日用化學(xué)品化學(xué)

1、1日用化學(xué)品化學(xué)于占龍K6-3122第一章 緒論 日用化學(xué)工業(yè) 生產(chǎn)日常生活所需化學(xué)品的工業(yè) 日用化學(xué)品 日常生活所需化學(xué)品3 日用化學(xué)工業(yè)的范圍賴祖亮小木蟲4第二章 表面活性劑理論簡介52.1 表面活性劑 1 表面張力（表面自由能） 單位 Nm-1=Jm-2使表面有自動收縮到最小的趨勢水和乙醇液滴哪個更加容易收縮成圓形?6物質(zhì)/(10-3Nm-1)T/K物質(zhì)/(10-3Nm-1)T/K水(液)72.75293W(固)29002000乙醇(液)22.75293Fe(固)21501673苯(液)28.88293Fe(固)18801808丙酮(液)23.7293Hg(液)485293正辛醇(液水)

2、8.5293NaCl(固)227298正辛酮(液)27.5293KCl(固)110298正己烷(液水)51.1293MgO(固)1200298正己烷(液)18.4293CaF2(固)45078正辛烷(液水)50.8293He(液)0.3082.5正辛烷(液)21.8293Xe(液)18.6163某些液體、固體的表面張力和液液界面張力某些液體、固體的表面張力和液液界面張力7 2 表面活性和表面活性劑濃度濃度ABC第1類（曲線A）：無機酸、堿、鹽等第2類（曲線B）：有機酸、醇、醛等第3類（曲線C）：肥皂、長鏈烷基苯磺酸鈉等(表面活性劑）在一定的溫度下，純液體的表面張力有一定值，且表面層的組成與內(nèi)部

3、的相同；但加入溶質(zhì)后，表面張力會發(fā)生變化，且溶液表面層的濃度不同于其內(nèi)部濃度。8能使水的表面張力明顯降低的溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)(表面活性劑)。使水的表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性。9 *3 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點 4界面吸附及定向排列兩親結(jié)構(gòu)兩親結(jié)構(gòu)溶液濃溶液濃度較稀度較稀10濃度較大時，形成濃度較大時，形成單分子膜單分子膜11 5 膠束的形成 和溶液濃度有關(guān)12表面活性劑是兩親分子。溶解在水表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達中達時，其非極性部分會時，其非極性部分會自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為

4、集體稱為。膠束膠束13 5.1 臨界膠束濃度（p14表2.1）臨界膠束濃度（cmc)開始形成膠束的最低濃度開始形成膠束的最低濃度14臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration)15 5.2 膠束的形狀碳氫鏈轉(zhuǎn)變成規(guī)整排列，完成了從碳氫鏈轉(zhuǎn)變成規(guī)整排列，完成了從的轉(zhuǎn)變。有明顯的光學(xué)各向異性性質(zhì)。的轉(zhuǎn)變。有明顯的光學(xué)各向異性性質(zhì)。 16 5.3 聚集數(shù)構(gòu)成膠束的表面活性劑分子數(shù)目。構(gòu)成膠束的表面活性劑分子數(shù)目。賴祖亮小木蟲影影響響聚聚集集數(shù)數(shù)因因素素175.4 影響臨界膠束濃度的因素影響臨界膠束濃度的因素 1 碳氫鏈長對臨界膠束濃度的影響 2 親水基位置

5、和碳氫鏈分支的影響 3 碳氫鏈不飽和度的影響 4 碳氫鏈極性取代基的影響支化度高，cmc大不飽和度高，cmc大有極性取代基的，cmc大18 5 碳氫鏈上苯環(huán)取代基對臨界膠束濃度的影響 6 表面活性劑的類型的影響 7 無機鹽的影響 8 醇的影響離子型表面活性劑cmc大19 6 表面活性劑的類型賴祖亮小木蟲賴祖亮小木蟲202.2 親水親油平衡值-HLBHLB 1 HLB1 HLB值的實際含義值的實際含義 2 HLB2 HLB值的規(guī)定值的規(guī)定 0-40(0-40(石蠟，十二萬基硫酸鈉）石蠟，十二萬基硫酸鈉） 3-63-6、8-188-18，可用作，可用作W/OW/O，O/WO/W乳化劑。乳化劑。HL

6、B值代表親水基和親油基的平衡值，用來衡量親水與親油能力的強弱。實際上主要表征了表面活性劑的親水性。HLB值越高，親水性越強；HLB值越低，親水性越弱。21 3 HLB值確定 3.1 水溶法 3.2 Davies(戴維斯法） 表2-5根據(jù)表面活性劑在水中的溶解性判斷（p21表2-4）HLB72223 預(yù)備知識 表面張力 Fa Fb a潤濕了b（潤濕現(xiàn)象） Fa Fb a收縮成液滴（不能潤濕，如露珠） 臨界表面張力（界面自由能）-類似于液體的表面張力，表達了固體表面收縮趨勢的大小。24 3.1 洗滌過程載體載體污垢污垢 +洗滌劑洗滌劑載體載體+污垢污垢洗滌劑洗滌劑 25 1）固體污垢 通常帶負電，

