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文档简介
1、Chapter 3 表面活性剂表面活性剂 表面活性剂这一专用名词的历史并不长,但它的使表面活性剂这一专用名词的历史并不长,但它的使用却可追溯到古代。我国人民在古代已用用却可追溯到古代。我国人民在古代已用皂角皂角、古埃及、古埃及人用人用皂草提取皂液皂草提取皂液来洗衣物。这实际上是一种生物天然来洗衣物。这实际上是一种生物天然表面活性剂。这种物质虽然具有洗涤功能,但一旦进入表面活性剂。这种物质虽然具有洗涤功能,但一旦进入人体,就会对人体产生一定的毒性。人体,就会对人体产生一定的毒性。 本世纪初,肥皂对水质硬度和酸度的敏感性引起人本世纪初,肥皂对水质硬度和酸度的敏感性引起人们的重视。这种缺点首先在纺织
2、工业中产生强烈的反应。们的重视。这种缺点首先在纺织工业中产生强烈的反应。1917年,德国化学家刚什尔成功地合成了烷基奈磺酸盐,年,德国化学家刚什尔成功地合成了烷基奈磺酸盐,它具有很高的发泡性和润湿性。它具有很高的发泡性和润湿性。虽然这种物质还没有达虽然这种物质还没有达到肥皂的洗涤功能,但为以后表面活件剂的开发奠定了到肥皂的洗涤功能,但为以后表面活件剂的开发奠定了基础。基础。 中世纪人们又发现了肥皂的洗涤功能中世纪人们又发现了肥皂的洗涤功能,此后,直到,此后,直到1919世纪,肥皂一直是唯一的人工合成表面活性剂,从结世纪,肥皂一直是唯一的人工合成表面活性剂,从结构上看,肥皂是长碳链脂肪酸的碱金属
3、盐。构上看,肥皂是长碳链脂肪酸的碱金属盐。 其后,表面活性剂的发展经历了数次变革。其后,表面活性剂的发展经历了数次变革。3030年代,年代,德国化学家广泛进行表面活性剂的研制,德国化学家广泛进行表面活性剂的研制,开创了近代表开创了近代表面活性剂时期,并形成合成表面活性剂与肥皂相竞争的面活性剂时期,并形成合成表面活性剂与肥皂相竞争的局面。局面。4040一一5050年代支链烷基苯磺酸钠年代支链烷基苯磺酸钠(TPS)(TPS)因优良的洗涤因优良的洗涤性和耐硬水性占据洗涤剂的主导地位;性和耐硬水性占据洗涤剂的主导地位;随后由于随后由于TPSTPS难以难以生物降解造成河流污染。生物降解造成河流污染。在在
4、19641964年被性能优异的直链烷年被性能优异的直链烷基苯磺酸钠取代,基苯磺酸钠取代,同时,同时,5050年代后石油化工的发展,促年代后石油化工的发展,促进了醇系表面活性剂的大力发展,进了醇系表面活性剂的大力发展,其中醇醚非离子表面其中醇醚非离子表面活性剂因其优异的低温洗涤性、低泡性、可生物降解性活性剂因其优异的低温洗涤性、低泡性、可生物降解性等,加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应获得迅猛发等,加之脂肪醇和环氧乙烷原料的充足供应获得迅猛发展。至今已有超过阴离子表面活性剂之势。展。至今已有超过阴离子表面活性剂之势。 90 90年代,表面活性剂向无毒、无公害、高效、全天然年代,表面活性剂向无毒、
5、无公害、高效、全天然发展,发展,烷基多苷烷基多苷(APG)(APG)成为第四代最具潜力的表面活性成为第四代最具潜力的表面活性剂剂。该产品性能优异,无毒无刺激,可完全生物降解,该产品性能优异,无毒无刺激,可完全生物降解,广泛地应用于家用洗涤剂、餐具洗涤剂、清洁剂、香波、广泛地应用于家用洗涤剂、餐具洗涤剂、清洁剂、香波、浴液、化妆品等诸多产品的生产领域,浴液、化妆品等诸多产品的生产领域, 存在问题和差距1. 我国现在是表面活性剂生产大国我国现在是表面活性剂生产大国,但不是强国但不是强国表面活性剂人均人均拥有量尽管由1994年的0.138kg/ a上升到2005 年的2.3kg/ a,但与世界表面活
6、性剂强国相比, 仍有较大差距, 如我国表面活性剂人均拥有量是美国的1 /13,不到日本的1 /4。2. 我国是表面活性剂我国是表面活性剂进口大国进口大国,出口小国出口小国我国每年进口大量表面活性剂, 2004 年进口206565 t, 用外汇31807 万美元, 2005 年达231151 t, 用外汇39041万美元;而出口却很少, 2005 年出口73191 t,创汇仅8387万美元, 出口量是进口量的1 /3,出口额是进口额的不到1 /5。3. 表面活性剂原料短缺表面活性剂原料短缺,仍需大量进口仍需大量进口4. 产品和装备更新换代任务仍很繁重产品和装备更新换代任务仍很繁重大型乙氧基化装置
7、已进口11 套,大型磺化装置进口60套5. 缺乏国际竞争力缺乏国际竞争力,市场占有率低市场占有率低无跨国公司6. 科研项目多科研项目多,对外公开成果少对外公开成果少,产业化更少产业化更少3.1概述概述3.1.1表面活性剂与表面张力表面活性剂与表面张力表面与界面表面与界面由于表面分子和内部分子所处状况不同,由于表面分子和内部分子所处状况不同,出现很多特殊现象,称为表面现象。像:出现很多特殊现象,称为表面现象。像:荷叶上的露珠,水中的油滴等。荷叶上的露珠,水中的油滴等。产生表面张力的微观机制产生表面张力的微观机制表面张力表面张力简单介绍几个相关名词表面:凝聚体与气体之间的接触面界面:凝聚体与凝聚体
8、之间的接触面表面张力:作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力(mN/m)。 是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。比如:露水总是尽可能的呈球型,而某些昆虫则利用表面张力可以漂浮在水面上。实验一:实验一:满水杯投硬币满水杯投硬币o 这个实验,也可以说是一个关于表面张力的小游戏。先找一个朋友和你一起来进行这个游戏,然后准备一杯水(把水加到杯子的边缘处,目视水至杯口齐平处),16枚1元的硬币(也可以更多)。然后是这个游戏的规则,和朋友每人一次向杯子里轮流投放硬币,每次投放硬币数没有限制,可以一次放进1枚,可以2或3枚,或者更多,直到谁先把水溢出杯子为止。投放硬币的时候用
