第六章表面活性劑

1、第六章第六章 表面活性劑表面活性劑 冰淇淋冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了是我們最喜愛的食物；有了化妝品化妝品我們的生活也變得如此美好。若沒有表面活性我們的生活也變得如此美好。若沒有表面活性劑，這兩樣東西都不會有。這真是太可悲了。劑，這兩樣東西都不會有。這真是太可悲了。但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會有但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因為沒有表人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因為沒有表面活性劑，人也沒有了。面活性劑，人也沒有了。 英國著名界面化學家英國著名界面化學家Ckint指甲油指甲油香香 水水表面張力：使液體表面分子向內收縮至最小表面張力：使液體表面

2、分子向內收縮至最小面積的這種力面積的這種力6.16.1表面活性劑的定義、應用和發(fā)表面活性劑的定義、應用和發(fā)展趨勢展趨勢6.1.16.1.1表面活性劑的概念表面活性劑的概念 表面活性劑是指那些具有很強表面活性、表面活性劑是指那些具有很強表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質。能使液體的表面張力顯著下降的物質。圖圖1 荷葉上的水珠的表面張力作用現(xiàn)象荷葉上的水珠的表面張力作用現(xiàn)象6.1.26.1.2表面活性劑的應用表面活性劑的應用 表面活性劑涉及應用學科各表面活性劑涉及應用學科各領域之中，如：化工、紡織、食品、領域之中，如：化工、紡織、食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、藥學中更是應用廣泛：醫(yī)藥衛(wèi)生、藥學中更是應用

3、廣泛：制劑輔料、分析試劑、植物成分的制劑輔料、分析試劑、植物成分的萃取等等。目前已有數(shù)千種之多，萃取等等。目前已有數(shù)千種之多，逐漸發(fā)展成為一門新興的應用學科。逐漸發(fā)展成為一門新興的應用學科。6.1.36.1.36.1.36.1.36.1.36.1.3表面活性劑的發(fā)展趨勢表面活性劑的發(fā)展趨勢表面活性劑的發(fā)展趨勢表面活性劑的發(fā)展趨勢表面活性劑的發(fā)展趨勢表面活性劑的發(fā)展趨勢6.2.6.2.表面活性劑的結構特征和分類表面活性劑的結構特征和分類6.2.16.2.1表面活性劑的結構特征表面活性劑的結構特征 表面活性劑表面活性劑分子一般由非極性基團和一個以分子一般由非極性基團和一個以上的極性基團組成。上的極

4、性基團組成。非極性烴鏈（疏水）非極性烴鏈（疏水）極性基團（親水）極性基團（親水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸陰離子表面活性劑RCOONa羧酸鹽R-OSO3Na 硫酸酯鹽R-SO3Na磺酸鹽R-OPO3Na2磷酸酯鹽1.離子型2.非離子型陽離子型陰離子型兩性型表面活性劑按離子類型按離子類型6.2.2 6.2.2 表面活性劑的分類表面活性劑的分類陽離子表面活性劑R-NH2HCl伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl仲胺鹽 | H CH3 |R-N-HCl叔胺鹽 | CH3 CH3 |R-N+-CH3Cl-季胺鹽

5、 | CH3兩性表面活性劑R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜堿型 | CH3R-(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-COOCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗稱平平加系列，具良好濕潤性能俗稱平平加系列，具良好濕潤性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗稱俗稱 OP系

6、列，化學性質穩(wěn)定，抗氧化性能強系列，化學性質穩(wěn)定，抗氧化性能強(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物氧乙烯加成物Span類類 及及 Tween類類表面活性劑即屬表面活性劑即屬此類；具有此類；具有低毒低毒的特點，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食的特點，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)以及生化實驗品工業(yè)以及生化實驗(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡劑、增粘劑常用作起泡劑、增粘劑 OOHOHOOHCORSpanOOO(C2H4O)yHOO(C2H4O)zHCORH(OC2H4)xTween6.3表面活性劑

7、的基本性質和應用表面活性劑的基本性質和應用 （a）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面）是極稀溶液，界面上沒聚集很多的表面活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力活性劑，空氣和水直接接觸，水的表面張力下降不多，接近于純水的狀態(tài)。下降不多，接近于純水的狀態(tài)。b）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，）濃度相對升高，很快地聚集到水表面上，即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相即表面吸附量大為增加、空氣和水的接觸相對減少，水表面張力下降對減少，水表面張力下降（c c）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙）表面活性劑濃度逐漸升高，表面活性劑毫無間隙地密集于液面上，形成了單分子吸附膜。空氣與水處地密集于

8、液面上，形成了單分子吸附膜?？諝馀c水處于完全隔離狀態(tài)，表面吸附達飽和。在溶液內部，增于完全隔離狀態(tài)，表面吸附達飽和。在溶液內部，增加表面活性劑加表面活性劑, ,先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成先是三三兩兩以疏水基互相靠攏，形成球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。球形膠束的最初形式。水表面張力急劇下降。6.3.26.3.2、表面活性劑膠束、表面活性劑膠束 （一）臨界膠束濃度（一）臨界膠束濃度 表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度即為即為臨界膠束濃度臨界膠束濃度（critical micellcritical micell concentration, C

