十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑

陰離子外表活性劑十二烷基苯磺酸鈉

1主要內(nèi)容背景及概述；十二烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；十二烷基苯磺酸鈉形成和制備；十二烷基苯磺酸鈉的應(yīng)用；開(kāi)展前景。2背景 陰離子外表活性劑是外表活性劑中開(kāi)展歷史最悠久、產(chǎn)量最大、品種最多的一類(lèi)產(chǎn)品，其特點(diǎn)是溶于水后能離解出具有外表活性的帶負(fù)電荷的基團(tuán)，由于外表活性劑的價(jià)格低廉、性能優(yōu)異，用途廣泛，因此在整個(gè)外表活性劑生產(chǎn)中占有很大的比重。 烷基苯磺酸鹽是烷基芳磺酸鹽陰離子外表活性劑中使用最廣泛的。它最早是由石油餾分經(jīng)過(guò)硫酸處理后作為產(chǎn)品并得到應(yīng)有的。人們將石油、煤焦油等餾分中比較復(fù)雜的烷基芳烴或其他天然烴類(lèi)經(jīng)磺化制得的產(chǎn)物稱(chēng)為“天然磺酸鹽〞，隨著這些粗產(chǎn)品應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，合成產(chǎn)品便得到很好的開(kāi)展。

320世紀(jì)30年代末期，人們將苯與氯化石油進(jìn)行烷基化，然后將生成的烷基苯進(jìn)行磺化制得烷基苯磺酸鹽。這便是烷基芳磺酸鹽的第一批工業(yè)產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)產(chǎn)品用于紡織工業(yè)，隨后家用配方便很快出現(xiàn)。 第二次世界大戰(zhàn)后，出現(xiàn)了十二烷基苯磺酸鹽，它是石油催化裂化的副產(chǎn)品四聚丙烯作為烷基化試劑與苯反響，再經(jīng)磺化制得的，由于石油化學(xué)品公司能夠?qū)⒋罅康乃木郾┺D(zhuǎn)化為十二烷基苯，產(chǎn)品質(zhì)量高，價(jià)格低廉，因此以十二烷基苯為原料的洗滌劑迅速的取代了肥皂，而且十二烷基苯磺酸鹽很快便成為美國(guó)用量最大的有機(jī)外表活性劑，此時(shí)使用的外表活性劑品種雖然應(yīng)用性能良好，但普遍存在一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，便是它們?cè)谖鬯幚硌b置中的生物降解速度很低，而且降解不完全，給環(huán)境造成了很大的污染。 4為解決這一問(wèn)題，20世紀(jì)60年代早期，洗滌劑工業(yè)便開(kāi)始由支鏈烷基苯磺酸鹽的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向直鏈烷基苯酸鹽。由于直鏈產(chǎn)品〔十二苯磺酸鈉〕具有良好的生物降解性，解決了50年代洗滌劑行業(yè)的焦點(diǎn)問(wèn)題，即洗滌劑泡沫造成的污染問(wèn)題。在此之后，烷基芳磺酸鹽型陰離子外表活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品的需求量和銷(xiāo)售額不斷提高5烷基苯磺酸鈉是目前生產(chǎn)和銷(xiāo)售量最大的陰離子外表活性劑之一。烷基苯磺酸鈉類(lèi)外表活性劑主要有倆類(lèi)產(chǎn)品，其中一類(lèi)烷基上帶有分支，通常用ABS表示，也有人稱(chēng)之為分支ABS或硬ABS，這類(lèi)外表活性劑不容易生物降解，環(huán)境污染較為嚴(yán)重，具有一定的公害，目前很多品種已經(jīng)被禁止使用和生產(chǎn)。另一類(lèi)是現(xiàn)在大多數(shù)國(guó)家使用的直連烷基苯磺酸鹽，用LAS表示，也有稱(chēng)為直鏈ABS或軟ABS，這類(lèi)產(chǎn)品容易生物降解，不產(chǎn)生公害。我國(guó)目前根本上生產(chǎn)和使用的都是直鏈烷基苯磺酸鹽。6直鏈烷基苯磺酸鈉，簡(jiǎn)稱(chēng)LAs，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為R一◎一so，Na．其中R=C11～C13。烷烴。烷基苯磺酸鈉是陰離子外表活性劑中最重要的品種，也是我國(guó)合成洗滌劑活性物的主要構(gòu)成。烷基苯磺酸鈉去污力強(qiáng)．泡沫力和泡沫穩(wěn)定性好．在酸性、堿性和某些氧化劑(如次氯酸鈉、過(guò)氧化物等)溶液中穩(wěn)定性好，是優(yōu)良的洗滌劑和泡沫劑。烷基苯磺酸鈉作為洗滌劑配方的外表活性物易噴霧枯燥成型，其原料來(lái)源充足．本錢(qián)低，制造工藝成熟，是洗衣粉的必要組分，可適量用于香波、泡沫浴等化裝品中；也可作紡織工業(yè)的清洗劑、染色助劑、金屬清洗劑、造紙工業(yè)的脫墨劑等。7十二烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)與性能

