精細(xì)化工工藝學(xué)-3表面活性劑

1、Chapter 3 表面活性劑表面活性劑 表面活性劑這一專用名詞的歷史并不長(zhǎng)，但它的使表面活性劑這一專用名詞的歷史并不長(zhǎng)，但它的使用卻可追溯到古代。我國(guó)人民在古代已用用卻可追溯到古代。我國(guó)人民在古代已用皂角皂角、古埃及、古埃及人用人用皂草提取皂液皂草提取皂液來(lái)洗衣物。這實(shí)際上是一種生物天然來(lái)洗衣物。這實(shí)際上是一種生物天然表面活性劑。這種物質(zhì)雖然具有洗滌功能，但一旦進(jìn)入表面活性劑。這種物質(zhì)雖然具有洗滌功能，但一旦進(jìn)入人體，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的毒性。人體，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的毒性。 本世紀(jì)初，肥皂對(duì)水質(zhì)硬度和酸度的敏感性引起人本世紀(jì)初，肥皂對(duì)水質(zhì)硬度和酸度的敏感性引起人們的重視。這種缺點(diǎn)首先在紡織

2、工業(yè)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。們的重視。這種缺點(diǎn)首先在紡織工業(yè)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。1917年，德國(guó)化學(xué)家剛什爾成功地合成了烷基奈磺酸鹽，年，德國(guó)化學(xué)家剛什爾成功地合成了烷基奈磺酸鹽，它具有很高的發(fā)泡性和潤(rùn)濕性。它具有很高的發(fā)泡性和潤(rùn)濕性。雖然這種物質(zhì)還沒(méi)有達(dá)雖然這種物質(zhì)還沒(méi)有達(dá)到肥皂的洗滌功能，但為以后表面活件劑的開(kāi)發(fā)奠定了到肥皂的洗滌功能，但為以后表面活件劑的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 中世紀(jì)人們又發(fā)現(xiàn)了肥皂的洗滌功能中世紀(jì)人們又發(fā)現(xiàn)了肥皂的洗滌功能，此后，直到，此后，直到1919世紀(jì)，肥皂一直是唯一的人工合成表面活性劑，從結(jié)世紀(jì)，肥皂一直是唯一的人工合成表面活性劑，從結(jié)構(gòu)上看，肥皂是長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的堿金屬

3、鹽。構(gòu)上看，肥皂是長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的堿金屬鹽。 其后，表面活性劑的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)次變革。其后，表面活性劑的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)次變革。3030年代，年代，德國(guó)化學(xué)家廣泛進(jìn)行表面活性劑的研制，德國(guó)化學(xué)家廣泛進(jìn)行表面活性劑的研制，開(kāi)創(chuàng)了近代表開(kāi)創(chuàng)了近代表面活性劑時(shí)期，并形成合成表面活性劑與肥皂相競(jìng)爭(zhēng)的面活性劑時(shí)期，并形成合成表面活性劑與肥皂相競(jìng)爭(zhēng)的局面。局面。4040一一5050年代支鏈烷基苯磺酸鈉年代支鏈烷基苯磺酸鈉(TPS)(TPS)因優(yōu)良的洗滌因優(yōu)良的洗滌性和耐硬水性占據(jù)洗滌劑的主導(dǎo)地位；性和耐硬水性占據(jù)洗滌劑的主導(dǎo)地位；隨后由于隨后由于TPSTPS難以難以生物降解造成河流污染。生物降解造成河流污染。在在

4、19641964年被性能優(yōu)異的直鏈烷年被性能優(yōu)異的直鏈烷基苯磺酸鈉取代，基苯磺酸鈉取代，同時(shí)，同時(shí)，5050年代后石油化工的發(fā)展，促年代后石油化工的發(fā)展，促進(jìn)了醇系表面活性劑的大力發(fā)展，進(jìn)了醇系表面活性劑的大力發(fā)展，其中醇醚非離子表面其中醇醚非離子表面活性劑因其優(yōu)異的低溫洗滌性、低泡性、可生物降解性活性劑因其優(yōu)異的低溫洗滌性、低泡性、可生物降解性等，加之脂肪醇和環(huán)氧乙烷原料的充足供應(yīng)獲得迅猛發(fā)等，加之脂肪醇和環(huán)氧乙烷原料的充足供應(yīng)獲得迅猛發(fā)展。至今已有超過(guò)陰離子表面活性劑之勢(shì)。展。至今已有超過(guò)陰離子表面活性劑之勢(shì)。 90 90年代，表面活性劑向無(wú)毒、無(wú)公害、高效、全天然年代，表面活性劑向無(wú)毒、

5、無(wú)公害、高效、全天然發(fā)展，發(fā)展，烷基多苷烷基多苷(APG)(APG)成為第四代最具潛力的表面活性成為第四代最具潛力的表面活性劑劑。該產(chǎn)品性能優(yōu)異，無(wú)毒無(wú)刺激，可完全生物降解，該產(chǎn)品性能優(yōu)異，無(wú)毒無(wú)刺激，可完全生物降解，廣泛地應(yīng)用于家用洗滌劑、餐具洗滌劑、清潔劑、香波、廣泛地應(yīng)用于家用洗滌劑、餐具洗滌劑、清潔劑、香波、浴液、化妝品等諸多產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域，浴液、化妝品等諸多產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域， 存在問(wèn)題和差距1. 我國(guó)現(xiàn)在是表面活性劑生產(chǎn)大國(guó)我國(guó)現(xiàn)在是表面活性劑生產(chǎn)大國(guó),但不是強(qiáng)國(guó)但不是強(qiáng)國(guó)表面活性劑人均人均擁有量盡管由1994年的0.138kg/ a上升到2005 年的2.3kg/ a,但與世界表面活

6、性劑強(qiáng)國(guó)相比, 仍有較大差距, 如我國(guó)表面活性劑人均擁有量是美國(guó)的1 /13,不到日本的1 /4。2. 我國(guó)是表面活性劑我國(guó)是表面活性劑進(jìn)口大國(guó)進(jìn)口大國(guó),出口小國(guó)出口小國(guó)我國(guó)每年進(jìn)口大量表面活性劑, 2004 年進(jìn)口206565 t, 用外匯31807 萬(wàn)美元, 2005 年達(dá)231151 t, 用外匯39041萬(wàn)美元;而出口卻很少, 2005 年出口73191 t,創(chuàng)匯僅8387萬(wàn)美元, 出口量是進(jìn)口量的1 /3,出口額是進(jìn)口額的不到1 /5。3. 表面活性劑原料短缺表面活性劑原料短缺,仍需大量進(jìn)口仍需大量進(jìn)口4. 產(chǎn)品和裝備更新?lián)Q代任務(wù)仍很繁重產(chǎn)品和裝備更新?lián)Q代任務(wù)仍很繁重大型乙氧基化裝置

7、已進(jìn)口11 套,大型磺化裝置進(jìn)口60套5. 缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,市場(chǎng)占有率低市場(chǎng)占有率低無(wú)跨國(guó)公司6. 科研項(xiàng)目多科研項(xiàng)目多,對(duì)外公開(kāi)成果少對(duì)外公開(kāi)成果少,產(chǎn)業(yè)化更少產(chǎn)業(yè)化更少3.1概述概述3.1.1表面活性劑與表面張力表面活性劑與表面張力表面與界面表面與界面由于表面分子和內(nèi)部分子所處狀況不同，由于表面分子和內(nèi)部分子所處狀況不同，出現(xiàn)很多特殊現(xiàn)象，稱為表面現(xiàn)象。像：出現(xiàn)很多特殊現(xiàn)象，稱為表面現(xiàn)象。像：荷葉上的露珠，水中的油滴等。荷葉上的露珠，水中的油滴等。產(chǎn)生表面張力的微觀機(jī)制產(chǎn)生表面張力的微觀機(jī)制表面張力表面張力簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)相關(guān)名詞表面：凝聚體與氣體之間的接觸面界面：凝聚體與凝聚體

