表面活性剂
表面活性剂(又稱界面活性劑)是指能使目标溶液表面张力显著下降的物质,以及降低两种液体之间表面张力的物质。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子,可溶于有机溶液和水溶液。表面活性剂在溶液中的浓度超过某一临界值后,其分子或离子会缔合形成聚集体,称为胶束(micelle)。胶束开始明显形成时的浓度称为临界胶束浓度(CMC),是表面活性剂的重要参数之一。
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语源 [编辑]
“表面活性剂”一词的英文 surfactant/surfactants 由 surface active agents(表面+活性+剂)组成的合成词[1]。表面活性剂通常是两亲的有机化合物,就是说它们含有疏水基团(“尾”)和亲水基团(“头”)。因此,它们在有机溶剂和水中均可溶。“表面活性剂”一词于1950年由安德拉的产品首先使用。
在医学索引和美国国家医学图书馆中,“表面活性剂”为肺泡表面活性剂专用。更广泛的意义来讲,它就是 "surface active agent" (表面活性物质) 的意思。
性质 [编辑]
表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液體界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和 胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类:阴离子,阳离子,非离子和两性离子(双电子)。
表面活性剂系统的热动力学很重要,不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相(胶束)和无序相(自由表面活性剂分子和/或离子)。
比如,常用的洗涤剂能够提高水在土壤中的渗透能力,但是效果仅仅持续数日(许多标准洗衣粉含有一定量的化学品,比如钠和溴,由于它们会破坏植物,不适于土壤)。商业土壤润湿剂会持续起效果一段时间,最终还是会被微生物降解。然而,有一些会对水生物的生物循环产生影响,因此必须小心防止这些产品流入地表径流,过量产品不应该洗消。
应用 [编辑]
表面活性剂可以有许多用途:
也是许多日常用品的原料:
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参见 [编辑]
注解和参考文献 [编辑]
- ^ Rosen, M.J., Surfactants and Interfacial Phenomena. 3 ed. 2004, Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.