表面活性劑

前言

第一版前言 表面活性劑已廣泛應(yīng)用于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及高新技術(shù)領(lǐng)域，是重要的工業(yè)助劑之一，被譽(yù)為“工業(yè)味精”。在許多行業(yè)中，表面活性劑起著畫龍點(diǎn)睛的作用，只要很少量即可顯著地改善物質(zhì)表面（界面）的物理化學(xué)性質(zhì)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝、降低消耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量。 要設(shè)計(jì)、合成和開(kāi)發(fā)新型表面活性劑，或應(yīng)用表面活性劑開(kāi)發(fā)新型、經(jīng)濟(jì)、安全、高效的各種新產(chǎn)品，或改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量，就必須了解和探索表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、各類表面活性劑的合成原理和方法、表面活性劑的基本性能和作用、表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、表面活性劑之間或表面活性劑與其他添加劑之間的復(fù)配規(guī)律以及表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用原理。為滿足這一需要，并為從事表面活性劑開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的有關(guān)技術(shù)人員，特別是有志于從事這一工作的青年學(xué)者提供借鑒和參考，本書(shū)作者結(jié)合高院校專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)際以及多年來(lái)的教學(xué)和科研工作實(shí)踐，編著了《表面活性劑——合成?性能?應(yīng)用》一書(shū)。 全書(shū)共分6章。第1章介紹了表面活性和表面活性劑的概念，表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類，表面活性劑的發(fā)展；第2章，表面活性劑的原料，介紹了合成表面活性劑所需主要親油基原料的性能特點(diǎn)、合成方法和應(yīng)用領(lǐng)域；第3章，表面活性劑的合成，介紹了各種表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、合成原理、基本性能和基本應(yīng)用；第4章，表面活性劑的溶液性質(zhì)，介紹了表面活性劑的溶解性、界面性質(zhì)、膠束性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)以及添加劑對(duì)表面活性劑溶液性質(zhì)的影響；第5章，表面活性劑的基本作用與應(yīng)用，介紹了表面活性劑的潤(rùn)濕、乳化、增溶、分散、發(fā)泡、洗滌去污基本作用原理和應(yīng)用；第6章，表面活性劑的化學(xué)生態(tài)學(xué)，介紹了表面活性劑的化學(xué)生態(tài)學(xué)、環(huán)境安全性以及表面活性劑生命循環(huán)周期。 本書(shū)主編為王培義（鄭州輕工業(yè)學(xué)院）、徐寶財(cái)（北京工商大學(xué)）、王軍（鄭州輕工業(yè)學(xué)院），參加本書(shū)編寫工作的還有張春霞（鄭州輕工業(yè)學(xué)院）、韓富（北京工商大學(xué)）、許培援（鄭州輕工業(yè)學(xué)院）、閆銓釗（鄭州輕工業(yè)學(xué)院），全書(shū)由王培義統(tǒng)編定稿。 本書(shū)在編寫過(guò)程中曾參考了有關(guān)文獻(xiàn)資料，均列在書(shū)末的參考文獻(xiàn)中，在此編者對(duì)各參考文獻(xiàn)的作者表示感謝！ 本書(shū)內(nèi)容涉及面廣，限于水平，書(shū)中錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)專家、讀者批評(píng)指正。 作者 2007年5月   再版前言 本書(shū)自2007年出版以來(lái)，發(fā)行總數(shù)已逾6400冊(cè)，作為專業(yè)書(shū)，這個(gè)數(shù)字說(shuō)明該書(shū)深受讀者歡迎，并被一些高校選作教材。 近幾年來(lái)，表面活性劑工業(yè)得到了飛速發(fā)展，目前全世界表面活性劑有6000多種，年產(chǎn)量已超過(guò)14×107噸，中國(guó)表面活性劑產(chǎn)量也已達(dá)到127×104噸，其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。為適應(yīng)表面活性劑工業(yè)這一高速發(fā)展的需要，許多高校開(kāi)設(shè)了表面活性劑課程，科學(xué)研究方面也方興未艾，形勢(shì)喜人。 為更好地滿足表面活性劑工業(yè)發(fā)展和讀者的需要，編者對(duì)《表面活性劑——合成?性能?應(yīng)用》一書(shū)進(jìn)行了修訂。在修訂過(guò)程中，原著結(jié)構(gòu)和內(nèi)容未做變動(dòng)，主要是修改那些有變化、有發(fā)展和原著不貼切的內(nèi)容。 在這次修訂工作中，化學(xué)工業(yè)出版社的不少同志為圖書(shū)出版及相關(guān)事宜做了許多工作，一些讀者也給予了幫助，在此表示感謝。 《表面活性劑——合成?性能?應(yīng)用》一書(shū)出版后，承蒙讀者關(guān)心和愛(ài)護(hù)，不少讀者來(lái)信或來(lái)電指出不足或咨詢問(wèn)題，在此表示衷心感謝，并希望對(duì)第2版繼續(xù)給予關(guān)心、提出寶貴意見(jiàn)，以便不斷修訂完善。 鄭州輕工業(yè)學(xué)院王培義2012年2月

