第7章-非離子表面活性劑PPT課件

1、7.1 7.1 概述概述 產(chǎn)量上是僅次于陰離子表面活性劑 較晚應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的一類表面活性劑 起始于二十世紀(jì)三十年代，最早由德國(guó)學(xué)者C肖勒（C.Schuller）發(fā)現(xiàn)，并首次于1930年11月申請(qǐng)德國(guó)專利 石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，環(huán)氧乙烷供應(yīng)量大大增加，促進(jìn)了聚氧乙烯型非離子表面活性劑生產(chǎn)的迅速發(fā)展 二十世紀(jì)50年代開(kāi)始在民用市場(chǎng)應(yīng)用 60年代反應(yīng)機(jī)理，制造方法，基本物性等進(jìn)行了深入研究，為該類表面活性劑的迅速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)7.1.1 非離子表面活性劑的發(fā)展?fàn)顩r 第1頁(yè)/共58頁(yè) 我國(guó)從1958年開(kāi)始生產(chǎn)非離子表面活性劑，但品種少、產(chǎn)量低，主要是脂肪醇聚氧乙烯醚，用作紡織助劑，和國(guó)際上的發(fā)展?fàn)顩r

2、相比存在著明顯的差距 “七五”、“八五”期間引進(jìn)了高碳醇的生產(chǎn)裝置，以及數(shù)套三十萬(wàn)噸乙烯裝置，為發(fā)展性能優(yōu)良的非離子型表面活性劑奠定了較好的基礎(chǔ) 具有洗滌、分散、乳化、發(fā)泡（泡沫）、潤(rùn)濕、增溶、抗靜電、保護(hù)膠體、勻染、防腐蝕、殺菌等多方面作用 除大量用于合成洗滌劑和化妝品工業(yè)的洗滌活性物外，還廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、食品、塑料、皮革、玻璃、石油、化纖、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆、染料、化肥、膠片、照相、金屬加工、選礦、環(huán)保、消防等工業(yè)部門(mén)第2頁(yè)/共58頁(yè)7.1.2 7.1.2 非離子表面活性劑的定義非離子表面活性劑的定義 定義：水溶液中不電離出任何形式的離子，親水基主要由具有一定數(shù)量的含氧基團(tuán)（一般為醚基

3、或羥基）構(gòu)成親水性，靠與水形成氫鍵實(shí)現(xiàn)溶解的表面活性劑 特點(diǎn)(1)穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類存在的影響(2)不易受Mg2+、Ca2+離子的影響，在硬水中使用性能好(3)不易受酸堿的影響(4)與其它類型表面活性劑的相容性好(5)在水和有機(jī)溶劑中皆有較好的溶解性能(6)此類活性劑的產(chǎn)品大部分呈液態(tài)和漿態(tài)，使用方便(7)隨著溫度的升高，很多種類的非離子表面活性劑變得不溶于水，存在“濁點(diǎn)”。 第3頁(yè)/共58頁(yè)7.1.3 7.1.3 非離子表面活性劑的分類非離子表面活性劑的分類 按其親水基結(jié)構(gòu)的不同分類 聚乙二醇型 多元醇型 其它類型：聚醚型和配位鍵型等1. 脂肪醇聚氧乙烯醚2. 烷基酚聚氧乙烯醚

4、 ROCH2CH2OHnn=130, R=C10C18，（平平加） RCH2CH2OHOnn=130, R=C10C18，（OP系列） 第4頁(yè)/共58頁(yè)3. 聚氧乙烯烷基酰醇胺RCONH(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)xH(CH2CH2O)y HRCONRCOO(CH2CH2O)nHR=C17H33，C17H35(CH2CH2O)xH(CH2CH2O)yHRN4. 脂肪酸聚氧乙烯5. 聚氧乙烯烷基胺 RCONCH2CH2OHCH2CH2OH尼諾爾6. 多元醇表面活性劑C17H35COOCH2CHOHCH2OHC17H35COOCH2CH2OHCCH2OHCH2OHC17H35COOCH

