精細(xì)化工第二章表面活性劑演示文稿

精細(xì)化工第二章表面活性劑演示文稿目前一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（優(yōu)選）精細(xì)化工第二章表面活性劑目前二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)1.熟悉表面活性劑的定義，特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)；2.了解表面活性劑的基本作用；3.了解四大種表面活性劑的特點(diǎn)、分類、合成及應(yīng)用。本章教學(xué)目標(biāo):本章教學(xué)重點(diǎn):1.表面活性劑的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；2.表面活性劑的基本作用。3.四大表面活性劑的主要特點(diǎn)及應(yīng)用。

目前三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.1概述2.1.1表面活性與表面活性劑一、界面與表面相：有固、液、氣三相界面：是指物質(zhì)的相與相之間的交界面。液/液（乳劑）、液/氣（氣霧劑）、固/氣（粉霧劑）、固/液（混懸劑）、固/固（片劑）等。表面：兩相中有一相是氣體的界面。氣/固、氣/液界面吸附：溶于液體中的物質(zhì)，被吸附于液體的表面，溶液表面層的濃度大于溶液內(nèi)部的濃度，這種現(xiàn)象稱為界面吸附。目前四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面氣相液相內(nèi)部液體表面層受力情況表面張力:使液體表面分子向內(nèi)收縮至最小面積的這種力。表面張力(surfacetension)是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。目前五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)目前六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、表面活性與表面活性劑Cγ1231.無機(jī)酸、堿、鹽等2.有機(jī)酸、醇、醛等3.肥皂、長鏈烷基苯磺酸鈉等(表面活性劑）cmc表面活性：在表面發(fā)生吸附，而使溶液表面張力降低的性質(zhì)。具有表面活性的物質(zhì)曲線2.3可做表面活性劑的物質(zhì)？目前七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面活性劑的判定依據(jù)①首先必須是能降低表面張力的物質(zhì)；②濃度很小時(shí)，就能使表面張力降低；③不僅能降低表面張力，還具備洗滌、乳化起泡，增溶等作用;④在溶液結(jié)構(gòu)上分子易發(fā)生締合生成“膠束”表面活性劑的定義

是一種加入量很少即能明顯降低溶劑（通常指水）的表面（或界面）張力，改變物系的界面狀態(tài)，能夠產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，從而達(dá)到應(yīng)用要求的物質(zhì)。目前八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.1.2表面活性劑的特點(diǎn)雙親性溶解度界面吸附界面定向生成膠束多功能性親水和親油性。可溶于液相中的某一相。在界面上的溶度大于在溶液中的溶度。在界面上會(huì)定向排列。當(dāng)在溶劑中溶度達(dá)到一定時(shí)，會(huì)產(chǎn)生聚集而生成膠束。如清洗、發(fā)泡、潤濕、乳化、增溶、分散等功能。目前九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.1.3表面活性劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、表面活性劑的結(jié)構(gòu)：親水基親油基如：十二烷基硫酸鈉，十二烷基三甲基氯化銨等由非極性的、與油有親和性的親油基（也稱疏水基）和極性的、與水有親和性的親水基（也稱疏油基）構(gòu)成。形成一種不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。目前十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)按離子類型分類在水中能電離生成離子叫離子型表面活性劑；不能電離的叫非離子型表面活性劑。離子型

陽離子型兩性型非離子型表面活性劑陰離子型目前十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面活性劑的雙重性質(zhì)結(jié)構(gòu)示意（P9圖2-1）。注意：并不是所有具有兩親結(jié)構(gòu)的分子都是表面活性劑，只有疏水基碳鏈長度大于8個(gè)碳原子時(shí)，才顯示表面活性劑的特性。例如，丙酸、丁酸。目前十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、表面活性劑的性質(zhì)：溶于水或溶劑后，具有以下特性：①表面活性劑分子在溶液表面定向吸附：表面活性劑分子在油（空氣）-水界面上的排列示意圖目前十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②在溶液內(nèi)部形成膠束。表面活性劑溶液的表面吸附與膠束形成示意圖目前十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面活性劑濃度變化和表面活性劑活動(dòng)情況的關(guān)系

表面活性劑水溶液濃度和表面張力的關(guān)系

CMC臨界膠束濃度(CMC)：（Criticalmicelleconcentration）表面活性劑在溶液中形成膠束的最低濃度(mol·L-1).在濃度很低時(shí)，溶液表面張力急劇下降，很快達(dá)到最低點(diǎn)，此后溶液表面張力隨濃度變化很小。達(dá)到最低點(diǎn)的濃度一般在1%以下。目前十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（1）cmc可作為衡量表面活性的一種標(biāo)準(zhǔn):

cmc越小表示此表面活性劑形成膠束所需濃度越低，因而改變表面活性所需的濃度也越低。?cmc越小，表明表面活性劑的活性越（）（2）cmc是表活劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化“分界點(diǎn)”。臨界膠束濃度(CMC)：？在使用表活劑時(shí)，濃度要（）臨界膠束濃度，否則其性能不能充分發(fā)揮。目前十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面活性劑溶液特性示意圖

表面活性劑水溶液的表面張力隨濃度的變化而改變，當(dāng)濃度比較低時(shí)，表面張力隨濃度的增加而降低，但當(dāng)濃度增加到一定值，表面張力幾乎不再隨濃度的增加而降低，也就是說表面活性劑溶液的表面張力隨其濃度變化的曲線中有一突變點(diǎn)。不僅表面張力的變化有此特征，許多物理化學(xué)性質(zhì)，如滲透壓、密度、摩爾電導(dǎo)率、折射率、黏度等均有相同的變化規(guī)律，如圖所示。目前十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)臨界膠團(tuán)濃度的測定表面活性劑水溶液的許多物理化學(xué)性質(zhì)隨濃度變化，在cmc附近狹小的濃度范圍內(nèi)有一個(gè)突變點(diǎn)，原則上可以利用這些物理化學(xué)性質(zhì)的突變，測定表面活性劑的cmc值。然而不同性質(zhì)隨濃度變化的機(jī)理有所不同，隨濃度變化的改變率也不同，因此利用不同性質(zhì)和方法測出的cmc有一定的差異，各種方法有不同的實(shí)用性。目前十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面張力法表面活性劑水溶液的表面張力開始時(shí)隨溶液濃度增加而急劇下降，到達(dá)一定濃度（即cmc）后則變化緩慢或不再變化。因此常用表面張力-濃度對(duì)數(shù)圖確定cmc。優(yōu)點(diǎn)是：簡單方便；對(duì)各類表面活性劑普遍適用；靈敏度不受表面活性劑類型、活性高低、濃度高低、是否有無機(jī)鹽等因素的影響。目前十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.1.4表面活性劑的分類按離子類型分類在水中能電離生成離子叫離子型表面活性劑；不能電離的叫非離子型表面活性劑。按親水基結(jié)構(gòu)分類羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽胺鹽、季銨鹽、鎓鹽多羥基型、聚氧乙烯型(1)陰離子型親水基團(tuán)(2)陽離子型親水基團(tuán)(3)非離子型親水基團(tuán)目前二十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)按表面活性劑的特殊性分類碳氟表面活性劑指疏水基碳?xì)滏溨械臍湓硬糠只蛉勘环尤〈谋砻婊钚詣?。含硅表面活性劑以硅烷基和硅氧烷基為疏水基。高分子表面活性劑相?duì)分子量高于1000的表面活性劑。生物表面活性劑是細(xì)菌、酵母和真菌等微生物代謝過程中產(chǎn)生的具有表面活性的化合物，其疏水基為烴基，親水基可以是羧基、磷酸基及多羥基等。目前二十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.1.5表面活性劑的親水-親油平衡值（HLB）表面活性劑的親水性是由親水、親油基團(tuán)相互作用、共同決定的性質(zhì)，Griffin提出了用親水-親油平衡值（hydrphile-lipophilebalance,