9、拇指和食指捏住硬币轻轻的放进盛满水的杯子。有人最多一次投放了82枚1元硬币。实验二:实验二:有孔纸片托水 o 材料:瓶子一个、大头针一个、纸片一张,有色水一满杯 o 操作: o 1、在空瓶内盛满有色水。 o 2、用大头针在白纸上扎许多孔。 o 3、把有孔纸片盖住瓶口。 o 4、用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。 o 5、将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而且水也未从孔中流出来。讲解:讲解:o 薄纸片能托起瓶中的水,是因为大气压薄纸片能托起瓶中的水,是因为大气压强作用于纸片上,产生了向上的托力。小孔强作用于纸片上,产生了向上的托力。小孔不会漏出水来,是因为水有表面张力,水在不会漏出水来,是
10、因为水有表面张力,水在纸的表面形成水的薄膜,使水不会漏出来。纸的表面形成水的薄膜,使水不会漏出来。o 这如同布做的雨伞,布虽然有很多小孔,仍这如同布做的雨伞,布虽然有很多小孔,仍然不会漏雨一样。然不会漏雨一样。溶质对溶液表面张力的影响存在三种情况:溶质对溶液表面张力的影响存在三种情况:1 1、随浓度增加,表面张力上升(如、随浓度增加,表面张力上升(如无机酸、碱、盐多属这种情况)。无机酸、碱、盐多属这种情况)。2 2、随浓度增加,表面张力下降(有、随浓度增加,表面张力下降(有机酸、醇、醛多属这种情况)。机酸、醇、醛多属这种情况)。3 3、随浓度增加,开始表面张力急剧、随浓度增加,开始表面张力急剧
11、下降,但到一定程度便不再下降(肥下降,但到一定程度便不再下降(肥皂、长链烷基苯磺酸钠等属于这种情皂、长链烷基苯磺酸钠等属于这种情况)。况)。定义:定义:表面活性剂是指在加入少量时表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质系界面状态的物质 。3.1.2 表面活性剂分子在表面上的定向排列表面活性剂分子在表面上的定向排列临界胶束浓度:表面活性剂离子或分子在溶液中开始形成临界胶束浓度:表面活性剂离子或分子在溶液中开始形成 CMC 胶束的最低浓度。胶束的最低浓度。3.1.3 3.1.3 表面活性剂分类表面活性剂分类两性离子型表面活性剂两性离
12、子型表面活性剂 羧酸盐型:羧酸盐型:R-COONa 磺酸酯盐型:磺酸酯盐型:R-OSO3Na 磺酸盐型:磺酸盐型:R-SO3Na磷酸酯盐型:磷酸酯盐型:R-OPO3Na伯胺盐型:伯胺盐型:R-NH2HCL仲胺盐型:仲胺盐型:R-NH(CH3)HCL叔胺盐型:叔胺盐型:R-N(CH3)2HCL季胺盐型:季胺盐型:R-N(CH3)3CL氨基酸型:氨基酸型:R-NH2CHCHCOOH甜菜碱型:甜菜碱型:RN(CH3)2CH2COO-乙二醇型:乙二醇型:R-O(CH2CH2O)nH多元醇型:多元醇型:R-COOCH2C(CH2OH)3阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂阳离子型表面活
13、性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂3.1.4表面活性剂的物化性质表面活性剂的物化性质 表面活性剂都是两亲分子,由于亲水和亲油基团的不同,很难用相同的单位来衡量,所以Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来表示表面活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂,HLB的计算公式为:HLB值=亲水基质量亲水基质量+憎水基质量100/5例如:石蜡无亲水基,所以HLB=0 聚乙二醇,全部是亲水基,HLB=20。其余非离子型表面活性剂的HLB值介于020之间。1.HLB(亲水亲油平衡值) 根据需要,可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如:HLB值在26之间,可作油包水型的乳化剂;810之间作润湿剂;
14、1218之间作为水包油型乳化剂。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | | 聚乙二醇 O/W乳化剂 表面活性剂形成胶束的大小可用胶束量来描述,胶表面活性剂形成胶束的大小可用胶束量来描述,胶束量就是构成一个胶束的分子量。束量就是构成一个胶束的分子量。 胶束量表面活性剂分子量胶束量表面活性剂分子量缔合度缔合度 在低温时,表面活性剂一般都很难溶解。增加浓度,达到饱在低温时,表面活性剂一般都很难溶解。增加浓度,达到饱和态,表面活性剂便会从水中析。但是,如果加热水溶液,达到和态,表面活性剂便会从水中析。但是
15、,如果加热水溶液,达到某一温度时,其溶解度会突然增大。这个使某一温度时,其溶解度会突然增大。这个使表面活性剂的溶解度表面活性剂的溶解度突然增大的温度点,我们称为克拉夫特点,也称为临界溶解温度突然增大的温度点,我们称为克拉夫特点,也称为临界溶解温度。非离子表面活性剂的这个熔点很低,一般温度下看不见。而非离子表面活性剂的这个熔点很低,一般温度下看不见。而大多大多数离子型表面活性剂都有自己的克拉夫特点数离子型表面活性剂都有自己的克拉夫特点,故它是离子型表面,故它是离子型表面活件剂的特性常数。活件剂的特性常数。2.胶束量 3.表面活性剂溶解性与温度的关系 克拉夫特点克拉夫特点 聚乙二醇型非离子表面活性
