表面活性剂应用原理（第二版）

第一章表面活性剂概论001
一、表面张力、表面活性与表面活性物质001
（一）液体的表面和表面张力001
（二）溶液的表面张力、表面活性和表面活性物质003
（三）液体表面张力和界面张力的测量方法004
二、表面活性剂分子结构的基本特征005
三、表面活性剂的分类方法和实例005
（一）按亲水基分类005
（二）按疏水基分类006
（三）其他分类方法007
四、表面活性剂在溶液中的性质007
（一）亲水-疏水性及疏水效应007
（二）表面活性剂在溶液表面的吸附和在溶液体相中的胶束化008
（三）cmc附近表面活性剂溶液性质的突变012
（四）表面活性剂的溶度性质――克拉夫特点和浊点012
（五）表面活性剂的溶油性013
五、表面活性剂的基本功能014
六、表面活性剂的用途015
七、表面活性剂的发展历史及趋势017
（一）表面活性剂工业的兴起与演变017
（二）表面活性剂发展展望018
参考文献019
第二章普通表面活性剂的结构、性能与用途020
一、阴离子表面活性剂020
（一）羧酸盐021
（二）硫酸酯盐023
（三）磺酸盐025
（四）磷酸酯盐032
二、阳离子表面活性剂032
（一）胺盐034
（二）季铵盐034
（三）杂环类阳离子表面活性剂036
（四）?盐037
三、两性表面活性剂038
（一）甜菜碱型两性表面活性剂039
（二）氨基酸型两性表面活性剂041
（三）咪唑啉型两性表面活性剂042
四、非离子表面活性剂043
（一）聚氧乙烯型非离子表面活性剂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）亚砜表面活性剂048
五、混合型表面活性剂048
（一）脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐048
（二）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐049
（三）醇醚或酚醚的磷酸酯盐049
（四）磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚酯二钠049
（五）烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐049
参考文献050
第三章表面活性剂在溶液表（界）面上的吸附051
一、表面超量051
二、Gibbs吸附公式和表面活性剂吸附的应用052
（一）Gibbs吸附公式052
（二）Gibbs公式在表面活性剂溶液中的应用053
三、表面活性剂在气-液界面上的吸附量和吸附层状态055
（一）表面吸附量的计算055
（二）表面活性剂在溶液表面上的吸附等温线及标准吸附自由能的计算056
（三）表面活性剂在溶液表面上的吸附层状态056
（四）影响表面吸附的物理化学因素057
（五）表面活性剂溶液表面吸附的功能058
（六）动表面张力与吸附速率058
四、表面活性剂在油/水界面上的吸附059
（一）液/液界面张力059
（二）Gibbs吸附公式在液/液界面上的应用061
（三）液/液界面特点及吸附等温线061
（四）液/液界面上的吸附层结构062
（五）表面活性剂溶液的界面张力及超低界面张力063
五、表面活性剂在水/水界面上的吸附
――表面活性剂双水相和三水相体系的界面性质065
参考文献067
第四章表面活性剂在固/液界面的吸附作用068
一、固体的表面068
（一）固体表面的特点068
（二）固体的表面张力和表面能069
（三）低表面能固体和高表面能固体069
（四）固体表面的电性质070
二、固体自稀溶液中的吸附071
（一） 稀溶液吸附的等温线071
（二）吸附等温式072
（三）影响稀溶液吸附的一些因素073
三、表面活性剂在固/液界面的吸附等温线076
（一）表面活性剂在固/液界面吸附的主要原因077
（二）在固/液界面上表面活性剂吸附量的测定078
（三）表面活性剂在固/液界面上的吸附等温线079
四、影响表面活性剂在固/液界面吸附的一些因素081
五、表面活性剂在固/液界面的吸附机制085
（一）吸附的一般机制085
（二）离子型表面活性剂在带电符号相反的固体表面的吸附087
（三）非离子型表面活性剂在固/液界面的吸附088
六、表面活性剂吸附层结构与性质090
（一）表面活性剂在固/液界面上吸附层结构090
（二）表面活性剂吸附层的一些性质091
参考文献093
第五章胶束化作用和分子有序组合体094
一、自聚和分子有序组合体概述095
（一）分子有序组合体的类型095
（二）分子有序组合体基本结构特征096
（三）自聚机制097