9、MCconcentration, CMC）膠束的形成膠束的形成 兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會性部分會互相吸引互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成，從而使得分子自發(fā)形成有有序的聚集體序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束。這種多分子有序聚集體稱為膠束。膠束膠束膠束結構示意圖膠束結構示意圖可以利用測定可以利用測定表面張力，電表面張力，電導率等方法達導率等方法達到測定臨界膠到測定臨界膠束濃度目的束濃度目的;

10、表面活性表面活性劑 水 溶 液 其劑 水 溶 液 其濃 度 只 有 稍濃 度 只 有 稍高于其高于其CMC值 時 ， 才 能值 時 ， 才 能充 分 顯 示 其充 分 顯 示 其作用。作用。CMC6.3.36.3.3、親水親油平衡值、親水親油平衡值 （一）（一）HLBHLB值的概念值的概念 親水親油平衡值（親水親油平衡值（hydrophilehydrophilelipophilelipophile balance balance，HLBHLB）表面活性）表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親和力綜合親和力GriffinGriffin提出了用一個相對的值即

11、提出了用一個相對的值即HLBHLB值來衡量表面活性物值來衡量表面活性物質的親水性。質的親水性。對非離子型的表面活性劑，對非離子型的表面活性劑，HLBHLB的計算公式為：的計算公式為：HLBHLB值值= =親親水基質量水基質量親水基質量親水基質量+ +憎水基質量憎水基質量2020 石蠟無親水基，所以石蠟無親水基，所以HLB=0HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基，聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20HLB=20。其余非離子型表面活性劑的其余非離子型表面活性劑的HLBHLB值介于值介于0 02020之間。之間。在表面活性劑的應用中，需根據(jù)不同目的選擇具備適當在表面活性劑的應用中，需根據(jù)不同目的選擇具

12、備適當親水親油性的表面活性劑親水親油性的表面活性劑 不同不同HLBHLB值值的表面的表面活性劑活性劑的應用的應用范圍范圍（二）（二）HLBHLB值的理論計算法值的理論計算法HLB=HLB=（親水基團（親水基團 HLBHLB數(shù)）數(shù)）-（親油（親油基團基團HLBHLB數(shù)）數(shù)）+7+7 表面活性劑的用途極廣，主要有表面活性劑的用途極廣，主要有四四個方面：個方面：2.2.潤濕作用潤濕作用 4.4.浮選作用浮選作用 3.3.乳化作用乳化作用1.1.洗滌作用洗滌作用 洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對被洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對被清洗物體的潤濕作用，又要有起泡、增白、占清洗物體的潤濕作用，

13、又要有起泡、增白、占領清潔表面不被再次污染等功能。領清潔表面不被再次污染等功能。1.1.洗滌和去污作用洗滌和去污作用 洗滌體系是復雜的多相分散體系，洗滌體系是復雜的多相分散體系，潤濕、滲透、潤濕、滲透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物等等的物理的化學的過程理的化學的過程加入表面活性劑后，加入表面活性劑后，憎水基團朝向織物表憎水基團朝向織物表面和吸附在污垢上，面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。使污垢逐步脫離表面。污垢懸在水中或隨泡污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分潔凈表面被活性劑分子占領。子占領。其中占主要

14、成分的表面活性劑的去污過程可用其中占主要成分的表面活性劑的去污過程可用示意圖說明：示意圖說明：作為一良好的洗滌劑應具備如下條件：作為一良好的洗滌劑應具備如下條件： 良好的潤濕性能以使洗滌劑能與待清潔的良好的潤濕性能以使洗滌劑能與待清潔的表面緊密地接觸表面緊密地接觸 具有將油垢移入本體溶液的能力。具有將油垢移入本體溶液的能力。 具有溶解或分散已被移去的油垢防止其重具有溶解或分散已被移去的油垢防止其重新沉積于固體表面或形成浮垢的能力。新沉積于固體表面或形成浮垢的能力。 表面活性劑在洗滌劑中具有兩個基本表面活性劑在洗滌劑中具有兩個基本作用：作用：一一 降低污垢與物體表面的結合力，具有降低污垢與物體表

15、面的結合力，具有促使污垢脫離物體表面的能力；促使污垢脫離物體表面的能力；二二 具有防止污垢再沉積的功能。具有防止污垢再沉積的功能。表面活性劑在洗滌劑中的應用表面活性劑在洗滌劑中的應用（二）（二） 潤濕作用潤濕作用潤濕是固體表面的一種流體被另一種流體所取代的過程潤濕是固體表面的一種流體被另一種流體所取代的過程接觸角的示意圖：這種借助表面活性劑來潤濕物體的作用叫這種借助表面活性劑來潤濕物體的作用叫潤濕作用潤濕作用在固體表面發(fā)生定向吸附在固體表面發(fā)生定向吸附這種能使液體濕潤或能加速固體表面濕潤的表這種能使液體濕潤或能加速固體表面濕潤的表面活性劑叫做濕潤劑面活性劑叫做濕潤劑潤濕方面的應用潤濕方面的應用

