聚醚型表面活性剂

1、聚醚型表面活性剂简介聚醚型表面活性剂简介 聚醚结构 ROCH2CH2O H2 CCHO n m H3C H vR：起始剂：起始剂 一官能度：甲醇、烯丙醇、正丁醇、脂肪醇等，用于各种表面活性 剂 二官能度：二元醇包括丙二醇、乙二醇等，主要用于聚氨酯弹性体 、胶黏剂等 三官能度：甘油、三羟等，用于各种软质聚氨酯泡沫 多官能度：大于等于四官能度，季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖 等，主要用于硬泡聚氨酯泡沫 v什么是聚醚？什么是聚醚？ 聚醚的合成 v 催化剂：催化剂：KOH、NaOH、NaOCH3、KOCH3等；双金等；双金 属属DMC催化剂；催化剂；FMEE系列金属氧化物催化剂；磷腈类系列金属氧化物催

2、化剂；磷腈类 催化剂等催化剂等 v 环氧化物：最常用的环氧乙烷环氧化物：最常用的环氧乙烷EO、环氧丙烷、环氧丙烷PO，特殊，特殊 用途的四氢呋喃，用于特种耐水解弹性体用途的四氢呋喃，用于特种耐水解弹性体 ROCH2CH2O H 2 CCHO n m H 3C H ROH EO/PO 聚醚反应器 v 釜式反应器釜式反应器 最常用，反应器的体积可以设计的比较大最常用，反应器的体积可以设计的比较大 v Press外循环喷雾反应外循环喷雾反应 适用于高分子量乙氧基化物合成，优点是反应速率高、生产周期短、适用于高分子量乙氧基化物合成，优点是反应速率高、生产周期短、 公用消耗低、适应性强和易于自动控制公用

3、消耗低、适应性强和易于自动控制 v Bush外循环喷射式反应器外循环喷射式反应器 气相和液相混合充分，传质效率高，反应速度快，通料完成反应基本气相和液相混合充分，传质效率高，反应速度快，通料完成反应基本 结束结束 v 管式反应器管式反应器 适用于高压高温反应，如制备氨基聚醚，适用于高压高温反应，如制备氨基聚醚，15MPa压力、压力、180反应反应 表面活性剂介绍 v 表面活性剂表面活性剂(surfactant)，是指加入少量能使其溶液，是指加入少量能使其溶液 体系的界面状态发生明显变化的物质。溶解于水中以后体系的界面状态发生明显变化的物质。溶解于水中以后 ，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高

4、有机化合物，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物 的可溶性。的可溶性。 v 表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团， 另一端为憎水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、另一端为憎水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、 磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键 等也可作为极性亲水基团；而憎水基团常为非极性烃链等也可作为极性亲水基团；而憎水基团常为非极性烃链 ，如，如8个碳原子以上烃链。个碳原子以上烃链。 v 表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活表面活性剂分为离子型表

5、面活性剂（包括阳离子表面活 性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两 性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。 O O O SONa 两亲结构（两亲结构（amphiphilic）：由由非极性非极性烃链（烃链（憎水性憎水性 即亲油性即亲油性）和一个以上的）和一个以上的极性基团（亲水性）极性基团（亲水性）组成组成 亲油基团亲油基团和和亲水基团亲水基团强度的相互平衡强度的相互平衡 ( (HLB值）值） 表面活性剂的结构特征 表面活性剂类型 表面活性剂通常采用按化学结构来分类，分 为离子型和

6、非离子型两大类，离子型中又可分为 阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。显然 阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否 则可能会发生沉淀而失去活性作用。 1.离子型 2.非离子型 阳离子型 阴离子型 两性型 表面活性剂 特种型 各种表面活性剂的结构示意图 OSO M O O -+ N R R R + X- 无表面活性 维持电中性的作用 表面活性部分 阴离子型阴离子型 阳离子型阳离子型 N CH2COO R R + N CH3 OSO R R + O O 表面活性部分 一个整体 离解成两部分 两性离子型表面活性剂 O O O OH 非离子型表面活性剂 亲水基与水形成氢键，而溶于水中 O O O

