表面活性剂--学习.pptx-淘文阁

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1、1表面活性剂基本概念F 界面与表面界面与表面界面界面界面界面就是指物质相与相的分界面。就是指物质相与相的分界面。就是指物质相与相的分界面。就是指物质相与相的分界面。是指两相接触的约是指两相接触的约是指两相接触的约是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区。若其中几个分子厚度的过渡区。若其中几个分子厚度的过渡区。若其中几个分子厚度的过渡区。若其中一相为气体一相为气体一相为气体一相为气体，这种界，这种界，这种界，这种界面通常称为面通常称为面通常称为面通常称为表面表面表面表面。即液相或固相与气相的界面称为表。即液相或固相与气相的界面称为表。即液相或固相与气相的界面称为表。即液相或固相与气相的界面称为表面。

2、面。面。面。常见的界面有：气常见的界面有：气-液界面，气液界面，气-固界面，液固界面，液-液界面，液液界面，液-固界面，固固界面，固-固界面。固界面。第1页/共87页2通俗地讲，表面张力就是使液体表面尽量缩小的力，单位是mN.m-1，即达因/厘米（dyn/cm）。最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。如图所示。液体内部分子所受的力液体内部分子所受的力可以彼此抵消，但表面可以彼此抵消，但表面分子受到液相分子的拉分子受到液相分子的拉力大，受到气相分子的力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度拉力小（因为气相密度低），所以低），所以表面分子受表面分子受到被拉入液相的作用力到被拉入液相的作用力F 表面

3、张力表面张力 g g第2页/共87页31 1、表面张力随其溶质浓度的增加略有表面张力随其溶质浓度的增加略有上升，且往往近于直线上升，且往往近于直线(曲线曲线A)A)2 2、表面张力随溶质浓度增加而逐渐下、表面张力随溶质浓度增加而逐渐下降，在浓度很稀时，下降较快，随降，在浓度很稀时，下降较快，随浓度增加下降变慢浓度增加下降变慢(曲线曲线B)B)。3 3、在溶液浓度稀时，溶液的表面张力在溶液浓度稀时，溶液的表面张力随溶质浓度的增加急剧下降，当溶随溶质浓度的增加急剧下降，当溶液的浓度增加到一定值后，溶液的液的浓度增加到一定值后，溶液的表面张力就不再下降了表面张力就不再下降了(曲线曲线C)C)。水溶液

4、的表面张力与溶质水溶液的表面张力与溶质浓度的几种典型关系浓度的几种典型关系实验发现：水溶液的表面张力随溶质浓度的变化可分为三种类型。第3页/共87页4n加入少量就能使水的表面张力大幅度地降低，从而明加入少量就能使水的表面张力大幅度地降低，从而明显改变体系的界面性质和状态的化合物显改变体系的界面性质和状态的化合物表面活性表面活性剂。剂。如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。等。最早的表面活性剂最早的表面活性剂肥皂肥皂n例如例如2020CCCC时时，纯水的表面张力，纯水的表面张力为为72.75mN/m72.75mN/m，加入，加入 0.1%0.1%

5、的脂肪酸钠，的脂肪酸钠，即降为即降为25252525mN/mmN/m。n一般说来，一般说来，在常温下在常温下0.1%0.1%的的溶液能使水溶液能使水的表面张力下的表面张力下降到约降到约30mN/m30mN/m的话，则可认为该物质具有良好的表的话，则可认为该物质具有良好的表面活性。面活性。F 表面活性剂的定义表面活性剂的定义第4页/共87页5 表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自行结合形成分子有序组合体，从而在各种重要过程，如润湿、铺展、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤中发挥直接作用，还可起平滑、抗静电、匀染与固色、润滑、防锈、疏水、杀菌和凝集等间接作用。由于用量小而又能起到显著效果，表面活性剂又被

