1、第四章第四章重要的表面活性剂体重要的表面活性剂体系系内容提要：内容提要：1.Bola1.Bola型表面活性剂型表面活性剂2.Gemini2.Gemini表面活性剂表面活性剂3.3.两性表面活性剂两性表面活性剂4.4.高分子表面活性剂高分子表面活性剂5.5.碳氟表面活性剂碳氟表面活性剂6.6.硅表面活性剂硅表面活性剂一、一、Bola型表面活性剂型表面活性剂1.1.什么是什么是BolaBola型表面活性剂？型表面活性剂？古细菌古细菌 Archaeabacteria高盐高盐、高温、酸性环境高温、酸性环境：死海、大盐湖、温泉、死海、大盐湖、温泉、酸性土壤、火山喷发口附近酸性土壤、火山喷发口附近Bola
2、=流星锤流星锤BolaamphiphilesBolaphilesBolaform surfactantsalpha-omega-type 2.Bola2.Bola型表面活性剂的结构特征型表面活性剂的结构特征v两个亲水基：一个足够长的疏水链两端各连接一个亲水的极两个亲水基：一个足够长的疏水链两端各连接一个亲水的极 性基团性基团v亲水基团亲水基团:相同对称相同对称BolaBola 不同非对称不同非对称BolaBolav疏水链疏水链:单链、双链、或半环形结构单链、双链、或半环形结构v疏水链可以柔性长饱和碳氢链疏水链可以柔性长饱和碳氢链刚性含有不饱和基团、苯环、甾类结构等。刚性含有不饱和基团、苯环、甾
3、类结构等。.Bola.Bola型表面活性剂的表面性质型表面活性剂的表面性质3.1 Bola3.1 Bola型表面活性剂的表面张力曲线型表面活性剂的表面张力曲线当当bola分子的疏水链的分子的疏水链的碳原子数为碳原子数为普通表面活性剂的普通表面活性剂的2倍倍时，时，Bola型型表面活性剂的溶解度小于普通表面表面活性剂的溶解度小于普通表面活性剂，因此活性剂，因此CMC较小较小。当疏水链的当疏水链的碳原子数相同碳原子数相同时，时，Bola型表面活性剂的溶解度大于普通表型表面活性剂的溶解度大于普通表面活性剂，因此面活性剂，因此CMC较大较大。CMC大于普通表面活性剂大于普通表面活性剂3.2 Gibbs
4、3.2 Gibbs吸附公式在吸附公式在BolaBola体系的应用体系的应用+2约为普通表面活性剂的一半约为普通表面活性剂的一半Na1A约为普通表面活性剂的约为普通表面活性剂的2倍倍AB2+2B-A2-在稀溶液状态下，完全解离在稀溶液状态下，完全解离3RT形式形式单链柔性单链柔性Bola:Bola型分子在溶液表面的构像型分子在溶液表面的构像:马蹄形或倒马蹄形或倒U形形（1 1）吸附量降低：吸附量降低：弯曲基团、两弯曲基团、两个极性头基都在界面占有面积个极性头基都在界面占有面积3.3 Bola3.3 Bola分子的构像对表面性质的影响分子的构像对表面性质的影响（2 2）表面张力升高表面张力升高：B
5、ola Bola 分子分子在溶液表面采取在溶液表面采取倒倒U U型构像型构像，吸附层最外层基团为吸附层最外层基团为CHCH2 2,其降其降低表面张力的能力较低表面张力的能力较CHCH3 3 基团弱，基团弱，所以溶液的表面张力比普通表所以溶液的表面张力比普通表面活性剂高。面活性剂高。（3 3）刚性、双链）刚性、双链BolaBola平躺于表面，平躺于表面，溶液的吸附量更低，表面张力溶液的吸附量更低，表面张力更高。更高。4.Bola4.Bola型分子的胶束特征型分子的胶束特征（2）胶束的聚集数小，结构松散。长链柔性）胶束的聚集数小，结构松散。长链柔性Bola，弯曲构像；短链、刚性、双链可能伸展构像，
6、不利弯曲构像；短链、刚性、双链可能伸展构像，不利于形成聚集数较大的胶束。于形成聚集数较大的胶束。一般一般 20,而普通表面活性剂可达而普通表面活性剂可达60（3）胶束内核的极性较大，对疏水物质的增溶能力弱。胶束内核的极性较大，对疏水物质的增溶能力弱。作为表面活性剂，作为表面活性剂，bola型分子并不具有优于普通表面活型分子并不具有优于普通表面活性剂的优势。性剂的优势。（1）Bola分子在胶束内的构像分子在胶束内的构像5.Bola.Bola型表面活性剂的聚集行为型表面活性剂的聚集行为5.1 成膜特点：单层分子膜成膜特点：单层分子膜（Mono Layer Membrane,MLM)与传统单头基的表
