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文档简介
第二章外表活性剂冰淇淋是我们最喜爱的食物;有了化装品我们的生活也变得如此美好。假设没有外表活性剂,这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是,如果真的没有了外表活性剂,也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有外表活性剂,人也没有了。——英国著名界面化学家Ckint眼影指甲油香水外表张力与外表活性当任意两相接触时,两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面,而是一个具有相当厚度的过渡区,这一过渡区通常称之为界面。假设其中一相为气体,这种界面通常称为外表。但由于历史的原因,这两个概念常常混用。常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面。气-液界面气-固界面液-液界面液-固界面固-固界面(a)(b)外表活性剂分子疏水基团亲水基团1消毒杀菌2腈纶匀染剂3抗静电剂4矿物浮选剂5相转移催化剂织物柔软剂分散剂食品加工印染金属加工电镀采矿采油甘油三酯的结构示意图磷脂的内盐局部具有亲水性,脂肪酸长链烃基局部具有疏水性,因此磷脂是天然的外表活性剂,它在生物体内能使油脂乳化,有助于油脂的运输、消化和吸收。生物膜的化学组成〔脂、蛋白质和糖〕生物膜的流动镶嵌模型外表活性剂一词来自英文Surfactant。它实际上是短语Surface〔外表〕Active〔活性〕Agent〔添加剂〕的缩合词。它还有一个名字叫做Tenside。外表活性剂是这样一种物质,它活泼于外表和界面上,具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体,从而具有一系列应用功能。降低外表张力为正吸附,溶质在溶液外表的浓度大于其在溶液本体中的浓度此溶质为外表活性物质增加外表张力为负吸附,溶质在溶液外表的浓度小于其在溶液本体中的浓度此溶质为外表惰性物质溶入少量就能显著降低外表张力的物质也称外表活性物质或外表活性剂。外表活性剂分类外表活性剂分子非极性烃链〔疏水〕极性基团〔亲水〕H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸阴离子外表活性剂RCOONa
羧酸盐R-OSO3Na
硫酸酯盐R-SO3Na
磺酸盐R-OPO3Na2
磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型外表活性剂按离子类型阳离子外表活性剂R-NH2·HCl
伯胺盐
CH3|R-N-HCl
仲胺盐|H
CH3|R-N-HCl
叔胺盐|
CH3
CH3|R-N+-CH3Cl-
季胺盐|CH3伯胺盐
R-NH3+
季铵盐
CH3|例如C16H33-N+-CH3Br-
|
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)吡啶盐例如C12H25(NC5H5)+
两性外表活性剂R-N+HCH2-CH2COO-H氨基酸型
CH3|R-N+-CH2COO-H
甜菜碱型|CH3
两性咪唑啉型
氨基酸型R-NH2CH2-CH2COO-
洗涤性能良好,常作为特殊洗涤剂(2)甜菜碱型
CH3
R-N+-CH2COO-
CH3
去污力强,对纤维有保护作用----由于其特殊结构,具有许多优异性能,如良好的去污、起泡和乳化性能,耐硬水性好,对酸碱和多种金属离子都比较稳定,具有抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能,特别是其极低毒性和无刺激性以及良好的生物降解性能,使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
烷基酚聚氧乙烯醚非离子外表活性剂R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚
R-O-(CH2CH2O)nH
俗称平平加系列,具良好湿润性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
俗称OP系列,化学性质稳定,抗氧化性能强(4)多元醇型主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物Span类及Tween类外表活性剂即属此类;具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验(3)聚氧乙烯烷基酰胺
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂SpanTween非离子型外表活性剂稳定性高,不易受强电解质无机盐类存在的影响,也不易受酸碱的影响;与其它类型外表活性剂的相容性好;在水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能,具有良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用,且无毒;广泛用作纺织业、化装品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂,以及医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。外表活性剂的溶解性能临界溶解温度(craft克拉夫特点)离子型外表活性剂在水中溶解度随温度上升逐渐增加。当到达某一特定温度时,溶解度急剧上升,该温度称为临界溶解温度,又称克拉夫特点,Tk。(克拉夫特点时外表活性剂的溶解度就是它的临界胶束浓度)浊点非离子外表活性剂在温度较低时易溶于水成为澄清的溶液。温度升到一定程度时,溶解度反而减小,会在水中出现浑浊、析出、分层现象。把溶液由透明变成浑浊的温度成为浊点,即C.P。胶束的形成两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。