1、第二节第二节 表面活性剂表面活性剂 表面张力：液体表面分子受到的垂直于表面且指向液体表面张力：液体表面分子受到的垂直于表面且指向液体内部的合力使表面分子有沿此力向内收缩的自然趋势，内部的合力使表面分子有沿此力向内收缩的自然趋势，由此产生的与液面相切的收缩液面的力即为表面张力。由此产生的与液面相切的收缩液面的力即为表面张力。液液-液界面液界面interface表面自由能表面自由能(surface energy)：液体的表面张力，就是液体表面的自由能。液体的表面张力，就是液体表面的自由能。固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面的自由能。固体表面的自
2、由能。三、表面活性剂分类三、表面活性剂分类(一一)按分子中亲水基组成分按分子中亲水基组成分1.阴离子型助剂阴离子型助剂水中电离后亲水基团是带有负电荷的表面活性剂。水中电离后亲水基团是带有负电荷的表面活性剂。例：例：肥皂：肥皂：RCOONa Na 洗衣粉：洗衣粉：RSONa Na（阴离子表面活性剂是应用历史最久、使用量最大、价格最阴离子表面活性剂是应用历史最久、使用量最大、价格最低低廉的表面活性剂，它具有极好的去污、乳化、分散、增溶等作用，廉的表面活性剂，它具有极好的去污、乳化、分散、增溶等作用，在染整助剂中主要用作洗涤剂及润湿剂、渗透剂、乳化剂和分散在染整助剂中主要用作洗涤剂及润湿剂、渗透剂、
3、乳化剂和分散剂等。）剂等。）例：净洗剂例：净洗剂209、渗透剂渗透剂T、分散剂、分散剂NNO2.阳离子型助剂阳离子型助剂 水中电离后亲水基团是带有正电荷的表面活性剂。水中电离后亲水基团是带有正电荷的表面活性剂。例：抗静电剂：例：抗静电剂：(R )+NO3 R+NO3-（阳离子表面活性剂洗涤能力不太强，价格较贵，一般不用作洗（阳离子表面活性剂洗涤能力不太强，价格较贵，一般不用作洗涤剂涤剂,主要作腈纶染色的匀染剂和后整理剂（柔软剂、固色剂、主要作腈纶染色的匀染剂和后整理剂（柔软剂、固色剂、防防水剂、抗静电剂、杀菌防霉剂等）水剂、抗静电剂、杀菌防霉剂等）！不能用于阴离子型染料（活性、直接等）同浴染色
4、：！不能用于阴离子型染料（活性、直接等）同浴染色：ArCOONa ArCOO Na ArCOO +R+ArCOOR3.非离子型助剂非离子型助剂 亲水基不带电荷，但能与水结合。亲水基不带电荷，但能与水结合。酒精：酒精：CH3CH2OH+H2O CH3CH2O H-O-H 匀染剂匀染剂 CHO（CHCHO）h H-O-H 渗透剂渗透剂JFC4.两性表面活性剂：亲水基既带有正电荷，又带有负电荷两性表面活性剂：亲水基既带有正电荷，又带有负电荷4.复配型：以非离子和阴离子复配居多。复配型：以非离子和阴离子复配居多。例：高效精练剂。例：高效精练剂。types of surfactantsanionic s
5、urfactantscationic surfactantsnonionic surfactantsamphosurfactants-+-+(二二)按表面活性剂应用分按表面活性剂应用分1.纺织助剂纺织助剂如浆料、水溶性蜡。如浆料、水溶性蜡。2.前处理助剂前处理助剂如高效精练剂、渗透剂、氧漂稳定剂、螯合剂。如高效精练剂、渗透剂、氧漂稳定剂、螯合剂。3.染色助剂染色助剂 如助溶剂、匀染剂、分散剂、浴中柔软剂、固色剂、净洗剂、如助溶剂、匀染剂、分散剂、浴中柔软剂、固色剂、净洗剂、消泡剂。消泡剂。4.印花助剂印花助剂 如涂料印花黏合剂、增稠剂、防染盐。如涂料印花黏合剂、增稠剂、防染盐。5.整理助剂整理
6、助剂 如荧光增白剂、树脂整理剂、柔软剂、抗静电剂、防水剂等。如荧光增白剂、树脂整理剂、柔软剂、抗静电剂、防水剂等。四、表面活性剂溶液的性质四、表面活性剂溶液的性质 定向吸附定向吸附 临界胶束浓度临界胶束浓度 水表面张力达到最低值，表面活性剂形成胶束所需的最水表面张力达到最低值，表面活性剂形成胶束所需的最低浓度叫做低浓度叫做SAA的的临界胶束浓度（临界胶束浓度（CMC）。）。使用表面活性剂时，其浓度应稍大于使用表面活性剂时，其浓度应稍大于CMC。SAA的的CMC一般为一般为0.02%-0.4%。interface tension in solutions of surfactants,surfa
