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當前我國(guo)塗料界在有些術(shu)語的定義及使用(yòng)上比較💔混亂,爲☀️了(le)利于學習、科研和(he)準确的理解, 有必(bì)要提出一些正名(míng)的建議,供業界參(can)考。
發布時間:
2025-12-13
表(biǎo)面活性劑的種類(lei)有哪些
表面活性(xing)劑的種類有很多(duō),人們都認爲應該(gāi)按照它🐇的化學結(jié)📐構來分,一般有:陰(yin)離子表面活性劑(jì)、高檔脂肪醇硫酸(suān)酯類、磺酸化物、非(fei)離子表面活性劑(jì)。下面深圳市同泰(tai)化學技術有限公(gōng)司帶大家具體了(le)解一下表面活性(xìng)劑的這幾個種類(lèi)吧。
表(biǎo)面活性劑的作用(yong)是什麽
表面活性(xìng)劑具有一系列的(de)物理和化學作用(yong),如潤濕或防粘,乳(rǔ)化或破乳,起泡或(huo)消泡,增溶,分散,洗(xi)滌🈲,防腐,抗靜🌈電等(děng),并具有相應的實(shi)際應用,并具有一(yī)定的柔韌性。種類(lèi)繁多,用途廣泛的(de)精細化工産品。表(biao)面活性劑分子将(jiang)自動積聚在溶液(yè)的表面上并産生(sheng)定向排列,在溶液(yè)中形成正吸附,從(cong)而改變液✌️體的表(biao)面性⛱️質并降低表(biao)面張力。表面活性(xìng)劑的作🚩用是什麽(me)🔴,讓我們看一下。
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表面活(huo)性劑的6大基本作(zuò)用
表面活性劑是(shì)兩親分子, 使它在(zài)水溶液中具有兩(liang)種界面(表面)吸附(fù)功能。 其一, 通過“正(zhèng)吸附”可迅速降低(di)水的表面張力, 體(ti)現了表面活性劑(jì)的潤濕、滲透作用(yong); 其二, 通過“膠束化(huà)”可在水中形成大(da)量膠束并有效降(jiang)低兩相間的界面(miàn)張力, 使液體、固體(tǐ)、氣體能在水中穩(wen)定存在, 體現了表(biǎo)面活性劑的乳化(hua)、分散、發泡、增溶等(deng)作用。而洗滌作用(yòng)則是表面活性劑(jì)發揮潤濕、乳化、分(fen)散、發泡、增溶等各(ge)種功能的綜合過(guo)程。下面, 就表面活(huó)性劑的潤濕、乳化(hua)、分散、發泡、增溶、洗(xǐ)滌等作用原理以(yi)及它們的反作用(yòng)原理做簡要論述(shù)。 (一) 潤濕和滲透作(zuò)用 剪一塊坯布輕(qīng)放于水面, 這塊坯(pī)布會在水面上停(ting)留一段時間再慢(man)慢沉入水底。若在(zai)水中加入少許表(biǎo)面活性劑JFC, 我們發(fa)現放于水面的坯(pī)布會馬上沉入水(shui)底, 這是測試表面(mian)活性劑潤濕能力(lì)的一個常見方法(fǎ)。 一般來講, 潤濕是(shi)固體表面上一種(zhong)流體被另一種流(liu)體所取代的過程(chéng)。因此, 潤濕作用至(zhi)少涉及三相, 其中(zhōng)兩相是流體, 一相(xiàng)是固體。染整加工(gong)中, 多爲纖維(固體(tǐ)) 表面上的氣體( 一(yī)種流體) 被水(另一(yī)種流體)所取代的(de)過程。 