第一章 凝膠思考題，它由固液兩相組成，屬于膠體分散體系，共結構強度往往有限， 易于遭受變化。改變條件，如改變溫度、介質成分或外加作用力等，往往能使結構破壞，發生不可逆變形，結果產生流動。由此可見，凝膠是分散體系的一種特殊形式，共性質介于固體和液體之間。 1. 舉例說明什么是彈性和非彈性凝膠？由柔性的線性大分子物質，如洋菜吸附水蒸氣先為單分子層吸附，然后轉變為多分子層吸附，硫化橡膠在苯蒸氣中的吸附則是從一開始即為多分子層吸附。這類凝膠的干膠在水中加熱溶解后，在冷卻過程中便膠凝成凝膠。如明膠、纖維素區，如明膠凝膠、棉花纖維等。D 線型大分子因化學交聯而形成凝膠，如硫化橡膠以及含有微量：二乙烯苯的聚苯乙烯都屬于此種情形。2. 溶膠凝膠轉變時有哪些現象？轉變溫度（大分子溶液轉變為凝膠時，無嚴格恒定的轉變溫度，它往往與冷卻快慢有關，并且凝點(膠凝溫度)常比熔點(液化溫度)低兩者相差可達(10-20)度或更大些。） 熱效應（ 大分子溶液形成凝膠時常常放熱，這可視為結晶作用的潛熱） 光學效應（溶膠轉變為凝膠時，Tyndall效應(光散射)增強，這是由于質點增大、水化程度減弱的緣故） 流動性質（溶膠轉變為凝膠后流動性質變化很大，溶膠失去流動性凝膠獲得了彈性、屈服值等）電導（溶膠膠凝后，體系的電導無明顯變化）凝膠表面的親水性（溶膠中的質點表面若具有親水性基團，則膠凝后其表面仍具有親水性）3. 要制備很濃的明膠溶液而又不使膠凝，應加入什么物質比較好？為什么？（P147）導電和擴散等，還可以是凝膠中的物質和外加溶液間的化學反應，也可以是兩種溶液在凝膠中進行化學反應。4. 什么是凝膠的觸變作用？簡單敘述其機理？由于在外力部分液體被從粒子間擠壓出來，產生“出汗”離漿現象。5. 什么是凝膠的有限膨脹和無限膨脹？其膨脹速度符合什么動力學特征？凝膠的膨脹(溶脹)作用，是指凝膠在液體或蒸氣中吸收這些液體或蒸氣時使自身質量、體積增加的作用。膨脹作用是彈性凝膠所特有的性質。無限膨脹，即開始時凝膠吸收液體而體積增大，但最終完全溶解成溶液，又名溶脹作用。有限膨脹，凝膠吸收定量的液體后并不轉變成溶膠，如明膠在冷水中、硫化橡膠在苯中。凝膠的膨脹速度符合一級反應的動力學方程式 式中，S為膨脹度，即凝膠在膨脹時間為t時吸收的液體量；Smax為吸收液體的最大量(平衡態下)；K為膨脹速度常數。6. 試述凝膠膨脹的兩個階段。第一階段生成橙紅色的Ag2Cr207沉淀環。第一環沉淀形成后，環外地帶的K2Cr2O7濃度變得很低，成為空白區。在此區域內難以滿足形成Ag2Cr207沉淀的過飽和條件，所以無沉淀生成。AgN03溶液越過空白區后，重又與K2Cr2O7反應并形成第二個沉淀環，依此類推，但各環的間距逐漸變大，沉淀環也逐漸變寬和變得模糊。7. 形成Liesegang環的必要條件是什么？物質在擴散過程中無對流和擾動是形成Liesegang環的必要條件8. 高吸水性材料高吸水性材料不僅應含有相當多的親水基因，而且本身還要不溶于水9. 試述高吸水性凝膠的結構、組成和吸水性能的關系。高吸 (1)濃度,表面張力。如：NaCl,Na2SO4,KOH,NaOH,KNO3等無機酸、堿、鹽溶液。(2)濃度,表面張力。如：有機酸、醇、醛、酮、醚、酯等極性物質溶液。(3)隨濃度增大，開始表面張力急劇下降，但到一定程度便不再下降。如：肥皂、長鏈烷基苯磺酸鈉等溶液。這些物質稱為表面活性劑。4何謂表面活性？