表面活性剂作用

发布时间：2023-06-13 作者：admin 来源：文学

表面活性剂作用

2023年3月18日发(作者：金色花泰戈尔)

1-1、表面活性剂的定义

在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生湿润、乳化、

起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求。

1-2、表面活性剂的分类

羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐属于阴离子亲水基团，胺盐、季铵盐和鎓盐为阳离子

亲水基团；羧基和聚氧乙烯基属于非离子型亲水基团。

1-3、世界表面活性剂市场份额（消费量）顺序

表面活性剂包括家用、个人护理用、工业与公共设施用三部分。目前，家用表面活性剂占市

场份额最大，约50%，个人护理用品约占6%，工业与公共设施用表面活性剂占40%~50%。

2-1、表面活性剂产生特殊功能的主要原因（来源或两大性质）

表面活性剂产生的特殊作用主要来源于两个方面：一方面是降低体系的表面张力；另一方面

是胶束的形成。

2-2、表面张力的定义（从力和能量的角度）及单位

力的角度：表面单位长度边缘上的力叫表面张力（单位：N/m）；能量角度：单位表面的表

面自由能，也就是单位表面上的液体分子比处于液体内部的同量分子的自由能过剩值（单位：

J/m²）。

2-3、表面张力的测定方法（方法名称）

①滴重法②毛细管上升法③环法④吊片法⑤最大气泡压力法⑥滴外形法

2-4、表面活性、表面活性物质、表面活性剂？

因溶质在表面发生吸附而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面

活性物质；

2-5、表面活性剂的结构特点

表面活性剂分子通常由两部分构成：一部分是疏水基团，它是由疏水、亲油的非极性碳氢链

构成；另一部分是亲水基团，通常由亲水、疏油的极性基团构成；表面活性剂分子是一种双

亲分子，具有既亲油、又亲水的双亲性质。

2-6、表面活性如何表征

表面活性剂的活性是用其稀释溶液的表面张力比纯水的表面张力的下降程度来衡量的。

2-7、胶束的结构（Stern层）

胶束的结构主要由内核和外核两部分构成。对于离子型表面活性剂，该界面由胶束双电层的

最内层（Stern层）组成，其中不仅包含表面活性剂的极性头，还固定由一部分与极性头结

合的反离子和不足以铺满一单分子层的水化层。

2-8、什么是临界胶束浓度及其测定方法

开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（cmc）。测定临界胶束浓度的方法主要有表

面张力法、电导法、增溶作用法、光散射法和燃料法等。

2-9、影响cmc的因素

影响表面活性剂临界胶束浓度的内在因素主要是其分子结构，包括疏水基团碳氢链的长度、

碳氢链的分支、极性基团的位置、碳氢链上的取代基、疏水链的性质以及亲水基团的种类。

临界胶束浓度的大小还与温度、外加无机盐和有机添加剂等外界因素有关。

2-10、Krafft点和浊点（原因）

对于离子型表面活性剂，在温度较低时，表面活性剂的溶解度一般都较小，当达到某一温度

时，表面活性剂的溶解度突然增大，这一温度被称为Krafft点；非离子表面活性剂则不同，

它存在浊点，即一定浓度的表面活性剂溶液在加热过程中，表面活性剂突然析出使溶液浑浊

的温度点。

2-11、什么是表面活性剂的HLB值？有什么意义？

表面活性剂的强弱和临界胶束浓度的大小，与其亲水性密切相关。而表面活性剂的亲水性是

由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，为此Griffin提出了用亲水-亲油平衡值（HLB）