5、2CHOCH2HOCHCHOHCHOH第5頁(yè)/共58頁(yè)7. 聚醚（聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚）型表面活性劑 8. 其它高級(jí)硫醇冠醚配位鍵型 HO(CH2CH2O)b(CHCH2O)a(CH2CH2O)cHCH3RSCH2CH2OHnOOOOO()nRPCH3C12H25CH3O第6頁(yè)/共58頁(yè)7.2 7.2 非離子表面活性劑的性質(zhì)非離子表面活性劑的性質(zhì) 在水中不電離，其表面活性是由中性分子體現(xiàn)出來(lái)的 具有較高的表面活性，水溶液的表面張力低，臨界膠束濃度亦低于離子型表面活性劑 膠束聚集數(shù)大，增溶作用強(qiáng) 具有良好的乳化能力和潤(rùn)濕能力。 第7頁(yè)/共58頁(yè)7.2.1 HLB7.2.1 HLB值值 聚乙二醇

6、型 HLB=E/5 E：環(huán)氧乙烷加成數(shù) 多元醇型非離子表面活性劑 HLB=20（1-S/A） S多元醇酯的皂化價(jià) A原料脂肪酸的酸價(jià)HLB值3671581813151518用途W(wǎng)/O乳液潤(rùn)濕滲透O/W乳液洗滌去污增溶表7-1 不同HLB值的表面活性劑應(yīng)用性能 第8頁(yè)/共58頁(yè)7.2.2 7.2.2 濁點(diǎn)及親水性濁點(diǎn)及親水性7.2.2.1 7.2.2.1 濁點(diǎn)的定義和意義濁點(diǎn)的定義和意義 親水性的來(lái)源：表面活性劑與水分子之間形成氫鍵 濁點(diǎn)： 當(dāng)表面活性劑的水溶液溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，結(jié)合在氧原子上的水分子脫落，形成的氫鍵遭到破壞，親水性降低，表面活性劑在水中的溶解度下降 當(dāng)溫度升高到一定

7、程度時(shí)，表面活性劑就會(huì)從溶液中析出，使原來(lái)透明的溶液變混濁，我們就稱這時(shí)的溫度為非離子表面活性劑的濁點(diǎn)（Cloud Point） 與離子型表面活性劑krafft點(diǎn)的區(qū)別 離子型表面活性劑在溫度高于krafft點(diǎn)時(shí)，溶解度顯著增加 非離子表面活性劑只有當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，在水中才有較大的溶解度。如果溫度高于濁點(diǎn)，非離子表面活性劑就不能很好地溶解并發(fā)揮作用第9頁(yè)/共58頁(yè)7.2.2.2 7.2.2.2 影響非離子型表面活性劑濁點(diǎn)的因素影響非離子型表面活性劑濁點(diǎn)的因素1. 疏水基的種類 - 疏水基的親油性越大，表面活性劑的親水性越低，濁點(diǎn)越低- 由親油性小的疏水基構(gòu)成的表面活性劑水溶性較大，濁點(diǎn)較高1

8、0mol聚氧乙烯基月桂胺月桂醇月桂酸酯濁點(diǎn)（）988832表7-2 疏水基的種類對(duì)濁點(diǎn)的影響 2. 疏水基碳鏈的長(zhǎng)度 疏水基愈長(zhǎng)，碳數(shù)愈多，疏水性愈強(qiáng)，親水性愈弱，濁點(diǎn)降低 10mol 聚氧乙烯月桂醇(C12)十四醇(C14)十六醇(C16)十八醇(C18)濁點(diǎn)（）88787468表7-3 疏水基碳鏈的長(zhǎng)度對(duì)濁點(diǎn)的影響 第10頁(yè)/共58頁(yè)4. 添加劑的影響 - 向非離子表面活性劑的溶液中添加非極性物質(zhì)，濁點(diǎn)會(huì)升高- 添加芳香族化合物或極性物質(zhì)，濁點(diǎn)下降- 加入NaOH等堿性物質(zhì)，會(huì)使?jié)狳c(diǎn)急劇下降 n456789101112濁點(diǎn)（）7.031.051.667.279.087.894.8100.3

