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出版者:Taylor & Francis

作者:Zoller, Uri/ Sosis, Paul

出品人:

页数:593

译者:

出版时间:2008-11

价格:$ 248.54

装帧:HRD

isbn号码:9780824703493

丛书系列:

图书标签:

• 清洁剂
• 表面活性剂
• 洗涤剂
• 配方
• 应用
• 化学
• 工业
• 手册
• 技术
• 性能

表面活性剂化学与应用：从基础理论到工业实践的全面指南 本书全面深入地探讨了表面活性剂的科学原理、合成方法、物理化学性质及其在各个工业领域的广泛应用，旨在为化学、材料科学、工程技术及相关专业的研究人员、工程师和学生提供一本权威且实用的参考书。 --- 第一部分：表面活性剂的分子基础与物理化学 本部分奠定了理解表面活性剂行为的理论基础，深入剖析了其独特的两亲性结构如何决定其在不同介质中的行为模式。 第一章：表面活性剂的结构与分类 本章详细阐述了表面活性剂的分子结构要素——亲水基团（头部）和亲油基团（尾部）。我们系统地回顾了主要的分类方法，包括： 1. 按电荷特性分类： 阴离子表面活性剂（如磺酸盐、脂肪酸盐）、阳离子表面活性剂（如季铵盐）、非离子表面活性剂（如聚氧乙烯醚）和两性表面活性剂（如甜菜碱）。每类物质的化学结构、代表性分子（如SDS, CTAB, Brij系列）及其在水溶液中的电离特性进行了详尽的对比分析。 2. 按亲油基团的来源分类： 探讨了直链烷基、支链烷基、芳香族基团以及氟碳链基团对表面活性的影响。 3. HLB值与特性亲水亲油平衡： 深入解释了HLB（Hydrophile-Lipophile Balance）概念的理论基础及其在配方设计中的实际应用，包括如何利用HLB值预测乳化剂的类型和性能。 第二章：界面现象与热力学 理解表面活性剂的核心在于理解它们如何改变界面性质。本章聚焦于界面张力的变化、吸附行为及其热力学驱动力。 1. 界面张力与表面过量： 利用Gibbs吸附方程，详细推导了表面活性剂在气-液、液-液和固-液界面上的吸附量与表面张力之间的定量关系。通过实验数据图表，展示了临界胶束浓度（CMC）前后的表面张力变化曲线。 2. 胶束形成与结构： 胶束是表面活性剂在溶液中自组装的核心现象。本章分析了胶束形成的驱动力（主要为疏水效应），探讨了不同浓度、温度、电解质和非电解质存在下胶束形态（球形、杆状、囊泡）的变化规律，并引入了临界胶束浓度的精确测定方法（如电导法、表面张力法）。 3. 临界聚集浓度（CAC）与微乳液： 讨论了更高级别的自组装结构，如囊泡和微乳液的形成条件。微乳液的稳定性、组成相区图（三元相图）的解读，以及其在乳液聚合和药物递送中的重要性被重点阐述。 第三章：合成化学与结构修饰 本章概述了工业上主要的表面活性剂合成路线及其功能化策略。 1. 合成工艺： 详细描述了烷基化、磺化、乙氧基化、季铵化等关键反应单元的操作条件、催化剂选择和产物纯化技术。例如，探讨了脂肪醇的乙氧基化反应动力学和副产物控制。 2. 生物基与绿色合成： 重点介绍了利用可再生资源（如油脂、糖类）合成绿色表面活性剂（如烷基多糖苷APG）的最新进展，及其在环境友好型产品开发中的潜力。 3. 功能化修饰： 如何通过引入特定的官能团（如反应性基团、靶向基团）来赋予表面活性剂特殊功能，例如用于点击化学或构建响应性材料。 --- 第二部分：工业应用与功能性材料 本部分将理论知识应用于实际工业挑战，展示表面活性剂在多个关键领域中作为功能性添加剂的作用。 第四章：乳化与分散体系 表面活性剂是乳液和悬浮液稳定性的基石。本章关注其在稳定两相体系中的作用机制。 1. 乳液稳定性机制： 深入分析乳液破裂的模式（絮凝、聚结、分层），以及表面活性剂层（双电层和空间位阻效应）如何提供长期稳定性的屏障。 2. 乳液聚合： 探讨了乳液聚合中表面活性剂的选择对粒径分布、聚合速率和最终聚合物性能（如乳胶漆的成膜性）的影响。介绍了引发剂、表面活性剂和单体之间的相互作用。 3. 颜料和填料的分散： 在涂料、油墨和复合材料工业中，表面活性剂作为分散剂，通过降低固-液界面能，确保无沉降的均匀分散。详细讨论了吸附层厚度对分散体系流变学特性的调控作用。 第五章：洗涤、去污与清洁科学 本章专门针对表面活性剂在去污领域的应用，这是其最主要的市场。 1. 去污机理： 详细解析了表面活性剂去除不同类型污垢（油性污垢、颗粒污垢、蛋白质污垢）的分子过程：润湿、乳化/增溶、悬浮和冲洗。 2. 配方优化与协同效应： 讨论了表面活性剂混合物（混合胶束）的性能优势，以及助剂（如碱剂、螯合剂、酶）与表面活性剂之间的协同作用，以提高在硬水或低温条件下的去污效率。 3. 泡沫控制： 泡沫的产生与破裂在不同应用（如自动洗碗机需要低泡，地毯清洗需要高泡）中的重要性。介绍了消泡剂（如硅油、醇类）的机制及其与表面活性剂层的相互作用。 第六章：油田化学与提高采收率（EOR） 表面活性剂在石油开采中扮演着至关重要的角色，特别是在提高原油采收率方面。 1. 油藏润湿性改变： 讨论了表面活性剂如何改变岩石与原油/水的接触角，将亲水表面转化为亲油表面，以提高油的流动性。 2. 界面张力超低降： 重点分析了化学驱油（Surfactant EOR）中，表面活性剂需要将水-油界面张力降至$10^{-3} ext{ mN/m}$量级的必要性。探讨了分子结构对超低界面张力（IFT）的优化设计。 3. 钻井与固井应用： 表面活性剂在钻井液中的润滑、降滤失和泥浆性能改进作用，以及在水泥浆体中作为减水剂和稳泡剂的应用。 第七章：特种应用：个人护理与生物医学 本章涵盖了高附加值和高纯度要求的表面活性剂应用。 1. 化妆品与个人护理： 阐述了表面活性剂在洗发水（调理作用）、护肤品（乳液和凝胶的质地控制）中的选择标准，包括温和性（低刺激性）与性能的平衡。讨论了微乳液和脂质体在皮肤渗透增强中的作用。 2. 药物递送系统： 表面活性剂作为增溶剂，用于提高难溶性药物的生物利用度。研究了靶向性表面活性剂在构建智能药物载体中的潜力，例如响应pH或温度变化的胶束。 3. 生物膜与蛋白质相互作用： 从更基础的层面探讨了表面活性剂对生物膜（如细胞膜）的破坏机制，这对于消毒剂和生物医学清洗剂的设计具有指导意义。 --- 结论与展望 本书最后总结了表面活性剂科学的最新发展方向，包括智能响应性表面活性剂、超分子组装、以及在可持续化学和纳米技术中的前沿应用，展望了未来十年该领域的研究热点和工业转型方向。 本书图文并茂，包含大量的实验数据、化学结构图和工业流程示意图，是化学工程、应用化学和材料科学领域不可或缺的专业参考资料。

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