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《表面活性剂和界面现象》是国际知名的胶体与界面化学领域的经典著作,Rosen教授的大作,在国际、甚至国内学术界影响很深。图书集基础理论和实际应用为一书,注重表面活性剂的相关理论在工业应用中的应用探讨,同时内容新颖,把近些年新出现的一些研究热点,如纳米应用,分子模拟,生物领域的应用等等。
内容简介
《表面活性剂和界面现象》是表面活性剂领域国际公认的知名专家Rosen和Kunjappu教授的经典著作,目前已出版了第四版。《表面活性剂和界面现象》不仅对于表面活性剂研究的发展和相关文献有着广泛的涉猎和整理,而且对涉及的内容进行了科学的分类和总结,是理解和应用表面活性剂最新信息的强有力的工具。全书共分15章。其中第1~5章主要介绍基础和经典的表面活性剂及界面化学的内容。第6~10章涉及与实际应用密切相关的基本内容,包括表面活性剂在湿润、起泡、消泡、乳化、聚集、分散、洗涤等领域中发挥的作用。第11章讨论表面活性剂二元混合体系的分子间相互作用与协同效应。第12~15章主要包括双子表面活性剂、表面活性剂在生物领域的应用、表面活性剂在纳米领域的应用以及表面活性剂与分子模拟等内容。
《表面活性剂和界面现象》适合化学、生物学、食品科学以及使用表面活性剂的行业如日化、纺织,医药、农药、选矿、采油、金属加工等领域科研院所和高等院校的研究生、科研人员参考。
作者简介
M.J.Rosen,教授是胶体与界面化学领域的知名学者。
崔正刚,江南大学,教授,崔正刚,男,1958年4月出生,留英博士,两次国家公派出国访问学者。目前为江南大学化学与材料工程学院教授,博士生导师。研究方向为胶体和表面活性剂,感兴趣的研究领域包括表面活性剂相互作用,三次采油用表面活性剂,乳状液和微乳液,纳米颗粒表面活性剂等。已在SCI刊物和国内核心期刊上发表论文60余篇,主编、参编和主持编著、译著5部,并多次参加国际会议交流。参与过国家自然科学基金项目,主持多项与企业的合作项目。
内页插图
目录
第1章 表面活性剂的典型特征
1.1 界面现象和表面活性剂变得重要的条件
1.2 表面活性剂的一般结构特征和行为
1.2.1 电荷类型的一般用途
1.2.2 疏水性基团性质的一般影响
1.3 表面活性剂的环境影响
1.3.1 表面活性剂的生物降解性
1.3.2 表面活性剂的毒性和皮肤刺激性
1.4 商品表面活性剂的典型特征和用途
1.4.1 阴离子型表面活性剂
1.4.2 阳离子表面活性剂
1.4.3 非离子表面活性剂
1.4.4 两性离子表面活性剂
1.4.5 基于可再生原料的新型表面活性剂
1.5 一些有用的一般法则
1.6 表面活性剂文献的电子检索
参考文献
问题
第2章 表面活性剂在界面的吸附:双电层
2.1 双电层
2.2 固-液界面的吸附
2.2.1 吸附和聚集的机理
2.2.2 吸附等温线
2.2.3 自水溶液中吸附到强荷电吸附剂表面
2.2.4 自水溶液吸附到非极性、疏水性吸附剂表面
2.2.5 自水溶液中吸附到无强荷电位的极性吸附剂表面
2.2.6 吸附对固体吸附剂表面性质的影响
2.2.7 自非水溶液的吸附
2.2.8 固体比表面积的测定
2.3 液-气(L/G)和液-液(L/L)界面上的吸附
2.3.1 Gibbs吸附公式
2.3.2 利用Gibbs方程计算界面上的表面活性剂浓度和每个分子的面积
2.3.3 L/G和L/L界面上的吸附效能
2.3.4 Szyszkowski方程、Langmuir方程和Frumkin方程
2.3.5 在L/G和L/L界面的吸附效率
2.3.6 在L/G和L/L界面的吸附热力学参数计算
2.3.7 二元表面活性剂混合物的吸附
参考文献
问题
第3章 表面活性剂胶束的形成
3.1 临界胶束浓度(CMC)
3.2 胶束的结构和形状
3.2.1 堆积参数
3.2.2 表面活性剂的结构和胶束形状
3.2.3 液晶
3.2.4 表面活性剂溶液的流变性
3.3 胶束的聚集数
3.4 影响水溶液中CMC值的因素
3.4.1 表面活性剂的结构
3.4.2 电解质