7、ctant conc.cmcc cmcc cmctypes of aggregates of surfactantsL层状nHhexagonalic mesophaseQ立方体types of aggregates of surfactantsDN圆盘CN棒状五、表面活性剂基本作用五、表面活性剂基本作用 SAA的润湿和渗透作用的润湿和渗透作用润湿现象：表面上一种流体被另一种流体替代的过程润湿现象：表面上一种流体被另一种流体替代的过程接触角接触角(contact angle)90 90o o，不不润湿润湿 90 90o o，润湿润湿=0=0o o或不存在，或不存在，铺展铺展 润湿剂：能使液体迅速
8、而均匀地润湿某种固体润湿剂：能使液体迅速而均匀地润湿某种固体表面的表面的SAASAA。渗透剂：能使液体迅速而均匀地渗透某种固体渗透剂：能使液体迅速而均匀地渗透某种固体内部的内部的SAASAA。实际上，润湿和渗透作用同时发生实际上，润湿和渗透作用同时发生,因此，润因此，润湿剂又称渗透剂湿剂又称渗透剂,一般一般SAASAA都有润湿作用。都有润湿作用。润湿性能好润湿性能好SAASAA，R R碳链不长，碳链不长，亲水基在中间。亲水基在中间。a.水滴滴在坯布，水滴成球形；水滴滴在坯布，水滴成球形；b.含渗透剂的水滴在布面，水滴迅速展开，渗透入织物含渗透剂的水滴在布面，水滴迅速展开，渗透入织物 内部。内部
9、。abSSA的乳化、分散、增溶作用的乳化、分散、增溶作用 乳化：一种乳化：一种液体液体以微小液滴以微小液滴分散在分散在另一种与其不相溶的另一种与其不相溶的液液体中体中所形成体系叫做乳状液（乳浊液、乳液或乳化液）。所形成体系叫做乳状液（乳浊液、乳液或乳化液）。（水溶性大的乳化剂则水为外相，形成所谓水包油（水溶性大的乳化剂则水为外相，形成所谓水包油（ow）型乳液；油溶性大的乳化剂则油为外相，形成油包水型型乳液；油溶性大的乳化剂则油为外相，形成油包水型（wo)乳液。）乳液。）分散：一种分散：一种固体固体以微小颗粒以微小颗粒分散在分散在另一种另一种液体中液体中所形成体所形成体系叫做分散液。系叫做分散液
10、。从本质上讲，乳化与分散并无区别，都是两个不相溶的相从本质上讲，乳化与分散并无区别，都是两个不相溶的相在表面活性剂的作用下以一定的形式相互混合与包含。为在表面活性剂的作用下以一定的形式相互混合与包含。为叙述方便，叙述方便，才将才将液体对液体的混合叫乳化液体对液体的混合叫乳化，固体在液体中固体在液体中的混合叫分散的混合叫分散。乳化剂乳化剂：能使互不相溶的两种液体中任何一种液能使互不相溶的两种液体中任何一种液体乳化成体乳化成0.1-10m0.1-10m液体微粒，均匀地分散在另液体微粒，均匀地分散在另一种液体中的物质。一种液体中的物质。分散剂分散剂：能使固体微粒均匀稳定地分散在液体中能使固体微粒均匀
11、稳定地分散在液体中的物质。的物质。涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；加入扩散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能加入扩散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能于水，形成稳定的悬浮液。于水，形成稳定的悬浮液。（精练剂在煮练中既有渗透作用，还有对杂质的乳化、分（精练剂在煮练中既有渗透作用，还有对杂质的乳化、分散作用。）散作用。）染料粒子沉淀染料粒子沉淀 扩散剂增溶扩散剂增溶 稳定分散液稳定分散液增溶作用增溶作用 增溶现象增溶现象 当水中表面活性剂的浓度超过其当水中表面活性剂的浓度超过其CMCCMC以后以后,不溶或微溶于水的有机物质在水中的表观溶解不溶或微溶于水的有机物质在水