7、較難溶于水，可被分散、懸浮 2）液體污垢 大多油溶性，動植物油、脂肪酸類可與堿發(fā)生造 化反應(yīng)，可被乳化和分散 3）特殊污垢26 2 污垢的粘附作用 物理粘附：機械力粘附、靜電力粘附 化學(xué)粘附：化學(xué)鍵、氫鍵27 3 污垢的去除機理洗滌劑的作用洗滌劑的作用（1 1）降低水的表面張力，改善水對洗滌物品）降低水的表面張力，改善水對洗滌物品表面的潤濕性；表面的潤濕性；（2 2）能增強污垢的分散和懸浮能力。）能增強污垢的分散和懸浮能力。28 3.1 液體污垢的去除機理 第一步 潤濕 90定為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)；定為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)；90不潤濕；不潤濕； 90潤濕；潤濕；接觸角概念29第二部第二部 液體污垢的去除

8、液體污垢的去除洗滌液優(yōu)先洗滌液優(yōu)先潤濕表面，潤濕表面，使污垢與載使污垢與載體 之 間 從體 之 間 從“互親互親”轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為“互憎互憎”，即從潤濕變即從潤濕變?yōu)椴粷櫇?，為不潤濕，油污發(fā)生卷油污發(fā)生卷縮，利于脫縮，利于脫離物體表面離物體表面被洗掉被洗掉(a) 表面上的油膜表面上的油膜(b)(c)卷縮成油珠的油膜卷縮成油珠的油膜通過通過“卷縮卷縮”機理實現(xiàn)機理實現(xiàn)30油污卷縮被水力（箭頭）除去的過程油污卷縮被水力（箭頭）除去的過程31 3.2 固體污垢的去除機理32為什么陰離子表活劑適合作洗滌劑？為什么陰離子表活劑適合作洗滌劑？33 3.3 特殊污垢的去除 3.4 干洗的去污機理34 3.5影響洗滌

9、作用的因素 1 表面張力 較低的表面張力可以提高洗滌效果 2 表面活性劑濃度 達到cmc時才有良好的洗滌效果，高于cmc時效果遞增不明顯。 局部洗滌時可利用，提高洗滌效果。 3 溫度35 4 乳化與泡沫 乳化 泡沫 5 污垢載體的性質(zhì) 6 水的硬度 36 特點：密度大，含有高含量表面活性劑，去污力強，易漂洗等。 濃縮洗滌劑提高了單位體積的洗滌劑的有效成分含量（或提高單位質(zhì)量的洗滌劑的去污性能），從而增強單位質(zhì)量洗滌劑的洗滌效果，同時減少非有效化學(xué)品和水等的使用，節(jié)約運輸、倉儲，減少排放。373839 3.3 家用洗滌用品的主要原料 肥皂-通常指高級脂肪酸或者混合脂肪酸的鹽。 化學(xué)通式:RCOO

10、M，R代表長碳鏈烷基，M代表某種金屬離子。 具有洗滌、去污、清潔等作用的皂類主要是脂肪酸鈉鹽、鉀鹽和銨鹽，其中最常用的是脂肪酸鈉鹽 。40 1 肥皂的主要原料 1）油脂（油和脂） 幾個重要參數(shù)相對密度凝固點皂化值碘值 （干性油、半干性油和不干性油）41 2）脂肪酸 3）松香 4）木漿浮油 5）堿 （皂化原料） 肥皂廠用于皂化反應(yīng)的堿是氫氧化鈉，有時用氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等。 6）食鹽（鹽析，分離肥皂和水相） 7）硅酸鈉 又稱泡花堿，水玻璃。主要用做洗衣皂的添加劑,少量為香皂的抗氧化劑.42 8）脫色劑 脫色作用有物理吸附脫色，有與色素發(fā)生氧化或還原反應(yīng)而脫色。 借助物理作用的脫色劑有活性白

11、土和活性碳，借助化學(xué)反應(yīng)的脫色劑有次氯酸鈉、雙氧水、保險粉和雕白粉。 保險粉-連二硫酸鈉 雕白粉-甲醛合亞硫酸氫鈉、甲醛合次硫酸氫鈉的混合物43 9)著色劑 使肥皂全部染色時使用染料，局部染色或制造條紋皂時使用顏料。 10）香料 11）其他材料 熒光增白劑 抗氧劑-防止肥皂酸敗和褪色 殺菌劑 螯合劑-軟化硬水，降低水的硬度 44 加脂劑 鈣皂分散劑 透明劑45 2 洗滌劑的主要原料 洗滌劑是按一定的配方配制的產(chǎn)品。洗滌劑配方的必要組分是表面活性劑，其他輔助成分等。 按用量和品種，用的最多的是陰離子表面活性劑，其次是非離子表面活性劑，兩性表面活性劑很少使用。 陽離子表面活性劑，由于它在纖維上的吸

