表面活性剂化学PDF电子书下载

目次 1

第一篇表面活性剂的物理化学 1

1 表面活性剂概述 1

1.1物质表面的基本概念 1

1.1.1表面张力和界面张力 1

1.1.2表面吉布斯自由能 4

1.2表面活性剂定义 5

1.3表面活性剂的分子结构特点 7

2 表面活性剂的类型及结构 11

2.1阴离子型表面活性剂 12

2.1.1羧酸盐型 12

2.1.2硫酸酯盐型 13

2.1.3磺酸盐型 13

2.1.4磷酸酯盐型 14

2.2阳离子型表面活性剂 15

2.3非离子型表面活性剂 17

2.3.1聚氧乙烯型 18

2.3.2多元醇型 22

2.4两性型表面活性剂 24

2.5高分子表面活性剂 25

2.6特殊类型的表面活性剂 27

2.6.1氟表面活性剂 27

2.6.2硅表面活性剂 29

2.6.3冠醚类大环化合物表面活性剂 32

2.6.4生物表面活性剂 33

2.6.5亚砜表面活性剂 35

3 表面活性剂在界面上的吸附 36

3.1 吉布斯（Gibbs）吸附公式 36

3.2表面活性剂在溶液表面上的吸附 40

3.3.1切层法测定Г 44

3.3表面过剩量的实验测定—Gibbs公式的证明 44

3.3.2示踪法测表面过剩量 45

3.4表面吸附层结构 47

3.5不溶性单分子膜 52

3.5.1单分子层表面膜的形成 52

3.5.2表面压及其实验测定 53

3.5.3单分子膜的各种状态 55

3.5.4表面活性剂不溶性膜及表面状态方程 61

3.5.5混合膜 64

3.6表面活性剂在固—液界面上的吸附 65

3.6.1固—液界面电现象 66

3.6.2表面活性剂在固—液界面上的吸附 80

4 表面活性剂溶液的体相性质与胶束理论 97

4.1 表面活性剂性质与浓度的关系 97

4.2.1胶束的形成 99

4.2胶束的形成与临界胶束浓度 99

4.2.2临界胶束浓度（cmc） 100

4.3胶束的结构与形状 103

4.3.1胶束的结构 103

4.3.2胶束的形状 105

4.3.3胶束聚集数 106

4.4临界胶束浓度的理论计算与测定 112

4.4.1临界胶束浓度（cmc）的理论计算 112

4.4.2cmc的测定方法 115

4.5影响cmc的因素 117

5 表面活性剂的润湿作用 120

5.1固体的润湿及其判断 120

5.1.1液体对固体的润湿过程 120

5.1.2接触角与润湿的关系 123

5.1.3润湿热 129

5.2.1低能表面的润湿性质 130

5.2固体表面的润湿性质 130

5.2.2高能表面的自憎现象 132

5.3表面活性剂的润湿作用 132

5.3.1表面活性剂在固体表面的吸附 133

5.3.2降低液体表面张力 135

6 表面活性剂的乳化作用 137

6.1乳状液 137

6.2乳状液类型和鉴别 139

6.2.1影响乳状液类型的因素 139

6.2.2乳状液类型的鉴别 142

6.3乳状液的稳定性 143

6.3.1乳状液是热力学不稳定体系 143

6.3.2油—水界面膜对稳定性的影响 144

6.3.3界面电荷对稳定性的影响 146

6.3.4粘度、内外相密度差、粒子大小对稳定性的影响 149

6.3.5固体粉末的稳定作用 150

6.4乳化剂的选择 154

6.4.1 选择乳化剂的HLB方法 154

6.4.2选择乳化剂的PIT方法 165

6.5乳状液的变型与破坏 167

6.5.1乳状液的变型 167

6.5.2乳状液的破坏——破乳 169

6.6微乳状液 172

6.6.1微乳状液的形成 172

6.6.2微乳状液的性质 173

6.6.3微乳状液的形成机理 175

6.6.4微乳状液的应用 176

7 表面活性剂的起泡与消泡作用 178

7.1泡沫的形成 178

7.2泡沫的稳定性 179

7.2.2膜的强度—表面粘度 180

7.2.1表面张力 180

7.2.3外相粘度 181

7.2.4表面张力的修复作用 181

7.2.5气体透过液膜扩散 182

7.2.6表面电荷的影响 184

7.3表面活性剂的消泡作用 185

7.3.1消泡原理 185

7.3.2消泡剂 186

8 表面活性剂的增溶作用 188

8.1增溶作用的特点 188

8.2胶束增溶机理 189

8.2.1单态模型 189

8.2.2两态模型 191

8.3影响增溶作用的因素 192