8、之間的接觸面表面張力：作用于液體表面單位長(zhǎng)度上使表面收縮的力（mN/m）。 是液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。比如：露水總是盡可能的呈球型，而某些昆蟲(chóng)則利用表面張力可以漂浮在水面上。實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一：滿水杯投硬幣滿水杯投硬幣o 這個(gè)實(shí)驗(yàn)，也可以說(shuō)是一個(gè)關(guān)于表面張力的小游戲。先找一個(gè)朋友和你一起來(lái)進(jìn)行這個(gè)游戲，然后準(zhǔn)備一杯水（把水加到杯子的邊緣處,目視水至杯口齊平處），16枚1元的硬幣(也可以更多)。然后是這個(gè)游戲的規(guī)則，和朋友每人一次向杯子里輪流投放硬幣，每次投放硬幣數(shù)沒(méi)有限制，可以一次放進(jìn)1枚，可以2或3枚,或者更多，直到誰(shuí)先把水溢出杯子為止。投放硬幣的時(shí)候用

9、拇指和食指捏住硬幣輕輕的放進(jìn)盛滿水的杯子。有人最多一次投放了82枚1元硬幣。實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：有孔紙片托水 o 材料：瓶子一個(gè)、大頭針一個(gè)、紙片一張，有色水一滿杯 o 操作： o 1、在空瓶?jī)?nèi)盛滿有色水。 o 2、用大頭針在白紙上扎許多孔。 o 3、把有孔紙片蓋住瓶口。 o 4、用手壓著紙片，將瓶倒轉(zhuǎn)，使瓶口朝下。 o 5、將手輕輕移開(kāi)，紙片紋絲不動(dòng)地蓋住瓶口，而且水也未從孔中流出來(lái)。講解：講解：o 薄紙片能托起瓶中的水，是因?yàn)榇髿鈮罕〖埰芡衅鹌恐械乃?，是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)作用于紙片上，產(chǎn)生了向上的托力。小孔強(qiáng)作用于紙片上，產(chǎn)生了向上的托力。小孔不會(huì)漏出水來(lái)，是因?yàn)樗斜砻鎻埩Γ诓粫?huì)漏出水來(lái)，是

10、因?yàn)樗斜砻鎻埩?，水在紙的表面形成水的薄膜，使水不?huì)漏出來(lái)。紙的表面形成水的薄膜，使水不會(huì)漏出來(lái)。o 這如同布做的雨傘，布雖然有很多小孔，仍這如同布做的雨傘，布雖然有很多小孔，仍然不會(huì)漏雨一樣。然不會(huì)漏雨一樣。溶質(zhì)對(duì)溶液表面張力的影響存在三種情況：溶質(zhì)對(duì)溶液表面張力的影響存在三種情況：1 1、隨濃度增加，表面張力上升（如、隨濃度增加，表面張力上升（如無(wú)機(jī)酸、堿、鹽多屬這種情況）。無(wú)機(jī)酸、堿、鹽多屬這種情況）。2 2、隨濃度增加，表面張力下降（有、隨濃度增加，表面張力下降（有機(jī)酸、醇、醛多屬這種情況）。機(jī)酸、醇、醛多屬這種情況）。3 3、隨濃度增加，開(kāi)始表面張力急劇、隨濃度增加，開(kāi)始表面張力急劇

11、下降，但到一定程度便不再下降（肥下降，但到一定程度便不再下降（肥皂、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸鈉等屬于這種情皂、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸鈉等屬于這種情況）。況）。定義：定義：表面活性劑是指在加入少量時(shí)表面活性劑是指在加入少量時(shí)就能顯著降低溶液表面張力并改變體就能顯著降低溶液表面張力并改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì)系界面狀態(tài)的物質(zhì) 。3.1.2 表面活性劑分子在表面上的定向排列表面活性劑分子在表面上的定向排列臨界膠束濃度：表面活性劑離子或分子在溶液中開(kāi)始形成臨界膠束濃度：表面活性劑離子或分子在溶液中開(kāi)始形成 CMC 膠束的最低濃度。膠束的最低濃度。3.1.3 3.1.3 表面活性劑分類表面活性劑分類兩性離子型表面活性劑兩性離

12、子型表面活性劑 羧酸鹽型：羧酸鹽型：R-COONa 磺酸酯鹽型：磺酸酯鹽型：R-OSO3Na 磺酸鹽型：磺酸鹽型：R-SO3Na磷酸酯鹽型：磷酸酯鹽型：R-OPO3Na伯胺鹽型：伯胺鹽型：R-NH2HCL仲胺鹽型：仲胺鹽型：R-NH(CH3)HCL叔胺鹽型：叔胺鹽型：R-N(CH3)2HCL季胺鹽型：季胺鹽型：R-N(CH3)3CL氨基酸型：氨基酸型：R-NH2CHCHCOOH甜菜堿型：甜菜堿型：RN（CH3)2CH2COO-乙二醇型：乙二醇型：R-O(CH2CH2O)nH多元醇型：多元醇型：R-COOCH2C(CH2OH)3陰離子型表面活性劑陰離子型表面活性劑陽(yáng)離子型表面活性劑陽(yáng)離子型表面活

13、性劑非離子表面活性劑非離子表面活性劑3.1.4表面活性劑的物化性質(zhì)表面活性劑的物化性質(zhì) 表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來(lái)衡量，所以Griffin提出了用一個(gè)相對(duì)的值即HLB值來(lái)表示表面活性物質(zhì)的親水性。對(duì)非離子型的表面活性劑，HLB的計(jì)算公式為：HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量100/5例如：石蠟無(wú)親水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。其余非離子型表面活性劑的HLB值介于020之間。1.HLB(親水親油平衡值） 根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如：HLB值在26之間，可作油包水型的乳化劑；810之間作潤(rùn)濕劑；

14、1218之間作為水包油型乳化劑。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蠟 W/O乳化劑 潤(rùn)濕劑 洗滌劑 增溶劑 | | 聚乙二醇 O/W乳化劑 表面活性劑形成膠束的大小可用膠束量來(lái)描述，膠表面活性劑形成膠束的大小可用膠束量來(lái)描述，膠束量就是構(gòu)成一個(gè)膠束的分子量。束量就是構(gòu)成一個(gè)膠束的分子量。 膠束量表面活性劑分子量膠束量表面活性劑分子量締合度締合度 在低溫時(shí)，表面活性劑一般都很難溶解。增加濃度，達(dá)到飽在低溫時(shí)，表面活性劑一般都很難溶解。增加濃度，達(dá)到飽和態(tài)，表面活性劑便會(huì)從水中析。但是，如果加熱水溶液，達(dá)到和態(tài)，表面活性劑便會(huì)從水中析。但是

15、，如果加熱水溶液，達(dá)到某一溫度時(shí)，其溶解度會(huì)突然增大。這個(gè)使某一溫度時(shí)，其溶解度會(huì)突然增大。這個(gè)使表面活性劑的溶解度表面活性劑的溶解度突然增大的溫度點(diǎn)，我們稱為克拉夫特點(diǎn)，也稱為臨界溶解溫度突然增大的溫度點(diǎn)，我們稱為克拉夫特點(diǎn)，也稱為臨界溶解溫度。非離子表面活性劑的這個(gè)熔點(diǎn)很低，一般溫度下看不見(jiàn)。而非離子表面活性劑的這個(gè)熔點(diǎn)很低，一般溫度下看不見(jiàn)。而大多大多數(shù)離子型表面活性劑都有自己的克拉夫特點(diǎn)數(shù)離子型表面活性劑都有自己的克拉夫特點(diǎn)，故它是離子型表面，故它是離子型表面活件劑的特性常數(shù)?；罴┑奶匦猿?shù)。2.膠束量 3.表面活性劑溶解性與溫度的關(guān)系 克拉夫特點(diǎn)克拉夫特點(diǎn) 聚乙二醇型非離子表面活性