9、100表7-4 C12H25(OCH2CH2)nOH的濁點(diǎn)3. 親水基的影響 聚氧乙烯型非離子表面活性劑的濁點(diǎn)隨環(huán)氧乙烷加成數(shù)或聚氧乙烯鏈長(zhǎng)的增加而升高，親水性增強(qiáng)第11頁(yè)/共58頁(yè)7.2.2.3 7.2.2.3 水?dāng)?shù)水?dāng)?shù) 含義：將1.0g非離子表面活性劑溶于30ml二氧六環(huán)中，向得到的溶液中滴加水直到溶液混濁，這時(shí)所消耗的水的毫升數(shù)，即稱為水?dāng)?shù) 用途：可用來(lái)表示非離子表面活性劑的親水性 與親水性的關(guān)系：水?dāng)?shù)上升，親水性增強(qiáng)第12頁(yè)/共58頁(yè)7.2.3 7.2.3 臨界膠束濃度臨界膠束濃度 非離子表面活性劑的臨界膠束濃度一般比陰離子型表面活性劑低12個(gè)數(shù)量級(jí) 非離子表面活性劑臨界膠束濃度較低的

10、原因(1)本身不發(fā)生電離，不帶電荷，沒(méi)有靜電斥力，易形成膠束(2)親水部分體積較大，只靠極性原子形成氫鍵溶于水，與溶劑作用力較弱，易形成膠束 影響非離子表面活性劑臨界膠束濃度的因素(1)疏水基碳鏈長(zhǎng)度增加，表面活性劑的親水性下降，cmc降低(2)聚氧乙烯聚合度增加，表面活性劑的親水性增強(qiáng)，cmc提高第13頁(yè)/共58頁(yè)6mol環(huán)氧乙烷加成物正丁醇(C4)正已醇(C6)正辛醇(C8)正癸醇(C10)十二醇(C12)cmc（mol/L）8.010-17.410-21.110-29.210-48.210-5n679121521cmc（mol/L）1.01061.71062.11062.31063.11

11、063.9106表7-5 CnH2n+1O(CH2CH2O)6H臨界膠束濃度（20） 表7-6 C16H33O(CH2CH2O)nH的臨界膠束濃度(25)第14頁(yè)/共58頁(yè)7.2.4 7.2.4 表面張力表面張力1. 疏水基官能團(tuán)的影響疏水基種類異辛基酚聚氧乙烯醚月桂酸聚乙二醇酯油醇聚乙二醇醚聚氧乙烯聚氧丙烯醚（mN/m）29.732.037.245.2表7-7 疏水基對(duì)表面張力的影響 2. 親水基的影響 隨聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的增加，即環(huán)氧乙烷加成數(shù)的增加，表面張力升高圖7-1 烷基酚聚氧乙烯醚的表面張力3. 溫度的影響 隨溫度的升高，表面張力下降第15頁(yè)/共58頁(yè)7.2.5 7.2.5 潤(rùn)濕性潤(rùn)

12、濕性1. 隨碳數(shù)的增加，親油基碳鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，使紗帶下沉所需表面活性劑的濃度增高，即潤(rùn)濕性降低2. 在疏水基相同時(shí)，環(huán)氧乙烷EO加成數(shù)愈多，親水性愈強(qiáng)、潤(rùn)濕力越差，表現(xiàn)易使紗帶下沉所需的表面活性劑濃度越高。脂肪醇碳數(shù)101214EO摩爾數(shù)2.98.819.14.411.223.54.913.926.4濃度（%）0.030.052.00.050.093.50.210.46.25表7-9 25秒內(nèi)使紗帶下沉表面活性劑的濃度變化（25） 第16頁(yè)/共58頁(yè)7.2.6 7.2.6 起泡性和洗滌性起泡性和洗滌性 聚醚型非離子表面活性劑的起泡性通常比離子型低 因?yàn)椴荒茈婋x出離子，對(duì)硬水不敏感 起泡性隨EO