胶束临界胶束浓度CMCCriticalMicelleConcentration外表活性剂在水中随着浓度增大,外表上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层,多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶束,这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。〔a〕是极稀溶液,界面上没聚集很多的外表活性剂,空气和水直接接触,水的外表张力下降不多,接近于纯水的状态。b〕浓度相对升高,很快地聚集到水外表上,即外表吸附量大为增加、空气和水的接触相对减少,水外表张力下降〔c〕外表活性剂浓度逐渐升高,外表活性剂毫无间隙地密集于液面上,形成了单分子吸附膜。空气与水处于完全隔离状态,外表吸附达饱和。在溶液内部,增加外表活性剂,先是三三两两以疏水基互相靠拢,形成球形胶束的最初形式。水外表张力急剧下降。胶束结构示意图临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration)临界胶束浓度简称CMC外表活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。在CMC附近,外表活性剂溶液的许多性质都会出现转折,如外表张力、电导率、去污能力等.可以利用测定外表张力,电导率等方法到达测定临界胶束浓度目的;外表活性剂水溶液其浓度只有稍高于其CMC值时,才能充分显示其作用。CMC球形胶束棒状胶束层状胶束脂质双层与细胞膜胶束的作用乳化作用泡沫作用分散作用增溶作用催化作用润湿作用乳化作用分散作用起泡与消泡增溶作用洗涤作用肥皂、洗涤剂化装品食品加工纺织工业金属加工石油、建筑功能应用润湿作用润湿是固体外表的一种流体被另一种流体所取代的过程接触角的示意图:固-液界面间的角黏附润湿—把液体附着在固体外表上的润湿、铺展润湿---把液体沿固体外表铺展开的润湿、浸润润湿---把固体整个浸入液体中的润湿、Young方程〔杨氏方程〕:lsgANM
s-l
s-g
l-g接触角θ越小,润湿和渗透作用越好;θ>90不润湿θ<90润湿θ=0铺展这种借助外表活性剂来润湿物体的作用叫润湿作用在固体外表发生定向吸附这种能使液体湿润或能加速固体外表湿润的外表活性剂叫做湿润剂润湿方面的应用1矿物的泡沫浮选2金属的防锈、缓蚀3织物的防水、防油处理4农药中的应用浮游选矿的原理图选择适宜的捕集剂,使它的亲水基团只吸在矿砂的外表,憎水基朝向水。当矿砂外表有5%被捕集剂覆盖时,就使外表产生憎水性,它会附在气泡上一起升到液面,便于收集。气泡的作用矿物泡沫浮选首先将粗矿磨碎,倾入浮选池中。在池水中参加捕集剂和起泡剂等外表活性剂。搅拌并从池底鼓气,带有有效矿粉的气泡聚集外表,收集并灭泡浓缩,从而到达了富集的目的。不含矿石的泥砂、岩石留在池底,定时去除。 矿物泡沫浮选2金属的防锈、缓蚀3织物的防水、防油处理降低润湿作用:
原理是用外表活性物质的极性局部选择性吸附,非极性局部向外呈憎水性。
一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),内壁要疏水化,使用的是硅偶联剂,使血液在管内不残留。防水整理剂纤维的防水整理:不透气:用橡胶和合成树脂涂在纤维织物上,在织物上形成连续的防水膜;穿着不适;透气:将织物外表变为疏水性,空气和水蒸气的透气性不产生阻碍,又称“拒水整理〞。增加润湿作用:
农药喷洒:由于大多农药水溶性差,对植物的茎叶润湿不好,滚落浪费且不能展开,杀虫效果差,参加外表活性剂,提高润湿程度,即可大大提高药效。乳化与破乳作用一种或多种液体以微滴状分散到另一种不相混溶的液体中所形成的多相分散体系,称为乳状液。这种形成乳状液的过程称为乳化。分散相(内相、不连续相)分散介质(外相、连续相)水相/油相液珠大小/μm乳液外观>10.1~10.05~0.1<0.05乳白色乳状液蓝白色乳状液灰色半透明液透明液乳化过程是用物理和化学相结合的方法完成。改善水蛋白质脂肪糖类乳化剂水蛋白质脂肪糖类乳化剂乳化现象油水乳化剂乳化液油水乳化剂的作用外表活性剂在分散相外表形成保护膜降低界面张力界面张力使物体保持最小外表积的趋势10ml油分散0.1um小油滴300m2100万倍面积乳状液的类型及形成1乳状液的类型和鉴别1水包油O/W2油包水W/O3套圈型强烈振荡油水水包油型(O/W)油包水型(W/O)天然乳化液人工乳化液牛奶油包水〔W/O〕型奶油水包油〔O/W〕型乳多重型〔W/O/W〕型冰淇淋椰奶乳状液类型的鉴别:稀释法:水包油型乳状液能与水混溶;油包水型乳状液能与油混溶。电导法:利用水和油的电导率相差很大的原理。水包油型乳状液电导率大,可使电路中串联的氖灯发光。
染色法:参加“苏丹III〞:“苏丹III〞为油溶性染料。在乳状液参加少量“苏丹III〞染料,油包水乳状液整体呈红色;水包油乳状液,染料保持原状。参加亚甲基蓝:亚甲基蓝为水溶性。在乳状液参加少量亚甲基蓝染料,水包油乳状液整体呈蓝色;油包水乳状液染料保持原状。检验O/W乳状液参加水溶性染料如亚甲基蓝,说明水是连续相。参加油溶性的染料红色苏丹Ⅲ,说明油是不连续相。另外,还有滤纸濡湿法。影响乳状液稳定性的因素有两相界面存在是热力学不稳定体系1外表张力2界面膜的性质3界面电荷4乳状液分散介质的黏度5固体粉末的参加乳化剂可以降低两相之间的外表张力,使形成的乳状液保持稳定,并通过形成单分子界面膜及空间的或静电阻挡层,防止乳化粒子聚集,提高乳液稳定性。1外表张力为使乳状液体系较长时间的稳定,需要参加降低界面能的第3种成分,使其在热力学上是稳定的,这第3种成分称为乳化剂。
2界面膜的性质亲油基和亲水基与所亲合的基团结构越相似,那么他们的亲合性越好。在乳化液中,乳化剂分子为求自身的稳定状态,在油水两相的界面上,乳化剂分子亲油基伸入油相,亲水基伸入水相,这样,不但乳化剂自身处于稳定状态,而且在客观上又改变了油、水界面原来的特性,使其中一相能在另一相中均匀地分散,形成了稳定的乳化液。亲水基位置在亲油基链一端的乳化剂比亲水基靠近亲油基链中间的乳化剂亲水性要好。分子量大的乳化分散能力比分子量小的好乳化剂必须赋予粒子以电荷,使粒子间产生静电排斥力,或在粒子周围形成一种稳定的、粘度高的保护层。