結(jié)構(gòu)：

性能：分子式：C18H29NaO3S分子量：348.48簡(jiǎn)稱(chēng)：SDBS、LAS性狀：固體，白色或淡黃色粉末溶解性：易溶于水，易吸潮結(jié)塊毒性：無(wú)毒有良好的洗滌去污能力和發(fā)泡性能。

十二烷基苯磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉8對(duì)于直鏈烷基苯磺酸鈉，烷基取代基的碳原子數(shù)越少，烷基鏈越短，疏水性越差，在室溫下越容易溶解在水中。反之，碳原子數(shù)越多，烷基鏈越長(zhǎng)，疏水性越強(qiáng)，越難溶解。根據(jù)直鏈烷基磺酸鈉的溶解度曲線(xiàn)圖可知，從直鏈的十碳烷基到十六碳烷基，隨烷基鏈的增長(zhǎng)外表活性劑的臨界膠束濃度呈下降趨勢(shì)，而Krafft點(diǎn)那么逐漸升高。 十二烷基苯磺酸鈉的外表張力較低，潤(rùn)濕力較好，而且具有較優(yōu)良的發(fā)泡性能及泡沫穩(wěn)定性高。在十二烷基苯磺酸鈉中，帶有正十二烷基的外表活性劑洗凈力最高。9陰離子外表活性劑的特性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)溫度叫做外表活性劑的克拉夫點(diǎn)〔Krafftpoint)。一般離子型外表活性劑都有Krafft點(diǎn)。102〕一般情況下與陽(yáng)離子外表活性劑配伍性差，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(yáng)離子外表活性劑復(fù)配可極大地提高外表活性。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。115〕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(lèi)型陰離子外表活性劑在一般條件下是穩(wěn)定的。7〕陰離子外表活性劑是家用洗滌劑、工業(yè)洗滌劑、干洗劑和潤(rùn)濕劑的重要成分。12十二烷基苯磺酸鈉的特性?xún)?yōu)點(diǎn)：烷基苯磺酸鈉是中性的，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，本錢(qián)較低，合成工藝成熟，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，是非常出色的陰離子外表活性劑。烷基苯磺酸納對(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外表活性劑，且泡沫豐富。13存在兩個(gè)缺點(diǎn)，一是耐硬水較差，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螯合劑配用。二是脫脂力較強(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)離子外表活性劑作柔軟劑漂洗。近年來(lái)為了獲得更好的綜合洗滌效果，LAS常與AEO等非離子外表活性劑復(fù)配使用。LAS最主要用途是配制各種類(lèi)型的液體、粉狀、粒狀洗滌劑，擦凈劑和清潔劑等。14陰離子外表活性劑的分類(lèi)羧酸鹽：羧酸鈉為主，在水中能夠電離出羧酸負(fù)離子，代表品種如硬脂酸鈉、N-甲基酰胺羧酸鹽和雷米幫A?；撬猁}sulfonate

：LAS,AOS,MES,SAS,NNO硫酸鹽sulfate

：SDS,AES；磷酸鹽phosphate：有單酯和雙酯兩種類(lèi)型；代表品種PK,PEK

15十二烷基苯磺酸鈉制造流程16工業(yè)上主要采用苯與長(zhǎng)鏈烯烴在酸性催化劑存在下縮合生成十二烷基苯，所用烯烴包括α-烯烴、正構(gòu)內(nèi)烯烴和異構(gòu)烯烴。工業(yè)化的方法有烷烴脫氫法，以正構(gòu)烷烴為原料，在Pt-Al2O3催化劑上脫氫得到烯烴，再與苯烷基化制得正十二烷基等成品。丙烯四聚法以丙烯-丙烷餾分為原料，在磷酸-硅藻土催化劑作用下，生成丙烯四聚體，再與苯在三氯化鋁催化劑作用下生成帶支鏈烷基苯，經(jīng)精餾后得成品。此外尚可由石蠟裂解法，氯代烷與苯縮合法生產(chǎn)烷基苯。市售的十二烷基苯多為混合物，其烷基鏈的范圍大多在C11至C13。主要用作外表活性劑的原料，用于生產(chǎn)洗滌劑、乳化劑、分散劑、工業(yè)清洗劑等。17合成路線(xiàn)：烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)路線(xiàn)烷基苯磺酸鈉生產(chǎn)工藝路線(xiàn)18生產(chǎn)十二烷基苯磺酸的工藝流程191．烷基苯與三氧化硫進(jìn)料摩爾比1．03～1．05．三氧化硫稍過(guò)量。2．三氧化硫氣體濃度，一般為4％～6％。3．磺化反響的溫度控制(1)三氧化硫一空氣混合氣體的進(jìn)氣溫度應(yīng)控制在45～55℃之間(2)磺化器出口磺酸溫度一般為40～45。c．由循環(huán)冷卻水自動(dòng)控制磺化溫度。冷卻水溫為28C±2。C。烷基苯三氧化硫磺化的工藝控制要點(diǎn)20

