表面活性剂化学复习题

单选1.没有外力的影响液体总是趋向于成为 A A.球体 B.正方体 C. 长方体 D. 四面体2. 在食品工业中表面活性剂用作乳化剂、分散剂和 C A.蒸煮剂 B.施胶剂 C.稳定剂 D.润湿剂3.对于表面活性剂溶液，临界胶束浓度越小，达到表面吸附饱和所需浓度A A.越低 B.越高 C.不能定性判断 D.可以定量判断4.亲油基相同，聚氧乙烯链越长，其亲水性 B A.越弱 B.越强 C.不变 D.无法预测5.表面活性剂浓度越大，形成的胶束 B A.越少 B.越多 C.越大 D.越小6.天然稳泡剂主要有明胶和 C A.蛋白胶 B.凝胶 C.皂素 D.硅胶7.粉状洗涤剂可分为民用洗涤剂和 C A.商用洗涤剂 B.军用洗涤剂 C.工业洗涤剂 D.农业洗涤剂8.只适用于测定离子表面活性剂临界胶束浓度的方法是B A.表面张力法 B.电导法 C.染料法 D.光散射法9. 在医药行业中表面活性剂用作杀菌剂、助悬剂和C A.蒸煮剂 B.施胶剂 C. 增溶剂 D. 柔软剂10.因溶质在表面发生正吸附而使溶液表面张力降低，这类物质被称为 B A. 非表面活性物质 B.表面活性物质 C. 活性溶剂 D.非活性溶剂11.非离子表面活性剂胶束聚集度大，导致增容作用强，并具有良好的乳化和A.润湿能力 B.吸附能力 C.稳定能力 D.去稳定能力12.亲水基相同，亲油基的链越长，亲油性A A.越大 B.越小 C.不发生变 D.发生突变13.增溶作用属于 C A.非热力学稳定体系 B.动力学稳定体系 C.热力学稳定体系 D.化学变化 14.破乳的方法有机械法，物理法和 D A. 实践法 B.生物法 C.理论法 D. 化学法15.通常人们习惯将润湿角大于90度的叫做B A.浸湿 B.润湿 C.乳化 D.不润湿16.泡沫是分散体系，气体是A A.分散相B.连续相 C.分散介质 D.均相17.存在等电点的电离平衡的表面活性剂是A A.两性离子表面活性剂 B.非离子表面活性剂 C. 阳离子D. 阴离子18.润湿过程主要分为三类，沾湿，浸湿和 D A.浸润 B.涂布 C. 扩展 D. 铺展19.在造纸中表面活性剂用作蒸煮剂、施胶剂、柔软剂和 D A.助悬剂 B.染色剂 C.润湿剂 D .消泡剂20.用于工业生产过程和设备保养、维护过程中使用的洗涤剂属于 A A.工业洗涤剂 B.设备洗涤剂 C.配方洗涤剂 D.民用洗涤剂21.一般而然，分子量越大，乳化性能力 A A.越好 B.越差 C.不发生变 D.无法判断 22.非离子表面活性剂在水中 D A.水解 B.不水解 C.电离 D. 不电离23.乙醇、丁醇和乙酸 C A.不属于表面活性物质 B.属于表面活性剂 C.属于表面活性物质 D.属于特种表面活性剂24.离子型表面活性剂，其水溶液临界胶束浓度随碳原子数的增加而B A.升高 B.降低 C.不变 D.不能确定25.增溶作用可使被增溶物的化学势降低，该过程是D A.与水溶助长作用相同 B.非自发进行的 C.与乳化相同 D.自发进行的26.破乳剂的种类主要包括阴离子型表面活性剂、和非离子型表面活性剂B A.负离子表面活性剂 B.阳离子表面活性剂 C.正离子表面活性剂D.两性离子表面活性剂27.浮选过程使用的浮选剂包含捕集剂、调整剂和 A A.起泡剂 B.消泡剂 C.乳化剂 D.破乳剂28.小气泡内的压力与大气泡内的压力相比A A.小气泡内的压力大于大气泡内的压力 B.小气泡内的压力小于大气泡内的压力C.小气泡内的压力等于大气泡内的压力 D.无法判断29.重购洗涤剂的主要成分一般选用阴离子表面活性剂和 C A.阳离子表面活性剂 B.两性离子表面活性剂 C.非离子表面活性剂 D.特种表面活性剂30.乳状液的类型包括水包油型，油包水型和 C A.园圈型 B.哑铃型 C.复合型 D.套圈型填空1.季铵盐分子中所含的杂环主要是吗啉环、哌嗪环、喹啉环、咪唑环和吡啶环。2.含硅表面活性剂的合成通常分两步，即硅疏水基中间体的合成及亲水基团的引入。3.固体粒子分散的最基本的条件是润湿。4.乳化是指形成乳状液的过程，乳状液的颜色与外观与体系中液滴的大小有关。5.温度高于浊点时，表面活性剂将发生分相，许多性质和效能均下降。6.分散剂是指用于使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的表面活性剂。7.表面活性剂可以有效地降低纤维物质的摩擦系数，是因为他们能再纤维表面形成疏水基向外的反向吸附，增大了彼此间的润滑性。8.溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团表面活性剂的是阴离子表面活性剂。9.阳离子表面活性剂可以将其分子的非极性部分吸附于高分子材料上。10.切削液的种类很多，其中应用最广的是O/W型乳状液。