16、1 礦物的泡沫浮選礦物的泡沫浮選2 金屬的防銹、緩蝕金屬的防銹、緩蝕3 織物的防水、防油處理織物的防水、防油處理4 農藥中的應用農藥中的應用（三）乳化作用（三）乳化作用一種或多種液體以微滴狀分散一種或多種液體以微滴狀分散到另一種不相混溶的液體中所到另一種不相混溶的液體中所形成的多相分散體系，稱為乳形成的多相分散體系，稱為乳狀液。這種形成乳狀液的過程狀液。這種形成乳狀液的過程稱為乳化。稱為乳化。分散相分散相 (內相、不連續(xù)相內相、不連續(xù)相)分散介質分散介質 (外相、連續(xù)相外相、連續(xù)相)水相水相 / 油相油相液珠大小液珠大小/m乳液外觀乳液外觀10.110.050.10.05乳白色乳狀液乳白色乳狀

17、液藍白色乳狀液藍白色乳狀液灰色半透明液灰色半透明液透明液透明液改善改善水水蛋白質蛋白質脂肪脂肪糖類糖類乳化劑乳化劑水水蛋白質蛋白質脂肪脂肪糖類糖類乳化劑乳化劑乳化現(xiàn)象乳化現(xiàn)象油油水水乳乳化化劑劑乳乳化化液液油油水水乳化的應用乳化的應用農藥生產、金屬加工、瀝青乳化農藥生產、金屬加工、瀝青乳化食品、化妝品食品、化妝品原油開采原油開采浮游選礦的原理圖浮游選礦的原理圖 選擇合適的捕集劑，使選擇合適的捕集劑，使它的親水基團只吸在它的親水基團只吸在礦砂礦砂的表面，憎水基朝向水。的表面，憎水基朝向水。 當?shù)V砂表面有當?shù)V砂表面有5%被被捕集劑覆蓋時，就使表捕集劑覆蓋時，就使表面產生憎水性，它會附面產生憎水性，

18、它會附在氣泡上一起升到液面，在氣泡上一起升到液面，便于收集。便于收集。氣泡的作用氣泡的作用礦物泡沫浮選礦物泡沫浮選6.4 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑 它們在整個表面活性劑生產中占有較它們在整個表面活性劑生產中占有較大的比重，世界表面活性劑總產量的大的比重，世界表面活性劑總產量的40%屬屬于這一類。于這一類。 親水性基團是陰離子的表面活性劑叫親水性基團是陰離子的表面活性劑叫陰離子型表面活性劑。陰離子型表面活性劑?；撬猁}型陰離子表面活性劑磺酸鹽型陰離子表面活性劑 6.4.1 十二烷基苯磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉簡稱簡稱LAS，是一種黃色油狀液體，經純化后可形成六，是一種黃色油狀液體，經純化后可形

19、成六角形或斜方型薄片狀結晶。理想的角形或斜方型薄片狀結晶。理想的LAS結構應該是結構應該是C10C14的直鏈烷基，苯環(huán)在烷基的第三或第四個碳的直鏈烷基，苯環(huán)在烷基的第三或第四個碳原子上連接，親水基為苯環(huán)對位單磺酸基團。原子上連接，親水基為苯環(huán)對位單磺酸基團。 LAS溶于水后呈中性，對水的硬度較敏感，對酸溶于水后呈中性，對水的硬度較敏感，對酸堿水解的穩(wěn)定性好，不易氧化。堿水解的穩(wěn)定性好，不易氧化。表面活性作用表現(xiàn)為起泡能力強、去污能力高，表面活性作用表現(xiàn)為起泡能力強、去污能力高，易與各種助劑復配，兼容性好，且成本較低，合成易與各種助劑復配，兼容性好，且成本較低，合成工藝成熟，因此應用領域廣泛。工

20、藝成熟，因此應用領域廣泛。 合成方法：合成方法：三氧化硫磺化法三氧化硫磺化法反應原理：反應原理：對設備加工精度及材質均有較高要求，設備對設備加工精度及材質均有較高要求，設備龐雜，造價均在幾百萬元以上，一般中小型龐雜，造價均在幾百萬元以上，一般中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)難以實現(xiàn)。企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)難以實現(xiàn)。 發(fā)煙硫酸磺化法發(fā)煙硫酸磺化法以發(fā)煙硫酸作為磺化劑與烷基苯反應如下：以發(fā)煙硫酸作為磺化劑與烷基苯反應如下：與三氧化硫磺化相比，發(fā)煙硫酸磺化反應速率與三氧化硫磺化相比，發(fā)煙硫酸磺化反應速率較易控制，反應放熱量也較小，但由于反應過較易控制，反應放熱量也較小，但由于反應過程同時生成大量廢酸，故生產成本偏高。程