HLB）來表示表面活性劑的親水性。（1）離子表面活性劑HLB=7＋∑各個(gè)基團(tuán)的基團(tuán)數(shù)太古油的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：HLB=7＋(11＋1.3＋2.1)－17×0.475=13.3一些HLB基團(tuán)數(shù)列于表2-1中。目前二十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（2）非離子表面活性劑如果親水基中只有聚氧乙烯而無多元醇，HLB值計(jì)算如下：HLB=E/5E代表合成表面活性劑時(shí)加入的環(huán)氧乙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。①聚氧乙烯型非離子表面活性劑的HLB值通常介于0~20之間。②只有親水基，沒有親油基的化合物分子HLB=20，如聚乙二醇。③只有親油部分，沒有聚氧乙烯親水基的石蠟烴等，HLB=0。由此可以看出來：HLB越高，親水性越強(qiáng)；HLB越低，親水性越弱。目前二十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.2表面活性劑的基本作用2.2.1潤濕表面活性劑是一種加入量很少即能明顯降低溶劑（通常指水）的表面（或界面）張力，改變物系的界面狀態(tài)，能夠產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，從而達(dá)到應(yīng)用要求的物質(zhì)。潤濕作用是指固體表面上的一種流體被另一種與之不相混溶的流體所取代的過程。因此，潤濕作用至少涉及三相，其中兩相是流體，一相是固體。目前二十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)一般常見的潤濕現(xiàn)象是固體表面上的氣體（通常是空氣）被液體（通常是水或水溶液）取代的過程。例如，用含有表面活性劑的水溶液潤濕玻璃，玻璃上的空氣就被水取代了。能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面空氣能力的物質(zhì)稱為潤濕劑。一、接觸角與潤濕方程在固、液、氣三相交界處，自固液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣液界面的夾角叫接觸角。此式即為楊氏方程，也叫做潤濕方程。目前二十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)潤濕的四種情況以接觸角表示潤濕性時(shí)，通常將=90°作為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。＞90°為不潤濕，＜90°為潤濕。越小，潤濕性越好。目前二十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、表面活性劑的潤濕作用表面活性劑具有雙親分子結(jié)構(gòu)，表面活性劑的潤濕作用具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。（1）在固體表面發(fā)生定向吸附表面活性劑的雙親分子吸附于固體表面，極性基易朝向固體，非極性基朝向氣體，形成定向排列的吸附層。帶有吸附層的固體表面裸露的是碳?xì)浠鶊F(tuán)，具有低能表面特性，從而改變了原固體表面的潤濕性，以達(dá)到防水、抗粘等目的。（2）提高液體的潤濕能力表面活性劑可以有效地降低水的表面張力，故常作為潤濕劑加入到水中，以改善其潤濕能力。目前二十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、潤濕劑的應(yīng)用能使液體潤濕或加速潤濕固體表面的表面活性劑為潤濕劑；能使液體滲透或加速滲入孔性固體表面的表面活性劑為滲透劑。礦物的泡沫浮選金屬的防銹與緩蝕織物的防水防油處理在農(nóng)藥中的應(yīng)用在選礦工藝中，常使用黃原酸鉀（鈉）浮選方鉛礦。黃原酸鉀（鈉）在方鉛礦粒子表面發(fā)生化學(xué)吸附，極性基與固體表面的金屬原子聯(lián)結(jié)，非極性基朝外，使其潤濕性大大降低，而易于附著在氣泡上，從水中“逃出”漂浮于表面。目前二十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.2.2乳化和破乳一種或多種液體以液珠形式分散在另一種不相混溶的液體中所構(gòu)成的液－液分散體系，由于體系呈現(xiàn)乳白色而被稱為乳狀液，形成乳狀液的過程叫乳化。一、乳化乳狀液的類型①

水包油型：外相為水，內(nèi)相為油的乳狀液，O/W用一價(jià)金屬皂作乳化劑時(shí)，易形成O/W目前二十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②

油包水型：外相為油，內(nèi)相為水的乳狀液，W/O用二價(jià)金屬皂作乳化劑時(shí)，易形成W/O③

套圈形：水相和油相一層一層交替分散形成的乳狀液，油包水再包油（O/W/O）和水包油再包水(W/O/W)目前三十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、破乳乳液的破壞：分層、變型和破乳三種方式。1.分層由于分散相合分散介質(zhì)的密度不同，在重力或其他外力作用下，分散相液滴上升或下降的現(xiàn)象。2.變型（相轉(zhuǎn)變）O/W（W/O）→W/O（O/W）3.乳狀液的破壞(破乳)乳狀液完全被破壞，發(fā)生油水分層現(xiàn)象。目前三十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、乳化和破乳的應(yīng)用1.在農(nóng)藥中的應(yīng)用2.在金屬加工中的應(yīng)用3.在化妝品中的應(yīng)用4.乳化瀝青5.在原油開采中的應(yīng)用目前三十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.2.3增溶作用一、增溶作用的定義和特點(diǎn)室溫下100g水中能溶解0.07g苯；室溫下100g10%油酸鈉溶液中能溶解7g苯；對(duì)其他非極性碳?xì)浠衔锏娜芙庥型瑯蝇F(xiàn)象.定義：表面活性劑膠束的存在，使在溶劑中難溶甚至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。增溶劑：能產(chǎn)生增溶作用的表面活性劑，被增溶的有機(jī)化合物稱為被增溶物。目前三十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)增溶與膠束的關(guān)系增溶作用的基礎(chǔ)是膠束的形成，表面活性劑濃度越大，膠束越多，難（不）溶物溶解的越多，增溶量越大。2-硝基二苯胺在月桂酸鉀水溶液中的溶解度表面活性劑的濃度小于cmc，溶解度很小，無增溶作用；表面活性劑濃度大于cmc,溶解度小顯著提高，并隨表面活性劑濃度增加而增大。起增溶作用的表面活性劑濃度>CMC目前三十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)增溶作用不同于水溶助長作用水溶助長作用是使用混合溶劑來增大溶解度，以苯為例，大量乙醇（或乙酸）的加入會(huì)使苯在水中的溶解度大大增加。這是由于大量乙醇（或乙酸）的加入改變了溶劑的性質(zhì)。而在增溶作用中，表面活性劑的用量非常少，溶劑性質(zhì)也無明顯變化。增溶作用也不同于乳化作用增溶后不存在兩相，是熱力學(xué)穩(wěn)定體系；乳化作用則是兩種不相混溶的液體形成的液-液分散體系，有巨大的相界面和界面自由能，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的多分散體系。目前三十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、增溶作用的方式1）非極性分子在膠束內(nèi)核的增溶簡單脂肪烴（正庚烷、苯、乙苯）、環(huán)烷烴和其他不易極化的非極性有機(jī)化合物增溶進(jìn)入膠束內(nèi)芯，就像溶于非極性碳?xì)浠衔镆后w中2）極性長鏈有機(jī)物在表活劑分子間的增溶被增溶物增溶于膠束“柵欄”之間，分子中的非極性碳?xì)滏湶迦肽z束內(nèi)部，而極性端混于表面活性劑的極性基之間，通過氫鍵聯(lián)系起來。（如長鏈醇、胺、脂肪酸和各種極性染料等極性化合物）目前三十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)3）在膠束表面（膠束－溶劑分界處）增溶被增溶物分子吸附于膠束表面區(qū)域或靠近膠束“柵欄”表面區(qū)域。（高分子物質(zhì)、甘油、蔗糖以及某些不溶于烴的染料，既不溶于水、也不溶于油的小分子極性有機(jī)物。）4）在聚氧乙烯鏈間的增溶