坯布在純水(shui)中潤濕速度較慢(man), 是因爲水的表面(mian)張力較大, 不能在(zài)纖維表面迅速鋪(pù)展, 不能将坯布内(nei)的空氣快速取代(dài)出去; 水中加入表(biao)面活性劑之後, 水(shui)的表面張力明顯(xian)下降, 使水能在纖(xiān)維表面迅速鋪展(zhǎn)并将空氣迅速取(qǔ)代出去, 從而加快(kuài)了潤濕過程。因此(cǐ),能使潤濕過程迅(xùn)速發生的表面活(huo)性劑被叫做潤濕(shi)劑或滲透劑, 表面(mian)活性劑在這個過(guo)程所起的作用叫(jiao)做潤濕作用或滲(shen)透作用。 潤濕作用(yòng)與滲透作用并無(wu)本質上的區别, 前(qian)者作用在固體表(biǎo)面,後者作用在固(gù)體内部, 兩者可使(shǐ)用相同的表面活(huó)性劑, 因而潤濕劑(jì)也可稱爲滲透劑(ji)。 表面活性劑之所(suo)以具有潤濕和滲(shèn)透作用, 是由于它(ta)能顯著地降低水(shuǐ)的表面張力。如圖(tú)1所示, 以液滴在固(gu)體平面上達到平(píng)衡時的情況, 來分(fen)析表面活性劑的(de)潤濕滲透作用。 織(zhi)物與一般固體平(ping)面不同, 它是一個(gè)多孔體系, 在紗線(xiàn)之間、纖維之間以(yi)及纖維内部的微(wei)細結構之間, 均分(fen)布着無數相互貫(guàn)通、大小不同的毛(máo)細管, 因此在染整(zhěng)加工過程中, 織物(wu)的潤濕能力常用(yong)毛細管效應來衡(heng)量。 染整工作液中(zhong)加入少量潤濕、滲(shen)透劑之後, 織物的(de)毛細管效應就能(néng)明顯提高, 保證染(rǎn)整加工順利進行(háng)。 作爲潤濕、滲透劑(ji)使用的表面活性(xìng)劑, 其分子鏈長度(du)宜适中, HLB值宜适當(dāng), 疏水基中含有支(zhi)鏈的會明顯提高(gāo)其潤濕能力, 離子(zǐ)型表面活性劑其(qí)親水基位于分子(zǐ)鏈中央者潤濕性(xìng)最好, 表面活性劑(jì)分子引入第二個(gè)親水基後潤濕性(xìng)會下降。聚氧乙烯(xi)型非離子表面活(huó)性劑在高溫下用(yong)做滲透劑時, 宜與(yǔ)陰離子型表面活(huo)性劑共用, 以提高(gao)其熱穩定性, 在強(qiáng)酸、強堿條件下使(shi)用的潤濕、滲透劑(jì), 要充分考慮其化(hua)學穩定性, 以免分(fen)解失效。 在染整加(jiā)工中經常作爲潤(run)濕、滲透劑使用的(de)産品, 有滲透劑JFC、滲(shèn)透劑T、拉開粉BX、滲透(tòu)劑5881、絲光滲透劑MP 等(děng)品牌。 (二) 乳化作用(yòng) 兩種互不相溶的(de)液體,其中一相以(yǐ)微滴狀分散于另(lìng)一相中,這種作用(yong)稱爲乳化作用。 乳(ru)化作用往往不會(huì)自動發生或長久(jiu)存在。例如,将油和(hé)水放在一起進行(hang)劇烈攪拌,雖然也(ye)能形成暫時乳化(hua)狀态,但攪拌一旦(dàn)停止,油與水又馬(mǎ)上分爲上下兩層(ceng),這是由于油—水間(jian)存在着較大的界(jie)面張力,油在攪拌(bàn)作用下變成微滴(di)之後,油—水間的接(jie)觸面積會大大增(zeng)加,表面能迅速增(zēng)大,成爲一種不穩(wen)定體系,以緻一旦(dàn)停止攪拌,便會分(fen)爲兩層,恢複成爲(wèi)兩相接觸面積最(zuì)小的穩定狀态。