【大学课件】表面活性剂的分类及应用性能

1、二、外表活性剂的分类及应用性能二、外表活性剂的分类及应用性能 1.1.外表活性剂分类外表活性剂分类 非离子型外表活性剂非离子型外表活性剂 离子型外表活性剂离子型外表活性剂 油溶性外表活性剂油溶性外表活性剂 水溶性外表活性剂水溶性外表活性剂阳离子外表活性剂阳离子外表活性剂 阴离子外表活性剂阴离子外表活性剂 两性外表活性剂两性外表活性剂 在水中能电离而生成离子的叫离子外表活性剂；不能电在水中能电离而生成离子的叫离子外表活性剂；不能电 离的叫非离子外表活性剂。在离子外表活性剂中，亲水离的叫非离子外表活性剂。在离子外表活性剂中，亲水 基团带有负电荷的叫阴离子外表活性剂；亲水基团带有基团带有负电荷的叫阴

2、离子外表活性剂；亲水基团带有 正电荷的叫阳离子外表活性剂。视溶液酸碱度不同而离正电荷的叫阳离子外表活性剂。视溶液酸碱度不同而离 解成阴离子或阳离子的那么称为两性外表活性剂。解成阴离子或阳离子的那么称为两性外表活性剂。 多元醇型多元醇型 聚氧乙烯型聚氧乙烯型 聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯型聚氧丙烯型 其他特殊外表活性剂：含氟、硅、磷外表活其他特殊外表活性剂：含氟、硅、磷外表活 性剂；性剂； 生物外表活性剂、天然高分子外表活性剂；生物外表活性剂、天然高分子外表活性剂； 双亲油基双生双亲油基双生GerminiGermini、双亲水基外表、双亲水基外表 活性剂。活性剂。 按分子量分类，分为高分子外表活性

3、剂按分子量分类，分为高分子外表活性剂 M M大于大于104104；中分子量外表活性剂；中分子量外表活性剂 M:103104M:103104；低分子量外表活性剂；低分子量外表活性剂 M:102l03M:102l03。 按分子结构中亲水基团的带电性分为阴离子、按分子结构中亲水基团的带电性分为阴离子、 阳离子、非离子和两性外表活性剂四大类。阳离子、非离子和两性外表活性剂四大类。 阴离子外表活性剂：如烷基苯磺酸钠阴离子外表活性剂：如烷基苯磺酸钠LASLAS、 烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸钠醚硫酸钠AESAES、烷基磺酸钠、烷基磺酸钠AOSAO

4、S等。等。 非离子外表活性剂：如烷基酚聚氧乙烯醚、脂非离子外表活性剂：如烷基酚聚氧乙烯醚、脂 肪醇聚氧乙烯醚肪醇聚氧乙烯醚AEOAEO、烷醇酰胺等。、烷醇酰胺等。 聚醚：是近年来生产低泡洗涤剂的常用活性物，聚醚：是近年来生产低泡洗涤剂的常用活性物， 一般常用环氧乙烷和环氧丙烷共聚的产物，常一般常用环氧乙烷和环氧丙烷共聚的产物，常 与阴离子外表活性剂复配，主要用作消泡剂。与阴离子外表活性剂复配，主要用作消泡剂。 两性外表活性剂：甜菜碱等，如十二烷基甜菜两性外表活性剂：甜菜碱等，如十二烷基甜菜 碱碱(BS-12)(BS-12)，NN酰胺丙基二甲基羧甲基铵甜菜酰胺丙基二甲基羧甲基铵甜菜 碱。碱。 类

5、类 型型 举举 例例 分子结构分子结构 应应 用用 阴离子型阴离子型 烷基磺酸钠烷基磺酸钠CH3CH2CH2CH2 OSO3-Na+ 肥皂、洗洁精肥皂、洗洁精 等大多数洗涤等大多数洗涤 剂剂 阳离子型阳离子型 烷基三甲基烷基三甲基 氯化铵氯化铵 CH3 CH3CH2CH2CH2 N+-CH3Cl- CH3 抗静电剂、抗静电剂、 柔顺剂柔顺剂 两性离子型两性离子型 甜菜碱类化甜菜碱类化 合物合物 CH3 CH3CH2CH2CH2 N+-CH2COO - CH3 婴儿洗发剂婴儿洗发剂 非离子型非离子型 高级醇聚氧高级醇聚氧 乙烯加成物乙烯加成物 CH3CH2CH2CH2 (CH2CH2O)nH 发

6、泡剂、乳发泡剂、乳 化剂、增溶化剂、增溶 剂剂 按用量和品种，用的最多的是阴离子外表活性剂，按用量和品种，用的最多的是阴离子外表活性剂， 其次是非离子外表活性剂。阳离子外表活性剂，由其次是非离子外表活性剂。阳离子外表活性剂，由 于它在纤维上的吸附大、洗涤力小，且价格昂贵，于它在纤维上的吸附大、洗涤力小，且价格昂贵， 不适合用于洗涤剂，有时在洗涤剂中参加阳离子外不适合用于洗涤剂，有时在洗涤剂中参加阳离子外 表活性剂主要是为了使洗涤剂具有杀菌消毒能力或表活性剂主要是为了使洗涤剂具有杀菌消毒能力或 起柔软作用。两性外表活性剂有良好的去污性能，起柔软作用。两性外表活性剂有良好的去污性能， 调理性好。但

7、由于本钱高而较少使用。常用于个人调理性好。但由于本钱高而较少使用。常用于个人 卫生用品和特种洗涤剂中。因此，性能与本钱的比卫生用品和特种洗涤剂中。因此，性能与本钱的比 值是选择外表活性剂的一个主要依据。值是选择外表活性剂的一个主要依据。 2.外表活性剂的应用性能外表活性剂的应用性能 外表活性剂因能对两相界面性外表活性剂因能对两相界面性 质产生影响，在实际应用中能质产生影响，在实际应用中能 显示出各种优异的性能。在洗显示出各种优异的性能。在洗 涤剂中，外表活性剂一般作为涤剂中，外表活性剂一般作为 洗涤成分，但在某些配方中也洗涤成分，但在某些配方中也 用作辅助原料，起乳化、润湿、用作辅助原料，起乳