16、劑與離子型表面活性劑相反，將其溶聚乙二醇型非離子表面活性劑與離子型表面活性劑相反，將其溶液加熱，達(dá)到某一溫度時(shí)，透明溶液會(huì)突然變混濁、這一溫度點(diǎn)稱為液加熱，達(dá)到某一溫度時(shí)，透明溶液會(huì)突然變混濁、這一溫度點(diǎn)稱為濁點(diǎn)。濁點(diǎn)。這一過(guò)程是可逆的，溫度達(dá)濁點(diǎn)時(shí)乳濁液形成，降溫時(shí)，透明這一過(guò)程是可逆的，溫度達(dá)濁點(diǎn)時(shí)乳濁液形成，降溫時(shí)，透明溶液又重新出現(xiàn)。溶液又重新出現(xiàn)。 聚乙二醇型表面活性劑之所以存在濁點(diǎn)，是因?yàn)槠溆H水基依靠聚聚乙二醇型表面活性劑之所以存在濁點(diǎn)，是因?yàn)槠溆H水基依靠聚乙二醇鏈上醚鍵與水形成氫鍵而親水。氫鍵結(jié)合較松散當(dāng)溫度上升乙二醇鏈上醚鍵與水形成氫鍵而親水。氫鍵結(jié)合較松散當(dāng)溫度上升時(shí)、分子熱

17、運(yùn)動(dòng)加劇，達(dá)到一定程度，氫鍵便斷裂，溶解的表面活性時(shí)、分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，達(dá)到一定程度，氫鍵便斷裂，溶解的表面活性劑析出、溶液變?yōu)槿闈嵋?；而?dāng)溫度降低至濁點(diǎn)之下時(shí)，氫鍵恢復(fù)，劑析出、溶液變?yōu)槿闈嵋?；而?dāng)溫度降低至濁點(diǎn)之下時(shí)，氫鍵恢復(fù)，溶液便又變透明。溶液便又變透明。對(duì)于應(yīng)用而言，克拉夫特點(diǎn)是下限，而濁點(diǎn)是上限。對(duì)于應(yīng)用而言，克拉夫特點(diǎn)是下限，而濁點(diǎn)是上限。濁點(diǎn)濁點(diǎn)3.1.5表明活性劑的主要作用表明活性劑的主要作用 表面活性劑的用途極廣，主要有五個(gè)方面：1.潤(rùn)濕作用 表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達(dá)到所需的目的。小，從而達(dá)到所需的

18、目的。 例如，要農(nóng)藥潤(rùn)濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表例如，要農(nóng)藥潤(rùn)濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑；面活性劑； 如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于劑，使接觸角大于9090。2.起泡作用 “泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強(qiáng)度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。 也有時(shí)要使用消泡劑，在制糖、制中藥過(guò)程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。3.增溶作用 A、被增溶物進(jìn)入膠束內(nèi)部、被增溶物進(jìn)入膠束內(nèi)部B、與表

19、明活性劑分子并列、與表明活性劑分子并列分布分布C、吸附在增溶膠束表面、吸附在增溶膠束表面D、包裹在親水長(zhǎng)鏈內(nèi)、包裹在親水長(zhǎng)鏈內(nèi)4.乳化作用 一種或幾種液體以大于一種或幾種液體以大于1010-7-7m m直徑的液珠分散在另一不直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的相混溶的液體之中形成的粗分粗分散散體系稱為乳狀液。體系稱為乳狀液。 有時(shí)為了破壞乳狀液需有時(shí)為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑破乳劑，將乳狀液中的分散相，將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開(kāi)。例如原油中和分散介質(zhì)分開(kāi)。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開(kāi)。需要加入破乳劑將油與水分開(kāi)。 要使它穩(wěn)定

20、存在必須加要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的同可以形成以水為連續(xù)相的水水包油包油乳狀液乳狀液(O/W)(O/W)，或以油為，或以油為連續(xù)相的連續(xù)相的油包水油包水乳狀液乳狀液(W/O)(W/O)。 從表面張力的角度來(lái)分析洗滌過(guò)程，那么洗滌作用與表面活從表面張力的角度來(lái)分析洗滌過(guò)程，那么洗滌作用與表面活性劑能降低表面張力密切相關(guān)。性劑能降低表面張力密切相關(guān)。表面活性劑可大大降低水的表面表面活性劑可大大降低水的表面張力，如果水的表面張力降到比油污和織物的潤(rùn)濕臨界表面張力張力，如果水的表面張力降到比油污和織物的潤(rùn)濕臨界表面張力還小時(shí)，水溶液

21、就可以在油污和織物表面鋪展，這時(shí)油污和織物還小時(shí)，水溶液就可以在油污和織物表面鋪展，這時(shí)油污和織物被水潤(rùn)濕。被水潤(rùn)濕。表面活性劑會(huì)在水與油污之間的界面上吸附，同時(shí)也表面活性劑會(huì)在水與油污之間的界面上吸附，同時(shí)也在水與織物之間的固體表面上吸附。在水與織物之間的固體表面上吸附。5.洗滌作用 陰離子表面活性劑RCOONa羧酸鹽R-OSO3Na 硫酸酯鹽R-SO3Na磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽3.2陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑3.2.1羧酸鹽型羧酸鹽型羧酸鹽陰離子表面活性劑俗稱皂類，是使用最多的表面活羧酸鹽陰離子表面活性劑俗稱皂類，是使用最多的表面活性劑之一。性劑之一。一、單羧酸鹽一、單羧酸

22、鹽(肥皂肥皂)天然油酯與氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)即形成肥皂和甘油天然油酯與氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)即形成肥皂和甘油使用肥皂時(shí)應(yīng)注意：酸性介質(zhì)和水中的鈣、鎂等容易使使用肥皂時(shí)應(yīng)注意：酸性介質(zhì)和水中的鈣、鎂等容易使肥皂失效。肥皂失效。 通常所用的堿多為氫氧化鈉，所以一般的肥皂即鈉皂，通常所用的堿多為氫氧化鈉，所以一般的肥皂即鈉皂，但制化妝用皂時(shí)也用氫氧化鉀，此時(shí)不經(jīng)過(guò)鹽析，這種含但制化妝用皂時(shí)也用氫氧化鉀，此時(shí)不經(jīng)過(guò)鹽析，這種含有甘油的鉀皂可在比較柔和的狀態(tài)下使用。有甘油的鉀皂可在比較柔和的狀態(tài)下使用。 作為原料油脂可以使用的有許多種，如牛油脂、椰子作為原料油脂可以使用的有許多種，如牛油脂、椰子油、棕櫚油

23、、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等，其中油、棕櫚油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等，其中牛脂用量最多。因?yàn)樵嫌椭姆N類不同，所含的脂肪酸牛脂用量最多。因?yàn)樵嫌椭姆N類不同，所含的脂肪酸的種類和比例也不同，所以生產(chǎn)出的肥皂性能各異。的種類和比例也不同，所以生產(chǎn)出的肥皂性能各異。二、多羧酸皂二、多羧酸皂 多羧酸皂多羧酸皂使用不多，使用不多，較典型的是較典型的是作潤(rùn)滑油添作潤(rùn)滑油添加劑、防銹加劑、防銹用的烷基琥用的烷基琥珀酸系列產(chǎn)珀酸系列產(chǎn)品。品。三、三、N N?；被猁}酰基氨基酸鹽 以氨基酸或多肽混合物等含羧基的化合物與油酰氯縮以氨基酸或多肽混合物等含羧基的化合物與油酰氯縮合制得羧酸鹽表面

