071表面活性剂

1、2008学年第2学期精细化学品化学精细化学品化学了解精细化工产品了解精细化工产品2008学年第2学期主要内容主要内容 绪论绪论 表面活性剂表面活性剂 农业化学品农业化学品 香料香精与化妆品香料香精与化妆品 食品化学品食品化学品 胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料 电子信息材料电子信息材料2008学年第2学期一、绪论一、绪论 dr. kline将化工产品按差别性和产量将化工产品按差别性和产量分类如下分类如下: 1) 通用化学品通用化学品 2) 准通用化学品准通用化学品 3) 精细化学品精细化学品 4) 专用化学品专用化学品 国内含后两类国内含后两类1.1 精细化工与精细化学品的范畴精细化工与精细化学品的范

2、畴（p1）2008学年第2学期一、绪论一、绪论 1986年的分类：年的分类： 农药、染料、涂料、颜料；农药、染料、涂料、颜料； 试剂和高纯物、信息用化学品；试剂和高纯物、信息用化学品； 食品和饲料添加剂、粘合剂食品和饲料添加剂、粘合剂 催化剂和各种助剂催化剂和各种助剂 化学药品和日用化学品化学药品和日用化学品 功能高分子材料：如功能高分子材料：如人造肌肉人造肌肉、人造皮肤人造皮肤 未完全涵盖，如香料、水处理剂等未完全涵盖，如香料、水处理剂等1.2 我国精细化学品分类我国精细化学品分类（p2）2008学年第2学期1.3 1.3 精细化工的技术特点精细化工的技术特点（p3p3） 小批量、多品种、具

3、有明确功能小批量、多品种、具有明确功能 附加价值高，经济效益显著附加价值高，经济效益显著 技术密集度高，经常采用复配技术技术密集度高，经常采用复配技术 商品性强商品性强精细化率精细化率是化学工业发展的标志是化学工业发展的标志 采用采用绿色化学原理绿色化学原理和和清洁生产技术清洁生产技术是其主是其主要发展方向要发展方向 一、绪论一、绪论2008学年第2学期2008学年第2学期二、表面活性剂二、表面活性剂 概述概述 应用原理应用原理 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 两性表面活性剂两性表面活性剂 其他类型其他类型2008学年第2学

4、期2.1 概述概述（p8） 基本概念：基本概念：表面张力表面张力、表面活性表面活性 定义：定义：具有很高的表面活性，加人很少量就能显著具有很高的表面活性，加人很少量就能显著降低其水溶液的表面张力降低其水溶液的表面张力 化学结构特征与分类化学结构特征与分类 主要特性主要特性 临界胶束浓度临界胶束浓度、亲水亲油平衡亲水亲油平衡、溶解性溶解性二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期促使液体表面收缩的力叫做表面张力促使液体表面收缩的力叫做表面张力 2008学年第2学期2008学年第2学期2.1.1 化学结构特征化学结构特征（p9） 两亲分子：两亲分子： 结构示意图结构示意图 亲油基，或疏亲油基

5、，或疏(憎憎)水基，水基，常为常为c原子数原子数1018的的长链烃基长链烃基，含：，含： 1) 直链烷基；直链烷基； 2) 支链烷基；支链烷基； 3) 烷基苯基（烷基烷基苯基（烷基c数数816） 亲水基，含：亲水基，含： -cooh、-so3h、-oso3h、-o-、-nhx、-oh二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2008学年第2学期2.1.2 分类分类（p8） 离子型表面活性剂离子型表面活性剂 1）阴离子型：羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐）阴离子型：羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐 2）阳离子型：以季铵盐为主）阳离子型：以季铵盐为主 3）两性：如氨基酸）两性：如氨基酸 非离子型表面活性剂非

6、离子型表面活性剂 特殊表面活性剂，如：含氟、高分子，等特殊表面活性剂，如：含氟、高分子，等二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期非离子型表面活性剂分类非离子型表面活性剂分类1）聚氧乙烯型：）聚氧乙烯型：ro-(ch2ch2o)nh2）多元醇型，）多元醇型，如脂肪酸季戊四醇酯如脂肪酸季戊四醇酯3）聚醚）聚醚4）烷基醇酰胺）烷基醇酰胺2008学年第2学期2.1.3 临界胶束浓度临界胶束浓度cmc 胶束的形成胶束的形成与形状：球状、棒状、层状等与形状：球状、棒状、层状等 cmc定义：定义： 形成胶束所需表面活性剂的最低浓度形成胶束所需表面活性剂的最低浓度 与溶液性质与溶液性质变化变化密切相

7、关密切相关 离子型表面活性剂离子型表面活性剂cmc一般在一般在10-410-2 moll-1 非离子型非离子型cmc一般在一般在10-610-4 moll-1二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期表面吸附到胶束形成表面吸附到胶束形成2008学年第2学期2008学年第2学期2.1.4 亲水亲油平衡亲水亲油平衡 hlb值：值：表征亲水基和疏水基之间在大小和表征亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度力量上的平衡程度 基准基准: 石蜡石蜡=0，油酸，油酸1，油酸钾，油酸钾20， 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠40 非离子表面活性剂非离子表面活性剂hlb在在120之间之间 阴、阳离子表面活性

