膠 體 與 界 面 化 學(xué)

1、膠體與界面化學(xué)第1頁(yè)共7頁(yè)膠體與界面化學(xué)中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院李丹福摘要：介紹了膠體與界面化學(xué)的歷史與發(fā)展和我國(guó)膠體與界面化學(xué)發(fā)展，還著重介紹了表面活性劑的發(fā)展與應(yīng)用。關(guān)鍵字：膠體與界面化學(xué)表面活性劑發(fā)展應(yīng)用1前言膠體與界面化學(xué)是研究膠體分散體系和界面現(xiàn)象的一門(mén)科學(xué)，與能源、材料、生物、化學(xué)制造和環(huán)境科學(xué)有著密切的關(guān)系，并滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。所涉及到其中的一些重大科學(xué)問(wèn)題，如土壤改良、功能與復(fù)合材料、三次采油、漿體的管道運(yùn)輸、人

2、造血漿、藥物緩釋與定向、摩擦與潤(rùn)滑和油漆涂料等，與國(guó)家安全、能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)和人民生活等方面密切相關(guān)，因此在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有重要地位[1]。膠體與界面化學(xué)是一門(mén)古老的科學(xué)。他的歷史比較一致的看法是從1862年開(kāi)始的，創(chuàng)始人是英國(guó)科學(xué)家ThomasGraham，他系統(tǒng)研究過(guò)許多物質(zhì)的擴(kuò)散速度，并首先提出晶體和膠體（colloid）的概念，制定了許多名詞用來(lái)形容他所發(fā)現(xiàn)的事實(shí)，如溶膠（sol）、凝膠（gel）、膠溶（peptiz

3、atiion）、滲析(dialysis)、離漿（syneresis）。盡管在這一時(shí)期積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，但是膠體化學(xué)真正為人們所重視并獲得較大的發(fā)展是從1903年開(kāi)始的，這時(shí)Zsigmondy（德）發(fā)明了超顯微鏡，肯定了溶膠的一個(gè)根本問(wèn)題——體系的多相性，從而明確了膠體化學(xué)是界面化學(xué)。1965年召開(kāi)的美國(guó)第39屆膠體與表面科學(xué)會(huì)議，共有文章44篇，其中7篇來(lái)自國(guó)外；1975年的第49屆會(huì)議，共有文章154篇，其中70篇來(lái)自國(guó)外；19

4、85年的第50屆和第5屆國(guó)際表面和界面科學(xué)會(huì)議，共有708篇文章，其中一半來(lái)自國(guó)外，有1000人參加。從這些數(shù)字可以看出，膠體與表面科學(xué)在這二十年處于一個(gè)十分活躍的蓬勃發(fā)展的階段。近年來(lái)，由于實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展（像超離心機(jī)、光散射、X射線、多種電子顯像鏡、紅外線以及各種能譜等的應(yīng)用），又使膠體和表面化學(xué)在微觀研究中躍進(jìn)了一大步。[2~3]我國(guó)膠體與界面化學(xué)的發(fā)展基本上是從解放后開(kāi)始的，著名的化學(xué)家傅鷹院士是我國(guó)膠體與界面化學(xué)的主要奠基人

5、，其對(duì)吸附理論的研究在國(guó)際上達(dá)到膠體與界面化學(xué)第3頁(yè)共7頁(yè)陰離子表面活性劑是親水基為陰離子部分的表面活性劑，是由疏水性的陰離子與親水性的陽(yáng)離子形成的鹽類(lèi)。其中磺酸鹽型和硫酸(酯)鹽型陰離子表面活性劑產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣。最主要的磺酸鹽生產(chǎn)工藝為磺氧化、氯磺化和磺化工藝?；腔磻?yīng)器是生產(chǎn)磺酸鹽硫酸(酯)鹽型陰離子表面活性劑的關(guān)鍵設(shè)備。2.2非離子表面活性劑非離子表面活性劑是在水中不解離的表面活性劑，它不受水質(zhì)的影響，性質(zhì)穩(wěn)定，有良好的乳化、

6、潤(rùn)濕、分散、助溶等性能。其按分子結(jié)構(gòu)可分為聚氧乙烯衍生物、聚醚、烷基醇酰胺、脂肪酸多元醇酯和烷基多苷等。聚氧乙烯衍生物又可按疏水基原料的不同分為脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺、葉溫和其他聚氧乙烯系非離子表面活性劑等系列。多元醇酯可根據(jù)親水基不同而分為：脂肪酸乙二醇酯、季戊四醇(和丁四醇)的脂肪酸酯、單脂肪酸甘油酯(單甘酯)、失水山梨醇(或稱(chēng)山梨酐)的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯和其他多元醇的

7、脂肪酸酯等。但無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模和品種數(shù)量看，聚氧乙烯衍生物都占主導(dǎo)地位，其主要生產(chǎn)技術(shù)是乙氧基化技術(shù)。2.3陽(yáng)離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑是親水基為陽(yáng)離子的表面活性劑，目前其絕大多數(shù)仍為季銨鹽類(lèi)化合物，基本原料為脂肪胺(同時(shí)也是兩性表面活性劑的主要原料)，陽(yáng)離子表而活性劑或脂肪胺衍生物主要以天然油脂為原料制得，其次主要由石油化工原料制得。脂肪胺的產(chǎn)量可視為衡量陽(yáng)離子表面活性劑發(fā)展的依據(jù)，目前生產(chǎn)脂肪胺的工藝路線按原料分主要有脂肪酸、油脂

8、、醇和ɑ一烯烴4種。2.4兩性表面活性劑兩性表面活性劑是一個(gè)分子上同時(shí)帶有正負(fù)電荷，并能互相中和而使其具有兩種離子性質(zhì)的表面活性劑，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：①甜菜堿型；②氨基酸型；③磷酸酯型；④咪唑啉型；⑤其他，如高分子、雜原子類(lèi)等兩性表面活性劑。兩性表面活性劑近年來(lái)發(fā)展速度最快(年增長(zhǎng)率約7%~8%)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)陰離子表面活性劑(2%~3%)、非離子表面活性劑(4%~5%)及陽(yáng)離子表面活性劑(5%)。兩性表面活性劑以其獨(dú)特的多功能性著稱(chēng)，主要