---具有聚氧乙烯鏈的非離子表面活性劑的增溶方式被增溶物分子包在非離子表活劑膠束的聚氧乙烯的“外殼”中，即溶于親水的極性鏈中。（苯酚、苯、乙苯等短鏈芳香烴類）目前三十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)4>2>1>34種方式增溶量的順序：三、增溶作用的應(yīng)用1.合成橡膠的乳液聚合2.采油工業(yè)，“膠束驅(qū)油”3.膠片生產(chǎn)目前三十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)

乳液聚合是使原料分散于水中形成乳狀液，在引發(fā)劑作用下進(jìn)行聚合。原料單體在表面活性劑水溶液中乳化，處于3種狀態(tài)：在乳狀液滴中，溶于水中，增溶于膠束中。

使用水溶性引發(fā)劑時(shí)，在水相中引發(fā)反應(yīng)，聚合反應(yīng)在膠束中進(jìn)行，分散于水相中的乳狀液滴僅作為提供反應(yīng)原料的儲(chǔ)庫。1.乳液聚合中的應(yīng)用目前三十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用借助增溶作用可提高石油的采收率，其有效辦法是將粘附在巖層砂石上的油“驅(qū)趕”出來，即所謂“驅(qū)油”。利用表面活性劑在溶液中形成膠束的性質(zhì)，將表面活性劑、助劑（醇類起促進(jìn)膠束形成作用）和油混合在一起，經(jīng)攪動(dòng)，形成均勻的“膠束溶液”。該溶液能溶解原油，很好的潤濕巖層，遇水不分層，當(dāng)流過石巖層時(shí)能有效地洗下粘附在砂石上的原油，從而達(dá)到提高石油的采收的目的。目前四十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.2.4起泡和消泡作用一、泡沫的形成及穩(wěn)定性泡沫：由液體薄膜隔離開的氣泡聚集體，是氣體分散于液體中的分散體系，氣體是分散相（不連續(xù)相），液體是分散介質(zhì)（連續(xù)相）。目前四十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)泡沫的破壞泡沫中各個(gè)氣泡相交處（一般是三個(gè)氣泡相交）形成所謂Plateau交界。自動(dòng)排液

B為兩氣泡的交界處，形成的氣液界面相對(duì)比較平坦，可近似看成平液面，而A為三氣泡交界處，液面為凹液面，此處液體內(nèi)部的壓力小于平液面內(nèi)液體的壓力，即B處液體的壓力大于A處液體的壓力，液體自動(dòng)由B處流向A處，使B處液膜變薄，這是泡沫的一種自動(dòng)排液過程。液膜薄至一定程度，會(huì)導(dǎo)致液膜破裂，泡沫破壞。目前四十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)另一種排液過程是因重力作用產(chǎn)生的向下排液現(xiàn)象，使液膜減薄。氣泡內(nèi)氣體的擴(kuò)散是泡沫破壞的重要原因。小氣泡內(nèi)氣體的壓力大于大氣泡內(nèi)的壓力，小氣泡通過通過液膜向大氣泡排氣，使小氣泡變小以至消失，大泡變大同時(shí)液膜變薄，最后破裂。液面上的氣泡因泡內(nèi)壓力比大氣壓大而通過液膜直接向大氣排氣，最后氣泡破滅。目前四十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)影響泡沫穩(wěn)定性的因素（1）表面張力：低表面張力有利于泡沫的產(chǎn)生。表面張力越低，壓力差越小，排液速度和液膜變薄的速度越慢。（2）界面膜的性質(zhì)：界面膜的強(qiáng)度是決定泡沫穩(wěn)定的關(guān)鍵，界面膜的強(qiáng)度取決于液膜的表面黏度、液膜彈性和膜內(nèi)液體的黏度。表面黏度是指液體表面單分子層內(nèi)的黏度。主要由溶液中表面活性劑分子在表面上所構(gòu)成的單分子層決定。目前四十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)表面黏度是影響泡沫穩(wěn)定性的重要條件，但并非越高越好，還需要考慮界面膜的彈性。液膜液體的黏度較大時(shí)，液膜中的液體不易排出，液膜厚度變小的速度較慢，從而延緩了液膜的破裂時(shí)間，提高了泡沫的穩(wěn)定性。（3）表面張力的修復(fù)作用修復(fù)作用：泡沫的液膜受外界擾動(dòng)或自動(dòng)排液變薄時(shí)，會(huì)通過自身收縮或由其他部位補(bǔ)充來恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。目前四十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)離子型表面活性劑的雙電層結(jié)構(gòu)（4）表面電荷泡沫液膜的表面帶有相同符號(hào)的電荷，液膜的兩個(gè)表面將會(huì)產(chǎn)生靜電斥力，阻止排液減薄，提高泡沫穩(wěn)定。目前四十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（5）泡內(nèi)氣體的擴(kuò)散①

