类型。IIIIII0c表面活性 v.s . 表面活性剂z类型 I： 溶液表面张力随溶液浓度增加而线性增大 ,多数为无机盐。这类物质常称为 “非表面活性物质 ”。0ddcz类型 II： 溶液表面张力随溶液浓度增加而逐渐降低，如大多数低分子量的极性有机物。0ddcz类型 3： 当浓度增加时， 迅速下降并很快达最低点，此后溶液表面张力随浓度变化很小。z溶质使溶剂表面张力降低的性质称为 表面活性 ，具有表面活性的溶质称为 表面活性物质 （类型 II和类型 III）。z类型 III表面活性物质具有在低浓度范围内显著降低表面张力的特点，称这类物质为 表面活性剂
3、。z表面活性物质 v.s. 非活性物质z表面活性物质 v.s. 表面活性剂表面活性剂的结构特点Na+CounterionHydrophobic PartHydrophilic PartCH3CH2CH2CH2CH2CH2COOCH2RNORNNNONORR=CnH2n+1, n=814 R=CnH2n+1, n=814z降低表面张力z形成聚集体表面活性剂的基本性质表面活性剂的类型z按表面活性剂的亲水头基分类z按表面活性剂的疏水基分类z高分子表面活性剂z新型表面活性剂z生物表面活性剂表面活性剂的亲水头基分类z阴离子型表面活性剂盐类型：有机酸根与金属离子组成羧酸盐型： RCOONa+磺酸盐型： R
4、SO3Na+硫酸盐型： RSO4Na+酯盐类型：分子中既有酯的结构，又有盐的结构硫酸酯盐型： ROSO3Na+磷酸酯盐型： ROPO3Na+表面活性剂的亲水头基分类z阳离子型表面活性剂胺盐型： RNH2HCl季铵盐型： RN+(CH3)3Cl吡啶盐型： RC5H5N+Cl多乙烯多胺型： RNHCH2CH2NHnHmClRNCH3CH3O胺氧化物：表面活性剂的亲水头基分类z两性型表面活性剂两个亲水基团，一个带正电，一个带负电。氨基丙酸型： RN+H2CH2CH2COO甜菜碱型： RN+(CH3)2CH2COO牛磺酸型： RN+(CH3)2(CH2)xSO3CNCH2CH2NCH2COO-RR咪唑
5、啉型：表面活性剂的亲水头基分类z非离子型表面活性剂酯型：失水山梨糖醇脂肪酸酯（ Span系列）RCOO(CH2CH2O)nH醚型：聚氧乙烯烷基苯酚醚（ OP系列）RC6H6O(CH2CH2O)nH胺型：聚氧乙烯脂肪胺 RN(CH2CH2O)nH OOROHHOHOOHn糖酯和糖醚型：烷基多苷 (APG) 表面活性剂的疏水基分类z碳氢链z聚氧丙烯z氟表面活性剂z硅表面活性剂z硼表面活性剂CH2COCRCHOHCH2OBOHOHO新型表面活性剂zGemini型表面活性剂两个单链单头基在离子头基处以共价键相连接新型表面活性剂zBola型表面活性剂疏水链两端各接一个亲水基团树枝状表面活性剂 (Dend
6、rimer)/ CH2CH2CON - CH2CH2NH2CH2CH2CON - CH2CH2N/ CH2CH2CON - CH2CH2NH2R-N/ C2CH2CON - CH2CH2NH2CH2CH2CON - CH2CH2NCH2CH2CON - CH2CH2NH2R= C8,C10,C12,C14,C16,C18生物表面活性剂z磷脂OOONCH3CH3CH3ONHHHOHOHOHOHHOOO OOPONCH3CH3CH3OO123OOOOOOOPEPCFatty acid or alcholFatty acidPSPI典型的表面活性剂1. 阴离子表面活性剂 :SOOONa+SDBSAE
7、O-7O(CH2CH2O) H72. 阳离子表面活性剂 :3. 两性表面活性剂 :4. 非离子表面活性剂 :NCH3CH3CH3Cl-+CTAB(diC6)PCOOPONOOOOO+-(DDAB)NCH3CH3+Br-(AOT)+-OOOONa O3S特殊的表面活性剂1. Gemini型表面活性剂 :NCH3CH3N CH3CH3 Br-+Br-2. Bola型表面活性剂 :OOOOK+-K+-3. 氟表面活性剂 :CF3(CF2)nCOONa+4. 硅表面活性剂 :CH3CH3(Si O)n(C2H4O)xRCH35. 大分子表面活性剂 :nCH3CH3CH3CH2CH2CHCH2COOHN
8、HCH2CH2OHCOSulfonateSulfateCarboxylatePhosphateAmmoniumQuaternary ammoniumBetainesSulfobetainesPolyoxyethylene (POE)PolyolsPolypeptidePolyglycidylClass General structureRSO3-M+ROSO3-M+RCOO-M+ROPO3-M+RxHyN+X-(x = 1-3, y = 4-x)R4N+X-RN+(CH3)2CH2COO-RN+(CH3)2CH2CH2SO3-ROCH2CH2(OCH2CH2)nOHRNHCHRCONHCHRC
9、O.CO2HR(OCH2CHCH2OHCH2)n.OCH2CHCH2OHCH2OHSucrose, sorbitan, glycerol, ethylene glycol, etc典型的表面活性剂亲水基团General structureCH3(CH2)nCH3(CH2)nCH3CH3(CH2)nCH = CH2CF3(CF2)nCOOHGroupNatural fatty acidsPetroleum paraffinsOlefinsAlkylbenzenesAlkylaromaticsSiliconesAlkylphenolsPolyoxypropyleneFluorocarbonsn =
10、 12-18n = 8-20n = 7-17n = 6-10, linear or branchedn = degree of oligomerisation,X = oligomerisation initiatorn = 1-2 for water soluble,n = 8 or 9 for oil soluble surfactantsn = 4-8, linear or branched,or H-terminatedn = 6-10, linear or branchedCH3(CH2)nCH2RRCH3(CH2)nCH3OHCH3(CH2)nCH2CH3CHCH2O(CHCH2)nCH3XCH3CH3O(SiO)nCH3CH3典型的表面活性剂疏水基团c/(g/100gH2O)10 20 30 4012C12PyBr温度 /C16PyBrC16PyCl C6PyI108642表面活性剂的溶度性质RCH3N+R=CnH2n+1, n=6, 12,16X=Cl, Br, IX-