8.3.1表面活性剂的结构 192

8.3.2被增溶物的结构 195

8.3.3有机添加物的影响 197

8.3.4电解质效应 197

8.3.5温度的影响 198

8.3.6混合表面活性剂的影响 199

8.4增溶作用的应用 199

9 表面活性剂的洗涤作用 201

9.1洗涤过程 201

9.2表面活性剂的洗涤作用 202

9.2.1润湿作用 202

9.2.2吸附作用 203

9.2.3增溶、乳化及起泡作用 206

10 表面活性剂的结构与性能的关系 207

10.1表面活性剂水溶液的表面张力与结构的关系 207

10.1.1 不同类型表面活性剂的cmc和Vcmc 208

10.1.2疏水基的影响 209

10.1.3混合表面活性剂体系的Vcmc 212

10.1.4添加剂的影响 217

10.2表面活性剂的亲水性与结构的关系 218

10.3疏水基种类与性能的关系 221

10.4表面活性剂分子形态和分子量与性能的关系 223

10.4.1亲水基相对位置的影响 223

10.4.2亲油基结构中分支的影响 225

10.4.3分子量的影响 226

10.5表面活性剂的生物降解 230

10.6表面活性剂结构与表面活性剂其他性能的影响 231

10.6.1化学稳定性 232

10.6.2生物活性 233

10.6.3柔软、平滑和抗静电作用 234

11.1合成的原料及制备 238

11.1.1长链正构烷烃的制备 238

11 阴离子表面活性剂合成 238

第二篇表面活性剂合成 238

11.1.2氯化长链正构烷烃的制备 240

11.1.3长链正构烯烃（C8～C18）的制备 240

11.1.4高碳脂肪醇的合成 243

11.1.5烷基苯的合成 246

11.1.6长链烷基酚的合成 247

11.1.7脂肪酸的制备与合成 248

11.2羧酸盐阴离子表面活性剂的的制备与合成 251

11.2.1亲油基直接与羧基联结的脂肪酸盐—皂的制备 251

11.2.2亲油基通过中间键与羧基连接的羧酸盐合成 254

11.3磺酸盐类阴离子表面活性剂的合成 256

11.3.1烷基苯磺酸盐的合成 256

11.3.2烷基磺酸盐的合成 265

11.3.3 α－烯烃磺酸盐的合成 267

11.3.4高级脂肪酸酯α－磺酸盐的合成 270

11.3.5琥珀酸酯磺酸盐的合成 271

11.3.6高级脂肪酰胺磺酸盐的合成 273

11.3.7萘系磺酸盐的合成 275

11.3.8石油磺酸盐的制备 276

11.3.9木质素磺酸盐的制备 277

11.4硫酸酯盐类表面活性剂合成 278

11.4.1 脂肪醇硫酸酯盐（AS）和肪脂醇聚氧乙烯硫酸酯盐（AES）的合成 278

11.4.2硫酸化油、硫酸化脂肪酸及酯的制备 280

11.5磷酸酯盐类表面活性剂的合成 282

11.5.1五氧化二磷为磷酸化试剂 282

11.5.2三氯氧磷或三氯化磷为磷酸化试剂 283

12 非离子表面活性剂的合成 285

12.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂的合成 285

12.1.1乙氧基化反应原理 286

12.1.2乙氧基化反应工艺 287

12.2多元醇类非离子表面活性剂的合成 291

12.2.1脂肪酸甘油酯的合成 291

12.2.2聚甘油酯（PGE）的合成 293

12.2.3失水山梨醇脂肪酸酯（Span司盘）的合成 294

12.2.4失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯（Tween吐温）的合成 295

12.3糖酯和糖苷非离子表面活性剂的合成 296

12.3.1蔗糖酯表面活性剂的的合成 296

12.3.2烷基多糖苷（APG）表面活性剂的合成 298

12.4含氮非离子表面活性剂的合成 300

12.4.1聚氧乙烯烷基胺的合成 300

12.4.2烷醇酰胺的合成 301

13 阳离子表面活性剂的合成 303

13.1脂肪胺的合成 303

13.1.1脂肪族伯胺的合成 303

13.1.2脂肪族仲胺的合成 303

13.1.3脂肪族叔胺的合成 305

13.2季铵盐类阳离子表面活性剂的合成 306

13.2.1季铵化反应 307

13.2.2典型产品的合成方法 307

13.3铵盐型阳离子表面活性剂的合成 309

13.3.1酰胺基铵盐型的合成 310

