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文档简介
精细化工全册配套完整课件FineChemicalIndustryGenerality精细化工概论
我国和日本把产量小,组成明确,可按规格说明书进行小批量生产和小包装销售的化学品,以及产量小,经过复配加工,具有专门功能,既按其规格说明书,又根据其使用效果进行小批量生产和小包装销售的化学品,统称为精细化学品。而欧美一些国家把前者称为精细化学品、后者称为专用化学品。精细化学品可起到“工业味精”、“工业催化剂”和其它特殊功能的作用。1.1精细化工的范畴与特点第一章:绪论1.1.1精细化工的范畴一般化学品通用化工产品精细化工产品无差别产品(硫酸、烧碱、乙烯等)有差别产品(合成树脂、合成橡胶、合成纤维等)精细化学品(强调产品的规格和纯度)中间体、医药、农药的原料等专用化学品(强调产品的功能)医药成药、农药配剂、水处理剂等生产精细化学品的工业称为精细化学工业,简称精细化工。当代中国精细化工的涵义指的是:国际上通用的精细化学品和专用化学品的总和。包括农药、染料、涂料(包括油漆和油墨)及颜料、试剂和高纯物、信息用化学品(包括感光材料、磁性材料)、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化学药品、日用化学品、功能高分子材料等十一个大类。其中将助剂分为印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理化学品、纤维抽丝用油剂、有机抽提剂、高分子聚合物添加剂、表面活性剂、皮革化学品、农药用助剂、油田化学品、混凝土外加剂、机械和治金用助剂、油品添加剂、炭黑、吸附剂、电子用化学品、造纸用化学品及其它助剂等19个门类。可以看出很多精细化学品同时也是其他工业必备的化工原料或助剂。日本的精细化工产品可归纳为以下51个门类:医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、盥洗卫生用品、表面活性剂、合成洗涤剂、肥皂、印刷用油墨、塑料增塑剂、其它塑料添加剂、橡胶添加剂、成像材料、电子用化学品与电子材料、饲料添加剂与兽药、催化剂、合成沸石、试剂、燃油添加剂、润滑剂、润滑油添加剂、保健食品、金属表面处理剂、食品添加剂、混凝土外加剂、水处理剂、高分子絮凝剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、造纸用化学品、纤维用化学品、溶剂与中间体、皮革用化学品、油田用化学品、汽车用化学品、炭黑、脂肪酸及其衍生物、稀有气体、稀有金属、精细陶瓷、无机纤维、储氢材料、非晶态合金、火药与推进剂、酶、生物技术、功能高分子材料等。小批量、多品种和特定功能、专业性质构成了精细化工产品的量与质的基本特征。精细化工生产过程与一般化工(通用化工)生产不同,它是由化学合成(或从天然物质中分离、提取)或复配、剂型加工和商品化等3个部分组成。1.1.2精细化工的特点大多以灵活性较大的多功能装置和间歇方式进行小批量生产。化学合成多数采用液相反应,工艺流程长,精制过程复杂,需要精密的工程技术;从制剂到商品化需要一个复杂的加工过程,外加的复配物愈多,产品的性能也愈复杂。因此,精细化工技术密集程度高、保密性和商品性强、市场竞争激烈,必须根据市场变化的需要及时更新产品,做到多品种生产,使产品质量可靠,符合各种法规,做好应用和技术服务,才能培育和争取市场,扩大销路,才能体现出投资省和附加价值高的特点。小批量:相对于石油化工或化肥等大量生产的产品。多品种:多品种不仅是精细化工生产的一个特征,也是评价精细化工综合水平的一个重要标志。综合生产流程和多功能生产装置:柔性生产系统、多用途装备系统。高技术密集度:产品技术开发成功率低、时间长、费用大;情报密集、信息快。附加值高:很大程度上来源于技术垄断。大量应用复配技术商品性强1.2我国精细化工目前的发展状况
从“六五”开始,直至“七五”、“八五”、“九五”、“十五”国民经济发展计划中,我国都把精细化工,特别是新领域精细化工作为发展的战略重点之一,在政策和投资上予以倾斜,已安排355多个建设和改造项目,总投资已超过65亿元。经过近20多年的努力,精细化工的地位已在我国得到确立,其精细化工率已从1985年的23.1%提高到1994年的29.78%;2001年为37.44%,2002年已达39.44%。传统精细化工发展迅速:新领域精细化工已初具规模:对我国精细化工行业发展提出以下建议
我国应该积极发展高新技术产品
开发前景广阔的金属纳米材料把市场放在首位加强人才培养,加大科技开发力度积极应对倾销与反倾销重视环境保护,推行清洁生产精细化工发展的重点和动向传统大宗精细化学品的更新换代加快精细化学品新领域的开发优先开发的先进技术:新催化技术、新分离技术、增效复配技术、超细粉体技术、气雾剂(CFC)无污染替代技术参考资料:王大全.中国精细化工的现状和发展预测.化工进展,2004韩秋燕.国内外精细化工行业现状及发展浅析.化工中间体(科技产业版),2004。钱伯章.中国精细化工面临新的发展机遇.中国石油和化工,2004刘德峥.目前我国精细化学工业的发展重点.平原大学学报,2004钱伯章.跨国公司投资中国精细化工业现状和趋势.化工中间体(科技产业版),20041、绪论(2)2、表面活性剂及合成洗涤剂(4)3、香精香料(4)4、化妆品(4)5、食品添加剂(4)6、合成材料加工助剂(4)7、胶粘剂(4)8、涂料(4)课程主要内容第二章:表面活性剂(Surfactants)
2.1概述表面活性剂的发展概况打破了肥皂一通天下的局面上世纪30年代形成;以石油化工原料衍生;我国该工业起始于50年代产量增长迅速,正在以年平均增长率大于10%的速率增长世界表面活性剂产量1990年达7300万吨,其中50%用于纤维工业,20%以上用于洗涤剂工业,这是表面活性剂的两个最大用户。根据物质的聚集态不同,表界面可分为:固-气液-气固-液液-液固-固处于液态表面层的分子受到液体内部分子的引力,液体表面具有自动收缩的能力。表面张力:表面张力:指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力,单位N/m。也可以理解为系统增加单位面积时所需作的可逆功,J/m2。表面自由能(表面能)。2.2表面活性与表面张力xL皂膜AdAdxF各种表面现象:θ不润湿θ润湿凸面(储汞)凹面(储水)附加压力总是指向曲率中心一边去污、乳化、分散等性能都与润湿现象密切相关。毛细管上升毛细管下降表面张力是物质的内在性质,大小主要取决于物质自身和与其接触的另一相物质的种类。表面张力的测定方法:毛细管法、最大气泡压力法、滴重法、吊环法、吊板法等。接触角测定方法:停滴法、吊片法、电子天平法等。前进角和后退角。与固体表面的粗糙度、表面的不均匀性、表面的污染情况有关。θaθrα2.3表面活性剂溶液表面活性:能在溶液表(界)面发生选择性吸附,起到降低表(界)面张力的作用称为表面活性。表面活性剂:在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以称为表面活性剂。