11.柔顺平滑的效果可以用静摩擦系数和动摩擦系数的差值来表示，差值越小， 柔顺平滑性越强。12.结构通式为季铵盐型阳离子表面活性剂。13.氨基酸、咪唑啉型两性表面活性剂均可作为有机缓蚀剂的成分，起到减缓金属腐蚀的作用。14.由于高分子表面活性剂在各种表面、界面上有很好的吸附作用因而具有较好的分散性、凝聚性和增容性。15.阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水集团的表面活性剂。16.两性表面活性剂具有良好的安全性，毒性低对皮肤和眼睛的刺激性也很小。17.烷基苯磺化生成苯磺酸进行后处理的两个过程主要包括分酸和中和。18.高分子表面活性剂最引人注目的是对分散体系的稳定作用。19.非离子表面活性剂的Krafft点越低，说明该表面活性剂的低温水溶性越好。20.烷基芳烃磺化的主要影响因素有温度、传质、磺化剂的用量。21.阳离子表面活性剂最突出的特点是具有消毒杀菌作用。22.广义两性表面活性剂是指同时具有阴离子、阳离子与非离子中 任意两种离子性质的物质。23.非离子表面活性剂在Krafft点温度下使用时不可能形成胶束。24.表面活性剂在切削液中主要起乳化作用。25.首次出现的合成表面活性剂是红油。26.固体微粒的分散和絮凝主要是通过表面活性剂来实现的。27.溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团表面活性剂的是阳离子表面活性剂。表面过剩：若自1cm 的溶液表面和内部各取一部分，其中溶剂的数目一样多，则表面部分的溶质比内部所多的摩尔数。相转变温度：是指在某一种特定的体系中，表面活性剂的亲水亲油性质达到平衡时的温度。分散作用：一般是指把一种物质分散剂于另一种物质中以形成分散剂体系的作用。固体微粒在液体介质中的分散过程:固体粒子的润湿，粒子团的分散和碎裂，分散体系的稳定。加和增效作用:把不同类型的表面活性剂人为地混合后， 得到的混合物其性能比原来 单一组分的性能更加优良，也就是通常所说的“1+12”的效果。负的加和增效作用:把不同类型的表面活性剂人为地混合后， 得到的混合物其性能比原来单一组分的性能差。亲水亲油平衡值：亲水亲油平衡值是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。表面: 液体或固体和气体的接触面。界面:液体与液体，固体与固体或液体的接触面。表面活性剂：在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用的精细化学品。表面活性剂分类：1.按离子类型分类：非离子型表面活性剂（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和离子型表面活性剂， 其中离子型表面活性剂又分为阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠），阳离子表面活性剂（如苄 基三甲基氯化铵）及两性表面活性剂（如十二烷基甜菜碱）。2.按亲水基结构分类：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯盐、氨基或胺基及其盐（伯、仲、叔、季）、鎓盐型（磷、砷、硫、碘化合物）、羟基、酰胺基、醚键等。3.按疏水基种类分类：直链烷基、支链烷基、烷基苯基、烷基萘基、松香衍生物、高分子质量聚氧丙烷基、长链全氟(或高氟代)烷基、聚硅氧烷基。4.按特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。5.其他分类：按溶解性分为水溶性和油溶性表面活性剂；按分子量分为低分子和高分子表面活性剂；按应用功能分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂。表面张力：垂直通过液面上任一单位长度与液面相切的收缩表面的力，称为表面张力。表面张力的测定方法:滴重法(从毛细管滴头滴下液体时，液滴大小与表面张力有关，溶液表面张力越大，则滴下的液滴也越大 =W/(2Rf)=Vg/(2Rf)，毛细管上升法(当毛细管插入液体时，管中的弯液面会上升或下降一定高度 =Rg(h+r/3)/2)，圆环法(把一圆环平置于液面上，测定将环拉离液面所需的最大力 =PF/(4R)，吊片法（将薄片如铂金片等悬于液面之上，使其刚好与液面接触，为维持此位置，所必须施加的力 =P/2(l+d)），最大气泡压力法（毛细管端与液面接触，然后在管内逐渐加压，直至一最大值时，管端突然吹出气泡后压力的最大值时，管端突然吹出气泡后压力下降，这个最大值是刚好克服毛细压力的最大压力=Pm/2R），滴外形法（利用液滴或气泡的形状与表面张力存在一定关系，测定平衡表面张力及表面张力随时间变化的关系）。