胶体与表面化学在实际中的应用 页码，1/5 胶体与表面化学在实际中的应用 应化0101班史巍指导教师张常群 1.引言 胶体与表面化学是物理化学的一个重要组成部分，是一门应用性极强的学科，它所研究的领域 涉及到化学、物理学、材料科学、环境科学、生物化学等，是诸学科的交叉和重叠。因此，它的应 用领域是极其广泛的，近年Hiemenz就列举了涉及胶体和表面化学的实例：(1)分析深化中的吸附 指示剂、离子交换、沉淀物的可滤性、色谱等；(2)物理化学中的成核作用，过饱和及液晶等 (3)生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象、蛋白质和核酸等：(4)化学制造中的催化剂、洗 涤剂、润滑剂、粘合剂等：(5)环境科学中的气溶胶、泡沫、污水处理等：(6)材料科学中的陶 瓷制品、水泥、纤维、塑料等：(7)石油科学中的油器回收、乳化等：(8)日用品中的牛奶、啤 酒、雨衣等。以上均是胶体与表面化学的基本理论在实际中的应用，我从中选取了几个实例，运用 所学过的知识， 从以下三方面进行了简单的分析。 2.理论应用实际 2.1胶体与表面化学在日常生活中的应用 眼镜防雾 众所周，当玻璃表面温度低于大气露点或对其啊气，均会有小水滴凝结在玻璃上，亦即所谓 它防碍光线透过，显然若能阻止水在表面上形成半球形水滴即可达到防雾目的 关键词：亲水性，润湿，铺展，表面张力，表面活性剂 理论原理：增大铺展系数（铺展系数S=G5-σs一σ！，减小σs,S增大），使液体在固体 表面上自动展开，形成一层薄膜 实验方法 从表面化学角度说，最基本的方法是提高玻璃表面的亲水性，使其易为水所润湿，形成薄薄的 水层，这样便不产生光散射而变得透明，一种最简单的方法是在玻璃（包括透明塑料）表面涂上表 面活性剂溶液，由于表面活性剂能大大降低水的表面张力，故使水易于在玻璃表面上铺展，涂表面 活性剂的缺点是耐久性差，为提高活性剂对玻璃的粘附性，可将其与含有亲水性的高分子物质（如 聚丙烯酸)并用。 雨衣防水 关键词：憎水性，接触角，监界表面张 理论原理：增大固液界面的接触角θ，使液滴呈球状不润湿固体。 以往的雨衣均为致密的棉织品，将其纤维表面加以防水处理（即令其表面憎水化）使水/布之间 的接触角变大，如图所示 故水不能自由通过而起防水作用，但空气可以透过，所谓水不能自由通 过是指在加压条件下可以透过纤维间隙，目前使用的耐洗性防水剂有毗啶盐型和羟甲基酰胺型等。 常用的塑料雨衣为聚氯乙烯等薄膜制品，其监界表面张力为39mN/血，而水的表面张为72N/m左 右，故聚氯乙烯木身具有憎水性，不被水润湿 洗涤剂的去污作用 洗涤剂的去污作用是一个很复杂的过程，它与渗透、乳化、分散、增溶以及起泡等各种因素有 关，不同的污垢，要求不同的洗涤剂。 关键词：表面活性剂，界面，表面张力，吸附 理论原理：表面活性物质的分子能定向地排列于任意两相之间的界面层中产生正吸附，使界面 的不饱和力场得到某种程度的补偿，从而降低界面张力，使系统的表面吉布斯函数降低，稳定性增 加。 i //E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg07.htm 2008-4-22胶体与表面化学在实际中的应用 应化0101班 史巍 指导教师 张常群 1．引言 胶体与表面化学是物理化学的一个重要组成部分，是一门应用性极强的学科，它所研究的领域 涉及到化学、物理学、材料科学、环境科学、生物化学等，是诸学科的交叉和重叠。因此，它的应 用领域是极其广泛的，近年Hiemenz就列举了涉及胶体和表面化学的实例：（1）分析深化中的吸附 指示剂、离子交换、沉淀物的可滤性、色谱等；（2）物理化学中的成核作用，过饱和及液晶等； （3）生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象、蛋白质和核酸等；（4）化学制造中的催化剂、洗 涤剂、润滑剂、粘合剂等；（5）环境科学中的气溶胶、泡沫、污水处理等；（6）材料科学中的陶 瓷制品、水泥、纤维、塑料等；（7）石油科学中的油器回收、乳化等；（8）日用品中的牛奶、啤 酒、雨衣等。以上均是胶体与表面化学的基本理论在实际中的应用，我从中选取了几个实例，运用 所学过的知识，从以下三方面进行了简单的分析。 2．理论应用实际 2．1 胶体与表面化学在日常生活中的应用 眼镜防雾 众所周知，当玻璃表面温度低于大气露点或对其呵气，均会有小水滴凝结在玻璃上，亦即所谓 “起雾”，它防碍光线透过，显然若能阻止水在表面上形成半球形水滴即可达到防雾目的。 关键词：亲水性，润湿，铺展，表面张力，表面活性剂 理论原理：增大铺展系数（铺展系数 ，减小 ，S增大），使液体在固体 表面上自动展开，形成一层薄膜。 实验方法： 从表面化学角度说，最基本的方法是提高玻璃表面的亲水性，使其易为水所润湿，形成薄薄的 水层，这样便不产生光散射而变得透明，一种最简单的方法是在玻璃（包括透明塑料）表面涂上表 面活性剂溶液，由于表面活性剂能大大降低水的表面张力，故使水易于在玻璃表面上铺展，涂表面 活性剂的缺点是耐久性差，为提高活性剂对玻璃的粘附性，可将其与含有亲水性的高分子物质（如 聚丙烯酸）并用。 雨衣防水 关键词：憎水性，接触角，监界表面张 理论原理：增大固液界面的接触角θ，使液滴呈球状不润湿固体。 以往的雨衣均为致密的棉织品，将其纤维表面加以防水处理（即令其表面憎水化）使水/布之间 的接触角θ变大，如图所示，故水不能自由通过而起防水作用，但空气可以透过，所谓水不能自由通 过是指在加压条件下可以透过纤维间隙，目前使用的耐洗性防水剂有吡啶盐型和羟甲基酰胺型等。 常用的塑料雨衣为聚氯乙烯等薄膜制品，其监界表面张力为39mN/m，而水的表面张为72mN/m左 右，故聚氯乙烯本身具有憎水性，不被水润湿。 洗涤剂的去污作用 洗涤剂的去污作用是一个很复杂的过程，它与渗透、乳化、分散、增溶以及起泡等各种因素有 关，不同的污垢，要求不同的洗涤剂。 关键词：表面活性剂，界面，表面张力，吸附 理论原理：表面活性物质的分子能定向地排列于任意两相之间的界面层中产生正吸附，使界面 的不饱和力场得到某种程度的补偿，从而降低界面张力，使系统的表面吉布斯函数降低，稳定性增 加。 S lS l S =σ −σ −σ σlS 胶体与表面化学在实际中的应用 页码，1/5 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg07.htm 2008-4-22