表面活性剂的加入不仅能显著降低表面张力,而且还具有润湿或反润湿、乳化或破乳、气泡或消泡,及增溶、分散等一系列作用。表面活性剂在生产和生活实际中有着广泛的应用。图2.1各种物质水溶液浓度c与表面张力σ的关系σ/N.m-1c/mol.L-1无机盐、酸、碱等低碳醇、羧酸等表面活性剂显著特征:降低水溶液的表面张力,或油/水体系的界面张力。1、表面活性剂的结构只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂的范畴。亲水基蔬水基(亲油基)图2.2表面活性剂的结构表面活性剂的分子结构均由两部分构成。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团由化学键相连形成一个特殊的分子,既亲水又亲油,其这种特有结构称双亲结构。又称双亲分子。2、表面活性剂溶液的性质形成吸附膜:形成胶束:空气(a)极稀溶液水(b)稀溶液小型胶束吸附于水分子表面的表面活性剂但分子膜(c)临界胶束浓度的溶液(d)大于临界胶束浓度的溶液图2.3表面活性剂的浓度变化和表面活性剂的活动情况的关系疏水作用导致表面活性剂在溶液表面吸附成膜、在溶液中缔合成胶束。临界胶束浓度(cmc值):刚刚形成胶束时的所对应的浓度区域(或表面活性剂达到形成单分子膜的最低浓度)。胶束聚集数:每种表面活性剂胶束由不同数目的单分子表面活性剂组成。胶束的大小形状随溶液浓度变化而改变,一般从球形变为扁球状、棒状、六角棒状直至层状胶束(已属于液晶相)。影响胶束聚集数的因素:表面活性剂的结构、电解质、有机添加剂、温度等、胶束结构的变化形态浓度>cmc,形成胶束,大小-1~100nm单体二(三)聚体胶团棒状胶团棒状胶团的六角团H2O层状胶团1.0-3.5nmH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O水柱的六角堆积H2O微乳状液表面活性剂结晶油醇图2-4表面活性剂溶液中形成的胶团结构图2.5表面活性剂性质与浓度的关系胶体的性质:表面活性剂在溶液中形成胶束是表面活性剂胶体电解质性质的体现。与形成胶束有关的性质是胶体化学研究的对象:增溶现象是胶束化的派生现象。由cmc附近各种性能的突变可以用多种方法测定溶液的cmc值。2.4表面活性剂的分类分类方法:其他:根据其水溶性、化学结构特征、分子量等根据蔬水基结构:直链、支链、芳香链、含氟长链根据亲水基结构:羧酸盐、硫酸盐、季胺盐、PEO衍生物、内脂根据分子构成的离子性:离子型、非离子型、两性这里我们按照表面活性剂的离子性及化学结构特征对表面活性剂进行如下分类:表面活性剂阴离子型:阳离子型:两性离子型:非离子型:正-负离子型杂交型其他类型冠醚型高分子型特种元素型生物表面活性剂有机金属型反应型含氟型含硅型含硼型含磷型伯胺盐、仲胺盐、叔铵盐、季胺盐。羧酸盐、硫酸脂盐、磺酸盐、磷酸脂盐。氨基酸型、甜菜碱型聚氧乙烯醚、多元醇阴离子表面活性剂羧酸盐型R-COONa硫酸脂盐型R-OSO3Na磺酸盐型R-SO3Na磷酸脂盐型R-OPO3Na阳离子表面活性剂胺盐型阳离子表面活性剂伯胺盐仲胺盐叔胺盐R-NH2HClR-NH(CH3)HClR-N(CH3)2HCl季胺盐型阳离子表面活性剂R-N(CH)3Cl两性离子表面活性剂氨基酸型R-NH2CHCHCOOH甜菜碱型RN+(CH3)2CH2COOH-非离子表面活性剂聚乙二醇型R-O(CH2CH2O)nH多元醇型R-COOCH2C(CH2OH)3OSOOO_M+(a)N+RRRX_(b)CHCOO2_N+RR(c)N+RRCHO—SO3_OO(e)OOOOOS-OMO_+(f)OOOHO(d)2.5表面活性剂的物化性质A:HLB(亲疏平衡值):大小表示表面活性剂亲水亲油性的相对大小。值越大表示亲水性越强,值越小表示亲油性越强。石蜡的HLB=0,油酸HLB=1,油酸钾HLB=20,十二烷基苯磺酸钠HLB=40阴离子表面活性剂HLB在1~40之间(通过亲油基碳数的多少调节),非离子的HLB在1~20之间(可以通过聚环氧乙烷或羟基数的多少调节)1、衡量表面活性剂亲水亲油性的物理量:HLB值范围适用的场合HLB值范围适用的场合3~6油包水型乳化剂13~15洗涤7~9润湿、渗透15~18增溶8~15水包油型乳化剂B:PIT相转变温度:O/WW/OHLB只是针对表面活性剂自身的亲水亲油平衡而言,而没有考虑体系的成分、温度等因素,具有一定的局限性。体系完全确定(水相、油相性质,溶液温度,乳化剂用量等多种因素),PIT才有定制。A:浊点(C.P值):溶液变混浊的温度CH2H2OOCH2CH2CH2OH2OCH2H2OOCH2CH2CH2OH2OCH2H2OOCH2CH2CH2OH2OCH2图2-6聚氧乙烯链中氧与水分子形成氢键2、表面活性剂的溶解性B:Krafft点(K.P.点):离子表面活性剂,溶解度随温度的转折点图2-7离子型表面活性剂溶解度曲线及K.P.点2.6表面活性剂的应用原理起泡、乳化、分散:都是一相在另一相中的分散,由于表面张力的存在都不稳定,表面活性剂通过在两相界面形成单或双分子膜而使体系趋于稳定。起泡:表面活性剂通过表面张力降低、表面张力修复、增加表面电荷、表面粘度和减少表面透气性等效应达到。阴离子表面活性剂与某些非离子(或两性)表面活性剂复配能起到很好的起泡和稳泡作用。应用:日用化学品如香波、泡沫浴剂、剃须液、牙膏、厨房用洗涤剂;泡沫灭火器用起泡剂;矿物浮选用起泡剂;农药的泡沫喷洒等。消泡:用化学物质消泡是使其它物质进入泡沫双分子膜中,打破其力学平衡。消泡剂有:低碳醇、矿物油、有机极性化合物和硅氧烷树脂等。应用于发酵工业及造纸制浆工业中。乳化:两种不相混溶的液体混合,一种液体以液嘀状分散在另一种液体中。由于两相界面增大,引起体系热力学不稳定。分散相和分散介质:乳液类型:O/W,W/O
水溶液中离子表面活性剂胶束的结构示意图乳化剂的作用:乳化剂分子膜将分散相液嘀包住(形成双电子层表面),防止液嘀相互靠近而合并,使原来的热力学不稳定体系可以保持为准稳定体系。乳化方法:乳化剂的加入方式(2种,形成不同类型的乳液)。应用:农药的乳化、沥青的乳化等。