21、同時生成大量廢酸，故生產成本偏高。6.4.2脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉簡稱簡稱AES，淡黃色至無色黏稠液體、活性物含量，淡黃色至無色黏稠液體、活性物含量一般為一般為70，未硫酸化物含量小于，未硫酸化物含量小于2，硫酸鈉，硫酸鈉含量小于含量小于2，pH值在值在78.5之間，總生物降解之間，總生物降解度大于度大于90，無毒。，無毒。硫酸酯鹽硫酸酯鹽 AES在堿性介質中是穩(wěn)定的，在酸性介質中在堿性介質中是穩(wěn)定的，在酸性介質中容易水解，在中性介質中，由于自動催化作用，容易水解，在中性介質中，由于自動催化作用，也會引發(fā)水解反應，磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，也會引發(fā)水解反應，磷酸鹽或檸檬酸鹽

22、緩沖劑，防止水解。防止水解。 AES在堿性介質中是穩(wěn)定的，易于配成透在堿性介質中是穩(wěn)定的，易于配成透明溶液；且其絲毫不會受到水硬度的影響，具明溶液；且其絲毫不會受到水硬度的影響，具備了優(yōu)異的抗鈣鎂離子作用的能力。售價低，備了優(yōu)異的抗鈣鎂離子作用的能力。售價低，去污能力、潤濕性、乳化性、鈣皂分散性及增去污能力、潤濕性、乳化性、鈣皂分散性及增溶性等方面都較強，溶性等方面都較強， 因此，因此，AES在近二十粘中以驚人的速度迅在近二十粘中以驚人的速度迅猛增長，成為陰離子表面活性劑中發(fā)展最快的猛增長，成為陰離子表面活性劑中發(fā)展最快的一個品種。據(jù)統(tǒng)計，一個品種。據(jù)統(tǒng)計，19661980年美國年美國AES產

23、產量增長了近量增長了近70倍。在我國情況也基本如此。倍。在我國情況也基本如此。 AES的最主要應用是與的最主要應用是與LAS復配成復配成產輕垢型液體洗滌劑，如絲毛清潔劑和產輕垢型液體洗滌劑，如絲毛清潔劑和餐具清潔劑、洗手液等。此時，餐具清潔劑、洗手液等。此時，AES與與LAS復配在泡沫性、去污性及溶液粘度復配在泡沫性、去污性及溶液粘度等方面均有一定的協(xié)同作用。等方面均有一定的協(xié)同作用。6.4.3十二烷基硫酸鈉十二烷基硫酸鈉脂肪醇硫酸鈉，簡稱脂肪醇硫酸鈉，簡稱K12白色至微黃色粉末，微有特殊氣體，易溶白色至微黃色粉末，微有特殊氣體，易溶于水，起泡力強，有優(yōu)良的乳化能力可作于水，起泡力強，有優(yōu)良的

24、乳化能力可作為發(fā)泡劑用。為發(fā)泡劑用。CH3(CH2)11OSO3Na， 肥皂脂肪酸鹽肥皂脂肪酸鹽(鈉鹽為多鈉鹽為多)，是一種最古，是一種最古老的表面活性劑，現(xiàn)在仍大量應用于日常生活和老的表面活性劑，現(xiàn)在仍大量應用于日常生活和生產中。肥皂比較容易制造，油脂與堿作用即生生產中。肥皂比較容易制造，油脂與堿作用即生成脂肪酸鈉與甘油。成脂肪酸鈉與甘油。6.4.4羧酸鹽型陰離子表面活性劑羧酸鹽型陰離子表面活性劑 (RCOONa) 洗滌用的鈉皂為硬質肥皂，鉀皂為軟質肥皂，其洗滌用的鈉皂為硬質肥皂，鉀皂為軟質肥皂，其它二價和三價金屬鹽為不溶性肥皂，它二價和三價金屬鹽為不溶性肥皂，pH 7時生成不時生成不溶性游

25、離脂肪酸。所以，肥皂這類表面活性劑溶性游離脂肪酸。所以，肥皂這類表面活性劑不適用不適用于硬水、酸性溶液和海水于硬水、酸性溶液和海水。 肥皂除了具有肥皂除了具有清洗清洗作用，還有作用，還有潤濕潤濕、乳化乳化和和發(fā)發(fā)泡泡作用，碳鏈從作用，碳鏈從 C8 開始能顯著降低水的表面張力，開始能顯著降低水的表面張力，C14C18 時達到最低值，而且與溫度有關，碳鏈較長時達到最低值，而且與溫度有關，碳鏈較長的肥皂，在溫度較高時才能顯著降低表面張力，例的肥皂，在溫度較高時才能顯著降低表面張力，例如硬脂酸肥皂最適宜溫度為如硬脂酸肥皂最適宜溫度為7080，而椰子油肥，而椰子油肥皂最好在常溫。皂最好在常溫。硬脂酸鈉的

