表面活性劑應用原理（第二版）

第一章表面活性劑概論001
一、表面張力、表面活性與表面活性物質001
（一）液體的表面和表面張力001
（二）溶液的表面張力、表面活性和表面活性物質003
（三）液體表面張力和界面張力的測量方法004
二、表面活性劑分子結構的基本特征005
三、表面活性劑的分類方法和實例005
（一）按親水基分類005
（二）按疏水基分類006
（三）其他分類方法007
四、表面活性劑在溶液中的性質007
（一）親水-疏水性及疏水效應007
（二）表面活性劑在溶液表面的吸附和在溶液體相中的膠束化008
（三）cmc附近表面活性劑溶液性質的突變012
（四）表面活性劑的溶度性質――克拉夫特點和濁點012
（五）表面活性劑的溶油性013
五、表面活性劑的基本功能014
六、表面活性劑的用途015
七、表面活性劑的發(fā)展歷史及趨勢017
（一）表面活性劑工業(yè)的興起與演變017
（二）表面活性劑發(fā)展展望018
參考文獻019
第二章普通表面活性劑的結構、性能與用途020
一、陰離子表面活性劑020
（一）羧酸鹽021
（二）硫酸酯鹽023
（三）磺酸鹽025
（四）磷酸酯鹽032
二、陽離子表面活性劑032
（一）胺鹽034
（二）季銨鹽034
（三）雜環(huán)類陽離子表面活性劑036
（四）?鹽037
三、兩性表面活性劑038
（一）甜菜堿型兩性表面活性劑039
（二）氨基酸型兩性表面活性劑041
（三）咪唑啉型兩性表面活性劑042
四、非離子表面活性劑043
（一）聚氧乙烯型非離子表面活性劑043
（二）多元醇的脂肪酸酯045
（三）烷基醇酰胺046
（四）氧化胺（叔胺氧化物）047
（五）亞砜表面活性劑048
五、混合型表面活性劑048
（一）脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽048
（二）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽049
（三）醇醚或酚醚的磷酸酯鹽049
（四）磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚酯二鈉049
（五）烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽049
參考文獻050
第三章表面活性劑在溶液表（界）面上的吸附051
一、表面超量051
二、Gibbs吸附公式和表面活性劑吸附的應用052
（一）Gibbs吸附公式052
（二）Gibbs公式在表面活性劑溶液中的應用053
三、表面活性劑在氣-液界面上的吸附量和吸附層狀態(tài)055
（一）表面吸附量的計算055
（二）表面活性劑在溶液表面上的吸附等溫線及標準吸附自由能的計算056
（三）表面活性劑在溶液表面上的吸附層狀態(tài)056
（四）影響表面吸附的物理化學因素057
（五）表面活性劑溶液表面吸附的功能058
（六）動表面張力與吸附速率058
四、表面活性劑在油/水界面上的吸附059
（一）液/液界面張力059
（二）Gibbs吸附公式在液/液界面上的應用061
（三）液/液界面特點及吸附等溫線061
（四）液/液界面上的吸附層結構062
（五）表面活性劑溶液的界面張力及超低界面張力063
五、表面活性劑在水/水界面上的吸附
――表面活性劑雙水相和三水相體系的界面性質065
參考文獻067
第四章表面活性劑在固/液界面的吸附作用068
一、固體的表面068
（一）固體表面的特點068
（二）固體的表面張力和表面能069
（三）低表面能固體和高表面能固體069
（四）固體表面的電性質070
二、固體自稀溶液中的吸附071
（一） 稀溶液吸附的等溫線071
（二）吸附等溫式072
（三）影響稀溶液吸附的一些因素073