破乳:高分子表面活性剂(嵌段聚醚)。增溶:由于胶束的存在而使物质溶解度增加的现象,这些物质溶于胶束的亲油基中间、插于胶束的分子之间、黏附于胶束的亲水基上,使溶解度增大。润湿和渗透:使液体迅速均匀地浸湿固体的表面或内部。杀菌:阳离子表面活性剂和两性表面活性剂对革兰氏氧性菌和革兰氏阴性菌具有杀菌能力。洗涤:是乳化、分散、增溶、润湿、起泡等作用综合作用的结果。其它功能:柔软平滑、抗静电、均染、固色、防蚀等作用。表面活性剂用蔬水基原料来源脂肪酸:来源于天然可再生油脂资源。C12~C18,脂肪胺:来源于天然可再生油脂资源。脂肪醇:来源于天然油脂资源及石油化工原料。长链烷烃:主要来源于石油化工原料。长链烯烃:主要来源于石油化工原料。长链取代芳烃:主要来源于石油化工原料。蔬水基是表面活性剂产生蔬水作用的根本原因,也是表面活性剂分子的主要组成部分。2.7表面活性剂各论一、阴离子表面活性剂(Anionicsurfactants)阴离子表面活性剂羧酸盐型脂肪酸皂酰基胺基酸(肽)脂肪醇醚羧酸盐酰胺皂硫酸脂盐型脂肪醇硫酸盐脂肪醇醚硫酸盐烷基酚醚硫酸盐仲烷基硫酸盐硫酸化油直链烷基苯磺酸盐α-磺基脂肪酸甲脂单钠盐α-烯烃磺酸盐脂肪醇醚磺酸盐石油磺酸盐丁基萘磺酸盐烷基磺酸盐仲烷基磺酸盐磺基琥珀酸单脂二钠盐长链酰基乙基磺酸盐N-酰基-N-甲基牛磺酸盐木质素磺酸磺酸盐型磷酸脂盐型常用生产技术磺化/硫酸化、皂化/中和为阴离子表面活性剂生产中最为典型和普遍使用的反应。在碳原子上引入-SO3H的反应为磺化反应,通过氧原子架桥在蔬水链上引入-SO3H的反应为硫酸化反应产物为有机物的酸性硫酸脂。常用磺化/硫酸化剂为:发烟硫酸、氯磺酸、氨基磺酸和稀释的SO3气体。工业上大规模使用的磺化/硫酸化技术是气体SO3连续磺化技术。SO3主要来源于燃硫法生产。中和:阴离子表面活性剂中酸性亲水头均需经过中和反应,或在以油脂为原料制皂时为皂化反应,才能转化为阴离子表面活性剂,所以中和反应实际上是制备阴离子型表面活性剂中使用频率最高的合成技术。羧酸盐型阴离子表面活性剂(皂类)-脂肪酸皂
即为大规模生产的肥皂。主要生产工艺有三种:油脂皂化、脂肪酸中和、脂肪酸甲脂皂化。
油脂皂化-天然油脂与氢氧化钠进行皂化反应是肥皂生产最重要的工艺。制备工艺流程:精炼、皂化、盐析、洗涤、碱析、整理、成型。脂肪酸中和脂肪酸甲脂皂化脂肪酸钠皂主要用于家用洗涤和个人清洁卫生用品,织物洗涤用皂链长一般为C16~C18,去污力强,个人清洁卫生用品,如香皂等主要用C12~C14脂肪酸皂,为了提高硬度和综合理化性能,也掺入一些C16~C18脂肪酸皂。脂肪酸皂还可与镁、锌、镉、铅、钡、钾等支撑适合工业用途的金属皂。洗衣皂(barlaundrySoaps)它仍是肥皂的主要品种,其原料有动物油脂(牛油、羊油和猪油)、植物油(棕榈油、椰子油、棉籽油、木油和桕油等)、硬化油、松香等。洗衣皂分为Ⅰ型(干皂含量≥54%)和Ⅱ型(干皂含量43-54%)。有些洗衣皂为增强洗涤能力还加入少量其它种类的表面活性剂,称为复合皂(Combars)。洗衣皂中还有透明皂和半透明皂(TransparentandTranslucentBarSoaps),其透明度是用加乙醇、糖、甘油或其它多元醇来达到的。香皂(Toiletsoaps)分为皂基型(Ⅰ型,干皂含量≥83%,其主要原料是牛、羊油和椰子油)和复合型(Ⅱ型,含脂肪酸钠和其它表面活性剂、功能性添加剂、助剂,含量不低于53%)。香皂品种很多,如大理石花纹皂(蓝花皂)、抗菌皂、过脂皂等。
液体皂(LiquidSoap)主要有浴液中的Ⅱ型(BodySoap,以脂肪酸钠为主,其含量≥18%)和洗手液(RefreshingLiquidSoap)。该产品对重金属和甲醇含量有要求。金属皂(MetalSoaps)即多价金属皂,包括硬脂酸锂、硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸镍、硬脂酸铝等。一般不溶于水,在洗涤制品中极少应用,分别用于润滑脂、金属加工、聚合物的脱模剂、纤维偶色剂、涂料中颜料悬浮分散剂等。多羧酸皂:琥珀酸系列,用于润滑油添加剂、防腐剂等。
松香皂、N-酰基氨基羧酸盐、聚醚羧酸盐等。硫酸盐型阴离子表面活性剂
高级醇及含羟基的化合物、含双键的烯烃经硫酸化生成硫酸脂,中和后得到各种硫酸脂盐型表面活性剂。
水溶性、去污性比肥皂好,溶液呈中性,广泛应用于家庭、工业洗涤剂中,还用于香波、化妆品等,但抗硬水能力差,而开发出高级醇聚氧乙烯醚硫酸脂盐(AES)表面活性剂。亲水基和亲油基由脂键相连接,热稳定性比较差,在强酸强碱中易水解。—高级醇硫酸盐脂:伯烷基硫酸脂盐(AS)高级醇的来源:天然油脂的还原,动植物蜡中提取,化学合成(齐格勒法和羰基合成法),液蜡氧化法等;硫酸化反应:浓硫酸,发烟硫酸,三氧化硫(工业化应用较多),氯磺酸和氨基磺酸;中和反应:碱中和。磺酸盐型阴离子表面活性剂硫原子与碳原子直接相连,比硫酸脂盐稳定,在酸性溶液及加热条件下不发生水解,广泛用于洗涤、染色、纺织行业,并可作为渗透剂,润湿剂,防锈剂等工业助剂。烷基苯磺酸(钠)盐(LAS):烷基磺酸盐(SAS):
α-烯烃磺酸盐(AOS)其它如:琥珀酸脂磺酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酰胺磺酸盐、木质素磺酸盐、石油磺酸盐。磷酸脂盐型阴离子表面活性剂具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散等性能,广泛用于纺织、化工、国防、金属加工和轻工等工业部门。高级醇磷酸脂盐(烷基磷酸脂盐):结构类型,磷酸脂化(通常为单双脂的混合物)高级醇磷酸双脂钠盐高级醇磷酸脂二钠盐聚氧乙烯醚磷酸脂盐:非离子表面活性剂阴离子化的产品(高级醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚和磷酸脂化剂反应)。二、阳离子表面活性剂(Cationicsurfactants)
主要作用:杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纺织助染剂、肥料抗结块剂、农作物除莠剂、沥青和石子的粘结促进剂、金属防腐剂、颜料分散剂、塑料抗静电剂、头发调理剂、化妆品用乳化剂等。日常生活中很少用于洗涤剂(因纤维织物和固体表面均代负电荷)。作用原理:杀菌-由于细菌被强力吸附,阻止了细菌的呼吸作用与糖解作用;纤维织物方面-吸附于纤维表面形成一定向吸附膜后,中和纤维表面的负电荷,减少因摩擦产生的自由电子,有较好的抗静电性,还能显著降低纤维表面的静摩擦系数,用于纤维的柔软处理。注意事项:不能与肥皂等阴离子表面活性剂共用,会产生沉淀而失效;与一些染料(直接染料或荧光染料)会发生作用而失效;遇到偏硅酸钠、硝酸盐、蛋白质、生物碱等也会发生作用而失效。主要品种的制备:胺盐类-由相应伯、仲、叔胺用酸(盐酸或醋酸等)简单中和即可;季胺盐:需由叔胺与烷基化试剂反应制备。性能比较:季胺盐型可用于碱性介质,而胺盐型则会被还原为原来的不溶胺析出。其它:含氮原子环型胺盐-吡啶型胺盐、咪唑型胺盐等;双季胺盐。三、两性表面活性剂(Amphotericsurfactants)特点:在分子的一端同时存在有酸性基(羧基、磺酸基或磷酸基)和碱性基(胺基或季铵基);能与阴离子、非离子型表面活性剂混配;能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐;毒性、皮肤刺激性小、生物降解性好;有良好的去污、起泡、乳化能力,耐硬水性好,有抗静电和杀菌等特殊性能。种类:咪唑啉型、甜菜碱型、氨基酸型、磷脂、淀粉、蛋白质衍生物等。等电点区:①强阴离子-强阳离子(AC);②弱阴离子-强阳离子(aC);③强阴离子-弱阳离子(Ac);④弱阴离子-弱阳离子(ac)。特点:种在水中不离解成离子状态的两亲结构的化合物;具有高表面活性,其水溶液的表面张力低,临界胶束浓度低,胶束聚集数大,增溶作用强,具有良好的乳化力和去污力。应用:农药乳化剂,纺织、印染、合成纤维的助剂与油剂,原油脱水的破乳剂,民用及工业清洗剂。四、非离子表面活性剂(Nonionicsurfactants)