24、活性劑。合制得羧酸鹽表面活性劑。 前者代表品種為梅迪蘭前者代表品種為梅迪蘭(Mediahn)即即N酰基肌氨?；“彼徕c，是配制高品質(zhì)低刺激個(gè)人衛(wèi)生用品的理想原料，目酸鈉，是配制高品質(zhì)低刺激個(gè)人衛(wèi)生用品的理想原料，目前在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，外商正以高于原料價(jià)數(shù)倍的價(jià)前在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，外商正以高于原料價(jià)數(shù)倍的價(jià)格向我國(guó)推銷此品，國(guó)內(nèi)已有廠家選用中亞石化公司代理格向我國(guó)推銷此品，國(guó)內(nèi)已有廠家選用中亞石化公司代理的美國(guó)的美國(guó)Hamposyl產(chǎn)品，用于牙膏和其它個(gè)人衛(wèi)生用品產(chǎn)品，用于牙膏和其它個(gè)人衛(wèi)生用品中。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在研究開(kāi)發(fā)該品的單位有十余家，目前雖已在中。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在研究開(kāi)發(fā)該品的單位有十余家，目前

25、雖已在實(shí)驗(yàn)室建立了中間體及終產(chǎn)品的分析方法，但由于設(shè)備等實(shí)驗(yàn)室建立了中間體及終產(chǎn)品的分析方法，但由于設(shè)備等問(wèn)題，合成工藝尚待完善。問(wèn)題，合成工藝尚待完善。其合成原理如下其合成原理如下: :?；被狨；被岚被岚被?由多肽混合物與油酰氯縮合可得重要的由多肽混合物與油酰氯縮合可得重要的紡織染整助紡織染整助劑劑 Lamepon A(雷米邦雷米邦A(yù))，這種表面活性劑在堿性和這種表面活性劑在堿性和中性溶液中穩(wěn)定，對(duì)皮膚無(wú)刺激，適于配制化妝品及洗中性溶液中穩(wěn)定，對(duì)皮膚無(wú)刺激，適于配制化妝品及洗發(fā)護(hù)發(fā)香波，也適于洗滌蛋白質(zhì)類纖維如絲毛織品，洗發(fā)護(hù)發(fā)香波，也適于洗滌蛋白質(zhì)類纖維如絲毛織品，洗后柔軟有光

26、澤并富有彈性。多肽混合物后柔軟有光澤并富有彈性。多肽混合物“一般由皮屑、一般由皮屑、禽毛、豆餅等經(jīng)加壓堿性水解制得。禽毛、豆餅等經(jīng)加壓堿性水解制得?！?0堿堿性性四、聚醚羧酸鹽四、聚醚羧酸鹽由醇醚與氯乙酸或羥乙酸縮合后經(jīng)由醇醚與氯乙酸或羥乙酸縮合后經(jīng)NaOH中和制醇醚羧酸鹽（中和制醇醚羧酸鹽（AEC)由于由于AEC分子中含有一定數(shù)量的醚鍵及羧基，因而它兼具有分子中含有一定數(shù)量的醚鍵及羧基，因而它兼具有非離子與陰離子表面活性劑雙重性質(zhì)。非離子與陰離子表面活性劑雙重性質(zhì)。除具有較強(qiáng)的發(fā)泡性、除具有較強(qiáng)的發(fā)泡性、去污性和滲透性，還具有優(yōu)良的抗硬水性。目前該產(chǎn)品在法去污性和滲透性，還具有優(yōu)良的抗硬水性

27、。目前該產(chǎn)品在法國(guó)、日本及我國(guó)均有工業(yè)化生產(chǎn)，并已在日用化工、紡織印國(guó)、日本及我國(guó)均有工業(yè)化生產(chǎn)，并已在日用化工、紡織印染、皮革化纖等領(lǐng)域有所應(yīng)用，主要缺點(diǎn)是合成成本較高。染、皮革化纖等領(lǐng)域有所應(yīng)用，主要缺點(diǎn)是合成成本較高。3.2.23.2.2硫酸酯鹽型硫酸酯鹽型 高級(jí)醇及其高級(jí)醇及其他含他含OHOH的化合的化合物物均可硫酸化生均可硫酸化生成硫酸酯。成硫酸酯。含雙含雙鍵的烯烴鍵的烯烴也可硫也可硫酸化生成硫酸酯，酸化生成硫酸酯，經(jīng)中和后即得到經(jīng)中和后即得到各種硫酸酯鹽型各種硫酸酯鹽型表面活性劑表面活性劑 高級(jí)醇硫酸酯鹽也稱為伯烷基硫酸酯鹽高級(jí)醇硫酸酯鹽也稱為伯烷基硫酸酯鹽(AS)(AS)。它具有

28、良好的洗凈力、乳化力，泡沫豐富，易于生它具有良好的洗凈力、乳化力，泡沫豐富，易于生物降解、其水溶性和去污力均比肥皂好，又由于溶物降解、其水溶性和去污力均比肥皂好，又由于溶液呈中性，不損織物，且在硬水中不像肥皂產(chǎn)生沉液呈中性，不損織物，且在硬水中不像肥皂產(chǎn)生沉淀，固而廣泛應(yīng)用于家庭及工業(yè)洗滌劑，還用于香淀，固而廣泛應(yīng)用于家庭及工業(yè)洗滌劑，還用于香波、化妝品等。波、化妝品等。其缺點(diǎn)是親水基和親油基由酯鍵相連接。與磺酸鹽型表面活性劑比較，熱穩(wěn)定性較差，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿介質(zhì)中易于水解。高級(jí)醇硫酸酯鹽作洗滌劑時(shí)會(huì)受硬水影響而降低效能，需添加相當(dāng)量的螯合劑才行。1 1原料制備（高級(jí)醇）原料制備（高級(jí)醇）（2）

29、動(dòng)植物蠟中提取高級(jí)醇）動(dòng)植物蠟中提取高級(jí)醇（3）利用脂肪酸工業(yè)副產(chǎn)的二級(jí)不皂化物提取高級(jí)醇。）利用脂肪酸工業(yè)副產(chǎn)的二級(jí)不皂化物提取高級(jí)醇。（4）齊格勒法制備高級(jí)醇）齊格勒法制備高級(jí)醇（1）脂肪酸、脂肪酸酯還原生產(chǎn)高級(jí)醇）脂肪酸、脂肪酸酯還原生產(chǎn)高級(jí)醇（5）羰基合成法制高級(jí)醇）羰基合成法制高級(jí)醇 （6）液蠟氧化制）液蠟氧化制仲醇仲醇2 2、高級(jí)醇硫酸化、高級(jí)醇硫酸化高級(jí)醇硫酸化所用硫酸化劑主要有：高級(jí)醇硫酸化所用硫酸化劑主要有：濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸和濃硫酸、發(fā)煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸氨基磺酸等。等。3.2.3磺酸鹽型陰離子表面活性劑磺酸鹽型陰離子表面活性劑 同硫酸酯鹽型陰

30、離子表面活性劑相比，磺酸鹽型陰離同硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑相比，磺酸鹽型陰離子表面活性劑由子表面活性劑由C-S鍵相連，因而對(duì)酸、熱等更穩(wěn)定。鍵相連，因而對(duì)酸、熱等更穩(wěn)定。哪個(gè)是硫酸酯鹽，哪個(gè)是磺酸鹽？哪個(gè)是硫酸酯鹽，哪個(gè)是磺酸鹽？o 磺酸鹽由于磺基硫原子與碳原子直接相連，較硫酸酯鹽磺酸鹽由于磺基硫原子與碳原子直接相連，較硫酸酯鹽更穩(wěn)定，在酸性溶液中不發(fā)生水解，加熱時(shí)也不易分解。更穩(wěn)定，在酸性溶液中不發(fā)生水解，加熱時(shí)也不易分解。廣泛應(yīng)用于洗滌、染色、紡織行業(yè)也常用作滲透劑、廣泛應(yīng)用于洗滌、染色、紡織行業(yè)也常用作滲透劑、潤(rùn)濕劑、防銹劑等工業(yè)助劑。潤(rùn)濕劑、防銹劑等工業(yè)助劑。o 烷基苯磺酸鹽是陰離于

