日用化學(xué)品化學(xué)

日用化學(xué)品化學(xué)于占龍K6-3121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2日用化學(xué)工業(yè)的范圍賴祖亮@小木蟲12洗滌用品化妝品3香料、香精以及日用衛(wèi)生用品3第二章表面活性劑理論簡介42.1表面活性劑1表面張力（表面自由能）單位N·m-1=J·m-2使表面有自動(dòng)收縮到最小的趨勢水和乙醇液滴哪個(gè)更加容易收縮成圓形?5某些液體、固體的表面張力和液／液界面張力62表面活性和表面活性劑第1類（曲線A）：無機(jī)酸、堿、鹽等第2類（曲線B）：有機(jī)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)部的相同；但加入溶質(zhì)后，表面張力會(huì)發(fā)生變化，且溶液表面層的濃度不同于其內(nèi)部濃度。7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。8*3表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4界面吸附及定向排列兩親結(jié)構(gòu)溶液濃度較稀9濃度較大時(shí)，形成單分子膜105膠束的形成和溶液濃度有關(guān)11表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。膠束125.1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13臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)145.2膠束的形狀碳?xì)滏溵D(zhuǎn)變成規(guī)整排列，完成了從液態(tài)向液晶態(tài)的轉(zhuǎn)變。有明顯的光學(xué)各向異性性質(zhì)。

155.3聚集數(shù)構(gòu)成膠束的表面活性劑分子數(shù)目。賴祖亮@小木蟲12表面活性劑類型親油性3親油基位阻影響影響聚集數(shù)因素165.4影響臨界膠束濃度的因素1碳?xì)滏滈L對(duì)臨界膠束濃度的影響2親水基位置和碳?xì)滏湻种У挠绊?碳?xì)滏湶伙柡投鹊挠绊?碳?xì)滏湗O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175碳?xì)滏溕媳江h(huán)取代基對(duì)臨界膠束濃度的影響6表面活性劑的類型的影響7無機(jī)鹽的影響8醇的影響離子型表面活性劑cmc大186表面活性劑的類型賴祖亮@小木蟲12陰離子型陽離子型賴祖亮@小木蟲34兩性離子非離子型192.2親水親油平衡值-HLB1HLB值的實(shí)際含義2HLB值的規(guī)定0-40(石蠟，十二萬基硫酸鈉）3-6、8-18，可用作W/O，O/W乳化劑。HLB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(qiáng)弱。實(shí)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(qiáng)；HLB值越低，親水性越弱。203HLB值確定3.1水溶法3.2Davies(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）(H.L.B.)D＝7＋∑＋∑

(12-86)

HLB＝7＋∑＋∑21第三章家用洗滌用品22預(yù)備知識(shí)表面張力

Fa≤Fba潤濕了b（潤濕現(xiàn)象）

Fa

＞

Fba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(dá)了固體表面收縮趨勢的大小。233.1洗滌過程載體·污垢+洗滌劑→載體+污垢·洗滌劑

分離分散和懸浮241污垢的種類1）固體污垢通常帶負(fù)電，較難溶于水，可被分散、懸浮2）液體污垢大多油溶性，動(dòng)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