12、中的表观溶解度明显提高，胶束的这种作用叫做度明显提高，胶束的这种作用叫做“增溶增溶”或或“加溶加溶”.增溶条件增溶条件与胶团有关与胶团有关,即在即在CMCCMC以上以上,与表面张力无关与表面张力无关。增溶机理增溶机理非极性增溶：油性物质溶入胶束内部亲油基之非极性增溶：油性物质溶入胶束内部亲油基之间所引起的。间所引起的。极性增溶：醇等分别与极性增溶：醇等分别与SAA的亲水基和亲油基的亲水基和亲油基相邻，形成混合胶束。相邻，形成混合胶束。吸附增溶：增溶物如苯酚被吸附在胶束亲水基吸附增溶：增溶物如苯酚被吸附在胶束亲水基和水的界面。和水的界面。solubilization in micellessol
13、ubilization in micellessolubilization in Lamellar phases增溶与乳化区别增溶与乳化区别:增溶是以胶团存在为前提，乳化无此条件。增溶是以胶团存在为前提，乳化无此条件。乳化是分散相，以液滴形式分散在液体中，是乳化是分散相，以液滴形式分散在液体中，是乳液乳液。增溶，被增溶物逐个溶解到胶团中，增溶是增溶，被增溶物逐个溶解到胶团中，增溶是溶液溶液，类似于透明的真溶液。类似于透明的真溶液。乳液是不稳定体系，乳液是两相乳液是不稳定体系，乳液是两相;分散体系、增溶是分散体系、增溶是稳定的一相，是溶液。稳定的一相，是溶液。SSA的洗涤去污作用的洗涤去污作用
14、去污作用是润湿去污作用是润湿、乳化乳化、分散分散、增溶等增溶等共同作用的结果。共同作用的结果。纤维纤维杂质杂质+表面活性剂表面活性剂纺织纤维纺织纤维表面表面活性剂活性剂+杂质杂质表面活性剂表面活性剂洗涤过程洗涤过程1）织物充分润湿，使纤维、浆料和某些固体污杂质膨化）织物充分润湿，使纤维、浆料和某些固体污杂质膨化;（SAA起作用）起作用）2）在机械力的作用下）在机械力的作用下,污杂质从织物上分离下来污杂质从织物上分离下来,并扩散到洗液中去并扩散到洗液中去;（加（加SAA，使过程容易。，使过程容易。)3)使已扩散到洗液中污杂质不再沉结到织物上。使已扩散到洗液中污杂质不再沉结到织物上。(污杂质被乳化
15、、分散在污杂质被乳化、分散在洗液中。洗液中。)(SAA起作用）起作用）去污可以看作是在油（去污可以看作是在油（O O）/纤维（纤维（S S）界面代）界面代之以油（之以油（O O）/水（水（W W）和水（）和水（W W）/纤维（纤维（S S）界面的过程。这一过程的示意图如下：界面的过程。这一过程的示意图如下：油污在疏水性固体表面上油污在疏水性固体表面上soso比在亲水性比在亲水性固体表面固体表面soso小，水在亲水性固体表面小，水在亲水性固体表面wsws比在疏水性固体表面比在疏水性固体表面wsws小。小。所以在所以在疏水性固体表面上疏水性固体表面上W Ww w值大，油污难以去值大，油污难以去除。
16、除。effect of washing agentsfibre surfacechange of moistering balance of course change of contact angle surfactant solutionre-moisteningsolubilizationsolubilized stuff and adsorption layerdirt removal SSA的柔软作用的柔软作用柔软作用柔软作用:吸附在纤维表面，使纤维和纱线表面平滑，降低吸附在纤维表面，使纤维和纱线表面平滑，降低了相了相 互摩擦力。互摩擦力。(例：例：a.针织物编织前纱线过蜡（上柔软剂
17、、浆料添加物）；针织物编织前纱线过蜡（上柔软剂、浆料添加物）；b.染色后进行柔软整理，减少缝纫时针洞产生。染色后进行柔软整理，减少缝纫时针洞产生。)SSA的其他作用的其他作用1.抗静电：用于抗静电：用于 涤纶等疏水性纤维的整理；涤纶等疏水性纤维的整理；2.阻燃：提高阻燃：提高LOI指数等等。指数等等。六、常见表面活性剂及其在六、常见表面活性剂及其在染整加工染整加工中的应用中的应用（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂 高级脂肪酸盐类高级脂肪酸盐类肥皂，肥皂，磺酸盐类（磺酸盐类（ABS）烷基硫酸酯盐类烷基硫酸酯盐类 烷基磷酸酯盐类烷基磷酸酯盐类 胰加漂胰加漂T T（209209洗涤剂），洗
