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表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛

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出版社:化學工業出版社出版時間:2018-03-01
開本: 16開 頁數: 380
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表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛 版權信息

表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛 本書特色

本書以“表面活性劑的溶液化學”為主線,著重闡述表面活性劑的作用原理,同時重點解決與表面活性劑相關的膠體化學、界面化學內容。全書內容包括表(界)面張力、彎曲界面、自溶液的吸附、雙電層以及單分子層等溶液表面化學的基本概念和相關理論;表面活性劑溶液化學;膠體的性質,理論以及典型含水膠體如乳狀液、微乳液、納米微乳液、泡沫及懸浮液功能體系;表面活性劑在個人用品和工業及技術領域中的應用和作用原理。第二版完善了*版的內容,修正了錯誤和不足,同時增加了與納米科學的結合。



可供輕工院校、工科院校、師范院校等高等院校的本科生和研究生作教材使用,也可供使用表面活性劑的日化、紡織、食品、醫藥、農藥、油漆、涂料、建筑、選礦、采油、電子、金屬加工、化工、造紙、制革、環保、以及納米材料制備、生命科學等行業和技術領域的科技人員參考。

表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛 內容簡介

本書以“表面活性劑的溶液化學”為主線,著重闡述表面活性劑的作用原理,同時重點解決與表面活性劑相關的膠體化學、界面化學內容。全書內容包括表(界)面張力、彎曲界面、自溶液的吸附、雙電層以及單分子層等溶液表面化學的基本概念和相關理論;表面活性劑溶液化學;膠體的性質,理論以及典型含水膠體如乳狀液、微乳液、納米微乳液、泡沫及懸浮液功能體系;表面活性劑在個人用品和工業及技術領域中的應用和作用原理。第二版完善了版的內容,修正了錯誤和不足,同時增加了與納米科學的結合。 可供輕工院校、工科院校、師范院校等高等院校的本科生和研究生作教材使用,也可供使用表面活性劑的日化、紡織、食品、醫藥、農藥、油漆、涂料、建筑、選礦、采油、電子、金屬加工、化工、造紙、制革、環保、以及納米材料制備、生命科學等行業和技術領域的科技人員參考。