3界面电荷外表活性剂分子膜将液滴包住,由于形成外表双电子层,防止了碰撞的液滴彼此合并,保护乳液的稳定性。++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 碘化银胶团结构及示意图(AgNO3为稳定剂)NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mAg+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+4乳状液分散介质的黏度5固体粉末的参加乳状液的制备方法(1)乳化剂在水中的制法将乳化剂直接溶于水中,在剧烈搅拌下,把油参加到水中,可直接产生O/W型乳状液。假设要得到W/O型乳状液,那么继续加油直到发生转向变型。----适用于以亲水性强的外表活性剂做乳化剂。特点:颗粒大小不均匀,乳状液比较粗糙,稳定性差,且需要剧烈搅拌。(2)乳化剂在油中的制法将乳化剂直接溶于油中,再参加水中,可直接产生W/O型乳状液。假设要得到O/W型乳状液,那么继续加水直到发生转向变型。特点:乳状液一般液滴相当均匀,稳定性好。(4)初生皂法将水和油轮流参加乳化剂中,每次只加少量使两相混合形成乳状液。特别适合:制备蛋黄酱或其它含有植物油的食品乳状液。(3)轮流加液法制备时将脂肪酸溶于油中,把碱溶于水中,然后使油水两相接触,在界面即有脂肪酸盐生成并形成稳定的乳状液。常用于:肥皂做乳化剂制备O/W型或W/O乳状液。例如:化装品的乳液制备中在油相中参加蜂蜡,在水中参加显碱性的硼砂,当油、水两相搅拌混合时,蜂蜡中含有的脂肪酸与硼砂反响生成脂肪酸盐(初生皂)即可起到乳化剂的作用,形成稳定性很好的乳状液。(5)新的乳状液制备技术
a.转相乳化法把乳化剂熔化或溶解到油相中,在搅拌作用下,把水添加到油中,在不断加水的过程中,连续相油相与水相发生转化,形成O/W型乳状液的方法,又称反转乳化法。乳液珠滴粒径小,稳定性好。b.D相乳化法把多元醇作为第四种组分参加油、水、乳化剂组成的体系中形成细微珠滴的O/W型乳状液的制备方法。D相又称外表活性剂相,是由非离子外表活性剂/多元醇/水组成的微乳液体系。在搅拌条件下在D相中参加油可以形成透明的O/D型凝胶状的乳状液,用水稀释后可得到微细珠滴的O/W型乳液。特点:可使用HLB范围较宽的乳化剂;单独使用一种乳化剂也可能得到微细的乳状液结构;不使用均质混合器等乳化器械也能得到稳定的乳液;乳化剂用量少的条件下,也可获得微细的乳状液结构;可将疏水性高的油性组分乳化;可单独使用平安性高但乳化能力弱的乳化剂。外表活性剂与多元醇的比例非常重要。c.转相温度法(PIT)适合于非离子外表活性剂作乳化剂的系统。其相转变温度是非离子乳化剂配置的乳状液在温度升高时,由O/W型乳状液转变成W/O型乳状液的温度。高于这个温度的乳状液为W/O型,低于这个温度乳状液为O/W型,发生相转变的温度也就是亲水亲油到达平衡时的温度。乳化剂的选择(1)乳化剂选择的一般原那么有良好的外表活性和降低外表张力的能力,即乳化剂能在界面吸附,能形成胶团。乳化剂分子或其他添加物在界面上能形成紧密排列的凝聚膜,在这种膜中有强烈的侧向相互作用。乳化剂的乳化性能与其和油相或水相的亲和能力有关。油溶性乳化剂易制的W/O型乳状液,水溶性乳化剂易制的O/W型乳状液。油相极性越大,要求乳化剂的亲水性越大;油相极性越小,要求乳化剂的疏水性越强。适当的外向黏度可以减小液滴的聚集速度。在有特殊用途(如食品乳液、药物乳液体系等)需选择无毒的乳化剂。要能用最小的浓度和最低的本钱到达最好的乳化效果。在乳化方法、油相、水相的性质确定后,制备稳定乳状液的最重要条件---乳化剂的选择(2)选择乳化剂的常用方法HLB法---适用于各种类型的外表活性剂PIT(相转变温度)法---适用于非离子型外表活性剂HLB即亲水亲油平衡值的缩写,1949年Griffin提出。外表活性剂的亲水基和亲油基这两局部的相对强弱决定了该物质的性质和使用场合。外表活性剂的亲水性=亲水基的亲水性憎水基的憎水性亲水亲油平衡值(HLB)是外表活性剂的亲水性、疏水性好坏的指标。HLB值越大,该外表活性剂的亲水性越强;HLB值越小,该外表活性剂的亲油性越强。非离子外表活性剂可用上式估算。石蜡HLB=0聚乙二醇HLB=20(非离子外表活性剂的亲水性0~20)阴离子和阳离子表活剂的HLB值计算乳化剂的破乳有两相界面存在是热力学不稳定体系物理法:
离心法电沉积法超声波法过滤法化学法:破乳剂
顶替作用湿润作用絮凝作用破坏界面膜乳化和破乳的应用农药生产、金属加工、沥青乳化食品、化装品原油开采在江河湖海经常会出现大面积的原油或其他有机溶液的泄漏事故,往往由于面积过大,泄漏量也很大,无法收集。大量的这类不溶于水的物质如果不处置,一方面会造成相当严重的环境污染,另一方面可能造成大面积火灾发生。石油处理剂就是将这些因非常事故而流出的油类物质严密地进行化学处理的药剂,包括集油剂、沉降剂、凝固剂、乳化分散剂等,其主要成分乳化分散剂即为外表活性剂。增溶作用Solubilization外表活性剂在水溶液中到达临界胶束浓度后,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并形成透明胶体溶液,这种作用即增溶作用。s
/溶解度C/%
cmc增溶量为每摩尔外表活性剂可增溶被溶物的量增溶作用的方式(发生胶团的四个区域:胶团内核;离子型外表活性剂的胶团内核/栅栏层;非离子外表活性剂胶团的栅栏层/胶团外表)1非极性分子在胶束内的增溶在胶束内部,被增容的物质完全处于非极性环境中。2在外表活性剂分子间的增溶
分子结构与外表活性剂类似的极性有机化合物栅栏之间甚至拉入内部。3在胶束外表的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的小分子极性有机化合物在胶束外表增容4聚氧乙烯基间的增溶以聚氧乙烯基为亲水基的非离子外表活性剂包裹在胶束外层的长链中