原料组成:疏水基原料—具有活泼氢原子的疏水化合物,如高碳脂肪醇、脂肪酸、高碳脂肪胺、脂肪酰胺等物质;亲水基原料-环氧乙烷、聚乙二醇、单乙醇胺、二乙醇胺等。分类:亲水基种类的不同而分为聚乙二醇型非离子表面活性剂(亲水基原料为环氧乙烷):脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-平平加系列)、脂肪酸聚氧乙烯酯(吐温系列)、烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10、OP-10等)、聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯脂肪胺等。亲水性较强。多元醇型,包括脂肪酸乙二醇酯、单脂肪酸甘油酯(单甘酯)、季戊四醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯(span)、蔗糖脂肪酸酯等。(亲油基上带有多个羟基,亲水性比较小,多作为油溶性乳化剂使用)聚醚型:即环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物。烷醇酰胺系:有脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸单乙醇酰胺、氧化胺和烷基多苷(APG)等。其它表面活性剂:特种表面活性剂-含氟、硅、硼表面活性剂,木质素磺酸盐,冠醚型;高分子表面活性剂;生物表面活性剂等。2.8合成洗涤剂(syntheticdetergents)助剂2.1洗涤用品
2.1.1洗涤去污过程相关问题概述
2.1.2肥皂
2.1.3合成洗涤剂
洗涤去除对象污垢的特点
洗涤表面活性剂的基本性质
洗涤剂的洗涤去垢作用原理
2.1.1洗涤去污过程相关问题概述
污垢的来源
污垢来自人们的生存环境诸如人体分泌、空气传播以及生活工作需要的接触三方面。
洗涤去除对象污垢的特点
污垢的分类
根据污垢的特性分
油质污垢
固体污垢
水溶性污垢
按结合力分
化学结合力
物理结合力
返回2.1.1
表面活性剂的分子结构特点
洗涤表面活性剂的基本性质
分子的一端是由一个较长的烃链组成的,它是憎水性,能溶于油但不能溶于水中,因此称为憎水基或亲油基;分子的另一端是较短的极性基团,它能溶于水中而不能溶于油中,称为憎油基或亲水基。
表面活性剂的性质和作用
润湿渗透作用分散乳化作用增溶作用泡沫作用返回2.1.1织物·污垢+洗涤剂→织物+污垢·洗涤剂
洗涤剂的洗涤去垢作用原理
肥皂概述
肥皂的制造
肥皂的品种
肥皂的质量检验
肥皂的包装和保管
2.1.2肥皂肥皂概述
肥皂的概念
肥皂的分类
肥皂的原料
肥皂是指至少含有8个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类的总称。
肥皂的概念按用途分家用工业用肥皂的分类
油脂
合成脂肪酸
碱类
辅助原料与填料肥皂的原料油脂的概念及类别
由一分子的甘油和三分子的脂肪酸脂化而成,称为三脂肪酸甘油脂。①固体油脂
②软性油③月桂酸含量高的油脂
④油脂的代用品
肥皂的原料合成脂肪酸
以石腊为原料经氧化制得的高级脂肪酸。
肥皂的原料碱类
主要是氢氧化钠,其次是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾。其作用是与油脂进行皂化反应而生成肥皂。肥皂的原料辅助原料与填料
①松香
②硅酸钠
③荧光增白剂
④杀菌剂
⑤多脂剂
⑥羧甲基纤维素
⑦着色剂⑧香料
2.1.2肥皂肥皂的制造第一阶段是制造皂基第二阶段是调料并加工成型皂基制造
制皂方法间歇沸煮法
连续制皂法
利用油脂和碱进行皂化反应,然后经过盐析、碱析、整理等过程,最后制得纯净的皂基。
建立在油脂连续皂化基础上,采用管式反应,即两管道分别输送碱液和脂肪酸,在汇和处进行瞬时中和反应,后离心分离,真空出条。加工成型
方法:冷桶法、冷板车法和真空干燥法。以真空干燥为例:配料真空冷却切块晾干打印装箱香皂的生产
研压法:皂基干燥拌料均化真空压条切块打印包装成品2.1.2肥皂
洗衣皂
香皂
透明皂
药皂
美容皂
减肥皂
复合皂
肥皂的品种
洗衣皂成分:高级脂肪酸钠
洗衣皂的物理化学指标
项目指标I型II型干皂质量分数,W/%≥
5443氯化物质量分数,(以NaCL计),W/%≤0.71.0游离苛性碱质量分数(以NaOH),W/%≤
0.30.3乙醇不溶物,W/%≤15/发泡力(5min),ml≥400300肥皂的品种
香皂
香皂皂基型
复合型
仅含脂肪酸钠、助剂
含脂肪酸钠和(或)其他表面活性剂、功能性添加剂、助剂
肥皂的品种指标I型
II型
干皂质量分数,W/%≥
83/干皂或总有效物质量分数,W/%≥/53水分和挥发物(103±20C),W/%≤15/总游离碱(以NaoH计),乙醇不溶物、氯化物(以NacL计)之和质量分数,W/%≤
3.0/游离苛性碱(以NaOH计),W/%≤0.100.10总游离苛性碱(以NaOH计),W/%≤/0.3水不溶物,W/%≤1.0/氯化物(以NacL计)W/%≤
/1.0香皂的质量指标项目肥皂的品种
透明皂
采用牛羊油、漂白的棕榈油、椰子油做油脂原料,以多元醇,如糖类、香茅醇、聚乙醇、丙醇或甘油或蔗糖做透明剂。
透明皂具有耐用、碱性小、溶解度大、泡沫丰富等特点。肥皂的品种
药皂
在香皂中加入中西药物而制成的块状硬皂。
近几年国内也出现了不少新的药物香皂,如硫磺香皂、去痱特效药皂、中草药香皂、驱蚊香皂等。
肥皂的品种
美容皂
除普通香皂成分外,还加有蜂蜜、人参、珍珠、花粉、磷脂、牛奶等营养物质和护肤剂。
配有高级化妆香精,有幽雅清新的香味和稠密稳定的泡沫。肥皂的品种
减肥皂
这些皂多采用中国名贵中药,根据中医学理论,经科学验方,把萃取精制的药物精华加入到皂基中而制成。
肥皂的品种
复合皂
配有表面活性剂或钙皂分散剂的皂类洗涤剂。
2.1.2肥皂肥皂的品种
包装的检验
包装箱外部标志应有:①商品名称和商标;②干皂含量及每连(块)标准重量;③每箱连(块)数、毛重、净重和体积;④制造厂名及厂址;⑤生产批号及生产日期;⑤检查箱体是否牢固;⑥是否受挤压变形、破损;⑦有无水渍、印迹。肥皂的质量检验
外观检验
要求是图案清晰,字迹清楚,形状端正,色泽均匀,无不良异味。
肥皂的外观质疵现象
三夹板
冒霜
软烂
出汗
开裂和糊烂
理化检验
依据洗衣皂的物理化学指标。项目指标I型II型干皂质量分数,W/%≥
5443氯化物质量分数,(以NaCL计),W/%≤0.71.0游离苛性碱质量分数(以NaOH),W/%≤
0.30.3乙醇不溶物,W/%≤15/发泡力(5min),ml≥400300
香皂外观质疵情况
白芯
气泡
变色
斑点
三夹板
冒霜
软烂
出汗
开裂和糊烂
2.1.2肥皂
肥皂的包装
外包装
内包装
木箱或纸箱
蜡纸和外包纸肥皂的包装和保管
肥皂的保管
肥皂应贮存于干燥通风的仓库内,避免受冻、受热、曝晒,堆放应垫离地面20厘米发上,以免受潮,纸箱堆垛最高不超过15箱,防止压坏底层纸箱,每垛间隔20厘米左右。肥皂运输时,必须轻装轻卸,有遮盖物,并防止受潮、受冻、曝晒。