3.4.3 有机添加剂
3.4.4 第二个液相的存在
3.4.5 温度
3.5 水溶液中的胶束化作用与在水/空气和水/烃界面上的吸附
3.5.1 CMC/C20比值
3.6 非水介质中的CMC
3.7 基于理论的CMC方程
3.8 胶束化热力学参数
3.9 二元表面活性剂混合胶束的形成
参考文献
问题
第4章 表面活性剂溶液的增溶作用:胶束催化
4.1 水介质中的增溶
4.1.1 增溶位置
4.1.2 决定增溶程度的因素
4.1.3 增溶率
4.2 非水溶剂中的增溶
4.2.1 二次增溶
4.3 增溶作用的一些影响
4.3.1 对胶束结构的影响
4.3.2 非离子型表面活性剂水溶液中浊点的变化
4.3.3 降低CMC值
4.3.4 增溶作用的各种效应
4.4 胶束催化
参考文献
问题
第5章 表面活性剂降低表面和界面张力
5.1 表面张力降低的效率
5.2 降低表面张力的效能
5.2.1 Krafft点
5.2.2 界面参数和化学结构影响
5.3 液-液界面张力降低
5.3.1 超低界面张力
5.4 动态表面张力降低
5.4.1 动态区域
5.4.2 表面活性剂的表观扩散系数
参考文献
问题
第6章 润湿及表面活性剂对润湿的影响
6.1 润湿平衡
6.1.1 铺展润湿
6.1.2 沾湿
6.1.3 浸湿
6.1.4 吸附和润湿
6.2 表面活性剂对润湿的影响
6.2.1 一般考虑
6.2.2 硬表面的(平衡)润湿
6.2.3 纺织品(非平衡)润湿
6.2.4 添加剂的影响
6.3 表面活性剂混合物的协同润湿作用
6.4 超级铺展(超级润湿)
参考文献
问题
第7章 表面活性剂水溶液的发泡和消泡
7.1 膜弹性理论
7.2 决定泡沫持久性的因素
7.2.1 薄层中的排液
7.2.2 气体通过薄层的扩散
7.2.3 表面黏度
7.2.4 双电层的存在与厚度
7.3 表面活性剂的化学结构与水溶液发泡性的关系
7.3.1 作为发泡剂的发泡效率
7.3.2 作为发泡剂的发泡效能
7.3.3 低泡表面活性剂
7.4 有机泡沫稳定剂
7.5 消泡
7.6 细微颗粒分散液的发泡性能
7.7 有机介质中的发泡和消泡
参考文献
问题
第8章 表面活性剂的乳化作用
8.1 普通乳液
8.1.1 乳状液的形成
8.1.2 决定乳状液稳定性的因素
8.1.3 相转变
8.1.4 多重乳状液
8.1.5 乳状液类型的理论
8.2 微乳液
8.3 纳米乳状液
8.4 用作乳化剂的表面活性剂的选择
8.4.1 亲水-亲油平衡(HLB)法
8.4.2 相转变(PIT)方法
8.4.3 亲水亲油偏差法(HLD法)
8.5 破乳
参考文献
问题
第9章 表面活性剂对固体在液体介质中的分散和聚集作用
9.1 粒子间作用力
9.1.1 软(静电)作用力和范德华力:DLVO理论
9.1.2 位阻作用力
9.2 表面活性剂在分散过程中的作用
9.2.1 粉末的润湿
9.2.2 粒子团簇的解聚或破碎
9.2.3 防止再聚集
9.3 表面活性剂引起的分散固体的凝聚或絮凝
9.3.1 分散粒子Stern层电势的中和或降低
9.3.2 桥接
9.3.3 可逆絮凝
9.4 表面活性剂化学结构与分散性能的关系
9.4.1 水分散液
9.4.2 非水分散液
9.4.3 新型分散剂的设计
参考文献
问题
第10章 表面活性剂对去污作用的影响
10.1 清洁过程的机理
10.1.1 从底物上去除污垢
10.1.2 污垢在洗涤液中的悬浮和防止再沉积
10.1.3 皮肤刺激性
10.1.4 干洗
10.2 水硬度的影响
10.2.1 助剂
10.2.2 钙皂分散剂(LSDA)
10.3 织物柔软剂
10.4 表面活性剂的化学结构与去污力的关系
10.4.1 污垢和底物的影响
10.4.2 表面活性剂亲油基的影响
10.4.3 表面活性剂亲水基的影响
10.4.4 干洗
10.5 洗涤剂配方中的生物表面活性剂和酶
10.6 纳米洗涤剂
参考文献
问题
第11章 二元混合表面活性剂的分子相互作用和协同效应
11.1 分子间相互作用参数的测定
11.1.1 使用方程11.1 ~方程11.4 的注意事项