二、胶束化作用和胶束098
（一）临界胶束浓度098
（二）胶束的形态和结构099
（三）胶束的大小――聚集数101
（四）胶束的反离子结合度101
（五）胶束形成的理论处理―胶束热力学101
（六）胶束动力学104
三、表面活性剂分子的多种有序组合体105
（一）蠕虫状胶束105
（二）反胶束106
（三）囊泡和脂质体107
（四）液晶110
（五）吸附胶束114
（六）有序高级结构――表面活性剂分子有序组合体的再聚集114
四、影响分子有序组合体大小和形状的因素115
（一）表面活性剂的结构――分子有序组合体形状的临界排列参数115
（二）表面活性剂浓度117
（三）电解质118
（四）温度118
（五）其他因素118
五、分子有序组合体的功能和应用119
（一）增溶功能119
（二）模拟生物膜120
（三）间隔化反应介质和微反应器120
（四）模板功能121
（五）药物载体123
（六）分离功能124
（七）释放功能124
六、表面活性剂双水相及其萃取功能124
（一）非离子表面活性剂双水相125
（二）正、负离子表面活性剂双水相125
（三）表面活性剂和高聚物混合双水相126
（四）表面活性剂与高聚物混合三水相127
七、反胶束萃取127
参考文献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）被增溶物在胶束中的位置131
（三）增溶作用的平衡常数132
（四）增溶作用标准热力学函数变化133
二、影响增溶作用的一些因素134
（一）表面活性剂结构与性质的影响134
（二）增溶物结构与性质的影响136
（三）无机电解质的影响137
（四）非电解质的影响138
（五）温度的影响139
（六）混合表面活性剂体系的增溶作用141
三、增溶作用的一些应用143
四、吸附胶束的增溶作用145
参考文献146
第七章乳化作用、乳状液及微乳状液148
一、乳状液的形成148
二、乳状液的类型149
（一）能量因素与Bancroft规则150
（二）几何因素与定向楔理论150
（三）液滴聚结动力学因素152
（四）物理因素152
三、乳状液的稳定性153
（一）乳状液不稳定的方式153
（二）乳状液的稳定因素155
四、乳化剂及其选择158
（一）乳化剂的分类及常用乳化剂158
（二）乳化剂的选择161
五、破乳剂166
（一）选择破乳剂的一般原则167
（二）常用破乳剂167
六、多重乳状液169
（一）多重乳状液的制备及类型170
（二）多重乳状液的稳定性170
七、液膜分离172
（一）多重乳状液型液膜172
（二）支撑液膜176
八、乳状液的应用177
（一）乳液聚合177
（二）乳化燃油178
（三）其他应用179
九、微乳状液183
（一）微乳状液的形成与性质183
（二）微乳状液形成的机理184
（三）微乳状液的相性质187
（四）微乳状液的应用188
参考文献190
第八章润湿作用192
一、润湿过程193
二、接触角和Young方程194
（一）接触角与Young方程194
（二）接触角的测量方法195
（三）决定和影响接触角大小的因素198
（四）接触角法测固体的表面能204
（五）接触角与表面活性剂在低能固体表面上的吸附量207
三、固体表面的润湿性质208
（一）高能表面的自憎性208
（二）低能表面的润湿临界表面张力209
（三）浸湿热211
四、表面活性剂对润湿过程的作用212
（一）表面活性剂在润湿过程中的两种作用212
（二）非极性固体表面的润湿214
（三）极性固体表面的润湿215
（四）纤维的润湿215
（五）润湿剂217
五、润湿作用应用举例219
（一）固体的表面改性219
（二）矿物的泡沫浮选223
参考文献224
第九章分散和聚集作用226
一、分散系统的稳定性227
（一）胶体稳定性及DLVO理论227
（二）悬浮体的稳定性229
二、分散作用与分散剂231
（一）分散过程231
（二）表面活性剂在分散过程中的作用232
（三）分散剂234
三、聚集作用与絮凝剂238
（一）聚集作用机理238
（二）絮凝剂239
四、分散系统稳定性的一些实验研究方法241
（一）稀分散系统242
（二）浓分散系统245
参考文献247
第十章在表面活性剂有序组合体微环境中的化学反应249
一、胶束催化249
（一）胶束催化反应的速率常数250
（二）胶束催化的基本原理252
（三）影响胶束催化的一些因素261
二、吸附胶束催化263
（一）吸附胶束催化的简单研究方法264
（二）吸附胶束催化的反应速率常数264
（三）影响吸附胶束催化的一些因素264
（四）胶束催化与吸附胶束催化的联系267
三、微乳液中的有机反应268