表面活性劑是這樣一種物質，它活躍于表面和界面上，具有極高的降低表、界面張力的能力和效率；在一定濃度以上的溶液中能形成分子有序組合體，從而具有一系列應用功能（表面活性是一種動力學現象，表面或界面的最終狀態表示了兩種趨勢之間的動態平衡，即朝向表面吸附的趨勢和由于分子熱運動而朝向完全混合的趨勢之間的平衡）5簡述Traube規則的內容。特勞貝規則：即每增加一個-CH2-基團時，其/C約為原來的三倍。6試述1請畫出潤濕劑的分子結構示意圖，并解釋這種結構有何特點？分子結構特點：良好的潤濕劑其疏水鏈應具有側鏈的分子結構，且親水基應位于中部，或者是碳氫鏈為較短的直鏈，親水基位于末端。2用防水劑處理過的纖維為什么能防水？織物防水原理：將纖維織物用防水劑進行處理，可使處理后的纖維不表面變為疏水性，防水織物由于表面的疏水性使織物與水之間的接觸角90，在纖維與纖維間形成的“毛細管”中的液面成凸液面，凸液面的表面張力的合力產生的附加壓力P的方向指向液體內部因此有阻止水通過毛細管滲透下來的作用。3簡述礦物泡沫浮選的原理。礦物浮選是借氣泡浮力來浮游礦石實現礦石和脈石的分離方法。捕集劑以親水基吸附于礦粉晶體表面晶格缺陷處或帶有相反電荷處作定向排列，疏水基進入水相。接觸角會變大，礦粉有力圖從水中逃逸出去的趨勢。一方面當水中加入發泡劑，在通空氣時，就會產生氣泡。發泡劑的兩親分子就會在氣液界面作定向排列，將疏水基伸向氣泡內而親水的極性頭留在水中。單分子膜使氣泡穩定。吸附了捕集劑的礦粉由于表面的疏水性，于是就會向氣，液界面遷移，與氣泡發生“鎖合”效應，由起泡劑吸附在氣液界面上形成的單分子膜和捕集劑吸附在固液界面上的單分子膜可以互相穿透形成的固液氣三相的穩定接觸并將礦粉粘附在氣泡上。這樣在浮選過程中氣泡就可以依靠浮力把礦粉帶到水面上，達到選礦的目的。4簡述有機緩蝕劑的緩蝕作用。有機緩蝕劑通常是由電負性較大的O、N、和P等原子為中心的極性基和C 原于組成的非極性基(如烷基)所構成。一般，極性基團吸附于金屬表面，改變了雙電層的結構，提高金屬離子化過程的活化能；而非極性基團遠離金屬表面作定向排布，形成一層疏水的薄膜，成為腐蝕反應有關物質擴散的屏障，這樣就使腐蝕反應受到抑制，特別是在腐蝕性強的酸性介質中的緩蝕作用。5陽離子表面活性劑水溶液為什么能作選擇性堵水劑？在巖石孔隙壁與水接觸時往往由于吸附水中的負離子或因自身的解離而使其巖石孔隙壁帶負電荷，因此帶正電荷的陽離子表面活性劑就很容易以帶正電荷的離子頭通過靜電引力吸附于巖石孔隙壁帶負電荷的部位。6請舉出幾個潤濕劑的應用實例。礦物的泡沫浮選；織物的防水與防油；金屬的防銹與緩蝕；在農藥的應用；在原油開采中的應用7舉例說明纖維的永久11說明潤濕劑在原油輸送中的潤濕降阻作用。加入含有潤濕劑的水溶液，即能在油管、抽油桿和輸油管道的內表面形成層親水表面，從而使器壁對稠油的流動阻力降低，以利于稠油的開采和輔送。12說明陽離子SAA作為原油堵水劑的機理。采收原油，遇到油水同層時，應使用選擇性封堵劑堵水；陽離子表面活性劑吸附在被水沖刷出來的砂巖表面，使出水層位由親水轉變為親油，增加了水的流動阻力，起到堵水作用。13說明油溶型緩蝕劑的緩蝕機理。1）.緩蝕劑的兩親分子在金屬油界面上以極性基吸附于金屬表面而非極性的親油基伸向油中，形成定向吸附的單分子膜，替代了原來的金屬高能表面。2）.緩蝕劑的濃度超過臨界膠團濃度后，緩蝕劑還會自動聚集生成反膠團，能將油中的腐蝕介質水加溶在膠團中，從而顯著地降低了油膜的透水率。