来表示表面活性剂的亲水性，它是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。

2-12、聚氧乙烯型非离子表面活性剂和表面活性剂混合溶液HLB值的计算

100

HLB









亲水基质量亲油基质量

亲水基的质量

表面活性剂的质量

亲水基团质量

2-13、皂化值和酸值

皂化值：1g酯完全皂化时所需氢氧化钾的量，mg；酸值：中和1g有机酸所需氢氧化钾的

量，mg。

2-14、表面活性剂分子的形态与分子量对其润湿、去污能力的影响

一般情况下，亲水基位于分子中间时，表面活性剂的润湿性能比位于分子末端的强；而亲水

基在末端的，则去污力较强。带有分支结构的表面活性剂通常具有较好的润湿和渗透性能，

但去污力较小。一般分子量较大的表面活性剂的洗涤、分散、乳化性能较好，而分子量较小

的表面活性剂润湿、渗透作用比较好。

2-15、不同类型表面活性剂毒性、安全性顺序

表面活性剂毒性大小顺序：非离子型和两性型<阴离子型<阳离子型。

2-16、生物降解性的概念

生物降解性是指含碳有机化合物在微生物作用下转化为可供细胞代谢使用的探源，分解成二

氧化碳和水的现象。

3-1、增溶作用的定义

所谓增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显

著增加的作用。

3-2、增溶作用的特点（与混合溶剂提高溶解度及乳化作用的区别）

①胶束对亲油物质的溶解过程是表面活性剂胶束的一种特殊作用②不同于通过使用混合溶

剂来增大有机物溶解度的情况③作用是被增溶物进入了胶束中而不是提高了增溶物在溶剂

中的溶解度，因此不是一般意义上的溶解④增溶作用不同于乳化作用⑤是自发过程⑥可

以通过不同方式达到

3-3、增溶作用的方式和增溶量的顺序

方式：①非极性分子在胶束内核的增溶②表面活性剂分子间的增溶③胶束表面的吸附增溶

④聚氧乙烯链间的增溶顺序：④>②>①>③

3-4、表面活性剂的化学结构对增溶作用的影响

①具有相同亲油基的表面活性剂，对烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：非离子

型>阳离子型>阴离子型②胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。③亲油基

部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。④带有不饱和结构的表面活性剂，

或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的增溶作用减小。

3-5、乳状液的定义、形成条件、类型及鉴别方法

乳状液是指一种或多种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的液体中构成的分散体系，由于

体系呈现乳白色而被称为乳状液，形成乳状液的过程叫做乳化。形成条件：机械搅拌，乳

化剂。类型：①水包油型（O/W）②油包水型(W/O)③套圈型鉴别方法：稀释法、

染料法、电导法和滤纸湿润法。

3-6、影响乳状液类型的因素

相体积、乳化剂的分子结构、乳化剂的溶解度、乳化器的材质、两相的聚结速度。

3-7、影响乳状液稳定的因素，特别是决定因素

①表面张力②界面膜的性质③界面电荷④乳状液分散介质的黏度⑤固体粉末的加入

3-8、PIT的定义及测定

所谓相转变温度（PIT）是指在某一特定的体系中，表面活性剂的亲水、亲油性质达到平衡

时的温度。测定：在等量的油和水中加入3%~5%的表面活性剂，配制成O/W型乳状液。

在不断搅拌和震荡下缓慢加热升温，当乳状液由O/W型转变为W/O型时的温度即为此体系

的相转变温度，即PIT。

3-9、破乳剂的作用的基本原理

能够使乳状液破乳的表面活性剂被称为破乳剂，其基本原理：①顶替作用②润湿作用③絮

凝-聚结作用④破坏界面膜

3-10、润湿的过程及发生条件

①沾湿，主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程。条件：

0

LGSLSG

②浸湿，是指固体浸入液体的过程。条件：

SLSG

③铺

展，液体取代固体表面上的气体，将固-气界面用固-液界面代替的同时，液体表面能够扩展

的现象。条件：0

LGSLSG



3-11、杨氏方程

cos

LGSLSG



3-12、表面活性剂在润湿过程的作用

①在固体表面发行定向吸附②提高液体的润湿能力

3-13、高能表面和低能表面的概念

按照不同物体表面的比表面能大小不同，把比表面能大于0.1J/m²的表面称为高能表面，把

比表面能小于0.1J/m²的表面称为低能表面。

3-14、润湿剂的要求

①分子结构，一种好的润湿剂碳氢链中应具有分支结构，且亲水基位于长碳链的中部。

②性质，润湿剂不仅应具有较高的表面活性，还应当拥有良好的扩散和渗透性，能迅速的渗

入固体颗粒的缝隙间或孔性固体的内表面并发生吸附。

3-15、泡沫的定义及产生