7、 OSO M O O - + 亲水基 阴/非离子 杂交型离子型表面活性剂 常用非离子单体合成 ROH +ROCHCH2 R 1 OH n H2CCH O R 1 Cat T,P 合成条件合成条件： Cat:氢氧化钾/钠、金属络合物等，常规分子量500-2000，少 量5000； T：110-150；P：-0.10.5MPa；国内为间歇式生产：单釜式 或外循环喷雾式，2-50m3 起始剂特征起始剂特征：含活泼氢的化合物，如醇、酚、氨、酸、酯等； 产品特性产品特性：调节环氧化物，理论上可按需调节表面活性剂亲水亲油能力； 环氧乙烷含量越高，产品凝固点越高，浊点越高，亲水性越强，一般n=3- 10，可

8、作为润湿剂使用，16-50可作乳化剂使用，更高可作为分散剂使用； 环氧丙烷越高，亲油性越强，产品凝固点越低，浊点降低，一般农用助剂 用很少用（除嵌段聚醚和极少品种外） 发展方向发展方向：高分子量和窄分布产品，带动新型催化技术的发展； 连续化技术的革命，提高生产效率，降低生产成本和提高产品 质量稳定性 主要厂家主要厂家：江苏钟山、辽阳奥克、南京太化、南京威尔、靖江开元、邢台 蓝天 脂肪醇聚氧乙烯醚 R : C nH2n+1 OHAEO -5 -7 -25 产品原料：产品原料：脂肪醇依碳数不同，有C8-10醇、C12-14醇、C16-18醇，也有 异构13醇；脂肪醇依来源不同有天然醇和合成醇 典型

9、产品典型产品：AEO-5、异构13醇AEO-3，6，9；JFC-1，3，5 产品应用产品应用：本系列产品属于非离子表面活性剂，除AEO-3、AEO-4溶于油及 极性溶剂中，在水中呈扩散状，具有良好的乳化性能, 可做农药用的W/O 型乳化剂。AEO-（6，7，9）易溶于水，具有优良的乳化、净洗、润湿性 能,可做O/W乳化剂、润湿剂。AEO-（15，30）增溶剂和分散剂。 衍生产品衍生产品：磷酸酯化物， 烷基酚聚氧乙烯醚 CnH2n+1 OH 产品原料：产品原料：辛基酚（OP）、壬基酚（NP） 典型产品典型产品：NP-4、NP-10、NP-30、NP-50 衍生产品衍生产品：NP-4P、NP-7P

10、、NP-10P 产品应用产品应用：本系列产品属于非离子表面活性剂，除NP-3、NP-4、NP-5水 溶性较差外，其它都易溶于水。NP-3、NP-4、NP-5可做农药（可作为乳 化、分散、润湿、渗透剂）用的W/O型乳化剂。NP-8NP-40用作O/W乳化 剂或增溶剂。 国内OP-10与NP-10基本等同。NP-10以进口为主，价格便宜且质量稳定。 其磷酸单酯或盐是重要的高含量EC、EW、SE、ME乳化剂或兼容剂。 蓖麻油聚氧乙烯醚 R R R OH OH OH 典型产品典型产品 BY-125， BY-140（M4900，BEL-5，10，15，40，60，80 产品应用产品应用 该系列产品根据E

11、O加成数的不同有多种规格，该系列产品在水中呈 分散状或易溶于水、脂肪酸或其它有机溶剂中,具有优良的润滑、乳 化、扩散、增容性能，作乳化剂，用于各种植、动、矿物油的乳化。 在金属加工工业中用于配制金属切削液；在纺织工业中作化纤油剂 组分，具有乳化和抗静电性能；制药业中，用作乳化剂，用于制造搽 剂、乳膏剂、乳剂等；油墨业作乳化剂；可用作有机磷农药的乳化剂； 作原油脱水的破乳剂；还可用于制造洗发香波泡沫浴液、护肤品等。 聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚 nmn OHOO CH3 OH 典型产品典型产品：L61、L64、 F68、F108 产品应用产品应用：具有优良 的低泡性能和润滑性 能，用于配制低泡、 高

