表面活性剂——合成·性能·应用（第三版）

1.《表面活性剂——合成?性能?应用》第三版，由我国知名精细化工教授王培义主持编著，参编人员包括长期从事表面活性剂研究的一线教师。

2.《表面活性剂——合成?性能?应用》第三版，每章都增加了思考题，供读者在学习时巩固和提高，并进行学习成果的检验。

3.《表面活性剂——合成?性能?应用》第三版，内容体系涵盖了表面活性剂的分类及性能、合成线路、工业流程，并就其应用进行了综合性阐述，读者会对其应用有全面性和针对性的理解。

 

 

《表面活性剂——合成·性能·应用》第三版分6章，介绍了表面活性剂主要亲油基原料的性能特点、合成方法和应用领域；各种表面活性剂的分子结构特点、合成原理、基本性能和基本应用；表面活性剂的溶解性、界面性质、胶束性质、电化学性质以及添加剂对表面活性剂溶液性质的影响；表面活性剂的润湿、乳化、增溶、分散、发泡、洗涤去污等基本作用原理和应用；表面活性剂的化学生态学、环境安全以及表面活性剂生命循环周期等。本次修订增加了思考题，供读者巩固与提高。

本书内容丰富，论述详细，兼具理论性和实用性，可供从事表面活性剂研究、开发、生产和管理的科研人员和工程技术人员阅读，也可作为高等院校专业教材和教学参考书。

 

王培义，郑州轻工业学院，教授，2000年被确定为河南省跨世纪学术与技术带头人培养对象。现任中国洗涤用品工业协会科学技术委员会委员，中国化工学会精细化工专业委员会委员，中文核心期刊《精细化工》编委，院学报编辑部副主任。

  长期从事表面活性剂、合成洗涤剂、化妆品及其他精细化工产品的研究与开发工作，先后主持完成河南省科技攻关项目五项，数项横向联合项目，获河南省科技进步二等、三等奖以及数项厅局级奖励，多项成果转化为生产力，产生了良好的经济和社会效益。

 