252污垢的粘附作用物理粘附：機(jī)械力粘附、靜電力粘附化學(xué)粘附：化學(xué)鍵、氫鍵263污垢的去除機(jī)理洗滌劑的作用（1）降低水的表面張力，改善水對(duì)洗滌物品表面的潤濕性；（2）能增強(qiáng)污垢的分散和懸浮能力。273.1液體污垢的去除機(jī)理第一步潤濕θ＝90o定為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)；θ>90o不潤濕；θ<90o潤濕；接觸角概念28第二部液體污垢的去除洗滌液優(yōu)先潤濕表面，使污垢與載體之間從“互親”轉(zhuǎn)為“互憎”，即從潤濕變?yōu)椴粷櫇瘢臀郯l(fā)生卷縮，利于脫離物體表面被洗掉(a)表面上的油膜(b)(c)卷縮成油珠的油膜通過“卷縮”機(jī)理實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)是污垢載體間界面被表面活性劑溶液潤濕29油污卷縮被水力（箭頭）除去的過程污垢去除過程303.2固體污垢的去除機(jī)理洗滌液對(duì)污垢質(zhì)點(diǎn)及載體表面的潤濕，進(jìn)而減小了污垢與載體之間的相互作用。對(duì)于固體污垢，去除機(jī)理有所不同。差異主要來自兩種污垢與固體表面粘附性質(zhì)之不同。對(duì)于液體污垢，粘附強(qiáng)度可以很清楚地定量表示為固/液界面的粘附自由能。對(duì)于固體污垢在固體表面上的粘附，則情況復(fù)雜得多。在固體表面上，固體污物的粘附很少像液體那樣，擴(kuò)大成一片，而往往僅在較少的一些點(diǎn)與表面接觸、粘附。31一般固體表面在介質(zhì)中帶負(fù)電。加入陰離子表面活性劑后，固體表面和污垢表面都可吸附陰離子表面活性劑，質(zhì)點(diǎn)表面的負(fù)電荷密度增加，于是污垢和污垢之間，污垢與被洗滌的固體表面之間，由于同種電荷的斥力增加，從而提高了洗滌效果。為什么陰離子表活劑適合作洗滌劑？思考：陽離子表面活性劑如何？非離子表面活性劑？323.3特殊污垢的去除3.4干洗的去污機(jī)理333.5影響洗滌作用的因素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(dá)到cmc時(shí)才有良好的洗滌效果，高于cmc時(shí)效果遞增不明顯。局部洗滌時(shí)可利用增溶作用，提高洗滌效果。3溫度表面活性劑作用下，難容有機(jī)物較純水中溶度增大的作用。344乳化與泡沫乳化泡沫5污垢載體的性質(zhì)6水的硬度液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。

353.2家用洗滌用品種類、發(fā)展趨勢濃縮洗滌劑特點(diǎn)：密度大，含有高含量表面活性劑，去污力強(qiáng)，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(qiáng)單位質(zhì)量洗滌劑的洗滌效果，同時(shí)減少非有效化學(xué)品和水等的使用，節(jié)約運(yùn)輸、倉儲(chǔ)，減少排放。3637383.3家用洗滌用品的主要原料肥皂-通常指高級(jí)脂肪酸或者混合脂肪酸的鹽?；瘜W(xué)通式:RCOOM，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。391肥皂的主要原料1）油脂（油和脂）幾個(gè)重要參數(shù)相對(duì)密度凝固點(diǎn)皂化值碘值（干性油、半干性油和不干性油）402）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(shí)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.418）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(xiǎn)粉和雕白粉。保險(xiǎn)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429)著色劑使肥皂全部染色時(shí)使用染料，局部染色或制造條紋皂時(shí)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

顏料與染料的區(qū)別在于：染料可溶于介質(zhì)中，而使被染物品全部染色；而顏料不溶于介質(zhì)中，僅能使物品表面著色。

43加脂劑鈣皂分散劑透明劑442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附大、洗滌力小，且價(jià)格昂貴，不適合用于洗滌劑，有時(shí)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。45無機(jī)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。46三聚磷酸鈉它對(duì)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(duì)蛋白質(zhì)有膨潤,增溶作用，對(duì)脂肪起促進(jìn)乳化作用，對(duì)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粒狀。47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)?，因?yàn)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(huì)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(rèn)。48韓國赤潮致死魚成堆

49很多國家提出了禁磷和限磷措施；研究和開發(fā)替代品，其中比較有效的助劑有：有機(jī)螯合助劑，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、葡萄糖酸鹽等；高分子電解質(zhì)助劑，如聚丙烯酸鹽以及人造沸石等。目前普遍認(rèn)為，人造沸石是比較有發(fā)展前途的洗滌助劑。是一種硅鋁酸鹽，分子式Na12Al12Si12O48·27H2O，是一種無毒、無臭、無味且流動(dòng)性較好的白色粉末，具有較強(qiáng)的鈣鎂離子交換能力，對(duì)環(huán)境無污染，是替代三聚磷酸鈉理想的無磷洗滌助劑，表面吸附能力強(qiáng)，是理想的吸附劑和干燥劑。