26、一個主要應用是在化妝品中作乳化劑。硬脂酸鈉的一個主要應用是在化妝品中作乳化劑。例如，以雪花膏為代表的例如，以雪花膏為代表的O/W型膏霜中，硬脂酸鈉型膏霜中，硬脂酸鈉是必不可少的乳化劑。是必不可少的乳化劑。在剃胡膏、洗發(fā)膏制備中，硬脂酸鈉也為最用的乳在剃胡膏、洗發(fā)膏制備中，硬脂酸鈉也為最用的乳化劑。化劑。此外，一些工業(yè)用乳化產品，如油墨清洗劑、奶制此外，一些工業(yè)用乳化產品，如油墨清洗劑、奶制品清洗劑等，也常用硬脂酸鈉作為品清洗劑等，也常用硬脂酸鈉作為O/W型產品的乳型產品的乳化劑。化劑。 羧酸鹽所存在的羧酸鹽所存在的主要缺點主要缺點是，它是一種弱酸是，它是一種弱酸強堿鹽，易水解為游離酸，降低其水

27、溶性。強堿鹽，易水解為游離酸，降低其水溶性。非離子型表面活性劑在水溶液中不電離非離子型表面活性劑在水溶液中不電離其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團（醚基其親水基主要是由具有一定數(shù)量的含氧基團（醚基或羥基）與水構成氫鍵實現(xiàn)溶解的一類表面活性劑或羥基）與水構成氫鍵實現(xiàn)溶解的一類表面活性劑正是這一特點決定了非離子型表面活性劑在正是這一特點決定了非離子型表面活性劑在某些方面比離子型表面活性劑優(yōu)越某些方面比離子型表面活性劑優(yōu)越什么是非離子性表面活性劑呢？什么是非離子性表面活性劑呢？6.5 非離子表面活性劑非離子表面活性劑非離子表面活性劑的性質非離子表面活性劑的性質 親油親油 | 親水親水 HLB值

28、0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 20 | |消泡| | | 潤濕劑 |增溶劑| | 石蠟 W/O乳化劑乳化劑 |去污| 聚乙二醇 | 滲透作用 | | | O/W 乳化劑乳化劑 | |生物降解性生物降解性 毒性毒性6.5.2 脂肪醇聚氧乙烯基醚脂肪醇聚氧乙烯基醚 AEOC12H25OH 平平加平平加 OC12H25O-(CH2CH2O)n -H NaOH催化催化150180oCPeregal O 乳白色或米黃色軟膏狀，遇冷即冷凍。乳白色或米黃色軟膏狀，遇冷即冷凍。 平平加：平平加： 易溶于水，在易溶于水，在硬水硬水、酸酸或或堿堿中不起變化而穩(wěn)中不起變化而穩(wěn)定，是一種優(yōu)良擴

29、散劑。有很強的定，是一種優(yōu)良擴散劑。有很強的擴散擴散能力。能力。 對各種纖維無結合能力，所以應用后亦易洗對各種纖維無結合能力，所以應用后亦易洗去。有去。有潤濕潤濕力，并能發(fā)生泡沫。力，并能發(fā)生泡沫。 對直接染料和還原染料有很高的親和力，對直接染料和還原染料有很高的親和力，起起緩染緩染作用；有作用；有剝色剝色能力。能力。 缺點：缺點：起泡力差和只能制成液體或半固體狀。起泡力差和只能制成液體或半固體狀。1 作擴散劑作擴散劑 2 勻染劑勻染劑 3 剝色助劑剝色助劑 4 半防染劑半防染劑5 防白助劑防白助劑 6 增艷劑增艷劑 7 凈洗劑凈洗劑 8 防靜電劑防靜電劑 9 乳化劑乳化劑用途：用途：6.5.

30、36.5.3烷基酚聚氧乙烯基醚烷基酚聚氧乙烯基醚O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2) )1010H HC C H H9 919191 烷基酚的制備烷基酚的制備OP-101 與烯烴反應與烯烴反應2 與鹵代烷反應與鹵代烷反應O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2) )1010H HC C H H9 91919nn = 16 油溶性油溶性 n 8 水溶性，濁點水溶性，濁點50oCn = 89 潤濕性、去污力、乳化性潤濕性、去污力、乳化性 能皆佳能皆佳 n 10 潤濕性、去污力下降，濁潤濕性、去污力下降，濁 點升高點升高特點特點化學性質穩(wěn)定化學性質穩(wěn)定耐酸堿耐酸堿耐高溫耐高

31、溫耐氧化劑耐氧化劑不易生物降解不易生物降解滲透劑滲透劑乳化劑乳化劑洗滌劑洗滌劑剝色劑剝色劑6.5.46.5.4脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯RNH2 NaOH催化催化6.5.5 6.5.5 脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H1 脂肪酸與環(huán)氧乙烷反應脂肪酸與環(huán)氧乙烷反應2 脂肪酸與聚乙二醇反應脂肪酸與聚乙二醇反應n HO-CH2CH2-OH乙二醇乙二醇HO-(CH2CH2O)n-H聚乙二醇聚乙二醇滲透性滲透性去污能力去污能力較差較差低泡低泡易生物降解易生物降解乳化劑乳化劑分散劑分散劑纖維整理劑纖維整理劑染色助劑染色助劑不耐酸堿不耐酸堿不耐高溫不耐高溫6.5. 66

