表面活性剂、胶体与界面化学基础PDF电子书下载

第1章 表面张力及相关的界面现象 1

1.1表面张力 1

1.1.1范德华引力和表面张力 2

1.1.2表面张力的热力学本质——表面过剩自由能 2

1.1.3影响表面张力的因素 4

1.2与表面张力相关的表面现象 6

1.2.1弯曲液面两侧压力差与Laplace方程 6

1.2.2毛细上升与下降现象 7

1.2.3液滴的形状 8

1.2.4弯曲液面上的饱和蒸汽压与Kelvin方程 9

1.2.5润湿、接触角与Young方程 11

1.3界面张力 13

1.3.1界面张力与表面张力的相关性 13

1.3.2表（界）面张力的测定 15

第2章 自溶液的吸附 20

2.1表面过剩和Gibbs吸附等温式 20

2.1.1溶液的表面张力 20

2.1.2 Gibbs划分面和表面过剩 21

2.1.3界面热力学和Gibbs吸附等温式 22

2.1.4 Gibbs相对过剩和界面相绝对浓度 23

2.1.5多组分体系中的表面过剩和Gibbs吸附等温式 26

2.2固/液界面上的吸附 30

2.2.1固/液吸附的机理 30

2.2.2吸附量、表观吸附量、Gibbs表面过剩和界面相绝对浓度 31

2.2.3固/液吸附等温线 33

2.2.4常见的固/液吸附 35

2.3吸附对固体表面性质的影响及其应用 38

第3章 双电层 40

3.1双电层理论 40

3.1.1 Helmholtz双电层理论 40

3.1.2 Gouy-Chapman扩散双电层理论 41

3.1.3 Stern双电层模型 47

3.2电泳与ζ电势 48

3.2.1电场中离子的运动速度 48

3.2.2胶体质点的ζ电势 48

3.3双电层的排斥作用 52

3.3.1两个平行平面间的排斥作用 52

3.3.2两个球形质点间的排斥作用 55

第4章 吸附和铺展单分子层 56

4.1吸附单分子层 56

4.1.1 Langmuir单分子层吸附理论 56

4.1.2吸附单分子层的状态方程 57

4.2铺展单分子层 61

4.2.1铺展单分子层和Langmuir膜天平 61

4.2.2铺展单分子层的状态和状态方程 62

4.2.3表面活性物质的不溶膜 65

4.2.4铺展单分子层和LB膜 66

4.2.5铺展单层的一些应用 67

第5章 单一表面活性剂稀溶液的表面性质 69

5.1表面活性剂的分子结构特征和分类 69

5.1.1表面活性剂的分子结构特征 69

5.1.2表面活性剂的分类 70

5.1.3特殊表面活性剂 71

5.2表面活性剂的溶解特性 72

5.2.1离子型表面活性剂的临界溶解温度（Krafft point） 72

5.2.2非离子型表面活性剂的浊点（Cloud point） 73

5.2.3影响表面活性剂水溶性的主要因素 73

5.2.4表面活性剂的亲水亲油平衡 74

5.3单一表面活性剂稀溶液的表面性质 75

5.3.1表面活性剂在表面相的化学位和Butler方程 75

5.3.2 Szyszkowski， Langmuir和Frumkin方程 76

5.3.3表面活性剂降低表面张力的效率和效能 80

5.3.4对有关Gibbs公式的几个问题的讨论 82

第6章 溶液中的自组装 86

6.1胶束化和临界胶束浓度 86

6.1.1临界胶束浓度的定义和测定 86

6.1.2临界胶束浓度与表面活性剂分子结构的相关性 89

6.1.3影响临界胶束浓度的其他因素 91

6.2自组装热力学 94

6.2.1自组装的热力学一般原理 94

6.2.2表面活性剂的胶束化热力学 97

6.2.3胶束化自由能的组成 99

6.2.4最佳胶束聚集数 101

6.2.5胶束的形状 102

6.2.6胶束形成的热效应 105

6.3增溶作用 107

6.3.1增溶作用的热力学基础 107

6.3.2增溶物在胶束中的位置 108

6.3.3影响增溶作用的因素 108

6.3.4增溶作用的应用 109

6.4反胶束 110

6.4.1反胶束的形成、结构和推动力 110

6.4.2影响反胶束形成的因素 111

6.4.3水的增溶 113

6.5双亲性高分子（嵌段共聚物）的自组装 113

6.5.1嵌段共聚物的胶束化方法 114

6.5.2嵌段共聚物的临界胶束浓度 115

6.5.3嵌段共聚物的胶束化热力学 115

6.5.4嵌段共聚物胶束的形态 117

6.5.5影响嵌段共聚物聚集体形态的因素 118

6.5.6形态转变动力学 121

第7章 多组分体系中的相互作用和协同效应 123

7.1二元理想混合表面活性剂体系的基本规律 123

7.2非理想二元表面活性剂混合体系的相互作用和协同效应 126

7.2.1非理想混合体系的协同效应 127

7.2.2非理想混合胶束理论 127

7.2.3非理想混合吸附理论 131

7.2.4产生协同效应的条件 133

7.2.5影响表面活性剂分子间相互作用的因素 135

7.2.6分子间相互作用与其他协同效应 136

7.3无机电解质对表面活性剂性能的影响 139

7.3.1无机电解质对离子型表面活性剂降低表面张力的影响 139

7.3.2无机电解质对离子型表面活性剂cmc的影响 140

7.3.3无机电解质对非离子表面活性剂性能的影响 140

7.4极性有机物对表面活性剂性能的影响 141

7.4.1长链脂肪醇的影响 141

7.4.2强水溶液极性有机物的影响 142

7.4.3短链醇的影响 143

7.5表面活性剂聚合物相互作用 143

7.5.1表面活性剂中性水溶性聚合物相互作用的一些实验结果 144

7.5.2相互作用模型 147