如(rú)果在油和水中加(jiā)入一定量适當的(de)表面活性劑,再給(gěi)以攪拌,由于表面(mian)活性劑在油—水界(jiè)面上有定向吸附(fù)的能力,親水基伸(shen)向水,疏水基伸向(xiàng)油,從而降低了油(yóu)—水間的界面張力(lì),使體系的界面能(neng)下降。 在降低界面(mian)張力的同時,表面(miàn)活性劑分子緊密(mi)地吸附在油滴周(zhōu)圍,形成具有一定(dìng)機械強度的吸附(fù)膜,當油滴相互接(jie)觸、碰撞時,吸附膜(mó)能阻止油滴的聚(jù)集,從而使乳液穩(wěn)定存在。這種能使(shi)乳化作用順利發(fa)生的表面活性劑(ji)叫做乳化劑。 如果(guo)選擇離子型表面(mian)活性劑作爲乳化(huà)劑,還會在油—水界(jiè)面上形成雙電層(céng)和水化層,都有進(jin)一步防止油滴聚(jù)集的作用。若使用(yong)非離子型表面活(huo)性劑作爲乳化劑(ji),則會在油滴周圍(wéi)形成比較牢固的(de)水化層,起防凝聚(ju)作用。肥皂作爲乳(rǔ)化劑使用時的乳(rǔ)液狀态如圖2所示(shì)。 經乳化作用形成(chéng)的油—水分散體系(xi)叫做乳狀液,乳狀(zhuàng)液有兩種類型。 一(yi)種是水包油型(油(you)/水型),以O/W表示,水包(bao)油型是油類液體(tǐ)以微粒狀分散在(zai)水中,其中油是内(nei)相(不連續相)、水是(shi)外相(連續相); 另一(yi)種是油包水型(水(shuǐ)/油型),以W/O表示,油包(bao)水型是水呈微粒(lì)狀分散在油中,其(qi)中水是内相(不連(lian)續相)、油是外相(連(lian)續相)。 一般來講,親(qin)水性強的乳化劑(jì)易形成油/水型乳(rǔ)狀液,而疏水性強(qiáng)的乳化劑易形成(cheng)水/油型乳狀液。圖(tú)3表示了親水能力(li)不同的乳化劑對(duì)乳液類型的影響(xiǎng)。 乳化劑都是表面(mian)活性劑,但不是所(suo)有的表面活性劑(ji)都能成爲良好的(de)乳化劑,隻有在水(shui)中能形成穩定膠(jiāo)束的表面活性劑(jì)才具有良好的乳(rǔ)化分散能力。乳化(huà)劑應有适當的HLB值(zhi),例如非離子表面(miàn)活性劑,其HLB值在8~18之(zhī)間可形成油/水型(xíng)乳液,在3~6之間則可(kě)形成水/油型乳液(yè);乳化劑與被乳化(hua)物應有相似的分(fen)子結構,應能顯著(zhe)地降低被乳化物(wu)與水之間的界面(miàn)張力;乳化劑應具(jù)有強烈的水化作(zuo)用在乳化粒子周(zhou)圍形成水化層或(huò)使乳化粒子帶有(yǒu)較高電荷,以阻止(zhi)乳化粒子的聚集(jí)。 染整加工過程中(zhong)要經常使用一些(xiē)乳化工作液,以油(yóu)/水型乳狀液居多(duo)。經常使用的乳化(hua)劑如平平加O系列(lie)、Span—Tween系列、EL等。 (三)分散作(zuo)用 将不溶性固體(tǐ)物質以微小的顆(ke)粒均勻地分散在(zài)液體中所形成的(de)體系稱爲分散體(tǐ)或懸浮體,這種作(zuò)用稱爲分散作用(yong),能使分散作用順(shùn)利發生的表面活(huó)性劑稱爲分散劑(jì)。被分散的固體顆(ke)粒稱分散相(内相(xiang)),分散的液體稱分(fen)散介質(外相)。乳化(huà)與分散這兩種作(zuo)用十分相似,其主(zhǔ)要區别是乳狀液(ye)的内相是液體,而(er)分散液的内相是(shi)固體。 表面活性劑(ji)必須具有三種作(zuo)用才能成爲良好(hao)的分散劑。