高二化學(xué)（選修2）課件4.2《表面活性劑精細(xì)化學(xué)品》

課題２表面活性劑精細(xì)化學(xué)品第一課時(shí)精細(xì)化學(xué)品表面活性劑（肥皂、洗衣粉）、化學(xué)藥物等一、肥皂可以用來去油污1、肥皂的去污原理親水基－－肥皂結(jié)構(gòu)中－COONa或－COO－是極性基團(tuán)，極易溶于水，具有親水性；憎水基－－肥皂結(jié)構(gòu)中的烴基－R，不溶于，但極易溶于有機(jī)溶劑，具有親油性質(zhì)；科學(xué)探究

1、在燒杯中加入一定量的水，取一枚針放在一片濾紙上，并將它們一起輕輕放在水面上，觀察現(xiàn)象；用滴管滴加肥皂水，觀察這枚針的變化。2、在盛有少量水的試管中滴加幾滴植物油，震蕩后靜止，觀察水與油的混溶情況，在水與油的混和溶液中加入適量的肥皂水震蕩后靜止，觀察水與油的混溶情況。3、描述肥皂的去污過程4、肥皂在軟水中去污效果好，而在硬水及酸性環(huán)境中去污效果不好，為什么對(duì)自然現(xiàn)象作出合理解釋觀察肥皂去污是高級(jí)脂肪酸鈉起作用。從結(jié)構(gòu)上看，它的分子可以分為兩部分，一部分是極性的—COONa，或—COO-，它可以溶于水，叫親水基；另一部分是非極性的鏈狀的烴基—R，這一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有親油的性質(zhì)。在洗滌的過程中，污垢中的油脂跟肥皂接觸后，高級(jí)脂肪酸鈉分子的烴基就插入油污內(nèi)。而易溶于水的竣基部分伸在油污外面，插入水中。這樣油污就被包圍起來。再經(jīng)摩擦、振動(dòng)，大的油污便分散成小的油珠，最后脫離被洗的纖維織品，而分散到水中形成乳濁液，從而達(dá)到洗滌的目的。肥皂制取的過程：把動(dòng)物脂肪或植物油NaOH溶液按一定比例放在皂化鍋內(nèi)，加熱、攪拌使之發(fā)生皂化反應(yīng)；往鍋內(nèi)加入食鹽，使生成物高級(jí)脂肪酸鈉從甘油和水的混合物中分離析出（鹽析）；集取浮在液面的高級(jí)脂肪酸鈉，加入填充劑，進(jìn)行壓濾、干燥、成型，就制成成品肥皂；下層液體經(jīng)分離提純后，便得到甘油。2、肥皂的制取原理實(shí)驗(yàn)4-1工業(yè)制皂原理二、合成洗滌劑1．合成洗滌劑的組成：由憎水基和親水基組成，如：烷基苯磺酸鈉烷基磺酸鈉2、合成洗滌劑與肥皂的比較（1）肥皂不適合在硬水中使用，而洗滌劑使用不受限制；（2）合成洗滌劑洗滌能力強(qiáng)，可以用于機(jī)洗；（3）合成洗滌劑的原料便宜。（4）合成洗滌劑的危害：由于其穩(wěn)定性，在自然界中不易被細(xì)菌分解，造成水體污染。尤其含磷洗滌劑造成水體富營(yíng)養(yǎng)。在第一次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)就開始制造烷基苯基磺酸鹽以代替肥皂。1930年，美國(guó)NationalAniline公司正式將烷基苯磺酸鈉作為廉價(jià)的全成洗滌劑銷售。這種產(chǎn)品，在第二次世界大戰(zhàn)后的1945～1950年間迅速普及。在日本，利用硬性型ABS（帶支鏈的烷基苯磺酸鹽）的合成洗滌劑的產(chǎn)量，在1963年已超過肥皂。但是隨著合成洗滌劑消費(fèi)量的增加，引起了河川發(fā)生泡沫等污染水質(zhì)的問題。因而改用對(duì)微生物降解性良好的軟性型LAS（直鏈烷基苯磺酸鹽）。（1）軟性型LAS最常見的是直鏈?zhǔn)榛交撬徕c，其結(jié)構(gòu)中與肥皂（C17H35COONa）的憎水基團(tuán)—C17H35相當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)為

。同濃度的直鏈?zhǔn)榛交撬崤c肥皂溶液的pH值較大的是

。（2）烷基苯磺酸鈉用作洗滌劑時(shí)，需配加三聚磷酸鈉、硅酸鈉等助洗劑。當(dāng)洗滌用水硬度較大時(shí)，洗衣粉與肥皂相比，

洗滌效果較好，原因是肥皂

。（3）1999年1月1日開始的太湖流域的禁磷行動(dòng)是指

，主要目的是

。（4）現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶，它對(duì)洗滌

類污漬效果極好，原因是

?？偨Y(jié)：合成優(yōu)良洗滌劑的優(yōu)化方案1、確定合適的碳鏈長(zhǎng)度2、選擇不含支鏈的烴基3、合理的配方合成洗滌劑知識(shí)介紹：合成洗滌劑課堂練習(xí)1、下列有關(guān)油脂的敘述中，不正確的[]A．油脂沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，所以油脂是混合物B．油脂是由高級(jí)脂肪酸和甘油所生成的酯C．油脂是酯的一種D．油脂都不能使溴水褪色