小泡內(nèi)氣體壓力較大透過液膜向低壓的大泡內(nèi)擴(kuò)散；②液面的氣泡通過液膜向大氣排氣氣泡內(nèi)氣體的擴(kuò)散速度與液膜的性質(zhì)和黏度有關(guān)，液膜黏度越高，表面吸附的分子排列越緊密，氣體的相對(duì)透過率越低，氣泡的排氣越慢，泡沫越穩(wěn)定總結(jié)：影響泡沫穩(wěn)定性的因素很多，關(guān)鍵在于表面膜的性質(zhì)和強(qiáng)度。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)對(duì)泡沫的穩(wěn)定性有很大作用。目前四十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、表面活性劑的起泡和穩(wěn)泡作用1.表面活性劑的起泡性泡沫形成示意圖表面活性劑的起泡性可以用降低水的表面張力的能力來表征，能力越強(qiáng)，越易產(chǎn)生泡沫。起泡劑應(yīng)當(dāng)容易在氣液界面形成定向排列吸附膜，具有良好起泡性是陰離子表面活性劑。目前四十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)目前四十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)在肥皂水里加入一小匙的砂糖或少許的茶葉，放在陰暗處過夜后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種肥皂水吹出來的泡泡顏色不但鮮艷，而且比較不容易破裂。肥皂，熱水2.表面活性劑的穩(wěn)泡性目前五十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)穩(wěn)泡是指泡沫的持久性或泡沫存在“壽命”長短。穩(wěn)泡性與液膜的性質(zhì)有關(guān)，作為穩(wěn)泡性的表面活性劑可提高液膜的表面黏度，增加泡沫的穩(wěn)定性，延長泡沫的壽命。穩(wěn)泡劑：增加泡沫穩(wěn)定性的表面活性劑。十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉洗滌劑中加入表活劑月桂酰二乙醇胺和十二烷基二甲基氧化胺，可使泡沫的穩(wěn)定性增加。精制的十二烷基硫酸鈉，其起泡能力和泡沫穩(wěn)定性遠(yuǎn)比粗產(chǎn)品差，原因就是在粗產(chǎn)品中含有相當(dāng)數(shù)量的十二醇作穩(wěn)泡劑。目前五十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、表面活性劑的消泡作用消泡作用可分為破泡和抑泡作用。破泡劑的作用機(jī)理：使液膜局部表面張力降低消泡劑加入到泡沫體系中，消泡劑微滴浸入氣泡液膜，頂替了原來液膜表面上的表面活性劑分子，使此處的表面張力降低。由于泡沫周圍液膜的表面張力高，將產(chǎn)生收縮力，從而使低表面張力處的液膜被強(qiáng)烈的向四周牽引、延展而伸長、變薄，最后破裂。消泡劑降低局部液膜表面張力示意圖目前五十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)消泡劑有效的消泡劑既能迅速破泡，又能在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)防止泡沫的生成。消泡劑的種類（1）醇類：二乙基己醇，異辛醇，異戊醇，二異丁基甲醇；（2）脂肪酸及脂肪酸酯：失水山梨醇單月桂酸酯；蓖麻；（3）酰胺:二硬脂酰乙二胺，二棕櫚酰乙二胺；（4）磷酸酯：磷酸三丁酯；（5）有機(jī)硅化物：硅油。目前五十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)四、起泡與消泡的應(yīng)用起泡在泡沫滅火中的應(yīng)用起泡在原油開采中的應(yīng)用消泡在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用消泡在輕工業(yè)中的應(yīng)用目前五十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)其他作用分散與絮凝作用柔軟平滑作用抗靜電作用殺菌功能目前五十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3陰離子表面活性劑這類表面活性劑主要用作洗滌劑、潤濕劑、發(fā)泡劑和乳化劑等。一、陰離子表面活性劑的特性1）溶解度隨溫度的變化存在明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即在較低的一段溫度范圍內(nèi)溶解度隨溫度上升非常緩慢，當(dāng)溫度上升到某一定值時(shí)溶解度隨溫度上升而迅速增大，這個(gè)溫度叫做表面活性劑的克拉夫點(diǎn)（Krafftpoint)。一般離子型表面活性劑都有Krafft點(diǎn)。它們?cè)谡麄€(gè)表面活性劑生產(chǎn)中占有較大的比重，世界表面活性劑總產(chǎn)量的40%屬于這一類。目前五十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2）一般情況下與陽離子表面活性劑配伍性差，容易生成沉淀或使溶液變得渾濁，但在一些特定條件下與陽離子表面活性劑復(fù)配可極大地提高表面活性。3）抗硬水性能差，對(duì)硬水的敏感性表現(xiàn)出羧酸鹽＞磷酸鹽＞硫酸鹽＞磺酸鹽的變化順序。4）在疏水鏈和陰離子頭基之間引入短的聚氧乙烯鏈可極大地改善其耐鹽性能。目前五十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)5）在疏水鏈和陰離子頭基之間引入短的聚氧丙烯鏈可改善其在有機(jī)溶劑中的溶解性，但同時(shí)也降低了其生物降解性。6）羧酸鹽在酸中易析出自由羧酸，硫酸鹽在酸中可發(fā)生自催化作用迅速分解，其他類型陰離子表面活性劑在一般條件下是穩(wěn)定的。7）陰離子表面活性劑是家用洗滌劑、工業(yè)洗滌劑、干洗劑和潤濕劑的重要成分。目前五十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、陰離子表面活性劑的分類目前五十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3.1羧酸鹽型陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)：帶有羧酸負(fù)離子基的脂肪酸鹽通式：RCOOM（M為金屬離子）電離：RCOOM

RCOO-+MZ+

（R中碳原子數(shù)8~22，M為金屬陽離子，大多為Na、K）典型品種:（1）肥皂、硬脂酸，軟脂酸和油酸等鈉鹽，不適于在硬水，酸性溶液及海水中使用（2）油酸鉀：C17H33COOK;

硬脂酸鋁：(C17H35COO)3Al;

松香酸鈉（松香皂）：有較好的水溶性與抗硬水能力。目前六十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)高級(jí)脂肪酸鹽——硬脂酸鈉（肥皂）主要成分:水溶性的脂肪酸鹽類

親水基親油基溶于水C17H35COONaC17H35COO-+Na+

主要的合成方法：（1）油脂水解皂化法+3NaOHCH2OHCHOHCH2OHCH2OOCC17H35CHOOCC17H35CH2OOCC17H35油脂+3C17H35COONa目前六十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（2）硬脂酸直接中和法洗滌用肥皂一般為鈉皂，化妝用肥皂為鉀皂或銨皂；鈉皂質(zhì)地較鉀皂硬，銨皂最軟；脂肪酸鏈越長，飽和度越大，凝固點(diǎn)越高，制成的肥皂越硬。性質(zhì)：目前六十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)應(yīng)用：硬脂酸的鈉鹽、鉀鹽和三乙醇胺鹽常用作化妝品的乳化劑；月桂酸鉀易溶于水，起泡作用大，用于液體皂和香波的生產(chǎn)；油酸和三乙醇胺制成的皂常用作乳化劑。揮發(fā)性胺的脂肪酸鹽主要用于上光劑。銨鹽水解后生成游離胺揮發(fā)后，表面涂層留下疏水物質(zhì)，可提高表面的抗水能力。松香皂易溶于水，有較好的抗硬水能力和潤濕能力，主要用于洗滌皂的生產(chǎn)。水溶性的高級(jí)脂肪酸鹽具有良好的發(fā)泡和洗滌性能，但抗硬水能力很差，能與水中的鈣、鎂等多價(jià)金屬離子發(fā)生反應(yīng)生成皂垢沉淀，影響使用效果，常在肥皂中添加鈣皂分散劑以提高其在硬水中的使用效果。目前六十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3.2磺酸鹽型陰離子表面活性劑磺酸基的引入方法:1.直接引入法：通過磺化反應(yīng)直接引入磺酸基的方法。2.間接引入法：使用帶有磺酸基的原料，通過磺化反應(yīng)以外的其他反應(yīng)引入磺酸基的方法。通式：N-甲基油酰胺?；撬猁}油酰氯N-甲基?；撬猁}目前六十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)烷基苯磺酸鹽——十二烷基苯磺酸鈉（ABS-Na）直鏈烷基磺酸酸鹽容易生物降解，不產(chǎn)生公害，大多數(shù)國家使用的。性能與用途：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;；對(duì)水硬度較敏感；不易氧化；起泡力強(qiáng)，去污力高，易與各種助劑復(fù)配，成本較低。目前六十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)以十二烷基苯為原料進(jìn)行LAS的合成①三氧化硫磺化法對(duì)設(shè)備加工精度及材質(zhì)均有較高要求，設(shè)備龐雜，造價(jià)均在幾百萬元以上，一般中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)難以實(shí)現(xiàn)。三氧化硫作磺化劑時(shí)，反應(yīng)幾乎是定量進(jìn)行，反應(yīng)過程中不生成水，不產(chǎn)生廢酸，磺化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率快，產(chǎn)品的質(zhì)量好。但由于放熱集中，因此常將三氧化硫用空氣稀釋到濃度為3-5%后使用。目前六十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②發(fā)煙硫酸磺化法與三氧化硫磺化相比，發(fā)煙硫酸磺化反應(yīng)速率較易控制，反應(yīng)放熱量也較小，但由于反應(yīng)過程同時(shí)生成大量廢酸，故生產(chǎn)成本偏高。②發(fā)煙硫酸磺化法目前六十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)琥珀酸酯磺酸鹽丁二酸也稱琥珀酸。琥珀酸酯是由馬來酸酐（順丁烯二酸酐）或馬來酸也脂肪醇進(jìn)行酯化而成的。按琥珀酸上兩個(gè)羧基的酯化情況分為單酯和雙酯。實(shí)際應(yīng)用中雙酯磺酸鹽比單酯磺酸鹽重要。磺酸基的引入：亞硫酸氫鈉與馬來酸（順丁烯二酸）酯雙鍵的加成反應(yīng)。目前六十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)此類表面活性劑的特點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)的合成可變性強(qiáng)；表面活性好，單酯產(chǎn)品性能溫和，對(duì)皮膚刺激性低；雙酯產(chǎn)品滲透性強(qiáng)，工業(yè)應(yīng)用廣泛；合成工藝簡單，原來來源廣泛，生產(chǎn)成本低，無三廢污染。實(shí)例：脂肪醇聚環(huán)氧乙烷醚琥珀酸單酯磺酸鈉潤濕性、抗硬水性、增溶性優(yōu)異，且脫脂力弱，用于日用化工領(lǐng)域。目前六十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3.3硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑例：月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）具有良好的發(fā)泡能力和洗滌性能，在硬水中穩(wěn)定，其水溶液呈中性或微酸性，主要用于洗滌劑中。n為2-4該產(chǎn)品的水溶性優(yōu)于十二烷基硫酸鈉，而且具有較好的鈣皂分散能力和抗鹽能力，低溫下透明，適宜制造透明液體香波。目前七十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)洗手液配方操作步驟1

