课程名称（中文）：表面活性剂
课程名称（英文）：Surfactant
课程代码：211313
开课学院：理学院
授课对象：研究生
任课教师：邢志勇、王铭琦
学 时：2学分
课程类型：选修课
开课学期：第1学期
考核方式：考试
预修课程：物理化学、有机化学、化工原理
面向学科：化学、生命、食品、农学
课程简介：
一、教学目的与基本要求：
表面活性剂是具有代表性的重要精细化工产品。该课程是一门理论体系完整、应用领域众多、理论联系实际强的课程，主要讲授表面活性剂的结构特点、分类、性能、典型产品的合成工艺，表面活性剂溶液的基本性质、作用原理和应用，以及表面活性剂结构与性能之间的关系、添加剂对表面活性剂性能的影响，表面活性剂应用复配及原理等内容。通过对表面活性剂这一应用最广泛的精细化工产品的全面系统学习，使学生掌握表面活性剂的结构特点、分类、性能、典型产品的合成工艺及应用，理解表面活性剂溶液的基本性质和作用原理，了解结构与性能之间的关系以及添加剂对表面活性剂性能的影响。通过该课程的学习进一步深入理解应用化学的特点。
二、课程内容与学时分配
1. 课程主要内容：
表面活性剂的主要内容为表面活性剂的结构特点和分类，表面活性剂的发展表面活性剂主要亲油基原料的性能特点、合成方法和应用领域；各种表面活性剂的分子结构特点、合成原理、基本性能和基本应用；表面活性剂的溶解性、界面性质、胶束性质、电化学性质以及添加剂对表面活性剂溶液性质的影响；表面活性剂的润湿、乳化、增溶、分散、发泡、洗涤去污基本作用原理和应用；表面活性剂的化学生态学、环境安全以及表面活性剂生命循环周期。
2．课程具体安排：（宋体，五号加粗，居左）（按教学章节编写，如是英文请用Unit 1，重点章节下划线）
章节 |
教 学 内 容 |
教学环节学时分配 |
讲授 |
讨论 |
实验 |
上机 |
其他 |
第1章 绪论 |
1.1界面与表面 1.2表面活性和表面活性剂 1.3表面活性剂的结构特点 1.3.1表面活性剂的结构 1.3.2表面活性剂的亲水基 1.3.3表面活性剂的亲油基 1.4表面活性剂的分类 1.5表面活性剂的未来发展 |
2学时 |
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第2章 表面活性剂原料与中间体 |
2.1天然动植物油脂 2.2脂肪酸 2.3脂肪酸甲酯 2.4脂肪醇 2 .5 α-烯烃及内烯烃 |
2学时 |
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2.6高碳脂肪胺 2.7烷基苯 2.8烷基酚 2.9环氧乙烷 2.10环氧丙烷 |
2学时 |
第3章 表面活性剂的合成表面活性剂的合成 |
3.1阴离子表面活性剂 3.1.1羧酸盐型阴离子表面活性剂 3.1.2磺酸盐型阴离子表面活性剂 3.1.3硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 3.1.4磷酸酯盐型阴离子表面活性剂 |
2学时 |
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3.2阳离子表面活性剂 3.2.1胺盐型阳离子表面活性剂 3.2.2季铵盐型阳离子表面活性剂 3.2.3杂环型阳离子表面活性剂 3.2.4 疏水基通过中间键与氮原子连接的阳离子表面活性剂 3.2.5聚合型阳离子表面活性剂 3.2.6盐型阳离子表面活性剂 |
2学时 |
3.3两性离子表面活性剂 3.3.1甜菜碱型两性离子表面活性剂 3.3.2咪唑啉型两性离子表面活性剂 3.3.3氨基酸型两性离子表面活性剂 3.3.4卵磷脂两性离子表面活性剂 3.3.5氧化胺型两性离子表面活性剂 3.4非离子表面活性剂 3.4.1聚氧乙烯型非离子表面活性剂 3.4.2多元醇型非离子表面活性剂 3.4.3烷醇酰胺类非离子表面活性剂 3.4.4烷基多苷(APG) |
2学时 |
3.5特种表面活性剂和功能性表面活性剂 3.5.1含氟表面活性剂 3.5.2含硅表面活性剂 3.5.3生物表面活性剂 3.5.4高分子表面活性剂 3.5.5冠醚型表面活性剂 3.5.6螯合型表面活性剂 3.5.7反应型表面活性剂 3.5.8双子表面活性剂 3.5.9 Bola型表面活性剂 3.5.10环糊精及其衍生物 |
2学时 |
第4章 表面活性剂的溶液性质 |
4.1表面活性剂的溶解度 4.1.1离子型表面活性剂的临界溶解温度 4.1.2非离子型表面活性剂的浊点 4.1.3表面活性剂在非水溶剂中的溶解性 4.2表面活性剂的界面性质 4.2.1Gibbs吸附定理 4.2.2表面活性剂在溶液界面上的吸附 4.2.3降低表面张力的效率与效能 4.2.4表面张力测定方法 4.2.5单分子层的形成 |
2学时 |
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4.3表面活性剂在溶液中的状态 4.3.1分子有序组合体 4.3.2胶束的结构与性质 4.3.3临界胶束浓度 4.3.4胶束形成的热力学和热力学参数 4.3.5反胶束 4.3.6液晶 4.3.7囊泡 4.4表面活性剂溶液的电化学性质 4.4.1界面电荷 4.4.2双电层 4.4.3动电位 |
2学时 |
4.5混合表面活性剂溶液的性质 4.5.1混合表面活性剂溶液的表面吸附 4.5.2混合表面活性剂的胶束形成 4.5.3表面活性剂混合溶液的协同效应 4.6添加剂对表面活性剂溶液性质的影响 4.6.1无机电解质 4.6.2极性有机物 4.6.3水溶性高分子化合物 |