32、.5. 6脂肪酸失水山梨醇酯脂肪酸失水山梨醇酯2 2C CH HC CH HC CH HC CH HC CH H2 2C CH HO OH HO OH HO OH HO OH HO OH HO OH HH2SO4，140oC-H2O2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHOHOHO OHOHO山梨醇山梨醇1，4失水山梨醇失水山梨醇2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR ROHOHC CO OR R單酯單酯雙酯雙酯三酯三酯Span系列系列抗靜電劑、潤滑劑抗靜電劑、潤滑劑2 2CHCHCHC

33、HCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR R2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHO OO OC CO OR RO OO OO O2 2O OCHCH CHCH2 2()H Hp ps sH H)(2 2CHCHCHCHO O2 2q q2 2O OCHCH CHCH2 2()H HTwen系列系列蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯食品、化妝品食品、化妝品陽離子陽離子表面活性劑正好與表面活性劑正好與陰離子陰離子表面活性劑結構表面活性劑結構相反。如圖相反。如圖其親水其親水基一端是陽離子，故稱基一端是陽離子，故稱陽離子陽離子表面活性劑，

34、表面活性劑，疏水基疏水基與陰離子類似主要為不同碳與陰離子類似主要為不同碳原子數(shù)的碳氫鏈。原子數(shù)的碳氫鏈。6.6 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑 1928年，陽離子表面活性劑開始應用，當時用作殺年，陽離子表面活性劑開始應用，當時用作殺菌劑。這類表面活性劑的產量增長較快，品種發(fā)展菌劑。這類表面活性劑的產量增長較快，品種發(fā)展迅速，應用范圍口益廣泛迅速，應用范圍口益廣泛:殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、殺菌劑、腈綸勻染劑、纖維柔軟劑、抗靜電劑、浮選劑浮選劑目前陽離子表面活性劑的產量還比較小，但其增目前陽離子表面活性劑的產量還比較小，但其增長速度要比陰離子和非離子大得多。長速度要比陰離子和非

35、離子大得多。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主要為含氮的主要為含氮的有機衍生物有機衍生物其它含氮等的有機衍生物陽離子表面活性劑的分類陽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物是該類產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，胺游離出來而失去表面活性，胺游離出來而失去表面活性，因面使它的使用因面使它的使用受到限

36、制受到限制。無殺菌能力無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中都能鹽與胺鹽不同，它在堿性和酸性介質中都能溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。溶解，且離解為帶正電荷的表面活性離子。季季銨銨鹽洗滌能力差但殺菌能力強，在陽離子表面鹽洗滌能力差但殺菌能力強，在陽離子表面活性劑中的地位最為重要，產量也最大?；钚詣┲械牡匚蛔顬橹匾?，產量也最大。高級鹵代烷與低級叔胺高級鹵代烷與低級叔胺X X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 12 2H H2 2

37、5 5N N+C C1 12 2H H2 25 5C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X水介質水介質60-80oCX X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 16 6H H3 33 3N N+C C1 16 6H H3 33 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X醇介質醇介質回流回流十二烷基三甲基溴化銨十二烷基三甲基溴化銨 1231-Br十六烷基三甲基溴化銨十六烷基三甲基溴化銨 1631-BrBr- 溴溴含苯環(huán)的季銨鹽含苯環(huán)的季銨鹽氯化芐氯化芐N NCHCH3 3CHCH3 3C C1212H H2525CHCH

38、2 2ClCl+ +80 - 90oC 3h+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2. .十二烷基二甲基芐基十二烷基二甲基芐基氯氯化銨化銨1227 /潔爾滅潔爾滅/TAN高級烷基叔胺與低級鹵代烷高級烷基叔胺與低級鹵代烷1 潔爾滅潔爾滅1227是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效是一種非氧化性殺菌劑，具有廣譜、高效的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作的殺菌滅藻能力，并具有一定的分散、滲透作用和一定的緩蝕作用，因此廣泛應用于石油、用和一定的緩蝕作用，因此廣泛應用于石油、化工、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中化工、電力、紡織等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中

39、用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)菌藻滋生。用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)菌藻滋生。十二烷基二甲基芐基十二烷基二甲基芐基氯氯化銨化銨1227 /潔爾滅潔爾滅/TAN+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2. .+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2. .BrBr新潔爾滅新潔爾滅低級叔胺與高級鹵代烷低級叔胺與高級鹵代烷CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2C CH H2 2C Cl lC C1212H H2525BrBr+ +. .BrBrC C1212H H2525N NCHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2性能更

40、為優(yōu)異的殺菌劑性能更為優(yōu)異的殺菌劑十二烷基二甲基芐基十二烷基二甲基芐基溴溴化銨化銨陽離子活性劑陽離子活性劑1227易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、易溶于水，穩(wěn)定性良好，能耐熱、耐光、耐壓、無揮發(fā)性耐光、耐壓、無揮發(fā)性但所帶離子性與但所帶離子性與陰離子表面陰離子表面活性劑活性劑恰好相反恰好相反所以二者不能與陰離子表面活性混在一起使用，若混所以二者不能與陰離子表面活性混在一起使用，若混合，則產生沉淀并失去效能。合，則產生沉淀并失去效能。陽離子表面活性劑的應用陽離子表面活性劑的應用1 消毒殺菌消毒殺菌2 腈綸勻染劑腈綸勻染劑3 抗靜電劑抗靜電劑4 礦物浮選劑礦物浮選劑5 相轉移催化劑相轉移催化劑6 織