（一）微乳在一些有机反应中的作用268
（二）影响微乳作用的几个因素271
参考文献273
第十一章表面活性剂复配原理（一）276
一、表面活性剂同系物混合物277
（一）同系物混合物的表面活性277
（二）同系物混合物的cmc277
（三）同系物混合胶束组成的计算278
（四）同系物混合物表面张力的计算278
二、表面活性剂与无机电解质混合体系279
（一）无机电解质对离子型表面活性剂的影响279
（二）无机电解质对非离子表面活性剂的影响280
三、表面活性剂与极性有机物混合体系281
（一）长链脂肪醇的影响282
（二）短链醇的影响282
（三）水溶性及极性较强的极性有机物的影响283
（四）表面活性剂助溶剂283
四、非离子表面活性剂与离子表面活性剂的复配283
五、正、负离子表面活性剂的复配284
（一）正、负离子表面活性剂混合体系的表面活性?全面增效作用284
（二）提高混合物溶解性的方法285
（三）正、负离子表面活性剂混合体系的三个浓度区和两类均相溶液287
（四）正、负离子表面活性剂混合体系的分子有序组合体289
（五）正、负离子表面活性剂混合溶液的流变性质291
（六）正、负离子表面活性剂混合体系的相行为292
（七）正负离子表面活性剂295
六、混合表面活性剂在混合胶束和吸附层中的相互作用参数296
参考文献298
第十二章表面活性剂结构与性能的关系299
一、亲水基的结构与性能的关系299
二、亲水基的相对位置与性能的关系301
三、疏水基的结构与性能的关系302
（一）疏水基的结构类型302
（二）疏水基的疏水性303
（三）疏水链长度的影响303
（四）疏水链的长度对称性的影响（表面活性剂混合体系中）303
（五）疏水链分支的影响304
（六）烷基链数目的影响304
（七）疏水链中其他基团的影响305
四、联结基的结构与性能的关系305
五、分子大小与性能的关系305
六、反离子对性能的影响306
七、烷基苯磺酸盐结构与性能的关系
――表面活性剂的分子结构因素的总结307
（一）烷基链长的影响307
（二）烷基链分支的影响307
（三）烷基链数目的影响308
（四）苯基与烷基结合位置的影响308
（五）磺酸基位置及数目的影响308
八、表面活性剂表面活性的影响因素309
（一）降低表（界）面张力的能力（γcmc）309
（二）表面活性剂的cmc及表（界）面张力降低的效率312
（三）表面活性剂复配体系的表面活性314
（四）表面活性的其他影响因素315
九、表面活性剂溶解性的影响因素316
（一）不同类型表面活性剂的溶解性比较316
（二）聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解性316
（三）温度的影响――克拉夫特（Krafft）点和浊点316
十、表面活性剂化学稳定性的影响因素321
（一）酸、碱的作用321
（二）无机盐的作用321
（三）其他因素321
参考文献321
第十三章特种表面活性剂（元素表面活性剂）323
一、氟表面活性剂323
（一）氟表面活性剂的类型和结构特征323
（二）氟表面活性剂的性质324
（三）氟表面活性剂的合成330
（四）新型氟表面活性剂333
（五）新概念氟表面活性剂334
（六）拒水拒油剂335
（七）氟表面活性剂的应用336
（八）氟表面活性剂的困境――斯德哥尔摩公约及应对342
二、硅表面活性剂343
（一）硅表面活性剂的分类和结构343
（二）硅表面活性剂的合成345
（三）硅氧烷表面活性剂的性质346
（四）硅表面活性剂的应用353
三、氟硅表面活性剂353
四、含其他元素的表面活性剂355
（一）含硼表面活性剂355
（二）含硫表面活性剂356
（三）其他元素表面活性剂356
参考文献357
第十四章新型表面活性剂和功能性表面活性剂358
一、孪连表面活性剂358
（一）孪连表面活性剂的结构类型359
（二）孪连表面活性剂的性质359
（三）影响孪连表面活性剂性能的主要因素360
二、Bola型表面活性剂361
三、可解离型表面活性剂363
（一）碱解型表面活性剂363
（二）酸解型表面活性剂367
（三）光敏型表面活性剂369
（四）其他370
四、反应型表面活性剂和可聚合表面活性剂371
（一）可聚合乳化剂372
（二）表面活性引发剂372
（三）表面活性修饰剂373
（四）表面活性交联剂374
（五）表面活性链转移剂374
五、冠醚类表面活性剂375
六、螯合性表面活性剂376
七、有机金属表面活性剂377
八、环糊精衍生物378
九、主客体型表面活性剂380
（一）主客体型表面活性剂的结构380
（二）主客体型表面活性剂的制备381
（三）主客体型表面活性剂的类型及性能381