8、剂在阴、阳离子表面活性剂在140之间之间 hlb值与用途值与用途之间的关系（以非离子为例）之间的关系（以非离子为例） hlb值的简单计算值的简单计算二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2008学年第2学期hlb值的计算值的计算 以非离子型表面活性剂为例以非离子型表面活性剂为例计算举例计算举例2008学年第2学期2.1.5 溶解性溶解性 非离子型表面活性剂的非离子型表面活性剂的浊点浊点 温度低时溶于水为澄清温度低时溶于水为澄清溶液，温度升高溶解度溶液，温度升高溶解度降低，当温度升高到浊降低，当温度升高到浊点后水溶液变浑浊点后水溶液变浑浊 离子型表面活性剂的克离子型表面活性剂的克拉夫特

9、温度拉夫特温度二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.2 应用原理应用原理（p9-10） 润湿和渗透作用润湿和渗透作用 乳化作用乳化作用 分散作用分散作用 起泡和消泡起泡和消泡 增溶作用增溶作用 洗涤作用洗涤作用二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.2.1 润湿作用润湿作用 润湿的三种类型与条件润湿的三种类型与条件二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期 润湿的接触角判据润湿的接触角判据2008学年第2学期 润湿作用的应用润湿作用的应用1）用于固体表面）用于固体表面 有色金属浮选、玻璃表面防雾处理有色金属浮选、玻璃表面防雾处理2）润湿剂）润湿剂 一般用阴离子型

10、表面活性剂一般用阴离子型表面活性剂3）渗透作用与渗透剂）渗透作用与渗透剂 如印染时促进着色如印染时促进着色2008学年第2学期2.2.2 乳化作用乳化作用（p9） 乳状液乳状液 两种互不相混溶的液体所形成的多相分散体系两种互不相混溶的液体所形成的多相分散体系 分散相与分散介质、水相与油相分散相与分散介质、水相与油相 乳状液两种类型：乳状液两种类型：o/w、w/o 乳液外观与液滴大小有关乳液外观与液滴大小有关二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期 乳化作用的原理乳化作用的原理 1) 降低界面张力降低界面张力 2) 增加界面强度增加界面强度 3) 产生界面电荷产生界面电荷 分子结构必须是

11、碳链较长、无支链、亲水基分子结构必须是碳链较长、无支链、亲水基在一端的，并根据乳液类型和在一端的，并根据乳液类型和hlb值确定值确定 乳化剂的选择乳化剂的选择2008学年第2学期2.2.3 起泡与消泡起泡与消泡 泡沫形成：固体与液体泡沫，泡沫形成：固体与液体泡沫，起泡剂起泡剂 泡沫稳定性（泡沫稳定性（稳泡剂稳泡剂）影响因素：）影响因素： 1）表面张力）表面张力 2）表面粘度和表面膜强度）表面粘度和表面膜强度 3）液膜的紧密度）液膜的紧密度 4）泡沫表面电荷）泡沫表面电荷 消泡消泡二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.2.4 洗涤作用洗涤作用 污垢的三种类型污垢的三种类型 1) 液

12、体污垢液体污垢：动植物油、矿物油等：动植物油、矿物油等 2) 固体污垢固体污垢：尘埃、粘土、铁锈、炭黑等：尘埃、粘土、铁锈、炭黑等 3) 特殊污垢特殊污垢：蛋白质、淀粉、人体分泌物等：蛋白质、淀粉、人体分泌物等 去除污垢的基本过程去除污垢的基本过程 润湿与渗透，污垢的脱落、分散与稳定润湿与渗透，污垢的脱落、分散与稳定二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2008学年第2学期 洗涤作用的影响因素洗涤作用的影响因素 1）表面张力较低，润湿性好，利于洗涤）表面张力较低，润湿性好，利于洗涤 2）同系物中碳链增长，表面活性好，洗涤性能越好）同系物中碳链增长，表面活性好，洗涤性能越好 3）达到临

13、界胶束浓度时，洗涤效果将急剧增加）达到临界胶束浓度时，洗涤效果将急剧增加 4）增溶作用）增溶作用 5）离子型表面活性剂随温度上升，去污能力增强）离子型表面活性剂随温度上升，去污能力增强 2008学年第2学期2.3 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂（p11） 主要品种及用途主要品种及用途 1) 烷基苯（萘）磺酸盐：烷基苯（萘）磺酸盐：las 2) 烷基磺酸盐：烷基磺酸盐：sas（p12）、aos（p13） 3) 脂肪酸甲酯磺酸盐：脂肪酸甲酯磺酸盐：mes 4) 烷基硫酸酯盐：烷基硫酸酯盐：fas（k12）、）、aes（p14）2008学年第2学期2.3.1 las （p12） 分子式分子式c12