16、剂与离子型表面活性剂相反,将其溶聚乙二醇型非离子表面活性剂与离子型表面活性剂相反,将其溶液加热,达到某一温度时,透明溶液会突然变混浊、这一温度点称为液加热,达到某一温度时,透明溶液会突然变混浊、这一温度点称为浊点。浊点。这一过程是可逆的,温度达浊点时乳浊液形成,降温时,透明这一过程是可逆的,温度达浊点时乳浊液形成,降温时,透明溶液又重新出现。溶液又重新出现。 聚乙二醇型表面活性剂之所以存在浊点,是因为其亲水基依靠聚聚乙二醇型表面活性剂之所以存在浊点,是因为其亲水基依靠聚乙二醇链上醚键与水形成氢键而亲水。氢键结合较松散当温度上升乙二醇链上醚键与水形成氢键而亲水。氢键结合较松散当温度上升时、分子热
17、运动加剧,达到一定程度,氢键便断裂,溶解的表面活性时、分子热运动加剧,达到一定程度,氢键便断裂,溶解的表面活性剂析出、溶液变为乳浊液;而当温度降低至浊点之下时,氢键恢复,剂析出、溶液变为乳浊液;而当温度降低至浊点之下时,氢键恢复,溶液便又变透明。溶液便又变透明。对于应用而言,克拉夫特点是下限,而浊点是上限。对于应用而言,克拉夫特点是下限,而浊点是上限。浊点浊点3.1.5表明活性剂的主要作用表明活性剂的主要作用 表面活性剂的用途极广,主要有五个方面:1.润湿作用 表面活性剂可以降低液体表面张力,改变接触角的大表面活性剂可以降低液体表面张力,改变接触角的大小,从而达到所需的目的。小,从而达到所需的
18、目的。 例如,要农药润湿带蜡的植物表面,要在农药中加表例如,要农药润湿带蜡的植物表面,要在农药中加表面活性剂;面活性剂; 如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的表面活性如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的表面活性剂,使接触角大于剂,使接触角大于9090。2.起泡作用 “泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜,包围着空气而形成泡沫,用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等,这种活性剂称为起泡剂。 也有时要使用消泡剂,在制糖、制中药过程中泡沫太多,要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度,消除气泡,防止事故。3.增溶作用 A、被增溶物进入胶束内部、被增溶物进入胶束内部B、与表
19、明活性剂分子并列、与表明活性剂分子并列分布分布C、吸附在增溶胶束表面、吸附在增溶胶束表面D、包裹在亲水长链内、包裹在亲水长链内4.乳化作用 一种或几种液体以大于一种或几种液体以大于1010-7-7m m直径的液珠分散在另一不直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的相混溶的液体之中形成的粗分粗分散散体系称为乳状液。体系称为乳状液。 有时为了破坏乳状液需有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂,称为加入另一种表面活性剂,称为破乳剂破乳剂,将乳状液中的分散相,将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。需要加入破乳剂将油与水分开。 要使它稳定
20、存在必须加要使它稳定存在必须加乳化剂。根据乳化剂结构的不乳化剂。根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的同可以形成以水为连续相的水水包油包油乳状液乳状液(O/W)(O/W),或以油为,或以油为连续相的连续相的油包水油包水乳状液乳状液(W/O)(W/O)。 从表面张力的角度来分析洗涤过程,那么洗涤作用与表面活从表面张力的角度来分析洗涤过程,那么洗涤作用与表面活性剂能降低表面张力密切相关。性剂能降低表面张力密切相关。表面活性剂可大大降低水的表面表面活性剂可大大降低水的表面张力,如果水的表面张力降到比油污和织物的润湿临界表面张力张力,如果水的表面张力降到比油污和织物的润湿临界表面张力还小时,水溶液
21、就可以在油污和织物表面铺展,这时油污和织物还小时,水溶液就可以在油污和织物表面铺展,这时油污和织物被水润湿。被水润湿。表面活性剂会在水与油污之间的界面上吸附,同时也表面活性剂会在水与油污之间的界面上吸附,同时也在水与织物之间的固体表面上吸附。在水与织物之间的固体表面上吸附。5.洗涤作用 阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐3.2阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂3.2.1羧酸盐型羧酸盐型羧酸盐阴离子表面活性剂俗称皂类,是使用最多的表面活羧酸盐阴离子表面活性剂俗称皂类,是使用最多的表面活性剂之一。性剂之一。一、单羧酸盐一、单羧酸
22、盐(肥皂肥皂)天然油酯与氢氧化钠进行皂化反应即形成肥皂和甘油天然油酯与氢氧化钠进行皂化反应即形成肥皂和甘油使用肥皂时应注意:酸性介质和水中的钙、镁等容易使使用肥皂时应注意:酸性介质和水中的钙、镁等容易使肥皂失效。肥皂失效。 通常所用的碱多为氢氧化钠,所以一般的肥皂即钠皂,通常所用的碱多为氢氧化钠,所以一般的肥皂即钠皂,但制化妆用皂时也用氢氧化钾,此时不经过盐析,这种含但制化妆用皂时也用氢氧化钾,此时不经过盐析,这种含有甘油的钾皂可在比较柔和的状态下使用。有甘油的钾皂可在比较柔和的状态下使用。 作为原料油脂可以使用的有许多种,如牛油脂、椰子作为原料油脂可以使用的有许多种,如牛油脂、椰子油、棕榈油
23、、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等,其中油、棕榈油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油等,其中牛脂用量最多。因为原料油脂的种类不同,所含的脂肪酸牛脂用量最多。因为原料油脂的种类不同,所含的脂肪酸的种类和比例也不同,所以生产出的肥皂性能各异。的种类和比例也不同,所以生产出的肥皂性能各异。二、多羧酸皂二、多羧酸皂 多羧酸皂多羧酸皂使用不多,使用不多,较典型的是较典型的是作润滑油添作润滑油添加剂、防锈加剂、防锈用的烷基琥用的烷基琥珀酸系列产珀酸系列产品。品。三、三、N N酰基氨基酸盐酰基氨基酸盐 以氨基酸或多肽混合物等含羧基的化合物与油酰氯缩以氨基酸或多肽混合物等含羧基的化合物与油酰氯缩合制得羧酸盐表面