三、表面活性劑在固/液界面的吸附等溫線076
（一）表面活性劑在固/液界面吸附的主要原因077
（二）在固/液界面上表面活性劑吸附量的測定078
（三）表面活性劑在固/液界面上的吸附等溫線079
四、影響表面活性劑在固/液界面吸附的一些因素081
五、表面活性劑在固/液界面的吸附機制085
（一）吸附的一般機制085
（二）離子型表面活性劑在帶電符號相反的固體表面的吸附087
（三）非離子型表面活性劑在固/液界面的吸附088
六、表面活性劑吸附層結構與性質090
（一）表面活性劑在固/液界面上吸附層結構090
（二）表面活性劑吸附層的一些性質091
參考文獻093
第五章膠束化作用和分子有序組合體094
一、自聚和分子有序組合體概述095
（一）分子有序組合體的類型095
（二）分子有序組合體基本結構特征096
（三）自聚機制097
二、膠束化作用和膠束098
（一）臨界膠束濃度098
（二）膠束的形態(tài)和結構099
（三）膠束的大小――聚集數(shù)101
（四）膠束的反離子結合度101
（五）膠束形成的理論處理―膠束熱力學101
（六）膠束動力學104
三、表面活性劑分子的多種有序組合體105
（一）蠕蟲狀膠束105
（二）反膠束106
（三）囊泡和脂質體107
（四）液晶110
（五）吸附膠束114
（六）有序高級結構――表面活性劑分子有序組合體的再聚集114
四、影響分子有序組合體大小和形狀的因素115
（一）表面活性劑的結構――分子有序組合體形狀的臨界排列參數(shù)115
（二）表面活性劑濃度117
（三）電解質118
（四）溫度118
（五）其他因素118
五、分子有序組合體的功能和應用119
（一）增溶功能119
（二）模擬生物膜120
（三）間隔化反應介質和微反應器120
（四）模板功能121
（五）藥物載體123
（六）分離功能124
（七）釋放功能124
六、表面活性劑雙水相及其萃取功能124
（一）非離子表面活性劑雙水相125
（二）正、負離子表面活性劑雙水相125
（三）表面活性劑和高聚物混合雙水相126
（四）表面活性劑與高聚物混合三水相127
七、反膠束萃取127
參考文獻128
第六章增溶作用129
一、增溶作用及研究方法129
（一）增溶量130
（二）被增溶物在膠束中的位置131
（三）增溶作用的平衡常數(shù)132
（四）增溶作用標準熱力學函數(shù)變化133
二、影響增溶作用的一些因素134
（一）表面活性劑結構與性質的影響134
（二）增溶物結構與性質的影響136
（三）無機電解質的影響137
（四）非電解質的影響138
（五）溫度的影響139
（六）混合表面活性劑體系的增溶作用141
三、增溶作用的一些應用143
四、吸附膠束的增溶作用145
參考文獻146
第七章乳化作用、乳狀液及微乳狀液148
一、乳狀液的形成148
二、乳狀液的類型149
（一）能量因素與Bancroft規(guī)則150
（二）幾何因素與定向楔理論150
（三）液滴聚結動力學因素152
（四）物理因素152
三、乳狀液的穩(wěn)定性153
（一）乳狀液不穩(wěn)定的方式153
（二）乳狀液的穩(wěn)定因素155
四、乳化劑及其選擇158
（一）乳化劑的分類及常用乳化劑158
（二）乳化劑的選擇161
五、破乳劑166
（一）選擇破乳劑的一般原則167
（二）常用破乳劑167
六、多重乳狀液169
（一）多重乳狀液的制備及類型170
（二）多重乳狀液的穩(wěn)定性170
七、液膜分離172
（一）多重乳狀液型液膜172
（二）支撐液膜176
八、乳狀液的應用177
（一）乳液聚合177
（二）乳化燃油178
（三）其他應用179
九、微乳狀液183
（一）微乳狀液的形成與性質183
（二）微乳狀液形成的機理184
（三）微乳狀液的相性質187