首先,它(ta)必須具有良好的(de)潤濕性能,使液體(tǐ)充分潤濕每一個(gè)固體顆粒、取代顆(ke)粒中的空氣,進一(yī)步使固體顆粒碎(sui)裂成更小的晶體(tǐ)。其次,它必須能顯(xian)著地降低固體—液(ye)體之間的界面張(zhang)力,增加固體—液體(ti)之間吸附、相容的(de)能力,使體系内存(cún)在的能量降低。最(zuì)後,它必須以水化(huà)層或帶電層的形(xíng)式在固體顆粒周(zhou)圍形成機械強度(du)較高的界面膜,以(yi)阻止固體顆粒間(jian)的聚集。 對于被分(fen)散的固體,必須盡(jin)量減小其顆粒體(tǐ)積,其顆粒體積越(yuè)小,越有利于表面(miàn)活性劑對其潤濕(shi)、分化、吸附,在其周(zhou)圍形成界面膜。例(li)如分散染料,必須(xu)經過預先加工、研(yán)磨成2μm以下的微小(xiao)顆粒,才能在分散(sàn)劑的作用下形成(cheng)比較穩定的懸浮(fú)體染色工作液。盡(jin)管如此,分散體仍(réng)是一種熱力學不(bú)穩定體系,與乳狀(zhuàng)液相比,其不穩定(ding)因素更多、不穩定(dìng)性更大,更易産生(shēng)凝聚、分層現象,影(yǐng)響正常使用。因此(cǐ),分散體工作液不(bu)宜存放時間太長(zhǎng),最好現用現配。分(fèn)散體在染整加工(gōng)中應用較多,如分(fèn)散染料、還原染料(liao)的配制等。常用的(de)分散劑有擴散劑(ji)NNO、分散劑WA等,其中陰(yin)離子型表面活性(xìng)劑較多。 (四)發泡作(zuò)用 氣體分散在液(yè)體中的狀态稱爲(wei)氣泡,大量氣泡聚(jù)集在一起形成的(de)分散體系稱爲泡(pao)沫,能促使泡沫形(xing)成的能力稱爲發(fā)泡作用。泡沫類似(sì)于乳狀液和懸浮(fú)體,所不同的是内(nèi)相爲氣體,而不是(shi)液體和固體。 泡沫(mo)在表面活性劑的(de)作用下更容易産(chǎn)生和穩定存在,能(néng)促進泡沫生成的(de)表面活性劑稱爲(wei)發泡劑或起泡劑(jì),能促使泡沫穩定(dìng)存在的表面活性(xing)劑稱爲穩泡劑。 形(xing)成的泡沫同樣是(shi)一個熱力學不穩(wěn)定體系,容易因爲(wei)氣泡間液膜層産(chǎn)生排液現象和小(xiao)氣泡穿透大氣泡(pao)的合并作用,而使(shi)氣泡不斷破裂、泡(pào)沫消失。若液體中(zhong)存在表面活性劑(ji),由于氣泡表面能(neng)吸附表面活性劑(ji)分子,這些定向排(pai)列的分子在氣泡(pào)表面達到一定程(chéng)度時,氣泡壁就成(chéng)爲一層堅固的薄(báo)膜,從而使氣泡間(jiān)不易發生合并; 又(you)由于表面活性劑(ji)在液體表面的定(dìng)向排列,使液體的(de)表面張力明顯下(xià)降,并導緻氣泡間(jian)的内壓差降低,因(yīn)而排液速度減慢(màn)。表面活性劑的上(shàng)述兩方面作用,降(jiàng)低了氣泡的破裂(liè)能力,有利于泡沫(mò)的形成和穩定存(cún)在。表面活性劑協(xie)助泡沫形成的過(guò)程見圖4 泡沫對于(yú)污垢的去除和懸(xuán)浮有一定作用,染(ran)整加工中也有一(yī)些依靠發泡劑而(ér)完成的工藝,如泡(pao)沫染色、泡沫印花(huā)等新工藝。然而,在(zai)染整加工過程中(zhong),更多的場合要求(qiu)低泡或無泡,因而(ér)如何抑泡和消泡(pào)更受人們的關注(zhù)。 (五)增溶作用 在溶(róng)劑中完全不溶或(huo)微溶的物質進入(ru)表面活性劑形成(chéng)的膠束中得到溶(róng)解,并成爲熱力學(xue)穩定溶液,這種現(xian)象稱爲增溶作用(yòng),所形成的透明溶(rong)液稱爲增溶溶液(yè)或膠束溶液,被增(zeng)溶的物質稱爲增(zēng)溶溶解質,起增溶(róng)作用的表面活性(xìng)劑稱爲增溶劑。 增(zeng)溶作用與乳化作(zuo)用和分散作用既(jì)有區别又有聯系(xì)。 其區别在于: (1)乳化(hua)作用僅限于液體(tǐ)—液體之間形成的(de)分散體系,分散作(zuo)用僅限于固體—液(yè)體之間形成的分(fèn)散體系,而增溶作(zuo)用所溶解的物質(zhì),既可以是液體,也(yě)可以是固體。 (2)乳化(hua)作用和分散作用(yòng)形成的是熱力學(xue)不穩定多相分散(san)體系,而增溶作用(yòng)形成的是熱力學(xue)穩定的均相體系(xì)。 (3)外觀上明顯不同(tóng),乳狀液和分散液(yè)多爲乳白狀和懸(xuán)濁狀,而增溶溶液(ye)爲透明狀。 其聯系(xì)在于: 增溶作用可(ke)以看作是乳化作(zuò)用或分散作用的(de)極限階段、理想狀(zhuang)态,它們之間有相(xiang)互轉化的途徑。例(lì)如:乳狀液也可以(yi)成爲微乳狀液———外(wai)觀由乳白狀轉爲(wèi)透明狀,已接近了(le)增溶溶液;向增溶(rong)溶液中繼續加入(rù)增溶溶解質達到(dao)一定數量時,增溶(rong)溶液即轉變爲乳(rǔ)狀液———外觀由透明(ming)狀轉爲乳白色。 增(zeng)溶溶液與真溶液(yè)也有本質區别,真(zhēn)溶液是有機物或(huo)無機物以分子或(huò)離子形式溶解于(yu)溶劑中,而增溶溶(róng)液“溶解”的增溶溶(róng)解質是以遠比分(fèn)子大得多的“分子(zi)集團”的形式包圍(wei)在膠束中。 作爲增(zeng)溶劑而使用的表(biao)面活性劑,必須在(zài)溶液中達到足夠(gòu)的濃度,在溶液中(zhōng)形成足夠多的膠(jiāo)束,才能保證增溶(rong)作用的順利産生(shēng),而且形成的棒狀(zhuàng)、層狀等高級膠束(shu)數量越多,增溶效(xiào)果就會越明顯。 增(zeng)溶作用對于染整(zhěng)加工也有許多特(tè)殊作用,例如:分散(san)染料經合适的增(zeng)溶劑增溶處理,其(qi)在水中的溶解度(dù)會明顯提高,有利(lì)于工作液穩定并(bìng)提高染色效果;許(xu)多高檔含矽類柔(rou)軟整理劑需要調(diao)制成穩定性非常(chang)高的微乳液、增溶(rong)溶液才能産生優(yōu)良的整理效果;在(zài)去除織物上污垢(gòu)的過程中,增溶也(ye)發揮重要的去污(wū)作用。 (六)洗滌作用(yong) 從浸在某種介質(zhi)(多爲水)中的固體(ti)表面除去異物或(huo)污垢的過程稱爲(wei)洗滌,能發揮洗滌(di)作用的化學品稱(chēng)爲洗滌劑,洗滌劑(jì)多以表面活性劑(jì)作爲主要成分。 洗(xǐ)滌作用較複雜,是(shi)表面活性劑的潤(run)濕、乳化、分散、增溶(róng)等綜合作用以及(jí)攪拌、揉搓、水流等(deng)機械作用的共同(tong)結果。