13.3.2含醚键铵盐型的合成 312

13.3.3含酯基铵盐型的合成 313

13.4杂环类阳离子表面活性剂的合成 314

13.4.1烷基咪唑啉型的合成 314

13.4.2烷基氮杂环型的合成 315

13.4.3烷基吗啉型的合成 316

13.5其它阳离子表面活性剂的合成 317

13.5.1叔胺氧化物型的合成 317

13.5.2鎓盐阳离子型的合成 318

14.1.1羧基甜菜碱型的合成 320

14 两性表面活性剂的合成 320

14.1甜菜碱型两性表面活性剂的合成 320

14.1.2磺酸基甜菜碱型的合成 322

14.1.3硫酸酯（盐）甜菜碱型的合成 324

14.2两性咪唑啉型表面活性剂的合成 325

14.2.1羧基咪唑啉型的合成 325

14.2.2磺酸基咪唑啉型的合成 327

14.2.3硫酸基咪唑啉型的合成 328

14.2.4磷酸咪唑啉衍生物的合成 329

14.3氨基酸型两性表面活性剂的合成 329

14.3.1氨基羧酸型的合成 329

14.3.2氨基磺酸型和氨基硫酸酯型的合成 331

14.4卵磷酯两性表面活性剂的合成 332

15.1非金属元素有机化合物表面活性剂的合成 334

15.1.1氟碳表面活性剂的合成 334

15 特种表面活性剂的合成 334

15.1.2有机硅表面活性剂的合成 336

15.1.3有机硼表面活性剂的合成 340

15.2高分子表面活性剂的制备与合成 341

15.2.1 天然高分子表面活性剂的制备 342

15.2.2改性天然高分子表面活性剂的制备 344

15.2.3合成高分子表面活性剂的制备 346

第三篇表面活性剂的应用 358

16 表面活性剂在食品工业中的应用 358

16.1在烘烤食品和面食中的应用 358

16.1.1面包用表面活性剂 358

16.1.2蛋糕用表面活性剂 359

16.1.3饼干用表面活性剂 359

16.1.4其他面食中表面活性剂的应用 359

16.4在饮料和酒生产中的应用 360

16.3在人造奶油生产中的应用 360

16.2在冰淇淋中的应用 360

16.5在巧克力和糖果生产中的应用 361

16.6在肉制品生产中的应用 361

16.7在豆制品生产中的应用 362

16.8其他 362

17 表面活性剂在化纤、纺织工业中的应用 363

17.1在粘胶纤维中的应用 363

17.2在合成纤维中的应用 364

17.2.1合成纤维用油剂 364

17.2.2合成纤维用浆料、退浆液、精练液 365

17.2.3合成纤维用染色液 365

17.3在棉纺织工业中的应用 366

17.3.1 棉纱线的煮练和染色处理 366

17.3.2棉织品的织造和染色处理 366

17.4.2毛纱及其织物的各种处理 368

17.4.1原料毛的洗涤、加油处理 368

17.4在毛纺和丝绸工业中的应用 368

17.4.3在丝绸工业中的应用 369

18 表面活性剂在化妆品中的应用 371

18.1表面活性剂在化妆品中的作用 371

18.2在护肤化妆品中的应用 376

18.2.1膏霜类化妆品 377

18.2.2乳液 378

18.2.3化妆水 378

18.3在发用化妆品中的应用 378

18.3.1发用化妆品 379

18.3.2剃须用化妆品 380

18.4在美容化妆品中的应用 380

18.4.1香水类化妆品 380

18.4.2胭脂类化妆品 380

18.4.5粉底霜 381

18.5在其他化妆品中的应用 381

18.4.3唇部化妆品 381

18.4.4眼部化妆品 381

18.6在口腔卫生品中的应用 382

19 表面活性剂在洗涤剂工业中的应用 383

19.1表面活性剂洗涤去污机理 383

19.1.1液体污垢去除机理 383

19.1.2固体污垢去除机理 384

19.2表面活性剂结构与洗涤作用的关系 385

19.2.1表面活性剂结构与表面张力 386

19.2.2表面活性剂结构与吸附 386

19.2.3表面活性剂的结构与cmc 387

19.3洗涤剂中常用的表面活性剂 388

19.3.1阴离子表面活性剂 388

19.3.2非离子表面活性剂 389

19.3.3阳离子表面活性剂 390

19.3.4两性表面活性剂 390

19.4各种洗涤剂的配制及应用 391

19.4.1洗涤剂的配制 391

19.4.2家用洗涤剂 393