水溶液的表面张力与浓度的关系：1.表面张力随溶液浓度的增加而稍有增大(无机盐、多羟基有机物)；2.表面张力随溶液浓度的增加而逐渐减小(极性有机物)；3.溶液的浓度较低时，表面张力急剧地降低，浓度到一定值后，表面张力几乎不变化(表面活性剂)。吸附现象：物质加入液体中后，它在液体表面层的浓度和液体内部的浓度存在差异，此现象称为吸附现象。吸附：固体表面未被反离子占据的部位与表面活性剂离子因电性作用而引起的离子对位吸附。离子交换吸附：在低浓度时，固体表面的反离子被同电荷符号的表面活性剂离子取代而引起的吸附。吸附量:单位表面上表面相超过体相的溶质量，有时也叫表面浓度或吸附量。正吸附作用：使表面层的浓度大于液体内部浓度的作用。负吸附作用：使表面层的浓度小于液体内部浓度的作用。表面活性：溶质在表面发生吸附而使溶液表面张力降低的性质。特劳贝规则：对低浓度直链烷基酸的水溶液，每增加一个亚甲基，表面张力降低值与溶液的浓度c的比值(/c)就增加为原来的3倍。胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能 量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子 内核的聚集体，称为反胶束。临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低， 但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或 离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发 生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。测定临界胶束浓度的方法:1.表面张力法：以表面活性剂溶液的表面张力对lgc作图得到-lgc曲线，曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。表面活性剂需提纯后方可进行测定。不受无机盐影响；极性物质有影响。2.电导法：作表面活性剂溶液的电导率或摩尔电导率对浓度或浓度平方根的关系曲线，曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。适宜于溶液中盐类浓度较低时测定。受无机盐影响。3.增溶作用法：当表面活性剂溶液的浓度超过一定值时，烃类或不溶性染料在该溶液中的溶解度急剧增加，这一浓度即为临界胶束浓度。4.染料法： 配制浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液，并向其中加入很少量的染料，呈现出增溶于胶束的颜色。然后用水稀释此溶液直至溶液颜色发生显著的变化，此时表面活性剂的浓度即为临界胶束浓度。一般要求染料离子与表面活性剂离子的电荷相反。5.光散射法：表面活性剂缔合成胶束时，溶液的散射光强度增加。作表面活性剂溶液的散射光强度对浓度的关系图，突变点处所对应的浓度即为临界胶束浓度。影响临界胶束浓度的因素:(1)内在因素:分子结构，包括疏水基团碳氢链的长度（对离子型表面活性剂，同系物每增加一个碳原子，cmc就下降为原来的一半左右；对非离子表面活性剂，同系物每增加两个碳原子，cmc就下降为原来的1/10左右）、碳氢链的分支(带有分支的大）、极性基团的位置（极性基团越靠近碳氢链的中间位置，cmc越大）、碳氢链上的取代基（极性基团数量增加，亲水性提高，cmc增大）、疏水链的性质（疏水基团的疏水性越强，cmc将会越小）以及亲水基团的种类（水溶液中，离子型表面活性剂的cmc远比非离子型表面活性剂的大）等。(2)外界因素：温度（离子型表面活性剂在Krafft点时的溶解度与其cmc相当，非离子型表面活性剂通常在其浊点以下使用）、外加无机盐和有机添加剂（添加无机盐，会使离子型表面活性剂的cmc降低，但对非离子型表面活性剂的cmc影响不大）等。克拉夫反应点：它是指 1%的表面活性剂溶液在加热时由浑浊忽然变澄清时相变的温度。 浊点：是指一定浓度的非离子表面活性活性剂溶液在加热过程中突然析出使溶液变浑浊的温度点。增溶作用：是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶 解度显著增加的作用。增溶量：向 100ml已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，溶液变浑浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量（mol）即为增溶量。