13、加成數(shù)的不同而發(fā)生變化，并出現(xiàn)最高值 低溫時(shí)，臨界膠束濃度低于離子型表面活性劑，因此低溫洗滌性較好 用于不同纖維的洗滌時(shí)，得到最佳洗滌效果的表面活性劑的EO加成數(shù)不同 圖7-2 十三醇聚氧乙烯醚的起泡性（55） 第17頁(yè)/共58頁(yè)7.2.7 7.2.7 生物降解性和毒性生物降解性和毒性 非離子表面活性劑不帶電荷，不會(huì)與蛋白質(zhì)結(jié)合，對(duì)皮膚的剌激性較小，毒性也較低。 生物降解性一般以直鏈烷基為好，烷基酚類則較差；此外EO加成數(shù)越多，生物降解性越差。第18頁(yè)/共58頁(yè)7.3 7.3 合成聚氧乙烯表面活性劑的基本反應(yīng)合成聚氧乙烯表面活性劑的基本反應(yīng)氧乙基化反應(yīng)氧乙基化反應(yīng) 氧乙基化反應(yīng)也叫環(huán)氧乙烷加成

14、聚合反應(yīng) RXH*代表脂肪醇等含有活潑氫原子的物質(zhì) X表示使氫原子致活的雜原子，如O、N、S等 R是疏水基團(tuán)，如烷基、烷基芳烴、酯和醚等 n則代表平均聚合度CH2OCH2RXH*RX(CH2CH2O)nH*+OHH或催化n第19頁(yè)/共58頁(yè)7.3.1 7.3.1 反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理 環(huán)氧乙烷具有很大的活潑性，易發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，和含有活潑氫的化合物發(fā)生加成反應(yīng) 采用的催化劑不同，反應(yīng)機(jī)理也不同 多數(shù)采用堿性條件下EO開(kāi)環(huán)加成，即堿催化的氧乙基化反應(yīng) 少數(shù)情況下采用酸性條件即酸催化的氧乙基化反應(yīng)第20頁(yè)/共58頁(yè)7.3.1.1 7.3.1.1 采用采用LiOHLiOH、NaOHNaOH、KOHKOH等

15、堿作催化劑等堿作催化劑的氧乙基化反應(yīng)的氧乙基化反應(yīng) 是工業(yè)上的常用方法，反應(yīng)分為兩步進(jìn)行(1)環(huán)氧乙烷（EO）開(kāi)環(huán) RXH* +RXNaOH (LiOH, KOH) 快+ Na (K , Li )H*OH+CH2OCH2+RXRXCH2CH2O慢RXCH2CH2OH*RXCH2CH2ORXH*+RX快+第21頁(yè)/共58頁(yè)(2)聚合 RXCH2CH2O+RXCH2CH2OCH2CH2OCH2OCH2RXCH2CH2OCH2CH2OH*RXH*RX+RXCH2CH2OCH2CH2O+RX(CH2CH2O)n-1CH2CH2ORX(CH2CH2O)n-2CH2CH2OCH2OCH2RX(CH2CH2

16、O)nH*RXH*+RX(CH2CH2O)n-1CH2CH2ORX第22頁(yè)/共58頁(yè)7.3.1.2 7.3.1.2 采用采用BFBF3 3、SnClSnCl4 4、SnClSnCl5 5及質(zhì)子酸作催及質(zhì)子酸作催化劑的氧乙基化反應(yīng)化劑的氧乙基化反應(yīng) 開(kāi)環(huán)機(jī)理尚不十分清楚，多數(shù)認(rèn)為是SN1型親核取代反應(yīng)快+ HCH2OCH2HCH2OCH2慢CH2OCH2H(HOCH2CH2)+快+HRXHRXCH2CH2OH(HOCH2CH2)第23頁(yè)/共58頁(yè)7.3.2 7.3.2 影響反應(yīng)的主要因素影響反應(yīng)的主要因素 7.3.2.1 7.3.2.1 原料的影響原料的影響1. 環(huán)氧化物的影響 2. 含活潑氫原