19.4.3工业用洗涤剂 396

20 表面活性剂在皮革、橡胶、塑料、涂料工业中的应用 398

20.1在皮革工业中的应用 398

20.1.1干皮浸水 398

20.1.2浸灰、脱灰 399

20.1.3脱脂 399

20.1.4鞣制 400

20.1.5染色 400

20.1.7修饰、整理 401

20.1.6加油 401

20.2在橡胶工业中的应用 402

20.2.1分散剂、乳化剂、润湿剂 402

20.2.2稳定剂、增稠剂 403

20.2.3消泡剂 404

20.3在塑料工业中的应用 404

20.3.1乳化分散剂 404

20.3.2增塑剂 405

20.3.3润滑剂 406

20.3.4抗静电剂 407

20.3.5稳定剂 408

20.4在涂料工业中的应用 409

20.4.1分散剂 409

20.4.2消泡剂 410

20.4.3增稠剂 411

21.1.1树脂脱除剂 412

21.1蒸煮制浆助剂 412

21 表面活性剂在制浆造纸中的应用 412

21.1.2树脂分散剂 413

21.2废纸脱墨剂 413

21.3纸张施胶用助剂 414

21.4纸张涂布加工助剂 414

21.4.1分散剂 414

21.4.2消泡剂 415

21.4.3润滑剂 415

21.4.4防腐剂 415

21.4.5抗静电剂 415

21.4.6合成树脂胶乳用助剂 416

21.5其他 416

21.5.1餐巾纸等产品加工助剂 416

21.5.2特种纸助剂 416

21.5.3污水处理剂 416

22.1.1农药用表面活性剂助剂 418

22 表面活性剂在农药、医药工业中的应用 418

22.1在农药工业中的应用 418

22.1.2表面活性剂类农药 420

22.2在医药工业中的应用 420

22.2.1乳化剂 421

22.2.2润湿剂 421

22.2.3增稠剂和稳定剂 421

22.2.4防腐剂和抗氧化剂 422

22.2.5药物载体 422

22.2.6表面活性剂类治疗药剂和杀菌剂 423

23 表面活性剂在化肥和饲料中的应用 424

23.1在化肥中的应用 424

23.1.1化学肥料添加剂 424

23.2.3畜禽饲料添加剂 425

23.2.2鱼饲料粘合剂 425

23.2在饲料中的应用 425

23.1.2叶面肥料添加剂 425

23.2.1饲料乳化剂 425

23.3其他方面应用 426

23.3.1农用塑料薄膜中应用 426

23.3.2阻止水分蒸发剂 426

23.3.3保鲜剂 426

23.3.4土壤改良剂 426

24 表面活性剂在建筑工业中的应用 427

24.1在水泥混凝土中的应用 427

24.1.1加气剂 427

24.1.2减水剂 428

24.1.3促凝剂 428

24.1.4缓凝剂 428

24.1.7防水剂 429

24.2在加气混凝土中的应用 429

24.1.6泡沫剂 429

24.1.5速凝剂 429

24.2.1发气剂 430

24.2.2稳泡剂 430

24.2.3调节剂 430

24.3在脱模剂和养护剂中的应用 431

24.3.1脱模剂 431

24.3.2养护剂 431

24.4在木材加工中的应用 431

24.4.1在改性木材中的应用 431

24.4.2胶合板中的应用 432

24.4.3纤维板中的应用 432

24.5沥青乳液中的应用 432

25.1.1主要钻井液处理剂 434

25.1在钻井中的应用 434

25 表面活性剂在石油工业中的应用 434

25.1.2固井液 436

25.2在采油中的应用 436

25.2.1原油降粘 436

25.2.2清蜡和防蜡 437

25.2.3提高采油率的方法 437

25.3原油破乳脱水 439

25.4石油产品添加剂 439

25.4.1抗氧化剂 439

25.4.2清洁剂和分散剂 440

25.4.3降凝剂 440

25.4.4抗冰剂 440

25.4.5助燃剂 440

25.5.2生物表面活性剂在石油工业中的应用 441

25.5.1生物表面活性剂的特点 441

25.5生物表面活性剂在石油工业中的应用 441

26 表面活性剂在采矿、选矿、冶金中的应用 444

26.1采矿 444

26.2选矿 445

26.2.1浮选药剂 445

26.2.2起泡剂 445

26.2.3捕收剂 446