（四）微乳狀液的應用188
參考文獻190
第八章潤濕作用192
一、潤濕過程193
二、接觸角和Young方程194
（一）接觸角與Young方程194
（二）接觸角的測量方法195
（三）決定和影響接觸角大小的因素198
（四）接觸角法測固體的表面能204
（五）接觸角與表面活性劑在低能固體表面上的吸附量207
三、固體表面的潤濕性質208
（一）高能表面的自憎性208
（二）低能表面的潤濕臨界表面張力209
（三）浸濕熱211
四、表面活性劑對潤濕過程的作用212
（一）表面活性劑在潤濕過程中的兩種作用212
（二）非極性固體表面的潤濕214
（三）極性固體表面的潤濕215
（四）纖維的潤濕215
（五）潤濕劑217
五、潤濕作用應用舉例219
（一）固體的表面改性219
（二）礦物的泡沫浮選223
參考文獻224
第九章分散和聚集作用226
一、分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性227
（一）膠體穩(wěn)定性及DLVO理論227
（二）懸浮體的穩(wěn)定性229
二、分散作用與分散劑231
（一）分散過程231
（二）表面活性劑在分散過程中的作用232
（三）分散劑234
三、聚集作用與絮凝劑238
（一）聚集作用機理238
（二）絮凝劑239
四、分散系統(tǒng)穩(wěn)定性的一些實驗研究方法241
（一）稀分散系統(tǒng)242
（二）濃分散系統(tǒng)245
參考文獻247
第十章在表面活性劑有序組合體微環(huán)境中的化學反應249
一、膠束催化249
（一）膠束催化反應的速率常數(shù)250
（二）膠束催化的基本原理252
（三）影響膠束催化的一些因素261
二、吸附膠束催化263
（一）吸附膠束催化的簡單研究方法264
（二）吸附膠束催化的反應速率常數(shù)264
（三）影響吸附膠束催化的一些因素264
（四）膠束催化與吸附膠束催化的聯(lián)系267
三、微乳液中的有機反應268
（一）微乳在一些有機反應中的作用268
（二）影響微乳作用的幾個因素271
參考文獻273
第十一章表面活性劑復配原理（一）276
一、表面活性劑同系物混合物277
（一）同系物混合物的表面活性277
（二）同系物混合物的cmc277
（三）同系物混合膠束組成的計算278
（四）同系物混合物表面張力的計算278
二、表面活性劑與無機電解質混合體系279
（一）無機電解質對離子型表面活性劑的影響279
（二）無機電解質對非離子表面活性劑的影響280
三、表面活性劑與極性有機物混合體系281
（一）長鏈脂肪醇的影響282
（二）短鏈醇的影響282
（三）水溶性及極性較強的極性有機物的影響283
（四）表面活性劑助溶劑283
四、非離子表面活性劑與離子表面活性劑的復配283
五、正、負離子表面活性劑的復配284
（一）正、負離子表面活性劑混合體系的表面活性?全面增效作用284
（二）提高混合物溶解性的方法285
（三）正、負離子表面活性劑混合體系的三個濃度區(qū)和兩類均相溶液287
（四）正、負離子表面活性劑混合體系的分子有序組合體289
（五）正、負離子表面活性劑混合溶液的流變性質291
（六）正、負離子表面活性劑混合體系的相行為292
（七）正負離子表面活性劑295
六、混合表面活性劑在混合膠束和吸附層中的相互作用參數(shù)296
參考文獻298
第十二章表面活性劑結構與性能的關系299
一、親水基的結構與性能的關系299
二、親水基的相對位置與性能的關系301
三、疏水基的結構與性能的關系302
（一）疏水基的結構類型302
（二）疏水基的疏水性303
（三）疏水鏈長度的影響303
（四）疏水鏈的長度對稱性的影響（表面活性劑混合體系中）303
（五）疏水鏈分支的影響304
（六）烷基鏈數(shù)目的影響304