14說明活性水驅油的機理。當巖石孔壁上吸附了原油中活性物后，由于活性物以極性頭吸附在巖石孔壁的高能表面上，因此孔壁被親油的非極性鏈形成的膜所覆蓋，因此與原油的相容性好，于是殘油在其上形成了接觸角90的油滴，容易被水流帶走，提高了水驅油的效率。第七章 表面活性劑的起泡與消泡1簡述泡沫破壞的機制。泡沫是氣體分散在液體中的粗分散體系，體系存在著巨大的氣液界面，是熱力學上的不穩定體系。泡沫破壞的主要原因是（1親水基的水化能力強，增加了泡膜的穩定性。穩泡劑分子結構中往往含有各類酰氨基、羥基、羧基等具有生成氫鍵條件的基團。3純水為什么不能形成穩定的泡沫？因為純水產生的泡沫壽命大約0.5秒之內，瞬間存在，即消泡速度高于起泡速度，所以純水中的只能出現單泡，因此不可能得到穩定的泡沫。4起泡劑與穩泡劑有什么不同？起泡與穩泡在概念上有何不同？起泡性能好的物質稱為起泡劑。具有低表面張力的陰離子表面活性劑一般都具有良好的起泡性，但生成的泡沫不一定有持久性。穩泡劑：它們能在泡沫的液膜表面形成高粘度高彈性的表面膜，因此有很好的穩泡作用，5請去除機理。固體污垢主要是通過分子間的范德華力和靜電力粘附于固體表面。一般說來，粘附的主要原因是范德華引力，其他力(如靜電引力)則弱得多。蘭格(Lange)的分段去污過程：1。洗滌液在固體表面和污垢表面吸附、滲透和潤濕的過程 2。洗滌液在固體表面與固體污垢的固固界面上的鋪展 3。使固體污垢懸浮于洗滌液中。5影響洗滌作用的因素有哪些？哪些是主要因素？哪些是次要因素？為什么？一、表(界)面張力 表面活性劑均具有明顯降低水體系表(界)面張力的能力，有利于洗滌液產生潤濕作用，有利于液體油污的乳化懸浮，防止油污的再沉積。二、表面活性劑在界面上的吸附狀態 表面活性劑在界面上的吸附是洗滌的最基本原因，沒有吸附存在就不會降低表面張力，就不會有表面活性劑的洗滌功能。三、表面活性劑疏水鏈長度 在同系物中，在能保證添加的濃度與真實濃度一致的條件下，洗滌效果隨洗滌劑疏水鏈長度增長而增加。四、乳化與起泡 將油污乳化，阻止液體油污這種再沉積過程，讓其能穩定的分散懸浮于洗滌液中。五、加溶作用 當使用臨界膠團濃度較小的非離子表面活性劑作為洗滌劑時，加溶作用可能是影響液體油污去除的重要因素。6助洗劑有哪些主要類型？在洗滌過程中起何作用？助洗劑。一、螯合劑 控制水硬度，又有協助活性成分的去污作用 二、抗再沉積劑 提高污垢在洗滌液中的分散性和懸浮穩定性。 三、pH調節劑 使水軟化，使污垢和纖維的PH值增加 四、漂白劑 降解發色系統或者對助色基團 五、熒光增白劑 使可見光強度增強使物體增白 六、酶 將這些污垢分解成甘油和脂肪酸的作用。七、填充劑或輔助劑 1填充劑 降低SAA的CMC值 2促溶劑 3抗結塊劑 八. 抗靜電劑 使被洗物消除靜電 九、柔和劑與柔軟劑 改善洗滌劑對皮膚的刺激，使之溫和的助劑。柔軟劑是改善被洗滌織物的手感，使之柔軟，手感舒適的助劑 十、鈣皂分散劑 防止皂與硬水作用生成沉淀功能：與高價陽離子能起螯合作用，軟化洗滌硬水；對固體污垢有抗絮凝作用或分散作用；起堿性緩沖作用；防止污垢再沉積。此外還有增稠、抑菌、漂白、增白等作用。7解釋肥皂等洗滌劑在使用中出現皂垢和浴缸圈的原理。如何改善？8簡述洗滌過程。固體表面污垢+洗滌劑+介質固體表面洗滌劑介質+污垢洗滌劑介質9污垢分為哪幾類？1油性污垢(油污) 2固體污垢 3. 