26.2.4在磁选和微生物选矿中的应用 448

26.3在湿法冶金中的应用 449

26.3.1有机溶剂萃取法 449

26.3.2乳化型液膜分离浓缩金属离子 450

26.4在煤炭工业中的应用 451

26.4.1选煤中的应用 451

26.4.2在水煤浆及油煤浆中的应用 452

27.1.1水基金属清洗剂 454

27 表面活性剂在金属加工中的应用 454

27.1金属清洗 454

27.1.2溶剂基金属清洗剂 455

27.1.3酸洗缓蚀剂和酸雾抑制剂 455

27.2在金属加工中的应用 456

27.2.1金属切削液 456

27.2.2非切削性加工用润滑剂 456

27.2.3淬火、焊接和铸造用助剂 457

27.3在电镀中的应用 457

27.4在金属防锈中的应用 458

27.5在液压液和刹车液中的应用 459

28 表面活性剂在感光材料中的应用 460

28.1用于感光材料中的表面活性剂 460

28.1.1润湿剂 460

28.1.2乳化剂 460

28.1.4彩照用发色剂 461

28.1.3抗静电剂 461

28.2重氮感光材料 462

28.2.1重氮感光材料的显色原理 462

28.2.2表面活性剂在重氮感光材料中的应用 462

29 表面活性剂在其他方面的应用 463

29.1表面活性剂在环境保护中的应用 463

29.1.1废水中浮游悬浮物的去除 463

29.1.2无悬浮物废水处理 464

29.2在印刷油墨中的应用 464

29.3在墨水中的应用 465

29.4在皮鞋油及皮革涂饰剂中的应用 465

29.5在包装技术中的应用 465

29.5.1改善加工性能 466

29.5.2改善塑料包装材料本身的性能 466

29.6.1蛋白质泡沫灭火剂（低泡型） 468

29.6在消防中的应用 468

29.6.2合成表面活性剂泡沫灭火剂（高泡型） 469

29.6.3氟表面活性剂泡沫灭火剂（低泡型） 469

29.6.4其他类型泡沫灭火型 469

30 表面活性剂在化学领域中的应用 470

30.1在分析化学中的应用 470

30.1.1表面活性剂的分析特性 472

30.1.2在滴定分析中的应用 474

30.1. 3在分光光度法中的应用 475

30.1.4在原子吸收光谱法和原子发射光谱法中的应用 484

30.1.5在荧光分析中的应用 484

30.1.6在化学发光、磷光分析中的应用 484

30.1.7在电化学分析中的应用 485

30.1.8在色谱分析中的应用 486

30.1.9在萃取分离中的应用 487

30.2.1胶束催化 488

30.2在化学催化中的应用 488

30.2.2相迁移催化 489

第四篇表面活性剂的分析 491

31 表面活性剂的定性分析 491

31.1化学分析法 491

31.1.1酸化法 491

31.1.2溴化代米迪鎓－二硫化蓝VN150混合指示剂法 491

31.1.3亚甲蓝法 492

31.1.4纸层析显法 492

31.2仪器分析法 493

31.2.1红外光谱法 493

31.2.2紫外光谱法 494

31.2.3核磁共振谱法 495

31.3水解系统分析法 495

32.1重量分析法 499

32 阴离子表面活性剂的定量分析 499

32.2.1酸碱滴定法 500

32.2.2两相滴定法 500

32.2滴定分析法 500

32.2.3联苯胺盐酸盐法 501

32.3萃取光度法 501

32.4化学发光法 502

32.5其它方法 502

33 阳离子表面活性剂的定量分析 504

33.1重量分析法 504

33.1.1丙酮萃取法 504

33.1.2铁氰化钾法 504

33.2容量分析法 505

33.3光度分析法 505

33.3.1可见分光光度法 505

33.5其它方法 506

33.3.2紫外分光光度法 506

33.4化学发光法 506

34 非离子表面活性剂的定量分析 507

34.1重量分析法 507

34.2容量分析法 507

34.3分光光度法 509

34.4红外光谱法 509

34.5磷酸裂解气相色谱法 510

34.6核磁共振法 511

34.7羟值的测定 511

34.8水解脂肪酸的测定 512

34.9流动注射分析法 512

35 两性离子表面活性剂的定量分析 513

35.1氧化铝柱层析分离 513

35.2定量分析 514