31、表面活性劑中最重要的一個(gè)品種，烷基苯磺酸鹽是陰離于表面活性劑中最重要的一個(gè)品種，產(chǎn)品占陰離子表面活性劑生產(chǎn)總量的產(chǎn)品占陰離子表面活性劑生產(chǎn)總量的90左有。其中左有。其中烷基苯磺酸鈉是我國(guó)洗滌劑活性物的主要成分，洗滌性烷基苯磺酸鈉是我國(guó)洗滌劑活性物的主要成分，洗滌性能優(yōu)良，去污力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性及起泡力均良好。能優(yōu)良，去污力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性及起泡力均良好。一、烷基苯磺酸鹽一、烷基苯磺酸鹽 二、烷基磺酸鹽型二、烷基磺酸鹽型烷基苯磺酸鈉性能與用途：o 黃色油狀體，經(jīng)純化可以形成六角形或斜方形薄片狀結(jié)晶，具有微毒性；o 對(duì)水硬度較敏感；o 不易氧化；o 起泡力強(qiáng)，去污力高，優(yōu)點(diǎn)： 烷基苯磺酸鈉易與各種助劑

32、復(fù)配，成本較低，合成工藝成熟，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，是非常出色的表面活性劑。 烷基苯磺酸鈉對(duì)顆粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，對(duì)天然纖維上顆粒污垢的洗滌作用尤佳，去污力隨洗滌溫度的升高而增強(qiáng)，對(duì)蛋白污垢的作用高于非離子表面活性劑，且泡沫豐富。 o 耐硬水較差：去污性能可隨水的硬度而降低， 因此以其為主活性劑的洗滌劑必須與適量整合 劑配用。o 脫脂力較強(qiáng)：手洗時(shí)對(duì)皮膚有一定的刺激性，洗后衣服手感較差，宜用陽(yáng)離子表面活性劑作柔軟劑漂洗。 為了獲得更好的綜合洗滌效果，LAS常與AEO等非離子表面活性劑復(fù)配使用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、烷基苯磺酸鈉的制取工藝路線、烷基苯磺酸鈉的制取工藝路線 2、烷基苯制取

33、、烷基苯制?。?）氯化法）氯化法 （2）脫氫法）脫氫法3、烷基苯磺化、烷基苯磺化 +o 發(fā)煙硫酸作為磺化劑發(fā)煙硫酸作為磺化劑: 用量必須大大過(guò)量。它的有效利用率僅為用量必須大大過(guò)量。它的有效利用率僅為32，且產(chǎn)，且產(chǎn)生廢酸。但其工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，工藝操作生廢酸。但其工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，工藝操作易于控制，所以至今仍有采用。易于控制，所以至今仍有采用。o 三氧化硫磺化三氧化硫磺化: 國(guó)外國(guó)外20世紀(jì)世紀(jì)60年代發(fā)展年代發(fā)展,近年來(lái)，在我國(guó)已逐步采用。近年來(lái)，在我國(guó)已逐步采用。這是因?yàn)槿趸蚧腔玫降膯误w含鹽量低，可用于多這是因?yàn)槿趸蚧腔玫降膯误w含鹽量低，可用于多種產(chǎn)品的配

34、制種產(chǎn)品的配制(用于配制液體洗滌劑、乳化劑、紡織助用于配制液體洗滌劑、乳化劑、紡織助劑等劑等)；又能以化學(xué)計(jì)量與烷基苯反應(yīng)，無(wú)廢酸生成，；又能以化學(xué)計(jì)量與烷基苯反應(yīng)，無(wú)廢酸生成，節(jié)約燒堿，降低成本，三氧化硫來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)。因此，節(jié)約燒堿，降低成本，三氧化硫來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)。因此，三氧化硫替代發(fā)煙硫酸作為磺化劑已成趨勢(shì)。三氧化硫替代發(fā)煙硫酸作為磺化劑已成趨勢(shì)。3.2.4 磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑一、高級(jí)醇磷酸酯鹽一、高級(jí)醇磷酸酯鹽二、聚氧乙烯醚磷酸酯鹽二、聚氧乙烯醚磷酸酯鹽o 具有優(yōu)良的抗靜電、乳化、防銹和分散性能。具有優(yōu)良的抗靜電、乳化、防銹和分散性能。o 用于紡織、

35、化工、國(guó)防、金屬加工和輕工等。用于紡織、化工、國(guó)防、金屬加工和輕工等。3.2.4 磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑3.3 陽(yáng)離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑 1928年，陽(yáng)離子表面活性劑開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)用作殺菌年，陽(yáng)離子表面活性劑開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)用作殺菌劑。劑。20世紀(jì)世紀(jì)60年代有了較大的增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。年代有了較大的增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。例如，可用作天然或合成纖維的柔軟劑、抗靜電劑和紡織助例如，可用作天然或合成纖維的柔軟劑、抗靜電劑和紡織助染劑。染劑。 使用陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)應(yīng)注意，它不能與肥皂或其他使用陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)應(yīng)注意，它不能與肥皂或其他陰離子表面活性

36、劑共用，否則會(huì)引起陽(yáng)離子活性物沉淀失效。陰離子表面活性劑共用，否則會(huì)引起陽(yáng)離子活性物沉淀失效。 陽(yáng)離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑品種很多，工業(yè)上常用品種很多，工業(yè)上常用的都是含氮化合物。主的都是含氮化合物。主要包括兩類：胺鹽和季要包括兩類：胺鹽和季銨鹽。胺鹽包括伯、仲、銨鹽。胺鹽包括伯、仲、叔胺鹽。叔胺鹽。 胺鹽類和季銨鹽類胺鹽類和季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑在制陽(yáng)離子表面活性劑在制法和性質(zhì)上差別很大。法和性質(zhì)上差別很大。胺鹽可由相應(yīng)伯、仲、胺鹽可由相應(yīng)伯、仲、叔胺用酸簡(jiǎn)單中和即可。叔胺用酸簡(jiǎn)單中和即可。而季銨鹽一般需要由叔而季銨鹽一般需要由叔胺與烷基化劑反應(yīng)才能胺與烷基化劑反應(yīng)才能制備，反應(yīng)較難

37、進(jìn)行。制備，反應(yīng)較難進(jìn)行。 R-NH2HCl伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl仲胺鹽 | H CH3 |R-N+-CH3Cl-季銨鹽 | CH3 CH3 |R-N-HCl叔胺鹽 | CH3其它含氮等的有機(jī)衍生物胺胺鹽鹽型型一、一、 陽(yáng)離子表面活性劑的分類陽(yáng)離子表面活性劑的分類R-NH2HCl伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl仲胺鹽 | H CH3 |R-N-HCl叔胺鹽 | CH3胺鹽型胺鹽型該類產(chǎn)物是該類產(chǎn)物是弱酸的鹽弱酸的鹽，在酸性條件下具有表面活性，在酸性條件下具有表面活性，在在堿性條件下堿性條件下，胺游離出來(lái)而失去表面活性，胺游離出來(lái)而失去表面活性，因面使它的使用因面使它的使用受到限制受到