17、料的影響:給出氫原子能力愈強(qiáng)，反應(yīng)活性越高 碳鏈長(zhǎng)度增加，醇的活性降低，反應(yīng)速度減慢 伯醇仲醇叔醇 在酚類反應(yīng)物中，取代基有影響減： CH3O- CH3- H -Br -NO2 環(huán)氧化物種類環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷環(huán)氧丁烷相對(duì)反應(yīng)速度10.40.1表7-9 環(huán)氧化合物結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)活性的影響 CH2OCHR第24頁(yè)/共58頁(yè)7.3.2.2 7.3.2.2 催化劑的影響催化劑的影響1. 酸性催化比堿性催化時(shí)的反應(yīng)速度快80100倍2. 堿性催化劑堿性愈強(qiáng)，催化反應(yīng)速度越快KOHNaOCH3NaOC2H5NaOHK2CO3Na2CO33. 催化劑濃度增高，反應(yīng)速率加快，且在低濃度時(shí)反應(yīng)速率的增加明顯4. 不同

18、催化劑會(huì)影響產(chǎn)物的組成，即環(huán)氧乙烷加成數(shù)或聚合度n的分布。 催化劑類型 聚合度n分布產(chǎn)品性能反應(yīng)速度其它工業(yè)用途酸催化劑窄好快有副產(chǎn)物堿催化劑寬差慢無(wú)副產(chǎn)物表7-10 不同催化劑對(duì)產(chǎn)物組成的影響 圖7-3 催化劑KOH濃度對(duì)EO加成速度的影響(135140,十三醇：1mol)1.0.018mol; 2.0.036mol;3.0.072mol; 4.0.143mol第25頁(yè)/共58頁(yè)7.3.2.3 7.3.2.3 溫度的影響溫度的影響 溫度升高，反應(yīng)速度加快 在不同的溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)速度隨溫度升高而加快的輻度不同圖7-4 溫度對(duì)EO加成速率的影響（十三醇1mol,KOH0.036mol）1.10

19、5110；2.135140；3.165170；4.195200 第26頁(yè)/共58頁(yè)7.3.2.4 7.3.2.4 壓力的影響壓力的影響 反應(yīng)體系壓力升高，環(huán)氧乙烷濃度加大，反應(yīng)速度加快反應(yīng)壓力P（kPa）6421反應(yīng)時(shí)間（h）1.41.5約2約1.5約2.6表7-11 1mol十三醇與350g環(huán)氧乙烷反應(yīng)中壓力對(duì)反應(yīng)時(shí)間的影響 第27頁(yè)/共58頁(yè)7.4 7.4 非離子表面活性劑的合成非離子表面活性劑的合成 7.4.1 7.4.1 脂肪醇聚氧乙烯醚（脂肪醇聚氧乙烯醚（AEOAEO） 結(jié)構(gòu)通式：RO(CH2CH2O)nH 是最重要的非離子表面活性劑品種之一 商品名：平平加 潤(rùn)濕性好、乳化性好、耐硬

20、水、能用于低溫洗滌、易生物降解、價(jià)格低廉 按脂肪鏈和環(huán)氧乙烷加成數(shù)的不同，可以得到多種性能不同的產(chǎn)品 第28頁(yè)/共58頁(yè)商 品 名HLB脂肪鏈長(zhǎng)引入乙氧基數(shù)（n）用 途乳化劑FO122乳化劑乳化劑MOA54液體洗滌劑、合纖油劑凈化劑FAE8印染滲透劑滲透劑JFC12795滲透劑乳百靈A13礦油乳化劑平平加OS1514.5勻染劑平平加02016.512乳化劑平平加O12161522勻染劑、乳化劑勻染劑1022530勻染劑、石油乳化劑表7-13 脂肪醇聚氧乙烯醚主要品種 第29頁(yè)/共58頁(yè) Peregal O（平平加O）的合成方法+ CH2OCH2C12H25OCH2CH2OHNaOHC12H25

