阴离子表面活性剂

1、第四章阴络离子界面激活剂、 4.1阴络离子界面激活剂概要4.2烷基苯硫酸盐4.3 -烯烃磺酸盐4.4烷基磺酸盐4.5琥珀酸酯类化合物磺酸盐4.6高级脂肪族酰胺磺酸盐4.7其他类型阴络离子界面激活剂概要4.1.1阴络离子界面激活剂分类4.1.2磺酸基的导入方法， 4.1阴络离子界面激活剂简介、阴络离子界面激活剂是界面激活剂中发展历史最长、产量最大、品种最多的一种产品，价格低廉、性能优越、用途广泛的这类界面激活剂，主要用作洗衣粉、润湿剂、起泡剂、乳化剂等。 4.1.1根据阴络离子界面激活剂的分类、硬脂精酸纳金属钍、N-甲基酰胺羧酸盐、雷米本a、羧酸盐型(COOM )、亲水化学基结构，阴络离子界面激

2、活剂主要是羧酸盐型、磺酸盐型、 分为硫酸酯类化合物盐型和磷酸酯类化合物的R-OSO3Na RO(CH2CH2O)nSO3Na脂肪醇硫酸纳金属钍脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸纳金属钍，单酯类化合物，二乙酸，磺酸盐型(SO3Na )，RSO3Na R-CH=CHCH2SO3Na， 4.1.2磺酸化学基的导入方法磺酸化学基的导入方法可以分为直接导入法和间接导入法通过直接导入法：磺酸化反应直接导入磺酸化学基的方法间接导入法：由于使用具有磺酸化学基的原料，通过磺酸化反应以外的反应导入磺酸化学基的方法。4.2烷基苯硫酸盐、4.2.1烷基苯磺酸钠的结构与性能的关系4.2.2烷基芳香烃的生产4.2.4烷基苯硫酸后处理4

3、.2.5烷基苯硫酸盐的应用， 烷基芳香族磺酸盐型阴络离子界面激活剂中，使用最广泛的是烷基苯磺酸钠为目前产量最多的阴络离子界面激活剂之一，其结构通式为，通常烷基取代化学基的碳数n为1218，该界面激活剂的亲油性化学基为烷基苯，分子链细长，链长1320埃烷基苯磺酸钠系界面激活剂主要在两种产品的烷基化学基上有分支，通常用ABS表示，也称为分支ABS或硬ABS，这种界面激活剂难以生物降解，环境污染严重，有一定的公害，目前许多品种被禁止使用和生产。 直链烷基苯磺酸盐用LAS表示，也被称为直链ABS和软ABS，这些个的产品容易生物分解，不会引起公害。 在我国，现在基本上是直链烷基苯磺酸盐，4.2.1烷基苯

4、磺酸钠的结构和性能的关系，、表-1烷基苯磺酸钠主要品种的置换化学基和缩写被生产和使用着， 在烷基取代化学基的碳原子数相对于直链烷基苯磺酸纳米金属钍越少，烷基链越短，疏水性越差的图-1直链烷基苯磺酸纳米金属钍的溶解度、4.2.1.1溶解度、烷基链中具有支链的界面激活剂的表面张力普遍低的相同浓度下，十四烷基苯磺酸纳米金属钍溶液的表面张力最低，然后是癸基苯磺酸、图-2直链烷基苯磺酸纳米金属钍表面张力、图-32位分支烷基苯磺酸钠的表面张力、图-4十二烷基苯磺酸钠同分异构体的表面张力、直链烷基苯磺酸纳米金属钍的烷基碳数增加、界面激活剂的湿润力降低， 具有图-5直链烷基苯十四烷基化学基的直链烷基苯磺酸纳米

5、金属钍，发泡性能最高，泡沫高度最高，其次，十二烷基苯磺酸钠和十八烷基苯硫酸纳米金属钍在水中的溶解度低，起泡性差，具有正十二烷基化学基的界面激活剂洗净力最高， 图4-7直链烷基苯磺酸纳米金属钍的洗净力、图4-8十二烷基苯磺酸钠同分异构体的洗净力、4.2.1.5洗净力、4.2.2烷基芳烃生产烷基芳烃是制造烷基苯硫酸盐阴络离子界面激活剂的主要原料， 傅里叶烷基化反应其反应历史为亲电取代反应烷基化试剂：主要是烯烃或卤代烷基等催化剂：主要是质子酸催化剂和刘易斯酸催化剂， 4.2.2.1以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯，变换成亲电子质点，以质子酸为催化剂：以RCHCH2 H RCHCH3三碱式氯化铝为催化