由于气体比液体的密度小得多，液体中的气泡会上升至液面，形成以少量液体构成的液膜隔

开的气泡聚集物，即泡沫。

3-16、泡沫破坏的机制

①受重力影响②气泡内气体的扩散③液面上的气泡也会因为泡内压力比大气压大而通过

液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。

3-17、影响泡沫稳定的因素

影响泡沫稳定的主要因素有：液体的表面张力、界面膜的性质、表面张力的修复作用、表面

电荷、泡内气体的扩散以及添加的表面活性剂结构等。

3-18、消泡剂的消泡机理（方式）

①使液膜局部表面张力降低②破坏界面膜弹性使液膜失去自我修复作用③降低液膜黏度

④固体颗粒的消泡作用

3-19、污垢的类型

主要由液体污垢和固体污垢两类。液体污垢主要包括：一般的动植物油以及原油、燃料油、

煤焦油等矿物油，固体污垢主要包括：尘土、泥、灰、铁锈和炭黑等。

3-20、表面活性剂在洗涤过程中的作用

①降低水的表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性，从而去除固体表面的污垢。②对油

污的分散和悬浮作用，也就是使已经从固体表面脱离下来的污垢能很好的分散和悬浮在洗涤

介质中，不再沉积在固体表面。

3-21、表面活性剂对液体和固体污垢的去污机理

液体油污的去除主要是依靠洗涤液对固体表面的优先润湿，通过油污的“卷缩”机理实现的。

固体污垢的去除主要是由于表面活性剂在固体污垢及待洗物体表面的吸附。

3-22、表面活性剂结构与去污力的关系

从以下几个方面说：吸附状态、分子结构、乳化和起泡、增溶作用

①表面活性剂在固—固界面的吸附，能够降低污垢在固体表面的粘附强度，从而有利于固体

污垢的去除。②表面活性剂的分子结构对洗涤效果有一定程度的影响，其主要是非极性疏

水链的长度。③表面活性剂的乳化作用，可以使油污乳化并稳定的分散悬浮于洗涤液中，

有效地阻止了液体油污再沉积过程的发生。④洗涤过程使用临界胶束浓度较大的阴离子表

面活性剂时，表面活性剂胶束的增溶作用不是影响液体油污去除的主要因素。当使用临界胶

束浓度较小时的非离子表面活性剂作为洗涤剂时，增溶作用则可能成为影响液体油污去除的

主要因素。

3-23、分散剂和絮凝剂的概念

用于使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的低分子表面活性剂或高分子表面活性剂统

称为分散剂，用于使固体微粒从分散体系中聚集或絮凝的分散剂叫做絮凝剂。

3-24、表面活性剂在对固体颗粒分散过程分为哪几个阶段

分为三个阶段：固体粒子的润湿、粒子团的分散和碎裂、分散体的稳定

4-1、阴离子表面活性剂的概念及分类

阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水基团的表面活性剂。按照亲水基结构不同，主要分为：

羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型四类。

4-2、烷基苯磺酸盐在溶解性、润湿性、起泡性和洗净力方面的特点

溶解性：对直链烷基苯磺酸盐，烷基取代基的碳原子数越少，烷基链越短，疏水性越差，在

室温下越容易溶解在水中。润湿性：随着直链烷基苯磺酸盐烷基碳原子数的增加，表面活

性剂的润湿力呈下降趋势。起泡性：相同浓度下带有十四烷基的直链烷基苯磺酸钠发泡性

能最好，泡沫度最高，其次是十二烷基苯磺酸钠，而十八烷基苯磺酸钠由于在水中的溶解度

较低，起泡性较差。洗净力：随着直链烷基中碳原子数增多，表面活性剂的洗净力逐渐提

高。

4-3、十二烷基苯磺酸盐的制备，反应条件既影响因素（主要是机理，反应物配比，强化传

质等方面）

制备：烷基芳烃是制备烷基苯磺酸盐的主要原料，其中主要是长链烷烃苯

反应条件及影响因素：①原材料的配比：以AlCl3作催化剂时，苯与烯烃的物质的量比一般

为1:1，而以氟化氢作催化剂时，两者的物质的量比达到10:1。②反应温度：温度升高可

使反应速率加快，物料黏度降低，有利于反应进行。③催化剂用量：用量大④反应压力

的影响：反应在0.5~0.7MPa的低压下，防止氟化氢和苯汽化。反应机理：长链烷基苯的合

成是在酸性催化剂作用下苯的烷基化反应，及傅氏烷基化反应其反应历程为亲电取代反应。

分酸的目的和原理

目的：提高烷基苯磺酸的含量和产量，去除杂质，提高产品的质量，同时减少下一步中和时

碱的用量。原理：利用硫酸比烷基苯磺酸更易溶于水的性质，通过向磺化产物中加入少

量的水来降低硫酸和烷基苯磺酸的互溶性，并借助它们之间的密度差进行分离。

4-4、结瘤现象

中和时碱的浓度过高，会由于强电解质的凝结作用而使表面活性剂单体由隐凝结剧变为显凝

结，从而形成米粒状沉淀，这种现象叫做”结瘤现象“。

4-5、AOS磺化试剂、反应机理、产品的主要成分和生产构成

①由a-烯烃与强磺化剂直接反应得到的阴离子表面活性剂

②反应机理：

aRCH

32232322

NSOCHCHNaSOCHCHRCHSOCHCHRCHNaOH或