影响增溶作用的因素增溶量的大小与增溶区域容积大小有关,增溶量的顺序为非离子型外表活性剂胶团的栅栏层外壳>胶团内核/栅栏层>胶团内核>胶团外表。还与增溶剂和被增溶物的分子结构及性质以及溶液中胶束的数目有关。临界胶束浓度越低,对非极性分子的增溶能力越大。与其临界胶束浓度及胶束的疏松度有关。非离子>离子型,由于其CMC低;阳离子>阴离子,由于胶束较疏松。电解质、有机物添加物或温度改变都影响外表活性剂的增溶能力。增溶作用的应用乳液聚合开采石油胶片生产洗涤剂增溶作用的应用在乳液聚合中的应用乳液聚合是使原料分散于水中形成乳状液,在引发剂作用下进行聚合。原料单体在外表活性剂水溶液中乳化,处于3种状态:在乳状液滴中,溶于水中,增溶于胶束中。使用水溶性引发剂时,在水相中引发反响,聚合反响在胶束中进行,分散于水相中的乳状液滴仅作为提供反响原料的储库。在石油生产中的应用借助增溶作用可提高石油的采收率,其有效方法是将粘附在岩层砂石上的油“驱赶〞出来,即所谓“驱油〞。利用外表活性剂在溶液中形成胶束的性质,将外表活性剂、助剂〔醇类起促进胶束形成作用〕和油混合在一起,经搅动,形成均匀的“胶束溶液〞。该溶液能溶解原油,很好的润湿岩层,遇水不分层,当流过石岩层时能有效地洗下粘附在砂石上的原油,从而到达提高石油的采收的目的。起泡和消泡作用翻开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等,液体泡沫(气液型泡沫)。人们通常所说的泡沫多指液体泡沫面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫(气固型泡沫)。泡沫是气体在液(固)体中的分散体系,气体是分散相,液(固)体是连续相,起泡性是外表活性剂的性能指标之一,起泡不仅与外表活性剂溶液的浓度、温度、压力等物性有关,还与分子结构有关,泡沫的高度称为起泡力,泡沫的生成到消失的时间称为泡沫的寿命。“泡〞就是由液体薄膜包围着气体。泡沫的形成及其稳定性“泡沫〞是气体分散于液体中的分散体系。ABC外表活性剂的起泡和稳定作用起泡效率:其溶液产生大量气泡所必需的外表活性剂浓度。泡沫力:活性剂溶液所能得到的最大泡沫高度。与外表活性剂浓度有关。双分子膜最好的是肥皂和月桂基硫酸钠等阴离子外表活性剂。起泡性能在肥皂水里参加一小匙的砂糖或少许的茶叶,放在阴暗处过夜后,就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳,而且比较不容易破裂。肥皂,热水1.外表张力(降低)2.界面膜的性质3.外表张力的修复作用4.外表电荷(静电斥力)5.泡内气体的扩散(降低气体的透过性)泡沫的稳定性与那些条件相关呢?1.降低局部外表张力2.破坏界面膜的弹性,使其失去自动修复作用3.降低膜黏度4.固体颗粒总之:液膜的强度最重要。起泡剂用途起泡剂香波、泡沫溶剂、剃须膏、牙膏、厨房用洗涤剂月桂基硫酸酯盐、月桂基醚硫酸酯盐泡沫灭火器、矿物浮选、混凝土加气剂、农药泡沫喷洒十二烷基苯磺酸钠月桂基醚碳酸钠松油或松油醇植物油精亲水性的非离子表活剂在制糖、制药、微生物工程、发酵酿造工业以及减压蒸馏、溶液浓缩和机械洗涤过程中泡沫太多,要参加适当的外表活性剂降低薄膜强度,消除气泡,防止事故。外表活性剂的消泡作用消泡剂(能以较快速度降低溶液外表张力的物质,能进入双分子定向膜的局部破坏定向膜的力学平衡而到达破坏泡沫。本身的外表张力应低于泡沫的外表张力)1降低局部外表张力2破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用3降低膜黏度4固体颗粒1天然油脂、矿物油2固体颗粒3合成外表活性剂消泡剂是指能够破除已经存在的泡沫的物质。抑泡剂是指能够阻止泡沫的产生的物质。消泡剂:低碳醇、矿物油、有机极性化合物、硅氧烷树脂无论是消泡剂或是抑泡剂,都是易于在溶液外表铺展的液体。当消泡剂吸附、铺展于液膜上时,液膜的局部外表张力便降低,同时带走液膜下层邻近液体,导致液膜变薄,泡沫破裂。消泡剂在溶液外表上铺展得越快,那么液膜变得越薄,消泡作用也就越强。一般要求具有消泡能力的液体具有足够低的外表张力,以便它们能够在已有的或将要有的泡膜上自动铺展。
有机极性化合物类消泡剂,如脂肪酸及脂肪酸酯、磷酸酯等广泛用于纤维、涂料、金属、元机药品和发酵等工业,某些多元醇脂肪酸酯是无毒性的,可用作食品添加剂,故对食品制造和食品发酵工业十分有用。1天然油脂、矿物油2固体颗粒乙醚、异丙醇、异戊醇、磷酸三丁酯。有机硅类(主要是烷基硅油)消泡剂具有良好的消泡能力和抑泡能力,其外表张力很低,容易吸附于外表,在液面上易铺展且形成的外表膜强度不高。硅油不仅用于水溶液体系,对于非水体系也有效。而且用量较少。这类消泡剂广泛用于纤维、涂料、发酵等各工业部门,但其价格较高。聚醚型非离子外表活性剂的起泡能力较差,多是低泡型外表活性剂,有些甚至是很好的消泡剂和抑泡剂。3合成外表活性剂硅酮油-聚三甲基硅氧烷起泡和消泡的应用1起泡作用在灭火中的应用燃烧的条件:温度氧气如何灭火呢?由于泡沫中所含水分的冷却效果,以及在火苗外表上覆盖的泡沫层,胶束膜或凝胶层,使火苗和氧隔绝,而起到灭火作用。作为抗静电整理剂,预防静电火花点火源
核心内容钻井液的流变性能钻井液处理剂钻井液的造壁性钻井液体系2起泡作用在原油开采中的应用钻井液钻井液的主要作用〔简图〕携带、悬浮岩屑控制压力形成泥饼破岩、清岩保护油气层传递水功率钻井液功用类型组成钻井液——凡钻进中一切有助于从井眼产生和去除钻屑的流体〔液、气、液+气〕。广义钻井液——一切与产层接触的流体〔各种盐水、聚合物溶液、钻井液、泡沫等〕。狭义钻井液——钻开油气层的钻井液。洗涤剂中通常要参加多种辅助成分,增加对被清洗物体的润湿作用,又要有起泡、增白、占领清洁外表不被再次污染等功能。洗涤和去污作用
洗涤体系是复杂的多相分散体系,润湿、渗透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等等的物理的化学的过程……参加外表活性剂后,憎水基团朝向织物外表和吸附在污垢上,使污垢逐步脱离外表。污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除,洁净外表被活性剂分子占领。其中占主要成分的外表活性剂的去污过程可用示意图说明:作为一良好的洗涤剂应具备如下条件:良好的润湿性能以使洗涤剂能与待清洁的外表紧密地接触具有将油垢移入本体溶液的能力。具有溶解或分散已被移去的油垢防止其重新沉积于固体外表或形成浮垢的能力。外表活性剂在洗涤剂中具有两个根本作用:一降低污垢与物体外表的结合力,具有促使污垢脱离物体外表的能力;二具有防止污垢再沉积的功能。