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1、1,化学与社会 Chemistry and Society,化学化工系,2,第十一讲 表面活性材料与建筑材料,3,第一部分 表面活性材料,4,界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。,严格讲表面应是液体或固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。,5,常见的界面：,6,液体表面的最基本的特性是趋向于收缩,表面张力（surface tension）,l 是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为2l，就是作用于单位边界上的表面张力。,7,8,毛细管现象：由于附加压力而引起的液面与管外液面有高度差的现象,9,表面
2、活性剂通常采用按化学结构来分类：,表面活性剂,注意：阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。,10,表面活性剂的效能,降低表面张力清洗剂：除去油污乳化剂：使极性水和非极性有机物相互溶解（不分层）发泡剂：形成稳定的泡沫分散剂：使油污分散到溶液中增溶剂：增加油的溶解度悬浮剂：使油污不能返回织物表面,11,洗涤和化妆用品,按存在形式分类：膏霜类-牙膏、洗发膏、防晒霜、雪花膏、冷霜，奶液、发乳固体类-洗衣粉、肥皂、香皂、眉笔、口红、发蜡、香粉、胭脂。液体类-洗发液、染发液、烫发液、指甲油香水类-香水、花露水。,12,油质污垢：包括植物、动物油脂，也包括人体分泌的皮脂、
3、脂肪酸、胆固醇类，还有矿物油及其氧化物。其特点是不溶于水，对纺织品、皮肤和其他基质附着力强，不易洗脱。固体污垢：属于不溶性物质，如来自地表面、生活、工作场所的尘土、垃圾、金属氧化物等。它们可以单独存在，也可以与油、水粘粘在一起。水溶性污垢：包括盐、糖、有机酸。但是血液、某些金属盐溶液作用织物和其他基质上，会形成色斑，这类话垢很难去除。,污垢的种类,13,A、主要原料,(1)表面活性剂(2)油脂类 椰子油和橄榄油制香皂，蓖麻油主要是用于制造唇膏和美容润肤用品，羊毛脂制润肤膏。(3)高级醇类 甘油（丙三醇）聚有良好的助溶性、润滑性和吸湿性，可以用来制作化妆品。十六醇也称鲸醋醇或棕榈醇，是制造各种膏
4、霜类化妆品的主要原料。(4)烃类化合物化妆品中常用长碳链的烃类化合物作为原料，主要有白油和凡士林。另外，石蜡和蜂蜡也是化妆品的原料。,14,十二烷：长链烃，非极性或亲油性,十二烷基硫酸钠：阴离子表面活性剂，一端亲油，另一亲水。,十二烃基氯化铵：阳离子表面活性剂，一端亲油，另一亲水。,15,CH3-(CH2)10-CH2-SO3Na,12烷基磺酸钠,简化式,成膜,油包水,水包油,16,Werner Treptow and Michael L.Klein,The Membrane-Bound State of K2P Potassium Channels,J.Am.Chem.Soc.5,21,20
5、10,DOI:10.1021/ja102191s,Molecular Recognition at the Membrane-Water Interface:Controlling Integral Peptide Helices by Off-Membrane Nucleobase Pairing,P.E.Schneggenburger,S.Mullar,B.Worbs,C.Steinem and U.Diederichsen,J.Am.Chem.Soc.,May 19,2010,R.K.Campen,T.T.M.Ngo,M.Sovago,J.-M.Ruysschaert and M.Bon
6、n,Molecular Restructuring of Water and Lipids upon the Interaction of DNA with Lipid Monolayers,J.Am.Chem.Soc.5,20,2010,DOI:10.1021/ja100838q,17,B、辅助成分,（1）抗氧剂-它是能够阻止或延缓氧化的物质。（2）保湿剂-又称滋润剂，能保持皮肤滋润，防止表皮角质层水分的流失。（3）防腐剂-防止微生物和霉菌的繁殖。（4）收敛剂-又称抑汗剂，能使皮肤毛孔收敛，暂时性抑制或减少汗液和皮脂分泌的物质。（5）紫外线吸收剂-能吸收会引起皮肤发炎的紫外线光，并将其转化成
7、热能的物质。波长为280nm-320nm的中波紫外线会引起急性皮炎和灼烧；波长为320nm-400nm的长波紫外线会氧化表皮中的还原黑色素而直接晒黑皮肤。,18,19,20,我们口腔中有500多种细菌。即使是非常注意口腔卫生的人，其口腔中的细菌也有500亿个，多数人口腔中有2000亿个，而不注意口腔清洁者的口腔中内的细菌会达到1万亿个。-摘自参考消息2003年6月29日,口腔中的细菌,硫化氢 臭鸡蛋 甲硫醇 粪便 粪臭素 粪便 尸胺 尸体 腐胺 腐烂的肉 异戊酸 汗脚 科学科学美国人中文版，2002年，第七期，P75,口腔细菌制造的化合物,21,牙齿的结构与牙膏的作用,除去牙齿表面污物 杀菌