21、OH+CH2OCH2C12H25OCH2CH2OHnNaOHC12H25O(CH2CH2O)nCH2CH2OH+CH2OCH2C12H25OHnNaOH催化150180C12H25O(CH2CH2O)nH第30頁(yè)/共58頁(yè)7.4.1.1 7.4.1.1 高碳醇的制備方法高碳醇的制備方法 1. 天然油脂和脂肪酸還原法2. 有機(jī)合成法- 羰基合成法- 齊格勒法RCOHO2H2NiRCH2OHH2O+RCORO2H2NiRCH2OH+ ROHRCH CH2CO2H2Co2(CO)8RCH2CH2CHO+ RCHCH3CHO羰基鈷催化+H2+RCH2CH2CHORCHCH3CHO,NiRCH2CH2C

22、H2OH RCHCH3CH2OH,332222)CHAl(CHAlH23CH3CHAl(CH2CH3)3+ nAlR1R2R3CH2CH2+AlR1R2R3AlOR1OR2OR323O2+AlOR1OR2OR33H2SO4R1OHR2OHR3OHAl2(SO4)3+第31頁(yè)/共58頁(yè)3. 石蠟法:得到的是仲醇，為自由基反應(yīng)RCH2CH2CH2CH3+ Cl2氧化RCH2CH2CHCH3Cl_HCl消除RCH2CH2CHCH2+RCH2CH2CHCH3H2SO4H2SO4RCH2CH2CHCH3OSO3H+H2OOH磺酸化水解_第32頁(yè)/共58頁(yè)7.4.1.2 7.4.1.2 環(huán)氧乙烷的制備方法

23、環(huán)氧乙烷的制備方法 環(huán)氧乙烷的合成方法主要有氯乙醇法和直接氧化法1. 氯乙醇法 Cl2+ H2OHOCl + HClHOCl + CH2CH2CH2ClCH2OH+CH2OCH2+CH2ClCH2OH2Ca(OH)22+2H2OCaCl2圖7-5 氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷工藝流程 1氯乙醇反應(yīng)器；2氯乙醇儲(chǔ)槽；3混合器；4皂化釜；5回流冷凝器；6汽液分離器；7初餾塔；8精餾塔第33頁(yè)/共58頁(yè)2. 直接氧化法- 工藝新，反應(yīng)過(guò)程中不使氯氣，生產(chǎn)費(fèi)用低，而且產(chǎn)品質(zhì)量較好- 環(huán)氧乙烷純度99.9%，醛含量（以乙醛計(jì)）100ppm，水分含量15，可在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中使用。3. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸和強(qiáng)堿，在高

24、溫時(shí)亦不容易被破壞4. 可用于金屬酸洗及強(qiáng)堿性洗凈劑中5. 還可用作滲透劑、乳化劑、洗滌劑及染色中的剝色劑等6. 對(duì)氧化劑穩(wěn)定7. 不易生物降解 第39頁(yè)/共58頁(yè)7.4.3 7.4.3 聚乙二醇脂肪酸酯聚乙二醇脂肪酸酯7.4.3.1 脂肪酸與環(huán)氧乙烷酯化7.4.3.2 脂肪酸與聚乙二醇酯化7.4.3.3 脂肪酸酐與聚乙二醇反應(yīng)7.4.3.4 脂肪酸金屬鹽與聚乙二醇反應(yīng)7.4.3.5 脂肪酸酯與聚乙二醇酯交換第40頁(yè)/共58頁(yè)7.4.3.1 7.4.3.1 脂肪酸與環(huán)氧乙烷（脂肪酸與環(huán)氧乙烷（EOEO）反應(yīng)）反應(yīng) 產(chǎn)品通式：RCOO(CH2CH2O)nH 反應(yīng)過(guò)程： 第一階段可叫做引發(fā)階段 第