12、去污力合成清洗剂， 应用于金属加工和水 处理配方。 脂肪酸聚氧乙烯醚 R O O H 原料：原料：油酸（动物、植物型）、硬脂酸 典型产品典型产品：SG-40，100；O-9，12，15 产品应用产品应用：本品具有优良的润滑、乳化、洗涤、分散性 能。在金属加工液中作润滑剂；水处理工业作乳化剂、 分散剂；纺织业中作匀染剂、分散剂、柔软剂；农药中 作杀虫剂的乳化剂；化纤油剂中作油溶性乳化剂、柔软 剂、润滑剂、抗静电剂；也可用于水溶性涂料、印刷电 路板的酸性。 脂肪胺聚氧乙烯醚 RNH 2 原料：原料：牛脂胺，12胺，18胺 典型产品：典型产品：牛脂胺聚氧乙烯醚，12胺聚氧乙烯醚（张家 港飞翔） 产品

13、应用产品应用： 主要用作酸性金属络合染料的匀染剂，可降 低染浴硫酸用量，减少织物强力损伤，弈可用作中性染 料、还原染料匀染剂。可有效地控制瞬染上色率和染料 泳移，并有助于高温下迅速染色。在纺织品中用作乳化 剂、抗静电剂和分散剂。 聚乙二醇系列 v 典型产品典型产品 v 性能与应用性能与应用 v聚乙二醇系列产品根据相对分子质量的聚乙二醇系列产品根据相对分子质量的 不同，物理形态可以从液体至蜡状半固不同，物理形态可以从液体至蜡状半固 体，直至坚硬的蜡状固体。聚乙二醇易体，直至坚硬的蜡状固体。聚乙二醇易 溶于水和一些普通的有机溶剂。固体聚溶于水和一些普通的有机溶剂。固体聚 乙二醇溶解度有限，但即使是

14、相对分子乙二醇溶解度有限，但即使是相对分子 质量最大级的聚乙二醇，在水中溶解度质量最大级的聚乙二醇，在水中溶解度 大于大于50%。 v聚乙二醇系列产品在金属工业中加于电聚乙二醇系列产品在金属工业中加于电 解液可增强研磨效果，增强金属表面的解液可增强研磨效果，增强金属表面的 光泽。用作金属加工铸模剂，金属拉丝光泽。用作金属加工铸模剂，金属拉丝 、冲压或成型的润滑剂及切削液，研磨、冲压或成型的润滑剂及切削液，研磨 冷却润滑抛光剂、焊接剂等；水处理工冷却润滑抛光剂、焊接剂等；水处理工 业用作缓蚀剂；用作医药及化妆品的基业用作缓蚀剂；用作医药及化妆品的基 质，作润滑剂、柔软剂；橡胶工业与纺质，作润滑剂

15、、柔软剂；橡胶工业与纺 织工业的润滑剂和润湿剂；在造纸工业织工业的润滑剂和润湿剂；在造纸工业 中用作润滑剂等，也用作热熔黏合剂，中用作润滑剂等，也用作热熔黏合剂， 以增加快速的再润湿能力。以增加快速的再润湿能力。 产品名称产品名称 外观外观 25 水分水分 % pH 1%水水 羟值羟值 mgKO H/g PEG20 0 液体液体0.2 5.0 7.0 561 PEG40 0 液体液体0.2 6.0 7.0 270 PEG60 0 膏体膏体0.2 6.0 7.0 187 PEG80 0 膏体膏体0.2 6.0 7.0 140 PEG88 0 膏体膏体0.2 6.0 7.0 127 PEG96 0

16、 固体固体0.2 6.0 7.0 116 PEG10 00 固体固体0.3 6.0 7.0 112 PEG20 00 固体固体0.2 6.0 7.0 56 PEG40 00 固体固体0.5 6.0 7.0 28 山梨醇酯聚氧乙烯醚 吐温80吐温20 可用作矿物油的乳化剂，染料的溶剂，化妆品的乳化剂，泡沫塑料 的稳定剂，医药品的乳化剂、扩散剂和稳定剂，以及照片乳液的助剂 在食品工业中主要用于蛋糕、冰淇淋、起酥油等 失水山梨醇脂肪酸酯 司盘80 失水山梨醇油酸酯 司盘60 失水山梨醇硬脂酸酯 在纺织工业中用作腈纶的抗静电剂、柔软上油剂的组分； 在食品、农药、医药、化妆品、涂料、塑料工业中用作乳化剂

