胶体化学第四章第四节

1、磺酸盐与磺化反应磺酸盐的化学通式为R-SO3Na，碳链中的碳原子数在8—20之间。磺酸盐易溶于水，在酸性溶液中不发生水解，有良好的发泡和洗涤作用。这类表面活性剂主要用于生产洗涤剂。磺化反应：有机化合物分子个引入-SO3基团的反应称为磺化反应。得到的产物是磺酸化合物RSO3H或ArSO3H)。工业上常用的磺化剂有硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。§4.4阴离子表面活性剂

1、磺酸盐（1）烷基苯磺酸盐：这类表面活性剂的化学通式为CnH2n+1-Ar-SO3Na。其性能比较全面，去污、起泡、乳化、润湿等性能均良好。其润湿性能以直链C10最好，起泡性能以C14最好，去污性能以C18最好。其中常用的是十二烷基苯磺酸钠。§4.4阴离子表面活性剂早期生成是以丙烯为原料齐聚反应生成四聚丙烯，再与苯缩合得到支链十二烷基苯，然后用发烟硫酸磺化、碱中和即得支链十二烷基苯磺酸钠，简称TPS，其结构如图：

1、磺酸盐（1）烷基苯磺酸盐§4.4阴离子表面活性剂

TPS因带支链，其生化降解性能差，用于洗涤剂，产生的泡沫严重污染了水质，后被带直链的十二烷基苯磺酸钠（LAS）取代。LAS的生产是用C12的直链烯烃或直链氯烷为原料与苯缩合得到直链十二烷基苯，然后用SO3磺化，碱中和即得产品。

LAS：为白色粉末，易溶于水，具有优良的去污、发泡及生化降解性能，大量用于洗衣粉和家用洗净剂，也可适量配入香波中。

1、磺酸盐（2）烷基磺酸盐§4.4阴离子表面活性剂烷基磺酸盐的通式为-RSO3Na为C14~C18直链烷烃。烷基磺酸盐的去污力与直链烷基苯磺酸盐相似，但对硬水的稳定性和生物降解性能更好一些，且有优良的润湿、乳化、分散性能，它被广泛用作纤维匀染剂、乳化剂、泡沫剂等。早期生产方法是在特殊反应器中在紫外线照射下，用直链烷烃与SO2、Cl2经黄氯化，再用碱中和而成。如：

1、磺酸盐（2）烷基磺酸盐§4.4阴离子表面活性剂现在主要采用磺氧化生产。正构烷烃链上伯碳原子与仲碳原子上氢原子的相对活泼性的比例为1：3，因此磺氧化法产物大部分为仲位取代物，反应式如下：本法不需用氯气，副产物少，可简化工艺降低成本

1、磺酸盐（3）烷基萘磺酸盐§4.4阴离子表面活性剂这类表面活性剂具有良好的渗透及分散性能。如渗透剂BX(丁基萘磺酸钠，俗称拉开粉)。它具有优异的润湿、渗透、乳化作用。广泛用作纺织印染工业、造纸和色淀工业的渗透剂及润湿剂。也用作橡胶工业的乳化剂及软化剂。渗透剂BX的合成，是由萘与硫酸、丁醇同时进行磺化和缩合，然后用碱中和而成，反应式如下：2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂硫酸酯盐主要有两类，即脂肪醇硫酸盐和脂肪醇醚硫酸盐，其化学通式分别为ROSO3Na和RO(C2H4O)nSO3Na，烃基中的碳原于数通常为8～18。这类表面活性别具有良好的发泡能力和洗涤能力，在硬水中稳定，其水溶液呈中性或微碱性。硫酸酯盐主要用于洗涤剂中。硫酸盐化是指硫原于与氧原子相连的反应，得到的产物是硫酸烷酯(ROSO3H)。硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（1）醇、醇醚用SO3硫酸盐化：这是制取脂肪醇硫酸酯和醇醚硫酸酯盐的最重要反应：SO3气体浓度为3％～4％，转化率可达97％。（2）醇或醚用氯磺酸的硫酸盐化：醇或醚用氯磺酸硫酸化的反应式如下

ROH十HSO3CI→ROSO3H十HCl用碱中和即得成品。硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（3）醇、醇醚用氨基磺酸的硫酸盐化醇和醇醚用氨基磺酸硫酸盐化可方便地制得相应的硫酸铵盐，不需要再用碱中和。其应式如下：（4）—烯烃用硫酸的硫酸盐化—烯烃与硫酸发生硫酸盐化反应，生成仲烷基硫酸盐。用NaOH中和即得钠盐。2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（1）脂肪醇硫酸盐