7、面活性剂所形成的囊泡相比，与传统单头基的表面活性剂所形成的囊泡相比，bola型表型表面活性剂所形成的面活性剂所形成的MLM膜由一层分子形成，其囊泡较薄，膜由一层分子形成，其囊泡较薄，厚度在厚度在1.5-2.0nm,而双层膜（而双层膜（Bilayer Membrane,BLM)厚厚度在度在3.0-4.0nm。MLMBilayer Membrane BLM5.2 聚集体形貌丰富聚集体形貌丰富纳米纳米 管管纤维纤维JACS,2006,128,7209JACS,2004,126,16804液晶液晶Chem.Mater.,2008,20,47296.Bola6.Bola型表面活性剂的应用型表面活性剂的应
8、用 具有两亲结构的具有两亲结构的bolabola型分子在气液界面何水中有许多独型分子在气液界面何水中有许多独特的性能，如特的性能，如高温稳定性高温稳定性，可以用来，可以用来改善细胞功能改善细胞功能，在，在纳米纳米材料、药物缓释、生物矿化、光化学修饰、基因转染和凝胶材料、药物缓释、生物矿化、光化学修饰、基因转染和凝胶化试剂化试剂方面具有广泛的应用前景，并为人们研究分子自组装方面具有广泛的应用前景，并为人们研究分子自组装及开发功能材料提供了新的材料来源。及开发功能材料提供了新的材料来源。（1 1）改善细胞功能改善细胞功能JPC B,107,1479,2003JPC B,107,1479,20035
9、0 C80 Ca)高温稳定性囊泡高温稳定性囊泡v离子通道对于生物细胞膜的功能及神经元的传导具有重要意离子通道对于生物细胞膜的功能及神经元的传导具有重要意义，其对离子的选择性传输可以实现信号的控制。义，其对离子的选择性传输可以实现信号的控制。vFuhrhopFuhrhop、RegenRegen等曾经指出，一些等曾经指出，一些bolabola型两亲化合物能够在型两亲化合物能够在单分子囊泡膜上形成小孔，从而使离子通过。单分子囊泡膜上形成小孔，从而使离子通过。b)人工模拟生物离子通道人工模拟生物离子通道（2 2）纳米材料纳米材料vBola形成纳米管v纳米管上的氨基捕获金属离子，形成稳定的金属氨基络合物
10、，使金属涂层紧密地包裹在bola型纳米管的外层，形成纳米级导线。可构建能够承载纳米级电流的纳米电路。JPC B,104,9576,2000（3 3）药物缓释药物缓释BD-16：胆固醇胆固醇 2：1 0.9%的生理盐浓度（的生理盐浓度（150mM)依然对钠离子选择络合依然对钠离子选择络合（4 4）生物矿化生物矿化（5）抑制金属腐蚀抑制金属腐蚀v对1mol/L 的HCl中的金属铁有很好的保护作用vBola浓度越大，保护效果越明显，最高可达94。Bola型表面活性剂小结v疏水链的两端各有一个极性基团。疏水链的两端各有一个极性基团。v极性基团可以是阳离子，阴离子，非离子型；也可极性基团可以是阳离子，阴
11、离子，非离子型；也可以相同或不同。以相同或不同。v疏水链可以是一条，两条，或一条长链和两个短链疏水链可以是一条，两条，或一条长链和两个短链的组合（环形）；也可以为刚性或柔性。的组合（环形）；也可以为刚性或柔性。vBolaBola型表面活性剂在水溶液表面采取倒型表面活性剂在水溶液表面采取倒U U型构像，型构像，表面活性总体上不如传统表面活性剂。表面活性总体上不如传统表面活性剂。v聚集行为丰富，可以用来调节囊泡膜的功能，以及聚集行为丰富，可以用来调节囊泡膜的功能，以及通过自身的自组装在不同领域里具有不同的应用前通过自身的自组装在不同领域里具有不同的应用前景。景。二、Gemini型表面活性剂Gemi