11.2 表面活性剂的化学结构和分子环境对分子间相互作用参数的影响
11.3 产生协同效应的条件
11.3.1 降低表面张力或界面张力的效率方面的协同效应或对抗效应(负协同效应)
11.3.2 水介质中混合胶束形成的协同效应或对抗效应
11.3.3 表面(或界面)张力降低的效能方面的协同效应或对抗(负协同效应)效应
11.3.4 选择表面活性剂组合以获得最佳界面性质
11.4 基本表面性质方面的协同效应与表面活性剂应用性能方面的协同效应之间的关系
参考文献
问题
第12章 双子表面活性剂
12.1 基本性质
12.2 与其他表面活性剂的相互作用
12.3 应用性能
参考文献
问题
第13章 生物学中的表面活性剂
13.1 生物表面活性剂及其应用领域
13.2 细胞膜
13.3 表面活性剂与胞溶作用
13.4 蛋白质变性和与表面活性剂的电泳
13.5 肺表面活性物质
13.6 生物技术中的表面活性剂
13.6.1 采矿工程
13.6.2 发酵
13.6.3 酶法脱墨
13.6.4 三次采油以及生物除油
13.6.5 表面活性剂介质中的酶活性
13.6.6 生物反应器中二氧化碳的“固定”
13.6.7 土壤修复
13.6.8 污水净化
13.6.9 园艺学中的表面活性剂
13.6.1 0 囊泡操纵
13.6.1 1 遗传工程和基因治疗
参考文献
问题
第14章 纳米技术中的表面活性剂
14.1 纳米状态的特殊效应
14.2 表面活性剂在制备纳米结构材料中的作用
14.2.1 自下而上法
14.2.2 自上而下法
14.3 表面活性剂与纳米技术的应用
14.3.1 纳米发动机
14.3.2 其他纳米器件
14.3.3 药物传递
14.3.4 控制纳米材料的结构
14.3.5 纳米管
14.3.6 纳米洗涤剂
14.3.7 生命起源中的表面活性剂纳米自组装体
参考文献
问题
第15章 表面活性剂与分子模拟
15.1 分子力学方法
15.1.1 来自实验的参数化
15.1.2 FF方法的分类
15.2 量子力学方法
15.2.1 对电子问题的应用
15.2.2 HP描述
15.2.3 最小和较大的基集
15.2.4 电子相关方法
15.2.5 密度泛函理论(DFT)
15.3 能量最小法
15.4 计算机模拟方法
15.5 表面活性剂体系
15.6 五个被选体系
15.6.1 液体中的聚集(ⅰ)
15.6.2 液体中的聚集(ⅱ)
15.6.3 液-液和液-气界面
15.6.4 固-液界面
15.6.5 固-液界面以及在液体中的聚集
15.7 代表性分子模拟研究概要
参考文献
问题
习题解答
前言/序言
好的,这是一本介绍高分子化学与工程领域的书籍简介,内容详实,不涉及您提到的《表面活性剂与界面现象》一书: 聚合物科学与工程导论:从分子结构到宏观应用 本书聚焦于高分子科学与工程领域的前沿知识与核心原理,旨在为读者提供一个全面而深入的视角,涵盖聚合物的合成、结构、性质以及工程应用等方面。本书内容紧密结合现代化学与材料科学的发展,强调理论基础与实际应用的有机统一。 第一部分:高分子化学基础与合成策略 本部分深入探讨了高分子化合物的基本概念及其结构特征。首先,详细阐述了单体的种类、聚合反应的类型(如加成聚合、缩聚、开环聚合等)以及不同聚合机理下的反应动力学。我们着重分析了自由基聚合、离子聚合(阴离子与阳离子)和配位聚合的特点、活性中心的控制方法以及对聚合物分子量分布的影响。 精确控制分子量与结构: 书中对活性/可控自由基聚合(CRP)技术进行了详尽的介绍,包括原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)以及氮氧自由基聚合(NMP)。这些先进的聚合技术是实现结构精确设计的基石,本书详细剖析了其反应机理、催化剂体系的选择以及如何通过这些方法构建复杂的聚合物拓扑结构,如嵌段共聚物、星形聚合物和接枝共聚物。 缩聚与逐步聚合: 针对缩聚反应,本书系统梳理了聚酯、聚酰胺、聚氨酯和环氧树脂等重要热固性及热塑性材料的合成路径。特别强调了反应计量比、催化剂选择对聚合度的影响,以及如何通过后处理技术优化材料性能。 