8、化、润湿、 增溶、保湿、润滑、杀菌、柔增溶、保湿、润滑、杀菌、柔 软、抗静电、发泡、消泡等作软、抗静电、发泡、消泡等作 用。用。 界面吸附界面吸附 外表活性剂在溶液中的性质外表活性剂在溶液中的性质 外表活性剂分子在界面上会定向排列成分外表活性剂分子在界面上会定向排列成分 子层。如下图：子层。如下图： 外表活性剂的界面定向外表活性剂的界面定向 外表活性剂在水溶液外表的吸附外表活性剂在水溶液外表的吸附 外表活性剂在界面定向形成吸外表活性剂在界面定向形成吸 附膜附膜 浓度足够时，外表活性剂在溶液外表定向形成吸浓度足够时，外表活性剂在溶液外表定向形成吸 附膜。排列成单分子层。非极性憎水基的局部越大，附

9、膜。排列成单分子层。非极性憎水基的局部越大， 憎水性越强，外表活性剂分子就越聚集于外表，其外憎水性越强，外表活性剂分子就越聚集于外表，其外 表活性就越强。表活性就越强。 双亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性局部会双亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性局部会 互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎 水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触， 使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。 形成胶束或胶团形成胶束或胶团(micell

10、e) ) 随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现 棒状、层状或球状等棒状、层状或球状等多种形状。多种形状。 分散作用：分散是指固体粒子分散在液体中，按粒子的大小不同，可分散作用：分散是指固体粒子分散在液体中，按粒子的大小不同，可 分为胶体分散和粗分散。固体微粒在液体介质中的分散过程一般分为三分为胶体分散和粗分散。固体微粒在液体介质中的分散过程一般分为三 个阶段，即固体微粒的润湿、粒子团的分散和碎裂、分散体的稳定。分个阶段，即固体微粒的润湿、粒子团的分散和碎裂、分散体的稳定。分 散过程中由于分散相外表积增大，体系的自由能增大，因而处于不稳定散过程中由

11、于分散相外表积增大，体系的自由能增大，因而处于不稳定 状态。容易聚集形成沉淀。参加外表活性剂，可以在固液界面上吸附而状态。容易聚集形成沉淀。参加外表活性剂，可以在固液界面上吸附而 降低界面自由能，使分散趋于比较稳定。如果粒子带电，并在其周围形降低界面自由能，使分散趋于比较稳定。如果粒子带电，并在其周围形 成水化层，那么因相同电荷的排斥作用或水化层的屏蔽作用，也可防止成水化层，那么因相同电荷的排斥作用或水化层的屏蔽作用，也可防止 粒子的聚集沉淀。粒子的聚集沉淀。 外表活性剂的作用外表活性剂的作用 对固体粒子起分散作用的分散剂主要对固体粒子起分散作用的分散剂主要 有阴离子外表活性剂、非离子外表活有

12、阴离子外表活性剂、非离子外表活 性剂和有机胺类阳离子外表活性剂，性剂和有机胺类阳离子外表活性剂， 也有的采用高分子外表活性剂，以获也有的采用高分子外表活性剂，以获 得更大的空间稳定效应。得更大的空间稳定效应。 应用：如使颜料分散在涂料或印刷应用：如使颜料分散在涂料或印刷 油墨之中。油墨之中。 应用：如“乳液聚合是高分子工业中的一种重要 生产方法；化装品工业中制取膏霜，食品的乳化等。 乳化作用：一种或几种液体以大于乳化作用：一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠分散在另一不相直径的液珠分散在另一不相 混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液，是热力学不稳定体系。混溶的液体之中形成的粗分散体系称

13、为乳状液，是热力学不稳定体系。 参加外表活性剂，降低两相间界面张力，促使乳状液稳定。良好的乳化参加外表活性剂，降低两相间界面张力，促使乳状液稳定。良好的乳化 剂需满足的条件：降低界面张力；在界面形成致密保护层；增加外相粘剂需满足的条件：降低界面张力；在界面形成致密保护层；增加外相粘 度；使液滴产生一定的电动电位。度；使液滴产生一定的电动电位。 2.2.油包水型油包水型W/OW/O：内相为水，外相为油，：内相为水，外相为油， 如原油、油性化装品等。如原油、油性化装品等。 水和油形成的乳状液的类型通常有以下两种：水和油形成的乳状液的类型通常有以下两种： 1.1.水包油型水包油型O/WO/W：内相为

14、油，外相为水，：内相为油，外相为水， 这种乳状液能用水稀释，如人乳、牛奶等。这种乳状液能用水稀释，如人乳、牛奶等。 润湿与渗透作用：固体外表和液体接触时，原来的固润湿与渗透作用：固体外表和液体接触时，原来的固- 气界面消失，固体外表上的气体被液体所取代，形成新气界面消失，固体外表上的气体被液体所取代，形成新 的固的固-液界面，此过程即为润湿。也就是指液体在固体外液界面，此过程即为润湿。也就是指液体在固体外 表上的粘附现象。表上的粘附现象。 外表活性剂能提高水的润湿及渗透能力。适外表活性剂能提高水的润湿及渗透能力。适 合做润湿剂的是阴离子外表活性剂。合做润湿剂的是阴离子外表活性剂。 外表活性剂的

15、润湿作用主要表现在两方面外表活性剂的润湿作用主要表现在两方面: : 1 1在固体外表发生定向吸附在固体外表发生定向吸附 2 2提高液体的润湿能力提高液体的润湿能力 如果要制造防水材料，就要在外表涂憎水的外表 活性剂，使接触角大于90。 应用举例：如喷洒农药到带蜡的植物外表，应用举例：如喷洒农药到带蜡的植物外表， 要在农药中加外表活性剂；涂料中使用外表要在农药中加外表活性剂；涂料中使用外表 活性剂为润湿剂。活性剂为润湿剂。 润湿剂润湿剂提高液体的润湿能力在水中参提高液体的润湿能力在水中参 加外表活性剂降低外表张力，使水在固体发加外表活性剂降低外表张力，使水在固体发 生铺展生铺展) ) 防水剂防水