（七）疏水鏈中其他基團的影響305
四、聯(lián)結基的結構與性能的關系305
五、分子大小與性能的關系305
六、反離子對性能的影響306
七、烷基苯磺酸鹽結構與性能的關系
――表面活性劑的分子結構因素的總結307
（一）烷基鏈長的影響307
（二）烷基鏈分支的影響307
（三）烷基鏈數(shù)目的影響308
（四）苯基與烷基結合位置的影響308
（五）磺酸基位置及數(shù)目的影響308
八、表面活性劑表面活性的影響因素309
（一）降低表（界）面張力的能力（γcmc）309
（二）表面活性劑的cmc及表（界）面張力降低的效率312
（三）表面活性劑復配體系的表面活性314
（四）表面活性的其他影響因素315
九、表面活性劑溶解性的影響因素316
（一）不同類型表面活性劑的溶解性比較316
（二）聚氧乙烯型非離子表面活性劑的溶解性316
（三）溫度的影響――克拉夫特（Krafft）點和濁點316
十、表面活性劑化學穩(wěn)定性的影響因素321
（一）酸、堿的作用321
（二）無機鹽的作用321
（三）其他因素321
參考文獻321
第十三章特種表面活性劑（元素表面活性劑）323
一、氟表面活性劑323
（一）氟表面活性劑的類型和結構特征323
（二）氟表面活性劑的性質324
（三）氟表面活性劑的合成330
（四）新型氟表面活性劑333
（五）新概念氟表面活性劑334
（六）拒水拒油劑335
（七）氟表面活性劑的應用336
（八）氟表面活性劑的困境――斯德哥爾摩公約及應對342
二、硅表面活性劑343
（一）硅表面活性劑的分類和結構343
（二）硅表面活性劑的合成345
（三）硅氧烷表面活性劑的性質346
（四）硅表面活性劑的應用353
三、氟硅表面活性劑353
四、含其他元素的表面活性劑355
（一）含硼表面活性劑355
（二）含硫表面活性劑356
（三）其他元素表面活性劑356
參考文獻357
第十四章新型表面活性劑和功能性表面活性劑358
一、孿連表面活性劑358
（一）孿連表面活性劑的結構類型359
（二）孿連表面活性劑的性質359
（三）影響孿連表面活性劑性能的主要因素360
二、Bola型表面活性劑361
三、可解離型表面活性劑363
（一）堿解型表面活性劑363
（二）酸解型表面活性劑367
（三）光敏型表面活性劑369
（四）其他370
四、反應型表面活性劑和可聚合表面活性劑371
（一）可聚合乳化劑372
（二）表面活性引發(fā)劑372
（三）表面活性修飾劑373
（四）表面活性交聯(lián)劑374
（五）表面活性鏈轉移劑374
五、冠醚類表面活性劑375
六、螯合性表面活性劑376
七、有機金屬表面活性劑377
八、環(huán)糊精衍生物378
九、主客體型表面活性劑380
（一）主客體型表面活性劑的結構380
（二）主客體型表面活性劑的制備381
（三）主客體型表面活性劑的類型及性能381
（四）主客體型表面活性劑研究對象的拓展382
參考文獻383
第十五章高分子表面活性劑384
一、高分子表面活性劑的分類及結構類型384
二、高分子表面活性劑的合成386
三、高分子表面活性劑的性質及用途387
四、一些重要的高分子表面活性劑388
（一）疏水改性的纖維素388
（二）疏水改性的淀粉390
（三）疏水改性的聚乙二醇391
（四）疏水改性的聚乙烯醇391
（五）聚氧乙烯?聚氧丙烯（EO-PO）嵌段共聚物393
（六）其他399
參考文獻400
第十六章生物表面活性劑401
一、生物表面活性劑的分類402
二、生物表面活性劑的制備方法402
（一）發(fā)酵法生產(chǎn)生物表面活性劑402
（二）酶促反應生產(chǎn)生物表面活性劑403
三、生物表面活性劑的重要性能404
四、生物表面活性劑的用途405
五、一些重要的生物表面活性劑的結構和性能406