（四）主客体型表面活性剂研究对象的拓展382
参考文献383
第十五章高分子表面活性剂384
一、高分子表面活性剂的分类及结构类型384
二、高分子表面活性剂的合成386
三、高分子表面活性剂的性质及用途387
四、一些重要的高分子表面活性剂388
（一）疏水改性的纤维素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
参考文献400
第十六章生物表面活性剂401
一、生物表面活性剂的分类402
二、生物表面活性剂的制备方法402
（一）发酵法生产生物表面活性剂402
（二）酶促反应生产生物表面活性剂403
三、生物表面活性剂的重要性能404
四、生物表面活性剂的用途405
五、一些重要的生物表面活性剂的结构和性能406
（一）糖脂系生物表面活性剂406
（二）酰基缩氨酸系生物表面活性剂409
（三）磷脂系及脂肪酸系生物表面活性剂409
（四）脂多糖410
（五）蛋白质高分子表面活性剂412
（六）肺表面活性剂和表面活性蛋白412
参考文献413
第十七章表面活性剂复配原理（二）414
一、碳氢表面活性剂和碳氟表面活性剂的复配414
（一）同离子型混合物414
（二）离子型与非离子型混合体系415
（三）阳离子型与阴离子型混合体系415
（四）碳氢链和碳氟链的互疏性及碳氢?碳氟表面活性剂混合体系的分子有序组合体416
二、表面活性剂和聚合物复配及表面活性剂/聚合物相互作用417
（一）表面活性剂?聚合物混合溶液的性质417
（二）表面活性剂?高聚物相互作用的影响因素420
（三）正、负离子表面活性剂混合物与高聚物的相互作用422
（四）表面活性剂/高聚物复合物的结构423
三、表面活性剂和蛋白质的相互作用424
（一）蛋白质-表面活性剂相互作用的机制及蛋白质的变性424
（二）蛋白质-表面活性剂复合物的结构426
（三）蛋白质-表面活性剂混合体系的性质426
（四）表面活性剂与蛋白质结合作用的影响因素428
（五）不同类型表面活性剂与蛋白质的相互作用429
（六）阴、阳离子表面活性剂混合物与蛋白质的相互作用及蛋白质变性与复性的调控430
（七）表面活性剂和膜蛋白的相互作用432
四、氟表面活性剂与高聚物和蛋白质的相互作用433
五、表面活性剂与环糊精的相互作用434
（一）CD和单一表面活性剂的包结的理论模型434
（二）CD对表面活性剂物理化学性质的影响和包结信息的获得435
（三）CD对表面活性剂聚集体的破坏作用435
（四）CD在催化及反应控制、环境保护中的应用436
（五）CD和混合表面活性剂的相互作用436
六、表面活性剂与DNA的相互作用437
（一）不同表面活性剂和DNA的相互作用438
（二）表面活性剂与DNA分子的键合模式及构象转变438
（三）表面活性剂与DNA形成复合物用于基因输送439
（四）表面活性剂与DNA在界面上的吸附研究441
七、表面活性剂与细菌、病毒的相互作用及表面活性剂的消毒灭菌性441
（一）表面活性剂与病毒和细菌的作用机制442
（二）表面活性剂的消毒灭菌作用及消毒灭菌剂442
（三）表面活性剂与细菌的其他作用及其应用444
参考文献445
第十八章表面活性剂的绿色化学447
一、持久性有机污染物与表面活性剂448
二、表面活性剂的生物降解454
三、表面活性剂的安全性及毒性459
（一）表面活性剂的毒性459
（二）表面活性剂的溶血性460
四、表面活性剂的温和性及对皮肤和黏膜的刺激性460
（一）表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性的因素460
（二）评价温和性的方法461
（三）表面活性剂结构对温和性的影响461
（四）表面活性剂复配和温和性462
五、表面活性剂的环境激素问题463
六、洗涤剂的安全问题464
参考文献464
第十九章绿色表面活性剂和温和表面活性剂466
一、烷基糖苷466
（一）烷基糖苷的结构与类型467
（二）烷基糖苷的合成468
（三）烷基糖苷的性质469
（四）烷基糖苷的应用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、醇醚羧酸盐（AEC）472
（一）AEC的合成472
（二）AEC的性能和应用472
四、单烷基磷酸酯472
（一）单烷基磷酸酯的合成473
（二）单烷基磷酸酯的性能和应用473
五、脂肪酸甲酯磺酸钠474
六、古尔伯特醇衍生物474
七、其他温和表面活性剂475
（一）N-酰基-N-甲基牛磺酸盐475
（二）N-酰基-L-谷氨酸盐476
（三）酰基羟乙基磺酸盐476
（四）改性油脂476
（五）植物油酸477
参考文献477