表面活性剂课件

表面活性剂具有两亲性结构的有机化合物(如：R-COONa)亲油基亲水基亲水基亲水基亲水基亲水基亲水基亲水基亲油基亲油基亲油基亲油基亲油基亲油基表面现象表面活性剂与表面粘力γ

测定方法：北原文雄等，《表面活性剂分析和试验法》，轻工业出版社1988年表面粘力：作用与液体表面上任一条线两则，垂直于该线，沿液体平面向着两侧的拉力（mN/m)。（20℃：水72.75nm/m,苯：28.88)分类：1.无机酸、碱、盐等2.

有机酸、醇、醛等3.

肥皂、长链烷基

苯磺酸钠等(表面活性剂）Cγ123

CMCCriticalmicelleconcentration溶于水或溶剂后，具有以下特性溶解性表面吸附界面定向生成胶束多功能性润湿、乳化、增溶、起泡或消泡、洗涤平滑、抗静电、匀染、润滑、防锈、疏水表面活性剂的种类的影响其它性能的变化表面活性剂分类

（按亲水基带电性:亲水基团较亲油基团影响大）亲水基亲油基阴离子表面活性剂羧酸盐型

R-COONa硫酸盐型R-OSO3Na磺酸盐型R-SO3Na磷酸盐型R-OPO3Na

Na+

阳离子表面活性剂胺盐型离子表面活性剂伯胺盐R-NH2HCl仲胺盐R-NH(CH3)HCl叔胺盐R-N(CH3)2HCl季铵盐型离子表面活性剂

R-N（CH3）3Cl两性表面活性剂

在是溶液中呈两性状态，随介质不同显示不同活性氨基酸型R-NH2CHCHCOOH甜菜碱型RN+(CH3)2CH2COO-非离子表面活性剂

在水中不会离解成离子聚乙二醇型R-O(CH2CH2O)nH多元醇型R-COOCH2C(CH2OH)3亲水亲油平衡值

HLB（hydrophile-lipophilebalance)HLB表示表面活性剂的亲水性HLB的计算和测定是经验性的，但有时有一定规律。石油＝0,油酸＝1,油酸钾＝20,十二烷基硫酸钠＝40.其它：通过乳化实验对比乳化效果，分别排于1-40之间HLB的表示方法1.以符号表示：最强亲水性：HH强：H中等：N亲油性：L最强亲油性：LL2.以数值表示：

亲水性最强：40最弱表面活性：1HLB与用途形态的关系

胶束与胶束量胶束量＝表面活性剂分子量＊缔合度溶解性与温度的关系临界溶解温度（克拉夫特点），相当于水和固体表面活性剂的熔点。此时溶解度突然增大。它是离子型表面活性剂的特性常数；浊点—聚乙二醇型表面活性剂（氢键）表面活性剂应用实例增溶、乳化、分散发泡与消泡水泥减水剂粉体材料的表面改性增溶、乳化、分散发泡与消泡气泡稳定因素：1、降低表面张力；2、泡沫膜有一定强度和弹性；3、要有适当的表面粘度矿物浮选水泥减水剂表面活性剂的应用性能泡沫：气—液乳化：液—液分散：固—液增溶：提高溶解度润湿和渗透：液体迅速均匀地浸湿固体表面阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂肥皂R-COOCH2CH2-OHR-COOCH+3NaOH3R-COONa+CH-OHR-COOCH2CH2-OH天然油脂中脂肪酸的组成原料差异与产品性质天然油脂的组成变化较大动物油与植物油，油与脂；多为混合物，但以某种为主碳链长度不同有的含有双键，易氧化变质钠皂、钾皂、金属皂硬水中钙镁离子的影响多羧酸皂

C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐用于润滑油添加剂、除锈剂将一个羧基用丁醇或戊醇脂化生成新的活化剂其它羧酸皂松香皂C19H29COOHC19H29COONaN-酰基羧酸盐

R-CONH（CONHR”）nCOONa

R’聚醚羧酸盐

R-（OC2H4）nOCH2COONa硫酸脂盐型阴离子表面活性剂

H2SO4

NaOHR-OHR-O-SO3HR-O-SO3Na

H2SO4

NaOHR-CH=CH-R’R-CH2-R’R-CH2CH-R’O-SO3H

O-SO3Na高级醇硫酸脂盐特点具有良好的洗净力。乳化力，泡沫丰富，易于生物降解。在硬水中不产生沉淀热稳定性较差，在强碱或强酸介质中易于水解。不同的碳链长度其产品性能有差异工艺路线原料醇的制备硫酸化高级醇的制备脂肪酸、脂肪酸脂还原甘油脂直接加氢油脂先水解成脂肪酸，再加氢油脂醇解得甘油和脂肪酸甲脂，然后再加氢

RCOOCH3+H2RCH2OH+CH2OH动植物腊中提取利用脂肪酸工业副产品的二级不皂化物齐格勒法：由三乙基铝与乙烯聚合羰基合成法：烯烃醛醇液蜡氧化高级醇的硫酸化