6、剂： hclalcl3HCl-ALCL 3r chch2HCl-ALCL 3r chch 3a LCL 4，求电子质点攻击苯环形成-络合物，然后脱离质子以最终生成物为质子的反应条件及影响因素的产品材料的配合：以三碱式氯化铝为催化剂时，苯与烯烃的物质的量比一般在以氟化氢为催化剂时， 两者物质的量比达到1033601反应温度：以氟化氢为催化剂时，通常反应温度控制为3040催化剂使用量：以三碱式氯化铝为催化剂时使用量为0.1mol/mol以下的烯烃如果以氟化氢为催化剂， 氟化氢反应压力的影响多为：通常为液相反应，压力影响小，烷基化反应的主要反应设备为两个串联式反应器，根据生产能力的不同，反应器的塔径

7、、塔高和塔数不同， 一般来说，第二反应塔比第一反应塔小，图4-9以烯烃为烷基化试剂制造直链烷基苯的工艺流程图，以4.2.2.2氯烷基为烷基化试剂、以三碱式氯化铝为催化剂合成长链烷基苯的反应过程中的氯元素化烷烃在三碱式氯化铝的作用下极化，将络离子配合物RAlCl4转化成催化剂用量：三碱式氯化铝与氯元素化烷烃的物质量比为0.050.1:1反应压力：将三碱式氯化铝作为催化剂使用时，催化剂没有气化问题，但由于操作的便利性，大多采用微负压下反应， 连续塔式反应装置：与前面的4.2.2.1中介绍的将烯烃作为烷基化试剂生产烷基苯的反应装置类似的制造过程，磺化试剂及其性质磺化剂：硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺

8、酸、氨基磺酸、亚硫酸盐等磺化质点：发烟硫酸： soo 随着磺化反应的进行和水的生成，硫酸浓度降到8085时，磺化质点以H3SO4为主，4.2.3烷基芳烃的磺化、4.2.3.1烷基苯的磺化反应历程、芳烃的磺化反应过程和动力学三氧化硫：纯液使用四氯化碳的主要单体存在的反应速度kArHSO3发烟硫酸：磺化质点主要是SO3反应速度kArHSO3H浓硫酸或浓度8595%硫酸：求电质点主要是H2S2O7反应速度kArHH2S2O7浓度小于85%的硫酸：磺化质点主要是H3SO4 如果是3SO4，则在反应过程：经过-络合物两个阶段的过程的第一阶段，磺化要求电子质点攻击苯环，与之结合生成-络合物，第二阶段，-络

9、合物脱质子形成物，即： 4.2.3.2烷基芳烃磺化的主要影响因素磺化试剂的使用量为三的水的生成显着降低了H3SO4、SO3、H2S2O7等磺化活性质点的浓度，磺化剂活性显着降低酸的浓度降低到一定值时，磺化反应为生成物磺化反应在实际生产中经常使用比理论量高的磺化剂，实际的氧化烃比并不是越高越好，在烷基苯磺化中，实际的氧化烃比与磺化转化率有一定的关系，图4-10的烷基苯磺化反应氧化烃比与转化率的关系曲线表4-2的烷基苯磺化酸烃比(重量比)温度的影响苯环中存在给电子取代化学基的情况下，如果低温对磺酸化学基进入奥尔特位高温有利，则进入残奥位或更稳定的间位，将发烟硫酸作为磺化剂时， 精烷基苯的磺化温度在