16、剂改变固体外表的润湿性质极性改变固体外表的润湿性质极性 基团吸附在固体外表，非极性基团朝向气体基团吸附在固体外表，非极性基团朝向气体 形成定向排列吸附层，反润湿作用形成定向排列吸附层，反润湿作用 lg sg sl 图2-1 液体的接触角 S固相；L液相；G气相； 接触角； x三相接触线上任一点； 固-气界面张力； 液体表面张力 固液界面张力 lg sg sl sg sl gl G S L 液滴润湿示意图液滴润湿示意图 在固、液、气三相交界处，自固在固、液、气三相交界处，自固- -液界面经过液体内液界面经过液体内 部到气部到气- -液界面的夹角叫做接触角。液界面的夹角叫做接触角。 接触角接触角是

17、三种外表张力相互作用达平衡时的夹角是三种外表张力相互作用达平衡时的夹角 ，接触角越小润湿性能越好。，接触角越小润湿性能越好。 完全不润湿完全不润湿不能润湿不能润湿能润湿能润湿 完全润湿铺展完全润湿铺展 起泡和消泡作用：泡沫是一层很薄的液膜包围着气体，是气体分散在起泡和消泡作用：泡沫是一层很薄的液膜包围着气体，是气体分散在 液体或固体中的分散体系。泡沫的形成涉及到起泡及稳泡两个因素。低液体或固体中的分散体系。泡沫的形成涉及到起泡及稳泡两个因素。低 的外表张力和高强度外表膜的形成是形成泡沫的根本条件。的外表张力和高强度外表膜的形成是形成泡沫的根本条件。 有较强的亲水性和较高的有较强的亲水性和较高的

18、HLB值的外表活性剂，在溶液中可降低溶液的值的外表活性剂，在溶液中可降低溶液的 界面张力而使泡沫稳定，称这些物质为起泡剂界面张力而使泡沫稳定，称这些物质为起泡剂foaming agent。 起泡剂的应用：起泡剂的应用：用用 于矿物浮选、于矿物浮选、原油原油 开采、开采、泡沫灭火和泡沫灭火和 洗涤去污等。洗涤去污等。 在产生稳定的泡沫情况下，参加一些在产生稳定的泡沫情况下，参加一些HLBHLB值为值为1313的的 亲油性较强的外表活性剂，那么可与泡沫液层争夺液亲油性较强的外表活性剂，那么可与泡沫液层争夺液 膜外表而吸附在泡沫外表上，代替原来的起泡剂，而膜外表而吸附在泡沫外表上，代替原来的起泡剂，

19、而 其本身并不能形成稳定的液膜，故使泡沫破坏，这种其本身并不能形成稳定的液膜，故使泡沫破坏，这种 用来消除泡沫的外表活性剂称为消泡剂用来消除泡沫的外表活性剂称为消泡剂 antifoaming agentantifoaming agent。 消泡剂应极易吸附于液面，且排列疏松。故其分子消泡剂应极易吸附于液面，且排列疏松。故其分子 多为枝形结构。如异辛醇、豆油、蓖麻油和硅油等。多为枝形结构。如异辛醇、豆油、蓖麻油和硅油等。 消泡剂的应用：在制糖、制中药过程中泡沫太多，消泡剂的应用：在制糖、制中药过程中泡沫太多， 要参加适当的外表活性剂降低薄膜强度，消除气要参加适当的外表活性剂降低薄膜强度，消除气

20、泡，防止事故。此外，用作涂料、胶粘剂的助剂泡，防止事故。此外，用作涂料、胶粘剂的助剂 等。等。 增溶作用：外表活性剂在水溶液中到达增溶作用：外表活性剂在水溶液中到达CMC值值 后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的 溶解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作溶解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作 用称为增溶用称为增溶(solubilization)。能产生增溶作用的。能产生增溶作用的 外表活性剂叫做增溶剂。增溶与胶束有关。由于外表活性剂叫做增溶剂。增溶与胶束有关。由于 胶束的存在而使难溶物溶解度增加的现象统称为胶束的存在而使难溶物溶解度增加的现

21、象统称为 增溶现象。增溶现象。 例如室温下苯在水中的溶解度很小，每例如室温下苯在水中的溶解度很小，每100g100g水水 只能溶解苯，但在只能溶解苯，但在10%10%的油酸钠水溶液中，苯的的油酸钠水溶液中，苯的 溶解度到达溶解度到达7g/100g7g/100g，增加了，增加了100100倍，这是通过倍，这是通过 油酸钠胶束的增溶作用实现的。油酸钠胶束的增溶作用实现的。 在药剂中，一些挥发油、脂溶性维生素、体激在药剂中，一些挥发油、脂溶性维生素、体激 素等许多难溶性药物常可借此增溶，形成澄明素等许多难溶性药物常可借此增溶，形成澄明 溶液或提高浓度。溶液或提高浓度。 增溶方式有内部溶解型、交错插入

22、增溶方式有内部溶解型、交错插入 型、外表吸附型、外壳溶解型四种。型、外表吸附型、外壳溶解型四种。 增溶作用可使被增溶物的化学势降增溶作用可使被增溶物的化学势降 低，使体系更加稳定，是自发进行的低，使体系更加稳定，是自发进行的 过程。与普通的溶解过程不同的是，过程。与普通的溶解过程不同的是， 增溶后溶液的沸点、凝固点和渗透压增溶后溶液的沸点、凝固点和渗透压 等没有明显变化，说明溶质并非以分等没有明显变化，说明溶质并非以分 子或离子形势存在，而是以团簇分散子或离子形势存在，而是以团簇分散 在外表活性剂的溶液中。在外表活性剂的溶液中。 洗涤作用最主要的功能：洗涤去污作用是外表活性剂具有最大实际用洗涤