7.5.3表面活性剂聚合物相互作用的推动力 149

7.5.4表面活性剂聚合物复合物结构 149

7.5.5表面活性剂疏水改性聚合物相互作用 149

7.5.6表面活性剂聚电解质相互作用 150

第8章 润湿 152

8.1接触角和Young方程 152

8.1.1接触角的定义和Young方程 152

8.1.2接触角滞后和表面粗糙度 154

8.1.3动态接触角 154

8.1.4接触角的测定 155

8.2固体表面的润湿性 156

8.2.1高能表面和低能表面 156

8.2.2润湿的临界表面张力 157

8.2.3动润湿 157

8.3润湿的分子相互作用理论 158

8.3.1 Fowkes理论 158

8.3.2 van Oss理论 160

8.3.3固体表面能的测定 162

8.4毛细渗透和粉末的润湿 163

8.4.1毛细渗透的理论基础——Washburn方程 163

8.4.2毛细渗透法测定颗粒表面的润湿性和表面能成分 165

8.5表面活性剂吸附对固体表面润湿性的影响 166

8.5.1一般讨论 166

8.5.2非极性低能表面 167

8.6表面活性剂在固液界面的吸附 170

8.6.1吸附机理和吸附驱动力 171

8.6.2单一表面活性剂的吸附 172

8.6.3混合表面活性剂在固液界面上的吸附 176

8.6.4吸附等温线和理论吸附模型 177

第9章 胶体分散体系及其稳定性 179

9.1胶体分散体系的一般性质 180

9.1.1比表面积 180

9.1.2质点大小与形状 180

9.1.3单分散和多分散 182

9.1.4光散射和Tyndall效应 185

9.1.5稀分散体系的黏度 189

9.2沉降与扩散及其平衡 193

9.2.1重力场下的沉降和Stokes定律 194

9.2.2离心力场中的沉降 195

9.2.3扩散与Fick定律 196

9.2.4沉降和扩散的平衡 197

9.3絮凝作用 198

9.3.1真空中分子间范德华相互作用 199

9.3.2介质中分子间范德华相互作用 203

9.3.3范德华力的结合与宏观界面现象 205

9.3.4宏观质点间的London-van der Walls相互作用 210

9.3.5介质中宏观质点间的London-van der Walls相互作用 216

9.3.6势能曲线与DLVO理论 220

9.3.7临界絮凝浓度 223

9.3.8絮凝动力学 225

9.4聚结作用 228

9.4.1 Gibbs膜弹性和Gibbs-Marangoni效应 228

9.4.2聚结过程 229

9.4.3聚结动力学 231

9.5通过分子扩散的质点增长（Ostwald ripening） 233

第10章液液、气液和固液分散体系 235

10.1乳状液 235

10.1.1乳状液的一般性质和类型的鉴别 235

10.1.2乳状液的形成 237

10.1.3乳状液的不稳定过程 238

10.1.4表面活性剂的作用 240

10.1.5乳状液稳定的HLB-PIT理论 241

10.1.6位阻排斥效应和高分子的稳定作用 247

10.1.7双亲性胶体颗粒作为乳化剂 249

10.1.8破乳 253

10.2微乳液 254

10.2.1微乳液概述 254

10.2.2微乳液的形成机理 256

10.2.3微乳体系的相行为 262

10.2.4相转变所伴随的物理化学性质变化 269

10.2.5最佳状态 273

10.3泡沫 274

10.3.1泡沫的制备和表征 274

10.3.2表面活性剂的发泡、稳泡作用 275

10.3.3胶体颗粒的稳泡作用 277

10.3.4消泡 278

10.4悬浮液 283

10.4.1表面活性剂在悬浮液制备过程中的作用 283

10.4.2表面活性剂在控制悬浮液稳定性方面的作用 285

10.4.3表面活性剂对悬浮液流动性的影响 289

10.4.4空缺絮凝作用 290

10.5洗涤去污 291

10.5.1去污机理 291

10.5.2吸附对去污作用的影响 293

10.5.3影响去污作用的其他因素 296

第11章 表面活性剂在个人用品及工业和技术领域中的作用原理 298

11.1表面活性剂在个人用品中的作用原理 298

11.1.1洗涤剂 298

11.1.2化妆品 299

11.1.3个人卫生用品 300

11.2工业和技术领域中表面活性剂的作用原理 301

11.2.1纺织工业 301

11.2.2食品工业 302

11.2.3医药和农药 304

11.2.4油漆和涂料 305

11.2.5建筑业 307

11.2.6矿物浮选 308

11.2.7能源工业 308

11.2.8电子工业和金属加工业 310

11.2.9化学工业 311

11.2.10制浆造纸工业 313

11.2.11制革工业 314

11.2.12环境保护 314

11.2.13新材料纳米材料制备 316

11.2.14生命科学 317

参考文献 319

附录 320

Ⅰ Du Nouy环法测定表面张力校正因子f数值表 320

Ⅱ滴体积法测定表面张力校正因子F数值表 324

Ⅲ滴外形法测定表面张力不同S值时的1/H表 325

Ⅳ一些表面活性剂的饱和吸附量（Γ∞）、分子截面积（a∞）、 Pc20 、 cmc /c20以及πcmc值 327

Ⅴ一些表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）值 334

Ⅵ一些表面活性剂的胶束聚集数 343

Ⅶ 一些表面活性剂的HLB值 345

Ⅷ乳化油相所需要的HLB值 348

Ⅸ常用物理化学常数和单位换算表 349