③成分：烷基磺酸盐、羧基磺酸盐、二磺酸盐。

4-6、由正构烷烃与二氯化硫和氧反应制备烷基磺酸钠的反应方程式

332232

RCHCHRCHCH

NaSOHSOOSOCHRCHNaOH

4-7、直链烷烃的氯磺化反应方程式

NaClOHNaRSONaOHClRSO

HClClRSOClSORH





232

222

4-8、氯总量，可皂化氯

所谓氯总量是指产品中氯元素的总含量。皂化氯是指可以与碱发生皂化反的氯的含量。

4-9、渗透剂T的反应式

33223

NaHSO

33222

3322

2323

3322

)CH(CHCOOCHNaO

)(CHCH

)CH(CHHC/

||)(2O||

)CH(CHHC|﹨

242

CHCHS

CHCHCOOCH

CHCOOCHCOCH

OHCHCHCHCH

CHCOOCHCOCH

OHSOH















4-10、洗净剂209的合成反应

NaSOCHCONCHHCNaSOCHNHCHCHCOClHC

COClHCPClCOOHHC

NaSOCHNHCHCHNHCHNaSOCHHOCH

CHCH

NaSOCHHOCH

322331732233317

331733317

322323322

3223

NaHSO﹨∕







4-11、十二烷基硫酸钠K12的合成

OHHOSOHCSOHOHHC

232512422512



4-12、

LAS：直链烷基苯磺酸钠AOS：a-烯烃磺酸盐K12：十二烷基硫酸钠AS：脂肪醇硫

酸酯盐AES：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐SAS：烷基磺酸盐ABS：烷基苯磺酸钠

4-13、磷酸酯盐型表面活性剂常用的磷酸酯化剂及产品组成

OMO)CHRO(CHOMRO

﹨/﹨/

//﹨//﹨

OO)CHRO(CHORO

OMOOMO

﹨//﹨//

/﹨∕﹨

OMO)CHRO(CHOM

n22

盐烷基聚氧乙烯醚磷酸酯烷基磷酸酯盐

4-15、醇和五氧化二磷制备磷酸酯盐

2252

)()()(3

)(22

)()(24

OHROPOOHPOROOPROH

OHROPOOHOPROH

OHOHPOROOPROH







4-14、皂化反应

OHCH

CHOH33

OHCH

RCOOCH

RCOONaNaOHRCOOCH

RCOOCH



5-1、阳离子表面活性剂的能概念及主要用途

阳离子表面活性剂在水溶液中呈现正电性，形成携带正电荷的表面活性离子。阳离子表面活

性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀性等性能。

5-2、阳离子表面活性剂主要有哪些类型

胺盐型、季铵盐型、杂环型和鎾盐型

5-3、季铵盐的合成过程？1231或1631阳离子表面活性剂的合成













BrCHNHCNCHBrHC

333316333316

332512

80~60

332512

)()(

回流

醇介质

水介质

5-4、洁尔灭和新洁尔灭的合成

洁尔灭：















ClCHNHCClCHNHC

22512

C90~80

22512

苯环苯环

新洁尔灭：



























BrHCNCHCHNCH

ClNCHCHNCHClCH

BrHC

HCOOH

25122

232

4622

60~40

4622

)(

)()(

2512苯环苯环

苯环苯环

5-5、相转移催化及催化剂

相催化转移是指用少量试剂作为一种反应物的载体，将此反应物通过界面转移至另一相，使

非均相反应顺利进行，此种试剂在反应中无消耗，实际是起催化剂的作用，通常称为相转移

催化剂。

5-6、阳离子很少单独作为洗涤剂的原因

因为很多基质的表面在水溶液中，特别是在碱性水溶液中通常带有负电荷，在应用过程中，

带正电荷的表面活性剂会在基质表面形成亲水基向内，疏水基向外的排列，使基质表面疏水

而不利于洗涤，甚至产生负面作用。

6-1、两性离子表面活性剂的概念、分类

两性表面活性剂是指在分子结构中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的两种或两种以上

离子性质的表面活性剂。分类：①同时具有阴离子和阳离子亲水基团的两性表面活性剂。

②同时具有阴离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂。③同时具有阳离子和非离子亲水

基团的两性表面活性剂。④同时具有阳离子、阴离子和非离子亲水基团的两性表面活性剂。

6-2等电点及溶液pH值对溶解度和发泡性的影响

等电点：在一个狭窄的pH值范围内，两性表面活性剂以内盐的形式存在，此时将该表面活

性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即分子内的净电荷为零，