6、称为“工业味精”。F 表面活性剂的作用表面活性剂的作用第5页/共87页6一、一、表面活性剂的结构与特点表面活性剂的结构与特点l l结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：具有具有“两亲两亲两亲两亲”结构。由结构。由亲油基亲油基即疏水亲油即疏水亲油的非极性基团（一般为长烃链），的非极性基团（一般为长烃链），亲水基亲水基即亲水疏油的即亲水疏油的极性基（如羟基、磺酸基、羧基、氨基等）组成。极性基（如羟基、磺酸基、羧基、氨基等）组成。l l双亲结构使表面活性剂在溶液是形成界面吸附、界面定向、双亲结构使表面活性剂在溶液是形成界面吸附、界面定向、生成胶束，具有溶解性和多功能性。生成胶束，具有溶解性和多功能

7、性。非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂脂肪醇硫酸钠脂肪醇硫酸钠第6页/共87页7 最常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂；二、表面活性剂的分类二、表面活性剂的分类按按亲亲水水基基团团是是否否带带电电分分离子型离子型非离子型非离子型阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型两性离子型两性离子型按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和和油溶性表面活性剂；表面活性剂；按分子量分类，分为按分子量分类，分为高分子表面活性

8、剂（表面活性剂（MM大于大于10104）；）；中分子量表面活性剂（表面活性剂（MM：1010310104 ）；）；低分子量表面活性剂（表面活性剂（MM：10102l0l03）。）。第7页/共87页8n n亲水基一端为阴离子亲水基一端为阴离子，其水溶液一般为碱性或中性。，其水溶液一般为碱性或中性。它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重（约（约40%40%）。）。1、阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸钠阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐第8页/共87页9 亲水基一端是阳离子，故常称，故常

10、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（多为氧乙烯基CH2CH2O-）组成。第11页/共87页第二节表面活性剂在溶液中的性质近于饱和时的状态一一.在界面的吸附在界面的吸附浓度很稀时的状态浓度足够时，表面活性剂在溶液表面定向形成吸附膜。排列成单分子层。非极性憎水基的部分越大，憎水性越强，表面活性剂分子就越聚集于表面，其表面活性就越强。第12页/共87页13二二.形成胶束形成胶束当表面活性剂溶质在溶剂中

11、的浓度达到一定时，会产生当表面活性剂溶质在溶剂中的浓度达到一定时，会产生聚集而生成聚集而生成胶束胶束，这种浓度的极限值称为临界胶束浓度，这种浓度的极限值称为临界胶束浓度(critica1 mic1e concentration(critica1 mic1e concentration，简称，简称cmc)cmc)。胶束：胶束：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，其疏水部当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水，几十个或更多分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水，几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束

12、。胶束胶束第13页/共87页14形成的胶束可呈现球状、棒状或层状等多种形状。形成的胶束可呈现球状、棒状或层状等多种形状。球状球状球状球状棒状棒状棒状棒状层状层状层状层状第14页/共87页15三三.润湿润湿固体表面与液体接触时，原来的固固体表面与液体接触时，原来的固-气界面消失，固体表面上气界面消失，固体表面上的气体被液体取代，形成新的固的气体被液体取代，形成新的固-液界面。这种现象称为润湿。液界面。这种现象称为润湿。接触角：平衡时，在气，液，固三相交界处，气接触角：平衡时，在气，液，固三相交界处，气-液界面和液界面和固固-液界面之间液界面之间的夹角称为接触角。的夹角称为接触角。(图中角图中

13、角 )90，润湿。=0，完全润湿（铺展）；90，不润湿。=180，完全不能润湿。第15页/共87页16 接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算：1 1、若s-gs-g90，固体不为液体所润湿。如荷叶，石蜡上的水珠。2 2、若s-gs-gl-sl-s，则90，且l-gl-g越小，也越小，固体易为液体所润湿。如肥皂水。应用举例：如喷洒农药到带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂；涂料中使用表面活性剂为润湿剂。如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90。第16页/共87页17分散是指固体粒子分散在液体中，按粒子的大小不同，可分为胶体分散和粗分散。分散体系处于不稳定状态，

14、容易聚集形成沉淀。四.分散作用作为分散剂的表面活性剂能促使固体微粒均匀稳定地分散在液体中。应用：如使颜料分散在涂料或印刷油墨之中。原理：分散剂可降低界面能，同时使固体外层形成一层吸附膜而较难凝聚。固液分散体系中的固体微粒有自动聚结缩小界面积从而降低界面能的倾向。第17页/共87页18五.乳化作用一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。乳液形成过程中，两相间界面面积增大，体系界面能随之增大。故体系总是寻求减少界面面积，从而降低界面能，最终发生破乳、分层。加入乳化剂，在降低界面能的同时，还在界面定向吸附而形成一层保护膜，防止碰撞的液滴彼此合