1绪论1

1.1界面与表面1

1.2表面活性和表面活性剂1

1.3表面活性剂的结构特点2

1.3.1表面活性剂的结构2

1.3.2表面活性剂的亲水基2

1.3.3表面活性剂的亲油基4

1.4表面活性剂的分类4

1.5表面活性剂的未来发展9

复习思考题11

2表面活性剂原料与中间体12

2.1天然动植物油脂13

2.2脂肪酸16

2.3脂肪酸甲酯18

2.4脂肪醇19

2.5α-烯烃及内烯烃21

2.6高碳脂肪胺24

2.7烷基苯26

2.8烷基酚27

2.9环氧乙烷29

2.10环氧丙烷31

复习思考题31

3表面活性剂的合成32

3.1阴离子表面活性剂32

3.1.1羧酸盐型阴离子表面活性剂32

3.1.2磺酸盐型阴离子表面活性剂37

3.1.3硫酸酯盐型阴离子表面活性剂55

3.1.4磷酸酯盐型阴离子表面活性剂59

3.2阳离子表面活性剂61

3.2.1胺盐型阳离子表面活性剂63

3.2.2季铵盐型阳离子表面活性剂63

3.2.3杂环型阳离子表面活性剂64

3.2.4疏水基通过中间键与氮原子连接的阳离子表面活性剂67

3.2.5聚合型阳离子表面活性剂69

3.2.6盐型阳离子表面活性剂69

3.3两性离子表面活性剂69

3.3.1甜菜碱型两性离子表面活性剂71

3.3.2咪唑啉型两性离子表面活性剂75

3.3.3氨基酸型两性离子表面活性剂78

3.3.4卵磷脂两性离子表面活性剂79

3.3.5氧化胺型两性离子表面活性剂80

3.4非离子表面活性剂80

3.4.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂81

3.4.2多元醇型非离子表面活性剂88

3.4.3烷醇酰胺类非离子表面活性剂92

3.4.4烷基多苷(APG)94

3.5特种表面活性剂和功能性表面活性剂96

3.5.1含氟表面活性剂97

3.5.2含硅表面活性剂99

3.5.3生物表面活性剂101

3.5.4高分子表面活性剂108

3.5.5冠醚型表面活性剂113

3.5.6螯合型表面活性剂114

3.5.7反应型表面活性剂116

3.5.8双子表面活性剂117

3.5.9Bola型表面活性剂121

3.5.10环糊精及其衍生物121

复习思考题123

4表面活性剂的溶液性质125

4.1表面活性剂的溶解度125

4.1.1离子型表面活性剂的临界溶解温度125

4.1.2非离子型表面活性剂的浊点127

4.1.3表面活性剂在非水溶剂中的溶解性129

4.2表面活性剂的界面性质130

4.2.1Gibbs吸附定理130

4.2.2表面活性剂在溶液界面上的吸附133

4.2.3降低表面张力的效率与效能136

4.2.4表面张力测定方法139

4.2.5单分子层的形成144

4.3表面活性剂在溶液中的状态147

4.3.1分子有序组合体147

4.3.2胶束的结构与性质149

4.3.3临界胶束浓度152

4.3.4胶束形成的热力学和热力学参数156

4.3.5反胶束157

4.3.6液晶159

4.3.7囊泡160

4.4表面活性剂溶液的电化学性质161

4.4.1界面电荷161

4.4.2双电层162

4.4.3动电位164

4.5混合表面活性剂溶液的性质165

4.5.1混合表面活性剂溶液的表面吸附165

4.5.2混合表面活性剂的胶束形成166

4.5.3表面活性剂混合溶液的协同效应167

4.6添加剂对表面活性剂溶液性质的影响172

4.6.1无机电解质173

4.6.2极性有机物175

4.6.3水溶性高分子化合物180

复习思考题182

5表面活性剂的基本作用与应用183

5.1润湿作用184

5.1.1润湿184

5.1.2接触角和润湿方程184

5.1.3表面活性剂的润湿作用185

5.1.4润湿作用的应用186

5.2乳化作用193

5.2.1乳状液的物理性质194

5.2.2影响乳状液类型的因素195

5.2.3影响乳状液稳定性的因素196

5.2.4乳状液的不稳定性199

5.2.5乳化剂的选择200

5.2.6多重乳状液202

5.2.7微乳状液203

5.2.8乳化作用的应用204

5.3增溶作用217

5.3.1增溶机理217

5.3.2影响增溶作用的因素218

5.3.3增溶作用的应用219

5.4分散和凝聚作用220

5.4.1分散作用和分散剂221

5.4.2分散作用的应用224

5.4.3凝聚作用和凝聚剂228

5.4.4凝聚作用的应用229

5.5发泡与消泡作用230

5.5.1发泡作用230

5.5.2消泡作用233

5.5.3发泡与消泡作用的应用235

5.6洗涤去污作用235

5.6.1污垢236

5.6.2污垢的黏附237

5.6.3洗涤过程237

5.6.4洗涤去污原理238

5.6.5抗污垢再沉积240

5.6.6表面活性剂的结构与洗涤作用的关系240

5.6.7洗涤去污作用的应用241

5.7表面活性剂的其他作用247

5.7.1柔软平滑作用247

5.7.2抗静电作用250

5.7.3杀菌作用252

5.8分子有序组合体的功能及作用256

5.8.1模拟生物膜256

5.8.2胶束催化258

5.8.3模板功能260

5.8.4药物载体及释放功能262

5.8.5分离及萃取功能264

复习思考题265

6表面活性剂的化学生态学与环境安全性266

6.1表面活性剂的生物降解性266

6.1.1表面活性剂的生物降解过程266

6.1.2表面活性剂的生物降解机理267

6.1.3常用的几种重要表面活性剂的生物降解过程269

6.1.4影响表面活性剂生物降解的因素272

6.1.5生物降解的定量测试方法及表征274

6.2表面活性剂的安全性及毒性278

6.2.1表面活性剂一般毒性试验279

6.2.2表面活性剂的溶血作用282

6.3表面活性剂对皮肤和黏膜的影响282

6.3.1表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性282

6.3.2表面活性剂分子结构对温和性的影响283

6.4表面活性剂的人体吸收和代谢284

6.4.1表面活性剂在体内通道的吸收和代谢284

6.4.2表面活性剂在体外通道的吸收和代谢287

6.5表面活性剂生命循环周期289

复习思考题291

参考文献292

 

前言

自本书2007年第一版、2012年第二版出版以来，承蒙读者关心和厚爱，发行量节节攀升。2009年第一版获第十届中国石油和化学工业优秀科技图书二等奖，并被一些高校选作教材或教学参考书。