8、增白 防蛀，防牙垢沉积 对牙齿的营养 味道可口（香甜）对牙病抑制或治疗 泡沫丰富 无毒 软硬适度 各部分均匀一致 保存和保质期 颜色,22,成份：山梨(糖)醇，甘油（丙三醇），含水硅石，焦磷酸钾（钠），PEG-6，十二烷基硫酸钠，焦糖，磷酸氢二钾，氟化钠，糖精，黄原胶(一种水溶性天然树胶）。,23,十二烷基硫酸钠：发泡剂，穿透和松动牙齿表面沉淀。,糖精：比蔗糖甜300-500倍，但无热量，是不能消化糖和节食者的糖的替代品。如果含量超过0.02%，有苦味。经验式:C7H4NNaO3S,PEG-6(polyethylene glycol)：由六个乙二醇单体聚合作为润湿剂和溶剂，吸收和保留空气中的水
9、分。使牙膏柔软。,24,Carbomer：商品名，聚丙稀酸，稳定剂。稳定非离子乳化剂（如PEG-6），使不同物质不分层。经验式:C3H4O2n,山梨(糖)醇多元醇(多羟基化合物),产于水果和草莓，工业化生产由葡萄糖加氢。其作用是：甜味剂，保湿剂（防变硬），凉爽感，防止蛋白质分解。除用于牙膏，加入到饮料，面包，海产品加工，化妆品，药物，香烟中.,25,含水硅石：摩擦剂。清洁和抛光牙齿表面。是由各种物质构成的混合物，分子式为SiO2.nH2O，一种存在形式蛋白石（猫眼石）。,氟化钠：牙膏中的活性成分。分子式:NaF 结构:Na+F-,黄原胶(一种水溶性天然树胶）将牙膏中所有主份粘在一起。是混合物，
10、多聚糖。在冷和热水中都溶解。口感好，在食物中释放出香味。在酸性和碱性和盐溶液中都稳定，是重要的工业和食物高分子。,26,焦磷酸四钾(钠)：起防牙垢作用。,磷酸氢二钾：食物填加剂 1)肉类加工：保湿剂，控制pH2)奶酪：分散剂和乳化剂3)咖啡伴侣：容易溶解，,甘油(丙三醇)：保湿剂(防变硬)。1799年，瑞典科学家发现用水解橄榄油制备。为无色、无味的粘稠液体，用其做胶水。1867，用其做炸药(硝化甘油)。存在于脂肪和油中，可从椰子油中提取，也可从石油产品提炼。,27,佳洁士牙膏活性成份：氟化钠其他成分：水，山梨(糖)醇，甘油（丙三醇），十二烷基硫酸钠，含水硅石，糖精，PEG-6，聚丙稀酸，黄原胶
11、，焦磷酸钾(钠)，磷酸氢二钾。,高露洁牙膏活性成分：氟化钠，苯酚衍生物其他成分：水，山梨(糖)醇，甘油（丙三醇），十二烷基硫酸钠，含水硅石，糖精，TiO2，纤维素胶。,TiO2，增白剂,28,29,30,头发的作用,头发不仅具有美容的功能，还有保护功能，它可以缓冲外界对头颅的各种损伤，还可以遮避紫外线、红外线对头颅的伤害，同时，人体内有害的重金属，如铅、砷、汞等有一部分从机体排泄蓄积在头发上，通过理发排出体外，因而某种程度上头发也算一种排泄器官。,31,头发的结构,毛发由毛根和毛干组成，毛根在皮肤内，是非角化细胞，由毛球、毛乳头和毛母质组成。毛母质是毛发的生长中心，毛母质中含有黑色素细胞，可以
12、生成黑色素供给毛发。毛根外有毛囊包着，上面附着立毛肌，收缩时毛发竖立。毛干露在皮肤外面，是由角化细胞组成，毛干可分为三层，里面为毛髓质，中间为毛皮质，由硬蛋白组成，是毛干主要部分，最外层叫毛小皮，也叫毛表皮或毛护膜，由透明的角化细胞组成。毛小皮耐摩擦、抗腐蚀，是毛发的保护层，如果毛小皮受损，头发容易发生断裂、分叉，失去光泽。,32,33,通常洗发、护发主要就是针对露在皮肤外的毛干。按照发质分类，头发可分为干性发、中性发和油性发。不同的发质需要不同特性的洗发剂和护发剂。,34,洗掉头发表面的油污、灰尘、细菌 易于漂洗 使头发有光泽 适宜的泡沫量 对头发的营养 去头屑、止头痒 合适的香味 不损害头
13、发、头皮和眼睛 外观颜色适当 各部分性状均匀 保质期长 价格合理,一、洗发水,35,十二烷基硫酸胺(钠)：发泡剂、清洁剂、乳化剂、润湿剂，Triethanolamine lauryl sulphate：清洁剂，发泡和清洁剂，,Sodium Lauroyl Sarcosinate Sodium N-methyl-N-(1-oxododecyl)glycine.起泡和清洁剂，对皮肤和头发都温和。,成份：,36,PEG-12.非毒性、非刺激性、非离子乳化剂，用做黏度调整剂、柔软剂、遮光剂、润湿剂和分散剂。,十二酰胺（Lauramide DEA）泡沫稳定剂,乙二胺四乙酸钠：螯合物，与金属结合成螯合物。
14、阻止头发中的痕量重金属的活动，重金属能加速许多活性成分的分解，使天然油脂变恶臭。,37,营养物质,维生素B,维生素E.,防腐剂,苯甲酸钠,苯氧乙醇(Phenoxyethanol),对羟基苯甲酸甲酯（Propylparaben）抗真菌剂,38,柠檬酸：酸度调节剂,硫酸钠：吸湿剂,NaCl：调节粘性使十二烷基硫酸胺工作,39,第二部分 无机非金属 材料,40,玻璃,硅酸盐制品一般都是以粘土（高岭土）、石英和长石为原料。粘土的化学组成为Al2O32SiO22H2O，石英为SiO2，长石为K2OAl2O3 6SiO2（钾长石）或Na2OAl2O3 6SiO2（钠长石）。这些原料中都含有SiO2，因此在硅酸盐晶体结构中，硅与氧的结合是最重要的。,41,42,43,44,45,46,谢谢！,