25、二階段是聚合階段，反應(yīng)式為： RCOOHOH+RCOOH2O+CH2OCH2RCOORCOOCH2CH2O+RCOOCH2CH2ORCOOHRCOOCH2CH2OH+RCOO+CH2OCH2RCOOCH2CH2O(n-1)RCOO(CH2CH2O)n+RCOO(CH2CH2O)nRCOOHRCOO(CH2CH2O)nHRCOO+第41頁(yè)/共58頁(yè)7.4.3.2 7.4.3.2 脂肪酸與聚乙二醇反應(yīng)脂肪酸與聚乙二醇反應(yīng) 由脂肪酸與聚乙二醇直接酯化制備脂肪酸聚乙二醇酯 采用酸性催化劑如硫酸、苯磺酸等 為了主要獲得單酯，通常要加入過(guò)量的聚乙二醇 月桂酸聚乙二醇酯的合成+C11H23COOHHO(CH

26、2CH2O)14HH2O11012023hH2SO4C11H23COO(CH2CH2O)14HRCOOH+HO(CH2CH2O)nHRCOO(CH2CH2O)nHH2O第42頁(yè)/共58頁(yè)7.4.3.3 7.4.3.3 產(chǎn)品的性質(zhì)和應(yīng)用產(chǎn)品的性質(zhì)和應(yīng)用 與高級(jí)醇或烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物相比，一般滲透力和去污力較差，但具有低泡和生物降解性好的特點(diǎn)。 主要用作乳化劑、分散劑、纖維油劑（紡織用或整理用）和染料助劑等使用，此外在皮革、橡膠、制藥等部門(mén)也有應(yīng)用。 由于結(jié)構(gòu)中具有酯鍵，因此對(duì)熱、酸、堿不夠穩(wěn)定，易水解成肥皂。 第43頁(yè)/共58頁(yè)7.4.4 7.4.4 脂肪酰醇胺（聚氧乙烯酰胺）脂肪酰醇胺（聚

27、氧乙烯酰胺） 結(jié)構(gòu)通式 主要反應(yīng) 其中p+q=n 有1:1型和1:2型兩種形式RCON(CH2CH2O)PH(CH2CH2O)qH+CH2OCH2C17H33CON(CH2CH2O)PH(CH2CH2O)qHNaOHnC17H33CONH2第44頁(yè)/共58頁(yè)1.1:1型合成：由1mol脂肪酸酯與1mol二乙醇胺反應(yīng) - 特點(diǎn)：水溶性差，但在洗滌溶液中具有很好的穩(wěn)泡作用，故可用作泡沫穩(wěn)定劑 C11H23COOCH3+ HNCH2CH2OHCH2CH2OHC11H23CONCH2CH2OHCH2CH2OH+ CH3OH2. 1:2型：- 由1mol脂肪酸與2mol二乙醇胺反應(yīng)制得-水溶性優(yōu)于1:1

28、型-有人認(rèn)為可能形成下列化合物，也有人認(rèn)為是二乙醇酰胺與胺皂的共膠束現(xiàn)象造成 C11H23COOH+HNCH2CH2OHCH2CH2OHHNCH2CH2OHCH2CH2OHC11H23CONCH2CH2OHCH2CH2OHN2H2O2_OHNCH2CH2OHCH2CH2OHHC11H23CONCH2CH2OHCH2CH2第45頁(yè)/共58頁(yè)7.4.5 7.4.5 聚氧乙烯烷基胺聚氧乙烯烷基胺 結(jié)構(gòu)通式 反應(yīng)式 產(chǎn)品系列 商品Ethomeens：伯胺同環(huán)氧乙烷反應(yīng) 商品Priminox：叔胺和環(huán)氧乙烷反應(yīng) 商品Pplyrad，脫氫松香胺是同環(huán)氧乙烷發(fā)生反應(yīng) RN(CH2CH2O)nH(CH2CH2