以織物爲例(lì)洗滌過程可用下(xia)式表示: 織物·污垢(gòu)+洗滌劑 織物·洗滌(di)劑+污垢·洗滌劑 織(zhī)物+洗滌劑 在洗滌(di)過程中,污垢的去(qù)除通過如下具體(ti)方式: (1)洗滌劑向纖(xian)維表面和污垢表(biǎo)面做定向界面吸(xī)附,并進一步向纖(xian)維與污垢之間(相(xiàng)互接觸處)潤濕、滲(shèn)透。 (2)在洗滌劑的分(fèn)割、取代作用下,污(wu)垢與纖維之間的(de)結合力減弱,并在(zai)機械或水流的作(zuo)用下脫離纖維。 (3)脫(tuo)離下來的污垢在(zai)水溶液中被洗滌(di)劑乳化分散或增(zeng)溶,不使其再沉積(ji)回到織物表面。 (4)污(wū)垢與洗滌劑随水(shui)溶液被沖洗除去(qu),吸附于織物表面(mian)的殘餘洗滌劑也(ye)一同被沖洗除去(qù)。 織物洗滌過程見(jian)圖 污垢一般分爲(wei)油性污垢和固體(ti)污垢兩類,油性污(wū)垢多由動、植物油(yóu),礦物油等組成,固(gù)體污垢主要是塵(chen)土、鐵鏽、炭黑等。油(yóu)性污垢與織物間(jian)通過分子間引力(li)以面粘接形式結(jié)合在一起,較不易(yì)清除,固體污垢與(yǔ)織物間以點粘接(jiē)形式相連,較易去(qu)除。 實際上,油性污(wū)垢與固體污垢多(duō)以混雜形式摻合(hé)在一起形成混合(he)污垢,因此隻需采(cǎi)取措施将油性污(wū)垢清除,在油性污(wu)垢被有效清除的(de)同時,固體污垢就(jiu)被一并洗除。油性(xing)污垢的去除過程(cheng)符合“卷縮”機理。油(yóu)性污垢脫離纖維(wei)表面過程的示意(yì)圖見圖6。 作爲洗滌(di)劑而使用的表面(miàn)活性劑,其HLB值應适(shì)當,通常分子結構(gou)爲直鏈型,親水基(ji)處
表(biǎo)面活性劑用脂肪(fáng)醇介紹
洗滌劑用(yong)醇的R一般爲C12~C18的烴(tīng)基。這種高碳脂肪(fang)醇原具🏒有兩親的(de)📞特性,即在分子中(zhōng)有疏水基如碳氫(qīng)鏈,又有親水🚶♀️基如(rú)羟基。但由于在水(shuǐ)中的溶解度很低(di),必須添加親水基(ji)或将🏃♀️羟基轉變爲(wei)硫酸基,使親水親(qīn)油平衡值達到必(bì)要數值後,脂肪醇(chun)衍生物有了足夠(gòu)的親水基能使之(zhi)溶解于水,并能成(chéng)爲聚集體㊙️(膠束)時(shi),這種脂🥵肪醇衍生(shēng)物才❓是表面活性(xìng)劑。例如,十二醇不(bu)👨❤️👨溶于水,但當它🛀變(biàn)成十二🔴醇硫酸鈉(na)時,由于接上了一(yi)個硫酸🔱基(-SO3-),水溶性(xìng)變好,并💃能在水中(zhōng)生成膠束,達到一(yī)定濃度🐪時,顯示出(chū)非常好的表面活(huo)‼️性。人們就是利用(yong)這種特性,以脂肪(fang)醇爲原料,制出了(le)多種具有各種優(you)異性能🌈的表面活(huó)性劑。
表面活性劑存在(zai)在哪些類型的化(huà)妝品中
表面活性(xing)劑用于調節界面(miàn)張力。在許多地方(fāng)都需要表面活性(xìng)劑。化妝品是一種(zhǒng)表面活性劑,還有(you)肥皂和洗衣粉。我(wǒ)們生活的方方面(miàn)面都是化學物質(zhì)。尤其是化妝品,幾(ji)乎所有化妝品都(dou)含有表面活性劑(ji),下面讓我們看一(yī)下表面活性劑存(cun)在在哪些類🚩型的(de)化妝品中。
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