內(nèi)容概要

本書(shū)分6章，介紹了表面活性劑的主要親油基原料的性能特點(diǎn)、合成方法和應(yīng)用領(lǐng)域；各種表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、合成原理、基本性能和基本應(yīng)用；表面活性劑的溶解性、界面性質(zhì)、膠束性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)以及添加劑對(duì)表面活性劑溶液性質(zhì)的影響；表面活性劑的潤(rùn)濕、乳化、增溶、分散、發(fā)泡、洗滌去污等基本作用原理和應(yīng)用；表面活性劑的化學(xué)生態(tài)學(xué)、環(huán)境安全以及表面活性劑生命循環(huán)周期等。
本書(shū)內(nèi)容豐富，論述詳細(xì)，兼具理論性和實(shí)用性，可供從事表面活性劑研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和管理的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校專業(yè)教材和教學(xué)參考書(shū)。
讀者對(duì)象:
本書(shū)內(nèi)容豐富，論述詳細(xì)，兼具理論性和實(shí)用性，可供從事表面活性劑研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和管理的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校專業(yè)教材和教學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

1緒論1
1?1界面與表面1
1?2表面活性和表面活性劑1
1?3表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2
1?3?1表面活性劑的結(jié)構(gòu)2
1?3?2表面活性劑的親水基2
1?3?3表面活性劑的親油基4
1?4表面活性劑的分類4
1?5表面活性劑的未來(lái)發(fā)展9
2表面活性劑原料與中間體12
2?1天然動(dòng)植物油脂13
2?2脂肪酸16
2?3脂肪酸甲酯18
2?4脂肪醇19
2?5α?烯烴及內(nèi)烯烴21
2?6高碳脂肪胺24
2?7烷基苯26
2?8烷基酚27
2?9環(huán)氧乙烷29
2?10環(huán)氧丙烷31
3表面活性劑的合成32
3?1陰離子表面活性劑32
3?1?1羧酸鹽型陰離子表面活性劑32
3?1?2磺酸鹽型陰離子表面活性劑37
3?1?3硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑55
3?1?4磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑59
3?2陽(yáng)離子表面活性劑61
3?2?1胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑63
3?2?2季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑63
3?2?3雜環(huán)型陽(yáng)離子表面活性劑64
3?2?4疏水基通過(guò)中間鍵與氮原子連接的陽(yáng)離子表面活性劑67
3?2?5聚合型陽(yáng)離子表面活性劑69
3?2?6鹽型陽(yáng)離子表面活性劑69
3?3兩性離子表面活性劑69
3?3?1甜菜堿型兩性離子表面活性劑71
3?3?2咪唑啉型兩性離子表面活性劑75
3?3?3氨基酸型兩性離子表面活性劑78
3?3?4卵磷脂兩性離子表面活性劑79
3?3?5氧化胺型兩性離子表面活性劑80
3?4非離子表面活性劑80
3?4?1聚氧乙烯型非離子表面活性劑81
3?4?2多元醇型非離子表面活性劑88
3?4?3烷醇酰胺類非離子表面活性劑92
3?4?4烷基多苷(APG)94
3?5特種表面活性劑和功能性表面活性劑96
3?5?1含氟表面活性劑97
3?5?2含硅表面活性劑99
3?5?3生物表面活性劑101
3?5?4高分子表面活性劑108
3?5?5冠醚型表面活性劑113
3?5?6螯合型表面活性劑114
3?5?7反應(yīng)型表面活性劑116
3?5?8雙子表面活性劑117
3?5?9Bola型表面活性劑121
3?5?10環(huán)糊精及其衍生物121
4表面活性劑的溶液性質(zhì)124