將ABS-Na8g，AES8g，EDTA0.5g，苯甲酸鈉適量，加入200mL燒杯中，加水至100mL，在水中溶解，在80℃下恒溫40min，并緩慢攪拌。2

冷卻至室溫，加入香精，用檸檬酸調(diào)pH=7。3用氯化鈉調(diào)節(jié)黏度，按市售標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑為標(biāo)準(zhǔn)。注示：EDTA乙二胺四乙酸是一種螯合劑目前七十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3.4磷酸鹽型陰離子表面活性劑磷酸酯鹽結(jié)構(gòu)上可以有單酯鹽和雙酯鹽兩種。目前七十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)合成路線：工業(yè)上采用脂肪醇和五氧化二磷反應(yīng)制取烷基磷酸酯，反應(yīng)式如下：

P2O5+4ROH→2(RO)2PO(OH)+H2OP2O5+2ROH+H2O→2RORO(OH2)P2O5+3ROH→(RO)2PO(OH)+ROPO(OH2)磷酸酯鹽表面活性劑一般較少單獨(dú)使用，大多數(shù)是作為各種用途的配合成分使用。由于磷酸酯鹽對(duì)硬表面有極好的洗滌性能，故可用于金屬洗凈和電鍍；又由于它易溶于有機(jī)溶劑，故還可與溶劑配合用作干洗滌劑；還可用作乳化劑、增容劑、抗靜電劑和抗蝕劑和合成樹脂、涂料等的分散劑等。目前七十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.3.5陰離子表面活性劑的生物降解性生物降解性：是有機(jī)化合物因受微生物作用而轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)。同時(shí)分解成可為能源利用的、沒有公害的二氧化碳和水等物質(zhì)的一種性質(zhì)。生物降解性也稱為生物分解性能。完整的降解一般分為三步：a

初級(jí)降解，母體結(jié)構(gòu)消失，特性發(fā)生變化；b

次級(jí)降解，降解得到的產(chǎn)物不再污染環(huán)境；c

最終降解，完全轉(zhuǎn)化為CO2、NH3、H2O等。目前七十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)降解速度隨磺酸基和烷基鏈末端間的距離的增大而加快，烷基鏈長在C6～C12間最易降解。當(dāng)陰離子表面活性劑的烷基鏈帶有支鏈，且支鏈長度愈接近主鏈愈難降解。目前七十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.4陽離子表面活性劑1928年，陽離子表面活性劑開始應(yīng)用，當(dāng)時(shí)用作殺菌劑。主要用途:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑目前陽離子表面活性劑的產(chǎn)量還比較小，但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。目前七十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)陽離子表面活性劑正好與陰離子表面活性劑結(jié)構(gòu)相反。如圖其親水基一端是陽離子，故稱陽離子表面活性劑，疏水基與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳?xì)滏?。親水基主要由含氮陽離子的胺鹽和季胺鹽提供。因?yàn)榈由嫌泄聦?duì)電子，能和酸中的氫以氫鍵相結(jié)合，所以當(dāng)水溶液中酸電離時(shí)，有機(jī)胺的胺基成為正一價(jià)的陽離子基。一、陽離子表面活性劑的組成目前七十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、陽離子表面活性劑的分類R-NH2·HCl

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主要為含氮的有機(jī)衍生物其它含氮等的有機(jī)衍生物目前七十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)R-NH2·HCl 伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3胺鹽型該類產(chǎn)物是弱酸的鹽，在酸性條件下具有表面活性，在堿性條件下，胺游離出來而失去表面活性，因面使它的使用受到限制。無殺菌能力纖維柔軟劑勻染劑浮選劑目前七十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)季銨鹽型

R1|R2-N+-CH3X-

|R3季銨鹽與胺鹽不同，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。季銨鹽洗滌能力差，但殺菌能力強(qiáng)，在陽離子表面活性劑中的地位最為重要，產(chǎn)量也最大。目前八十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)陽離子表面活性劑的性質(zhì)具有基本性質(zhì)（洗滌去污除外）和附加性質(zhì)；一般不能與陰離子表面活性劑復(fù)配使用；當(dāng)使用溶液PH>7時(shí)，伯仲叔胺鹽陽離子表面活性劑會(huì)失效。目前八十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.4.1脂肪胺鹽型表面活性劑脂肪族胺鹽是伯胺、仲胺、叔胺與酸（如鹽酸、硫酸、乙酸等）的反應(yīng)產(chǎn)物，是弱堿鹽：（1）脂肪胺鹽目前八十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（2）乙醇胺鹽a.高級(jí)鹵代烷+單乙醇胺或二乙醇胺：b.高級(jí)脂肪胺+氯乙醇：c.高級(jí)脂肪胺+環(huán)氧化物：烷基乙醇胺與酸反應(yīng)得到陽離子表面活性劑。（2）乙醇胺鹽a.高級(jí)鹵代烷+單乙醇胺或二乙醇胺：b.高級(jí)脂肪胺+氯乙醇：目前八十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)