38、限制。無(wú)殺菌能力無(wú)殺菌能力纖維柔軟劑纖維柔軟劑勻染劑勻染劑浮選劑浮選劑o 胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑水溶性較小，在胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑水溶性較小，在酸性酸性介質(zhì)中較介質(zhì)中較穩(wěn)定；在中性、堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生水解析出胺，通常只穩(wěn)定；在中性、堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生水解析出胺，通常只適合作纖維柔軟劑，不適合作適合作纖維柔軟劑，不適合作洗滌劑洗滌劑 。o 一般陽(yáng)離子表面活性劑去污力較差，因此通常不用陽(yáng)離一般陽(yáng)離子表面活性劑去污力較差，因此通常不用陽(yáng)離子表面活性劑作洗滌劑。但在特殊的清洗劑中如子表面活性劑作洗滌劑。但在特殊的清洗劑中如殺菌消殺菌消毒洗滌劑毒洗滌劑中會(huì)加入陽(yáng)離子特別是季銨鹽型陽(yáng)離子表面活中會(huì)加入陽(yáng)離子

39、特別是季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑性劑 。 季銨鹽型季銨鹽型 R1 |R2-N+-CH3 X- 季銨鹽 | R3季季銨銨鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質(zhì)中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。且離解為帶正電荷的表面活性離子。季季銨銨鹽鹽洗滌能力差，洗滌能力差，但殺菌能力強(qiáng)，但殺菌能力強(qiáng)，在陽(yáng)離子表面活性在陽(yáng)離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。o 季銨鹽型季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑是產(chǎn)量高、應(yīng)用廣的陽(yáng)離子陽(yáng)離子表面活性劑是產(chǎn)量高、應(yīng)用廣的陽(yáng)離子表面活性劑。一般由叔胺與醇、鹵代烴、硫酸二甲酯等表面活性劑。一般由叔胺與

40、醇、鹵代烴、硫酸二甲酯等烴基化試劑反應(yīng)制得。烴基化試劑反應(yīng)制得。o 季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑水溶性好，既耐酸又耐堿且大季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑水溶性好，既耐酸又耐堿且大多數(shù)具有殺菌作用。由于大部分纖維表面帶負(fù)電，用季多數(shù)具有殺菌作用。由于大部分纖維表面帶負(fù)電，用季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑可中和其電荷，因此有較好的銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑可中和其電荷，因此有較好的抗抗靜電作用靜電作用。它們能在纖維表面形成疏水油膜，降低纖維。它們能在纖維表面形成疏水油膜，降低纖維的摩擦系數(shù)使之具有柔軟、平滑的效果所以可作的摩擦系數(shù)使之具有柔軟、平滑的效果所以可作柔軟劑柔軟劑。這種表面活性劑除可作抗靜電劑柔軟劑外，還可作護(hù)發(fā)這

41、種表面活性劑除可作抗靜電劑柔軟劑外，還可作護(hù)發(fā)產(chǎn)品中的產(chǎn)品中的頭發(fā)定型調(diào)理劑頭發(fā)定型調(diào)理劑，紡織工業(yè)中的，紡織工業(yè)中的勻染固色劑勻染固色劑。但它有但它有使機(jī)械生銹使機(jī)械生銹的缺點(diǎn)，價(jià)格也較貴。在清洗劑中常的缺點(diǎn)，價(jià)格也較貴。在清洗劑中常與非離子表面活性劑復(fù)配成殺菌、消毒清洗劑與非離子表面活性劑復(fù)配成殺菌、消毒清洗劑 。常見(jiàn)常見(jiàn)的陽(yáng)離子表面活性劑見(jiàn)表的陽(yáng)離子表面活性劑見(jiàn)表37。o 季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中最重要的一類，在季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑中最重要的一類，在工業(yè)上有著重要的應(yīng)用價(jià)值。由于其結(jié)構(gòu)性質(zhì)等方工業(yè)上有著重要的應(yīng)用價(jià)值。由于其結(jié)構(gòu)性質(zhì)等方面的優(yōu)勢(shì)，如親水基的強(qiáng)堿性結(jié)構(gòu)，對(duì)介質(zhì)面的優(yōu)勢(shì)

42、，如親水基的強(qiáng)堿性結(jié)構(gòu)，對(duì)介質(zhì)pH值的值的強(qiáng)適應(yīng)能力，以及與其它表面活性劑的強(qiáng)配伍性等，強(qiáng)適應(yīng)能力，以及與其它表面活性劑的強(qiáng)配伍性等，因此一些著名的陽(yáng)離子產(chǎn)品均為季銨鹽。因此一些著名的陽(yáng)離子產(chǎn)品均為季銨鹽。二、季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑二、季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑1、常用的季銨鹽合成方法、常用的季銨鹽合成方法（1）從伯、仲、叔胺制取季銨鹽制備）從伯、仲、叔胺制取季銨鹽制備工藝工藝o 這是一種應(yīng)用最廣的方法。反應(yīng)在極性溶劑這是一種應(yīng)用最廣的方法。反應(yīng)在極性溶劑(如水或酒精如水或酒精)中進(jìn)行得較為迅速。高產(chǎn)率，必中進(jìn)行得較為迅速。高產(chǎn)率，必須保證反應(yīng)物不呈酸性，因此要加入須保證反應(yīng)物不呈酸性，因此要

43、加入Na2CO3或或K2CO3。（2）低級(jí)）低級(jí)叔胺與鹵代烷反應(yīng)叔胺與鹵代烷反應(yīng)o 當(dāng)烷基為十二碳時(shí)，便是十二烷基二甲基芐基氯化當(dāng)烷基為十二碳時(shí)，便是十二烷基二甲基芐基氯化銨，國(guó)內(nèi)商品名為銨，國(guó)內(nèi)商品名為“潔而滅潔而滅”。它是消毒殺菌劑，。它是消毒殺菌劑，也可用作聚丙烯腈染色的緩染劑。也可用作聚丙烯腈染色的緩染劑。o 當(dāng)烷基為十二烷基、陰離子為溴化物時(shí)，即為當(dāng)烷基為十二烷基、陰離子為溴化物時(shí)，即為“新新潔而滅潔而滅”(十二烷基二甲基芐基季銨溴化物十二烷基二甲基芐基季銨溴化物)。這是。這是一種很強(qiáng)的陽(yáng)離子殺菌劑，在我國(guó)使用比較普遍。一種很強(qiáng)的陽(yáng)離子殺菌劑，在我國(guó)使用比較普遍。應(yīng)用時(shí)如滲入少許非離

44、子活性物，如壬基酚聚氧乙應(yīng)用時(shí)如滲入少許非離子活性物，如壬基酚聚氧乙烯醚或胺的氧化物，殺菌作用將更強(qiáng)。烯醚或胺的氧化物，殺菌作用將更強(qiáng)。 2 、 含雜原子的季銨鹽合成含雜原子的季銨鹽合成（1） 含氧原子含氧原子含酰氨基的含酰氨基的含醚基的含醚基的（2）含氮原子）含氮原子（3）含硫原子）含硫原子特點(diǎn)：特點(diǎn)：是親水的季銨陽(yáng)是親水的季銨陽(yáng)離子與烷基疏水基是通離子與烷基疏水基是通過(guò)過(guò)酰胺鍵、酯鍵、醚鍵酰胺鍵、酯鍵、醚鍵或硫醚或硫醚等基團(tuán)相連接等基團(tuán)相連接C17H33C-NHCH2CH2 N+ CH3.CH3SO4-O OC C2 2H H5 5C C2 2H H5 5所以又叫做所以又叫做間接連接型間接