18、涤剂），808 808洗涤剂洗涤剂高级脂肪酸盐类高级脂肪酸盐类肥皂肥皂缺点：缺点：不耐硬水，（不耐硬水，（RCOO）2Ca或或(RCOO)2Mg，粘辊筒，布身发硬，手感差。粘辊筒，布身发硬，手感差。不耐酸，遇到强酸，生成不耐酸，遇到强酸，生成RCOOH。还原染料染色后皂煮，肥皂还原染料染色后皂煮，肥皂 5g/L+纯碱纯碱2.5 g/L；活性染料染色后皂煮，只用肥皂，活性染料不耐碱。活性染料染色后皂煮，只用肥皂，活性染料不耐碱。肥皂粉将代替洗衣粉。肥皂粉将代替洗衣粉。是环保型洗涤剂是环保型洗涤剂磺酸盐类磺酸盐类（ABS）（1）烷基苯磺酸盐类）烷基苯磺酸盐类 基本原料为石油基本原料为石油直链烷基苯
19、直链烷基苯（十二烷基苯磺酸钠）十二烷基苯磺酸钠）洗涤效果好，在酸、碱、硬水中稳定，有较强的发泡能洗涤效果好，在酸、碱、硬水中稳定，有较强的发泡能力和去污能力。对棉织物洗涤能力略次于肥皂，对毛织力和去污能力。对棉织物洗涤能力略次于肥皂，对毛织物洗涤效果比肥皂好。物洗涤效果比肥皂好。有一定的毒性。有一定的毒性。LD50=1.49，48h LD50=2.2mg/L，100%致致死浓度为死浓度为4.0g/L。与人体接触较长时间，对皮肤有刺激。与人体接触较长时间，对皮肤有刺激。ABS是目前洗衣粉主要成分。是目前洗衣粉主要成分。精练剂、洗涤剂、染色助剂精练剂、洗涤剂、染色助剂（2）烷基萘磺酸盐类）烷基萘磺
20、酸盐类拉开粉拉开粉BX（Nekal BX）：（双）异丁基萘磺酸钠）：（双）异丁基萘磺酸钠 对酸、碱、硬水都较稳定对酸、碱、硬水都较稳定,有良好的润湿、乳化和分散能力。有良好的润湿、乳化和分散能力。染色中用作润湿剂和分散剂。染色中用作润湿剂和分散剂。（3）烷基磺酸盐类（）烷基磺酸盐类（AS）RSO3 Na (R：C14 C18)RH+2SO2+O2+H2O RSO3H+H2SO4 R是直链，洗涤剂是直链，洗涤剂R是支链，渗透剂是支链，渗透剂 优点：耐酸、碱、硬水，成本低，价格便宜，容易被优点：耐酸、碱、硬水，成本低，价格便宜，容易被生物降解。生物降解。存在问题：磺化位置不固定，直链和支链都有，洗
21、涤、存在问题：磺化位置不固定，直链和支链都有，洗涤、润湿效果都有一定，但都不是最好，去污力不如肥皂润湿效果都有一定，但都不是最好，去污力不如肥皂烷基硫酸酯盐类烷基硫酸酯盐类 ROSO4NaR：C12 十二烷基硫酸酯钠，月桂醇硫酸酯钠十二烷基硫酸酯钠，月桂醇硫酸酯钠SDS或或SLS+十二醇十二醇-发泡剂发泡剂例：例：Wetting agent 蓖麻油硫酸酯钠盐。蓖麻油硫酸酯钠盐。CH3-(CH2)5-CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COONa OSO3Na 耐硬水，耐酸，但遇强酸也要水解。耐硬水，耐酸，但遇强酸也要水解。良好的净洗和乳化能力良好的净洗和乳化能力烷基磷酸酯盐类烷基磷酸酯盐类
22、磷酸单酯盐类磷酸单酯盐类磷酸双酯盐类磷酸双酯盐类磷酸三酯盐类磷酸三酯盐类 有优良的分散、渗透洗涤性能，起泡力小，耐碱、有优良的分散、渗透洗涤性能，起泡力小，耐碱、耐高温、耐还原剂、氧化剂，应用于棉、耐高温、耐还原剂、氧化剂，应用于棉、T/C高温煮练。高温煮练。ROPONaONaO胰加漂胰加漂T T（IgeponIgepon T T）209209洗涤剂洗涤剂C17H33COCl+HNCH2CH2SO3Na （油酸氯（油酸氯）CH3（N-甲基牛胆酸）甲基牛胆酸）C17H33CONCH2CH2SO3Na CH3（胰加漂（胰加漂T）引入磺酸基，克服了硫酸酯遇强酸水解缺点，净洗效果引入磺酸基，克服了硫酸