24、活性剂。合制得羧酸盐表面活性剂。 前者代表品种为梅迪兰前者代表品种为梅迪兰(Mediahn)即即N酰基肌氨酰基肌氨酸钠,是配制高品质低刺激个人卫生用品的理想原料,目酸钠,是配制高品质低刺激个人卫生用品的理想原料,目前在国外已得到广泛应用,外商正以高于原料价数倍的价前在国外已得到广泛应用,外商正以高于原料价数倍的价格向我国推销此品,国内已有厂家选用中亚石化公司代理格向我国推销此品,国内已有厂家选用中亚石化公司代理的美国的美国Hamposyl产品,用于牙膏和其它个人卫生用品产品,用于牙膏和其它个人卫生用品中。国内现在研究开发该品的单位有十余家,目前虽已在中。国内现在研究开发该品的单位有十余家,目前
25、虽已在实验室建立了中间体及终产品的分析方法,但由于设备等实验室建立了中间体及终产品的分析方法,但由于设备等问题,合成工艺尚待完善。问题,合成工艺尚待完善。其合成原理如下其合成原理如下: :酰基氨基酸酰基氨基酸氨基酸氨基酸 由多肽混合物与油酰氯缩合可得重要的由多肽混合物与油酰氯缩合可得重要的纺织染整助纺织染整助剂剂 Lamepon A(雷米邦雷米邦A),这种表面活性剂在碱性和这种表面活性剂在碱性和中性溶液中稳定,对皮肤无刺激,适于配制化妆品及洗中性溶液中稳定,对皮肤无刺激,适于配制化妆品及洗发护发香波,也适于洗涤蛋白质类纤维如丝毛织品,洗发护发香波,也适于洗涤蛋白质类纤维如丝毛织品,洗后柔软有光
26、泽并富有弹性。多肽混合物后柔软有光泽并富有弹性。多肽混合物“一般由皮屑、一般由皮屑、禽毛、豆饼等经加压碱性水解制得。禽毛、豆饼等经加压碱性水解制得。”60碱碱性性四、聚醚羧酸盐四、聚醚羧酸盐由醇醚与氯乙酸或羟乙酸缩合后经由醇醚与氯乙酸或羟乙酸缩合后经NaOH中和制醇醚羧酸盐(中和制醇醚羧酸盐(AEC)由于由于AEC分子中含有一定数量的醚键及羧基,因而它兼具有分子中含有一定数量的醚键及羧基,因而它兼具有非离子与阴离子表面活性剂双重性质。非离子与阴离子表面活性剂双重性质。除具有较强的发泡性、除具有较强的发泡性、去污性和渗透性,还具有优良的抗硬水性。目前该产品在法去污性和渗透性,还具有优良的抗硬水性
27、。目前该产品在法国、日本及我国均有工业化生产,并已在日用化工、纺织印国、日本及我国均有工业化生产,并已在日用化工、纺织印染、皮革化纤等领域有所应用,主要缺点是合成成本较高。染、皮革化纤等领域有所应用,主要缺点是合成成本较高。3.2.23.2.2硫酸酯盐型硫酸酯盐型 高级醇及其高级醇及其他含他含OHOH的化合的化合物物均可硫酸化生均可硫酸化生成硫酸酯。成硫酸酯。含双含双键的烯烃键的烯烃也可硫也可硫酸化生成硫酸酯,酸化生成硫酸酯,经中和后即得到经中和后即得到各种硫酸酯盐型各种硫酸酯盐型表面活性剂表面活性剂 高级醇硫酸酯盐也称为伯烷基硫酸酯盐高级醇硫酸酯盐也称为伯烷基硫酸酯盐(AS)(AS)。它具有
28、良好的洗净力、乳化力,泡沫丰富,易于生它具有良好的洗净力、乳化力,泡沫丰富,易于生物降解、其水溶性和去污力均比肥皂好,又由于溶物降解、其水溶性和去污力均比肥皂好,又由于溶液呈中性,不损织物,且在硬水中不像肥皂产生沉液呈中性,不损织物,且在硬水中不像肥皂产生沉淀,固而广泛应用于家庭及工业洗涤剂,还用于香淀,固而广泛应用于家庭及工业洗涤剂,还用于香波、化妆品等。波、化妆品等。其缺点是亲水基和亲油基由酯键相连接。与磺酸盐型表面活性剂比较,热稳定性较差,在强酸或强碱介质中易于水解。高级醇硫酸酯盐作洗涤剂时会受硬水影响而降低效能,需添加相当量的螯合剂才行。1 1原料制备(高级醇)原料制备(高级醇)(2)
29、动植物蜡中提取高级醇)动植物蜡中提取高级醇(3)利用脂肪酸工业副产的二级不皂化物提取高级醇。)利用脂肪酸工业副产的二级不皂化物提取高级醇。(4)齐格勒法制备高级醇)齐格勒法制备高级醇(1)脂肪酸、脂肪酸酯还原生产高级醇)脂肪酸、脂肪酸酯还原生产高级醇(5)羰基合成法制高级醇)羰基合成法制高级醇 (6)液蜡氧化制)液蜡氧化制仲醇仲醇2 2、高级醇硫酸化、高级醇硫酸化高级醇硫酸化所用硫酸化剂主要有:高级醇硫酸化所用硫酸化剂主要有:浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸和浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸和氨基磺酸氨基磺酸等。等。3.2.3磺酸盐型阴离子表面活性剂磺酸盐型阴离子表面活性剂 同硫酸酯盐型阴
30、离子表面活性剂相比,磺酸盐型阴离同硫酸酯盐型阴离子表面活性剂相比,磺酸盐型阴离子表面活性剂由子表面活性剂由C-S键相连,因而对酸、热等更稳定。键相连,因而对酸、热等更稳定。哪个是硫酸酯盐,哪个是磺酸盐?哪个是硫酸酯盐,哪个是磺酸盐?o 磺酸盐由于磺基硫原子与碳原子直接相连,较硫酸酯盐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,加热时也不易分解。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、染色、纺织行业也常用作渗透剂、广泛应用于洗涤、染色、纺织行业也常用作渗透剂、润湿剂、防锈剂等工业助剂。润湿剂、防锈剂等工业助剂。o 烷基苯磺酸盐是阴离于
31、表面活性剂中最重要的一个品种,烷基苯磺酸盐是阴离于表面活性剂中最重要的一个品种,产品占阴离子表面活性剂生产总量的产品占阴离子表面活性剂生产总量的90左有。其中左有。其中烷基苯磺酸钠是我国洗涤剂活性物的主要成分,洗涤性烷基苯磺酸钠是我国洗涤剂活性物的主要成分,洗涤性能优良,去污力强,泡沫稳定性及起泡力均良好。能优良,去污力强,泡沫稳定性及起泡力均良好。一、烷基苯磺酸盐一、烷基苯磺酸盐 二、烷基磺酸盐型二、烷基磺酸盐型烷基苯磺酸钠性能与用途:o 黄色油状体,经纯化可以形成六角形或斜方形薄片状结晶,具有微毒性;o 对水硬度较敏感;o 不易氧化;o 起泡力强,去污力高,优点: 烷基苯磺酸钠易与各种助剂