SoromineAIG公司開發(fā)生產(chǎn)，國內(nèi)乳化劑FM，具有良好的滲透性和均染性。實(shí)例：2.Sapamine系列瑞士汽巴-嘉基公司投產(chǎn)，主要用作纖維柔軟劑和直接染料的固化劑。目前八十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.4.2季銨鹽型表面活性劑烷基季銨鹽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是氮原子上連有四個(gè)烷基，通常烷基中有一個(gè)或兩個(gè)是長鏈碳?xì)渫榛?，其余烷基的碳原子?shù)為一個(gè)或兩個(gè)。一般情況下，該表面活性劑的水溶性很好，但隨著烷基碳鏈的增加，水溶性呈下降趨勢(shì)；疏水性烷基鏈的個(gè)數(shù)和鏈上的取代基對(duì)溶解性也有影響。如，季銨鹽分子中含有單個(gè)長鏈烷基時(shí)，該化合物能溶于極性溶劑，不溶非極性溶劑；而含有2個(gè)長鏈烷基的季銨鹽幾乎不溶于水，但溶于非極性溶劑。

當(dāng)季銨鹽的烷基鏈上帶有親水性或不飽和基團(tuán)時(shí)，能增加其水溶性。目前八十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)合成方法：叔胺+烷基化試劑（親核取代反應(yīng)）烷基化試劑：鹵代烷、硫酸烷基酯、氯化芐。①高碳鹵化物+低碳烷基胺②高碳烷基胺+低碳烷基化試劑季銨化目前八十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)①高碳鹵化物+低碳烷基胺②高碳烷基胺+低碳烷基化試劑十二烷基三甲基氯化銨DT乳膠防粘劑1231陽離子表面活性劑用于殺菌和抗靜電劑目前八十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)新潔爾滅性能更為優(yōu)異的殺菌劑十二烷基二甲基芐基溴化銨含雜原子的季銨鹽1.含酰胺基的季銨鹽合成：脂肪酰氯和胺的縮合,然后再季銨化。如，表面活性劑Sapamine

MS的合成：目前八十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)第一步：油酸與三氯化磷反應(yīng)制備油酰氯第二步：酰氯與胺反應(yīng)制備叔胺N,N-二乙基乙二胺N,N-二乙基-2-油酰氨基乙胺第三步：叔胺的季銨化反應(yīng)SapamineMS染料固色劑、柔軟劑等目前八十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.含醚基的季銨鹽合成方法：脂肪醇的氯甲基化3.含氮原子的季銨鹽N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基溴化銨目前九十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)4.含硫原子的季銨鹽十二烷基氯甲基硫醚含雜環(huán)的季銨鹽嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌嗪環(huán)、喹啉環(huán)目前九十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.4.3陽離子表面活性劑的應(yīng)用陽離子表面活性劑最初是作為殺菌劑出現(xiàn)的。60年代產(chǎn)量有了較大的增長，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，抗靜電劑和紡織助染劑，肥料的抗結(jié)塊劑，農(nóng)作物除莠劑，瀝青和石子的黏結(jié)促進(jìn)劑，金屬防腐劑，顏料分散劑，塑料抗靜電劑，頭發(fā)調(diào)理劑，化妝品用乳化劑，礦石浮選劑和殺菌劑。目前九十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)殺菌作用定義：能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用的一類表面活性劑；殺菌機(jī)理：首先表面活性劑吸附于菌體，然后浸透菌體的細(xì)胞膜并破壞之；

陽離子通過靜電力、氫鍵力以及表面活性劑分子與蛋白質(zhì)分子間的疏水結(jié)合等作用，吸附帶負(fù)電的細(xì)菌體，聚集在細(xì)胞壁上，產(chǎn)生室阻效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌生長受抑而死亡；同時(shí)其憎水烷基還能與細(xì)菌的親水基作用，改變膜的通透性，繼而發(fā)生溶胞作用，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞的溶解和死亡。目前九十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)陽離于表面活性劑在水溶液中或某些有機(jī)溶劑中可形成膠束，降低溶掖的表面張力，具有乳化、潤濕、去污等性能。在弱酸性溶液中能洗去織物(像絲毛類)上帶正電荷的污垢，但日常生活中卻很少使用，這是因?yàn)橐话憷w維織物和固體表面均帶負(fù)電荷，且不用酸性介質(zhì)洗滌。當(dāng)使用陽離子表面活性劑時(shí)，它吸附在基質(zhì)和水的界面上。由于表面活性劑和基質(zhì)間具有強(qiáng)烈的靜電引力，親油基朝向水相，使基質(zhì)疏水，因此不適用于洗滌。目前九十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)但當(dāng)其吸附在纖維表面形成定向吸附膜后，中和了纖維表面帶有的負(fù)電荷，減少了固摩擦產(chǎn)生的自由電子，因而具有較好的抗靜電性能。表面活性劑的抗靜電機(jī)理：目前九十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)此外，它還能顯著降低纖維表面的靜摩擦系數(shù)，具有良好的柔軟平滑性能，故廣泛用作纖維的柔軟整理劑。柔順原理：纖維在使用某種含表面活性劑為主要成分的油劑后，纖維就具有良好的親水性，且表面活性劑的親水端排列在纖維的表面，減少了纖維表面的摩擦而產(chǎn)生柔軟平滑作用；目前九十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)勻染作用在印染工業(yè)中，以達(dá)到均勻染色為目的的表面活性劑稱為勻染劑；達(dá)到均勻染色的兩種途徑：降低染色速度，使染料分子與纖維緩慢接觸；對(duì)已發(fā)生不勻染色的織物，能使深色部分的染料分子向淺色部分遷移，稱為“移染”。目前九十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)（1）親纖維勻染劑表面活性劑與纖維的吸附親和力較大，染料只能在勻染劑后追蹤，延長染色時(shí)間達(dá)到緩染的目的，在染色工藝完成后，染料不能再移動(dòng)。（2）親染料勻染劑表面活性劑與染料有較大親和力，在染色時(shí)可拉住染料分子，達(dá)到緩染目的，同時(shí)亦可移染；PAN使用的陽離子型勻染劑聚乙二醇類非離子表面活性劑目前九十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)在使用陽高子表面活性劑時(shí)應(yīng)注意：它不能與肥皂或其它陽離子表面活性劑共享，否則將引起陽離子活性物沉淀而失效；同樣，遇到偏硅酸鈉、硝酸鹽、蛋白質(zhì)、大部分生物堿羧甲基纖維素也會(huì)發(fā)生作用而失效；陽離子活性劑能與直接染料或螢光染料發(fā)生作用，使織物退色，使用時(shí)也要注意。目前九十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.5兩性表面活性劑通常所說的兩性表面活性劑，是指由陰離子和陽離子所組成的表面活性劑。換言之，單就兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)來講，在親水基一端既有陽離子(+)也有陰離子(-)。+-目前一百頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.5.1兩性表面活性劑的特性（1）在相當(dāng)寬的pH范圍內(nèi)具有良好的表面活性；（2）與非、陰、陽離子復(fù)配，表現(xiàn)良好協(xié)同效應(yīng)；（3）具有極好的耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性；（4）對(duì)眼等器官的粘膜無刺激性，皮膚溫和；（5）抗菌性和抑霉性；（6）柔軟性和抗靜電性；（7）良好的生物降解性；（8）潤濕性和發(fā)泡性；（9）良好的乳化性和分散性。目前一百零一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.5.2兩性表面活性劑的分類按整體化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(1)甜菜堿型甜菜堿型表面活性劑，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好?？煽闯墒莾尚员砻婊钚詣┑拇?。最大的特點(diǎn)是無論是在酸性、中性或堿性都易溶于水。即使在等電點(diǎn)也無沉淀，且在任何pH值時(shí)均可使用。目前一百零二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)兩性表面活性劑的等電點(diǎn)pH<4pH=4pH>4陽離子表面活性劑陰離子表面活性劑去污、乳化等基本性質(zhì)殺菌、抗靜電等附加性質(zhì)目前一百零三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)(2)咪唑啉型R=C8-18烷基具有其他表面活性劑無可比擬的溫和性質(zhì)，對(duì)皮膚、眼睛刺激極小，無過敏反應(yīng)。多用于高檔、專用的洗發(fā)香波，而且在嬰兒用品上前景廣闊。目前一百零四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)(3)氨基酸型N-烷基-b-氨基丙酸N-烷基-a-亞氨基羧酸特點(diǎn)是：對(duì)環(huán)境和生物體的安全性高，對(duì)皮膚和頭發(fā)有親和性，前景最好的是對(duì)安全性要求極高的化妝品。(4)卵磷脂類目前一百零五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.5.3兩性表面活性劑的合成一、