23、酯遇强酸水解缺点，净洗效果更好，耐硬水，耐酸。更好，耐硬水，耐酸。（二）阳离子型（二）阳离子型SAA SAA 胺盐、季铵盐两类胺盐、季铵盐两类柔软剂、匀染剂、防水剂、抗菌剂柔软剂、匀染剂、防水剂、抗菌剂 1227、1631、1831，CH3 CH3C16H33N+CH3 Cl-C16H33 N+CH2 Cl-CH3 CH3（三）两性（三）两性SAA 两性表面活性剂主要是指同时兼有阴离子性和两性表面活性剂主要是指同时兼有阴离子性和阳离子性，在等电点以上和以下的水溶液中，阳离子性，在等电点以上和以下的水溶液中，分别表现出阴离子和阳离子表面活性剂的性能，分别表现出阴离子和阳离子表面活性剂的性能，而在
24、其等电点的水溶液中，则表现出非离子表而在其等电点的水溶液中，则表现出非离子表面活性剂的性能。面活性剂的性能。两性表面活性剂分子的阴离子部分羧酸盐基团，两性表面活性剂分子的阴离子部分羧酸盐基团，阳离子部分胺盐阳离子部分胺盐氨基羧酸型两性表面活性剂；氨基羧酸型两性表面活性剂；阳离子部分季铵盐阳离子部分季铵盐甜菜碱型两性表面活性剂。甜菜碱型两性表面活性剂。两性表面活性剂毒性低、刺激性小、生物降解性两性表面活性剂毒性低、刺激性小、生物降解性好，能与任何表面活性剂配伍，又有很好的乳化、好，能与任何表面活性剂配伍，又有很好的乳化、渗透、洗涤、杀菌等性能。在染整加工中用作柔渗透、洗涤、杀菌等性能。在染整加工
25、中用作柔软剂、抗静电剂、金属络合染料的匀染剂等。软剂、抗静电剂、金属络合染料的匀染剂等。(四四)非离子型非离子型SAASAA 在前处理和染色中，主要用阴离子、非离子型在前处理和染色中，主要用阴离子、非离子型SAASAA。1.1.聚乙二醇聚乙二醇(聚氧乙烯、聚环氧乙烷聚氧乙烯、聚环氧乙烷)型型Ethylene Oxide EORXH+n EO RX（CH2 CH2O）n HROH、RNH2、RCOOH 1）润湿剂（渗透剂）润湿剂（渗透剂）JFCC C7-97-9H H15-1915-19O O（CHCH2 2 CH CH2 2O O）5 5 H HJFC,JFC,作为退浆作为退浆,精练精练,漂白
26、的润湿漂白的润湿,渗透剂。渗透剂。2）平平加平平加O（Peregal O）、）、匀染剂匀染剂O、匀染剂匀染剂102 C18H35-37O（CH2 CH2O)n H 平平加平平加OC12H25O（CH2 CH2O)22 H 匀染剂匀染剂OC12-18H25-37O(CH2CH2O)25-30H 匀染剂匀染剂102平平加平平加O-30、25、20、15、10 RO（EO）n H匀染、乳化、润湿、扩散作用匀染、乳化、润湿、扩散作用。3)TX-10(TritonX-10)TX-3,5,7,18系列系列C8-9H17-19PhO（CH2CH2O)10H净洗剂、润湿剂、乳化剂。净洗剂、润湿剂、乳化剂。4)
27、匀染剂匀染剂AC CH2 CH2(CH2CH2O)n H4R-NH2+（n+1）EO RN CH2 CH2(CH2CH2O)n H蛋白质纤维保护剂蛋白质纤维保护剂2.2.多元醇多元醇甘油、季戊四醇、山梨糖醇、失水山梨糖醇。甘油、季戊四醇、山梨糖醇、失水山梨糖醇。两种类型：两种类型：SpanSpan（司本），水溶性小，（司本），水溶性小，W/OW/O乳化剂乳化剂；Tween Tween（吐温）（吐温）,水溶性大，水溶性大，O/WO/W乳化剂。乳化剂。七、七、SAA SAA的化学结构与性能关系的化学结构与性能关系（一）（一）SAA SAA的亲水和疏水性能的亲水和疏水性能1.1.亲疏平衡值亲疏平衡值
28、HLBHLB离子型表面活性剂的离子型表面活性剂的HLBHLB值在值在1 14040之间，非离子之间，非离子型表面活性剂的型表面活性剂的HLBHLB值在值在0 02020之间，之间，数值越大表示亲水性越强，数值越小表示疏水数值越大表示亲水性越强，数值越小表示疏水性越强。性越强。hydrophilichydrophobiclipophilic对于聚乙二醇和多元醇类非离子表面活性剂对于聚乙二醇和多元醇类非离子表面活性剂1.HLB=1.HLB=（E/5E/5）100100E E：氧乙烯基（氧乙烯基（C C2 2H H4 4O O）质量分数质量分数2.HLB2.HLB聚乙二醇相对分子质量聚乙二醇相对分子