特殊污垢10試分析污垢的粘附力。1.機械粘附:機械粘附主要指的是固體塵土粘附的現象。2分子間力粘附:被洗滌物品和污垢以分子間范德華力(包括氫鍵)結合3靜電力粘附:在水介質中，靜電引力一般要弱得多。但在有些特殊條件下污垢也可通過靜電引力而粘附。4化學結合力:污垢通過化學吸附產生的化學結合力與固體表面的粘附11分析陽離子SAA不作為洗滌劑的原因。因為固體在水中容易吸附負離子,一般表面是帶負電荷的。陽離子表面活性劑的第二層吸附是通過范德華相吸力而吸附的物理吸附。若溶液中陽離子表面活性劑濃度降低，很容易脫附，質點表面重又變成疏水的和不帶電的，容易發生再度沉積，降低了洗滌效果。所以陽離子表面活性劑不易作洗滌劑。12簡述主要主洗劑的類型。一、陰離子型表面活性劑：脂肪酸鹽(肥皂)、烷基苯磺酸鹽(ABS)、脂肪醇硫酸鹽(AS)、脂肪醇聚氧乙烯硫酸鹽(AES)、烯烴硫酸鹽(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯羧酸鹽(AEC)和脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)；二、非離子型表面活性劑：聚氧乙烯烷基醇醚，聚氧乙烯烷基酚醚,烷基糖苷(APG) 三、兩性離子型表面活性劑: N?；被嵝?N?；嗫s氨基(多酞)羧酸鹽,雷米幫A(613洗滌劑，油酰氨基(多肽)羧酸鈉); 甜菜堿型:十二烷基二甲基甜菜堿,羥丙基甜菜堿(HSB)主洗滌劑多采用烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚及其硫酸鹽或其他芳基化合物的磺酸鹽。13用作抗再沉積劑的羧甲基纖維酸鈉有什么要求？固體表面的親水親油性對聚合物抗再沉積效果起著決定性作用。用于洗滌劑中的羧甲基纖維素鈉鹽的粘度和抗再沉積性與纖維素的聚合度和取代度有關，通常要求纖維分子的聚合度為200500，取代度為0.60.7為宜。聚合度太高溶解速度太慢，取代度太低水溶性差會影響在固體和污垢表面的吸附量，取代度太高，羧甲基纖維素鈉的水溶性太好也會影響羧甲基纖維素負離子的吸附量。14重垢、輕垢洗衣粉配方各組分的作用及有關要求。我國重垢洗衣粉典型配方： 配方1(高泡) 組分 質量分數 直鏈烷基苯磺酸鈉 16 烷基酚聚氧乙烯(10)醚 5 三聚磷酸鈉 30 碳酸鈉 5 硅酸鈉 7 羧甲基纖維素鈉 l 硫酸鈉 24 熒光增白劑 01 對甲苯磺酸鈉 2輕垢洗衣粉典型配方：配方1(美國)組分 質量分數 (1) (2)烷基苯磺酸鈉 10 25三聚磷酸鈉 15 25硅酸鈉(模數3) 3 5羧甲基纖維素鈉 0 1月桂酸單乙醇酰胺 0.2 0.2硫酸鈉 71.8 43.8配方2 (英國)組分 質量分數十二烷基苯磺酸鈉 125脂肪醇聚氧乙烯 7醚 35肥皂 2三聚磷酸鈉 25碳酸鈉 5羧甲基纖維素鈉 035羥乙基纖維素乙酯 035順丁烯二酸酐甲基丙烯酸共聚物鈉鹽 1.5 熒光增白劑 001硫酸鈉 39消泡劑 15蛋白酶 06515試述洗滌劑的發展趨勢。液體洗滌劑近幾年的新的發展趨勢： (1)濃縮化 (2)溫和化、安全化(3)專業化 (4)功能化(5)生態化: 無磷化 表面活性劑生物降解 以氧代氯 16簡述光學白度法測定去污力的過程。將人工制備的污布放在盛有洗滌劑硬水的玻璃瓶中，瓶內還放有橡皮彈子，在機械轉動下，人工污布受到擦洗。在規定