D2、既能發(fā)生水解反應(yīng)又能發(fā)生氫化反應(yīng)的是[]A．油酸甘油脂B．軟脂酸甘油酯C．油酸D．乙酸乙酯A課題２表面活性劑精細(xì)化學(xué)品第二課時(shí)還包括：香料與香精、化妝品與盥洗衛(wèi)生品、印刷油墨及其助劑、感光材料、磁性材料、試劑、水處理劑與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、紡織印染劑及整理劑、動(dòng)物用藥、油田化學(xué)品、石油添加劑、石油煉制助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學(xué)品、金屬表面處理劑、合成潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑油添加劑、汽車用化學(xué)品、芳香除臭劑、工業(yè)防菌防霉劑、精細(xì)陶瓷、稀土、電子化學(xué)品及材料、功能高分子材料、生物化工制品等。精細(xì)化學(xué)品按用途可歸納為：醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成染料、有機(jī)顏料、涂料、表面活性劑、粘接劑、催化劑、添加劑、食品和動(dòng)物飼料添加劑、塑料、合成纖維和橡膠用添加劑等。三、精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)特點(diǎn)表面活性劑是從20世紀(jì)50年代開始隨著石油化工飛速發(fā)展與合成塑料、合成橡膠、合成纖維一并興起的一種新型化學(xué)品，是精細(xì)化工品的重要門類之一，在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有著非常重要的作用和廣泛的應(yīng)用。它是許多部門必要的化學(xué)助劑，其用量雖小，但收獲甚大，往往能起到意想不到的效果，被譽(yù)為“工業(yè)味精”的美稱。

1、精細(xì)化學(xué)品具有品種多、批量少、產(chǎn)值高等特點(diǎn)。特點(diǎn)：用量少，顯著降低水與空氣或其他物質(zhì)界面張力，大大提高工業(yè)生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。小批量、多品種精細(xì)化工產(chǎn)品本身的用量不大。藥的服用量以毫克計(jì)；食品添加劑的用量只是百萬分之幾；染料是織物重量的3-5%對(duì)每一個(gè)精細(xì)化工部門來說，產(chǎn)品的品種通常會(huì)很多。如染料：不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的品種為5232個(gè)。

小批量、多品種的特點(diǎn)決定了精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)通常采用間歇反應(yīng)為主，采用批次生產(chǎn)。用量小而效益顯著

若在人造衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)中采用結(jié)構(gòu)膠粘劑代替金屬焊接，節(jié)省一公斤金屬，就有近十萬元的經(jīng)濟(jì)效益。在聚氯乙烯塑料中，采用耐溫增塑劑代替普通增塑劑就可提高400C的使用溫度1、在滅火中的應(yīng)用2、在化妝品中的應(yīng)用3、在石油工業(yè)中的應(yīng)用4、在紡織工業(yè)中的應(yīng)用5、在包裝中的應(yīng)用精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用表面活性劑在消防滅火中的應(yīng)用是用作泡沫滅火劑。對(duì)于木材、原棉等固體物的火災(zāi)，由于表面活性劑的滲透和潤(rùn)濕作用，使水易于透入燃料體內(nèi)部而起到阻止火繼續(xù)燃燒。對(duì)于油類等液體物的火災(zāi)，由于表面活性劑能加速油的乳化或凝膠化，以及滅火劑迅速在燃料油的表面上鋪展開來，形成隔離膜，而起到滅火作用。泡沫滅火劑生成的泡沫是由泡沫滅火劑中高起泡能力的表面活性劑的作用形成的。

在滅火中的應(yīng)用精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用近年來開發(fā)出一系列對(duì)皮膚有各種有益功能的霜膏，在配方中增添了各種有效成分，能促進(jìn)皮膚新陳代謝和再生，解脂及增加皮膚蛋白，促進(jìn)血液循環(huán)，防止皮膚變色，抑制皮膚病變，促使皮膚恢復(fù)正常生理功能，賦予皮膚柔軟和緩解日曬紅斑等。這類護(hù)膚霜受到從事各行業(yè)人們的喜愛。制備護(hù)膚霜所用的乳化劑通常采用復(fù)配型的，既有良好的乳化性能，對(duì)皮膚的刺激性又小。常用的表面活性劑主要是非離子表面活性劑。在化妝品中的應(yīng)用精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用在石油工業(yè)中的應(yīng)用石油產(chǎn)品添加劑之一——助燃劑助燃劑或促燃劑是當(dāng)今所研究的節(jié)油劑中的一種最主要的成分。由于它的作用，燃料霧化更好，燃料的氣化率及擴(kuò)散性提高，燃料的發(fā)火點(diǎn)降低，燃燒速度加快、燃燒效率增大、輸出功率提高。總之，助燃劑能使燃料燃燒得更充分，從而降低燃料消耗，達(dá)到節(jié)能目的，井減輕廢氣對(duì)環(huán)境的污染。精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用

