第五章   表面活性剂的润湿功能

1．请画出润湿剂的分子结构示意图，并解释这种结构有何特点？

分子结构特点：良好的润湿剂其疏水链应具有侧链的分子结构，且亲水基应位于中部　，或者是碳氢链为较短的直链，亲水基位于末端。

2．用防水剂处理过的纤维为什么能防水？

织物防水原理：将纤维织物用防水剂进行处理，可使处理后的纤维不表面变为疏水性，防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>90°，在纤维与纤维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面，凸液面的表面张力的合力产生的附加压力△P的方向指向液体内部因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作用。

3．简述矿物泡沫浮选的原理。

矿物浮选是借气泡浮力来浮游矿石实现矿石和脉石的分离方法。捕集剂以亲水基吸附于矿粉晶体表面晶格缺陷处或带有相反电荷处作定向排列，疏水基进入水相。接触角会变大，矿粉有力图从水中逃逸出去的趋势。一方面当水中加入发泡剂，在通空气时，就会产生气泡。发泡剂的两亲分子就会在气—液界面作定向排列，将疏水基伸向气泡内而亲水的极性头留在水中。单分子膜使气泡稳定。吸附了捕集剂的矿粉由于表面的疏水性，于是就会向气，液界面迁移，与气泡发生“锁合”效应，　　由起泡剂吸附在气—液界面上形成的单分子膜和捕集剂吸附在固—液界面上的单分子膜可以互相穿透形成的固—液—气三相的稳定接触并将矿粉粘附在气泡上。这样在浮选过程中气泡就可以依靠浮力把矿粉带到水面上，达到选矿的目的。

4．简述有机缓蚀剂的缓蚀作用。

有机缓蚀剂通常是由电负性较大的O、N、Ｓ和P等原子为中心的极性基和C 原于组成的非极性基(如烷基)所构成。一般，极性基团吸附于金属表面，改变了双电层的结构，提高金属离子化过程的活化能；而非极性基团远离金属表面作定向排布，形成一层疏水的薄膜，成为腐蚀反应有关物质扩散的屏障，这样就使腐蚀反应受到抑制，特别是在腐蚀性强的酸性介质中的缓蚀作用。

5．阳离子表面活性剂水溶液为什么能作选择性堵水剂？

在岩石孔隙壁与水接触时往往由于吸附水中的负离子或因自身的解离而使其岩石孔隙壁带负电荷，因此带正电荷的阳离子表面活性剂就很容易以带正电荷的离子头通过静电引力吸附于岩石孔隙壁带负电荷的部位。

6．请举出几个润湿剂的应用实例。

矿物的泡沫浮选；织物的防水与防油；金属的防锈与缓蚀；在农药的应用；在原油开采中的应用

7．举例说明纤维的永久性防水处理。

1）.防水剂Zelan是在水溶液中应用的，织物加热至120～150℃，再经漂洗和干燥可推测，这一处理会使季铵盐分解为酰胺，它能在纤维上形成一种醚键粘附于纤维表面上，具有不透水而能透气的特性。

2）. 有机硅聚合物具有硅氧链且有烷基侧链，能提供一种硅氧化合物型表面；能为织物牢牢地束缚住，它能在纤维的缝隙发生交联反应，形成网状结构的表面层，使纤维表面变成疏水性，且保持一定的透气性。

8．说明有机缓蚀剂在金属表面的吸附状态和非极性剂的屏蔽效应。

(1)缓蚀剂在金属表面上的吸附：缓蚀剂在金属表面上的吸附是物理吸附或化学吸附。

(2)有机缓蚀剂非极性基的作用：缓蚀剂的非极性基团形成的疏水层，整个金属表面就形成一层疏水性的保护膜。这层膜对金属离子向外扩散和腐蚀介质或水向金属表面的渗透都成为障碍。这种由缓蚀剂的非极性基团形成的疏水层起防止腐蚀介质侵入的作用，称为非极性基的屏蔽效应。

9．十八胺既防水又防油的道理。

由于十八胺的单分子膜其临界表面张力γ_c很低，使得水和油不能在其单分子膜上铺展

10．苯并三氮唑是什么缓蚀剂，为什么？

苯并三氮唑及其衍生物  苯并三氮唑是铜、银合金的有效缓蚀剂。苯并三氮唑可添加在水溶液中可防止铜变色腐蚀。苯并三氮唑可以与铜形成一种链状的半永久性聚合络合物膜，具有较好的附着性。

11．说明润湿剂在原油输送中的润湿降阻作用。

加入含有润湿剂的水溶液，即能在油管、抽油杆和输油管道的内表面形成—层亲水表面，从而使器壁对稠油的流动阻力降低，以利于稠油的开采和辅送。

12．说明阳离子SAA作为原油堵水剂的机理。

采收原油，遇到油水同层时，应使用选择性封堵剂堵水；阳离子表面活性剂吸附在被水冲刷出来的砂岩表面，使出水层位由亲水转变为亲油，增加了水的流动阻力，起到堵水作用。

13．说明油溶型缓蚀剂的缓蚀机理。

1）.缓蚀剂的两亲分子在金属油界面上以极性基吸附于金属表面而非极性的亲油基伸向油中，形成定向吸附的单分子膜，替代了原来的金属高能表面。

2）.缓蚀剂的浓度超过临界胶团浓度后，缓蚀剂还会自动聚集生成反胶团，能将油中的腐蚀介质水加溶在胶团中，从而显著地降低了油膜的透水率。

14．说明活性水驱油的机理。