磷酸鹽的替代品50（2）硅酸鈉硅酸鈉（Na2O·nSiO2）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(hù)織物的作用。水玻璃還具有懸浮力、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(shí)，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(qiáng)度、流動(dòng)性和均勻性。

（3）硫酸鈉、碳酸鈉

513.4主要家用洗滌用品的配方設(shè)計(jì)原理三角圖法篩選配方52抗污垢再沉積劑羧甲基纖維素鈉（CMC）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53肥皂的生產(chǎn)工藝第一階段是制造皂基第二階段是調(diào)料并加工成型54制造皂基的工藝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)過蒸餾精制后得到較純凈的脂肪酸，與堿中和生成皂）大鍋皂化法連續(xù)皂化法（間歇生產(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70%，其余30%采取中性油皂化法制造，而這30%中，大鍋皂化法基本不用，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)55大鍋皂化法制造皂基的工藝一、油脂預(yù)處理二、皂化三、鹽析五、堿析六、整理四、洗滌56油脂預(yù)處理一、制皂用油脂植物油：椰子油、棕櫚油、大豆油、米糠油等動(dòng)物油：牛脂、豬脂等57選擇制皂油脂的幾項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)密度：反應(yīng)了油脂分子質(zhì)量及黏度的高低凝固點(diǎn)：油脂凝固點(diǎn)太高，肥皂易龜裂，泡沫少，去污力差凝固點(diǎn)太低，肥皂硬度不足，油脂飽和度越高，則凝固點(diǎn)高皂化值：指1g油脂完全皂化，所消耗KOH的質(zhì)量，油脂分子量越高，則皂化值越低碘值：油脂分子的雙鍵能與碘加成，由加成反應(yīng)消耗的碘量，可以衡量油脂的不飽和程度不皂化物：不皂化物指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如維生素A等，這些物質(zhì)不會(huì)中和皂化，以雜質(zhì)狀態(tài)存在于肥皂中，通常其質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不高于1%酸值：指中和1g油脂中的游離脂肪酸所需KOH的質(zhì)量（mg)酸值高的油脂制得的肥皂易變質(zhì)、發(fā)汗、發(fā)臭58油脂是肥皂的主要原料之一，天然動(dòng)植物油脂中，除了含有三甘油脂肪酸酯之外，還含有不少雜質(zhì)。如：泥沙、料胚粉末、纖維素及其他固體雜質(zhì)，在油脂中呈懸浮或沉淀狀態(tài)，另含有游離的脂肪酸、磷脂、色素、膠質(zhì)、蛋白質(zhì)以及具有特殊氣味的不皂化物等膠狀雜質(zhì)，在油脂中呈溶解或乳化狀態(tài)。為了滿足質(zhì)量要求，必須對(duì)油脂進(jìn)行預(yù)處理。要求不同，處理方法也有所差異油脂預(yù)處理制普通洗衣皂，油脂預(yù)處理比較簡單，將毛油用蒸汽吹化，再加鹽水除雜，靜置24h，分層得到上層精油，中層水，下層泥角，分別去除泥腳和水，即得到精制油59制香皂時(shí)，預(yù)處理要求嚴(yán)格，甚至超過一般食用油水平。預(yù)處理的方法包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭4個(gè)工序，必要時(shí)還必須進(jìn)行加氫處理60皂化：指油脂與堿液反應(yīng)生成肥皂和甘油的過程在大鍋中通入蒸汽，可以增加兩相的接觸面積，同時(shí)提供活化反應(yīng)所需的能量。當(dāng)有肥皂生成后，由于肥皂是一種表面活性劑，具有乳化作用，使得反應(yīng)體系變得均勻，加快了反應(yīng)速度。