17、、稳 定剂 脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚系列 （FMEE） v 脂肪酸甲酯乙氧基化物脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是一种新型非离子表面活性剂，是以是一种新型非离子表面活性剂，是以 脂肪酸甲酯为原料，经相应催化剂作用下，直接与环氧乙烷脂肪酸甲酯为原料，经相应催化剂作用下，直接与环氧乙烷(EO)发发 生加成反应制得。生加成反应制得。 v 脂肪酸甲酯乙氧基化物（脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）是一种低泡沫的非离子表面活性剂）是一种低泡沫的非离子表面活性剂 ，在低温条件下（低于，在低温条件下（低于60）具有优异的净洗性能，特别是分散力）具有优异的净洗性能，特别是分散力 出众，在净洗过程中能够有效的防止污垢的

18、反沾污，其渗透、乳化等出众，在净洗过程中能够有效的防止污垢的反沾污，其渗透、乳化等 性能均优于性能均优于AEO系列，是系列，是TX、OP等含有等含有APEO类表面活性剂的替类表面活性剂的替 代品。代品。 v 脂肪酸甲酯乙氧基化物分子式中具有酯基，类似于油脂和蜡质结构，脂肪酸甲酯乙氧基化物分子式中具有酯基，类似于油脂和蜡质结构， 根据相似相溶的原理，对油脂、矿物油和石蜡蜡质有较强的溶解和去根据相似相溶的原理，对油脂、矿物油和石蜡蜡质有较强的溶解和去 除能力。除能力。 v 浊点高，适用于高温下使用；凝固点明显低于浊点高，适用于高温下使用；凝固点明显低于AEO，可以在接近零，可以在接近零 度时使用。

19、度时使用。 v 渗透性能优于渗透性能优于AEO系列产品。系列产品。 脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚系列 （FMEE） v 反应过程反应过程 v 催化剂：特种催化剂，氧化镁催化剂：特种催化剂，氧化镁/氧化铝复合物，这两种催化剂体系能完氧化铝复合物，这两种催化剂体系能完 成脂肪酸甲酯乙氧基化，同时产品分布窄，性能优越。成脂肪酸甲酯乙氧基化，同时产品分布窄，性能优越。 v 反应器类型：釜式搅拌、反应器类型：釜式搅拌、Press循环喷雾、循环喷雾、Bush外循环喷射式反应外循环喷射式反应 器（最适于两相金属催化剂催化乙氧化反应）器（最适于两相金属催化剂催化乙氧化反应） v 国内情况：江南大学、山西日化所有研究，

20、日化所在上海投建了国内情况：江南大学、山西日化所有研究，日化所在上海投建了3万万 吨吨/年年FMEE生产装置生产装置 R OCH3 O EO Cat R O(CH2CH2)nOCH3 O 慢回弹泡沫用聚醚 v 慢回弹泡沫又称为粘弹性或记忆泡沫，具有形状记忆性、吸能慢回弹泡沫又称为粘弹性或记忆泡沫，具有形状记忆性、吸能 、吸音、吸震等功能、吸音、吸震等功能 v 公司产品：公司产品：lw1030、lw1070、lw1080、lw1090，分子量范围，分子量范围 500900；目前主推无；目前主推无BHT抗氧剂聚醚抗氧剂聚醚lw1073等等 v 超柔软及胀气海绵用聚醚超柔软及胀气海绵用聚醚 ZS36

21、02 v 使用方法：与普通软泡聚醚混合使用使用方法：与普通软泡聚醚混合使用 v 获得了江苏省优秀新产品金奖，获得了江苏省优秀新产品金奖，2013国家重点新产品奖，年产国家重点新产品奖，年产 销量数千吨销量数千吨 特种聚醚产品 灌浆材料用聚醚 v 江河堤坝常构筑在砂石和沙土等冲积物组成的透水地基上，汛期江河堤坝常构筑在砂石和沙土等冲积物组成的透水地基上，汛期 江河高水位时，堤坝内侧出现渗水现象，严重时出现管涌，给大江河高水位时，堤坝内侧出现渗水现象，严重时出现管涌，给大 坝造成局部塌陷甚至溃决等严重后果。坝造成局部塌陷甚至溃决等严重后果。 v 沙袋堵漏方法效率低；原有灌浆材料固结时间慢，包水量低