32、复配,成本较低,合成工艺成熟,应用领域广泛,是非常出色的表面活性剂。 烷基苯磺酸钠对颗粒污垢,蛋白污垢和油性污垢有显着的去污效果,对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳,去污力随洗涤温度的升高而增强,对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂,且泡沫丰富。 o 耐硬水较差:去污性能可随水的硬度而降低, 因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量整合 剂配用。o 脱脂力较强:手洗时对皮肤有一定的刺激性,洗后衣服手感较差,宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。 为了获得更好的综合洗涤效果,LAS常与AEO等非离子表面活性剂复配使用。缺点:缺点:1、烷基苯磺酸钠的制取工艺路线、烷基苯磺酸钠的制取工艺路线 2、烷基苯制取
33、、烷基苯制取(1)氯化法)氯化法 (2)脱氢法)脱氢法3、烷基苯磺化、烷基苯磺化 +o 发烟硫酸作为磺化剂发烟硫酸作为磺化剂: 用量必须大大过量。它的有效利用率仅为用量必须大大过量。它的有效利用率仅为32,且产,且产生废酸。但其工艺成熟,产品质量较为稳定,工艺操作生废酸。但其工艺成熟,产品质量较为稳定,工艺操作易于控制,所以至今仍有采用。易于控制,所以至今仍有采用。o 三氧化硫磺化三氧化硫磺化: 国外国外20世纪世纪60年代发展年代发展,近年来,在我国已逐步采用。近年来,在我国已逐步采用。这是因为三氧化硫磺化得到的单体含盐量低,可用于多这是因为三氧化硫磺化得到的单体含盐量低,可用于多种产品的配
34、制种产品的配制(用于配制液体洗涤剂、乳化剂、纺织助用于配制液体洗涤剂、乳化剂、纺织助剂等剂等);又能以化学计量与烷基苯反应,无废酸生成,;又能以化学计量与烷基苯反应,无废酸生成,节约烧碱,降低成本,三氧化硫来源丰富等优点。因此,节约烧碱,降低成本,三氧化硫来源丰富等优点。因此,三氧化硫替代发烟硫酸作为磺化剂已成趋势。三氧化硫替代发烟硫酸作为磺化剂已成趋势。3.2.4 磷酸酯盐型阴离子表面活性剂磷酸酯盐型阴离子表面活性剂一、高级醇磷酸酯盐一、高级醇磷酸酯盐二、聚氧乙烯醚磷酸酯盐二、聚氧乙烯醚磷酸酯盐o 具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散性能。具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散性能。o 用于纺织、
35、化工、国防、金属加工和轻工等。用于纺织、化工、国防、金属加工和轻工等。3.2.4 磷酸酯盐型阴离子表面活性剂磷酸酯盐型阴离子表面活性剂3.3 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 1928年,阳离子表面活性剂开始应用,当时用作杀菌年,阳离子表面活性剂开始应用,当时用作杀菌剂。剂。20世纪世纪60年代有了较大的增长,应用范围也日益扩大。年代有了较大的增长,应用范围也日益扩大。例如,可用作天然或合成纤维的柔软剂、抗静电剂和纺织助例如,可用作天然或合成纤维的柔软剂、抗静电剂和纺织助染剂。染剂。 使用阳离子表面活性剂时应注意,它不能与肥皂或其他使用阳离子表面活性剂时应注意,它不能与肥皂或其他阴离子表面活性
36、剂共用,否则会引起阳离子活性物沉淀失效。阴离子表面活性剂共用,否则会引起阳离子活性物沉淀失效。 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂品种很多,工业上常用品种很多,工业上常用的都是含氮化合物。主的都是含氮化合物。主要包括两类:胺盐和季要包括两类:胺盐和季铵盐。胺盐包括伯、仲、铵盐。胺盐包括伯、仲、叔胺盐。叔胺盐。 胺盐类和季铵盐类胺盐类和季铵盐类阳离子表面活性剂在制阳离子表面活性剂在制法和性质上差别很大。法和性质上差别很大。胺盐可由相应伯、仲、胺盐可由相应伯、仲、叔胺用酸简单中和即可。叔胺用酸简单中和即可。而季铵盐一般需要由叔而季铵盐一般需要由叔胺与烷基化剂反应才能胺与烷基化剂反应才能制备,反应较难
37、进行。制备,反应较难进行。 R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N+-CH3Cl-季铵盐 | CH3 CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3其它含氮等的有机衍生物胺胺盐盐型型一、一、 阳离子表面活性剂的分类阳离子表面活性剂的分类R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3胺盐型胺盐型该类产物是该类产物是弱酸的盐弱酸的盐,在酸性条件下具有表面活性,在酸性条件下具有表面活性,在在碱性条件下碱性条件下,胺游离出来而失去表面活性,胺游离出来而失去表面活性,因面使它的使用因面使它的使用受到限制受到
38、限制。无杀菌能力无杀菌能力纤维柔软剂纤维柔软剂匀染剂匀染剂浮选剂浮选剂o 胺盐型阳离子表面活性剂水溶性较小,在胺盐型阳离子表面活性剂水溶性较小,在酸性酸性介质中较介质中较稳定;在中性、碱性介质中会发生水解析出胺,通常只稳定;在中性、碱性介质中会发生水解析出胺,通常只适合作纤维柔软剂,不适合作适合作纤维柔软剂,不适合作洗涤剂洗涤剂 。o 一般阳离子表面活性剂去污力较差,因此通常不用阳离一般阳离子表面活性剂去污力较差,因此通常不用阳离子表面活性剂作洗涤剂。但在特殊的清洗剂中如子表面活性剂作洗涤剂。但在特殊的清洗剂中如杀菌消杀菌消毒洗涤剂毒洗涤剂中会加入阳离子特别是季铵盐型阳离子表面活中会加入阳离子