被增溶物在胶束中的位置：（1）胶团内核；（2）离子型表面活性剂的胶团内 核/栅栏层；（3）非离子型表面活性剂的栅栏层；（4 ）胶团表面。 排列情况：增溶顺序的（3)(2)(1)(4)。影响增溶作用的因素：1）表面活性剂的化学结构 具有相同亲油基的表面活性剂，对于烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为： 非离子型阳离子型阴离子型。胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。 亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。 带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的溶解作 用减小，而对长链极性物增溶作用增加。 2）被增溶物的化学结构 脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增 大，带支链的饱和化合物与相应得直链异构体增溶量大致相同；烷烃的氢原子被羟基、氨基 等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度明显增加。 3）温度的影响 多数情况下，温度升高，增溶作用加大。 4）添加无机电解质的影响 在离子型表面活性剂中添加少量无机电解质，可增加烃类化合物的增溶程度，但却使极性有 机物的增溶程度减少。 5）有机添加剂的影响 向表面活性剂溶液中添加非极性化合物，提高了极性有机化合物的增溶程度；添加极性有机 化合物后，使非极性碳氢化合物增溶量增加。增溶了一种极性有机物后，会使表面活性剂对 另一种有机物的增溶程度降低。温度对增溶作用的影响:温度对增溶作用的影响，随表面活性剂类型和被增溶物结构的不同而不同。多数情况下，温度升高，增溶作用加大。对于离子型表面活性剂，升高温度一般会引起分子热运动的加剧，使胶束中能发生增溶的空间加大，对极性和非极性化合物的增溶程度增加。对于含有聚氧乙烯基的非离子表面活性剂，温度升高，聚氧乙烯基与分子之间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束容易生成，聚集数增加。特别是温度升至接近表面活性剂的浊点时，胶束聚集数急剧增加，对非极性碳氢化合物以及卤代烷烃等的增溶作用有很大提高。乳液：所谓乳化是指将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相溶的液体中，得到的分散体系称为乳液。乳化作用：是在一定条件下使互不混溶和两种液体形成有一定稳定性的液液分散体系的作用。乳状液类型鉴别的方法:稀释法，染料法，电导法，滤纸润湿法。影响乳状液类型的主要因素:相体积，乳化剂的分子结构和性质，乳化器的材质，两相的聚结速度。乳化剂选择原则：（1）良好的表面活性；（2）在界面上能形成稳定和紧密排列的凝聚膜；（3）油溶性乳化剂易得到W/O型乳状液，水溶性乳化剂易得到O/W型乳状液，两者混合使用有良好乳化效果；（4）能适当增大外相的黏度；（5）满足特殊要求，如食品和乳液药物要求无毒和有一定的药理性能等；（6）能用最小浓度和最低成本达到乳化效果，乳化工艺简单。化妆品以乳状液为主的原因:将油性原料与水性原料混合使用，在感觉和外观上优于单独使用油性原料；可以将互不混溶的原料配于同一配方中；可以调节对皮肤作用的成分；改变乳化状态，制成满足使用要求的制品；可使微量成分在皮肤上均匀涂敷。乳状液以乳滴粒径的分类：1粒径小于0.05m，此类乳液在外观色泽上表现为全透明；2粒径在0.050.1m 之间，外观色泽表现为半透明灰色；粒径在3 0.11.0m 之间，外观色泽表现为蓝乳白色； 4粒径在1.05.0m 之间，乳液外观色泽表现为乳白色。乳状液是热力学不稳定因素的原因：乳状液存在相当大的界面，从而就有一定的界面能，这样的的体系总是力图减小界面积 而使能量降低，最终乳状液破坏，两相分离。破乳剂：能够使乳状液破乳的表面活性剂被称为破乳剂。破乳剂的作用原理：a顶替作用：低表面张力和高表面活性的破乳剂容易吸附于油-水界面上，将原来的乳化剂从界面上顶替下来，降低界面膜的强度；b润湿作用：以润湿性能良好的润湿剂，改变固体粉末的亲水亲油性，使其从两相界面上进入水相或油相，降低乳状液的稳定性；c絮凝-聚结作用：以分子量较大的非离子表面活性剂引起细小的液滴絮凝、聚结；d破坏界面膜：破乳剂吸附于两相界面，使界面膜发生褶皱和变形，或因碰撞将界面膜击破。破乳剂的选择原则：（1）具有良好的表面活性，能将乳状液中乳化剂从界面上顶替下来。（2）破乳剂在油-水界面上形成的界面膜不可有牢固性，在外界条件作用下或液滴碰撞时易 破裂，从而液滴发生聚结。