外表活性剂在洗涤剂中的应用由于阴离子外表活性剂伴生泡沫丰富且脱脂力低,洗涤手感好,常用于丝毛织物和地毯及玻璃器皿的清洗。其使用缺点是对钙镁离子的作用较为敏感。在高硬度水中的去污力显著下降。01002003009080706050去污力/%水的硬度〔CaCO3〕/×10-6阴离子外表活性剂的去污力1-AES.C12~C15EOP=3.0;2-AOS.C14~C18;3-S.C12~C15;4-LAS.C10~C141234LAS是各类洗涤剂中使用范围最广用量最大的阴离子外表活性剂品种。由于目前多采用万吨级的工业生产装置,因此产品来源稳定,价格较低。最常用的LAS是直链十二烷基苯磺酸钠。91011121380604020去污率/%平均烷链长度LAS在不同织物上的洗净性能与烷基链长的关系PE60oCC90oCCF60oCPE/C60oC涂料墨水消字液改正液分散的作用感光材料纳米材料钻井泥浆油墨絮凝的作用废水、污水的处理聚丙烯酰胺共聚物阳离子絮凝剂聚乙烯醇定义:能降低纤维间的摩擦系数,使纤维制品增加柔软性的特殊外表活性剂;原理:纤维在使用某种含外表活性剂为主要成分的油剂后,纤维就具有良好的亲水性,且外表活性剂的亲水端排列在纤维的外表,减少了纤维外表的摩擦而产生柔软平滑作用;柔软平滑作用外表活性剂化学结构和其与纤维之间的柔软性关系〔1〕憎水基种类的影响要求是接近直链的16~18个碳的脂肪族链烃;外表活性剂被吸附在纤维上,疏水基向外整齐排列,摩擦发生在互相滑动的疏水基之间,越细长,越不易挂位,易于滑动。〔2〕亲水基种类的影响作用在于协助憎水基发挥作用;聚乙二醇非离子>阴离子>多元醇非离子>阳离子抗静电作用外表活性剂的抗静电机理:1摩擦带电局部+外表电荷的逸散摩擦生电是由于在局部外表存在的物质之间发生电子移动;电荷的逸散与外表活性剂的吸附量和吸湿性有关;可用已吸湿的水分为介质的离子移动引起电荷的移动来解释;具有抗静电作用的外表活性剂称为抗静电剂;2外表活性剂抗静电原理在于:疏水基吸附在物体外表,亲水基趋向空气形成一层亲水性膜,由于单分子膜可降低合成纤维的摩擦系数从而难以产生静电;亲水性膜吸收空气中的水分,因此好似物体外表多了一层水层,产生的静电易于传递到大气中,从而降低了物体外表的电荷;杀菌作用定义:能与蛋白质发生作用的一类外表活性剂;杀菌机理:首先外表活性剂吸附于菌体,然后浸透菌体的细胞膜并破坏之;以阳离子外表活性剂和两性外表活性剂为主;如烷基二甲基苄铵盐,烷基三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等;带苄基的季胺氯化物;改变烷基的碳原子数,杀菌力会有很大的改变,一般以12~14为宜,10%的水溶液的杀菌力大于苯酚50~70倍;蜡染挑染匀染作用匀染作用在印染工业中,以到达均匀染色为目的的外表活性剂称为匀染剂;到达均匀染色的两种途径:降低染色速度,使染料分子与纤维缓慢接触;对已发生不匀染色的织物,能使深色局部的染料分子向浅色局部迁移,称为“移染〞〔1〕亲纤维匀染剂外表活性剂与纤维的吸附亲和力较大,染料只能在匀染剂后追踪,延长染色时间到达缓染的目的,在染色工艺完成后,染料不能再移动。〔2〕亲染料匀染剂外表活性剂与染料有较大亲和力,在染色时可拉住染料分子,到达缓染目的,同时亦可移染;PAN使用的阳离子型匀染剂聚乙二醇类非离子表面活性剂外表活性剂的国内外开展1.外表活性剂要易于生物降解,原料可再生,广泛使用后,对环境无污染,对人、畜平安温和。2.外表活性剂要高效、多功能,除有清洁作用外,还要有抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用,并应不断开发新用途。3.耐硬水、低温洗涤效果好,浓缩的外表活性剂洗涤用品是一个开展方向,这包括浓缩洗衣粉和液体洗涤剂。第二节阴离子外表活性剂它们在整个外表活性剂生产中占有较大的比重,世界外表活性剂总产量的40%属于这一类。亲水性基团是阴离子的外表活性剂叫阴离子型外表活性剂。阴离子外表活性剂与大致等当量的阳离子外表活性剂混合产生而沉淀,是由电荷相反的极性基的结合引起的。可用于判断其类型。阴离子外表活性剂主要用作洗涤用品。磺酸盐型阴离子外表活性剂1.十二烷基苯磺酸钠简称LAS,是一种黄色油状液体,经纯化后可形成六角形或斜方型薄片状结晶。理想的LAS结构应该是C10~C14的直链烷基,苯环在烷基的第三或第四个碳原子上连接,亲水基为苯环对位单磺酸基团。⑵LAS溶于水后呈中性,对水的硬度较敏感,对酸碱水解的稳定性好,不易氧化。⑶外表活性作用表现为起泡能力强、去污能力高,易与各种助剂复配,兼容性好,且本钱较低,合成工艺成熟,因此应用领域广泛。(4)最主要用途:配制各种类型的液体、粉状、粒状、浆状洗涤剂、擦净剂和清洁剂;石油破乳剂、农药浓缩乳化剂、油井空气钻井起泡剂,软质陶瓷、水泥、石膏用泡沫剂、纺织用抗静电涂布剂、染色助剂、石灰分散剂、明胶凝聚剂、铝增亮剂、电镀工业脱脂剂、造纸工业脱墨剂等;农业方面可作为防化肥结块剂,杀菌剂和协同杀虫剂。合成方法:①三氧化硫磺化法反响原理:所得单体含盐量低,可按化学计量要求投料,无废酸产生,具有节约烧碱并降低本钱的优点。对设备加工精度及材质均有较高要求,设备庞杂,造价均在几百万元以上,一般中小型企业和乡镇企业难以实现。②发烟硫酸磺化法以发烟硫酸作为磺化剂与烷基苯反响如下:与三氧化硫磺化相比,发烟硫酸磺化反响速率较易控制,反响放热量也较小,但由于反响过程同时生成大量废酸,故生产本钱偏高。2.烷基磺酸钠RSO3Na(SAS)浅黄色液体,能完全溶于水,对酸、碱稳定,耐热性好,耐硬水,有较强的洗涤去污、润湿渗透、乳化和发泡性能,生物降解好。制备方法:氯磺化工艺磺氧化工艺C12~C18饱和正构石油烷烃用途:用于洗涤剂、香波、浴液;橡胶、纺织、印染、皮革、造纸、建筑、铸造、爆破、消防等乳化剂、气泡剂、润湿剂、洗涤剂、油类增塑剂等,如乳液聚合的乳化剂、氯乙烯悬浮聚合的助分散剂、塑料的抗静电剂、磷矿浮选剂等,钻井液发泡剂、乳化剂和清洁剂等。3.α-烯基磺酸盐(AOS)R’CH=CH(CH2)nSO3Na/R’CH(OH)(CH2)nSO3Na浅黄色粉末或黄色透明液体,有较好的乳化力、去污力、发泡力和钙皂分散力,极易溶于水。与酶有较好的相容性。生物降解好。耐酸、碱,对硬水不敏感。在水中溶解度以C12最高,去污力以C14~C16最好,起泡性以C12~C13较好,润湿性以C12最强。制备方法:用途:性能优良的洗涤活性物。用于配制洗手液、餐具洗涤剂、香波、洗衣粉、抗硬水块皂、牙膏、浴液以及各种重垢衣用洗涤剂、羊毛清洗剂、羽毛清洗剂、工业清洗剂等,还可用作乳液聚合的乳化剂、配制增加石油采收率的油田化学品、混凝土密度改进剂、农药乳化剂和润湿剂、消防用泡沫剂等。4.脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)微黄色膏状物,PH(1%水溶液)6~8,具有良好的水解稳定性、钙皂分散力、生物降解、去污力、润湿力、乳化力、发泡力。制备方法:用途:香皂中作钙皂分散剂,也是主要的洗涤活性物,可局部代替烷基苯磺酸钠和三聚磷酸钠而制成低磷或无磷洗涤剂。也用作各种液体洗涤剂的活性物。工业上可用作泡型矿物浮选剂,皮革脱脂剂等。工艺过程类似LAS。烷基醇硫酸酯盐