15、并。同时由于形成表面双电层，因电的相斥作用而防止了凝聚。应用：如“乳液聚合”是高分子工业中的一种重要生产方法；化妆品工业中制取膏霜，食品的乳化等。第18页/共87页19F水和油形成的乳状液，根据分散情形可分为两种：水和油形成的乳状液，根据分散情形可分为两种：1.1.水包油乳状液水包油乳状液，用O/W表示。内相为油，外相为水，这种乳状液能用水稀释，如牛奶等。2.2.油包水油包水乳状液乳状液，用，用W/O表示。内相为水，外相为油，如油表示。内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。井中喷出的原油。此外，还有水包油包水型此外，还有水包油包水型(W/O/WW/O/W)及油包水包油型及油包水包油型（O/W

16、/OO/W/O)型等复杂型乳状液。型等复杂型乳状液。检验方法：如右图所示，为对O/W乳状液检验的现象。第19页/共87页20六六.起泡和消泡作用起泡和消泡作用l泡沫：泡沫：由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫，即气体分散于液（固）体中的分散体系。可分为液（固）沫，即气体分散于液（固）体中的分散体系。可分为液（固）体泡沫。与前相似，也属热力学不稳定体系。体泡沫。与前相似，也属热力学不稳定体系。加入表面活性剂，一则可降低，有利于泡沫形成。二则表面活性剂可定向形成双分子薄膜加大厚度而增加了泡沫的稳定性。第20页/共87页21 消泡消泡:作为消泡剂

17、消泡剂的表面活性剂，在液面上能挤走起泡分子，所形成的液膜强度很差，降低了液膜的稳定性。消泡剂消泡剂应极易吸附于液面，且排列疏松。故其分子多为枝形结构。如异辛醇、豆油、蓖麻油和硅油等。起泡剂的应用：用于矿物浮选、泡沫灭火和洗涤去污等。消泡剂的应用：消泡剂的应用：在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。此外，用作涂料、胶粘剂的助剂等。第21页/共87页22七七.增溶作用增溶作用表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力，且此时溶液呈透明于水的有机物的溶解度显著增大

18、的能力，且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为状，胶束的这种作用称为增溶作用。增溶作用。一般认为胶束内部与液态烃相似，表面活性剂在水溶液中一般认为胶束内部与液态烃相似，表面活性剂在水溶液中达到达到CMCCMC后，一些水不溶性或微溶性的有机物可后，一些水不溶性或微溶性的有机物可进入胶束进入胶束内部内部而使溶解度显著增加，形成透明胶体溶液。而使溶解度显著增加，形成透明胶体溶液。例如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加。w一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提高浓度。增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中

19、，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。第22页/共87页23八八.浮选浮选 “浮选（浮选（flotationflotation）”一词，是漂浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的一词，是漂浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法。不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法。浮选时要加入两种表面活性剂：浮选时要加入两种表面活性剂：1.1.能产生大量气泡的的表面活性剂能产生大量气泡的的表面活性剂起泡剂起泡剂。2.2.起捕集作用的起捕集作用的阳离子阳离子表面活性剂表面活性剂捕集剂捕集剂。浮浮渣渣或或泡泡沫沫层层样品液样品液气泡气泡烧结板烧结板空气空气

20、搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。捕集剂作用：捕集剂作用：捕集剂作用：捕集剂作用：大多数天然矿物表面是亲水的，易为水所润湿。须大多数天然矿物表面是亲水的，易为水所润湿。须加入加入捕集剂捕集剂使其疏水，才能使矿物微粒附着于气泡而向上飘浮。使其疏水，才能使矿物微粒附着于气泡而向上飘浮。第23页/共87页24第三节表面活性剂物性常数一一.临界胶束浓度及其测定临界胶束浓度及其测定测定临界胶束浓度测定临界胶束浓度最基本的方法是测定表面活性剂溶不最基本的方法是测定表面活性剂溶不同浓度下的表面张力，并作同浓度下的表面张力，并作 -lgc-lgc图来确定