表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛 目錄

第1章表面張力及相關的界面現象/ 1

1.1表面張力1

1.1.1范德華引力和表面張力2

1.1.2表面張力的熱力學本質——表面過剩自由能2

1.1.3影響表面張力的因素4

1.2與表面張力相關的表面現象6

1.2.1彎曲液面兩側壓力差與Laplace方程6

1.2.2毛細上升與下降現象7

1.2.3液滴的形狀8

1.2.4彎曲液面上的飽和蒸汽壓與Kelvin方程9

1.2.5潤濕、接觸角與Young方程11

1.3界面張力13

1.3.1界面張力與表面張力的相關性13

1.3.2表(界)面張力的測定15

思考題20



第2章自溶液的吸附/ 21

2.1表面過剩和Gibbs吸附等溫式21

2.1.1溶液的表面張力21

2.1.2Gibbs劃分面和表面過剩22

2.1.3界面熱力學和Gibbs吸附等溫式23

2.1.4Gibbs相對過剩和界面相絕對濃度24

2.1.5多組分體系中的表面過剩和Gibbs吸附等溫式27

2.2固/液界面上的吸附31

2.2.1固/液吸附的機理31

2.2.2吸附量、表觀吸附量、Gibbs表面過剩和界面相絕對濃度32

2.2.3固/液吸附等溫線34

2.2.4常見的固/液吸附36

2.3吸附對固體表面性質的影響及其應用39

思考題40



第3章雙電層/ 41

3.1雙電層理論41

3.1.1Helmholtz雙電層理論41

3.1.2Gouy-Chapman 擴散雙電層理論42

3.1.3Stern雙電層理論48

3.2電泳與ζ電勢49

3.2.1電場中離子的運動速度49

3.2.2膠體質點的ζ電勢49

3.3雙電層的排斥作用53

3.3.1兩個平行平面間的排斥作用53

3.3.2兩個球形質點間的排斥作用56

思考題57



第4章吸附和鋪展單分子層/ 58

4.1吸附單分子層58

4.1.1Langmuir 單分子層吸附理論58

4.1.2吸附單分子層的狀態方程59

4.2鋪展單分子層63

4.2.1鋪展單分子層和Langmuir膜天平63

4.2.2鋪展單分子層的狀態和狀態方程64

4.2.3表面活性物質的不溶膜67

4.2.4鋪展單分子層和LB膜68

4.2.5鋪展單層的一些應用69

思考題70



第5章單一表面活性劑稀溶液的表面性質/ 71

5.1表面活性劑的分子結構特征和分類71

5.1.1表面活性劑的分子結構特征71

5.1.2表面活性劑的分類72

5.1.3特殊表面活性劑73

5.2表面活性劑的溶解特性75

5.2.1離子型表面活性劑的臨界溶解溫度(Krafft point)75

5.2.2非離子型表面活性劑的濁點(Cloud point)75

5.2.3影響表面活性劑水溶性的主要因素76

5.2.4表面活性劑的親水親油平衡77

5.3單一表面活性劑稀溶液的表面性質78

5.3.1表面活性劑在表面相的化學位和Butler方程78

5.3.2Szyszkowski、Langmuir和Frumkin方程79

5.3.3表面活性劑降低表面張力的效率和效能83

5.3.4對有關Gibbs公式的幾個問題的討論85

思考題87



第6章溶液中的自組裝/ 88

6.1膠束化和臨界膠束濃度89

6.1.1臨界膠束濃度的定義和測定89

6.1.2臨界膠束濃度與表面活性劑分子結構的相關性92

6.1.3影響臨界膠束濃度的其他因素94

6.2自組裝熱力學97

6.2.1自組裝的熱力學一般原理97

6.2.2表面活性劑的膠束化熱力學100

6.2.3膠束化自由能的組成102

6.2.4*佳膠束聚集數104

6.2.5膠束的形狀105

6.2.6膠束形成的熱效應108

6.3增溶作用110

6.3.1增溶作用的熱力學基礎110

6.3.2增溶物在膠束中的位置111

6.3.3影響增溶作用的因素111

6.3.4增溶作用的應用112

6.4反膠束113

6.4.1反膠束的形成、結構和推動力113

6.4.2影響反膠束形成的因素114

6.4.3水的增溶116

6.5雙親性高分子(嵌段共聚物)的自組裝116

6.5.1嵌段共聚物的膠束化方法117

6.5.2嵌段共聚物的臨界膠束濃度118

6.5.3嵌段共聚物的膠束化熱力學118

6.5.4嵌段共聚物膠束的形態120

6.5.5影響嵌段共聚物聚集體形態的因素121

6.5.6形態轉變動力學124

思考題125



第7章多組分體系中的相互作用和協同效應/ 126

7.1二元理想混合表面活性劑體系的基本規律126

7.2非理想二元表面活性劑混合體系的相互作用和協同效應129

7.2.1非理想混合體系的協同效應130

7.2.2非理想混合膠束理論130

7.2.3非理想混合吸附理論134

7.2.4產生協同效應的條件136

7.2.5影響表面活性劑分子間相互作用的因素138

7.2.6分子間相互作用與其他協同效應139

7.3無機電解質對表面活性劑性能的影響142

7.3.1無機電解質對離子型表面活性劑降低表面張力的影響142

7.3.2無機電解質對離子型表面活性劑cmc的影響143

7.3.3無機電解質對非離子型表面活性劑性能的影響143

7.4極性有機物對表面活性劑性能的影響144

7.4.1長鏈脂肪醇的影響144

7.4.2強水溶液極性有機物的影響145

7.4.3短鏈醇的影響146

7.5表面活性劑/聚合物相互作用146

7.5.1表面活性劑/中性水溶性聚合物相互作用的一些實驗結果147

7.5.2相互作用模型150

7.5.3表面活性劑/聚合物相互作用的推動力152

7.5.4表面活性劑/聚合物復合物結構152

7.5.5表面活性劑/疏水改性聚合物相互作用152

7.5.6表面活性劑/聚電解質相互作用153

思考題154



第8章潤濕/ 155

8.1接觸角和Young方程155

8.1.1接觸角的定義和Young方程155

8.1.2接觸角滯后和表面粗糙度157

8.1.3動態接觸角157

8.1.4接觸角的測定158

8.2固體表面的潤濕性159

8.2.1高能表面和低能表面159