4?1表面活性劑的溶解度124
4?1?1離子型表面活性劑的臨界溶解溫度124
4?1?2非離子型表面活性劑的濁點(diǎn)126
4?1?3表面活性劑在非水溶劑中的溶解性128
4?2表面活性劑的界面性質(zhì)129
4?2?1Gibbs吸附定理129
4?2?2表面活性劑在溶液界面上的吸附132
4?2?3降低表面張力的效率與效能135
4?2?4表面張力測(cè)定方法138
4?2?5單分子層的形成143
4?3表面活性劑在溶液中的狀態(tài)146
4?3?1分子有序組合體146
4?3?2膠束的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)148
4?3?3臨界膠束濃度151
4?3?4膠束形成的熱力學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)155
4?3?5反膠束156
4?3?6液晶158
4?3?7囊泡159
4?4表面活性劑溶液的電化學(xué)性質(zhì)160
4?4?1界面電荷160
4?4?2雙電層161
4?4?3動(dòng)電位163
4?5混合表面活性劑溶液的性質(zhì)164
4?5?1混合表面活性劑溶液的表面吸附164
4?5?2混合表面活性劑的膠束形成165
4?5?3表面活性劑混合溶液的協(xié)同效應(yīng)166
4?6添加劑對(duì)表面活性劑溶液性質(zhì)的影響171
4?6?1無(wú)機(jī)電解質(zhì)172
4?6?2極性有機(jī)物174
4?6?3水溶性高分子化合物179
5表面活性劑的基本作用與應(yīng)用183
5?1潤(rùn)濕作用184
5?1?1潤(rùn)濕184
5?1?2接觸角和潤(rùn)濕方程184
5?1?3表面活性劑的潤(rùn)濕作用185
5?1?4潤(rùn)濕作用的應(yīng)用186
5?2乳化作用193
5?2?1乳狀液的物理性質(zhì)194
5?2?2影響乳狀液類型的因素195
5?2?3影響乳狀液穩(wěn)定性的因素196
5?2?4乳狀液的不穩(wěn)定性199
5?2?5乳化劑的選擇200
5?2?6多重乳狀液202
5?2?7微乳狀液203
5?2?8乳化作用的應(yīng)用204
5?3增溶作用217
5?3?1增溶機(jī)理217
5?3?2影響增溶作用的因素218
5?3?3增溶作用的應(yīng)用219
5?4分散和凝聚作用220
5?4?1分散作用和分散劑221
5?4?2分散作用的應(yīng)用224
5?4?3凝聚作用和凝聚劑228
5?4?4凝聚作用的應(yīng)用229
5?5發(fā)泡與消泡作用230
5?5?1發(fā)泡作用230
5?5?2消泡作用233
5?5?3發(fā)泡與消泡作用的應(yīng)用235
5?6洗滌去污作用235
5?6?1污垢236
5?6?2污垢的黏附237
5?6?3洗滌過(guò)程237
5?6?4洗滌去污原理238
5?6?5抗污垢再沉積240
5?6?6表面活性劑的結(jié)構(gòu)與洗滌作用的關(guān)系240
5?6?7洗滌去污作用的應(yīng)用241
5?7表面活性劑的其他作用247
5?7?1柔軟平滑作用247
5?7?2抗靜電作用250
5?7?3殺菌作用252
5?8分子有序組合體的功能及作用256
5?8?1模擬生物膜256
5?8?2膠束催化258
5?8?3模板功能260
5?8?4藥物載體及釋放功能262
5?8?5分離及萃取功能264
6表面活性劑的化學(xué)生態(tài)學(xué)與環(huán)境安全性265
6?1表面活性劑的生物降解性265
6?1?1表面活性劑的生物降解過(guò)程265
6?1?2表面活性劑的生物降解機(jī)理266
6?1?3常用的幾種重要表面活性劑的生物降解過(guò)程268
6?1?4影響表面活性劑生物降解的因素271
6?1?5生物降解的定量測(cè)試方法及表征273
6?2表面活性劑的安全性及毒性277
6?2?1表面活性劑一般毒性試驗(yàn)278
6?2?2表面活性劑的溶血作用281
6?3表面活性劑對(duì)皮膚和黏膜的影響281
6?3?1表面活性劑對(duì)皮膚和黏膜的刺激性281
6?3?2表面活性劑分子結(jié)構(gòu)對(duì)溫和性的影響282
6?4表面活性劑的人體吸收和代謝283
6?4?1表面活性劑在體內(nèi)通道的吸收和代謝283
6?4?2表面活性劑在體外通道的吸收和代謝286
6?5表面活性劑生命循環(huán)周期288
參考文獻(xiàn)291