29、质量2020表面活性剂相表面活性剂相对分子质量对分子质量亲疏平衡值亲疏平衡值HLB计算公式：计算公式：tothydroMM20HLB 对于离子型表面活性剂（复杂）对于离子型表面活性剂（复杂）把表面活性剂的分子结构分解成为一些独立的基团，由把表面活性剂的分子结构分解成为一些独立的基团，由于每个基团的亲水、疏水能力各不相同，它们对于每个基团的亲水、疏水能力各不相同，它们对HLBHLB值均值均有各自的贡献，通过实验先测定各个基团对有各自的贡献，通过实验先测定各个基团对HLBHLB值的贡献值的贡献能力并换算成标准数据，这些数据被称作能力并换算成标准数据，这些数据被称作“基团数基团数”。其。其中亲水基的
30、基团数为正值，疏水基的基团数为负值，计算中亲水基的基团数为正值，疏水基的基团数为负值，计算某一表面活性剂的某一表面活性剂的HLBHLB值时，只需将与之有关的各基团数值时，只需将与之有关的各基团数代入下式：代入下式：HLB HLB（亲水基基团数）（亲水基基团数）（疏水基基团数）（疏水基基团数）7 72.HLB值与性能关系值与性能关系HLB 1.5-3 3.5-6 7-9用途用途 消泡剂消泡剂 W/O乳化剂乳化剂 润湿剂润湿剂 8-18 13-15 15-18 O/W乳化剂乳化剂 洗涤剂洗涤剂 增溶剂增溶剂(二二)SAA)SAA疏水基团的结构与性能间的关系疏水基团的结构与性能间的关系1.1.疏水基
31、团强弱疏水基团强弱脂肪类（石蜡烃烯烃）带脂肪链的芳脂肪类（石蜡烃烯烃）带脂肪链的芳香类芳香类带弱亲水基者香类芳香类带弱亲水基者2.2.亲者相近亲者相近(三三)SAA)SAA分子结构和相对分子重量与性能间的关分子结构和相对分子重量与性能间的关系系亲水性位置在一端，洗涤性好；在中间，润湿亲水性位置在一端，洗涤性好；在中间，润湿性好性好直链，洗涤、乳化好；支链直链，洗涤、乳化好；支链,润湿性好润湿性好分子量比较小分子量比较小,作为润湿、渗透剂为宜；作为润湿、渗透剂为宜；分子量比较大分子量比较大,作为洗涤、乳化、分散剂为宜。作为洗涤、乳化、分散剂为宜。八、八、SAA SAA的安全性及其生物降解的安全性
32、及其生物降解清洁生产清洁生产节能、降耗、减污、增效节能、降耗、减污、增效1.1.安全性安全性急性毒性、鱼毒性、水生微生物及藻类毒性急性毒性、鱼毒性、水生微生物及藻类毒性半致死半致死 量量 LDLD50 50 g/kgg/kg鱼毒性鱼毒性ECOECO5050mg/L1mg/L1100mg/L100mg/L 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂LD50约为约为0.22.0g/kg，毒性最强；毒性最强；阴离子表面活性剂的阴离子表面活性剂的LD50约为约为g/kg；非离子表面活性剂为非离子表面活性剂为LD50 ，毒性最小，但随，毒性最小，但随聚氧乙烯聚氧乙烯链的链的增加增加,毒性也增加。毒性也增加。对皮肤
33、刺激性和对粘膜损伤对皮肤刺激性和对粘膜损伤表面活性剂对皮肤的刺激性和对粘膜的损伤表面活性剂对皮肤的刺激性和对粘膜的损伤,与其毒性与其毒性大体相当大体相当,阳离子型的作用大大超过阴离子型和非离子阳离子型的作用大大超过阴离子型和非离子型总的来说型总的来说,长直键产品长直键产品,其刺激性比短直链和有支其刺激性比短直链和有支键的小键的小;合成洗涤剂（烷基苯磺酸钠和烷基硫酸钠）的合成洗涤剂（烷基苯磺酸钠和烷基硫酸钠）的刺激性比脂肪酸皂类大。非离子表面活性剂比较温和。刺激性比脂肪酸皂类大。非离子表面活性剂比较温和。致畸性和变异性致畸性和变异性 含氯有机物和含酚物质会对动物造成畸形和致癌含氯有机物和含酚物质
34、会对动物造成畸形和致癌 对水生物的毒性对水生物的毒性 纺织助剂随废水排放造成的对鱼类在内的纺织助剂随废水排放造成的对鱼类在内的水生物有影响。三聚水生物有影响。三聚磷磷酸钠等含磷无机物，会酸钠等含磷无机物，会造成水质造成水质“富营养性富营养性”而对水生物产生毒害。而对水生物产生毒害。表面活性剂也会造成对鱼在内的水生物有害影表面活性剂也会造成对鱼在内的水生物有害影响，除了毒性以外，表面活性剂使水的表面张响，除了毒性以外，表面活性剂使水的表面张力下降，若达到力下降，若达到0 时，水生物就很时，水生物就很难生存。难生存。2.生物降解性生物降解性 分初级降解、次级降解、完全降解三个步骤。分初级降解、次级