醇硫酸酯盐外表活性剂是去污性能、乳化、分散、润湿性最好的外表活性剂之一。可用作棉织物的洗涤剂,其他洗涤剂、香波、清洗剂、电镀助剂等。1930年开始生产脂肪醇氯磺酸脂肪醇硫酸单酯商品的脂肪酸盐(FAS)浓度为25%~40%接近无色的溶液或淡黄色膏状物。简称AES,淡黄色至无色黏稠液体、活性物含量一般为70%,未硫酸化物含量小于2%,硫酸钠含量小于2%,pH值在7~8.5之间,总生物降解度大于90%,无毒。AES在碱性介质中是稳定的,在酸性介质中容易水解,在中性介质中,由于自动催化作用,也会引发水解反响,磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂,防止水解。月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠(醇醚硫酸盐)脂肪醇氯磺酸脂肪醇硫酸单酯C12~C14椰油醇为原料AES在碱性介质中是稳定的,易于配成透明溶液;且其丝毫不会受到水硬度的影响,具备了优异的抗钙镁离子作用的能力。售价低,去污能力、润湿性、乳化性、钙皂分散性及增溶性等方面都较强,因此,AES在近二十年中以惊人的速度迅猛增长,成为阴离子外表活性剂中开展最快的一个品种。据统计,1966~1980年美国AES产量增长了近70倍。在我国情况也根本如此。AES的最主要应用是与LAS复配成产轻垢型液体洗涤剂,如丝毛清洁剂和餐具清洁剂、洗手液等。此时,AES与LAS复配在泡沫性、去污性及溶液粘度等方面均有一定的协同作用。家用洗涤剂配方中最重要的外表活性剂之一。十二烷基硫酸钠月桂醇硫酸钠,简称K12白色至微黄色粉末,微有特殊气体,易溶于水,起泡力强,有优良的乳化能力可作为发泡剂用。CH3(CH2)11OSO3Na,醇硫酸酯盐与醇醚硫酸酯盐用途(1)用作化装品与医药用品广泛应用于香波。如将烷基醇硫酸酯盐、烷基芳基磺酸盐和两性离子外表活性剂互相混合后,再用它使轻矿物油在水中乳化。单己醇胺月桂基硫酸酯盐、十二烷基苯磺酸钠、N-月桂基-N-〔羧甲基-N’-2-羟乙基)乙烯二胺、异丙醇轻矿物油和香料等与水混合,制成水包油型乳化液,有很好的泡沫性能。两性离子外表活性剂可减轻头发的蓬乱,少量矿物油能使头发保持光泽。(2)用作轻垢液体洗涤剂餐具液体洗涤剂:多项选择用醇醚硫酸盐,其次烷基硫酸盐;还和直链基芳基磺酸盐和烷基磺酸盐复配。洗衣用重垢洗涤剂:烷基硫酸盐或醇醚硫酸盐与烷基芳基磺酸盐复配。洗手液配方操作步骤1将ABS-Na8g,AES8g,EDTA0.5g,苯甲酸钠适量,参加200mL烧杯中,加水至100mL,在水中溶解,在80℃下恒温40min,并缓慢搅拌。2冷却至室温,参加香精,用柠檬酸调pH=7。3用氯化钠调节黏度,按市售标准洗涤剂为标准。肥皂--脂肪酸盐(钠盐为多),是一种最古老的外表活性剂,现在仍大量应用于日常生活和生产中。肥皂比较容易制造,油脂与碱作用即生成脂肪酸钠与甘油。羧酸盐型阴离子外表活性剂(R-COONa)洗涤用的钠皂为硬质肥皂,钾皂为软质肥皂,其它二价和三价金属盐为不溶性肥皂,pH<7时生成不溶性游离脂肪酸。所以,肥皂这类外表活性剂不适用于硬水、酸性溶液和海水。肥皂除了具有清洗作用,还有润湿、乳化和发泡作用,碳链从C8开始能显著降低水的外表张力,C14-C18时到达最低值,而且与温度有关,碳链较长的肥皂,在温度较高时才能显著降低外表张力,例如硬脂酸肥皂最适宜温度为70-80℃,而椰子油肥皂最好在常温。硬脂酸钠的一个主要应用是在化装品中作乳化剂。例如,以雪花膏为代表的O/W型膏霜中,硬脂酸钠是必不可少的乳化剂。在剃胡膏、洗发膏制备中,硬脂酸钠也为最用的乳化剂。此外,一些工业用乳化产品,如油墨清洗剂、奶制品清洗剂等,也常用硬脂酸钠作为O/W型产品的乳化剂。羧酸盐所存在的主要缺点是,它是一种弱酸强碱盐,易水解为游离酸,降低其水溶性。阴离子外表活性剂的生物降解性⑴生物降解性是有机化合物因受微生物作用而转化为细胞物质.同时分解成可为能源利用的、没有公害的二氧化碳和水等物质的一种性质。生物降解性也称为生物分解性能。⑵完整的降解一般分为三步:a.初级降解,母体结构消失,特性发生变化;b.次级降解,降解得到的产物不再污染环境;c.最终降解,完全转化为CO2、NH3、H2O等。影响外表活性剂降解的因素自身的结构、微生物、光源、浓度、温度、氧化剂、pH值等降解速度随磺酸基和烷基链末端间的距离的增大而加快,烷基链长在C6~C12间最易降解。当阴离子外表活性剂的烷基链带有支链,且支链长度愈接近主链愈难降解。外表活性剂在使用后,其剩余量随工业废水排放至自然环境中。外表活性剂对环境的污染主要通过自然界微生物的生物降解得以消除。因此,使用外表活性剂时应尽可能选容易生物降解的外表活性剂。阳离子外表活性剂正好与阴离子外表活性剂结构相反。如图其亲水基一端是阳离子,故称阳离子外表活性剂,疏水基与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。第三节阳离子外表活性剂1928年,阳离子外表活性剂开始应用,当时用作杀菌剂。这类外表活性剂的产量增长较快,品种开展迅速,应用范围口益广泛:杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂目前阳离子外表活性剂的产量还比较小,但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。R-NH2·HX