14、h25-c6h4-so3na 理想结构应该是理想结构应该是c10c14的直链烷基，苯环在烷基的直链烷基，苯环在烷基的第的第3或第或第4个个c原子上，亲水基在苯环对位，单磺酸原子上，亲水基在苯环对位，单磺酸基基 起泡能力强、去污力高，易复配；起泡能力强、去污力高，易复配； 工艺成熟，成本较低，应用广泛；工艺成熟，成本较低，应用广泛； 配制各种类型的液体、粉状洗涤剂配制各种类型的液体、粉状洗涤剂二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期1）烷基苯的制备：）烷基苯的制备： a）高碳烯烃缩合法）高碳烯烃缩合法 las制备工艺制备工艺b）烷烃氯化）烷烃氯化法法2008学年第2学期 2）烷基苯的磺化

15、）烷基苯的磺化 a）三氧化硫磺化法）三氧化硫磺化法b）发烟硫酸磺化法）发烟硫酸磺化法2008学年第2学期2.3.2 mes （p13） 分子结构分子结构1）润湿性、起泡性和去污性在软水中与）润湿性、起泡性和去污性在软水中与las相当相当, 但在硬水度超过但在硬水度超过3.5010-4时，比时，比las好好2）出色的生物降解性，生物降解率接近）出色的生物降解性，生物降解率接近100%3）原料为再生油脂）原料为再生油脂 特点特点二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.3.3 fas (p14) 分子分子 c12h25oso3na在硬水中起泡力强，泡沫细腻丰富，稳定持久，较强在硬水中起泡

16、力强，泡沫细腻丰富，稳定持久，较强的去污能力的去污能力主要作为牙膏起泡剂、有色金属选矿的的起泡剂和捕主要作为牙膏起泡剂、有色金属选矿的的起泡剂和捕集剂集剂 突出性能突出性能二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.4 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂（p15） 基本特点基本特点 不用于洗涤、碱性条件下失效不用于洗涤、碱性条件下失效 主要用做杀菌消毒剂、柔软剂、抗静电剂主要用做杀菌消毒剂、柔软剂、抗静电剂 主要类型主要类型 1) 铵盐型铵盐型 2) 季铵盐型季铵盐型: 杀菌杀菌, 如新洁尔灭如新洁尔灭 抗静电，抗静电，ctma 3) 胺氧化物胺氧化物: 餐具和洗发香波餐具和洗发香波20

17、08学年第2学期新洁尔灭新洁尔灭（p16） 合成原理合成原理叔胺由十二烷基醇与二甲胺通过催化氨解法制备叔胺由十二烷基醇与二甲胺通过催化氨解法制备二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.5 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 （p17） 主要特点：主要特点： 稳定性好、表面活性高、易复配稳定性好、表面活性高、易复配 优异的润湿和洗涤功能优异的润湿和洗涤功能 1) 聚氧乙烯醚型：聚氧乙烯醚型：脂肪醇系列脂肪醇系列、烷基酚烷基酚 3) 聚醚型聚醚型 4) 多元醇型、多元醇型、span系列系列2008学年第2学期2.5.1 平平加与平平加与aeo （p18） 基本结构：基本结构：ro(ch2

18、ch2o)nh aeo3：油溶性、主要用作于：油溶性、主要用作于wo型乳液型乳液 aeo9：较强的去污和起泡能力，主要用于各类：较强的去污和起泡能力，主要用于各类洗涤剂的配制洗涤剂的配制 合成原理合成原理二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.5.2 op系列系列 （p19） 基本结构基本结构 应用特点应用特点主要用作超浓缩洗衣粉和重垢型液体洗涤剂主要用作超浓缩洗衣粉和重垢型液体洗涤剂的活性成分，但生物降解性较差的活性成分，但生物降解性较差 二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2.5.3 span系列系列 （p21） 基本结构基本结构性质与烷基碳数有关性质与烷基碳数有关

19、油溶性，具有出色的乳化和分散性，且安全无毒，油溶性，具有出色的乳化和分散性，且安全无毒，常与其他水溶性表面活性剂复配常与其他水溶性表面活性剂复配二、表面活性剂二、表面活性剂2008学年第2学期2008学年第2学期2.6 两性表面活性剂两性表面活性剂 主要特点：主要特点：1）兼有阴、阳离子表面活性剂的性能；）兼有阴、阳离子表面活性剂的性能； 2）存在等电点，具体性能与溶液的）存在等电点，具体性能与溶液的ph有关；有关； 3）与其他类型表面活性剂良好的兼容性）与其他类型表面活性剂良好的兼容性 生产成本较高生产成本较高 主要品种：主要品种： 1) 氨基酸型：氨基酸型：tego； 2) 甜菜碱型：甜菜碱型：bs-12 3) 月