甜菜堿型兩性表面活性劑的合成甜菜堿是一種天然產(chǎn)物，最早由Kruger從甜菜中分離出來，1876年由Bruhl命名（CH3）3N+CH2COO－三甲胺乙（酸）內(nèi)酯陽離子：季銨鹽型陰離子：羧酸、磺酸型、硫酸型、磷酸型、咪唑啉型甜菜堿系兩性表活劑的基本結(jié)構(gòu)：目前一百零六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)1.羧酸型甜菜堿①

氯乙酸鈉法合成（應(yīng)用最廣泛）實(shí)例:十二烷基二甲基甜菜堿CH3CH3產(chǎn)品性能：具有良好的潤濕性和洗滌性能，對(duì)鈣鎂金屬離子有良好的螯合能力，用于硬水中。目前一百零七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②鹵代烷和氨基酸鈉反應(yīng)合成第一步：由胺與氯乙酸鈉反應(yīng)制備氨基酸鈉；第二步：再與鹵代烷反應(yīng)制備甜菜堿。目前一百零八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)③鹵代烷與氨基酸酯反應(yīng)再經(jīng)水解合成④α-溴代脂肪酸與叔胺反應(yīng)合成⑤長鏈烷基氯甲基醚與叔氨基乙酸反應(yīng)合成制備含有醚基的甜菜堿制備含有?；奶鸩藟A目前一百零九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.磺酸型甜菜堿James在1885年合成出來。結(jié)構(gòu)通式合成方法①長鏈烷基二甲胺+溴乙烷磺酸鈉目前一百一十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②叔胺+過量二溴乙烷③叔胺+1，3－丙撐基亞磺酸內(nèi)酯+目前一百一十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)④叔胺+乙烯磺酰氯3.硫酸酯甜菜堿結(jié)構(gòu)通式目前一百一十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)合成方法①脂肪胺（叔胺）+氯丁醇（鹵代醇）目前一百一十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②脂肪胺+烷基磺酸內(nèi)酯℃℃目前一百一十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)③（吡啶三氧化硫絡(luò)合物+環(huán)氧乙烷）+二甲胺++目前一百一十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、咪唑啉型兩性表面活性劑的合成最突出優(yōu)點(diǎn)是極好的生物降解性，迅速完全降解；對(duì)皮膚刺激極?。话l(fā)泡性能很好，在化妝品助劑、香波、紡織助劑等方面。2-烷基-N-羧甲基-N’-羥乙基咪唑啉2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉R=C12~18目前一百一十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2-烷基-N-羥乙基咪唑啉+氯乙酸鈉2-烷基-N-羥乙基咪唑啉+氯乙基磺酸目前一百一十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、氨基酸系兩性表面活性劑的合成a.

脂肪胺（伯胺）+丙烯酸甲酯，然后水解這種表面活性劑洗滌力極強(qiáng)，作為特殊用途的洗滌劑。N-烷基-β-氨基丙酸b.脂肪胺+丙烯腈目前一百一十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)C.高級(jí)脂肪胺+氯乙酸烷基甘氨酸（RNHCH2COOH）的制備2.5.4兩性表面活性劑的應(yīng)用衣用洗滌劑組分含量C10H21OCH2CHOHCH2N＋(CH3)2CH2COO－5C16H31O(C2H4O)4CH2CHOHCH2N＋(CH3)2CH2COO－5RO(C2H4O)8H12焦磷酸鈉12丙二醇66目前一百一十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)適用于較廣范圍pH值的使用介質(zhì)，耐硬水性好；刺激性小，毒性低；與其他表面活性劑配伍性好，易產(chǎn)生加和增效的協(xié)同作用；不與香精發(fā)生作用。嬰兒香波咪唑啉15烷基聚氧乙烯硫酸鈉5酰化蛋白質(zhì)3檸檬酸0.3苯甲酸鈉1二苯甲酮0.1香料0.1水至100目前一百二十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)在纖維工業(yè)中的應(yīng)用抗靜電劑柔軟劑兩性和陽離子表活劑抗靜電效果比陰離子和非離子更為優(yōu)越，因其帶正電荷，能夠與大多數(shù)纖維表面所帶的負(fù)電荷中和。在食品工業(yè)中的應(yīng)用面包、人造奶油、冰淇淋、巧克力等食品在醫(yī)藥工業(yè)和微生物工業(yè)中的應(yīng)用乳化劑、分散增溶劑、潤濕劑、殺菌消毒劑目前一百二十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.6非離子型表面活性劑

與離子型表面活性劑的比較：在水溶液中不形成離子，在水中的溶解是憑借分子中的活性基團(tuán)與水形成的氫鍵。表面活性由中性分子體現(xiàn)。定義：非離子表面活性劑是一類在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)（醚基或羥基）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。目前一百二十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)非離子表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)（1）穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類存在的影響；（2）不易受鈣、鎂離子的影響，硬水中使用性能好；

（3）不易受酸堿的影響；（4）與其他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）大部分呈液態(tài)和漿態(tài)，使用方便；（7）存在“濁點(diǎn)”。目前一百二十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)

濁點(diǎn)（cloudpoint,CP）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，氫鍵被破壞，使其親水性降低，表面活性劑在水中的溶解度下降。當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，表面活性劑從溶液中析出，使原來透明的溶液變渾濁，這時(shí)的溫度為濁點(diǎn)。濁點(diǎn)可以表示非離子表面活性劑親水性高低。濁點(diǎn)越高，越不易自水中析出，親水性越好。無水狀態(tài)下,聚氧乙烯鏈的形態(tài)水溶液中的聚氧乙烯鏈的形態(tài)目前一百二十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)注意：區(qū)分離子型表面活性劑krafft點(diǎn)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.目前一百二十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)非離子表面活性劑的分類按親水基聚氧乙烯型多元醇型:脂肪酸與多元醇生成的酯烷醇酰胺型:脂肪酸與單、二乙醇胺縮合聚醚型:環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷嵌段共聚物烷基酚聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯醚脂肪胺聚氧乙烯醚目前一百二十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.6.1聚氧乙烯型非離子表面活性劑一、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）世界合成洗滌劑工業(yè)的三次重大轉(zhuǎn)變肥皂支鏈烷基苯直鏈烷基苯50年代脂肪醇系表活劑80年代脂肪醇系表活劑去污力高，配伍性好，泡沫低，易生物降解，耐硬水。配制的洗滌劑適宜低溫，冷水洗滌。60年代RO(CH2CH2O)nH目前一百二十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)