12、ni：双子星，双子座双子、挛连两个传统表面活性剂通过共价连链接在一起双子、挛连两个传统表面活性剂通过共价连链接在一起1.Gemini型表面活性剂的结构特征型表面活性剂的结构特征Spacer间隔基团位置可调，但主要是临近间隔基团位置可调，但主要是临近极性头基。连接基团位于链尾则成为极性头基。连接基团位于链尾则成为Bola。GeminiBola亲水基团：带+e/-e/0e。间隔基团：短链(如2CH2)；长链(如 12CH2)；刚性链(如1,2-二苯乙烯);柔性链(如亚甲基链)；极性的(如聚醚)；非极性的(如脂肪族,芳香烃)。msm(m)Gemini表面活性剂分子绝大多数都具有相同的亲水基团和相同的
13、疏水基团，但是不对称的gemini表面活性剂分子也已经被合成出来。Gemini表面活性剂的CMC较小，一般比单体传统表面活性剂小10倍以上。例如，12212的 CMC 为1 mM，而C12单体的CMC为16 mM。2.1 CMC2.1 CMC2.Gemini2.Gemini型表面活性剂的表面性质型表面活性剂的表面性质 这主要是因为Gemini分子中的碳原子数是单体的2倍，而且是通过化学键连接在一起，使体系的疏水效应增强。Gemini 分子内极性头靠连接基团的化学键作用连接，分子间极性头间距也与连接基团的链长的长短、构像有关。当间隔基团很短时，两极性头间距离可以被拉得很近，极性头的平均占据面积小
14、于相同情况下单体的面积，所以吸附量增加，表面张力降低。但当间隔基团较长时，不利于疏水链的紧密排列导致表面张力高于单体表面活性剂。2.22.2 表面张力表面张力 传统表面活性剂头基间距离由溶液环境条件决定，因水化层厚度、静电斥力等因素不能靠得太近，所以表面层吸附量较小，疏水链密度较小，表面张力较大。传统表面活性剂头基间的平均距离（dT)为单峰分布模式Gemini 表面活性剂头基间的距离则为双峰分布模式 一种为相邻两个分子之间的距离（dT)，与传统体系基本相同；另一种距离为间隔基团的长度（dS)，比传统体系小很多;所以Gemini体系的总平均距离小于传统体系。Gemini与传统表面活性剂体系头基间
15、平均距离的比较与传统表面活性剂体系头基间平均距离的比较v非离子表面活性剂，非离子表面活性剂，n=1n=1。v对完全电离的普通对完全电离的普通SAa,n-nSAa,n-n型型 离子型表面活性剂离子型表面活性剂,n=n=2 2；1 12 2型（二价离子型表面活性剂加两个一价反离子的体系，型（二价离子型表面活性剂加两个一价反离子的体系，如如BolaBola）,n n=3=3。vGemini Gemini 来说来说,n n 的取值情况复杂：有的体系的取值情况复杂：有的体系GeminiGemini的一个的一个极性头被反离子所中和极性头被反离子所中和,所以取所以取n=n=2 2；有的体系两个反离子；有的体
16、系两个反离子全部解离，用全部解离，用n=n=3 3；有的体系；有的体系n n 的值介于的值介于2 2与与3 3之间。一般之间。一般认为，低于认为，低于CMCCMC时，时，n=3;n=3;高于高于CMCCMC时时n=2.n=2.实际研究中发现，有实际研究中发现，有很多间隔基团较短的体系在很多间隔基团较短的体系在CMCCMC之前时，之前时，n=2n=2。2.3.Gemini2.3.Gemini体系中体系中GibbsGibbs吸附公式的应用吸附公式的应用Gemini Gemini 体系解离解离示意图体系解离解离示意图+22RT3RTv普通、普通、BolaBola表面活性剂同系物体表面活性剂同系物体系