12、附大、洗滌力小，且價格昂貴，不適合用于洗滌劑，有時在洗滌劑中加入陽離子表面活性劑主要是為了使洗滌劑具有殺菌消毒能力或起柔軟作用。46無機助劑（1）磷酸鹽 常用的磷酸鹽有磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸四鉀。 合成洗滌劑中最常用也是性能最好的螯合劑是三聚磷酸鈉。47 三聚磷酸鈉 它對Ca2+,Mg2+、Fe3+等金屬離子有良好的絡(luò)合能力等，可以起到軟化水的作用； 它對蛋白質(zhì)有膨潤,增溶作用，對脂肪起促進乳化作用，對塵土等固體污垢有分散作用； 它還有堿緩沖作用，即使有酸性污垢存在也能使洗滌液保持一定的堿度，有利于酸性污垢的去除； 它還具有吸收水分防止洗衣粉結(jié)塊的作用，能保持合成洗滌劑制品始終成為干爽的

13、粒狀。48磷酸鹽的污染水體的富營養(yǎng)化 傳統(tǒng)的合成洗衣劑都含有三聚磷酸鹽的成分，其含量在20%40%之間。 然而，“磷”是造成水體富營養(yǎng)化的罪魁禍?zhǔn)祝驗榱资且环N營養(yǎng)物質(zhì)，它可以造成水中藻類的瘋長。 而大量藻類又會消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐敗，水體失去自凈功能從而破壞水質(zhì)。 作為有磷洗滌劑中的“磷”造成水體富營養(yǎng)化已被國內(nèi)外環(huán)保專家所公認。 49 50磷酸鹽的替代品51（2）硅酸鈉 硅酸鈉（Na2OnSiO2）通常稱為水玻璃或泡花堿，水玻璃的水溶液相當(dāng)于由硅酸鈉與硅酸組成的緩沖溶液。 水玻璃在溶液中能緩沖pH值、保持弱堿性，起到減少洗滌劑消耗和保護織物的作用。 水玻璃還具有懸浮力

14、、乳化力和泡沫穩(wěn)定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉積的作用。 制造粉狀洗滌劑時，加入水玻璃能使產(chǎn)品保持疏松，防止結(jié)塊，增加顆粒的強度、流動性和均勻性。 （3） 硫酸鈉、碳酸鈉 523.4 主要家用洗滌用品的配方設(shè)計原理 三角圖法篩選配方53抗污垢再沉積劑 羧甲基纖維素鈉（羧甲基纖維素鈉（CMCCMC） 聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮漂白劑和熒光增白劑酶制劑抗靜電劑和柔軟劑泡沫劑和抑泡劑54肥皂的生產(chǎn)工藝55中性油皂化法中性油皂化法脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然后經(jīng)過脂肪酸中和法（油脂先水解生成脂肪酸，然后經(jīng)過蒸餾精制后得到較純凈的脂肪酸，與堿中和生成皂）蒸餾精制后得到較純凈的脂肪酸，與堿

15、中和生成皂）大鍋皂化法大鍋皂化法連續(xù)皂化法連續(xù)皂化法（間歇生產(chǎn)間歇生產(chǎn)）（連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)生產(chǎn)）在美國的油脂制造業(yè)中，采用脂肪酸中和法制皂基占在美國的油脂制造業(yè)中，采用脂肪酸中和法制皂基占70%，其余，其余30%采取中性油皂化法制造，而這采取中性油皂化法制造，而這30%中，大鍋皂化法基本不用，中，大鍋皂化法基本不用，均采用連續(xù)皂化法均采用連續(xù)皂化法在國內(nèi)，大部分皂基仍采用大鍋皂化法生產(chǎn)在國內(nèi)，大部分皂基仍采用大鍋皂化法生產(chǎn)56一、油脂預(yù)處理一、油脂預(yù)處理二、皂化二、皂化三、鹽析三、鹽析五、堿析五、堿析六、整理六、整理四、洗滌四、洗滌57一、制皂用油脂一、制皂用油脂植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米

16、糠油等植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米糠油等動物油：牛脂、豬脂等動物油：牛脂、豬脂等58相對密度：相對密度：反應(yīng)了油脂分子質(zhì)量及黏度的高低反應(yīng)了油脂分子質(zhì)量及黏度的高低凝固點：凝固點：油脂凝固點太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差油脂凝固點太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差 凝固點太低，肥皂硬度不足，油脂飽和度越高，則凝固點高凝固點太低，肥皂硬度不足，油脂飽和度越高，則凝固點高皂化值：皂化值：指指1g油脂完全皂化，所消耗油脂完全皂化，所消耗KOH的質(zhì)量，油脂分子量的質(zhì)量，油脂分子量越高，則皂化值越低越高，則皂化值越低碘值：碘值：油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反應(yīng)消耗的碘量，油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反應(yīng)消耗的碘量，可以衡量油脂的不飽和