PeregalO（平平加O）控制環(huán)氧乙烷的量,則可以得到不同摩爾比的加成物。合成階段分2部分完成：用途：廣泛應(yīng)用于民用洗滌劑、化纖、紡織工業(yè)。性質(zhì)：無毒、無刺激性。具有良好的潤濕性能。目前一百二十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)

二、烷基酚聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)通式R為碳?xì)滏溚榛话銥榘颂纪榛–8H17）或九碳烷基（C9H19）很少有十二個(gè)碳原子以上的烷基做取代基壬基酚聚氧乙烯醚的合成目前一百二十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑性質(zhì)與用途根據(jù)環(huán)氧乙烷加入量不同，可制得油溶性、弱親水性及濁點(diǎn)達(dá)100℃以上的強(qiáng)親水性化合物表面張力隨環(huán)氧乙烷加成數(shù)不同發(fā)生變化，隨著n的增加，水溶液的表面張力逐漸升高。n=8～10時(shí)，水溶液潤濕性好，表面張力低n>15，可在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中使用?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸和強(qiáng)堿，在高溫時(shí)亦不容易被破壞可用于金屬酸洗及強(qiáng)堿性洗凈劑中還可用作滲透劑、乳化劑、洗滌劑及染色中的剝色劑等對(duì)氧化劑穩(wěn)定不易生物降解目前一百三十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、脂肪酸聚氧乙烯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H結(jié)構(gòu)通式：合成方法：脂肪酸與環(huán)氧乙烷酯化脂肪酸與聚乙二醇酯化脂肪酸酐與聚乙二醇反應(yīng)脂肪酸金屬鹽與聚乙二醇反應(yīng)脂肪酸酯與聚乙二醇酯交換目前一百三十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)①脂肪酸與環(huán)氧乙烷（EO）反應(yīng)第二階段是聚合階段，反應(yīng)過程：第一階段可叫做引發(fā)階段目前一百三十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)②脂肪酸與聚乙二醇反應(yīng)采用酸性催化劑如硫酸、苯磺酸等為了主要獲得單酯，通常要加入過量的聚乙二醇例：月桂酸聚乙二醇酯的合成目前一百三十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)該產(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。目前一百三十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)四、聚氧乙烯烷基胺結(jié)構(gòu)通式反應(yīng)式由脂肪族伯胺或仲胺同環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得。特點(diǎn)：具有陽離子和非離子的性質(zhì)。目前一百三十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.6.2脂肪酸多元醇型非離子表面活性劑結(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)目前一百三十六頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)一、脂肪酸失水山梨醇酯商品名：Span性能：潤濕性，水溶性差合成：由脂肪酸與失水山梨醇酯化制得目前一百三十七頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、脂肪酸甘油酯和季戊四醇酯主要用作乳化劑及纖維油劑，同時(shí)因?qū)θ梭w無害，也常用作食品及化妝品的乳化劑。工業(yè)上多采用酯交換法去生產(chǎn)，這種方法簡單而且價(jià)廉，成本較低。目前一百三十八頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、蔗糖的脂肪酸酯性質(zhì)：無毒、無味，用后可消化為脂肪酸和庶糖，生物降解性好，是表面活性劑向天然化發(fā)展的一種趨勢(shì)

用途：洗滌劑及食品乳化劑等制備方法：將原料脂肪酸甲酯和蔗糖用溶劑溶解后，在堿催化下加熱發(fā)生酯交換反應(yīng)目前一百三十九頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)特性陰離子表面活性劑聚乙二醇型非離子表面活性劑發(fā)泡性一般較大一般較?。ㄔ诠I(yè)上有利）滲透性以滲透劑OT為最好可制成同等程度或更好的滲透劑去污性中等程度易制成高去污程度的乳化性、分散性良好可變換EO聚合度制成適合各種用途的產(chǎn)品用作染色助劑酸性染料勻染劑士林染料的勻染劑低濃度時(shí)使用效果性能下降性能良好產(chǎn)品狀態(tài)多為粒狀物，部分為粉狀主要為液狀，使用方便價(jià)格最低部分品種比陰離子型高

陰離子與非離子表面活性劑主要性能目前一百四十頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)2.7洗滌劑一、洗滌劑的分類1.按洗滌劑的化學(xué)性質(zhì)分類一般可分為3類：陰離子型洗滌劑、陽離子型洗滌劑、非離子型洗滌劑。常用的是陰離子型和非離子型洗滌劑。粉狀、空心顆粒狀、液體、漿狀、塊狀等多種形式洗滌劑。2.按商品形式分類

定義：按專門配方配制的以提高去污性能的產(chǎn)品。目前一百四十一頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)3.按用途分類主要分為民用洗滌劑和工業(yè)用洗滌劑。民用洗滌劑包括個(gè)人衛(wèi)生清潔劑、衣物用洗滌劑和家庭日用清潔劑。分類名稱廚房用洗滌劑洗潔精、去污粉、油煙凈等織物用洗滌劑肥皂、洗衣粉、絲毛洗滌劑、衣領(lǐng)凈等身體用洗滌劑香皂、沐浴液、洗手液等其他潔廁劑、地毯清潔劑等目前一百四十二頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)加酶型、增白型、漂白型等。4.按洗滌難易程度分類輕垢型洗滌劑和重垢型洗滌劑。5.按泡沫多少可分類低泡型、中泡型和高泡型。6.按助洗劑的特點(diǎn)分類目前一百四十三頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)二、洗滌劑的組成一般組成活性物助劑雙親表面活性劑改善洗滌效果物質(zhì)陰離子型（洗衣粉）陽離子型（殺菌）兩性型（柔軟劑）非離子型（液態(tài)洗凈劑）三聚磷酸鈉增白劑酶制劑香精目前一百四十四頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)三、洗滌去污原理1.洗滌的基本過程配制洗滌浴→污垢脫除→懸浮、分散污垢→防止污垢再沉積→漂洗2.去污機(jī)理基材﹡污垢

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洗滌浴基材﹡洗滌浴

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污垢﹡洗滌浴表面活性劑的洗滌性，包括了表面活性劑的潤濕性、滲透性、乳化性、分散性、增溶性、和發(fā)泡性幾乎全部特性，洗滌性是表面活性劑綜合性能的表現(xiàn)。目前一百四十五頁\總數(shù)一百五十九頁\編于八點(diǎn)洗滌劑在洗滌過程中的作用（1）降低水的表面張力，改善水對(duì)洗滌物品表面的潤濕性，從而去除污垢；潤濕是指固體表面上的一種氣體（空氣）被一種液體（水、水溶液）取代的過程。