35、降解、完全降解三个步骤。表面活性剂的生物降解性是指表面活性剂能被微表面活性剂的生物降解性是指表面活性剂能被微生物氧化分解生物氧化分解,最终生成二氧化碳、水和无机元素最终生成二氧化碳、水和无机元素,使之成为完全无害的物质。使之成为完全无害的物质。脂肪皂类的生物降解最快，可以遵从脂肪酸的氧脂肪皂类的生物降解最快，可以遵从脂肪酸的氧化法则，即每次减少两个碳原子，直至最后生成化法则，即每次减少两个碳原子，直至最后生成CO2与与H2O。322222C 22O表面活性剂化学结构与生物降解的关系是：表面活性剂化学结构与生物降解的关系是：对于碳链疏水基，直链较支链易于生物降解；对于碳链疏水基，直链较支链易于生
36、物降解；对于非离子表面活性剂中的聚氧乙烯链，链越长，越不易对于非离子表面活性剂中的聚氧乙烯链，链越长，越不易生物降解生物降解。阴离子表面活性剂中，阴离子表面活性剂中，羧酸基最容易分解羧酸基最容易分解，磺酸基和硫酸，磺酸基和硫酸基需细菌参与才能完全分解，需时较长。而基需细菌参与才能完全分解，需时较长。而磷酸酯类表面磷酸酯类表面活性剂的生物降解要比硫酸酯和碳酸盐容易活性剂的生物降解要比硫酸酯和碳酸盐容易。非离子表面活性剂的生物降解包括疏水碳链和聚氯乙烯部非离子表面活性剂的生物降解包括疏水碳链和聚氯乙烯部分，碳链降解规律基本上与阴离子表面活性剂相同，分，碳链降解规律基本上与阴离子表面活性剂相同，支链
37、支链碳链则不易生物降解碳链则不易生物降解。氧乙烯单元数在以下者，生物。氧乙烯单元数在以下者，生物降解速度无明显差别；超过后，降解速度随数增降解速度无明显差别；超过后，降解速度随数增长而明显减缓，这一规律也同样适用于烷基酚聚氧乙烯醚长而明显减缓，这一规律也同样适用于烷基酚聚氧乙烯醚的的 生物降解。生物降解。脂肪醇聚氧乙烯酸的生物降解情况比较好脂肪醇聚氧乙烯酸的生物降解情况比较好，是，是非离子表面活性剂的环保助剂可考虑的品种。非离子表面活性剂的环保助剂可考虑的品种。九、绿色表面活性剂九、绿色表面活性剂 烷基多糖苷类表面活性剂烷基多糖苷类表面活性剂APG 是一淀粉或葡是一淀粉或葡萄糖和天然脂肪醇为原
38、料绿色表面活性剂，无萄糖和天然脂肪醇为原料绿色表面活性剂，无毒、无刺激、生物降解快而彻底。毒、无刺激、生物降解快而彻底。烷基葡萄糖酰胺烷基葡萄糖酰胺MEGAMEGA 醇醚羧酸盐醇醚羧酸盐AECAEC作业作业:1-4,1-5,1-7,1-8,1-94.4.在实际测定液体在固体上的在实际测定液体在固体上的接触接触角时为什么角时为什么要确保表面的洁净？要确保表面的洁净？答：如果固体表面不洁净，被另一种液体（答：如果固体表面不洁净，被另一种液体（ll）污染，使测定不出真实的污染，使测定不出真实的sl sl、sg sg，（而是，（而是slsl和和sg sg，），）根据扬氏式计算出根据扬氏式计算出角不角不
39、是是洁净固体上的洁净固体上的接触接触角角sg sg sl sl=lglgcos cos cos=(cos=(sgsg-slsl）/lglg如果固体表面不洁净，被另一种固体（如果固体表面不洁净，被另一种固体（s）污染，）污染，根据不均匀固体表面根据不均匀固体表面接触接触角计算式角计算式cos=Xcos=Xa cos+X cos+Xb cos cosX Xa、X Xb表面积分数表面积分数角也不是角也不是洁净固体上的洁净固体上的接触接触角角 5.5.采用一些特殊手段在纤维采用一些特殊手段在纤维(如聚酯纤维如聚酯纤维)表面表面形成微小的刻蚀后为什么也就可以提高水对该形成微小的刻蚀后为什么也就可以提高水