合成洗涤剂的组成及其作用
合成洗涤剂的分类和品种
合成洗涤剂的质量检验
洗涤剂的发展趋势
2.1.3合成洗涤剂合成洗涤表面活性剂的种类及其性能特点
助洗剂及其它辅助剂
合成洗涤剂的组成及其作用
合成洗涤表面活性剂的种类及其性能特点
阴离子型表面活性剂
定义:由于这类表面活性剂在水溶液中离解出来的阴离子是有表面活性,故通称阴离子表面活性剂。举例①直链烷基苯磺酸钠(LAS)
②脂肪醇硫酸钠(AS)
③脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)
非离子表面活性剂
在水溶液中不会离解为带电荷的阴离子或阳离子,即在水中呈中性的非离子的分子状态或胶束状态。
举例
①脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)
②烷基糖苷(APG)
阳离子表面活性剂
在水中离解出的阳离子具有表面活性故通称为阳离子表面活性剂。举例
①季胺盐
②咪唑啉盐
两性表面活性剂
兼有阴离子和阳离子基团。举例
①甜菜碱类
②咪唑啉类
③氨基酸类
合成洗涤剂的组成、作用
助洗剂及其它辅助剂
洗涤助剂
无机助剂
三聚磷酸钠(STPP)
硅酸钠
过硼酸钠或过碳酸钠
有机助剂
羧甲基纤维素钠盐(CMC)
荧光增白剂
酶制剂
4A分子筛
返回2.1.3⑤按表面活性剂的种类和含量①按商品形式②按用途③按洗涤对象④按洗涤难易程度合成洗涤剂的分类和品种
合成洗涤剂的主要品种
①合成洗衣粉
②液体洗涤剂
③浆状洗涤剂
④餐具洗涤剂
⑤
住宅用洗涤剂
合成洗衣粉
产品主要是空心粉状的,如果调整其中表面活性剂的配比以及加入特殊的助洗剂,就可以制成各种特点的洗衣粉。丝毛洗衣粉
加酶洗衣粉
漂白洗衣粉
低泡洗衣粉
浓缩洗衣粉
合成洗涤剂的主要品种
液体洗涤剂
液体洗涤剂在合成洗涤剂中是仅次于洗衣粉的第二大类洗涤剂,使用方便,溶解迅速,并适合节能时代的要求。
合成洗涤剂的主要品种
浆状洗涤剂
以烷基苯磺酸钠为主体成分,加入各种助洗剂和适量的脂肪醇硫酸盐或非离子型活性物。
合成洗涤剂的主要品种
餐具洗涤剂
餐具洗涤剂集完善,洗涤、杀菌、消毒等功能于一体。
合成洗涤剂的主要品种
住宅用洗涤剂
这类洗涤剂往往是碱性的,表面活性剂含量不高。不要求有泡沫,但一般加入相当量的有机溶剂(可溶解油脂)
。2.1.3合成洗涤剂合成洗涤剂的主要品种
包装检验
外观检验
稳定性
理化指标
合成洗涤剂的质量检验
小包装箱,不得松动或鼓盖,必须放平码齐;小包装箱上应有下列标志:产品名称、类别型号、商标图案、厂名厂址、性能及保管说明;大包装上应有下列标志;产品名称及牌号、净重及内装小包装袋数、厂名厂址、装箱日期、箱体体积、以及“防止受潮”“轻放轻装”等。包装检验合成洗涤剂的质量检验(1)色泽和气味
(2)颗粒度和表观密度(3)流动性和吸潮结块性
应为白色,不得混有深黄色或黑粉,气味要求正常,无异味。外观检验合成洗涤剂的质量检验
指洗衣粉在储存过程中,有无因受潮而出现的泛红、变臭现象。
稳定性合成洗涤剂的质量检验理化指标洗衣粉国家标准(GB/13171-1997)合成洗涤剂的质量检验返回2.1.3洗涤用品的去污过程:织物·污垢+洗涤剂(脏的衣物)->织物+污垢·洗涤剂(脏的洗涤液)。去污过程的机理则比较复杂,大致包括下列物理-化学作用:润湿作用、吸附作用、增溶作用、机械作用。合成洗涤剂的种类很多,按产品形式分有粉状、膏状、片剂、液体等。生产工艺
各类合成洗涤剂有不同的生产工艺,以洗衣粉最为复杂。以高塔喷雾干燥及后配料过程最为普遍,主要工序为料浆制备、喷雾干燥、风送老化和后配料。洗衣粉(PowderedDetergents):主要用于清除衣物上的污垢,它由表面活性剂、螯合剂或离子交换剂、抗再沉积剂、荧光增白剂、碱性助剂、填充剂等组成,有的产品还加入漂白剂、酶和香精、色素等;分为普通型和浓缩型;有磷和无磷;衡量洗衣粉能力的指标有去污力、表面活性剂和助洗剂含量、洗衣粉在水中的酸碱度(pH值)、多次洗涤后衣服上的灰分含量等,去污力=污布洗后白度-洗前白度/白布白度-污布洗前白度。膏状洗涤剂(Pastedetergents)
:是按配方将各种液体物料和固体物料同时加入高速切变机内混合、加温后冷却,配制成一种稳定、均匀而粘稠的分散体。这种洗涤剂不需要干燥,因而生产设备简单,燃料动力消耗低。洗衣片剂(Detergenttablets)
是近年来发展起来的一各新型产品,它由粉状洗涤剂与成片助剂混合后压制而成。由于超浓缩,用量少,去污强,使用和携带方便。液体洗涤剂(Liquiddetergents):由各种表面活性剂组成,有些产品还加入一些助剂、螯合剂和溶剂;制造方法:将表面活性剂、助剂和其他添加剂,以及经过处理过的水,送入混合机进行混合,即得产品;液体洗涤剂的制造不用一系列的加热干燥设备,具有节约能源、使用方便、溶解迅速等优点;液体洗涤剂要求各组分的相容性最为重要。衣料用液体洗涤剂(Liquidlaundrydetergents)
主要用来除去油脂和类似油脂的污垢。无助剂的液体洗涤剂,表面活性剂含量高。含有助剂的液体洗涤剂,表面活性剂含量低些,里面含有较多的三聚磷酸钠或4A沸石等。餐具洗涤剂(Dishwashingdetergents)
是厨房中用的一种典型的轻垢型液体洗涤剂。它是开发最早、数量很大的一种液体洗涤剂。按照功能可分为单纯洗涤和消毒洗涤两种。它由二种以上表面活性剂组成,有重金属和甲醇含量等卫生要求。餐具洗涤剂根据表面活性剂含量可分为高、中、低三档。国内的产品,表面活性剂含量居中,在15-20%之间,一般使用烷基苯磺酸钠与脂肪醇醚硫酸钠。织物柔软剂(Fabricsofteners)
是一类液体产品。棉织物柔软剂大都含阳离子表面活性剂,它们与天然织物有较好结合力,使织物柔软丰满;合成纤维柔软剂含烷基酰胺基的疏水化合物。硬表面清洗剂(Hard-Surfacedetergents)
一般在家庭及公共场所使用,如地板、墙壁、门窗、浴盆、排风扇、桌椅、家用电器、钟表、车辆、炉灶、装饰物等,通常为弱碱性,产品的表面活性剂含量不高,有通用型和专用型。除表面活性剂外,产品中还需加入一些碱性助剂、螯合剂和溶剂。洗发香波(Shampoo):香波以表面活性剂为主体复配而成,除清洁人的头皮和头发外,还具有另外一些功能,如洗后头发感觉良好,易于梳理(干梳和湿梳),剌激性小,能保护头发,促进头发的新陈代谢,消除头屑,抑制皮脂的过分分泌等;头发有油性、干性和中性之区分。一般供油性头发使用的香波,其表面活性剂含量高些,脱脂能力强些。干性头发使用的香波,其表面活性剂含量相对低些,或通过增减调理剂来加以调节,达到合适的洗涤效果。沐浴液(ShowerandBathgels)由表面活性剂和对皮肤有调理作用和营养作用的添加剂组成,是用于代替香皂沐浴除祛身体污垢和气味、滋润皮肤,并赋予香气的产品。它比香皂的抗硬水性能好,可以方便地加入各种添加剂,对皮肤剌激性低。按使用对象又可分为成人用浴液和儿童浴液。