（3）离子型的乳化剂可使液滴带电面稳定，选用带反号电荷的离子型破乳剂可使液滴表面 电荷中和。（4）分子量大的非离子或高分子破乳剂溶解于连续相中可因桥连联用使液滴聚集，进而聚 结、分层和破乳。（5）固体粉末乳化剂稳定的乳状液可选择固体粉末良好的润湿剂作为破乳剂，以使粉末完全润湿进入油相或水相。聚集作用：分散剂粒子以任意方式或受任何因素的作用而结合在一起，形成有结构 或无特定结构的集团的作用。聚集作用的机理：（1）电性作用 在分散体系中加入无机电解质，其反离子将向粒子周围的扩散双电层中扩散，压缩双电层，从而降低粒子间的静电排斥作用，破坏分散体系的稳定性，从而发生 聚集作用。（2）桥梁作用 在高分子化合物浓度很低时，吸附于分散粒子上的聚合物长链可以同时吸附于其它表面上，这样就可将多个粒子通过聚合物分子连接起来，从而来发生聚集作用。絮凝作用：在体系中加入一定的电解质可能中和微粒表面的电荷，降低液体表面的扩散双电子层的厚度，降低表面电贺荷的电量，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态，形成疏松的纤维状结构，但振摇又重新分散均匀的作用叫絮凝作用。絮凝分子应具备的特点:(1)能够溶解在固体微粒的分散介质中。(2)在高分子的链节上应具有能与固液粒子间产生桥连的吸附基团。例如，阳离子型表面活性剂的季铵盐阳离子，阴离子表面活性剂的羧基、磺酸基等，以及非离子表面活性剂的氧基、羟基和酰胺基等。(3)絮凝剂大分子应具有线形结构，并有适合于分子伸展的条件。(4)分子链应有一定的长度，使其能将一部分吸附于颗粒上，而另一部分则深入溶液中，以便吸附另外的颗粒，产生桥连作用。(5)固液悬浮体的固体颗粒表面必须具有可供高分子絮凝剂架桥的部分。润湿：一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。润湿作用：指加入表面活性剂后，由于表面活性剂的双亲结构，可在界面处发生定向吸附，降低液体的表面张力，从而改变体系润湿性质的作用。润湿分类：沾湿（液体取代液-气界面和固-气界面上过程）、浸湿（固体浸入液体的过程固气表面为固液界面替代, 液体表面并无变化）、铺展（以固液界面取代固气界面同时，液体表面扩展的过程）。高能固体表面：与一般液体接触后，体系表面能将在很大程度上降低，应为一般液体润湿的表面，称为高能表面。低能固体表面：物体的表面能与液体不相上下，其表面被称作低能表面。表面活性剂在润湿过程中的作用：（1）改变固体表面性质。表面活性剂吸附于固体表面，形成定向排列的吸附层，达到改 变润湿性能的目的，由高能表面变为低能表面，或有低能表面变为高能表面。 （2）改变液体表面性质。在水中加入表面活性剂降低表面张力，使水在固体发生铺展， 提高液体的润湿能力。泡沫：气体分散于液体中的分散体系，气体是分散相，液体是分散介质。泡沫形成条件：气/液接触（气体是分散相，液体是分散介质，连续相）；发泡速度高于破泡速度，在水中加入少量的表面活性剂并充气即可得到稳定的泡沫。影像泡沫稳定性的因素：（1）表面张力（2）表面张力的自修复作用（3）气体的透过性（4）界面膜的性质 表面黏度 界面膜的弹性（5）表面电荷（6）表面活性剂的分子结构（7）其他。消泡剂：加入少量物质能使泡沫很快消失的物质。消泡方法：(1) 物理法：温度（液体蒸发或冻结）、急剧改变压力、离心分离、超声波振动及过滤。(2) 化学法：消泡剂。消泡机制：降低泡沫膜局部表面张力，破坏膜的弹性，降低液膜的粘度，疏水固体颗粒的消泡作用。疏水的固体颗粒（如二氧化硅）的消泡作用：将原来吸附于液膜表面的表面活性剂从液膜表面上拉下来进入液膜的水相，使液膜表面上的表面活性剂浓度下降。增加了泡沫的不稳定因素： 降低了液膜的表面粘度，致使液膜自修复能力变小，液膜透气性增加，加速了液膜的排液速度和气体扩散速度。消泡剂应该具备的性能： 能与泡沫表面接触的亲和能力； 能在泡沫上扩散和进入泡沫，并取代泡沫膜壁的性能； 不溶于介质中； 能在泡沫介质中分散的适宜颗粒作为消泡核心。液膜黏度对泡沫消除的影响:破坏界面膜弹性使液膜失去自修复作用，界面膜的弹性是保证泡沫稳定的重要因素，弹性越大，液膜具有越强的自修复能力，泡沫越稳定。在泡沫体系中加入聚氧乙烯聚硅氧烷等表面张力极低的消泡剂，消泡剂进入泡沫液膜后，会使此处液膜的表面张力降至极低而失去弹性。当此处的液膜收到外界的扰动或冲击拉长，液膜面积增加，消泡剂的浓度降低，引起液膜的表面张力上升时，液膜不能产生有效的弹性收缩力来使自身的表面张力和厚度恢复，从而因失去自修复作用而被破坏。泡沫破坏的机理：泡沫破裂的机理主要有泡沫液膜的排液和泡沫中气体的扩散两种情况：1泡沫液膜的排液：a.重力排液：在重力下液体沿液膜自上而下的流动，造成上层液膜变薄而破裂。 b.