40、对该纤维的纤维的润湿性能？润湿性能？答：固体表面的粗糙化会增加其真实的表面积。答：固体表面的粗糙化会增加其真实的表面积。以以r来表示来表示粗糙化固体表面的真实面积与表观粗糙化固体表面的真实面积与表观面积之比，叫做粗糙因子。在这种情况下，面积之比，叫做粗糙因子。在这种情况下，扬扬氏式可以写成氏式可以写成r（sg sl）=lgcos式中：式中：粗糙表面上粗糙表面上接触接触角角r=cos/cosr 1，900，变小，易润湿，变小，易润湿，也就是提高也就是提高水对该纤维的水对该纤维的润湿性能。润湿性能。7.7.在水为介质的洗涤过程中，为什么油污在疏水在水为介质的洗涤过程中，为什么油污在疏水性固体表面上
41、比在亲水性固体表面上难以去除？性固体表面上比在亲水性固体表面上难以去除？答答:去污可以看作是在油（去污可以看作是在油（O O）/纤维（纤维（S S）界面代）界面代之以油（之以油（O O）/水（水（W W）和水（）和水（W W）/纤维（纤维（S S）界面的过程。这一过程的示意图如下：界面的过程。这一过程的示意图如下：将单位将单位面积液体面积液体/固体界面分离开来所需要的功称为固体界面分离开来所需要的功称为粘着功粘着功W Ww wW Ww w=ws ws+wo wo so so W Ww w值的大小可以反映油污自纤维表面脱落的难易值的大小可以反映油污自纤维表面脱落的难易程度，程度，W Ww w值小
42、，油污易去除。值小，油污易去除。油污在疏水性固体表面上油污在疏水性固体表面上soso比在亲水性比在亲水性固体表面固体表面soso小，水在亲水性固体表面小，水在亲水性固体表面wsws比在疏水性固体表面比在疏水性固体表面wsws小，（小，（P390P390）wowo相同。所以的在疏水性固体表面上相同。所以的在疏水性固体表面上W Ww w值大，油污难以去除。值大，油污难以去除。8.8.举出举出增溶发挥重要作用的去污过程的实例，并增溶发挥重要作用的去污过程的实例，并从理论上给以说明。从理论上给以说明。答：在答：在T/CT/C纺织品分散纺织品分散/活性一浴染色后的净洗去活性一浴染色后的净洗去污过程，增溶
43、发挥重要作用。污过程，增溶发挥重要作用。所谓增溶是指当水中表面活性剂的浓度超过其所谓增溶是指当水中表面活性剂的浓度超过其CMCCMC以后以后,不溶或微溶于水的有机物质在水中的不溶或微溶于水的有机物质在水中的表观溶解度明显提高，胶束的这种作用叫做增表观溶解度明显提高，胶束的这种作用叫做增溶。增溶机理：溶。增溶机理：(1)(1)非极性增溶：油性物质溶入胶束内部亲油基非极性增溶：油性物质溶入胶束内部亲油基之间所引起的。之间所引起的。(2)(2)极性增溶：长链醇、胺、脂肪酸和一些染料极性增溶：长链醇、胺、脂肪酸和一些染料等分别与等分别与SAASAA的亲水基和亲油基相邻，形成混的亲水基和亲油基相邻，形成
44、混合胶束。合胶束。(3)(3)吸附增溶：增溶物如苯酚被吸附在胶束亲水吸附增溶：增溶物如苯酚被吸附在胶束亲水基和水的界面。基和水的界面。增溶作用形成溶液是热力学上稳定体系。从增溶作用形成溶液是热力学上稳定体系。从纺织品上纺织品上脱落下来的的有类杂质在脱落下来的的有类杂质在表面活性剂表面活性剂胶束的作用下发生增溶，从而使胶束的作用下发生增溶，从而使杂质在溶液中杂质在溶液中稳定性进一步提高，加强净洗效果。稳定性进一步提高，加强净洗效果。9.9.比较以下三种比较以下三种表面活性剂的去污性能和润湿性能的表面活性剂的去污性能和润湿性能的强弱：强弱：C C1616H H3333SOSO4 4Na CNa C
45、1414H H2929SOSO4 4Na CNa C1212H H2525SOSO4 4NaNa答：表面活性剂相对分子质量的大小对其性能有明显答：表面活性剂相对分子质量的大小对其性能有明显的影响。对于具有相同的亲水基团的影响。对于具有相同的亲水基团,并且疏水基团并且疏水基团种类相同的表面活性剂来说，分子量较小者具有较种类相同的表面活性剂来说，分子量较小者具有较好的润湿和渗透性能好的润湿和渗透性能,而分子量较大者则具有较好而分子量较大者则具有较好的乳化、分散剂和去污性能。的乳化、分散剂和去污性能。去污性能去污性能:C16H33SO4Na C14H29SO4Na C12H25SO4Na润湿性能润湿性能:C16H33SO4Na C14H29SO4Na C12H25SO4Na