17、，气液界面吸附分子平均占有系，气液界面吸附分子平均占有面积相等。面积相等。vGeminiGemini体系气液界面吸附分子平体系气液界面吸附分子平均占有面积随均占有面积随s s变化，有极大值。变化，有极大值。vGeminiGemini体系表面张力法测得的吸体系表面张力法测得的吸附量和平均分子面积具有模型依附量和平均分子面积具有模型依赖性。准确的方法？表面压法。赖性。准确的方法？表面压法。平均最小分子面积平均最小分子面积AminNa1A 当间隔基团较短时，两个单体当间隔基团较短时，两个单体之间距离很小，间隔基团伸展，所之间距离很小，间隔基团伸展，所以分子面积随间隔基团长度增加；以分子面积随间隔基团
18、长度增加；而当间隔基团很长时，会弯向疏水而当间隔基团很长时，会弯向疏水链，从而使分子的平均占有面积不链，从而使分子的平均占有面积不再增加。再增加。3.3.间隔基团对间隔基团对GeminiGemini型表面活性剂性质的影响型表面活性剂性质的影响3.1 3.1 对对CMCCMC的影响的影响 CMC 与间隔基团的长度有关，与间隔基团的长度有关，但不是单调的关系，变化也不大但不是单调的关系，变化也不大。间隔基团为亚甲基时，亚甲基数间隔基团为亚甲基时，亚甲基数目为目为46时体系时体系CMC最大；进一最大；进一步增加亚甲基长度则步增加亚甲基长度则CMC降低。降低。CMC受疏水链长度影响很大，受疏水链长度影
19、响很大，在同一间隔基团情况下，在同一间隔基团情况下，CMC与疏水链碳原子数目的关系与传与疏水链碳原子数目的关系与传统表面活性剂体系相同，都呈线统表面活性剂体系相同，都呈线性关系：性关系：v表面张力表面张力v表面吸附量表面吸附量v胶束的大小（聚集数）胶束的大小（聚集数）胶束微极性、微粘度出现极大值胶束微极性、微粘度出现极大值v胶束热力学函数胶束热力学函数v溶液中聚集体的形貌溶液中聚集体的形貌3.2 3.2 其它影响其它影响 间隔基团的长度不是越大越好。当间隔基团较短时，间隔基团的长度不是越大越好。当间隔基团较短时，两个单体之间距离很小，疏水链之间的相互作用明显；两个单体之间距离很小，疏水链之间的
20、相互作用明显；而当间隔基团很长时，两个疏水链不再互相靠近，与单而当间隔基团很长时，两个疏水链不再互相靠近，与单体表面活性剂时类似。尤其当间隔基团很长时，会弯向体表面活性剂时类似。尤其当间隔基团很长时，会弯向疏水链，从而使疏水链，从而使Gemini分子的疏水效应受到很大影响分子的疏水效应受到很大影响类似半环型类似半环型Bola的结构。的结构。4.Gemini4.Gemini体系在体系在CMCCMC之前的性质之前的性质4.1 CMC前的离子对儿形成及预胶束 当Gemini的CMC较大时，体系的表面张力曲线经常出现双折点；而加溶实验表明，在低浓度区的折点处，体系中尚未有胶束形成。与之对应的是，体系的
21、电导曲线也在对应的浓度区间内出现双折点，这被解释为离子对儿的形成。真正的CMC为第二个转折点。4.2 Gemini体系的体系的“预胶束预胶束”预胶束:少数表面活性剂分子聚集在一起形成的松散集合体。大多数表面活性剂体系都时有预胶束出现，但Gemini体 系中预胶束现象出现较多，尤其是在m14时。预胶束存在时，体系的CMC 通常会变大,所以logCMCm曲线偏离线性。预胶束的聚集数都很小，一般为可以为2，3，4左右。预胶束的加溶能力极其微弱。体系表面张力曲线？CMC的确定？双折点第二个在未形成胶束之前，双链之间存在相互作用。如果间隔基团较短，由于二者之间的空阻，它们尽量远离；此时如果间隔基团有一定
22、刚性，则两链采取反式构像；如果间隔基团较长，双链则通过疏水作用互相靠近，并且采取顺式构像。形成胶束之后，不论刚性基团长短，都采取顺式构像4.3 Gemini分子双链之间的作用分子双链之间的作用/构像影响构像影响5.Gemini5.Gemini体系体系CMCCMC以后表面张力持续下降现象以后表面张力持续下降现象 Gemini Gemini体系在体系在CMCCMC以后表面张力缓慢降低；加无机盐后以后表面张力缓慢降低；加无机盐后不变离子强度的影响。不变离子强度的影响。低于低于CMCCMC时，体系盐浓度可忽略，不对表面张力造成较时，体系盐浓度可忽略，不对表面张力造成较大影响；大影响；高于高于CMCCM