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1．1 界面與表面 界面是指兩相之間的極薄的邊界層，或指物質(zhì)相與相之間的分界面（interface）。如油和水?；ゲ幌嗳埽退煸谝黄鸱譃閮蓪?，其中間的分界面即油水界面。嚴(yán)格地講，界面不是一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何面，界面有一定的厚度，約為幾個(gè)分子厚。界面的性質(zhì)與相鄰的兩個(gè)體相的性質(zhì)不同，是由相鄰的兩個(gè)體相的性質(zhì)決定的。 按氣、液、固三種聚集狀態(tài)或三相的組合方式，可將宏觀界面分成如下五種類型：固—?dú)饨缑?；固—液界面；固—固界面；液—?dú)饨缑?；液—液界面。氣體與氣體可以完全混合，所以氣體間不存在界面。習(xí)慣上又將固—?dú)饧耙骸獨(dú)饨缑娼凶龉腆w及液體的表面，因此表面（sur—face）可以定義為有一相為氣相的界面。氣體與液體間的界面是各類界面中最簡(jiǎn)單的一類，它的化學(xué)組成最簡(jiǎn)單，而且具有物理和化學(xué)的均勻性。 液—液界面是兩種不相混溶的液體相接觸而形成的物理界面。液—液界面可以由不同途徑形成，包括粘附、鋪展和分散。粘附是指兩種液體進(jìn)行接觸，各失去自己的氣液界面形成液—液界面的過(guò)程。鋪展是指一種液體在第二種液體上展開(kāi)，使后者原有的氣—液界面被兩者間的液—液界面取代，同時(shí)還形成相應(yīng)的第一種液體的氣—液界面的過(guò)程。分散則是一種大塊的液體變成為小滴的形式存在于另一種液體之中的過(guò)程，從體系的界面結(jié)構(gòu)來(lái)看，這時(shí)只有液—液界面形成。 1．2 表面活性和表面活性劑 純液體表面上的分子比內(nèi)部分子具有更高的能量，所以就有盡可能減少表面積，使能量降低的趨勢(shì)。灑在地面上的水銀及荷葉上的水滴都呈球形，便是這個(gè)緣故。說(shuō)明一般液體的表面都存在著收縮力，在官的作用下。水滴有使表面積變得最小即成球狀的趨勢(shì)。 若把液體做成液膜，如圖1—1所示，可以發(fā)現(xiàn)該液膜有自動(dòng)收縮的趨勢(shì)，這種收縮表面的力叫表面張力。其物理意義為：沿著與表面相切的方向，垂直通過(guò)液體表面上任一單位長(zhǎng)度收縮表面的力，通常叫表面張力，其單位用mN／m表示。 從功的角度，表面張力可理解為液體表面增加單位面積時(shí)，外界對(duì)體系所做的可逆表面功；如從能的角度，則為增加單位表面積時(shí)，液體表面自由能的增加值，單位為J／m2。 液體的表面張力是其基本物理性質(zhì)之一。任何液體，在一定條件下均有一定的表面張力，如在20℃下，水的表面張力為72．75mN／m，液體石蠟為33．1mN／m，乙醚為17．1mN／m。溶液與純液體不同，它含有溶劑和溶質(zhì)兩種不同的分子。將各種物質(zhì)分別溶解于水中，測(cè)定不同濃度下水溶液的表面張力，結(jié)果如圖1—2所示。

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