在紡織工業(yè)中的應(yīng)用織物的退漿、煮練和漂白加工過程統(tǒng)稱為織物的前處理。染料從染液向纖維表面和內(nèi)部轉(zhuǎn)移的過程大致分為3個(gè)階段：吸附、擴(kuò)散、固著。染色助劑在染色中起著十分重要的作用。表面活性劑是品種最多、使用最廣泛的一類染色助劑，它在染色中主要用作滲透劑、分散劑、勻染(緩染)劑以及固色劑、皂洗劑等。精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用抗靜電劑聚烯烴、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等塑料制品的表面，常因在成型過程中與模具或設(shè)備表面分開而積有靜電，給人們生活增添了危害。消除塑料表面靜電的方法中最普通的是使用抗靜電劑。塑料包裝材料常用的抗靜電劑主要是表面活性劑。表面活性劑型抗靜電劑，其分子中的親油部

分牢固地吸附在塑料的表面，親水部分從空

氣中吸收水分，從而在塑料表面形成薄薄的

導(dǎo)電層，起到消除靜電的作用。

在包裝中的應(yīng)用精細(xì)化學(xué)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用大量采用復(fù)配技術(shù)由于應(yīng)用對(duì)象的特殊性，很難采用單一的化合物來滿足各種特定的要求，需要多種組分配合起來才能達(dá)到目的。如：洗滌劑就需要有乳化潤(rùn)濕作用的表面活性劑、柔軟平滑劑、抗靜電劑等。

表面活性劑復(fù)配的原則是：通過幾種表面活性劑的混合復(fù)配，可使制劑或配方的效果更好，各類表面活性劑之間具有較好的配伍性，或者說相容性。在實(shí)際使用的配方中，復(fù)配體系成功的關(guān)鍵就是利用表面活性劑之間的良好的協(xié)同效應(yīng)。而這可通過理論預(yù)測(cè)來優(yōu)選配方。例如在離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑復(fù)配體系中，離子表面活性劑和非離子表面活性劑在溶液中可形成混合膠束，產(chǎn)生協(xié)同增效作用，提高表面活性，降低表面活性劑用量，陰離子表面活性劑有利于最大限度的增溶，劑復(fù)配體系時(shí)，必須要考慮到其混合膠束的溶液特性以及它們相互作用的機(jī)理，這將為復(fù)配提供很大的幫助。復(fù)配技術(shù)應(yīng)用舉例2、精細(xì)化工具有技術(shù)密集附加值高的特點(diǎn)研究開發(fā)(R&D)投資高

工藝流程長(zhǎng)情報(bào)密集、信息快技術(shù)密集產(chǎn)品的更新?lián)Q代快，市場(chǎng)壽命短，技術(shù)專利性強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈等。研究開發(fā)是指從制定具體的研究目標(biāo)開始直到技術(shù)成熟進(jìn)行投產(chǎn)前的一段過程。開發(fā)一種新藥需要5-10年，投資需2000萬美元，達(dá)年銷售額的14%。一般精細(xì)化工產(chǎn)品研究開發(fā)投資占年銷售額的6-7%是正常現(xiàn)象。成功率較低：染料的專利開發(fā)中成功率通常只是0.1-0.2%.投資高單元反應(yīng)多、原料復(fù)雜、中間過程控制要求嚴(yán)格。如：

感光材料的成色劑合成單元反應(yīng)多達(dá)十幾步，最后產(chǎn)率有時(shí)會(huì)低于20%。在制藥工業(yè)中，除采用合成原料外，還要采用天然產(chǎn)物，或是用生化方法得到的半人工合成中間體。工藝流程長(zhǎng)由于精細(xì)化工產(chǎn)品是根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)象而設(shè)計(jì)的，它們的要求經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。一旦有新的要求提出，就必須按照新要求來重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，或?qū)υ械幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，其結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生新產(chǎn)品。大量的基礎(chǔ)研究工作產(chǎn)生的新化學(xué)品也不斷地需要尋求新的用途。情報(bào)密集、信息快

技術(shù)密集的特點(diǎn)反映在精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中是技術(shù)保密性、專利壟斷性強(qiáng)。

廠家通過自己擁有的技術(shù)開發(fā)得到的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，并以此為手段在國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行激烈競(jìng)爭(zhēng)。

附加價(jià)值是指在產(chǎn)品的產(chǎn)值中扣除原材料、稅金、設(shè)備和廠房的折舊費(fèi)后剩余部分的價(jià)值。是指當(dāng)產(chǎn)品從原材料開始經(jīng)加工到生產(chǎn)出產(chǎn)品的過程中實(shí)際增加的價(jià)值。包括利潤(rùn)、工人勞動(dòng)、動(dòng)力消耗以及技術(shù)開發(fā)等費(fèi)用。附加價(jià)值高一個(gè)新藥約需5～10年時(shí)間,耗資2000萬美元,這種研究是必需的,但風(fēng)險(xiǎn)較大。拓展材料---