23、C时，体系盐浓度变化不能忽略，导致离子强度时，体系盐浓度变化不能忽略，导致离子强度不再恒定，体系受变化的盐浓度影响，不再恒定，体系受变化的盐浓度影响，CMCCMC降低。降低。v浓度依赖性浓度依赖性,容易形成线状胶束容易形成线状胶束6.Gemini6.Gemini型表面活性剂的聚集行为型表面活性剂的聚集行为 v间隔基团长度依赖性间隔基团长度依赖性 12-s-12 12-s-12 线状胶束球形胶束囊泡线状胶束球形胶束囊泡 16-s-1616-s-16囊泡囊泡+线状胶束线状胶束+双层片断线状胶束球形胶束双层片断线状胶束球形胶束 7.Gemini7.Gemini型表面活性剂的流变学特点型表面活性剂的流
24、变学特点 v线状胶束的形成，使体系的粘度增加，形成粘弹性流体线状胶束的形成，使体系的粘度增加，形成粘弹性流体 Gemini Gemini型表面活性剂特征小结型表面活性剂特征小结表面活性好表面活性好吸附量及分子平均占有面积的计算与解离程度有关吸附量及分子平均占有面积的计算与解离程度有关 常有预胶束形成，真正常有预胶束形成，真正CMC为第二个转折点处为第二个转折点处表面性质与聚集行为与间隔基团长度有关表面性质与聚集行为与间隔基团长度有关聚集行为与浓度有关聚集行为与浓度有关;头基的手性中心影响聚集体形貌头基的手性中心影响聚集体形貌 胶束性质随间隔基团长度增加有极值胶束性质随间隔基团长度增加有极值有良
25、好的应用价值有良好的应用价值碳氟表面活性剂定义、分类性质应用举例新型碳氟表面活性剂简介表面活性剂物理化学定义定义 普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链,称碳氢表面活性剂。将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代,就成为碳氟表面活性剂,或称含氟表面活性剂（FS）。碳氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的重要用途。表面活性剂物理化学u碳氢表面活性剂分子碳氢链中氢原子全部被氟原子取代（全氟表面活性剂，Perfluoro Surfactant）部分被氟原子取代（含氟表面活性剂，Fluorine-containing Surfactant）另外，文献中
26、常见名称：氟化表面活性剂（Fluorinated surfactant）碳氟表面活性剂（Fluorocarbon Surfactant）分类分类u依据极性基结构的不同,可以将氟表面活性剂分为离子型和非离子型两大类。离子型又分为阳离子、阴离子和两性。端头X 是一个可溶性的基团,根据X 的变化可得阴离子型、阳离子型、非离子型的氟碳表面活性剂RF为一个既憎水又憎油的氟碳链(可以是直链或支链)。表面活性剂物理化学RFSO3-K+RFN+H3Cl-N+HRFOH4CH2COO-RF性质性质三高三高 高表面活性 高耐热稳定性 高化学稳定性两憎两憎 含氟烃基既憎水又憎油表面活性剂物理化学41高稳定性高稳定性
27、氟碳表面活性剂在强酸、强碱中具有优良的化学稳定性;同时它在高温下极稳定,可在300 以上的高温下使用而不发生分解.碳-氟(C-F)键能高直链的全氟烷烃的分子骨架是一条锯齿形碳链,四周被氟原子所包围.表面活性剂物理化学高表面活性高表面活性低低表表面面张张力力 氟碳表面活性剂是迄今为止表面活性最高的一种表面活性剂,一般的表面活性剂可将水的表面张力降低到27 mNm-1左右,而氟碳表面活性剂在极低浓度(普通烃类表面活性剂的1/10 到1/100)就可使水的表面张力达到20 mNm-1以下,甚至到14mNm-1左右.表面活性剂物理化学高表面活性高表面活性 氟碳表面活性剂的CMC 值约与碳氢链长是氟碳链