表面张力排液：密集的泡沫中气泡一般呈多面体型，泡沫间的压力小于气泡中的压力，导 致气泡液膜中的液体向泡沫间流动，导致气泡破裂。2泡沫中气体的扩散：气泡大小不均，小气泡内的压力大于大气泡的，气体存在由小气泡透过液膜向大气泡扩散的 趋势，一旦扩散小气泡越来越小最后消失。天然稳泡剂作用机理:天然稳泡剂主要有明胶和皂素。这类稳泡剂降低表面张力的作用不强，但能在泡沫的液膜表面形成高黏度和高弹性的界面膜，因此有很好的稳泡作用。明胶和皂素的分子存在范德华力，而且分子中有-COOH、-NH2H和-OH等。这些基团都有生成氢键的能力。因此，在泡沫体系中由于它们的存在，使表面膜的黏度和弹性得到提高，从而增强了表面膜的机械强度，起到稳泡的作用。表面活性剂的稳泡作用主要表现地方：1降低溶液的表面张力 ；2提高液膜粘度；3吸附膜的气体紧闭作用； 4表面张力修复作用； 5表面电荷作用。起泡作用在原油开采中的应用:泡沫钻井液，泡沫驱油剂，泡沫压裂液，泡沫冲沙洗井。起泡作用在泡沫灭火中的应用:泡沫灭火是表面活性剂起泡作用的另一个十分重要的应用。其基本原理是产生大量的泡沫，借助泡沫中所含的水分起到冷却的作用，或者在燃烧体的表面上覆盖一层泡沫层、胶束膜或凝胶层，使燃料体与可燃气体氧隔绝，从而起到灭火的目的。对于木材、棉等固体物质燃烧引起的火灾，主要是通过表面活性剂的渗透和润湿作用，使泡沫中的水易于深入燃烧体内部起到阻止燃烧的作用。对于油类等液体物质引起的火灾，则主要是通过表面活性剂加速油的乳化和凝胶化作用，以及泡沫在燃烧油表面的迅速铺展和隔离层的形成起到灭火的作用。阴离子表面活性剂：水中解离后，生成亲水性阴离子。特点：（1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点（2）一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差，容易生成沉淀或浑浊。 （3）抗硬水性能差。 分类：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型。应用：广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。阳离子表面活性剂：分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的表面活性剂。特点：在水溶液中呈现正电性，能形成携带正电荷的表面活性离子。 分类：胺盐型、季铵盐型、杂环型、鎓盐型。应用:消毒杀菌，腈纶均染，抗静电剂，矿物浮选剂，相转移催化剂，织物柔软剂。两性表面活性剂：是指在分子结构中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的两种或两种以上离子性质的表面活性剂。特点：（1）具有等电点 （2）几乎可以同所有其他类型的表面活性剂进行复配，一般都会产生加和增效作用 （3）具有较低的毒性，对皮肤眼睛刺激小 （4）具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性 （5）对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性 （6）具有良好的乳化性和分散性 （7）可以吸附在带点物质的表面，而不产生憎水薄层，有很好的润湿和发泡性 （8）具有一定的杀菌性和抑霉性 （9）有良好的生物降解性。分类:按照阴离子部分亲水基的种类，可以将两性表面活性剂分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型。按照整体化学结构，两性表面活性剂主要分为甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型和氧化胺型四类。应用:洗涤剂和香波组分；杀菌剂；纤维柔软剂；缩绒剂；抗静电剂；金属防锈剂；电镀助剂。非离子表面活性剂：在水溶液中不产生离子的表面活性剂。非离子表面活性剂在水中的溶度是由于分子中具有强亲水性的官能团，非离子表面活性剂在数量上仅次于阴离子表面活性剂，是一类大量使用的重要品种。特点：（1）稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响 （2）不易受 Mg2+、Ca2+的影响，在硬水中使用性能好 （3）不易受酸碱的影响 （4）与其他表面活性剂相容性好（5）在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能 （6）此类产品大部分呈液态和浆态，使用方便（7）存在浊点。分类:脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰醇胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、多元醇表面活性剂、聚醚和其他类型的表面活性剂。