41、物柔軟劑織物柔軟劑第五節(jié)第五節(jié) 兩性表面活性劑兩性表面活性劑廣義地說：所謂兩性表面活性劑，是指同時具有兩廣義地說：所謂兩性表面活性劑，是指同時具有兩種離子性質的表面活性劑。種離子性質的表面活性劑。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，單就兩性表離子所組成的表面活性劑。換言之，單就兩性表面活性劑結構來講，在親水基一端既有陽離子面活性劑結構來講，在親水基一端既有陽離子(+)也有陰離子也有陰離子(-)。1 1 兩性表面活性劑的特性兩性表面活性劑的特性4 耐水硬性和耐高濃度電解質性耐水硬性和耐高濃度電解質性2 可以和所有其他

42、類型的表面活性劑復配可以和所有其他類型的表面活性劑復配3 毒性低、對皮膚眼睛刺激性小毒性低、對皮膚眼睛刺激性小1 具有等電點具有等電點5良好的生物降解性良好的生物降解性兩性表面活性劑的等電點兩性表面活性劑的等電點pH 4陽離子陽離子表面活性劑表面活性劑陰離子陰離子表面活性劑表面活性劑1 按整體化學結構分類按整體化學結構分類1 甜菜堿型甜菜堿型陰離子部分還可以是磺酸基、硫酸酯基陰離子部分還可以是磺酸基、硫酸酯基陽離子部分還可以是磷、硫陽離子部分還可以是磷、硫2 兩性表面活性劑的分類兩性表面活性劑的分類甜菜堿型表面活性劑，加水能呈透明溶液，泡沫甜菜堿型表面活性劑，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。

43、可看成是兩性表面活性劑的代表。多去污力好。可看成是兩性表面活性劑的代表。最大的特點是無論是在酸性、中性或堿性都易溶于最大的特點是無論是在酸性、中性或堿性都易溶于水。即使在等電點也無沉淀，且在任何水。即使在等電點也無沉淀，且在任何pH值時均值時均可使用?？墒褂?。甜菜堿型表面活性劑甜菜堿型表面活性劑2 咪唑啉型咪唑啉型屬于甜菜堿型屬于甜菜堿型 具有其他表面活性具有其他表面活性劑無可比擬的溫和劑無可比擬的溫和性質，對皮膚、眼性質，對皮膚、眼睛刺激極小，無過睛刺激極小，無過敏反應。敏反應。 多用于高檔、專多用于高檔、專用的洗發(fā)香波，而用的洗發(fā)香波，而且在嬰兒用品上前且在嬰兒用品上前景廣闊。景廣闊。3

44、氨基酸型氨基酸型特點是：對環(huán)境和生物體的安全性高，特點是：對環(huán)境和生物體的安全性高，對皮膚和頭發(fā)有親和性，前景最好的對皮膚和頭發(fā)有親和性，前景最好的是對安全性要求極高的化妝品。是對安全性要求極高的化妝品。4 氧化胺型氧化胺型增泡、穩(wěn)泡作用明顯增泡、穩(wěn)泡作用明顯復配時能降低刺激性復配時能降低刺激性特點是：特點是：一、一、 碳氟表面活性劑碳氟表面活性劑 含氟表面活性劑是指碳氫鏈中氫原子被含氟表面活性劑是指碳氫鏈中氫原子被氟取代了的表面活性劑。氟取代了的表面活性劑。 氫原子可以部分被氟原子取代，也可全部氫原子可以部分被氟原子取代，也可全部被氟原子取代，后者稱為全氟表面活性劑。被氟原子取代，后者稱為全

45、氟表面活性劑。 這類表面活性劑性能特殊，具有憎水、憎這類表面活性劑性能特殊，具有憎水、憎油的雙重特性，降低表面張力的能力極為顯油的雙重特性，降低表面張力的能力極為顯著，其應用越來越引人注目。著，其應用越來越引人注目。第六節(jié)第六節(jié) 其他表面活性劑其他表面活性劑1 化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性能好化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性能好1 碳氟表面活性劑的性質碳氟表面活性劑的性質耐高溫耐高溫耐強酸、強堿耐強酸、強堿甚至強氧化劑也不能將其破壞甚至強氧化劑也不能將其破壞2 溶解性溶解性全氟表面活性劑不但能降低水的表面張力全氟表面活性劑不但能降低水的表面張力 氟表面活性劑具有高熔點、高氟表面活性劑具有高熔點、高Krafft點點