（一）糖脂系生物表面活性劑406
（二）?；s氨酸系生物表面活性劑409
（三）磷脂系及脂肪酸系生物表面活性劑409
（四）脂多糖410
（五）蛋白質高分子表面活性劑412
（六）肺表面活性劑和表面活性蛋白412
參考文獻413
第十七章表面活性劑復配原理（二）414
一、碳氫表面活性劑和碳氟表面活性劑的復配414
（一）同離子型混合物414
（二）離子型與非離子型混合體系415
（三）陽離子型與陰離子型混合體系415
（四）碳氫鏈和碳氟鏈的互疏性及碳氫?碳氟表面活性劑混合體系的分子有序組合體416
二、表面活性劑和聚合物復配及表面活性劑/聚合物相互作用417
（一）表面活性劑?聚合物混合溶液的性質417
（二）表面活性劑?高聚物相互作用的影響因素420
（三）正、負離子表面活性劑混合物與高聚物的相互作用422
（四）表面活性劑/高聚物復合物的結構423
三、表面活性劑和蛋白質的相互作用424
（一）蛋白質-表面活性劑相互作用的機制及蛋白質的變性424
（二）蛋白質-表面活性劑復合物的結構426
（三）蛋白質-表面活性劑混合體系的性質426
（四）表面活性劑與蛋白質結合作用的影響因素428
（五）不同類型表面活性劑與蛋白質的相互作用429
（六）陰、陽離子表面活性劑混合物與蛋白質的相互作用及蛋白質變性與復性的調(diào)控430
（七）表面活性劑和膜蛋白的相互作用432
四、氟表面活性劑與高聚物和蛋白質的相互作用433
五、表面活性劑與環(huán)糊精的相互作用434
（一）CD和單一表面活性劑的包結的理論模型434
（二）CD對表面活性劑物理化學性質的影響和包結信息的獲得435
（三）CD對表面活性劑聚集體的破壞作用435
（四）CD在催化及反應控制、環(huán)境保護中的應用436
（五）CD和混合表面活性劑的相互作用436
六、表面活性劑與DNA的相互作用437
（一）不同表面活性劑和DNA的相互作用438
（二）表面活性劑與DNA分子的鍵合模式及構象轉變438
（三）表面活性劑與DNA形成復合物用于基因輸送439
（四）表面活性劑與DNA在界面上的吸附研究441
七、表面活性劑與細菌、病毒的相互作用及表面活性劑的消毒滅菌性441
（一）表面活性劑與病毒和細菌的作用機制442
（二）表面活性劑的消毒滅菌作用及消毒滅菌劑442
（三）表面活性劑與細菌的其他作用及其應用444
參考文獻445
第十八章表面活性劑的綠色化學447
一、持久性有機污染物與表面活性劑448
二、表面活性劑的生物降解454
三、表面活性劑的安全性及毒性459
（一）表面活性劑的毒性459
（二）表面活性劑的溶血性460
四、表面活性劑的溫和性及對皮膚和黏膜的刺激性460
（一）表面活性劑對皮膚和黏膜的刺激性的因素460
（二）評價溫和性的方法461
（三）表面活性劑結構對溫和性的影響461
（四）表面活性劑復配和溫和性462
五、表面活性劑的環(huán)境激素問題463
六、洗滌劑的安全問題464
參考文獻464
第十九章綠色表面活性劑和溫和表面活性劑466
一、烷基糖苷466
（一）烷基糖苷的結構與類型467
（二）烷基糖苷的合成468
（三）烷基糖苷的性質469
（四）烷基糖苷的應用470
二、烷基葡萄糖酰胺470
（一）烷基葡萄糖酰胺的合成471
（二）烷基葡萄糖酰胺的性能471
三、醇醚羧酸鹽（AEC）472
（一）AEC的合成472
（二）AEC的性能和應用472
四、單烷基磷酸酯472
（一）單烷基磷酸酯的合成473
（二）單烷基磷酸酯的性能和應用473
五、脂肪酸甲酯磺酸鈉474
六、古爾伯特醇衍生物474
七、其他溫和表面活性劑475
（一）N-酰基-N-甲基?；撬猁}475
（二）N-?；?L-谷氨酸鹽476
（三）酰基羥乙基磺酸鹽476
（四）改性油脂476
（五）植物油酸477
參考文獻477