8.2.2潤濕的臨界表面張力160

8.2.3動潤濕160

8.3潤濕的分子相互作用理論161

8.3.1Fowkes理論161

8.3.2van Oss理論163

8.3.3固體表面能的測定165

8.4毛細滲透和粉末的潤濕166

8.4.1毛細滲透的理論基礎——Washburn方程166

8.4.2毛細滲透法測定顆粒表面的潤濕性和表面能成分168

8.5表面活性劑吸附對固體表面潤濕性的影響169

8.5.1一般討論169

8.5.2非極性低能表面170

8.6表面活性劑在固/液界面的吸附173

8.6.1吸附機理和吸附驅動力174

8.6.2單一表面活性劑的吸附175

8.6.3混合表面活性劑在固/液界面上的吸附179

8.6.4吸附等溫線和理論吸附模型180

思考題181



第9章膠體分散體系及其穩定性/ 182

9.1膠體分散體系的一般性質183

9.1.1比表面積183

9.1.2質點大小與形狀183

9.1.3單分散和多分散185

9.1.4光散射和Tyndall效應188

9.1.5稀分散體系的黏度192

9.2沉降與擴散及其平衡196

9.2.1重力場下的沉降和Stokes定律197

9.2.2離心力場中的沉降198

9.2.3擴散與Fick定律199

9.2.4沉降和擴散的平衡200

9.3絮凝作用201

9.3.1真空中分子間范德華相互作用202

9.3.2介質中分子間范德華相互作用206

9.3.3范德華力的結合與宏觀界面現象208

9.3.4宏觀質點間的范德華相互作用213

9.3.5介質中宏觀質點間的范德華相互作用219

9.3.6勢能曲線與DLVO理論223

9.3.7臨界絮凝濃度226

9.3.8絮凝動力學228

9.4聚結作用231

9.4.1Gibbs膜彈性和Gibbs-Marangoni效應231

9.4.2聚結過程232

9.4.3聚結動力學234

9.5通過分子擴散的質點增長(Ostwald ripening)236

思考題237



第10章液/液、氣/液和固/液分散體系/ 238

10.1乳狀液238

10.1.1乳狀液的一般性質和類型的鑒別238

10.1.2乳狀液的形成240

10.1.3乳狀液的不穩定過程241

10.1.4表面活性劑的作用243

10.1.5乳狀液穩定的HLB-PIT理論244

10.1.6位阻排斥效應和高分子的穩定作用250

10.1.7雙親性膠體顆粒作為乳化劑252

10.1.8破乳257

10.2微乳液258

10.2.1微乳液概述258

10.2.2微乳液的形成機理260

10.2.3微乳體系的相行為267

10.2.4相轉變所伴隨的物理化學性質變化273

10.2.5*佳狀態277

10.3納米乳液278

10.3.1納米乳液的形成279

10.3.2納米乳液的液滴大小控制281

10.3.3納米乳液的穩定性282

10.3.4納米乳液的性質284

10.3.5納米乳液的應用285

10.4泡沫287

10.4.1泡沫的制備和表征288

10.4.2表面活性劑的發泡、穩泡作用288

10.4.3膠體顆粒的穩泡作用290

10.4.4消泡291

10.5懸浮液297

10.5.1表面活性劑在懸浮液制備過程中的作用297

10.5.2表面活性劑在控制懸浮液穩定性方面的作用299

10.5.3表面活性劑對懸浮液流動性的影響302

10.5.4空缺絮凝作用303

10.6洗滌去污305

10.6.1去污機理305

10.6.2吸附對去污作用的影響307

10.6.3影響去污作用的其他因素310

思考題311



第11章表面活性劑在傳統領域和高新技術領域中的作用原理/ 313

11.1表面活性劑在個人用品中的作用原理313

11.1.1洗滌劑313

11.1.2化妝品314

11.1.3個人衛生用品315

11.2工業和技術領域中表面活性劑的作用原理316

11.2.1紡織工業316

11.2.2食品工業318

11.2.3醫藥和農藥319

11.2.4涂料320

11.2.5建筑業322

11.2.6礦物浮選323

11.2.7能源工業323

11.2.8電子工業和金屬加工業325

11.2.9化學工業326

11.2.10制漿造紙工業328

11.2.11制革工業329

11.2.12環境保護329

11.2.13生命科學331

11.3表面活性劑與納米技術332

11.3.1表面活性劑與納米材料的制備332

11.3.2表面活性劑與納米材料的分散342

11.3.3表面活性劑與納米材料的表面修飾和改性344

11.3.4新型納米技術與納米材料舉例346



參考文獻/ 349



附錄/ 350

ⅠDu Noüy環法測定表面張力校正因子f數值表350

Ⅱ滴體積法測定表面張力校正因子F數值表354

Ⅲ滴外形法測定表面張力不同S值時的1/H表355

Ⅳ一些表面活性劑的飽和吸附量(Γ∞)、分子截面積(a∞)、pc20、cmc/c20以及πcmc值357

Ⅴ一些表面活性劑的臨界膠束濃度(cmc)值364

Ⅵ一些表面活性劑的膠束聚集數373

Ⅶ一些表面活性劑的HLB值375

Ⅷ乳化油相所需要的HLB值378

Ⅸ常用物理化學常數和單位換算表379
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表面活性劑.膠體與界面化學基礎(第2版)/崔正剛 作者簡介

崔正剛,江南大學教授,男,1958年4月出生,留英博士,兩次國家公派出國訪問學者。目前為江南大學化學與材料工程學院教授,博士生導師。研究方向為膠體和表面活性劑,感興趣的研究領域包括表面活性劑相互作用,三次采油用表面活性劑,乳狀液和微乳液,納米顆粒表面活性劑等。已在SCI刊物和國內核心期刊上發表論文60余篇,并多次參加國際會議交流。參與過國家自然科學基金項目,主持多項與企業的合作項目。著作有:《表面活性劑、膠體與界面化學基礎》、《表面活性劑和界面現象》(譯著)、《化學工程與工藝專業綜合實驗》等

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