4．磺化反響的終點(diǎn)控制：實(shí)際生產(chǎn)中一般是測(cè)定磺酸中和值。當(dāng)原料烷基苯分子量為240～245時(shí)，磺酸的中和值應(yīng)為180±2mgKoH悖(相當(dāng)于128士2mgNaoH／g)。5．老化的時(shí)間和溫度：烷基苯磺化后必須進(jìn)行老化以完成反響。老化時(shí)間為20～30min，老化溫度為45～500C。6．水解穩(wěn)定：烷基苯磺酸在老化后必須加水穩(wěn)定才能貯存、運(yùn)輸。磺酸加水量為1％左右．用以破壞磺酸酐．使磺酸穩(wěn)定。加水后磺酸即為成品。21天津漢高2003年設(shè)計(jì)昆明云天化集團(tuán)的中輕依蘭

07年一次試車(chē)成功,性能到達(dá)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平在此插入照片在此插入照片在此插入照片22典型的膜式磺化反響器23十二烷基苯磺酸鈉的應(yīng)用陰離子型外表活性劑。因生產(chǎn)本錢(qián)低、性能好，因而用途廣泛，是家用洗滌劑用量最大的合成外表活性劑，也生產(chǎn)一局部鎂、鈣等無(wú)機(jī)鹽及三乙醇胺等有機(jī)胺鹽。十二烷基苯磺酸鈣[27176-87-0]具有優(yōu)良的乳化性能，是配制各種農(nóng)藥用的混合型乳化劑的重要組成局部。可由苯與α-烯烴在三氯化鋁催化劑下縮合，縮合液經(jīng)堿洗、水洗后蒸出回收苯，真空蒸餾得到精制烷基苯。然后用發(fā)煙硫酸磺化、白灰中和〔在2倍量乙醇中進(jìn)行〕，得到十二烷基苯磺酸鈣。用作丙烯酸酯乳液聚合的陰離子乳化劑。24

C18H29NaO3S大量用于洗衣粉和家用洗凈劑中，也可適量配入香波和泡沫浴等；在纖維工業(yè)中可用作煮練劑、洗手劑、染色助劑；在金屬電鍍過(guò)程中用作金屬脫脂劑；在造紙工業(yè)中用作樹(shù)脂分散劑、毛氈洗滌劑、脫墨劑；在農(nóng)藥生產(chǎn)中用作乳化劑、顆粒劑和可濕性粉末劑用的分散劑；在皮革工業(yè)上用作滲透脫脂劑；在肥料工業(yè)中用作防結(jié)塊劑；在水泥工業(yè)中用作加氣劑等諸多方面或單獨(dú)使用，或作為配合成分使用。25是一種陰離子外表活性劑，其臨界膠束濃度為1.2*10-3mol/L烷基苯磺酸鈉是黃色油狀體，經(jīng)純化可以形成六角形或斜方形強(qiáng)片狀結(jié)晶．具有微毒性，已被國(guó)際平安組織認(rèn)定為平安化工原料，可在水果和餐具清洗中應(yīng)用。烷基苯磺酸鈉在洗滌劑中使用的量最大，由于采用了大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，價(jià)格低廉。在洗滌劑中使用的烷基苯磺酸鈉有支鏈結(jié)構(gòu)(ABS)和直鏈結(jié)構(gòu)(LAS)兩種，支鏈結(jié)構(gòu)生物降解性小，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而直鏈結(jié)構(gòu)易生物降解，生物降解性可大于90%，對(duì)環(huán)境污染程度小。26開(kāi)展前景 我國(guó)目前外表活性劑的品種有2000多種仍低于世界的5000多種，在產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量還不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的市場(chǎng)需求，特別是隨著高科技的開(kāi)展，進(jìn)口外表活性劑的需求大幅度增加。由于國(guó)際石油價(jià)格居高不下，只是生產(chǎn)烷基苯的原料價(jià)格上升，從而使烷基苯的價(jià)格一路上揚(yáng)。 外表活性劑給人的生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大方便的同時(shí)，也給我們的環(huán)境帶來(lái)了極大的污染，這是世界性的問(wèn)題，尤其在我國(guó)更應(yīng)重視，27因此未來(lái)外表活性劑的開(kāi)展應(yīng)滿(mǎn)足環(huán)保、對(duì)人平安和節(jié)能的要求，其開(kāi)發(fā)研究將向環(huán)境友好型開(kāi)展，要求有