《日用化学品制造原理与技术》第一章思考题.doc

日用化学品制造原理与技术第一章思考题1. 什么是表面活性物质?什么是表面活性剂？答：表面活性物质：具有能使溶剂表面张力降低的性质的物质。表面活性剂：凡是能够使体系的表面状态发生明显变化的物质都称为表面活性剂。2. 什么是表面张力？它的单位如何表示？液体的表面张力是怎样产生的？答：表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力。单位：mN/m产生原因：由于液体分子之间的引力大于液体分子与表面外分子的引力，而造成的分子聚拢效应。3. 什么是cmc？为什么说cmc是表面活性剂的一个重要特性值？答：Cmc：临界胶束浓度是表面活性剂的一个重要参数，它是指表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度。达到cmc后即有胶束形成，胶束中的表面活性剂分子可随时补充表面分子膜中分子的损失，从而使表面活性得以充分发挥。4. 什么是Krafft点？答：在较低温度下，表面活性剂在水中的溶解度随温度的上升而升高缓慢，但到某一温度后，表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而迅速上升。该溶解度突变所对应的温度称为Krafft点。5. 增溶的方式有哪几种？有机物在表面活性剂中的增溶与在有机溶剂中的溶解有什么区别？答：增溶是由于胶束的存在而使物质溶解度增加的现象，这些物质或溶入胶束的亲油基中间，或插于胶束的分子之间，或黏附于胶束的亲水基上，从而使溶解度大增。表面活性剂增溶是利用离子型表面活性剂达到其cmc点（临界胶束浓度）后增加对于溶质的溶解度完成的。与溶剂溶解溶质的理论不一样，有机溶剂对于溶质的溶解只受到温度的影响。6. 什么叫做接触角？接触角的大小与洗涤之间有什么关系？答：接触角：指气、液、固三相交处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角。当90时，在洗液中按照水力动力学的规律，由流动而产生的相对密度差产生了浮力，油滴除去时几乎保持一定，油在被洗物上附着的面积逐渐变小。但是在亲油性的被洗物表面上的油性污垢，平衡接触角90，由于水的力学作用，油滴被拉长，接触角变小，并破碎，大部分油被除去，接触角范围内的小油滴残留在织物上，从卷缩原理上看，油污的除去并不完全。7. 什么是表面活性剂的HLB值和PIT值？两者对衡量表面活性剂的性能有何缺点？答：HLB值：表面活性剂的亲水亲油平衡值-HLB反映的是表面活性剂分子中的两种结构基（亲水基，亲油基）的大小和力量平衡后的相互关系。HLB值虽然能反映出表面活性剂的亲水，亲油情况，但是存在3个缺点：它没有考虑到油与水溶液本身的性能，换句话说，对任何体系其HLB值是相同的。它没有考虑表面活性剂浓度的影响，而事实上表面活性剂浓度变化会影响到HLB值。它没有考虑到温度以及各相体积的影响，特别是非离子表面活性剂，它在水中溶解是靠氧乙烯链中氧原子与水中氢原子产生氢键起作用，当温度升高就会减弱这一氢键从而逐渐降低其亲水性，即改变其HLB值。HIP值：在低温下可以形成O/W型乳状液的非离子表面活性剂随着温度升高，溶解度减少，HLB值下降，最后到达某一温度而使乳状液从原来的O/W型转变成W/O型。这一温度称为相转变温度PIT。影响PIT的因素很多。简单归纳如下：表面活性剂的结构和浓度对PIT的影响 对于非离子表面活性剂C9H19C6H4O(C2H4O)nH，n的大小及其含量的不同对十六烷烃-水组成的体系的PIT均有影响。一般地，n值越大，其亲水性能超强，因而需要更高的温度才能降低其溶解度，使乳液发生转型，即PIT值高；表面活性剂含量越大，PIT越小，而且，n值越小，PIT下降越快，但到含量超过3%-5%时，PIT变化不大。无机盐种类和含量对PIT的影响 在庚烷-水-C9H19C6H4O(C2H4O)9H组成的体系中，盐的加入类似于同离子效应的作用，使其溶解度降低，因而PIT下降，且不同盐下降程度不同。油的种类对PIT的影响 长链脂肪烃能PIT，而短链的芳香烃降低PIT。并且，加入极性小的添加物能使混合油极性减小，PIT增大；相反，加入极性大的添加物会使混合物极性加大，PIT减少。总之。油相极性越低，PIT越大。8. 阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂的结构特性是什么？请举例说明它们的性质与用途。答：阴离子表面活性剂：阴离子表面活性剂溶于水中时，分子电离后亲水基为阴离子基团。阳离子表面活性剂：阳离子表面活性剂溶于水中时，分子电离后亲水基为阳离子基团。非离子表面活性剂：非离子表面活性剂在水溶液中不电离。其分子结构中的亲油性基团与离子型表面活性剂大致相似，但亲水基团是分子中的羟基和醚基。两性离子表面活性剂：两性离子表面活性剂分子中既有正电荷的基团，又有负电荷的基团，带正电荷的基团常为含氮基团，带负电荷的基团是羟基或磺酸基。9. 电解质对表面活性剂的性能有何影响？答：电解质对表面活性剂性质的影响较大，对两性表面活性剂的影响次之，对非离子型表面活性剂的影响较小。电解质和离子型表面活性剂的复配 一般来说，在阴离子表面活性剂中加入无机盐（即电解质）往往使溶液的表面活性提高，cmc下降。电解质和非离子型表面活性剂的复配 电解质对非离子表面活性剂的影响较弱，只有在高浓度下才表现出来，且影响规律复杂，主要是通过对疏水基的“盐溶”“盐析”的作用使临界胶束浓度变化，而不是对亲水基的作用10. 为什么常用低分子醇作为表面活性剂的增溶剂？答：低分子醇在浓度低时对于表面活性剂的表面活性产生增效作用，而在高浓度时随浓度的增大使cmc增设，使表面活性剂的溶解度增大。另外，低分子醇的浓度增加时，溶液介电常数减小，胶团离子关之间的斥力则增加，不利于胶团的形成，致使cmc增高。