表面活性剂

1绪论1

1.1界面与表面1

1.2表面活性和表面活性剂1

1.3表面活性剂的结构特点2

1.3.1表面活性剂的结构2

1.3.2表面活性剂的亲水基2

1.3.3表面活性剂的亲油基4

1.4表面活性剂的分类4

1.5表面活性剂的未来发展9

2表面活性剂原料与中间体12

2.1天然动植物油脂13

2.2脂肪酸16

2.3脂肪酸甲酯18

2.4脂肪醇19

2.5α-烯烃及内烯烃21

2.6高碳脂肪胺24

2.7烷基苯26

2.8烷基酚27

2.9环氧乙烷29

2.10环氧丙烷31

3表面活性剂的合成32

3.1阴离子表面活性剂32

3.1.1羧酸盐型阴离子表面活性剂32

3.1.2磺酸盐型阴离子表面活性剂37

3.1.3硫酸酯盐型阴离子表面活性剂55

3.1.4磷酸酯盐型阴离子表面活性剂59

3.2阳离子表面活性剂61

3.2.1胺盐型阳离子表面活性剂63

3.2.2季铵盐型阳离子表面活性剂63

3.2.3杂环型阳离子表面活性剂64

3.2.4疏水基通过中间键与氮原子连接的阳离子表面活性剂67

3.2.5聚合型阳离子表面活性剂69

3.2.6盐型阳离子表面活性剂69

3.3两性离子表面活性剂69

3.3.1甜菜碱型两性离子表面活性剂71

3.3.2咪唑啉型两性离子表面活性剂75

3.3.3氨基酸型两性离子表面活性剂78

3.3.4卵磷脂两性离子表面活性剂79

3.3.5氧化胺型两性离子表面活性剂80

3.4非离子表面活性剂80

3.4.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂81

3.4.2多元醇型非离子表面活性剂88

3.4.3烷醇酰胺类非离子表面活性剂92

3.4.4烷基多苷(APG)94

3.5特种表面活性剂和功能性表面活性剂96

3.5.1含氟表面活性剂97

3.5.2含硅表面活性剂99

3.5.3生物表面活性剂101

3.5.4高分子表面活性剂108

3.5.5冠醚型表面活性剂113

3.5.6螯合型表面活性剂114

3.5.7反应型表面活性剂116

3.5.8双子表面活性剂117

3.5.9Bola型表面活性剂121

3.5.10环糊精及其衍生物121

4表面活性剂的溶液性质124

4.1表面活性剂的溶解度124

4.1.1离子型表面活性剂的临界溶解温度124

4.1.2非离子型表面活性剂的浊点126

4.1.3表面活性剂在非水溶剂中的溶解性128

4.2表面活性剂的界面性质129

4.2.1Gibbs吸附定理129

4.2.2表面活性剂在溶液界面上的吸附132

4.2.3降低表面张力的效率与效能135

4.2.4表面张力测定方法138

4.2.5单分子层的形成143

4.3表面活性剂在溶液中的状态146

4.3.1分子有序组合体146

4.3.2胶束的结构与性质148

4.3.3临界胶束浓度151

4.3.4胶束形成的热力学和热力学参数155

4.3.5反胶束156

4.3.6液晶158

4.3.7囊泡159

4.4表面活性剂溶液的电化学性质160

4.4.1界面电荷160

4.4.2双电层161

4.4.3动电位163

4.5混合表面活性剂溶液的性质164

4.5.1混合表面活性剂溶液的表面吸附164

4.5.2混合表面活性剂的胶束形成165

4.5.3表面活性剂混合溶液的协同效应166

4.6添加剂对表面活性剂溶液性质的影响171

4.6.1无机电解质172

4.6.2极性有机物174

4.6.3水溶性高分子化合物179

5表面活性剂的基本作用与应用183

5.1润湿作用184

5.1.1润湿184

5.1.2接触角和润湿方程184

5.1.3表面活性剂的润湿作用185

5.1.4润湿作用的应用186

5.2乳化作用193

5.2.1乳状液的物理性质194

5.2.2影响乳状液类型的因素195

5.2.3影响乳状液稳定性的因素196