近年来，我国表面活性剂产业发展迅速，应用范围日益广泛，已成为推动我国各个重要产业发展不可或缺的功能性材料，并正扩展到各高新技术领域，为新材料、生物、能源、信息等高新技术行业提供了有力支撑。表面活性剂作为精细化工新材料的重要产品，受到国家各主管部门的重视，得到国家产业政策的大力支持。各行业对表面活性剂的依赖程度也越来越高，对表面活性剂的发展也更加关注。许多高校及科研院所长期对表面活性剂进行重点研究，科技成果不断涌现，为表面活性剂产业发展提供了有力的技术支撑。

为适应表面活性剂产业发展和读者的需要，作者对《表面活性剂——合成·性能·应用》(第二版)一书进行了修订。在修订过程中，原书结构和内容未做变动，主要是修改那些有变化、有发展的内容。为便于读者学习，每章增列了复习思考题，供读者学习时思考。

在这次修订工作中，化学工业出版社的同志为本书出版做了许多工作，一些读者也给予了帮助，在此向他们表示感谢。

郑州轻工业学院  王培义

2018年11月

第一版前言

表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域，是重要的工业助剂之一，被誉为“工业味精”。在许多行业中，表面活性剂起着画龙点睛的作用，只要很少量即可显著地改善物质表面（界面）的物理化学性质，改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。

要设计、合成和开发新型表面活性剂，或应用表面活性剂开发新型、经济、安全、高效的各种新产品，或改进传统生产工艺和提高产品质量，就必须了解和探索表面活性剂分子结构特点、各类表面活性剂的合成原理和方法、表面活性剂的基本性能和作用、表面活性剂结构与性能的关系、表面活性剂之间或表面活性剂与其他添加剂之间的复配规律以及表面活性剂的应用领域和应用原理等。为满足这一需要，并为从事表面活性剂开发、生产和应用的有关技术人员，特别是有志于从事这一工作的青年学者提供借鉴和参考，本书作者结合高等院校专业人才培养实际以及多年来的教学和科研工作实践，编著了《表面活性剂——合成·性能·应用》一书。

全书共分6章。第1章介绍了表面活性和表面活性剂的概念，表面活性剂的结构特点和分类，表面活性剂的发展等；第2章，表面活性剂的原料，介绍了合成表面活性剂所需主要亲油基原料的性能特点、合成方法和应用领域；第3章，表面活性剂的合成，介绍了各种表面活性剂的分子结构特点、合成原理、基本性能和基本应用；第4章，表面活性剂的溶液性质，介绍了表面活性剂的溶解性、界面性质、胶束性质、电化学性质以及添加剂对表面活性剂溶液性质的影响；第5章，表面活性剂的基本作用与应用，介绍了表面活性剂的润湿、乳化、增溶、分散、发泡、洗涤去污等基本作用原理和应用；第6章，表面活性剂的化学生态学，介绍了表面活性剂的化学生态学、环境安全性以及表面活性剂生命循环周期等。

本书主编为王培义（郑州轻工业学院）、徐宝财（北京工商大学）、王军（郑州轻工业学院），参加本书编写工作的还有张春霞（郑州轻工业学院）、韩富（北京工商大学）、许培援（郑州轻工业学院）、闫铨钊（郑州轻工业学院），全书由王培义统编定稿。

本书在编写过程中曾参考了有关文献资料，均列在书末的参考文献中，在此编者对各参考文献的作者表示感谢！

本书内容涉及面广，限于水平，书中错误在所难免，敬请专家、读者批评指正。

作者

2007年5月

第二版前言

本书自2007年出版以来，发行总数已逾6400册，作为专业书，这个数字说明该书深受读者欢迎，并被一些高校选作教材。

近几年来，表面活性剂工业得到了飞速发展，目前全世界表面活性剂有6000多种，年产量已超过1.4×107吨，中国表面活性剂产量也已达到1.27×104吨，其应用领域进一步扩大。为适应表面活性剂工业这一高速发展的需要，许多高校开设了表面活性剂课程，科学研究方面也方兴未艾，形势喜人。

为更好地满足表面活性剂工业发展和读者的需要，编者对《表面活性剂——合成·性能·应用》一书进行了修订。在修订过程中，原著结构和内容未做变动，主要是修改那些有变化、有发展的内容。

在这次修订工作中，化学工业出版社的不少同志为图书出版及相关事宜做了许多工作，一些读者也给予了帮助，在此表示感谢。

《表面活性剂——合成·性能·应用》一书出版后，承蒙读者关心和爱护，不少读者来信或来电指出不足或咨询问题，在此表示衷心感谢，并希望对第二版继续给予关心、提出宝贵意见，以便不断修订完善。

郑州轻工业学院  王培义

2012年2月