23、作用最主要的功能：洗涤去污作用是外表活性剂具有最大实际用 途的根本特性。洗涤去污作用是由于外表活性剂降低外表张力而产生的润湿、途的根本特性。洗涤去污作用是由于外表活性剂降低外表张力而产生的润湿、 渗透、乳化、分散、增溶等多种性能综合的结果。渗透、乳化、分散、增溶等多种性能综合的结果。 去污剂或洗涤剂去污剂或洗涤剂detergent是用于除去污垢的外表活性剂，是用于除去污垢的外表活性剂，HLB值一般为值一般为 1316。常用的去污剂有油酸钠和其它脂肪酸的钠盐、钾盐、十二烷基硫酸钠。常用的去污剂有油酸钠和其它脂肪酸的钠盐、钾盐、十二烷基硫酸钠 或烷基磺酸钠等阴离子性外表活性剂。或烷基磺酸钠等阴离子

24、性外表活性剂。 亲水基一端为阴离子，其水溶液一般为碱性或中性。阴离亲水基一端为阴离子，其水溶液一般为碱性或中性。阴离 子外表活性剂是开展最早、产量最大、品种最多、工业化最子外表活性剂是开展最早、产量最大、品种最多、工业化最 成熟的一类外表活性剂。它们在整个外表活性剂生产中占有成熟的一类外表活性剂。它们在整个外表活性剂生产中占有 相当大的比重约相当大的比重约40%40%。 三、各类外表活性剂的性能及合成三、各类外表活性剂的性能及合成 一阴离子外表活性剂溶于水后生成的亲水一阴离子外表活性剂溶于水后生成的亲水 基团带负电。基团带负电。 1.1.羧酸盐型阴离子外表活性剂羧酸盐型阴离子外表活性剂 2.2

25、.硫酸酯型阴离子外表活性剂硫酸酯型阴离子外表活性剂 3.3.磺酸盐型阴离子外表活性剂磺酸盐型阴离子外表活性剂 4.4.磷酸酯盐型阴离子外表活性剂磷酸酯盐型阴离子外表活性剂 类型 阴 离 子 表 面 活 性 剂 磺酸盐 烷基苯磺酸盐 烷基萘磺酸盐 磷酸 磷酸双酯盐 酯盐 磷酸单酯盐 RSO3Na R S O3N a OR OR P OM O O R P O M O M O 名称 结构 羧酸盐 a、 硫酸酯盐 a、 1.1.羧酸盐型阴离子外表活性剂羧酸盐型阴离子外表活性剂RCOORCOO 例如：肥皂中的外表活性成分硬脂酸钠例如：肥皂中的外表活性成分硬脂酸钠, ,化化 学简式为学简式为:C17H35

26、COONa:C17H35COONa。 制造皂类洗涤剂。皂体坚硬，在块状皂中制造皂类洗涤剂。皂体坚硬，在块状皂中 具有赋形剂和活性剂的作用。化装品中作具有赋形剂和活性剂的作用。化装品中作 乳化剂乳化剂O/WO/W。如雪花膏、剃须膏、洗。如雪花膏、剃须膏、洗 发膏等的制备中。发膏等的制备中。 最常用、最古老的外表活性剂是肥皂，性质最常用、最古老的外表活性剂是肥皂，性质 和亲油基碳链长短以及阳离子的种类有关系。和亲油基碳链长短以及阳离子的种类有关系。 易与硬水中的钙、镁等多价离子发生复分解反易与硬水中的钙、镁等多价离子发生复分解反 响形成皂垢，失去洗涤能力。只能在中性或碱响形成皂垢，失去洗涤能力。只

27、能在中性或碱 性条件下使用。性条件下使用。 12、14、16、18个碳的亲油基，碳数越多，个碳的亲油基，碳数越多， 其皂的硬度越大。肥皂中的原料脂肪酸的混合其皂的硬度越大。肥皂中的原料脂肪酸的混合 物。椰子油、牛油等。物。椰子油、牛油等。 常用的阳离子是：常用的阳离子是：Na+, K+ 。 工艺路线工艺路线-2 催化剂：催化剂：zinc oxide, calcium oxide 高压水解盐析 皂精皂精 甘油甘油 混合 油脂 催化剂 液碱 中和 食盐 工艺路线工艺路线-3 盐析 液碱 中和 食盐油脂 皂精皂精 甘油甘油 高温高压水解 1 1多羧酸皂多羧酸皂 RCH 2 CH CH 2+ HC H

28、C CO O CO CH CH CH 2 HC CO CO O CH 2 R CH CH CH 2 HC CO CO CH 2 R OHOH 一般要通过酯化、中和变成单羧酸钠一般要通过酯化、中和变成单羧酸钠 盐，润湿、洗净、乳化作用良好。盐，润湿、洗净、乳化作用良好。 代表产品：十二烷基琥珀酸钠代表产品：十二烷基琥珀酸钠 DSA 2松香皂松香皂(C19H29COOH) CH3 COOHCH3 CH3 CH3 松香酸是不多见的天然羧酸之一，其钠皂松香酸是不多见的天然羧酸之一，其钠皂 本身没有洗涤作用，但是有很好的发泡和乳化本身没有洗涤作用，但是有很好的发泡和乳化 作用。在肥皂中和其它皂有协同作用