22、。沙袋堵漏方法效率低；原有灌浆材料固结时间慢，包水量低。 v 我公司产品具有包水量大，粘结强度高等优点，主要牌号我公司产品具有包水量大，粘结强度高等优点，主要牌号 GJ3802、GJ4802，年产销量数百吨。，年产销量数百吨。 v 应用领域：大坝、堤防、地下水道潮湿裂缝的灌浆堵漏；动水地应用领域：大坝、堤防、地下水道潮湿裂缝的灌浆堵漏；动水地 层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等，最适合混凝土动缝的防层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等，最适合混凝土动缝的防 渗堵漏。渗堵漏。 特种聚醚产品 高官能度高活性聚醚 v 目前市场上比较普遍的普通高回弹聚醚是目前市场上比较普遍的普通高回弹聚醚是5000分子

23、量，分子量，3官能度官能度 的产品，可以满足客户一般需求，如我公司的产品，可以满足客户一般需求，如我公司ZS1618A等。等。 v 随着市场的快速发展，客户对高回弹产品的要求越来越高，主要包随着市场的快速发展，客户对高回弹产品的要求越来越高，主要包 括更高的弹性，更宽的操作宽容度和更好的尺寸稳定性。如我公司括更高的弹性，更宽的操作宽容度和更好的尺寸稳定性。如我公司 ZS6600、ZS6380产品，可用于生产较低密度高回弹泡沫（产品，可用于生产较低密度高回弹泡沫（ 20kg/m3）、其仍能保持较高的回弹性能及低永久压缩形变。）、其仍能保持较高的回弹性能及低永久压缩形变。 v ZS6281：三官：

24、三官6000分子量，用于自结皮、高回弹泡沫等分子量，用于自结皮、高回弹泡沫等 v T221：三官：三官8000分子量高活性聚醚，适用于冷熟化，微孔弹性分子量高活性聚醚，适用于冷熟化，微孔弹性 体如鞋底料等体如鞋底料等 特种聚醚产品 聚羧酸高性能减水剂的合聚羧酸高性能减水剂的合 成与应用成与应用 硅酸盐水泥 矿物掺合料 骨料 （砂、石） 拌合水化学外加剂 混凝土概况 混凝土外加剂 v 混凝土外加剂，是指在拌制混凝土拌合前或拌合过程中混凝土外加剂，是指在拌制混凝土拌合前或拌合过程中 掺入用以改善混凝土性能的物质。主要包括掺入用以改善混凝土性能的物质。主要包括减水剂减水剂、早、早 强剂、缓凝剂、引气

25、剂、防水剂、阻锈剂、膨胀剂、防强剂、缓凝剂、引气剂、防水剂、阻锈剂、膨胀剂、防 冻剂、速凝剂、泵送剂等。冻剂、速凝剂、泵送剂等。 减水剂发展历程 性能性能第一代第一代第二代第二代第三代第三代 时间时间20世纪世纪30年代年代20世纪世纪60年代年代20世纪世纪90年代后年代后 代表产品代表产品木钙、木钠、木镁等木钙、木钠、木镁等萘系、三聚氰胺系萘系、三聚氰胺系聚羧酸及其酯聚合物聚羧酸及其酯聚合物 混凝土减水率混凝土减水率612%1525%2545% 掺量掺量0.20.3%0.51.0%0.20.4% 性能特点性能特点 减水率低，有一定缓减水率低，有一定缓 凝和引气作用凝和引气作用 减水率高、不

26、引气减水率高、不引气 、不缓凝、增强效、不缓凝、增强效 果好，但混凝土坍果好，但混凝土坍 落度损失大落度损失大 掺量低、减水率低、掺量低、减水率低、 流动性保持好，水泥流动性保持好，水泥 适应性好，适宜配制适应性好，适宜配制 高性能混凝土高性能混凝土 减水剂分散作用机理 絮凝结构会使10%30%的自由水包裹其中。 水泥浆的絮凝结构 减水剂分散作用示意图 聚羧酸系高效减水剂 v 聚羧酸类减水剂是由各种乙烯类单体经共聚合反应获得的一类在主链上含有聚羧酸类减水剂是由各种乙烯类单体经共聚合反应获得的一类在主链上含有 阴离子阴离子(如羧基、磺酸基如羧基、磺酸基)及其他极性基团及其他极性基团(如羟基、醚、酰胺、胺如羟基、醚、酰胺、胺)等的水等的水 溶性高分子溶性高分子, 具有很多良好的使用性能。具有很多良好的使用性能。 H2 CC H2 C