应用：特殊洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。影响非离子表面活性剂浊点的因素:（1）疏水基的种类 疏水基种类不同，即使环氧乙烷加成数目相同，表面活性剂的浊点也不相同。疏水基即亲油基的亲油性越大，所得表面活性剂的亲水性越低，浊点越低；反之，由亲油性小的疏水基构成的表面活性剂水溶性较大，其浊点较高。（2）疏水基碳链的长度 同族化合物或同类型亲油基中，疏水基越长，碳数越多，疏水性越强，相应的亲水性就越弱，则浊点降低。（3）亲水基的影响 聚氧乙烯以及其他一些类型的非离子表面活性剂的亲水基主要是聚氧乙烯链。当疏水基固定时，浊点随环氧乙烷加成数或聚氧乙烯链长的增加而升高，亲水性增强。（4）添加剂的影响 通常向非离子表面活性剂的溶液中添加非极性物质，浊点会升高，而添加芳香族化合物或极性物质时，浊点会下降；当加入NaOH等碱性物质时，会使浊点急剧下降。特殊表面活性剂的类型:特殊表面活性剂的类型包括：碳氟表面活性剂，含硅表面活性剂，高分子表面活性剂，冠醚型表面活性剂，反应型表面活性剂，生物表面活性剂。高分子表面活性剂的特点：(1)表面活性较弱，表面张力不易恒定 （2）具有较好的乳化能力，可用作稳泡剂，起泡力较低 （3）不具备在水溶液中形成胶束的性质 （4）具有较好的分散性、凝聚性和增溶性 （5）能够用作增稠剂 （6）渗透性较差，去污力较低，毒性较小 。应用：木质素磺酸钠、聚皂、由对烷基苯酚和甲醛制得的高分子表面活性剂系列、由丙烯晴 及丙烯酰胺制得的高分子表面活性剂系列。碳氟、硅、氧、烷表面活性剂的特点：（1）具有良好的耐热稳定性和化学稳定性 （2）具有较低的表面张力和较好的表面活性（3）合成方法与普通硅氧烷相似，比较简单 （4）可用于织物的防水、防污和防油整理，制造“三防”材料，而硅氧烷则不具有防油的 能力 （5）具有良好的消泡作用，可用作消泡剂。 应用：在塑料、橡胶、纺织、涂料、医药、食品、化妆品、石油、化工等部门得到广泛应用。生物表面活性剂：生物表面活性剂是细菌、酵母和真菌等生物代谢过程中产生的具有表面活性的化合物，其疏水基多为羟基、磷酸酯基及多羟基。表面活性剂的生物降解性：表面活性剂的生物降解性 是指含碳有机化合物在微生物作用下转化为可供细胞代谢使用的碳源，分解成二氧化碳和水的现象。影响表面张力大小的因素：1表面活性剂的结构； a、疏水基：在各种疏水基中，碳氟链，硅氧链和碳氢链型的表面活性剂的 pC20 是逐个减 小的；碳氢链中，碳链越长， pC20 值越大，直链的 pC20 比含支链的同分异构体更大。 b、亲水基：含相同疏水基的表面活剂中，亲水基的亲水性越弱 pC20 越大，所以非离子表 面活性剂的 pC20 最大，其次为两性离子表面活性剂，最小的一般为离子型表面活性剂。 对于离子型来说，离子头的有效电荷越小， pC20 越大。 2.电解质；加入电解质使离子型表面活性剂的离子氛半径被压缩，亲水性下降，表面活性增加， pC20 随之增加。 3水结构调节剂：a、水促进剂；降低表面活性剂的亲水基的水化度，从而提高表面活性，吸附效率 pC20 增 大； b、水结构破坏剂；表面活性降低， pC20 减小。 4温度：a、离子型包括两性离子型表面活性剂的吸附效率pC20 随温度升高而下降；b、非离子型表面活性剂在 1040范围内， pC20 随温度升高而增加。表面活性剂分子的结构特点及亲水亲油基的组成：表面活性剂由两部分构成：a.疏水基团，由疏水亲油的非极性碳氢链、硅烷基、硅氧 烷基、或碳氟链构成; b.亲水基团，由亲水疏油的极性基团构成。亲油基的种类:氟代烃基，硅氧烃基，脂肪族烃基，芳香族烃基，脂肪基芳香烃基，环烷烃，含弱亲水基的亲油基。胶束的催化作用:表面活性剂胶束的直径通常为3-5nm，其大小、结构和性质与含酶球状蛋白相似，因此具有与酶类似的催化作用，合理选择表面活性剂可以使化学反应速率显著提高。多数实验结果表明，阳离子表面活性剂胶束能够增加亲核阴离子与未带电基质的反应速率，阴离子胶束则会使此类反应速率降低，而非离子和两性离子胶束对该反应速率的作用效果很小。离子型表面活性剂胶束的结构：对于离子型表面活性剂， 胶束外壳由粗糙不平的表面和一部分的反离子，还包括扩散 的双电子层，内核由非极性的碳氢链和渗透入的渗透水组成。非离子型表面活性剂胶束的结构：对于非离子型表面活性剂，胶束的外壳是一层相当厚的、柔顺的聚氧乙烯层，还包括大 量以乙醚相结合的水分子。胶团内核由碳氢链组成类似液态烃的内核；没有扩散双电层。影响表面吸附的物理化学因素：（1）表面活性剂亲水基：亲水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。 （2）疏水基：疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。 （3）同系物：一般规律是随碳链增长，饱和吸附量有所增加，但疏水链过长往往得到相反 的效果。 （4）温度：饱和吸附量随温度升高而减少。但对非离子表面活性剂，在低浓度时吸附剂量 往往随温度上升而增加。 （5）无机电解质：对离子表面活性剂，加入无机电解质对吸附有明显的增强作用。表面活性剂在气-液、液-液界面上的吸附层结构：表面活性剂分子在浓度较低时零散地分布在液体表面，随着浓度的不断增加，分子疏松的定向排列在表面，当浓度接近 cmc 时，表面活性剂分子紧密地定向排列在液体表面形成一层致密的单分子界面膜，并在内部开始形成胶束。影响表面活性剂在固-液界面吸附的因素：a表面活性剂的性质： 如果是离子型表面活性剂，亲水基带有电荷，易于与其带电符号相反的固体表面吸附; 其它表面活性剂，随着表面活性剂碳原子量的增加，吸附量增加，若为聚氧乙烯基型非离子 表面活性剂，聚氧乙烯基数目越大吸附量越小。 b介质 pH 值的影响： 当介质 pH 值大于等电点时固体表面上带负电荷，易于吸附带正电的物质；当介质 pH 值 小于等电点时表面正电，易于吸附带负电的物质； 介质 pH 值与等电点差别越大，固体表面电荷密度越大，越易吸附。 c固体表面的性质 ：带电固体表面总是易于吸附带反号电荷的离子型表面活性剂。 d温度的影响 ：随温度的升高，离子型表面活性剂吸附量增大，非离子型表面活性剂吸附量减小。 e无机电解质的影响 ：无机电解质的加入常能增加离子型表面活性剂的吸附量，对非离子型表面活性剂影响不大。表面活性剂在固-液界面吸附的吸附机制：吸附过程可分为两个阶段：（1）表面活性剂浓度小于 cmc，则形成单分子吸附层;表面活性剂浓度大于 cmc 时形成双分 子吸附剂层，这将导致吸附量急剧增加。 （2）吸附的一般机制 A. 离子交换吸附引起的吸附。 B. 离子配对吸附吸附。 C. 形成氢键面引起的吸附 D. 电子极化引起的吸附剂 引起吸附。 E. 色散力引起的吸附 F. 疏水作用引起的吸附 固体表面与表面活性剂间因为 van der Waals 色散力而引起的吸附。 表面活性剂的疏水基间相互作用使它们逃离水的趋势，使得达到固体表面和表面活性剂的某些基团间形成氢键而导致的吸附。 表面活性剂分子中富电子芳环与固体表面强正电位间的作用而 固体表面未被反离子占据的部位与表面活性剂离子因电性作用而引起的 在低浓度时，固体表面的反离子被同电荷符号的表面活性剂离子取代而一定浓度后它们相互缔合而吸附。表面活性剂在固体油污去除过程中的作用：表面活性剂在固体油污及固体表面上的吸附而使二者分离。在洗涤过程中，首先对污垢 点及表面润湿，在固体界面形成电层，使油污粘附强度减弱。表面活性剂在液体油污去除过程中的作用：（1）洗涤液润湿表面。（2）油污的去除，即润湿了表面的洗涤液如何把油污顶替下来。液体油污的去除，通过卷缩机理实现。表面活性剂在分散过程中的主要作用（1）降低液体介质的表面张力、固液介面张力、和液体在固体上的接触角。（2）离子型表面活性剂在某些固体粒子上的吸附可增加粒子表面电势，提高粒子间的静电 排斥作用，利于分散体系的稳定。（3）在固体粒子表面上亲液基团朝向液相的表面活性剂定向吸附层的形成利于提高疏液分 散体系粒子的亲液性，有时也可以形成吸附溶剂化层。（4）长链表面活性剂和聚合物大分子在粒子表面吸附形成厚吸附层起到空间稳定作用。（5）表面活性剂在固体表面结构缺陷上的吸附不仅可降低界面能，而且能在表面上形成机 械屏障，有利于固体研磨分散。表面活性剂在洗涤过程中的作用：（1） 降低水的表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性，从而除去固体表面的污垢。 （2）是对油污的分散和悬浮作用，也就是使已经从固体表面脱落的污垢能很好的分散和 悬浮在洗涤介质中，不再沉积在固体表面。烷烃常用的磺化方法:氧磺化法；氯磺化法；置换磺化法；加成磺化法。芳烃磺化的方法:过量硫酸磺化法；共沸去水磺化法；三氧化硫磺化法；氯磺酸磺化法；芳伯胺磺化法。降解。N-十二烷基-氨基丙酸的溶解度和泡沫量随pH值得变化规律:（1）该表面活性剂等电点时溶液的PH值约为4，在等电点时，由于活性剂以内盐形式在，其溶解度及泡沫量均最低。（2）当介质的PH值大于4，即高于等电点时，呈现阴离子表面活性剂的特征，发泡快，泡沫丰富而且松大，溶解度迅速增加。（3）当介质的PH值小于4，即低于等电点时，呈现阳离子表面活性剂的特征，泡沫量和溶解度也较高。合成题1. 由长链烷烃和苯合成壬基酚聚氧乙烯醚：2. 氯乙酸钠法合成羧酸甜菜碱：3.以氯化苄为原料合成新洁尔灭：