生物基与绿色聚合物: 顺应可持续发展的要求,本书辟章节专门介绍从可再生资源中获取的单体,如乳酸、己二胺等,及其对应的生物降解性聚合物(如聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA)的合成与性能评估。 第二部分:高分子结构与性能的关联 高分子的独特性能源于其长链结构和复杂的聚集态。本部分致力于揭示分子结构与宏观性能之间的内在联系。 分子量与粘弹性: 详细讨论了高分子溶液的特性粘度、凝胶渗透色谱(GPC)分析方法,以及分子量对机械性能的决定性影响。粘弹性理论是理解高分子流变行为的核心,书中引入了经典的Maxwell模型、Voigt模型以及更复杂的Prony级数模型,用于描述聚合物在不同时间尺度下的应力松弛与蠕变行为。 聚集态结构与热性能: 针对结晶聚合物,本书阐释了结晶度、晶体形态(球晶、片晶)的形成过程,并利用差示扫描量度法(DSC)和热重分析(TGA)来确定玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)以及热分解行为。非晶态聚合物的亚稳态行为和自由体积理论也被深入探讨。 机械性能与形变: 深入分析了聚合物的拉伸、压缩、弯曲和冲击性能。弹性模量、屈服强度和韧性是关键指标,本书结合分子链段运动和微观结构变化,解释了取向(拉伸诱导的分子链排列)对材料拉伸强度的提升机制。对于纤维增强复合材料,则着重分析了界面结合强度对整体力学性能的贡献。 电学与光学性质: 探讨了聚合物的介电常数、电导率以及压电/铁电行为。在光学方面,聚焦于透明聚合物的折射率、双折射现象以及液晶聚合物的光学各向异性。 第三部分:功能化高分子与先进材料设计 现代高分子科学的重点在于“定制化”功能。本部分集中介绍如何通过结构修饰和界面工程来赋予聚合物特定的功能。 共聚物与拓扑结构设计: 详细分析了无规共聚物、交替共聚物和嵌段共聚物的相分离行为。特别关注嵌段共聚物在自组装过程中形成的纳米结构(如圆柱、层状、双连续结构),这些结构是制备高性能膜材料和纳米模板的关键。 交联网络与弹性体: 阐述了化学交联(硫化、加成)和物理交联(离子交联、氢键网络)的原理。对于橡胶弹性体,书中详尽介绍了统计弹性理论,用以描述大变形下的应力应变关系,并分析了填充剂(如炭黑、二氧化硅)对橡胶网络性能的增强作用。 高分子凝胶与水凝胶: 凝胶作为一类特殊的软物质,因其高含水量和生物相容性受到广泛关注。本书系统介绍了凝胶的溶胀平衡、平衡溶胀度的计算、机械响应(如剪切变稀、自修复)以及药物缓释体系中的应用。 导电与智能聚合物: 介绍了共轭聚合物的制备及其在有机电子学中的应用,如有机发光二极管(OLEDs)和有机太阳能电池(OSCs)。此外,对热敏、光敏或pH响应性的形状记忆聚合物和智能水凝胶的响应机制进行了深入剖析。 第四部分:高分子加工与工程应用 高分子材料的性能最终体现在其加工成型和实际应用中。本部分侧重于将基础科学转化为工程实践。 高分子加工技术: 系统介绍了挤出、注射成型、压延、吹塑和反应注射成型(RIM)等核心加工工艺。重点分析了聚合物熔体在模具流动过程中的非牛顿流变特性、剪切热效应以及如何通过工艺参数控制最终产品的内部应力和表面质量。 聚合物复合材料: 详细讨论了纤维增强(玻璃纤维、碳纤维)和颗粒增强(无机填料、纳米粒子)复合材料的界面优化、力学性能预测模型(如混合法则、Halpin-Tsai方程)以及制造缺陷(孔隙率)对强度的影响。 材料的耐久性与老化: 探究了聚合物在长期使用过程中面临的环境挑战,包括热氧化老化、光降解(紫外线照射)和溶胀腐蚀。书中提供了针对性的稳定剂和抗氧化剂选择策略,以延长材料的使用寿命。 前沿应用领域: 最后,本书简要概述了高分子在生物医学工程(如组织工程支架、药物载体)、高端封装材料以及增材制造(3D打印)中的最新进展,强调了材料科学与多学科交叉融合的重要性。 本书结构严谨,内容涵盖了从分子设计到工程实现的完整链条,适合高分子专业本科生、研究生以及从事相关材料研发与生产的工程师和科研人员作为深入学习和参考的专业教材。