伯胺盐
CH3|R-N-HX
仲胺盐|H
CH3|R-N+-CH3X-
季铵盐|CH3
CH3|R-N-HX
叔胺盐|
CH3主要为含氮的有机衍生物其它含氮等的有机衍生物阳离子外表活性剂的分类R-NH2·HCl
伯胺盐
CH3|R-N-HCl
仲胺盐|H
CH3|R-N-HCl
叔胺盐|
CH3胺盐型该类产物是弱酸的盐,在酸性条件下具有外表活性,在碱性条件下,胺游离出来而失去外表活性,因面使它的使用受到限制。无杀菌能力纤维柔软剂匀染剂浮选剂an四声季铵盐型
R1|R2-N+-CH3X-
季铵盐|
R3季铵盐与胺盐不同,它在碱性和酸性介质中都能溶解,且离解为带正电荷的外表活性离子。季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强,在阳离子外表活性剂中的地位最为重要,产量也最大。an三声阳离子外表活性剂的性质具有根本性质(洗涤去污除外)和附加性质;一般不能与阴离子外表活性剂复配混合使用;当使用溶液的PH>7时,伯、仲、叔胺盐的阳离子外表活性剂会失效。长碳链(C10~C18)季铵盐是阳离子外表活性剂中产量最大的。高级卤代烷与低级叔胺水介质60-80oC醇介质回流十二烷基三甲基溴化铵1231-Br十六烷基三甲基溴化铵1631-Br〔1631-Cl〕Br-溴可做杀菌剂、分散剂、柔软剂、调理剂、絮凝剂和抗静电剂。用于护发素调理剂;水处理的水质稳定剂;化纤工业抗静电剂;颜料及染料工业做乳化分散剂。1231,Cl可做抗静电剂、缓蚀剂、柔软剂、香波助剂、乳液起泡剂、皮革柔软剂、金属清洗剂和抛光乳液、皮革加脂剂、天然橡胶及合成橡胶的乳化剂、相转移催化剂以及蚕室杀菌剂等。含苯环的季铵盐氯化苄80-90oC
3h十二烷基二甲基苄基氯化铵1227
/洁尔灭/TAN高级烷基叔胺与低级卤代烷1
洁尔灭1227是一种非氧化性杀菌剂,具有广谱、高效的杀菌灭藻能力,并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用,因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。十二烷基二甲基苄基氯化铵1227
/洁尔灭/TAN新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷性能更为优异的杀菌剂十二烷基二甲基苄基溴化铵阳离子活性剂1227易溶于水,稳定性良好,能耐热、耐光、耐压、无挥发性但所带离子性与阴离子外表活性剂恰好相反所以二者不能与阴离子外表活性混在一起使用,假设混合,那么产生沉淀并失去效能。阳离子外表活性剂的应用1消毒杀菌2腈纶匀染剂3抗静电剂4矿物浮选剂5相转移催化剂6织物柔软剂咪唑啉季铵盐的主要用途是作柔软剂第四节非离子外表活性剂非离子型外表活性剂在水溶液中不电离其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团〔醚基或羟基〕与水构成氢键实现溶解的一类外表活性剂正是这一特点决定了非离子型外表活性剂在某些方面比离子型外表活性剂优越什么是非离子性外表活性剂呢??新一代非离子外表活性剂—烷基糖苷APG,绿色外表活性剂非离子外表活性剂特点1.在水中不电离,以中性分子形式存在并发挥外表活性作用。2.稳定性高(除含酯基等结构外),耐酸、碱、盐、硬水。3.外表张力低,外表活性高,CMC低,胶团聚集数大,增溶作用强,泡沫低,具有良好的乳化力、去污力等。4.可与阴、阳离子外表活性剂复配使用;5.聚氧乙烯型非离子表活剂的水溶液存在浊点现象;6.毒性低,刺激性小。亲水基在水中不电离,其疏水基为普通外表活性剂的碳氢链,其亲水基一般是醚键-O-、羟基-OH等。多元醇型聚乙二醇型分类亲水基结构不同分为聚氧乙烯型、多元醇型、聚醚型、烷醇酰胺型非离子外表活性剂聚乙二醇型多元醇型高碳醇环氧乙烷加成物,即脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)烷基酚环氧乙烷加成物,即烷基酚聚氧乙烯醚(OP)脂肪酸环氧乙烷加成物多元醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物高级烷基胺环氧乙烷加成物脂肪酰胺环氧乙烷加成物油脂的环氧乙烷加成物聚丙二醇环氧乙烷加成物其他丙三醇脂肪酸酯季戊四醇脂肪酸酯山梨糖醇脂肪酸酯和失水山梨糖醇脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯脂肪醇酰胺多元醇的烷基胺其他1.聚氧乙烯醚类非离子外表活性剂环氧乙烷平平加由高级醇(酸)、酚等与环氧乙烷加成而得脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)R=C12~C18,n=3~30(n值称EO值)EO值较小时,生产AES的原料及乳化剂EO值较大时,润湿剂或洗涤剂。平平加O(PeregalO,R为C12~C18,n为15~16)月桂醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)C12H25O(CH2CH2O)3H月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)C12H25O(CH2CH2O)9H脂肪醇醇聚氧乙烯(25)醚(平平加O-25)RO(CH2CH2O)25HR:C12~C18烷基乳白色或米黄色软膏状,遇冷即冷冻。平平加:易溶于水,在硬水、酸或碱中不起变化而稳定,是一种优良扩散剂。有很强的扩散能力。对各种纤维无结合能力,所以应用后亦易洗去。有润湿力,并能发生泡沫。对直接染料和复原染料有很高的亲和力,起缓染作用;有剥色能力。缺点:起泡力差和只能制成液体或半固体状。1作扩散剂
2匀染剂
3剥色助剂
4半防染剂5防白助剂
6增艳剂
7净洗剂
8防静电剂
9乳化剂用途:2.烷基酚聚氧乙烯醚(OP)壬基酚聚氧乙烯醚OP-10R:C8~C10纺织印染工业的匀染剂、扩散剂、润湿剂、净洗剂,金属加工的清洗剂,皮革工业的脱脂剂,橡胶塑料聚合的乳化剂、医药、农药的乳化剂,民用洗涤剂。2.烷基酚聚氧乙烯基醚1烷基酚的制备OP-101与烯烃反响2与卤代烷反响nn=1~6
油溶性n>8
水溶性,浊点>50oCn=8~9