沐浴液有两类,一类以表面活性剂为主,含量≥12%,称为Ⅰ型(ShowerandBathgels);另一类以脂肪酸钠为主,含量≥18%,称为Ⅱ型(BodySoap)。工业与公共设施清洗剂(IndustrialandInstitutionaldetergents)
包括工业洗涤剂和公共设施洗涤剂。业洗涤剂主要取决于生产工艺的要求,各行各业采用的生产工艺不同,产品和材质不同,使工业洗涤剂的组成、性能、状态就有很大差别。因此,工业洗涤剂专业性很强。工业与公共设施清洗剂通常为强碱性,如为酸性清洗剂,酸性亦尽可能强些。工业上手工清洗的愈来愈少,自动化清洗日趋重要,配方中使用的表面活性剂通常要达到低泡或无泡的要求。第三章香料与香精3.1概论
香料(Perfume):是能被嗅觉闻出气味或味觉尝出味道的,用来配制香精或直接给产品加香的物质。
香料都是有机物,单一的或是混合的。给人的直接感觉不一定是香,需要稀释到一定的浓度。3.1.1香料及其分类香料天然香料合成香料:有一种香料成分的单体香料。合成香料可由蓖麻油、煤焦油、石油、松节油等为原料,通过化学合成的方法得到。动物性香料:麝香、灵猫香、海狸香、龙涎香和麝香鼠香植物性香料:主要商品形式:精油、净油、浸膏、酊剂等;这些都是用植物的花、叶、枝、皮、根、茎、果、种子等为原料生产出来的多种成分的混合物单离香料属于天然香料。特点:同其他精细化工产品相比,香料的产量很少,品种很多,不少品种存在着天然品和合成品之间的竞争,这是其他精细化工产品不常见的一个特点。3.1.2香精及其分类化妆品、洗涤用品香精;香皂、洁齿用香精;熏香、空气清新剂香精香精食用香精日用香精其他香精食品香精;烟用香精;酒用香精;药用香精塑料、橡胶、人造革;纸张、油墨、工艺品;涂料、饲料、引诱剂香精的分类有多种方法:1、按用途分类如下:香精:是由多种香料(有时也含有一定量的溶剂)调配出来的、具有一定香型的、可以直接用于产品加香的混合物。除了极个别的品种以外,大部分香料不能单独用于加香产品。一般都要调配成香精后才能他用。2、按香型分类:花香型香精非花香型多是模仿天然花香调配而成的,玫瑰、茉莉、晚香玉、铃兰、玉兰、丁香、水仙、葵花、橙花、桅子、风信子、金合欢、熏衣草、刺槐花、香竹石、桂花、紫罗兰、菊花、依兰等香型檀香、木香、粉香、麝香、幻想型、各种果香型、各种洒香型及咖啡、奶油、香香、薄菏、杏仁等食品香型等香料来源广、种类繁多、各具特色。香料分为人用香料与非人体用香料;地域、人种、年龄、性别、和个人爱好的不同,对香料的选择性差异很大。香料生产一定要重视不同使用对象的爱好调查,才能做到适销对路,掌握市场。3、按形态分类:香精液体香精粉末香精水溶性香精油溶性香精乳化香精粉末香精可分为固体香料磨碎混合制成的粉末香精粉末状担体吸收香基制成的粉末香精由赋形剂包裹而形成的微胶囊粉末香精三种类型3.2天然香料3.2.1动物性天然香料1、麝香(Musk)麝香系雄性麝鹿的生殖腺囊的分泌物。5-环十五烯酮麝香酮是麝香香囊中的分泌物,呈暗褐色半固体或粒状,有时析出白色结晶。固态时具有强烈的恶臭,用水或酒精高度稀释后有独特的动物香。麝香的主要芳香成分是约占2%的麝香酮,即3一甲基环十五酮,其他香成分有5—环十五烯酮、麝香吡喃,麝香吡啶等。麝香一般制成酐剂,浓度为2%一10%。康香在香料工业中主要用作高档香水香精的定香剂。麝香酮5-环十五烯酮2.灵猫香(Civet)灵猫香是从雌雄大灵猫和小灵猫囊状分泌腺中取出的粘稠状物质。灵猫香的主要成分为约占3%的灵猫酮,其他香成分还有二氢灵猫酮、6一环十七烯酮、环十六酮等。灵猫酮二氢灵猫酮灵猫香具有腥臭的动物香,极度稀释后具有幽雅的香气,常作为高级香水香精的定香剂。3.海狸香(Castoreum)
海狸香是从雌雄海狸生殖腺附近的香囊中取出的分泌物。海狸香的主要成分为海狸香索,占4%一5%,其结构尚不明确。此外,还有海狸香胺,三甲基吡嗪、四甲基吡嗪等。海狸香是四种动物性香料中最为廉价的一种,时具有腥臭的动物香,稀释后则有温和的动物香韵,主要用作高档化妆品香精的定香剂。海狸香胺4.龙涎香(Ambergris)
龙涎香是抹香鲸肠内结石的干燥物。龙涎香的主要香成分为龙涎香醇,此外还有γ—紫罗兰酮,γ—二氢紫罗兰酮等。龙涎香具有微弱温和的动物香,留香持久,为麝香香的20一30倍,是高级香水香精优良的定香剂。龙涎香醇3.2.2植物性天然香料植物性天然香料是从芳香性植物的花、叶、枝、皮、根、茎、果或种子中提取的有机物的混合物。1、植物性天然香料的提取方法提取方法水蒸气蒸馏法水中蒸馏水上蒸馏水蒸气蒸馏水渗透蒸馏压榨法柑橘、柠檬类精油的提取浸提法萃取法,浸膏,净油,酊剂,二氧化碳超临界萃取吸收法非挥发性溶剂吸收法和固体吸附剂吸收法手工操作,生产周期长,生产效率低2.植物性天然香料的主要品种植物件天然香料的品种很多,难以一一论述,在此只介绍一种玫瑰油:原料来源:玫瑰品种很多但用于香料工业的只有少数几种,采用花朵。国产玫瑰用于香料工业的主要百苦水玫瑰和重瓣玫瑰两种。生产方法:常压回水式水中蒸馏法,得油率0.04%左右。主要成分:玫瑰油的成分有香茅醇、香叶醇、橙花醇、苯乙醇、芳樟醇,金合欢醇、丁香酚、丁香酚甲醚、玫瑰醚、橙花醚、玫瑰呋喃等200多种。3.2.3单离香料
天然香料是多种化合物的混合物,其成分—般多达数百种。在这些天然香料中,如其中某一种成分或几种成分含量较高,根据实际使用的需要常将它们从天然香料中分离出来,称为单离。单离出来的香料化合物称为单离香料。单离香料属于天然香料。单离香料的香气和质量比普通天然香料稳定,在调香中使用起来很方便。单离香料生产方法分为两大类。单离方法物理方法——分馏、冻析、至结晶化学方法——硼酸配法、酚钠盐法、亚硫酸氢钠加成法3.3合成香料
合成香料是用有机合成方法制备的香料,其品种已达5000多种。合成香料工业已成为精细化工的重要组成部分。合成香料的分类方法很多。可以按官能团分类,如醇类香料、醛类香料、脂类香料等。也可以按碳原于骨架分类,如萜类香料、脂肪族香料、芳香族香料等。按用途可以将合成香料分为日用香料、食用香料和其他用途香料三类。香料化合物中至少含有C、H两种元素,但仅由C、H两种元素组成的香料品种并不多。大多数香料化合物除了含有C、H两种元素外,还含有O、N、S三还含有O、N、S三种元素中的一种甚至两种、三种。含有C1、Br等元素的香料化合物品种很少。烃类香料萜烯类香料β-月桂烯柠檬烯莰烯α-蒎烯β-蒎烯α-松油烯芳烃类香料对—伞花烃苏合香稀联苯二苯甲烷芳烃类香料有几十种,香气比较粗糙,主要品种有以下几种简单的烷烃类化合物极少用作香料。萜烃类化合物在植物精油成分中占有重要地位,但由于萜烃香气一股比较弱,化学性质不够稳定,作为香料使用的也不多,烃类化合物在香料工业中主要作为合成其他香料的原料。3.3.1烃类香料3.3.2醇类香料醇类香料肉桂醇α-戊基肉桂醇芳樟醇香叶醇橙花醇香茅醇α-松油醇薄荷醇醇类香料在香料工业中占有重要地位,其品种约占合成香料总数的五分之一。醇类化合物广泛存在于自然界中。例如乙醇、丙醇、丁醇,在酒、酱油、食醋、面包中均有存在;苯乙醇是玫瑰、橙花、依兰的主要香成分之一;萜醇在自然界中存在更为广泛,例如在玫瑰油中,香叶醇含量约为14%,橙花醇约为7%,芳樟醇约为1.4%,金合欢醇约为1.2%。醇类香料除广泛用于调香外,也是合成醛、酮、脂等其他香料的主要原料。