39、特别是季铵盐型阳离子表面活性剂性剂 。 季铵盐型季铵盐型 R1 |R2-N+-CH3 X- 季铵盐 | R3季季铵铵盐与胺盐不同,它在碱性和酸性介质中都能溶解,盐与胺盐不同,它在碱性和酸性介质中都能溶解,且离解为带正电荷的表面活性离子。且离解为带正电荷的表面活性离子。季季铵铵盐盐洗涤能力差,洗涤能力差,但杀菌能力强,但杀菌能力强,在阳离子表面活性在阳离子表面活性剂中的地位最为重要,产量也最大。剂中的地位最为重要,产量也最大。o 季铵盐型季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。一般由叔胺与醇、卤代烃、硫酸二甲酯等表面活性剂。一般由叔胺与
40、醇、卤代烃、硫酸二甲酯等烃基化试剂反应制得。烃基化试剂反应制得。o 季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好,既耐酸又耐碱且大季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好,既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电,用季多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电,用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷,因此有较好的铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷,因此有较好的抗抗静电作用静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜,降低纤维。它们能在纤维表面形成疏水油膜,降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂柔软剂。这种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外,还可作护发这
41、种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外,还可作护发产品中的产品中的头发定型调理剂头发定型调理剂,纺织工业中的,纺织工业中的匀染固色剂匀染固色剂。但它有但它有使机械生锈使机械生锈的缺点,价格也较贵。在清洗剂中常的缺点,价格也较贵。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂 。常见常见的阳离子表面活性剂见表的阳离子表面活性剂见表37。o 季铵盐是阳离子表面活性剂中最重要的一类,在季铵盐是阳离子表面活性剂中最重要的一类,在工业上有着重要的应用价值。由于其结构性质等方工业上有着重要的应用价值。由于其结构性质等方面的优势,如亲水基的强碱性结构,对介质面的优势
42、,如亲水基的强碱性结构,对介质pH值的值的强适应能力,以及与其它表面活性剂的强配伍性等,强适应能力,以及与其它表面活性剂的强配伍性等,因此一些著名的阳离子产品均为季铵盐。因此一些著名的阳离子产品均为季铵盐。二、季铵盐型阳离子表面活性剂二、季铵盐型阳离子表面活性剂1、常用的季铵盐合成方法、常用的季铵盐合成方法(1)从伯、仲、叔胺制取季铵盐制备)从伯、仲、叔胺制取季铵盐制备工艺工艺o 这是一种应用最广的方法。反应在极性溶剂这是一种应用最广的方法。反应在极性溶剂(如水或酒精如水或酒精)中进行得较为迅速。高产率,必中进行得较为迅速。高产率,必须保证反应物不呈酸性,因此要加入须保证反应物不呈酸性,因此要
43、加入Na2CO3或或K2CO3。(2)低级)低级叔胺与卤代烷反应叔胺与卤代烷反应o 当烷基为十二碳时,便是十二烷基二甲基苄基氯化当烷基为十二碳时,便是十二烷基二甲基苄基氯化铵,国内商品名为铵,国内商品名为“洁而灭洁而灭”。它是消毒杀菌剂,。它是消毒杀菌剂,也可用作聚丙烯腈染色的缓染剂。也可用作聚丙烯腈染色的缓染剂。o 当烷基为十二烷基、阴离子为溴化物时,即为当烷基为十二烷基、阴离子为溴化物时,即为“新新洁而灭洁而灭”(十二烷基二甲基苄基季铵溴化物十二烷基二甲基苄基季铵溴化物)。这是。这是一种很强的阳离子杀菌剂,在我国使用比较普遍。一种很强的阳离子杀菌剂,在我国使用比较普遍。应用时如渗入少许非离
44、子活性物,如壬基酚聚氧乙应用时如渗入少许非离子活性物,如壬基酚聚氧乙烯醚或胺的氧化物,杀菌作用将更强。烯醚或胺的氧化物,杀菌作用将更强。 2 、 含杂原子的季铵盐合成含杂原子的季铵盐合成(1) 含氧原子含氧原子含酰氨基的含酰氨基的含醚基的含醚基的(2)含氮原子)含氮原子(3)含硫原子)含硫原子特点:特点:是亲水的季铵阳是亲水的季铵阳离子与烷基疏水基是通离子与烷基疏水基是通过过酰胺键、酯键、醚键酰胺键、酯键、醚键或硫醚或硫醚等基团相连接等基团相连接C17H33C-NHCH2CH2 N+ CH3.CH3SO4-O OC C2 2H H5 5C C2 2H H5 5所以又叫做所以又叫做间接连接型间接
45、连接型阳离子表面活性剂。阳离子表面活性剂。3.4 3.4 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 两性离子表面活性剂,即不同于阳离子表面活性剂,两性离子表面活性剂,即不同于阳离子表面活性剂,也不同于阴离子表面活性剂,具有很多优异的性能。也不同于阴离子表面活性剂,具有很多优异的性能。 去污力好、起泡和乳化能力强,耐硬水好,对酸碱和去污力好、起泡和乳化能力强,耐硬水好,对酸碱和各种金属离子都稳定,毒性和皮肤刺激性小,生物降解性各种金属离子都稳定,毒性和皮肤刺激性小,生物降解性好,并具有抗静电和杀菌等特殊性质。好,并具有抗静电和杀菌等特殊性质。 其应用范围正在不断扩大,特别是在抗静电、纤维柔其应用范围