R-OH+SO3ROSO3HROSO3Na1.反应器2.硫酸化反应引入—SO3H基团

扬春晖，等《精细化工过程与设备》哈尔滨工业大学管式：长度远较直径大，内部中空，多用于均相反应釜式：高度与直径大致相当，均相或多相反应；

塔式：高度为直径数倍至十余倍，用于两流体相反应过程（气—液、液—液），可逆流、并流

固定床：反应器内添有固定不动的固体颗粒，它可以是催化剂或固体反应物；

流化床：颗粒处于运动状态，如沸腾的液体

移动床：固体颗粒从顶部连续加入，自上而下移动，由底部卸出

液滴床（涓流床）：气体液体由上而下并流（或逆流）

用于固体催化剂的气液反应硫酸化与磺化R-OHROSO3HROSO3NaRHRSO3HRSO3Na磺化反应的作用生成表面活性剂赋予有机化合物水溶性和酸性选择性磺化用于分离异构体如二甲苯三个异构体，间二甲苯最先磺化溶于水引入磺酸基可以得到一系列中间产物，然后再进一步反应各种常见的磺化剂阳离子表面活性剂(表3-7）特点：杀菌去污能力弱抗静电降低纤维表面静电摩擦系数（柔软整理剂）胺盐型阳离子表面活性剂高级伯、仲、叔胺与酸中和便成为胺盐伯胺盐R-NH2HCl弧对电子仲胺盐R-NH(CH3)HCl叔胺盐R-N(CH3)2HCl2S22P3SP3杂化常用的酸有盐酸、甲酸、乙酸、氢溴酸、硫酸等高级伯胺(RCH2NH2)的制备脂肪酸法：以RCOOH为起点高级醇法：以ROH为起点

脂肪酸法RCOOH

RCOOH+NH3RCONH2

（酰胺）＋H2ORCONH2

RCN（脂肪腈）+H2O加氢还原（Ni为催化剂）：

RCH2NH2（伯胺）RCN+H2(RCH2)2NH（仲胺）

(RCH2)3N（叔胺）直接反应法RCOOH+NH3+2H2RCH2NH2+2H2O脂肪醇法380℃、12.16～17.23MPaROH+NH3RNH2+H2O高级仲胺的制取脂肪醇法（Ni、Co催化剂）ROH+NH3R2NH+2H2O脂肪腈法（Cu-Cr催化剂）RNHR2NH+NH3卤代烷法RX＋NH3

R2NH高级叔胺的制取伯胺与环氧乙烷或环氧丙烷反应

230℃CH2CH2OHRNH2+2CH2-CH2RN

OCH2CH2OH(CH2CH2O)pH

RN

(CH2CH2O)qH分子中随聚氧乙烯含量的增加，产物的非离子性质也增加（阳离子非离子化）脂肪酸与低级胺反应SoromineA型非对称高级叔胺的制备通常有一个C8以上的长碳链和两个短碳链（如甲基、乙基等组成）

R’R—N长链碳的来源有：R”RCl

、RCH=CH2、

RCN、

RNH2

、ROH短链碳的来源有：

(CH3)2NH、2HCHO、2HCOOH

主要用于柔软剂、纤维整理剂、也可用作杀菌剂、皮革增色剂、印染助剂等合成路线RCl+NH(CH3)2RN(CH3)2

＋NaCl+H2ORCH=CH2+HBr…RCH2CH2N(CH3)2

RCN+(CH3)2NH+2H2

RCH2N(CH3)2+NH3RNH2+2HCHO+2HCOOH

RN(CH3)2+2CO2+H2O（经典方法）RNH2+2HCHO+2H2RN(CH3)2+2H2OROH+HN(CH3)2RN(CH3)2+2H2O其中第二条路线（α烯烃为原料）成本低。季胺盐型阳离子表面活性剂分子结构季胺盐型阳离子表面活性剂特点NH4+

的4个氢均被有机基团取代，形成R1R2NR3R4结构。与胺盐的区别：它是强碱，无论在酸性和碱性溶液中均能溶解，并离解为带正电的脂肪链阳离子。而胺盐为弱碱盐，在碱性条件下：R1R2R3N.HCl+NaOHR1R2R3N+NaCl+H2O制备工艺低级叔胺与卤代烷反应烷基化剂匀染剂PC与胶片抗静电剂PC其它阳离子表面活性剂双季胺盐型鎓盐型两性表面活性剂

特征：能给出和接收质子当PH低于等电点时，多呈阳离子性；当PH高于等电点时，多呈阴离子性；按酸性基和碱性基分类等电点区氨基酸型两性离子表面活性剂C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3NaOH

C12H25NHCH2CH2COOCH3C12H25NHCH2CH2COONa+CH3OH当十二胺与丙烯酸甲酯的比例为1：2，可得二羧酸CH2CH2COOHR—NCH2CH2COOH甜菜碱型两性离子表面活性剂甜菜碱（最初从植物甜菜中分离而得）结构：甜菜碱型两性离子表面活性剂：甜菜碱中甲基被长链烷基取代后的产物。特点在任何PH值下多能溶于水，既使在等电点下也不会发生沉淀；不会因温度升高而混浊；水溶液的渗透性好、泡沫性强、去污力好分散性好成本高十二烷基二甲基甜菜碱然后再与NaOH作用，生成烷基甜菜碱其它类型脂肪酸甘油酯的制备非离子表面活性剂特点离子型在水溶液中离解，离解后可能与其它电离物质反应而沉淀。非离子型在水溶液中不会电离，不