29、O)nH或R1R2N(CH2CH2O)nH+ CH2OCH2C12H25NH22無(wú)催化劑C12H25NCH2CH2OHCH2CH2OHC12H25N(CH2CH2O)pH(CH2CH2O)qHn EONaOH或NaOR(p+q=n+2)第46頁(yè)/共58頁(yè)7.4.6 7.4.6 聚醚聚醚 這里所講的是指整嵌型聚醚，是環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的整體共聚物 主要品種- 以乙二醇為引發(fā)劑的Pluronic- 以乙二胺為引發(fā)劑的Tetronic第47頁(yè)/共58頁(yè)7.4.6.1 Pluronic7.4.6.1 Pluronic類聚醚型非離子表面活性劑類聚醚型非離子表面活性劑 結(jié)構(gòu)通式 - 聚氧丙烯基為疏水基團(tuán)，

30、且a15- 兩端的聚氧乙烯基為親水基團(tuán)，占化合物總量的1080% 合成方法HO(CH2CH2O)b(CHCH2O)a(CH2CH2O)cHCH312015025atm堿催化HO(CHCH2O)aHCH3HOCHCH2OHCH3(a-1) CHOCH2CH3+(b+1)CH2OCH2HO(CH2CH2O)b(CHCH2O)a(CH2CH2O)cHCH3第48頁(yè)/共58頁(yè)圖7-7 Pluronic的商品格子圖 產(chǎn)品性質(zhì)-產(chǎn)品分子量范圍為100016000-吸濕性差-在水中的溶解度隨EO加成量的增多而增加，隨PO加成量的增加而下降 產(chǎn)品組成：商品格子圖 應(yīng)用：主要用在石油工業(yè)中-二次采油：一般二次采

31、油量為4050%-原油破乳：加入5的表面活性劑，就能使乳液破乳，破乳后油的含水量可降至1%，污水采油量（可理解為水中油的含量）可降至3以下 第49頁(yè)/共58頁(yè)7.4.6.2 Tetronic7.4.6.2 Tetronic類聚醚型非離子表面活性劑類聚醚型非離子表面活性劑 結(jié)構(gòu)通式 產(chǎn)品性質(zhì) 分子量較高，可達(dá)30000 由于氮原子上的未共用電子對(duì)，有弱氧離子的效應(yīng)，但分子量較大時(shí)，氮原子上的非未共用電子對(duì)被掩蓋，而失去氧離子的效應(yīng) 主要應(yīng)用：消泡劑和破乳劑。 NCH2CH2N(CH2CH2O)y(CHCH2O)xCH3H(CH2CH2O)y(CHCH2O)xCH3H(CH2CH2O)y(CHCH

32、2O)xCH3H(CH2CH2O)y(CHCH2O)xCH3H第50頁(yè)/共58頁(yè)憎水基分子量第一、二位數(shù)字第三位數(shù)字10-1920-2930-3940-4950-5960-6970-7980-8912345678501-1000303041001-1500401501-2000505015042001-2500602501-3000707017027047073001-3600803600-450090901904908表7-14 Tetronic商品網(wǎng)格表 第51頁(yè)/共58頁(yè)7.4.7 7.4.7 多元醇的脂肪酸酯類多元醇的脂肪酸酯類 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子中含有多個(gè)羥基，并以之作為親水基團(tuán)的表面活

33、性劑 合成：以脂肪酸和多元醇為原料經(jīng)酯化反應(yīng)制得。所用的多元醇主要是甘油、季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇和糖類等 性能：具有良好的乳化、分散、潤(rùn)滑、增溶性能，毒性低 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、紡織印染及金屬加工等行業(yè) 品種 失水山梨醇的脂肪酸酯 甘油或季戊四醇的脂肪酸酯 蔗糖的脂肪酸酯第52頁(yè)/共58頁(yè)7.4.7.1 7.4.7.1 脂肪酸失水山梨醇酯脂肪酸失水山梨醇酯 商品名：Span 性能：潤(rùn)濕性，水溶性差 合成：由脂肪酸與失水山梨醇酯化制得- 失水山梨醇的制備 - 羧酸酯的制備 +CH2CHCHCHCHCH2OHOHOHOHOHOHH2SO4140H2OOHCHCH2CH2CHCHCHOHOOHHOOOHCH