46、和在溶劑中溶解度底的特點。和在溶劑中溶解度底的特點。而且也能降低液態(tài)碳氫化合物的表面張力而且也能降低液態(tài)碳氫化合物的表面張力同時具有既疏水又疏油的性質同時具有既疏水又疏油的性質 碳氟表面活性劑有極高的表面活性，其碳氟表面活性劑有極高的表面活性，其水溶液的表面張力可低至水溶液的表面張力可低至20nN/m以下以下(有的有的甚至可低到甚至可低到12nN/m)，這是其它類型表面活，這是其它類型表面活性劑所遠不及的。性劑所遠不及的。3 表面活性表面活性 碳氟表面活性劑在碳氟表面活性劑在6個碳原子的時候就有個碳原子的時候就有很好的表面活性。很好的表面活性。812個碳原子最佳。個碳原子最佳。4 CMC2 碳

47、氟表面活性劑的分類碳氟表面活性劑的分類離子型非離子型陽離子型陰離子型兩性型1 高效滅火劑高效滅火劑輕水泡沫滅火劑輕水泡沫滅火劑在油面上迅速鋪展成膜在油面上迅速鋪展成膜縮短滅火時間縮短滅火時間提高滅火性能提高滅火性能抗復燃型好抗復燃型好2 電鍍電鍍抑鉻酸霧劑抑鉻酸霧劑安全生產安全生產3 織物整理劑織物整理劑4 高聚物添加劑高聚物添加劑 5 感光材料感光材料 4 碳氟表面活性劑的合成碳氟表面活性劑的合成二、二、 含含硅硅表面活性劑表面活性劑Si-O 鍵要比鍵要比 C-C 鍵穩(wěn)定，不易斷裂。鍵穩(wěn)定，不易斷裂。因而含硅表面活性劑具有較高的耐熱穩(wěn)定性因而含硅表面活性劑具有較高的耐熱穩(wěn)定性離子型非離子型陽

48、離子型陰離子型兩性型 季銨鹽含硅表面活性劑的殺菌能力很強，一般配成季銨鹽含硅表面活性劑的殺菌能力很強，一般配成稀溶液，就能殺死各種細菌例如革蘭氏陰性細菌、葡萄稀溶液，就能殺死各種細菌例如革蘭氏陰性細菌、葡萄球菌、真菌等。球菌、真菌等。 硅氧烷表面活性劑具有化妝品配方要求的潤滑硅氧烷表面活性劑具有化妝品配方要求的潤滑性、光澤、調理性、耐水性和特殊觸感等良好特性性、光澤、調理性、耐水性和特殊觸感等良好特性在這一領域應用前景很好。在這一領域應用前景很好。 大多用于洗發(fā)劑、護發(fā)素和調理香波中。它們能大多用于洗發(fā)劑、護發(fā)素和調理香波中。它們能改善頭發(fā)的梳理性、光澤和觸感。改善頭發(fā)的梳理性、光澤和觸感。三

49、、三、 含含硼硼表面活性劑表面活性劑四、四、 木質素磺酸鹽木質素磺酸鹽五、五、 冠醚型冠醚型表面活性劑表面活性劑相轉移相轉移 催化劑催化劑對不同的陽離子有選擇性絡合對不同的陽離子有選擇性絡合模擬生物膜模擬生物膜 傳輸傳輸六、六、 高分子高分子表面活性劑表面活性劑表面活性表面活性 較差較差乳化效果好乳化效果好穩(wěn)泡穩(wěn)泡劑劑分散性分散性 和和 絮凝性絮凝性增稠性增稠性七、七、 生物生物表面活性劑表面活性劑生物表面活性劑是指由細菌、酵母和真菌等多種生物表面活性劑是指由細菌、酵母和真菌等多種微生物產生的具有表面活性劑特征的化合物。微生物產生的具有表面活性劑特征的化合物。微生物在代謝過程中常分泌出一些具有

50、表面活性的微生物在代謝過程中常分泌出一些具有表面活性的代謝產物。如簡單脂類、復雜脂類或類脂衍生物。代謝產物。如簡單脂類、復雜脂類或類脂衍生物。在這些物質分子中存在著非極性的疏水基團和極在這些物質分子中存在著非極性的疏水基團和極性的親水基團。性的親水基團。 用微生物制取的表面活性劑產物易于被生物用微生物制取的表面活性劑產物易于被生物完全降解、無毒性，在生態(tài)學上是安全的完全降解、無毒性，在生態(tài)學上是安全的根據(jù)親水基的類別可分為根據(jù)親水基的類別可分為 糖脂系列糖脂系列?；s氨酸系列?；s氨酸系列 磷脂系列磷脂系列脂肪酸系列脂肪酸系列高分子生物表面活性劑高分子生物表面活性劑 用廢棄的油培養(yǎng)微生物，能加速其分解，用廢棄的油培養(yǎng)微生物，能加速其分解，同時能制取的表面活性劑同時能制取的表面活性劑同時解決了煉油廠的污染問題同時解決了煉油廠的污染問題又能得到性能很好的表面活性劑又能得到性能很好的表面活性劑反應型表面活性劑反應型表面活性劑能同纖維織物反應能同纖維織物反應柔軟