46、正在不断扩大,特别是在抗静电、纤维柔软、特种洗涤剂和香波化妆品等领域发挥愈来愈重要的作软、特种洗涤剂和香波化妆品等领域发挥愈来愈重要的作用。用。 两性表面活性剂是指在同一分子结构中有可能同时两性表面活性剂是指在同一分子结构中有可能同时存在被桥链(碳氢链,碳氟链等)连接的一个或多个正、存在被桥链(碳氢链,碳氟链等)连接的一个或多个正、负电荷中心(或偶极中心)的表面活性剂。负电荷中心(或偶极中心)的表面活性剂。 正电荷中心可以是正电荷中心可以是N、P、S,最常见的是,最常见的是N。负电。负电荷中心可以是羧酸基(荷中心可以是羧酸基(COO-),磺酸基),磺酸基(SO3-),硫,硫酸基(酸基(OSO3
47、-),亚硫酸(),亚硫酸(OSO2-)基,磷酸基()基,磷酸基(OPO3H-)等,甚至可以负载在氧原子上()等,甚至可以负载在氧原子上( O-)。)。一、两性离子表面活性剂分类一、两性离子表面活性剂分类R-N+HCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-CH2COO-H 甜菜碱型 | CH3 季铵型,含强碱性季铵型,含强碱性N原子,因原子,因此,两性特征在很宽的范围内与此,两性特征在很宽的范围内与pH无关。在等电点处不会出现溶解度无关。在等电点处不会出现溶解度下降的现象。下降的现象。 含弱碱性含弱碱性N原子,两原子,两性特征依赖于体系的性特征依赖于体系的pH值。在等电点附近,出现
48、值。在等电点附近,出现最低溶解度。最低溶解度。 只在等电点区才是真只在等电点区才是真正意义上的两性离子正意义上的两性离子o 氨基酸型:氨基酸型: 为烷基氨基酸的盐类,具有良好的水溶性,洗涤性能很为烷基氨基酸的盐类,具有良好的水溶性,洗涤性能很好,并有杀菌作用。毒性比阳离子表面活性剂低,常用好,并有杀菌作用。毒性比阳离子表面活性剂低,常用于洗发膏和洗涤剂中。于洗发膏和洗涤剂中。 代表物代表物N-十二烷基十二烷基-氨基丙酸钠。氨基丙酸钠。o 甜菜碱型甜菜碱型:季铵盐型阳离子:季铵盐型阳离子 羧酸盐型阴离子羧酸盐型阴离子 水溶液的渗透性、泡沫性较强,去污力优于一般阴离子水溶液的渗透性、泡沫性较强,去
49、污力优于一般阴离子表面活性剂。分散能力好。表面活性剂。分散能力好。 可作为洗涤剂、染色助剂、柔软剂、抗静电剂和杀菌剂。可作为洗涤剂、染色助剂、柔软剂、抗静电剂和杀菌剂。杀菌力弱于阳离子表面活性剂。杀菌力弱于阳离子表面活性剂。 成本高,代表物成本高,代表物十二烷基二甲基甜菜碱十二烷基二甲基甜菜碱。1、氨基酸型合成、氨基酸型合成二、两性离子表面活性剂合成二、两性离子表面活性剂合成2、甜菜碱型合成、甜菜碱型合成长链烷基取代甲基:长链烷基取代甲基:1869年发现并从甜菜汁中分离出年发现并从甜菜汁中分离出来一种天然产物(如右式),将来一种天然产物(如右式),将它俗称为甜菜碱它俗称为甜菜碱十二烷基二甲基甜
50、菜碱合成十二烷基二甲基甜菜碱合成发展:发展:o 始于20世纪30年代,用作纺织助剂;o 40年代发展为多种工业助剂;o 50年代进入民用市场;o 60年代洗衣机大量使用,产量迅速增长。应用:应用:o 农药乳化剂;纺织、印染和合成纤维助剂与油剂;破乳剂;清洗剂等。3.5 3.5 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 非离子表面活性剂在分子中不含离子键,非离子表面活性剂在分子中不含离子键,它的它的亲水性来源于以下基团亲水性来源于以下基团: :多个聚氧乙烯链基多个聚氧乙烯链基(CH2CH2O)nH ;单羟基或多个羟基单羟基或多个羟基;酰胺基等基团酰胺基等基团的作用。的作用。 优异的润湿和洗涤功能;优异的
51、润湿和洗涤功能; 可与阴离子和阳离子表面活性剂兼容;可与阴离子和阳离子表面活性剂兼容; 不受硬水中钙、镁离子的影响。不受硬水中钙、镁离子的影响。 优点:优点:缺点:缺点:通常都是低熔点的蜡状物或液体,所以很难把它们复通常都是低熔点的蜡状物或液体,所以很难把它们复配成粉状;配成粉状; 温度增高或增加电解质浓度时,聚氧乙烯醚链的溶剂温度增高或增加电解质浓度时,聚氧乙烯醚链的溶剂化效应会下降,有时会产生沉淀。化效应会下降,有时会产生沉淀。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺R-CO
52、OCH2(CHOH)3H多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH脂肪醇聚氧乙烯醚一、非表面活性剂分类一、非表面活性剂分类1、聚乙二醇(聚氧乙烯醚)型、聚乙二醇(聚氧乙烯醚)型环氧乙烷生产方法:环氧乙烷生产方法:氯醇法氯醇法直接氧化法直接氧化法二、非表面活性剂合成二、非表面活性剂合成(1)脂肪醇聚氧乙烯醚()脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最重要的脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最重要的一类产品。在最近十年内,一类产品。在最近十年内,AEO产量的增长速度非常快产量的增长速度非常快。AEO的应用性能在很大程度上取决于聚氧乙烯醚的聚合度的应用性能在很大程度
53、上取决于聚氧乙烯醚的聚合度n,所以如何使得到的产品中,所以如何使得到的产品中n的分布曲线最窄,是的分布曲线最窄,是AEO生产生产中提高产品质量的关键。中提高产品质量的关键。在国外在国外AEO的主要用途是作合成洗涤剂。国内的商品牌号的主要用途是作合成洗涤剂。国内的商品牌号为为平平加平平加系列产品,除部分用于复配液状洗涤剂外,主要在印系列产品,除部分用于复配液状洗涤剂外,主要在印染行业中作匀染剂、脱色剂,在毛纺工业中作原毛净洗剂,而染行业中作匀染剂、脱色剂,在毛纺工业中作原毛净洗剂,而在化纤工业中作纺丝油剂。根据国外的预测,今后一段时间内,在化纤工业中作纺丝油剂。根据国外的预测,今后一段时间内,A