29、。松香皂作用。在肥皂中和其它皂有协同作用。松香皂 的另一个主要用途是造纸施胶剂。的另一个主要用途是造纸施胶剂。 3N-酰基氨基羧酸盐酰基氨基羧酸盐 NCH 2COONa CH3 RCONHCHCOONaRCO CH 2CH2COONa RCO R1 N(CONHR 2)nCOONa N-酰基肌氨酸钠酰基肌氨酸钠N-酰基谷氨酸钠酰基谷氨酸钠 N-酰基多缩氨酸钠酰基多缩氨酸钠 商品名：雷米邦商品名：雷米邦 外表活性好、低毒、低刺激性，乳化、外表活性好、低毒、低刺激性，乳化、 润湿、洗净等作用良好、可用在食品、洗涤、润湿、洗净等作用良好、可用在食品、洗涤、 沐浴等产品配方中。沐浴等产品配方中。 合成

30、路线合成路线 RCOOH+NHCH 2COONa CH3 RCO CH3 NCH 2COONa ? 4 N-酰基多缩氨酸钠雷米邦酰基多缩氨酸钠雷米邦 的工艺条件的工艺条件 动物皮屑或脱脂蚕蛹，脱臭，石灰水水解蒸汽加动物皮屑或脱脂蚕蛹，脱臭，石灰水水解蒸汽加 热，热，2h，过滤，滤液以纯碱中和，除去碳酸钙，过滤，滤液以纯碱中和，除去碳酸钙， 浓缩得多缩氨基酸溶液。浓缩得多缩氨基酸溶液。 A 蛋白质水解蛋白质水解 H (CH 2)7COOH H17C8 HH (CH 2)7COCl H17C8 H B 油酰氯的合成油酰氯的合成 往多缩氨基酸溶液中，往多缩氨基酸溶液中，6060，碱性条件，碱性条件

31、下搅拌参加油酰氯，调下搅拌参加油酰氯，调pHpH值值8-98-9，升温至，升温至 8080保温。稀盐酸酸化后，产品沉淀，分出保温。稀盐酸酸化后，产品沉淀，分出 沉淀，以稀碱中和，得最终产品。沉淀，以稀碱中和，得最终产品。 C 缩合缩合 H (CH2)7COClH17C8 H RCO R1 N(CONHR2)nCOONa R1 NH(CONHR2)nCOOH + 1高级脂肪醇硫酸酯盐高级脂肪醇硫酸酯盐FAS或或AS ROH + H2SO4 ClSO 3H SO3 ROSO3H NaOH ROSO3Na 分子式为分子式为ROSO3-M+ROSO3-M+，现在已成为一类重要的外表活性剂。，现在已成为

32、一类重要的外表活性剂。 又叫烷基硫酸盐。这类活性剂中最重要的品种是基于椰子又叫烷基硫酸盐。这类活性剂中最重要的品种是基于椰子 油的油的C12C14C12C14和基于牛油的和基于牛油的C16C18C16C18烷基硫酸盐，如十二烷烷基硫酸盐，如十二烷 基硫酸盐月桂醇硫酸盐。属绿色外表活性剂。基硫酸盐月桂醇硫酸盐。属绿色外表活性剂。 在各种不同在各种不同FASFAS中，碳链为中，碳链为C12C14C12C14的发泡能力最强，其低的发泡能力最强，其低 温洗涤性能也最正确。温洗涤性能也最正确。 FASFAS的应用性能主要由脂肪醇中碳链的长度以及阳离子的性的应用性能主要由脂肪醇中碳链的长度以及阳离子的性

33、质来决定。质来决定。 2.硫酸酯型阴离子外表活性剂硫酸酯型阴离子外表活性剂 R-OSO3 优点：优点：FAS 较易水解；在硬水中去污力强于较易水解；在硬水中去污力强于 LAS，比，比LAS有更好的生物降解性，在硬水中不产有更好的生物降解性，在硬水中不产 生沉淀。良好的洗净力、乳化力，泡沫丰富，溶液生沉淀。良好的洗净力、乳化力，泡沫丰富，溶液 呈中性，不损织物。呈中性，不损织物。 缺点：缺点：对硬水较敏感，热稳定性较差，在酸和对硬水较敏感，热稳定性较差，在酸和 碱性条件下不稳定。在强酸或强碱介质中易水解。碱性条件下不稳定。在强酸或强碱介质中易水解。 FAS的主要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤的主

34、要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤 剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗净剂以及剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗净剂以及 化学工业中的乳化聚合。此外，粉状的化学工业中的乳化聚合。此外，粉状的AS可用可用 于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。 工业上，工业上，FASFAS通常用三氧化硫或氯磺酸将脂通常用三氧化硫或氯磺酸将脂 肪醇进行酯化，得到的脂肪醇硫酸单酯再用肪醇进行酯化，得到的脂肪醇硫酸单酯再用 氢氧化钠、氨或醇胺常用乙醇胺或三乙醇氢氧化钠、氨或醇胺常用乙醇胺或三乙醇 胺中和即得产品。主要的反响式如下：胺中和即得产品。主要的反响式如下： + ClSO3HROHR

35、OSO3H + HCl + SO3ROHROSO3H +ROSO3HNaOHRO SO3Na + H2O +ROSO3H ROSO3-H3N+CH2CH2OH H2NCH2CH2OH 合成方法合成方法 影响影响FAS产品性能的因素：产品性能的因素： 烷基链长。烷基链长对产品的溶解度、外表烷基链长。烷基链长对产品的溶解度、外表 活性、去污力、泡沫性等性能有直接影响。活性、去污力、泡沫性等性能有直接影响。 AS硫酸酯的成盐离子也影响产品的性能。硫酸酯的成盐离子也影响产品的性能。 C12-C14的的AS溶解度最好；溶解度最好； C14-C15的的AS降低外表张力能力较强；降低外表张力能力较强； C1

36、2的的AS润湿性最好；润湿性最好； C13-C16的的AS去污性优良；去污性优良； C14-C15的的AS泡沫最丰富。泡沫最丰富。 二价金属盐溶解度按以下次序递降：二价金属盐溶解度按以下次序递降： MnCuCoMgPbSrBb 2、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐AES 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐又称脂肪醇硫酸盐。分子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐又称脂肪醇硫酸盐。分子 式为式为ROROCH2CH2OCH2CH2OnSO3Na (n=26)nSO3Na (n=26)。 AESAES可认为是家用洗涤剂配方中最重要的外表活性剂可认为是家用洗涤剂配方中最重要的外表活性剂 之一，是一类高性能的外表活