45、連接型陽(yáng)離子表面活性劑。陽(yáng)離子表面活性劑。3.4 3.4 兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑 兩性離子表面活性劑，即不同于陽(yáng)離子表面活性劑，兩性離子表面活性劑，即不同于陽(yáng)離子表面活性劑，也不同于陰離子表面活性劑，具有很多優(yōu)異的性能。也不同于陰離子表面活性劑，具有很多優(yōu)異的性能。 去污力好、起泡和乳化能力強(qiáng)，耐硬水好，對(duì)酸堿和去污力好、起泡和乳化能力強(qiáng)，耐硬水好，對(duì)酸堿和各種金屬離子都穩(wěn)定，毒性和皮膚刺激性小，生物降解性各種金屬離子都穩(wěn)定，毒性和皮膚刺激性小，生物降解性好，并具有抗靜電和殺菌等特殊性質(zhì)。好，并具有抗靜電和殺菌等特殊性質(zhì)。 其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，特別是在抗靜電、纖維柔其應(yīng)用范圍

46、正在不斷擴(kuò)大，特別是在抗靜電、纖維柔軟、特種洗滌劑和香波化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作軟、特種洗滌劑和香波化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。用。 兩性表面活性劑是指在同一分子結(jié)構(gòu)中有可能同時(shí)兩性表面活性劑是指在同一分子結(jié)構(gòu)中有可能同時(shí)存在被橋鏈（碳?xì)滏?，碳氟鏈等）連接的一個(gè)或多個(gè)正、存在被橋鏈（碳?xì)滏湥挤湹龋┻B接的一個(gè)或多個(gè)正、負(fù)電荷中心（或偶極中心）的表面活性劑。負(fù)電荷中心（或偶極中心）的表面活性劑。 正電荷中心可以是正電荷中心可以是N、P、S，最常見(jiàn)的是，最常見(jiàn)的是N。負(fù)電。負(fù)電荷中心可以是羧酸基（荷中心可以是羧酸基（COO-），磺酸基），磺酸基(SO3-)，硫，硫酸基（酸基（OSO3

47、-），亞硫酸（），亞硫酸（OSO2-）基，磷酸基（）基，磷酸基（OPO3H-）等，甚至可以負(fù)載在氧原子上（）等，甚至可以負(fù)載在氧原子上（ O-）。）。一、兩性離子表面活性劑分類一、兩性離子表面活性劑分類R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜堿型 | CH3 季銨型，含強(qiáng)堿性季銨型，含強(qiáng)堿性N原子，因原子，因此，兩性特征在很寬的范圍內(nèi)與此，兩性特征在很寬的范圍內(nèi)與pH無(wú)關(guān)。在等電點(diǎn)處不會(huì)出現(xiàn)溶解度無(wú)關(guān)。在等電點(diǎn)處不會(huì)出現(xiàn)溶解度下降的現(xiàn)象。下降的現(xiàn)象。 含弱堿性含弱堿性N原子，兩原子，兩性特征依賴于體系的性特征依賴于體系的pH值。在等電點(diǎn)附近，出現(xiàn)

48、值。在等電點(diǎn)附近，出現(xiàn)最低溶解度。最低溶解度。 只在等電點(diǎn)區(qū)才是真只在等電點(diǎn)區(qū)才是真正意義上的兩性離子正意義上的兩性離子o 氨基酸型：氨基酸型： 為烷基氨基酸的鹽類，具有良好的水溶性，洗滌性能很為烷基氨基酸的鹽類，具有良好的水溶性，洗滌性能很好，并有殺菌作用。毒性比陽(yáng)離子表面活性劑低，常用好，并有殺菌作用。毒性比陽(yáng)離子表面活性劑低，常用于洗發(fā)膏和洗滌劑中。于洗發(fā)膏和洗滌劑中。 代表物代表物N-十二烷基十二烷基-氨基丙酸鈉。氨基丙酸鈉。o 甜菜堿型甜菜堿型：季銨鹽型陽(yáng)離子：季銨鹽型陽(yáng)離子 羧酸鹽型陰離子羧酸鹽型陰離子 水溶液的滲透性、泡沫性較強(qiáng)，去污力優(yōu)于一般陰離子水溶液的滲透性、泡沫性較強(qiáng)，去

49、污力優(yōu)于一般陰離子表面活性劑。分散能力好。表面活性劑。分散能力好。 可作為洗滌劑、染色助劑、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌劑?？勺鳛橄礈靹?、染色助劑、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌劑。殺菌力弱于陽(yáng)離子表面活性劑。殺菌力弱于陽(yáng)離子表面活性劑。 成本高，代表物成本高，代表物十二烷基二甲基甜菜堿十二烷基二甲基甜菜堿。1、氨基酸型合成、氨基酸型合成二、兩性離子表面活性劑合成二、兩性離子表面活性劑合成2、甜菜堿型合成、甜菜堿型合成長(zhǎng)鏈烷基取代甲基：長(zhǎng)鏈烷基取代甲基：1869年發(fā)現(xiàn)并從甜菜汁中分離出年發(fā)現(xiàn)并從甜菜汁中分離出來(lái)一種天然產(chǎn)物（如右式），將來(lái)一種天然產(chǎn)物（如右式），將它俗稱為甜菜堿它俗稱為甜菜堿十二烷基二甲基甜

50、菜堿合成十二烷基二甲基甜菜堿合成發(fā)展：發(fā)展：o 始于20世紀(jì)30年代，用作紡織助劑；o 40年代發(fā)展為多種工業(yè)助劑；o 50年代進(jìn)入民用市場(chǎng)；o 60年代洗衣機(jī)大量使用，產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。應(yīng)用：應(yīng)用：o 農(nóng)藥乳化劑；紡織、印染和合成纖維助劑與油劑；破乳劑；清洗劑等。3.5 3.5 非離子表面活性劑非離子表面活性劑 非離子表面活性劑在分子中不含離子鍵，非離子表面活性劑在分子中不含離子鍵，它的它的親水性來(lái)源于以下基團(tuán)親水性來(lái)源于以下基團(tuán): :多個(gè)聚氧乙烯鏈基多個(gè)聚氧乙烯鏈基(CH2CH2O)nH ;單羥基或多個(gè)羥基單羥基或多個(gè)羥基;酰胺基等基團(tuán)酰胺基等基團(tuán)的作用。的作用。 優(yōu)異的潤(rùn)濕和洗滌功能；優(yōu)異的

51、潤(rùn)濕和洗滌功能； 可與陰離子和陽(yáng)離子表面活性劑兼容；可與陰離子和陽(yáng)離子表面活性劑兼容； 不受硬水中鈣、鎂離子的影響。不受硬水中鈣、鎂離子的影響。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：通常都是低熔點(diǎn)的蠟狀物或液體，所以很難把它們復(fù)通常都是低熔點(diǎn)的蠟狀物或液體，所以很難把它們復(fù)配成粉狀；配成粉狀； 溫度增高或增加電解質(zhì)濃度時(shí)，聚氧乙烯醚鏈的溶劑溫度增高或增加電解質(zhì)濃度時(shí)，聚氧乙烯醚鏈的溶劑化效應(yīng)會(huì)下降，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀?；?yīng)會(huì)下降，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-CO

52、OCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚一、非表面活性劑分類一、非表面活性劑分類1、聚乙二醇（聚氧乙烯醚）型、聚乙二醇（聚氧乙烯醚）型環(huán)氧乙烷生產(chǎn)方法：環(huán)氧乙烷生產(chǎn)方法：氯醇法氯醇法直接氧化法直接氧化法二、非表面活性劑合成二、非表面活性劑合成（1）脂肪醇聚氧乙烯醚（）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO)脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非離子型表面活性劑中最重要的脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非離子型表面活性劑中最重要的一類產(chǎn)品。在最近十年內(nèi)，一類產(chǎn)品。在最近十年內(nèi)，AEO產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度非?？飚a(chǎn)量的增長(zhǎng)速度非?？臁EO的應(yīng)用性能在很大程度上取決于聚氧乙烯醚的聚合度的應(yīng)用性能在很大程度