54、EO还会继续增长,并有可能成为家用洗涤剂中的主导品种。还会继续增长,并有可能成为家用洗涤剂中的主导品种。 ROH+CH2CH2OROCH2CH2OHROCH2CH2OH+nCH2CH2ORO(CH2CH2O)nCH2CH2OH催化剂:强碱催化剂:强碱NaOH、KOH脂肪醇聚氧乙烯醚的制备方法:脂肪醇聚氧乙烯醚的制备方法:(1)溴代烷与聚乙二醇单钠盐醚化溴代烷与聚乙二醇单钠盐醚化R B r+N a O (C H2C H2O )nHR O (C H2C H2O )nH+N a B r(2)烷基对甲苯磺酸酯与聚乙二醇醚化烷基对甲苯磺酸酯与聚乙二醇醚化 RSO3CH3+HO(CH2CH2O)nHRO(
55、CH2CH2O)nH+HSO3CH3(3)脂肪醇与环氧乙烷醚化脂肪醇与环氧乙烷醚化(2)烷基酚聚氧乙烯醚类)烷基酚聚氧乙烯醚类烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)(APEO)中,如商品名字为中,如商品名字为TX-10TX-10、 OP-10OP-10等;等;壬基酚聚氧乙烯醚壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)(NPEO)最多,占最多,占8O8O 以上;以上;辛基酚聚氧乙烯醚辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)(OPEO),占,占l5l5 以上;以上;十二烷基酚聚氧乙烯醚十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)(DPEO)二壬基酚聚氧乙烯醚二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)(DNPEO)各占各占1 1左右。左右。
56、 APEO APEO具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用,广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、造纸、用,广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、造纸、石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑料等行业。其中,主要用作洗涤剂,其次是纺织助剂。料等行业。其中,主要用作洗涤剂,其次是纺织助剂。合成反应:合成反应:ROH+CH2CH2OcatROCH2CH2OHCH2CH2OcatROCH2CH2OHn+ROCH2CH2O(CH2CH2O)Hn 烷基酚聚氧乙烯醚是非离子的
57、,虽然经生化处理后,烷基酚聚氧乙烯醚是非离子的,虽然经生化处理后,聚氧乙烯链能逐步降解,但烷基酚却能够重新形成,随着聚氧乙烯链能逐步降解,但烷基酚却能够重新形成,随着废水经处理排出后,对自然环境造成污染,使寄居在河流废水经处理排出后,对自然环境造成污染,使寄居在河流沉积物中的有机体中毒。欧盟对烷基酚聚氧乙烯醚有严格沉积物中的有机体中毒。欧盟对烷基酚聚氧乙烯醚有严格的使用限制。目前我国国家环境保护总局已采取了有关烷的使用限制。目前我国国家环境保护总局已采取了有关烷基酚聚氧乙烯醚(基酚聚氧乙烯醚(APEOAPEO)材料在毛皮生产中的使用和处理)材料在毛皮生产中的使用和处理的限制。的限制。(3)脂肪
58、酸聚氧乙烯酯)脂肪酸聚氧乙烯酯优点:优点: 脂肪酸来源比较容易,成本低;脂肪酸来源比较容易,成本低; 工艺简单;工艺简单; 有低泡;有低泡; 生物降解好。生物降解好。缺点:缺点: 脂肪酸聚氧乙烯酯中的酯键比醚键不稳定,脂肪酸聚氧乙烯酯中的酯键比醚键不稳定, 在热水中在热水中 水解,在强酸或强碱中稳定性差;水解,在强酸或强碱中稳定性差; 溶解度也比醚类要小;溶解度也比醚类要小; 应用较广。应用较广。合成方法:合成方法:RC O O H+HO(C H2C H2O )HncatRC O O (C H2C H2O )Hn+H2ORCOOH+HO(CH2CH2O)HncatRCOO(CH2CH2O) O
59、CRn2+ 2H2O常用的脂肪酸有:常用的脂肪酸有:硬脂酸、油酸、松香酸、合成脂肪酸硬脂酸、油酸、松香酸、合成脂肪酸(4)脂肪胺、脂肪酰胺与环氧乙烷加成物)脂肪胺、脂肪酰胺与环氧乙烷加成物脂肪胺与环氧乙烷反应分两步:脂肪胺与环氧乙烷反应分两步:第一步(无催化剂):第一步(无催化剂): 100第二步(强碱催化)第二步(强碱催化): : 醇钠、醇钠、KOHKOH 150 150(5)聚环氧丙烷与环氧乙烷加成物)聚环氧丙烷与环氧乙烷加成物二、多元醇型非离子表面活性剂二、多元醇型非离子表面活性剂 多元醇型非离子表面活性剂由含有多个羟基的多元醇、多元醇型非离子表面活性剂由含有多个羟基的多元醇、烷基醇胺或
60、糖类与高级脂肪酸生成的酯类或酰胺类化合物,烷基醇胺或糖类与高级脂肪酸生成的酯类或酰胺类化合物,其中凡亲油基和亲水基是由酯键相连接的,容易发生水解其中凡亲油基和亲水基是由酯键相连接的,容易发生水解反应;如将酯键代以酰胺,则不易水解,较稳定。反应;如将酯键代以酰胺,则不易水解,较稳定。 使用的多元醇主要有:使用的多元醇主要有:CH2CHCH2OHOHOHCCH2OHCH2OHCCH2OHH2OHCH2CHCHCHCHCH2OHOHOHOHOHOHOHOOHOHCHCH2OHHOOOHCHCH2OHOHH2N C H2C H2O H名称名称化学式化学式脂肪酸酯或脂肪酸酯或酰胺的水溶酰胺的水溶性性多元
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