37、性剂，它可能会大量之一，是一类高性能的外表活性剂，它可能会大量 与非离子外表活性剂复配后使用。与非离子外表活性剂复配后使用。 AESAES目前是仅次于目前是仅次于LASLAS的第二大类外表活性剂，从上的第二大类外表活性剂，从上 世纪世纪7070年代起，年代起，AESAES以惊人的速度迅速扩大生产量。以惊人的速度迅速扩大生产量。 在可预见的未来一段时间内，在可预见的未来一段时间内，AESAES将是市场需求增长将是市场需求增长 得最快的一种阴离子外表活性剂。得最快的一种阴离子外表活性剂。 性能性能 淡黄色至无色黏稠液体。活性物含量一般为淡黄色至无色黏稠液体。活性物含量一般为70，未硫未硫 酸化物含

38、量小于酸化物含量小于2，硫酸钠含量小于硫酸钠含量小于2，pH值在值在7之之 间，总生物降解度大于间，总生物降解度大于90，无毒。溶解性、起泡性能、无毒。溶解性、起泡性能、 抗硬水性能、润湿性能均优于抗硬水性能、润湿性能均优于FAS。 在碱性介质中稳定，但在酸性介质中容易水解，甚至在碱性介质中稳定，但在酸性介质中容易水解，甚至 在中性介质中，由于自动催化作用，也会引发水解反响，在中性介质中，由于自动催化作用，也会引发水解反响， 因此要添加磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂，以防止水解。因此要添加磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂，以防止水解。 由于分子中参加了乙氧基使其具有很多优点，如抗由于分子中参加了乙氧基使其具有很

39、多优点，如抗 硬水性强，具备了优异的抗钙、镁离子作用的能力。硬水性强，具备了优异的抗钙、镁离子作用的能力。 泡沫适中而稳定，溶解性好。生物降解性能优异，对泡沫适中而稳定，溶解性好。生物降解性能优异，对 水硬度不敏感，不刺激皮肤，由于引入了环氧乙烷分水硬度不敏感，不刺激皮肤，由于引入了环氧乙烷分 子使本钱有所降低。使其更具市场竞争力。子使本钱有所降低。使其更具市场竞争力。 应用应用 1.1.广泛用于香波、洗浴用品、剃须膏等盥广泛用于香波、洗浴用品、剃须膏等盥 洗用品中。洗用品中。 2.2.是轻重垢型洗涤剂，地毯清洗剂等是轻重垢型洗涤剂，地毯清洗剂等 配方中的重要组分，还可用于无磷洗涤剂配方中的重

40、要组分，还可用于无磷洗涤剂 的配制。的配制。 3.与与LAS复配生产轻垢型液体洗涤剂，如丝复配生产轻垢型液体洗涤剂，如丝 毛清洗剂和餐具清洗剂。毛清洗剂和餐具清洗剂。 4.4.用于制备膏状、胶状或乳状医药制品。用于制备膏状、胶状或乳状医药制品。 5.5.作为纺织工业的润湿剂、助染剂和清洗剂。作为纺织工业的润湿剂、助染剂和清洗剂。 6.在块状洗涤剂、透明洗发膏、剃须膏和化装在块状洗涤剂、透明洗发膏、剃须膏和化装 品乳液制备中，品乳液制备中，AES也是常用的活性添加成分。也是常用的活性添加成分。 7.与与AESM、两性外表活性剂、两性外表活性剂BS-12或氧化胺或氧化胺 复配制造人体用清洁制品。复

41、配制造人体用清洁制品。 ROH + O CH2H2C n ROCH2CH2OH n ClSO3H ROCH2CH2OSO3H n NaOH ROCH2CH2OSO3Na n 磺化试剂：氨基磺酸、氯磺酸、三氧化硫磺化试剂：氨基磺酸、氯磺酸、三氧化硫 工业上采用工业上采用C12C14C12C14的椰油醇与的椰油醇与24 mol24 mol的环氧乙的环氧乙 烷缩合，再进行硫酸化及中和，中和可用氢氧化烷缩合，再进行硫酸化及中和，中和可用氢氧化 钠、氨或乙醇胺。与钠、氨或乙醇胺。与FASFAS的制法相似。的制法相似。 其中，用氨基磺酸可以一步制得相应的硫酸铵盐，其中，用氨基磺酸可以一步制得相应的硫酸铵盐

42、， 而不需要进行中和操作，适用于小批量生产。而不需要进行中和操作，适用于小批量生产。 它特别适合烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐的合成，因它特别适合烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐的合成，因 为其他比较强的硫酸化剂可能导致苯环的磺化。为其他比较强的硫酸化剂可能导致苯环的磺化。 三氧化硫法三氧化硫法 三氧化硫法是大工业生产法，其生产本钱低。产品含三氧化硫法是大工业生产法，其生产本钱低。产品含 盐量少；但反响剧烈难以控制。需用特殊结构的专用盐量少；但反响剧烈难以控制。需用特殊结构的专用 反响器，设备费在百万元以上，不适合中小企业。反响器，设备费在百万元以上，不适合中小企业。 氨基磺酸法氨基磺酸法 氨基磺酸法是固液硫酸

43、化反响，反响过程简单，只氨基磺酸法是固液硫酸化反响，反响过程简单，只 需一个反响釜即可完成反响，无任何副产物生成，可需一个反响釜即可完成反响，无任何副产物生成，可 以生成活性物含量以生成活性物含量7070的浓缩型的浓缩型AESAES产品，产品质量产品，产品质量 可以满足三氧化硫法的质量指标。可以满足三氧化硫法的质量指标。 A该法目前也存在两方面问题限制其开展：一是原该法目前也存在两方面问题限制其开展：一是原 料供给相对紧张，氨基磺酸价格高；二是该反响需料供给相对紧张，氨基磺酸价格高；二是该反响需 由特定催化剂催化，才能到达较高的转化率。由特定催化剂催化，才能到达较高的转化率。 氯磺酸法氯磺酸法