3.3.3酚类香料酚类化合物广泛存在于自然界中,例如丁香酚存在于丁香油(含80%左右)、月桂叶油(含80%左右)中,百里香酚存在于百里香油(含50%左右)中,它们都是常用香料。丁香酚异丁香酚百里香酚麦芽酚丁香酚(Eugenol)丁香酚也叫丁子香酚,是无色至淡黄色液体,具有强烈的丁香辛香香气,是配制丁香、香石竹、康乃馨等香精的主香剂,在食品香精及烟用香精中也经常使用。丁香酚也是合成香兰素的重要原料。丁香酚主要通过酚钠盐法从天然精油中单离。麦芽酚(Maltol)麦芽酚也叫麦芽醇,是一种重要的食用香料,为白色晶体,具有甜焦糖香。麦芽酚主要用于食用香精。微量用于牙膏、化妆品香精中。麦芽酚可以用曲酸为原料制备。3.3.4醚类香料大茴香脑醚类香料品种约占香料总数的5%。脂肪族醚类化合物很少用作香料。酚醚类香料在醚类香料中占有重要地位。部分常用醚类香料。茴香脑(Anethole)茴香脑也叫大茴香脑,低熔点白色结晶,具有甜茴香气味,是茴香油(含80%左右)、小茴香油(含65N左右)的主要香成分。茴香脑是一种重要的食用香料。在皂用、洗涤剂用香精中应用也很广泛。荷香脑国内目前主要采用减压蒸馏法从天然精油中单离,也可以由苯甲醚和丙酸酐为原料制备。3.3.5醛类香料醛类香料约占合成香料总数的十分之一。由于醛类香料容易聚合,使其应用受到一定的限制。香兰素(vanmin)香兰素又名香草醛、香荚兰醛,是白色至微黄色针状结晶,具有香荚兰豆的香气。香兰素是很重要的香料,几乎用于所有香型。香兰素在食用香精中用途很广,用量也很大,在食品中的用量最高可达2%。香兰素是少数几个可直接用于食品加香的香料之一。香兰素3.3.6酮类香料酮类香料在香料工业中占有重要地位。许多萜酮和脂环酮类化合物是天然香料的主要香成分,一些大环酮类化合物是动物性天然香料的主要香成分。酮类香料由于其良好的香气和化学稳定性,在调香中得到了广泛的应用。3.3.7缩碳基类香料缩碳基类香料包括缩醛和缩酮两大类,是最近二三十年发展起来的新型香料化合物。由于它们的化学稳定性强、香气好,目前使用已经很普遍。3.3.8酯类香料酯类香料在香料工业中占有特别重要的地位,它们大多具有花香、果香、酒香或蜜香香气,是鲜花、水果香成分的重要组成都分。酯类香料品种约占香料总数的五分之一,在日用香精、食用香精中都是不可缺少的。乙酸芳樟酯乙酸柏木酯CH2(CH2)4COOC2H5
己酸乙脂乙酸芳樟酯(Un91ylacetate)乙酸芳樟脂为无色液体,具有类似熏衣草—橙叶样香气,广泛用于各种日用香精和食用香精的调配,是董衣草、橙花、茉莉、香柠檬等香精的主香剂。乙酸芳樟脂可以由芳樟醇和乙酸酐反应制取。乙酸柏木酯(Ced喇acetste)乙酸柏木酯为白色结晶或无色粘稠液体,熔点39—40℃,具有类似柏木一香根香气,作为定香剂,广泛用于木香、檀香、玫瑰、素心兰等日用香精中,在皂用香精中用量可高20%。乙酸柏木酯通过柏木醇与乙酸酐反应制备。己酸乙脂(Ethylcaproate)己酸乙脂为无色或淡黄色液体,具有强烈的菠萝—香蕉香气,在花香、果香型日用香精中起头香剂作用。常用来配制香焦、菠萝、苹果等食用香精,是最重要的洒用香料之一。己酸乙酯通过己酸直接酯化法制取。邻氨基本甲酸甲酯水杨酸异戊酯结晶玫瑰结晶玫瑰(Rosone)结晶玫瑰为白色晶体,具有微弱的玫瑰样香气,是不多见的含氯香料之一。结晶玫瑰作为定香剂广泛用于玫瑰、香叶等日用香精,特别适用于皂用香精。结晶玫瑰可以由苯甲醛和氯仿为原料制取。水杨酸异戊酯(Isoamylsalicylate)水杨酸异戊酯又名柳酸异戊酯,无色液体,具有三叶草和药草香气,适用于调配素心兰、山茶花、紫罗兰、香石竹、风信子、桂花、菊花等日用香精,也微量用于食品香精中。水杨酸异戊酯由水杨酸直接酶化法制取。邻氨基本甲酸甲酯(Methylanthranilate)邻氨基苯甲酸甲脂为无色至淡黄色液体,带有蓝色荧光、具有橙花一果香香气。主要用于茉莉、橙花、栀子、水仙、白兰、依兰、晚香玉等日用香精中,在食用香精中也经常使用。邻氨基本甲酸甲酯由邻氨基苯甲酸和甲醇反应制取。内酯类香料主要有γ一内酯、δ—内酯和大环内酯三类。大环内酯—般具有麝香香气,属于合成麝香类香料。一内酯和δ一内酯大都具有花香或果香,广泛用于日用香精和食用香精中。3.3.9内酯类香料γ一十一内酯香豆素γ-十一内脂(/一Undecalactone)γ-十一内脂俗名桃醛、十四醛,具钉强烈的桃子香气,是最常用的内脂类香料之一。在桂花、茉莉、栀子、铃兰、橙花、白玫瑰、紫丁香、金合欢等日用香精中均常使用。也是配制桃子、甜瓜、梅子、杏子、樱桃、桂花等食用香精的常用香料。γ-十一内脂由蓖麻油热裂解所得到的ω一十一烯酸为原料制取。香豆素(Cou圆arin)香豆素是重要豆香型香料之一,为白色晶体,具有类似黑香豆的干草香气,常用于香薇、素心兰、紫罗兰、山楂花、葵花、兰花等日用香精中。大多数国家已不允许食用,但香豆素的衍生物二氢香豆素和八氢香豆素可作为食用香料使用。3.3.10腈类香料腈类香料是本世纪70年代才引起香料界重视的一类新型香料,由于其化合物性质稳定,较高分子量的腈类毒性及刺激性均比相应的醛小,香味持久且合成工艺简便,是—类很有发展前途且有待进一步开发的香料。柠檬腈(Gera。ylnjtrlle)柠檬腈是以香叶腈和橙花腈为主的六种异构体混合物,为无色至浅黄色液体,具有类似鲜柠檬果的香气。主要用于皂用和洗涤剂香精,用量可达10%,不作食用。茴香腈(Anisonitrile)茴香腈为白色针状结晶,具有强烈的香豆素香气,主要作为定香利用于皂类、洗涤剂类香精中。茴香腈可由茴香醛为原料制取。橙花睛香叶腈茴香腈含硫香料主要用于食用香精,在调香中大量使用是最近二十几年的事情。含硫香料域值大都很低,香势很强,纯品—般具有令人厌恶的气味,极度稀释后则香气诱人。含硫香料在最终加香食品中的用量一般为l0-6级,甚至更低。大部分含硫香料作为香料的年使用量为几十至几百公斤,甚至更小,这是含硫香料的一个很显著的特点。3.3.11含硫香料呋喃类香料是品种最多的杂环香料,也是非常重要的一类合成香料。大部分呋喃类香料可以用糠醛为起始原料制备。部分允许使用的呋喃类香料及其香气特征。3.3.12呋喃类香料在对许多食品挥发性香成分的分析中检测出了噻吩及噻吩酮类化合物,它们具有焦香、肉香、坚果香、葱蒜香等香气,香势强烈。噻吩类化合物作为香料的历史很短。目前允许使用的噻吩类香料不足l0种。代表性的产品有四氢噻吩—3—酮(3—Tetrahydrothiophene一3一one)。3.3.13噻吩类香料吡咯类化合物广泛存在于天然食物中,在烤咖啡、烤可可、炒棒子、炒花生、烤面包、奶牛肉、熟猪肝、绿茶、韭菜、谷物制品中,均有吡咯类化合物存在。目前允许使用的毗咯类香料有十几种,主要用于食用香料。3.3.14吡咯类香料噻唑类香料是重要的杂环香料,在各种食用香精的调配中得到了广泛应用。目前允许使用的噻唑类香料有数十种。3.3.15噻唑类香料吡啶类化合物广泛存在于天然精油和食品中。在茉莉、薄荷、玫瑰草、熏衣草、马铃薯、韭菜、花生、大麦、玉米、茶叶、咖啡、可可、炒榛子、烤面包、煮牛肉、炸鸡、河虾、酱油、啤酒、烟草中均发现有微量吡啶类化合物的存在,吡啶类香料一股具有青香、青菜香、烤香和烟草香,在日用香精、食品香精和烟草香精中均可使用。3.3.16吡啶类香料吡嗪类化合物广泛存在于天然食品中,从天然食品中鉴定出的吡嗪类化合物有100多种,吡嗪类化合物香气特征非常突出,通常,烷基吡嗪具有类似烤坚果样的香味;甲氧基吡嗪具有钟胡椒样香味;乙酰基吡嗪具有爆玉米花香气。目前巳允许作为香料使用的吡嗪类香料约50种,3.3.17吡嗪类香料吲哚类香料天然存在于莱莉、橙花、晚香玉、黄水仙等精油中,是茉莉等花香型香精中个可缺少的组分,香料界有“没有吲哚,就没有茉莉”之说。吲哚类香料主要用于日用香精,在香精中的使用已经有100多年的历史。3.3.18吲哚类香料3.3.19合成麝香类香料硝基麝香:发展得最早,价格低廉,香气较粗糙多环麝香:香气更好,取代硝基麝香大环麝香:大环麝香香气最接近于天然麝香,是合成麝香发展的主要方向3.4香精