此时溶液的pH值被称为该表面活性剂的等电点。影响：①在等电点时，由于活性剂以

内盐形式存在，其溶解度及泡沫量均最低。②高于等电点时，呈现阴离子表面活性剂的特

征，发泡快，泡沫丰富且松大，溶解度迅速增加。③低于等电点时，呈现阳离子表面活性

剂的特征，泡沫量和溶解度也较高。

6-3、钙皂分散力

指100g油酸钠在硬度为333mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂沉淀发生时所需钙

皂分散剂的质量（g）。

6-4、十二烷基甜菜碱BS-12（氯乙酸法）

2512

150~50

22512

CHCH

ClCH

CHCH

NaClCOONHCCOONaNHC

OHCOONaClCHNaOHCOOHClCH











6-5、磺酸甜菜碱的合成

氯乙基磺酸钠法：

32232223

3223222

)(







SOCHCHNRNaSOCHClCHCHRN

NaSOCHClCHSONaClCHClCH

磺内酯法：

3222223

322

|∕

O)(

|||

SOCHCHCHNRCHCHRN

CHCHCH







氯代乙烯法：































322

2223

)(3SOCHCHNRCCHCHCHNRCHCHClCHCHRNNaHSO

7-1、非离子表面活性剂的概念及主要特点

非离子型表面活性剂是一类在水溶液中不电离出任何形式的离子，亲水基主要由具有一定数

量的含氧基团构成亲水性，靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。特点：①稳定性高，

不易受强电解质无机盐类存在的影响。②不易受Mg2+，Ca2+的影响，在硬水中使用性能

好。③不易受酸碱的影响。④与其他类型表面活性剂的相溶性好。⑤在水中有机溶剂中

皆有较好的溶解性能。⑥此类表面活性剂的产品大部分呈液态和浆态，使用方便。⑦随着

温度的升高，很多种类的非离子表面活性剂变得不溶于水，存在“浊点”，这也是这类表面

活性剂的一个重要特点。

7-2、水数，非离子表面活性剂在cmc方面的特点

①非离子表面活性剂本身不发生电离，不带电荷，没有静电斥力，易形成胶束。②分子中

的亲水部分体积较大，只靠极性原子形成氢键溶于水，与离子型表面活性剂相比，与溶剂作

用力较弱，易形成胶束。①随着疏水基团碳链长度的增加，表面活性剂的亲水性下降，cmc

降低。②随着聚氧乙烯聚合度的增加，表面活性剂的亲水性增强，cmc提高。

7-3、非离子表面活性剂按亲水基结构分为几类？

聚乙二醇型和多元醇型两类

7-4、AEO和OP代表哪类表面活性剂？

AEO：脂肪醇聚氧乙烯醚

7-5、平平加O的合成

∕﹨

)(

∕﹨

)(

22n22251222222512

222512222512

n222512

180~150

222512

OHCHCHOCHCHOHCCHnCHOHCHOCHHC

OHCHOCHHCCHCHOHHC

HOCHCHOHCCHnCHOHHC

NaOH





催化

7-6、环氧乙烷的合成（主反应）

/﹨

22)(2

2222222

CaClOHCHCHOHCaOHCHClCH

7-7、高碳醇的合成方法有哪几种？

还原法：

OHROHRCHHORRC

OHOHRCHHOHRC

'2'

222



羰基合成法：

32222322

322

)(

222

CHCHO

CHO

RCHCHOHCHCHRCHHRCHCHCHOCHRCH

RCHCHCHOCHRCHHCOCHRCH

COCo





石蜡法：

322

H-

322

222

32223222

4242

OHOSO

CHCHCHRCHCHCHCHRCH

CHCHCHRCHCHCHCHRCHClCHCHCHRCH

SOSOH





水解，磺酸化

消除，氧化

7-8、壬基酚聚氧乙烯醚的合成

/﹨

)(n

2219922199

HOCHCHOHCCHCHOHHC

苯环苯环

7-9、月桂酸聚乙二醇酯的合成

OHHOCHCHCOOHCHOCHCHHOCOOHHCSOH

214222311

3~2

120~110

14222311

)()(42



7-10、多元醇脂肪酸酯类所用多元醇类型，甘油单月桂酸酯的合成

该类表面活性剂以脂肪酸和多元醇为原料经酯化反应制得。多元醇类型：甘油、季戊四

醇、山梨醇、失水山梨醇和糖类等。

甘油单月桂酸酯甘油椰子油

|||

32CHOH

|||

CCH

2222311

3h~2,C240~200,NaOH

2311

22311222311

OHCHOHCOOCHHC

CHOHCOOCHHC

COOCHHOHCOOCHHC



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