2学时 |
第5章 表面活性剂的基本作用与应用 |
5.1润湿作用 5.1.1润湿 5.1.2接触角和润湿方程 5.1.3表面活性剂的润湿作用 5.1.4润湿作用的应用 5.2乳化作用 5.2.1乳状液的物理性质 5.2.2影响乳状液类型的因素 5.2.3影响乳状液稳定性的因素 5.2.4乳状液的不稳定性 5.2.5乳化剂的选择 5.2.6多重乳状液 5.2.7微乳状液 5.2.8乳化作用的应用 |
2学时 |
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5.3增溶作用 5.3.1增溶机理 5.3.2影响增溶作用的因素 5.3.3增溶作用的应用 5.4分散和凝聚作用 5.4.1分散作用和分散剂 5.4.2分散作用的应用 5.4.3凝聚作用和凝聚剂 5.4.4凝聚作用的应用 |
2学时 |
5.5发泡与消泡作用 5.5.1发泡作用 5.5.2消泡作用 5.5.3发泡与消泡作用的应用 5.6洗涤去污作用 5.6.1污垢 5.6.2污垢的黏附 5.6.3洗涤过程 5.6.4洗涤去污原理 5.6.5抗污垢再沉积 5.6.6表面活性剂的结构与洗涤作用的关系 5.6.7洗涤去污作用的应用 |
2学时 |
5.7表面活性剂的其他作用 5.7.1柔软平滑作用 5.7.2抗静电作用 5.7.3杀菌作用 5.8分子有序组合体的功能及作用 5.8.1模拟生物膜 5.8.2胶束催化 5.8.3模板功能 5.8.4药物载体及释放功能 5.8.5分离及萃取功能 |
2学时 |
第6章 表面活性剂的化学生态学与环境安全性 |
6.1表面活性剂的生物降解性 6.1.1表面活性剂的生物降解过程 6.1.2表面活性剂的生物降解机理 6.1.3 常用的几种重要表面活性剂的生物降解过程 6.1.4 影响表面活性剂生物降解的因素 6.1.5 生物降解的定量测试方法及表征 6.2表面活性剂的安全性及毒性 6.2.1表面活性剂一般毒性试验 6.2.2表面活性剂的溶血作用 |
2学时 |
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6.3表面活性剂对皮肤和黏膜的影响 6.3.1表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性 6.3.2表面活性剂分子结构对温和性的影响 6.4表面活性剂的人体吸收和代谢 6.4.1表面活性剂在体内通道的吸收和代谢 6.4.2表面活性剂在体外通道的吸收和代谢 6.5表面活性剂生命循环周期 |
2学时 |
三、实践环节内容与要求（宋体，五号加粗，居左）
无
四、教材及主要参考文献（顺序为：文献名，作者，出版时间，出版单位）
教 材：
《表面活性剂：合成·性能·应用（第2版）》，王培义，徐宝财，王军主编，2012年6月1日，化学工业出版社。
参考书：
《表面活性剂化学（第2版）》，金谷主编，2013年8月1日，中国科学技术大学出版社。
《表面活性剂原理与应用》，杨继生 编著，2012年12月1日，东南大学出版社
《Gemini表面活性剂的合成及性能研究》，梅平等著，2014年3月1日，化学工业出版社
参考文献：[1]王瑞娟,王毅琳.阴离子磺酸盐型Gemini表面活性剂与PEO-PPO-PEO嵌段共聚物相互作用的研究[J]，化学学报，2014, 72, 41-50.
[2]王丽娜,权春善,许永斌等.利用表面活性剂介导的方法制AgrC蛋白脂质体[J]，化学学报，2014, 72, 233—240.
[3] Jian Long, Senlin Tian, Yanhua Niu, Guang Li, Ping Ning,FacultyReversible solubilization of typical polycyclicaromatic hydrocarbonsby a photoresponsive surfactant Colloids and Surfaces A:Physicochem. Eng. Aspects[J],, 2014, 454: 172–179.
[4]Naveed ul Haq, Muhammad Usman, Asim Mansha et al.,Solubilization of reactive blue 19 by the micelles of cationic surfactant Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) [J], Journal of Molecular Liquids, 2014, 196: 264–269.
[5] Santiago Grijalvoa, AdeleAlagiaa, Gustavo Puras et al., Cationic vesicles based on non-ionic surfactantand syntheticaminolipids mediate delivery of antisense oligonucleotidesintomammalian cells, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces[J],2014, 119: 30–37.