3.4.1香精的组成
香精是香料工业的重要组成部分,大部分香料需要经过调配成香精以后才能加到化妆品、食品等加香产品中去。香精是由几种至几十种香料按一定的配方调配而成的混合物,具有一定香型,可直接用于产品加香。调制香精配方的技术与艺术称为调香技艺或调香技术,简称调香。从事调香工作的人称为调香师。灵敏的嗅觉、丰富的经验、高超的艺术修养是优秀调香师所不可缺少的条件。同样的香料,不同的调香师所调配出来的香精品质可能有很大不同。同一香型和用途的香精其所用香料的品种和比例也不完全相同。一个比较完整的香精配方,应由哪些香料组成?对此主要有两种观点国内大多数调香师认为香精应由主香剂、辅助剂、头香剂、定香剂等四种类型的香料组成;国外某些调香师认为香精应由头香、体香、基香等三种类型的香料组成。主香剂主香剂亦称为香精主剂或打底原料。主香剂是形成香精主体香韵的基础.是构成香精香型的基本原料。辅助剂辅助剂亦称配香原料或辅助原料。主要作用是弥补主香剂的不足。添加辅助剂后,可使香精香气更趋完美.以满足不同类型的消费者对香精香气的需求。辅助剂可以分为协调剂和变调剂两种。头香剂头香剂亦称顶香剂。用作头香剂的香料挥发度高.香气扩散力强。其作用是使香精的香气更加明快、透发,增加人们的最初喜爱感。定香剂定香剂亦称保香剂。它的作用是使香精中各种香料成分挥发均幻,防止快速蒸发,使香精香气更加持久。香精的四种成分组成法香精的三种成分组成法1954年,英国著名调香师扑却(Poucher)按照香料香气挥发度,在辨香纸上挥发留香时间的长短,将300多种天然香料和合成香料分为头香、体香、基香三类。他认为香精应由头香香料、体香香料和基香香料三部分组成。头香香料头香亦称顶香。头香香料属于挥发度高,扩散力强的香料。在评香纸上的留香时间在2h以下。由于留香时间短,挥发以后香气不再残留。体香香料体香香料具有中等挥发程度,在评香纸上留香时间为2—6h。体香香料构成香精香气特征,是香精香气最重要的组成部分。基香香料基香亦称尾香。基香香料挥发度低,富有保留性。在评香纸上残留的香气在6h以上,如麝香香气可以残留一个月以上。基香香料不但可以使香精香气持久,同时也是构成香精香气的一个部分。3.4.2香精的生产香精的生产程序分为两步。第一步是香精配方的拟定,第二步是根据香精配方生产出质量合格的香精产品。主香天然香料头香剂、协调剂
调和体香部分香精小样评估香精大样试用主香合成香料修饰剂、定香剂确定配方
调和香精配方的拟订:香精配方的拟订是由调香师来完成的。香精主要配制步骤:3.5我国香料工业的发展趋势1、现状与差距我国是世界上最早使用香料的国家之一。解放前合成香料工业几乎为零,解放后我国香料工业快速发展,近几年来,我国的香料工业产值以15%一20%的速度递增,远高于国民经济平均增长速度。尽管如此,与发达国家相比,我国的香料工业还很落后,主要表现在企业规模小,生产工艺落后;产品品种少,缺乏知识产权属于我国有关单位和人员的新品种;调香水平低,新品种开发能力差等方面。香料工业将高速发展开发香料新品种,特别是国内急需的香料品种。重视新技术,如超临界萃取、分子蒸馏、生物工程技术等在香料工业中应用。随着人们生活水平的提高以及回归大自然意识的增强,对香料工业提出了新的要求,天然香料越来越收到人们的重视。开发国内的天然香料计算机在香料分离、合成和香精调配中充分发挥作用。2、发展趋势第四章:化妆品4.1化妆品概论1、化妆品及其分类:人类追求美与化妆品的发展人民生活水平的提高,对美的追求日益迫切;社会对化妆品的需求和科学技术的进步,推进了化妆品行业的快速发展,品种日益增多、日新月异,必须了解化妆品的知识。马王堆汉墓出土文物--古代女性装化妆品的盒子
一瓶千年历史的乳霜化妆品是用涂抹、揉擦、喷洒或其他类似方式涂加于人体面部、皮肤表面、毛发、指甲、口腔等处,起到清洁、保养、美化或消除不良气味等作用的产品。质量优良的化妆品:美化生活、保护皮肤健康、有利于身体健康、增加魅力。化妆品品种:非常丰富分类:按用途:一般用化妆品、特殊用化妆品按使用的部位:毛发;皮肤;唇、眼部、指甲;口腔;全身制品;按产品形态:乳剂、油膏剂、粉末剂、喷雾剂等基础化妆品、美容化妆品、身用化妆品、发用化妆品、口腔用化妆品、芳香化妆品等。分类使用目的主要制品基础化妆品清洁润肤保护洗面奶、泡沫洗面剂、化妆水、润肤膏、按摩霜、保湿霜美容化妆品基础美容重点美容指甲化妆美容粉底霜、白粉、口红、胭脂、眼影、眼线笔、指甲油、除光液身用化妆品浴用防晒抑汗脱色香皂、洁肤剂、防晒霜、防晒油祛臭喷剂脱色除毛霜化妆品的种类分类使用目的主要制品头发用化妆品洗发护发染发烫发洗发香波护发素、调理剂发膏、发水、发油烫发剂染发剂、头发漂白剂、调色剂头皮用化妆品生发、养发整理生发剂、生发香水整理剂口腔用化妆品洁齿口腔清洁牙膏口腔清爽剂芳香化妆品芳香香水、香粉2、化妆品的质量特性根据上述化妆品的定义,化妆品的质量特性主要包括安全性.稳定性.使用性和功能性等;安全性:是指无皮肤刺激性、无过敏性、无经‘毒性、无异物混入、无破损等。化妆品的安全性检验项目包括:急性毒性;一次皮肤刺激性;连续皮肤刺激性;过敏性;光毒性;光过敏性;眼刺激性等。稳定性:化妆品作为一类商品,其质量稳定性同样也很重要。必须在其有效期内,确保质量的稳定。主要包括:化学稳定性、物理稳定性。使用性:主要指化妆品的使用感,易使用性及嗜好性。使用感是与皮肤的融合度.湿润度及润滑度.易使用性是指化妆晶的形状,大小、重量、结构功能性和携带性等。嗜好性是指香味、颜色外观设计等。功能性:指化妆品具有护肤美容等功能,还可以根据人们的需要具有一些特殊的功能,如防晒、增白、抗衰老、保湿、抗氧化等。化妆品的使用不仅能够改变人的生理现象,而且能够改变人们的心理状态。4.2化妆品原料
化妆品是由不同原料经复配加工而得的产品,其质量优劣,主要决定于所用原料。化妆品的安全性,与原料有直接关系,原料必须对人体无害,可长期使用。化妆品原料可分为基质原料与配合原料两大类。4.2.1基质原料组成化妆品基体的原料称为基质原料,它在化妆品配方中占有较大比重。基质原料大体有如下三类:1、油性原料油性原料主要起护肤、柔滑、滋润作
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