5.2.4乳状液的不稳定性199

5.2.5乳化剂的选择200

5.2.6多重乳状液202

5.2.7微乳状液203

5.2.8乳化作用的应用204

5.3增溶作用217

5.3.1增溶机理217

5.3.2影响增溶作用的因素218

5.3.3增溶作用的应用219

5.4分散和凝聚作用220

5.4.1分散作用和分散剂221

5.4.2分散作用的应用224

5.4.3凝聚作用和凝聚剂228

5.4.4凝聚作用的应用229

5.5发泡与消泡作用230

5.5.1发泡作用230

5.5.2消泡作用233

5.5.3发泡与消泡作用的应用235

5.6洗涤去污作用235

5.6.1污垢236

5.6.2污垢的粘附237

5.6.3洗涤过程237

5.6.4洗涤去污原理238

5.6.5抗污垢再沉积240

5.6.6表面活性剂的结构与洗涤作用的关系240

5.6.7洗涤去污作用的应用241

5.7表面活性剂的其他作用247

5.7.1柔软平滑作用247

5.7.2抗静电作用250

5.7.3杀菌作用252

5.8分子有序组合体的功能及作用256

5.8.1模拟生物膜256

5.8.2胶束催化258

5.8.3模板功能260

5.8.4药物载体及释放功能262

5.8.5分离及萃取功能264

6表面活性剂的化学生态学与环境安全性265

6.1表面活性剂的生物降解性265

6.1.1表面活性剂的生物降解过程265

6.1.2表面活性剂的生物降解机理266

6.1.3常用的几种重要表面活性剂的生物降解过程268

6.1.4影响表面活性剂生物降解的因素271

6.1.5生物降解的定量测试方法及表征273

6.2表面活性剂的安全性及毒性277

6.2.1表面活性剂一般毒性试验278

6.2.2表面活性剂的溶血作用281

6.3表面活性剂对皮肤和黏膜的影响281

6.3.1表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性281

6.3.2表面活性剂分子结构对温和性的影响282

6.4表面活性剂的人体吸收和代谢283

6.4.1表面活性剂在体内通道的吸收和代谢283

6.4.2表面活性剂在体外通道的吸收和代谢286

6.5表面活性剂生命循环周期288

参考文献291

　　表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域，是重要的工业助剂之一，被誉为“工业味精”。在许多行业中，表面活性剂起着画龙点睛的作用，只要很少量即可显著地改善物质表面（界面）的物理化学性质，改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。要设计、合成和开发新型表面活性剂，或应用表面活性剂开发新型、经济、安全、高效的各种新产品，或改进传统生产工艺和提高产品质量，就必须了解和探索表面活性剂分子结构特点、各类表面活性剂的合成原理和方法、表面活性剂的基本性能和作用、表面活性剂结构与性能的关系、表面活性剂之间或表面活性剂与其他添加剂之间的复配规律以及表面活性剂的应用领域和应用原理等。为满足这一需要，并为从事表面活性剂开发、生产和应用的有关技术人员，特别是有志于从事这一工作的青年学者提供借鉴和参考，本书作者结合高等院校专业人才培养实际以及多年来的教学和科研工作实践，编著了本书。　　本书分6章，介绍了表面活性剂的主要亲油基原料的性能特点、合成方法和应用领域；各种表面活性剂的分子结构特点、合成原理、基本性能和基本应用；表面活性剂的溶解性、界面性质、胶束性质、电化学性质以及添加剂对表面活性剂溶液性质的影响；表面活性剂的润湿、乳化、增溶、分散、发泡、洗涤去污等基本作用原理和应用；表面活性剂的化学生态学、环境安全以及表面活性剂生命循环周期等。　　本书内容丰富，论述详细，兼具理论性和实用性，可供从事表面活性剂研究、开发、生产和管理的科研人员和工程技术人员阅读，也可作为高等院校专业教材和教学参考书。