28、的1.5 倍的碳氢表面活性剂的CMC值相近,说明具有相同碳原子的氟碳表面活性剂的CMC 值比碳氢表面活性剂低地多。因而使用较低浓度的氟碳表面活性剂就能显著降低体系的表面张力。表面活性剂物理化学高表面活性高表面活性表面活性剂物理化学C7H15COONaC7F15COONa饱和吸附量(10-10mol/cm2)2.822.85表面张力（mN/m）44.526CMC(mol/L)0.250.034碳氢碳氟表面活性剂对比实例：1.表面吸附量相差不大-饱和吸附时，分子直立排列，头基相同，单位面积排列的分子数相近。2.氟表面活性剂降低表面张力的能力（cmc）和效率（cmc）很高-分子间的范德华力小，更好的
29、降低表面张力；也更倾向于表面吸附而非体相表面活性剂物理化学憎水憎油性憎水憎油性 用氟碳表面活性剂处理固体表面,可使固体表面抗水、抗粘、防污、防尘。故氟碳表面活性剂可以作为憎水憎油剂。含氟表面活性剂的高表面活性是由于其分子间的范德华力小造成的,表面活性剂分子从水溶液中移至溶液表面所需的张力小,导致了表面活性剂分子在溶液表面大量的聚集,形成强烈的表面吸附,而这类化合物不仅对水的亲和力小,而且对碳氢化合物的亲和力也较小,因此形成了既憎水又憎油的特性。表面活性剂物理化学合成方法简介合成方法简介 含氟表面活性剂的合成一般分三步:首先合成含610 个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中
30、间体,最后引进各种亲水性基团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚法。l电解氟化法电解氟化法是将被氟化的物质溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8V 的直流电压下进行电解。电解中在阴极产生氢气,在阳极有机物被氟化。氢原子被氟原子代替，其他官能团保留。缺点：易发生C-C键的断裂，产物收率较低表面活性剂物理化学l氟烯烃调聚法利用全氟烷基碘等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。缺点：最终产物为链长不同的混合体合成方法简介合成方法简介调聚法具有反应条件温和、易于操作、产物收率
31、高、易纯化、反应时间短、副产物少、同一合成路线可以生产不同类型的产品等优点,已经成为氟碳化合物合成趋势。表面活性剂物理化学l氟烯烃齐聚法 是利用氟烯烃在非质子性溶剂中发生齐聚反应得到高支叉低聚合度的全氟烯烃齐聚物，即从二单体调整低聚物以形成新的低聚物。合成方法简介合成方法简介表面活性剂物理化学应用举例应用举例 氟碳表面活性剂的用途广泛,主要用于消防、化工、机械、纺织、燃料和农业等行业。由于氟表面活性剂具有优越的表面活性,使其具有极为重要的用途,可用于条件苛刻和一般碳氢表面活性剂不适用的场合。泡沫灭火剂添加剂泡沫灭火剂添加剂目前有氟蛋白、轻水型(这种能够在油面上铺展形成的水膜的碳氟表面活性剂水溶
32、液俗称轻水)和抗极性溶剂三类灭火剂。*由于低的表面张力,使蛋白泡沫能很好地在烃类燃料液面上展开,显著地提高了灭火能力*表面张力低，在烃类燃料表面迅速形成一层水膜,抑制油汽化,控制火焰表面活性剂物理化学应用举例应用举例抗静电剂抗静电剂FS 做抗静电剂主要是利用它在塑料、橡胶等导电性较差的物体表面形成摩擦系数很低的全氟烷基链的定向排列层,大大减少该物体在摩擦过程中产生静电的可能。用其对录像机磁鼓、磁头表面清洗,效果远比一般的清洁剂或清洁带优越。用此抗静电剂还可对家电、荧屏及其它高档家具、精密仪器等进行表面清洗与防尘,且不产生任何副作用。目前已有此防静电剂产品-音磁灵投入市场。表面活性剂物理化学原油