44、 氯磺酸法是液液硫酸化反响，反响剧烈氯磺酸法是液液硫酸化反响，反响剧烈 程度小，工艺过程容易控制，原料本钱较程度小，工艺过程容易控制，原料本钱较 低，产品颜色较好。低，产品颜色较好。 A该法有两个主要缺点：一是副产物该法有两个主要缺点：一是副产物HC1HC1， 需要附吸收装置，且对设备腐蚀严重，增大需要附吸收装置，且对设备腐蚀严重，增大 了设备投资和生产本钱；二是该反响氯磺酸了设备投资和生产本钱；二是该反响氯磺酸 过量，增加了产品的无机盐含量，不易生成过量，增加了产品的无机盐含量，不易生成 活性物含量活性物含量70%70%的浓缩型产品。因此，该法的浓缩型产品。因此，该法 是中小型企业生产是中小

45、型企业生产LASLAS或或AESAES的常用方法。的常用方法。 醇醚硫酸盐比相应的醇硫酸盐有较高的醇醚硫酸盐比相应的醇硫酸盐有较高的 溶解度，随接入环氧乙烷摩尔数的增加，外溶解度，随接入环氧乙烷摩尔数的增加，外 表张力升高、溶解度增加，加成三个环氧乙表张力升高、溶解度增加，加成三个环氧乙 烷的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐在低浓度下具烷的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐在低浓度下具 有良好的去污性及抗硬水能力。有良好的去污性及抗硬水能力。 制取脂肪醇硫酸盐及醇醚硫酸盐最重要制取脂肪醇硫酸盐及醇醚硫酸盐最重要 的反响是醇、醇醚同的反响是醇、醇醚同SO3SO3的反响。此反响为的反响。此反响为 SN2SN2机理，具有

46、较高的得率。但易发生醇的机理，具有较高的得率。但易发生醇的 脱水反响和产品的着色。脱水反响和产品的着色。 高级脂肪醇的来源高级脂肪醇的来源 COO CH CH2 COO COOCH2 R R R + H2 3ROH + CH3OH 收率低，浪费严重。收率低，浪费严重。 1) 复原油脂复原油脂 脂肪酸、脂肪酸酯复原生脂肪酸、脂肪酸酯复原生 产高级醇产高级醇 2) 2) 脂肪酸复原脂肪酸复原将油脂先水解成脂肪酸，将油脂先水解成脂肪酸， 再加氢制醇再加氢制醇 RCOOH + H2RCH2OH 这套工艺的设备腐蚀严重，随着这套工艺的设备腐蚀严重，随着 设备材料的改进，这套工艺有可能设备材料的改进，这套

47、工艺有可能 进一步推广。进一步推广。 COO CH CH2 COO COOCH2 R R R + CH3OHRCOOMe + H2C OH OH HC H2COH H2 RCH2OH 3) 3) 脂肪酸甲酯复原脂肪酸甲酯复原 油脂醇解得到脂肪油脂醇解得到脂肪 酸甲酯，后者加氢复原制高级醇酸甲酯，后者加氢复原制高级醇 6 6齐格勒方法齐格勒方法 4) 动植物蜡中提取高级醇动植物蜡中提取高级醇 自然界中的蜡是高级脂肪酸和高级一元醇自然界中的蜡是高级脂肪酸和高级一元醇 形成的蜡，经过水解可得到优质的高级醇。形成的蜡，经过水解可得到优质的高级醇。 5) 利用脂肪酸工业副产的二级不皂化物提取利用脂肪酸工

48、业副产的二级不皂化物提取 高级醇。高级醇。 34242332 )()(RHCAlHnCHCAl 3422342 )( 2 1 1)(RHOCAlORHCAl OHHRCSOAlSOHRHOCAl 4234242342 3)(3)(2 8) 8) 石蜡氧化法石蜡氧化法 7) 7) 羰基合成法羰基合成法 烯烃和氢、一氧化碳在催化剂存在下，高温高烯烃和氢、一氧化碳在催化剂存在下，高温高 压合成醛的反响称为羰基合成反响，羰基化得到的压合成醛的反响称为羰基合成反响，羰基化得到的 长链醛加氢复原成为高级醇。长链醛加氢复原成为高级醇。 OHCHCHRCHCHCHRCHOCHRCHCHCHRCOHCHRCH

49、H 222322322 2 CHOOHCH2 只能制取双碳数的醇。只能制取双碳数的醇。 液体石蜡主要由正构烷烃组成，以氧氮混合液体石蜡主要由正构烷烃组成，以氧氮混合 物作催化剂，经氧化制得高级醇。物作催化剂，经氧化制得高级醇。 高级醇的硫酸化高级醇的硫酸化 所用硫酸化剂：浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯所用硫酸化剂：浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯 磺酸、氨基磺酸等多种。磺酸、氨基磺酸等多种。 浓硫酸的浓度增加，反响速度及转化率均提高。浓硫酸的浓度增加，反响速度及转化率均提高。 发烟硫酸结合反响生成水的能力更强，反响更快、更发烟硫酸结合反响生成水的能力更强，反响更快、更 完全，但与三氧化硫和氯磺酸

50、比较，高级醇的转化率较低。完全，但与三氧化硫和氯磺酸比较，高级醇的转化率较低。 氯磺酸硫酸化的反响脂肪醇转化率可达氯磺酸硫酸化的反响脂肪醇转化率可达90%90%以上，但以上，但 本钱较高，反响中排出的氯化氢较难处理。常用于小规本钱较高，反响中排出的氯化氢较难处理。常用于小规 模的硫酸化生产。还常用于不饱和脂肪醇的硫酸化，以模的硫酸化生产。还常用于不饱和脂肪醇的硫酸化，以 保护碳链上的双键，将氯磺酸与吡啶混合作硫酸化剂。保护碳链上的双键，将氯磺酸与吡啶混合作硫酸化剂。 氨基磺酸比氯磺酸更昂贵，一般不采用。可直接生氨基磺酸比氯磺酸更昂贵，一般不采用。可直接生 成氨盐，适用于制备硫酸酯氨盐外表活性剂