润湿性、去污力、乳化性能皆佳n>10
润湿性、去污力下降,浊点升高特点化学性质稳定耐酸碱耐高温耐氧化剂不易生物降解渗透剂乳化剂洗涤剂剥色剂3.聚氧乙烯烷基酰醇胺RCO-NH-(CH2CH2O)n-HRCO-NH-CH2CH2-OH椰子油酸二乙醇胺(6501,尼纳尔,Ninol,1:2型)具有卓越的稳泡性、增泡性、渗透性。用作各种工业与民用液体洗涤剂、浴液、洗发香波等的增泡剂、稳泡剂、增稠剂、调理剂,以及纺织、皮革工业的净洗剂,金属加工的清洗剂等。4.脂肪酸聚氧乙烯烷酯R-COO-(CH2CH2O)n-H硬脂酸聚氧乙烯(10)酯(乳化剂SG-10;SE-10)C17H35COO(CH2CH2O)10H淡黄至黄色膏状物或蜡状软固体。一般用作乳化剂、分散剂、润滑剂,不宜做洗涤剂。适用于纺织工业、化装品、药膏生产。1.脂肪酸与环氧乙烷反响2.脂肪酸与聚乙二醇反响nHO-CH2CH2-OH乙二醇HO-(CH2CH2O)n-H聚乙二醇渗透性去污能力较差低泡易生物降解乳化剂分散剂纤维整理剂染色助剂不耐酸碱不耐高温5.聚氧乙烯烷基胺脂肪胺聚氧乙烯醚(匀染剂AN)广泛用于纺织、印染、造纸、润滑油、金属清洗、石油工业用作乳化剂、润湿剂、抗静电剂、起泡剂、杀菌剂、破乳剂、匀染剂、钻井泥浆添加剂等。6.多元醇外表活性剂单硬脂酸甘油酯季戊四醇酯失水山梨醇酯失水山梨醇单硬脂酸酯(山梨醇酐单硬脂酸酯,Span-60,S-60乳化剂,斯盘60)Span类外表活性剂是失水山梨醇与脂肪酸经脱水、酯化而得到,常用的脂肪酸有月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸等分为一般是单酯、双酯、三酯的混合物H2SO4,140oC-H2O山梨醇1,4失水山梨醇单酯双酯三酯抗静电剂、润滑剂Span系列Span-20失水山梨醇单月桂酸酯Span-40失水山梨醇单棕榈酸酯Span-60失水山梨醇单硬脂酸酯Span-80失水山梨醇单油酸酯Span-601,4-单酯1,5-单酯1,4/3,6-单酯白色至棕黄色蜡状物或米黄色片状体,熔点(52±3)ºC,皂化值147~157mgKOH/g,羟值235~260mgKOH/g,酸值≤10mgKOH/g.主要用于食品、化装品、医药、涂料、塑料工业作乳化剂、分散稳定剂;纺织工业作抗静电剂。在食品中主要用于蛋糕油、冷饮、乳品、奶糖、冰激凌、面包、糕点、麦乳精、巧克力的乳化剂和分散剂。Tween系列聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯[聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯,Tween-60,乳化剂T-60,吐温60)Tween类外表活性剂是由相应的span与环氧乙烷聚合而成。Tween-20聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween-40聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯Tween-60聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯Tween-80聚氧乙烯失水山梨醇单甘油酸酯Tween-60烷基糖苷(APG)蔗糖脂肪酸酯食品、化装品非离子外表活性剂的性质
亲油
|
亲水
HLB值01
3
67810121315
1820 |
|消泡|
—
|
|
润湿剂
|—增溶剂——||
石蜡
W/O乳化剂
|去污|
聚乙二醇
|——
渗透作用———|
|
———O/W乳化剂
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生物降解性毒性浊点及亲水性+H2O第五节两性外表活性剂广义地说:所谓两性外表活性剂,是指同时具有正负两种电荷,即两种离子性质的外表活性剂。通常所说的两性外表活性剂,是指由阴离子和阳离子所组成的外表活性剂。换言之,单就两性外表活性剂结构来讲,在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。1.两性外表活性剂的特性具有良好的去污、乳化、润湿、分散、起泡性;具有良好的柔软性、抗静电性、杀菌性;耐酸、耐碱、耐硬水、耐无机盐;具有等电点;具有良好的配伍性和配方协同效果;毒性低,刺激性小、性能温和;具有良好的生物降解性;广泛应用于日化、纺织、造纸、金属加工等行业,作为洗涤剂、杀菌剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、柔软剂、抗静电剂等。两性外表活性剂的等电点pH<4pH=4pH>4阳离子外表活性剂阴离子外表活性剂等电点时,氨基酸型有时会产生沉淀;而甜菜碱型,不会。1.按整体化学结构分类1.甜菜碱型阴离子局部还可以是磺酸基、硫酸酯基阳离子局部还可以是磷、硫2.两性外表活性剂的分类烷基二甲基甜菜碱十二烷基二甲基甜菜碱BS-12C12H25-N+(CH3)2-CH2COO-甜菜碱型外表活性剂,加水能呈透明溶液,泡沫多去污力好。可看成是两性外表活性剂的代表。最大的特点是无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。即使在等电点也无沉淀,且在任何pH值时均可使用。甜菜碱型外表活性剂2.咪唑啉型属于甜菜碱型具有其他外表活性剂无可比较的温和性质,对皮肤、眼睛刺激极小,无过敏反响。多用于高档、专用的洗发香波,而且在婴儿用品上前景广阔。3.氨基酸型特点是:对环境和生物体的平安性高,对皮肤和头发有亲和性,前景最好的是对平安性要求极高的化装品。Tego51:R1NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOH+R1NHCH2CH2NHCH2COOHTego51B:R1NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2COOHTego103:(R2NHCH2CH2)2NCH2COOH•HClTego103S:
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