53、上取決于聚氧乙烯醚的聚合度n，所以如何使得到的產(chǎn)品中，所以如何使得到的產(chǎn)品中n的分布曲線最窄，是的分布曲線最窄，是AEO生產(chǎn)生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。中提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在國(guó)外在國(guó)外AEO的主要用途是作合成洗滌劑。國(guó)內(nèi)的商品牌號(hào)的主要用途是作合成洗滌劑。國(guó)內(nèi)的商品牌號(hào)為為平平加平平加系列產(chǎn)品，除部分用于復(fù)配液狀洗滌劑外，主要在印系列產(chǎn)品，除部分用于復(fù)配液狀洗滌劑外，主要在印染行業(yè)中作勻染劑、脫色劑，在毛紡工業(yè)中作原毛凈洗劑，而染行業(yè)中作勻染劑、脫色劑，在毛紡工業(yè)中作原毛凈洗劑，而在化纖工業(yè)中作紡絲油劑。根據(jù)國(guó)外的預(yù)測(cè)，今后一段時(shí)間內(nèi)，在化纖工業(yè)中作紡絲油劑。根據(jù)國(guó)外的預(yù)測(cè)，今后一段時(shí)間內(nèi)，A

54、EO還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，并有可能成為家用洗滌劑中的主導(dǎo)品種。還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，并有可能成為家用洗滌劑中的主導(dǎo)品種。 ROH+CH2CH2OROCH2CH2OHROCH2CH2OH+nCH2CH2ORO(CH2CH2O)nCH2CH2OH催化劑：強(qiáng)堿催化劑：強(qiáng)堿NaOH、KOH脂肪醇聚氧乙烯醚的制備方法：脂肪醇聚氧乙烯醚的制備方法：(1)溴代烷與聚乙二醇單鈉鹽醚化溴代烷與聚乙二醇單鈉鹽醚化R B r+N a O (C H2C H2O )nHR O (C H2C H2O )nH+N a B r(2)烷基對(duì)甲苯磺酸酯與聚乙二醇醚化烷基對(duì)甲苯磺酸酯與聚乙二醇醚化 RSO3CH3+HO(CH2CH2O)nHRO(

55、CH2CH2O)nH+HSO3CH3(3)脂肪醇與環(huán)氧乙烷醚化脂肪醇與環(huán)氧乙烷醚化（2）烷基酚聚氧乙烯醚類）烷基酚聚氧乙烯醚類烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)(APEO)中，如商品名字為中，如商品名字為T(mén)X-10TX-10、 OP-10OP-10等；等；壬基酚聚氧乙烯醚壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)(NPEO)最多，占最多，占8O8O 以上；以上；辛基酚聚氧乙烯醚辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)(OPEO)，占，占l5l5 以上；以上；十二烷基酚聚氧乙烯醚十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)(DPEO)二壬基酚聚氧乙烯醚二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)(DNPEO)各占各占1 1左右。左右。

56、 APEO APEO具有良好的潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散、增溶和洗滌作具有良好的潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散、增溶和洗滌作用，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、個(gè)人護(hù)理的日用化工、紡織、造紙、用，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、個(gè)人護(hù)理的日用化工、紡織、造紙、石油、冶金、農(nóng)藥、制藥、印刷、合成橡膠、合成樹(shù)脂、塑石油、冶金、農(nóng)藥、制藥、印刷、合成橡膠、合成樹(shù)脂、塑料等行業(yè)。其中，主要用作洗滌劑，其次是紡織助劑。料等行業(yè)。其中，主要用作洗滌劑，其次是紡織助劑。合成反應(yīng)：合成反應(yīng)：ROH+CH2CH2OcatROCH2CH2OHCH2CH2OcatROCH2CH2OHn+ROCH2CH2O(CH2CH2O)Hn 烷基酚聚氧乙烯醚是非離子的

57、，雖然經(jīng)生化處理后，烷基酚聚氧乙烯醚是非離子的，雖然經(jīng)生化處理后，聚氧乙烯鏈能逐步降解，但烷基酚卻能夠重新形成，隨著聚氧乙烯鏈能逐步降解，但烷基酚卻能夠重新形成，隨著廢水經(jīng)處理排出后，對(duì)自然環(huán)境造成污染，使寄居在河流廢水經(jīng)處理排出后，對(duì)自然環(huán)境造成污染，使寄居在河流沉積物中的有機(jī)體中毒。歐盟對(duì)烷基酚聚氧乙烯醚有嚴(yán)格沉積物中的有機(jī)體中毒。歐盟對(duì)烷基酚聚氧乙烯醚有嚴(yán)格的使用限制。目前我國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局已采取了有關(guān)烷的使用限制。目前我國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局已采取了有關(guān)烷基酚聚氧乙烯醚（基酚聚氧乙烯醚（APEOAPEO）材料在毛皮生產(chǎn)中的使用和處理）材料在毛皮生產(chǎn)中的使用和處理的限制。的限制。（3）脂肪

58、酸聚氧乙烯酯）脂肪酸聚氧乙烯酯優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 脂肪酸來(lái)源比較容易，成本低；脂肪酸來(lái)源比較容易，成本低； 工藝簡(jiǎn)單；工藝簡(jiǎn)單； 有低泡；有低泡； 生物降解好。生物降解好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 脂肪酸聚氧乙烯酯中的酯鍵比醚鍵不穩(wěn)定，脂肪酸聚氧乙烯酯中的酯鍵比醚鍵不穩(wěn)定， 在熱水中在熱水中 水解，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中穩(wěn)定性差；水解，在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中穩(wěn)定性差； 溶解度也比醚類要?。蝗芙舛纫脖让杨愐?； 應(yīng)用較廣。應(yīng)用較廣。合成方法：合成方法：RC O O H+HO(C H2C H2O )HncatRC O O (C H2C H2O )Hn+H2ORCOOH+HO(CH2CH2O)HncatRCOO(CH2CH2O) O

59、CRn2+ 2H2O常用的脂肪酸有：常用的脂肪酸有：硬脂酸、油酸、松香酸、合成脂肪酸硬脂酸、油酸、松香酸、合成脂肪酸（4）脂肪胺、脂肪酰胺與環(huán)氧乙烷加成物）脂肪胺、脂肪酰胺與環(huán)氧乙烷加成物脂肪胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)分兩步：脂肪胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)分兩步：第一步（無(wú)催化劑）：第一步（無(wú)催化劑）： 100第二步（強(qiáng)堿催化）第二步（強(qiáng)堿催化）: : 醇鈉、醇鈉、KOHKOH 150 150（5）聚環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷加成物）聚環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷加成物二、多元醇型非離子表面活性劑二、多元醇型非離子表面活性劑 多元醇型非離子表面活性劑由含有多個(gè)羥基的多元醇、多元醇型非離子表面活性劑由含有多個(gè)羥基的多元醇、烷基醇胺或

60、糖類與高級(jí)脂肪酸生成的酯類或酰胺類化合物，烷基醇胺或糖類與高級(jí)脂肪酸生成的酯類或酰胺類化合物，其中凡親油基和親水基是由酯鍵相連接的，容易發(fā)生水解其中凡親油基和親水基是由酯鍵相連接的，容易發(fā)生水解反應(yīng)；如將酯鍵代以酰胺，則不易水解，較穩(wěn)定。反應(yīng)；如將酯鍵代以酰胺，則不易水解，較穩(wěn)定。 使用的多元醇主要有：使用的多元醇主要有：CH2CHCH2OHOHOHCCH2OHCH2OHCCH2OHH2OHCH2CHCHCHCHCH2OHOHOHOHOHOHOHOOHOHCHCH2OHHOOOHCHCH2OHOHH2N C H2C H2O H名稱名稱化學(xué)式化學(xué)式脂肪酸酯或脂肪酸酯或酰胺的水溶酰胺的水溶性性多元