33、泄漏处理剂原油泄漏处理剂(集油剂集油剂)应用举例应用举例海上石油运输事故时有发生,结果使原油扩散到海面,对海洋环境和海洋生物造成严重污染和危害。如果在处理原油泄露事故时使用氟碳表面活性剂作集油剂,可降低海水表面张力,使原油不能在海面上铺展、扩散,而使原油收缩、集中，形成厚度为0.5 1.0cm 的油层,便于清理收集,从而减少污染。防水防油剂防水防油剂由于氟碳表面活性剂在被清洗表面上的吸附,使被清洗表面具有明显的防油、防水、抗污性能。表面活性剂物理化学应用举例应用举例脱模剂乳化剂分散剂清洁剂添加剂农药添加剂防锈剂电镀铬酸雾抑制剂新型碳氟表面活性剂简介新型碳氟表面活性剂简介u混杂型碳氟表面活性剂这
34、类表面活性剂是在同一分子中既含有氟碳链又含有碳氢链作为疏水、疏油基,称为混杂型表面活性剂（(fluorinated hybrid surfactant）。混杂型氟碳表面活性剂比其对等的碳氢表面活性剂更具有低的表面张力和低的临界胶束浓度(CMC)。在混杂型氟碳表面活性剂中,单链的混杂型氟碳表面活性剂在生物学研究中具有重要的意义。实际上混杂型氟碳表面活性剂含有的高氟碳链部分通常可以改善生物适应性。CHC7H15F10C7H5OSO3-Na+新型碳氟表面活性剂简介新型碳氟表面活性剂简介u无亲水基氟碳表面活性剂无亲水基氟碳表面活性剂也称半氟化烷烃。与其它氟碳表面活性剂的根本区别是其分子结构中没有亲水基
35、。半氟化烷烃是普通氟碳化合物与碳氢化合物的低分子量嵌段共聚物,其结构式为F(CF)m(CH2)n常被略写为FmHn半氟化烷烃在碳氢和氟碳溶剂中表现出许多的特殊行为：新型碳氟表面活性剂简介新型碳氟表面活性剂简介(1)半氟化烷烃在碳氢和氟碳溶剂中的聚集力非常弱,聚集数量一般为2 6 个分子,远远低于普通表面活性剂在水中集聚的数量。(2)半氟化烷烃相对弱的表面活性和高的Krafft点(即:形成固相的趋势增加)(3)在半氟化烷烃-氟碳-碳氢的三元混合体系中,温度高于 Krafft点时,半氟化烷烃吸附在碳氢和氟碳溶液界面。应用：目前,半氟化烷烃主要应用在生物医学领域。一些半氟化烷烃三聚体可以用作氧载体作
36、为血液的代替品。硅表面活性剂 硅表面活性剂，指有机硅表面活性剂，通常称为聚醚改性硅油。一般由亲水性的聚醚链段与疏水性的聚二甲基硅氧烷链段通过化学键连接而成，其结构通式如下：有机硅表面活性剂的疏水基团是由烷基硅氧烷主链所组成，其疏水性能比碳链优异，在同等浓度的溶液中，具有更低的表面张力，具有比碳链烃类表面活性剂更强的表面活性。有机硅表面活性剂类物质所包含的种类、范围很宽，具有两个显著特点：表面活性很高；品种繁多，合成路线多样。引言硅表面活性剂的分类阳离子型非离子型两性离子型阴离子型按照亲水基团种类两性表面活性剂阳离子型(cationic)阴离子型(anionic)非离子型(nonionic)两性
37、表面活性剂两性表面活性剂是指在同一分子结构中有可能同时存在被桥链(碳氢链、碳氟链等)连接的一个或多个正、负电荷中心(或偶极中心)的表面活性剂。即具有表面活性的分子残基中同时包含彼此不可被电离的正负电荷中心(或称偶极中心)的表面活性剂。两性表面活性剂分类1 按正电荷中心N原子来分 两性表面活性剂(amphoterics)含弱碱性N原子，该弱碱性N原子是仲胺或叔胺基团中的N原子,因质子化作用可带一价正电荷。两性离子表面活性剂(zwitterionics)强碱性N原子是季铵基团中的N原子,构成一种所谓“甜菜碱结构”,在很宽pH范围内具有与pH无关的一价正电荷。2 按结构分类v甜菜碱型（betaine）v咪唑啉型（Imidazolium）v氧化胺型（amine oxide）v氨基酸型（amino acid）v其他：聚合型、含杂原子型等SAa 另外还可以按亲水/亲油性，正电荷中心元素或负电荷中心类型进行分类。NR1R2R3O-NR1R2R3OHH两性表面活性剂的特点v两性表面活性剂在溶液中显示出等电点的性质。v两性离子型表面活性剂溶解度受电解质和pH 范围的限制较少,而含弱碱性氮者,在其等电点附近出现最低溶解度。v表面性质胶体性质增加疏水基链长会使cmc降低。反离子能够降低两性表面活性剂的亲水排斥用,因而能够使cmc降低。pH值对于cmc的影响图2 pH值对于cmc的影响