21、。图来确定。另外另外,CMCCMC时，溶液表面张力基本达到最低值，以此为界，时，溶液表面张力基本达到最低值，以此为界，溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗透压、光散射等多溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗透压、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。间的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度的浓度称为临界胶束浓度（CMC）CMC越小，该表面活性剂的活性越大。第24页/共87页25 同系物的碳原子数增加，CMC减小；碳数相同的表面活

22、性剂，支链型比直链型的CMC高；碳氢链的不饱和度增加，CMC增高；碳氢链中有极性基时，CMC增高；碳氢链中有苯环时，CMC降低；离子型表面活性剂的CMC较非离子型的大得多。碳氢链相同时，前者可以是后者的100倍。第25页/共87页26二二.亲水亲油平衡值（HLB）用一个相对的值即用一个相对的值即HLBHLB值来表示表面活性物质的亲水性值来表示表面活性物质的亲水性，HLBHLB越大，则亲水性越强。越大，则亲水性越强。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20|石蜡 W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂|消泡剂|聚乙二醇 O/W乳化剂根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活

23、性剂。例如：HLB值在36之间，可作油包水型的乳化剂；810之间作润湿剂；1218之间作为水包油型乳化剂。HLBHLB(亲水的基团数亲水的基团数)(亲油的基团数亲油的基团数)=7 7+离子型离子型HLBHLB的计算式：的计算式：第26页/共87页27三三.克拉夫脱点克拉夫脱点(Krafft Point)离子型表面活性剂在水中的溶解度在低温时只随温度的升高缓慢地增加。温度升至某一值后，溶解度即迅速增大，此点即所谓的Krafft点（TK）。这一点的浓度其实就是该温度下的CMC。一般而论，TK越高，CMC越小；TK高（低）的表面活性剂亲油（亲水）性好。四四.浊点浊点(C1oud Point)(C1o

24、ud Point)浓度一定的非离子表面活性剂加热至一定温度时，溶液产生浑浊，冷却后又变为透明。该温度称为非离子型表面活非离子型表面活性剂的性剂的“浊点浊点”(C1oudPoint)(C1oudPoint)。产生浊点的原因：含氧基团（如氧乙烯基）与水分子形成的氢键因受热而减弱，溶解度随温度升高而降低，从而产生浊点。第27页/共87页28第四节阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂按其亲水基团的结构可以分为：羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐。阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂RCOONaRCOONa羧酸盐羧酸盐羧酸盐羧酸盐R-OSOR-OSO3 3NaNa 硫酸酯盐硫

25、酸酯盐硫酸酯盐硫酸酯盐R-OPOR-OPO3 3NaNa2 2磷酸酯盐磷酸酯盐磷酸酯盐磷酸酯盐R-SOR-SO3 3NaNa磺酸盐磺酸盐磺酸盐磺酸盐第28页/共87页29制造皂类洗涤剂。皂体坚硬，在块状皂中具有赋形剂和制造皂类洗涤剂。皂体坚硬，在块状皂中具有赋形剂和活性剂的作用。活性剂的作用。硬脂酸钠的应用硬脂酸钠的应用化妆品中作乳化剂（化妆品中作乳化剂（O/WO/W）。如雪花膏、剃须膏、洗发膏）。如雪花膏、剃须膏、洗发膏等的制备中。等的制备中。一一.羧酸盐型阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂硬脂酸钠硬脂酸钠别名硬蜡酸钠，化学简式为别名硬蜡酸钠，化学简式为:C:C1717H H3535C

26、OONaCOONa。脂肪酸的碱（碱土、高价）金属盐、铵盐和有机胺盐统称为脂肪酸盐，化学通式为:RCOOM1/n。第29页/共87页30硬脂酸钠的制备方法主要有以下两种：硬脂酸钠的制备方法主要有以下两种：1.1.油脂水解皂化法油脂水解皂化法以牛、羊等动物油为原料，通过氢氧化钠水解皂化制备。以牛、羊等动物油为原料，通过氢氧化钠水解皂化制备。2.2.硬脂酸直接中和法硬脂酸直接中和法第30页/共87页31二二.磺酸盐型阴离子表面活性剂磺酸盐型阴离子表面活性剂l 十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠LASLAS性状：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。结构：其分子由亲油性烷基基团、离子性的