脂肪醇硫酸盐亦称高级醇硫酸酯盐，其化学通式为ROSO3Na，R为C12~C18

的直锭或带支链的烷基。脂肪醇硫酸盐由脂肪醇与浓H2SO4或氯磺酸、三氧化硫在40～50℃硫酸盐化，再用碱或醇胺中和而成。2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（1）脂肪醇硫酸盐

硫酸酯基处于烷基末端的脂肪醇硫酸盐具有优良的去污性、分散性、起泡力和泡沫稳定性，而硫酸酯基处于烷链中间的仲醇硫酸盐具有优异的润湿性、渗透性和乳化性能。十二烷基硫酸钠（亦称月桂醇硫酸酯钠C12H25OSO3Na）是这类表面活性剂的主要代表。它为白色粉末，有特征气味，易溶于水，主要用作发泡剂、洗涤剂、乳化剂和分散剂。2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（2）脂肪醇醚硫酸盐脂肪醇醚硫酸盐亦称脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，其化学通式为RO(C2H4O)nSO3Na。它的亲水基团由-OSO3-和聚氧乙烯醚中的-O-键两部分组成。脂肪醇醚硫酸盐的合成，可用醇醚与三氧化硫或氨基磺酸反应：2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应§4.4阴离子表面活性剂（2）脂肪醇醚硫酸盐脂肪醇醚硫酸盐比相应的脂肪醇硫酸盐有较高的溶解度，并随接入环氧乙烷的摩尔数增加而增大。这类表面活性剂由于具有良好的溶解性、生物降解性、去污性、起泡性和乳化性能，因此大量用于香波、化妆品、家庭及工业洗涤剂中。硫酸酯盐阴离子表面活性剂还有硫酸化油、硫酸化脂肪酸酯、硫酸化脂肪酸等类别。3.磷酸酯盐§4.4阴离子表面活性剂磷酸酯盐有单酯盐和双酯盐，其化学通式分别为式中R为C8~C18

的烷基，M为Na、K或而乙醇胺、三乙醇胺。3.磷酸酯盐§4.4阴离子表面活性剂

烷基磷酸酯的合成工业上常用醇与五氧化二磷反应，再用碱中和制得烷基磷酸酯盐。其反应式如下：由此可见，反应产物主要为单酯及双酯的混合物。3.磷酸酯盐§4.4阴离子表面活性剂

烷基磷酸酯的合成用三氯氧磷与醇反应可制取纯度较高的单酯盐。反应式如左下。用三氯化磷与醇反应可制备纯度较高的双酯盐。反应式如右上。3.磷酸酯盐§4.4阴离子表面活性剂磷酸脂盐的性能与应用单酯的溶解度大于双酯，单酯二纳盐的溶解度与相同碳链的脂肪醇硫酸盐相似。磷酸酯的表面张力，单酯比双酯高，正构醇磷酸酯高于异构醇，并随烷基碳链的增长其表面张力下降；单脂的临界胶束浓度一般大于双酯；双酯的去污性能优于单酯；抗静电作用以短链者为好，且单酯优于双酯。磷酸酯盐表面活性剂易为生物降解，洗涤性能好，特别对硬表面洗净性能更好，对酸碱有良好的稳定性，可用于金属的洗净和电镀。又由于它易溶于有机溶剂，故可与溶剂配合用作干洗洗涤剂。磷酸酯盐还可用作乳化刑、抗静电剂和抗蚀剂。4.羧酸盐§4.4阴离子表面活性剂此类表面活性剂的通式为RCOOM，R为烷基，其碳原子数为8～22之间，M为Na、K等肥皂

（1）脂肪酸盐的合成肥皂是以天然动物、植物油脂与碱的水溶液加热皂化制得的，反应式:

R为C1～C7饱和或不饱和直链烷基。用NaOH皂化油脂得到的肥皂成为钠皂，而用KOH进行皂化得到的肥皂叫钾皂。石油化工生产发展后，以石油为原料合成脂肪酸，部分代替了天然油脂，节省了大量食用油，并产生了更多品种的羧酸盐类阴离子表面活性剂。4.羧酸盐§4.4阴离子表面活性剂

（2）羧酸盐的性能与应用如钠皂最硬、钾皂次之、胺皂最软。脂肪酸的碳链越长，饱和度越大，凝固点越高，用其制成的肥皂越硬。硬脂酸钠除用作肥皂外，还常用作化妆品的的