10、3540粗烷基苯以4550三氧化硫作为磺化剂时，适宜的反传质的影响烷基苯的磺化反应材料黏性系数大，且随反应深度的增加而急剧提高，对不同工艺方法采用不同的增强传质方法4.2.3.3用发烟硫酸磺化的生产过程中泵式连续磺化的工艺主要设备包括反应泵、冷却器、老化器和循环管等。1-烷基苯高位槽2-发烟硫酸高位槽3-烟酸过滤烟嘴4-磺化反应泵5-冷却器6-线圈式老化器7-油分离器8-混酸贮槽， 图4-11烷基苯的泵式连续磺化工艺1-烷基苯贮槽2-烷基苯输送泵3-1号磺化反应器4-2号磺化反应器5-老化器6-加水族箱7-磺酸贮槽8-三氧化硫雾分离器9-三氧化硫过滤烟嘴10-酸滴贮藏安13-磺酸输送泵多釜串联

11、连续磺化工艺：一般采用25个反应釜串联。4.2.3.4三氧化硫化的生产过程、膜式连续磺化工艺、图4-13 -烯烃制AOS的工艺流程、后处理主要有分酸和中和两个工艺、4.2.4烷基苯硫酸的后处理、 分酸的目的：提高烷基化学基的分酸原理是利用硫酸比烷基苯硫酸更容易溶解于水的性质，在磺化产物中加入少量水来降低硫酸与烷基苯硫酸的相容性，由于它们的密度差，其分离温度对分酸的影响会随着温度的升高， 磺酸相与硫酸相密度差逐渐增大，但温度过高，且使烷基苯硫酸制品的色相变浓的分酸过程的适当温度为4060，目的：将烷基苯硫酸转化为烷基苯磺酸钠的过程流程：分批法， 半连续法或连续法碱浓度的影响将这种现象称为“瘤现象

12、”的温度的影响在对体系的黏性系数和流变性有影响的一定温度范围内，溶液黏性系数随温度的上升而降低，但超过某一温度时，又随温度的上升而上升，也就是说存在最佳值，一般应该控制在4050 4.2.4.2中和、4.3.3 -烯烃磺酸盐、4.3.1 -烯烃磺酸盐的性质和特征4.3.2 -烯烃的磺化履历4.3.3 -甲烯基磺酸盐的生产条件、4.3 -烯烃磺酸盐、-烯烃磺酸盐所用原料组成简单复杂，存在许多不同位置的同分异构体，各种磺酸盐的相对数量和同分异构体分布随工艺条件和原料质量的不同而变化。 AOS的主要成分： (1)甲烯基磺酸盐RCH=CH(CH2)nSO3Na 6472% (2)羟基磺酸盐(RCHOH

13、 CH2CH2SO3Na) 2126% (3)二磺酸盐711%。 另一方面，含有18个碳原子的产品的溶解度最低，在图4-14AOS温度和溶解度的关系、4.3.1 -烯烃磺酸盐的性质和特征、4.3.1.1溶解性、4.3.1.2表面张力烃链含有1518个碳原子的情况下在1518的范围内保持高水平碳数16的激活剂的去污力最高，图4-16碳链长度和去污力的关系，图4-17水的硬度对去污力的影响，4.3.1.3去污力，包含1416个碳原子的图4-18阴离子表面激活剂的碳链长度和泡高度的关系，图4-19水的硬度对于发泡力生物降解性高，生物降解速度比直链烷基苯磺酸盐快，而且降解更完整，5天内完全消失不污染的

14、生物降解速度有按照甲烯基磺酸盐、羟基烷基磺酸盐、二磺酸盐的顺序降低的倾向，因此本产品中含有的各成分的比例对生物降解性有很大影响-甲烯基磺酸盐4.3.1.5生物降解性，4.3.1.6毒性，-烯烃磺酸盐的毒性比直链烷基苯磺酸盐低，刺激性小，4.3.2 -烯烃的磺化过程，烯烃的需电子加成反应，图41，3 -磺内酯和1，4 -磺内酯都不溶于水，在工业生产中多用碱水解作用方法转化为羟烷基磺酸，1，3 -磺内酯和1， 4-磺内酯水解作用时主要切断C-O键，双磺内酯：碱条件下水解作用4.3.3 -甲烯基磺酸盐的生产条件主要由磺化和水解作用两个主要反应过程组成，4.3.3.1三氧化硫与-烯烃物质的量比的选择三氧化硫过剩图4-21物质的量与烯烃的转化率、生成物组成和性能的影响相比，由于单磺化生成物在50时出现最大值，在磺化反应过程