51、。成氨盐，适用于制备硫酸酯氨盐外表活性剂。 对于大规模生产，三氧化硫是最具优势的硫对于大规模生产，三氧化硫是最具优势的硫 酸化剂，没有氯化氢副产物，高级醇转化率高，酸化剂，没有氯化氢副产物，高级醇转化率高， 产品含盐量低，质量好，本钱也最低。产品含盐量低，质量好，本钱也最低。 缺点是容易产生副反响，需使用适宜的反响缺点是容易产生副反响，需使用适宜的反响 器，并需严格控制工艺条件。要求反响器冷却器，并需严格控制工艺条件。要求反响器冷却 面积大，传热效果好，并能减慢初始反响，按面积大，传热效果好，并能减慢初始反响，按 比例均匀分配物料。比例均匀分配物料。 三氧化硫作硫酸化剂一般要用空气稀释至三氧化

52、硫作硫酸化剂一般要用空气稀释至3-3- 5%5%，反响温度为，反响温度为30-3530-35，原料配比直接影响醇，原料配比直接影响醇 的转化率和产品色泽。的转化率和产品色泽。 3、-烯烃硫酸酯盐烯烃硫酸酯盐( (商品名：梯波尔商品名：梯波尔) ) RCHCH 2+ H2SO 4 RCHCH3 OSO 3H RCHCH3 OSO 3Na 长链不饱和烯烃的硫酸化产物也称脂肪仲醇长链不饱和烯烃的硫酸化产物也称脂肪仲醇 硫酸酯盐或仲烷基硫酸盐。具有良好的渗透力，硫酸酯盐或仲烷基硫酸盐。具有良好的渗透力， 是纺织工业常用的外表活性剂。是纺织工业常用的外表活性剂。 链长较短带有支链和亲水基位于亲油基中部的

53、链长较短带有支链和亲水基位于亲油基中部的 渗透力、润湿性好，但洗净力差。链长增加，洗净渗透力、润湿性好，但洗净力差。链长增加，洗净 力增加，溶解性下降。此规律同样也适用于其他外力增加，溶解性下降。此规律同样也适用于其他外 表活性剂。表活性剂。 3.3.磺酸盐型阴离子外表活性剂磺酸盐型阴离子外表活性剂R-SO3R-SO3 RCH 2 SO 3Na RSO 3Na SO 3Na 典型结构典型结构 磺酸盐由于磺基硫原子与碳原子直接相连，较硫磺酸盐由于磺基硫原子与碳原子直接相连，较硫 酸酯盐更稳定，在酸性溶液中不发生水解，加热时酸酯盐更稳定，在酸性溶液中不发生水解，加热时 也不易分解。广泛应用于洗涤、

54、染色、纺织行业，也不易分解。广泛应用于洗涤、染色、纺织行业， 也常用作渗透剂、润滑剂、防锈剂等工业助剂。也常用作渗透剂、润滑剂、防锈剂等工业助剂。 在酸和碱中稳定，乳化、渗透、洗净能力强，在酸和碱中稳定，乳化、渗透、洗净能力强， 应用范围广泛。应用范围广泛。 CCH2CH2 CHCH3 CHCH CH3CH3 CH3 CH3 CH3 SO3Na TPS SO 3Na CH(CH 2) CH2(CH 2)y CH 3 CH 3 x LAS x+y=69 烷基苯磺酸盐到目前为止仍然是产量最大、最重烷基苯磺酸盐到目前为止仍然是产量最大、最重 要的阴离子外表活性剂，是优良的洗涤剂和起泡要的阴离子外表活

55、性剂，是优良的洗涤剂和起泡 剂，在合成洗涤剂中占第一位，在家用洗衣粉中剂，在合成洗涤剂中占第一位，在家用洗衣粉中 占主导地位，分子式为：占主导地位，分子式为：CnH2n+1C6H4SO3NaCnH2n+1C6H4SO3Na。 TPSTPS是由丙烯进行齐聚反响得到含较多支链的十是由丙烯进行齐聚反响得到含较多支链的十 二烯烃。本钱低廉，具有良好的发泡和洗涤性能，二烯烃。本钱低廉，具有良好的发泡和洗涤性能， 但因支链多而难生物降解，于但因支链多而难生物降解，于19641964年被年被LASLAS所取所取 代。目前主要是采用直链烷基苯磺酸盐。代。目前主要是采用直链烷基苯磺酸盐。 烷基苯磺酸盐的特烷基苯

56、磺酸盐的特 点点 (1)洗涤性能优良，去污力强，泡沫稳定性洗涤性能优良，去污力强，泡沫稳定性 及起泡力良好。及起泡力良好。 (2)烷基苯磺酸钠亲水基团为磺酸基与疏水烷基苯磺酸钠亲水基团为磺酸基与疏水 基团烷基苯间连接是基团烷基苯间连接是C-S键，比硫酸酯盐键，比硫酸酯盐 更稳定，其耐水解稳定性很好，在酸性溶更稳定，其耐水解稳定性很好，在酸性溶 液中不易水解，加热不易分解。液中不易水解，加热不易分解。 (3) 用于洗涤、染色、纺织行业，也常用用于洗涤、染色、纺织行业，也常用 作渗透剂、润湿剂、防锈剂等工业助剂。作渗透剂、润湿剂、防锈剂等工业助剂。 (4)苯环上碳链的长短对溶解性、润湿性、起泡性、苯环上碳链的长短对溶解性、润湿性、起泡性、 洗涤性有很大影响。用于制造洗涤剂的烷基苯洗涤性有很大影响。用于