27、亲水磺酸基团及作为连接手段的亲油性苯环基团三部分构成。理想的理想的LASLAS结构结构:C C1010C C1414的的直链直链烷基，苯环在烷基的第烷基，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。三或第四个碳原子上连接，亲水基为苯环对位单磺酸基团。第31页/共87页32TPSTPS：由丙烯进行齐聚反应得到含较多支链的十二：由丙烯进行齐聚反应得到含较多支链的十二烯烃。成本低廉，具有良好的发泡和洗涤性能，但烯烃。成本低廉，具有良好的发泡和洗涤性能，但因支链多而难生物降解，于因支链多而难生物降解，于19641964年被年被LASLAS所取代。所取代。第32页/共87页33主要

28、用途：主要用途：(1)(1)配制各种类型的液体、粉状、粒状、浆状洗涤剂、擦净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；剂和清洁剂；(2)(2)可用作油井空气钻井起泡剂，软质陶瓷、水泥、石膏用可用作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、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、造纸工业脱墨明胶凝聚剂、铝增亮剂、电镀工业脱脂剂、造纸工业脱墨剂等；剂等；(3)(3)在农业方面，用作防化肥结块剂、杀菌剂和协同杀虫剂。在农业方面，用作防化肥结块剂、杀菌剂和协同杀虫剂。合成方法：合成方法：

29、由十二烯烃和苯发生傅由十二烯烃和苯发生傅克烷基化反应，再进行磺化克烷基化反应，再进行磺化得到苯磺酸，然后用碱中和。得到苯磺酸，然后用碱中和。磺化方法有三种：三氧化硫磺化法；发烟硫酸磺化法；磺化方法有三种：三氧化硫磺化法；发烟硫酸磺化法；氯磺酸磺化法。氯磺酸磺化法。第33页/共87页34三三.硫酸酯盐型阴离子表面活性剂硫酸酯盐型阴离子表面活性剂l通式：通式：ROSOROSO3 3-MM+。制法：制法：ROH+SOROH+SO3 3ROSOROSO3 3H HROSOROSO3 3Na1 1、脂肪醇硫酸酯盐（、脂肪醇硫酸酯盐（FASFAS）l性能性能性能性能 FASFAS较易水解；在硬水中去污力强

30、于较易水解；在硬水中去污力强于LASLAS，起泡力低起泡力低。可用于配制低泡洗涤剂。可用于配制低泡洗涤剂。l 应用应用应用应用配制香波、合成香皂、洗浴用品、牙膏、剃须膏等盥配制香波、合成香皂、洗浴用品、牙膏、剃须膏等盥洗用品。也是洗涤剂、清洗剂的重要组分。洗用品。也是洗涤剂、清洗剂的重要组分。第34页/共87页35 以以月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐为例，其化学式为：为例，其化学式为：C C1212H H2525O(CHO(CH2 2CHCH2 2O)O)3 3OSOOSO3 3NaNa2.2.脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯盐（脂肪醇聚乙烯醚硫酸酯盐（AESAES）l性能：性能：性能：性能：淡黄色至无色黏

31、稠液体。溶解性、起泡性能、抗硬水性能、润湿性能均优于FAS。在碱性介质中稳定，但在酸性介质中容易水解，因此要添加磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂，以防止水解。l通式：通式：RO(CHRO(CH2 2CHCH2 2O)O)n nSOSO33MM在分子结构方面，由于聚环氧乙烷醚基的引入，使其水溶性与LAS等相比明显提高、易于配成透明溶液；不受水硬度的影响，具备了优异的抗钙、镁离子作用的能力。第35页/共87页36l 应用应用应用应用2.2.2.2.是轻（重）垢型洗涤剂，地毯清洗剂等配方中的重要组分，是轻（重）垢型洗涤剂，地毯清洗剂等配方中的重要组分，还可用于无磷洗涤剂的配制。还可用于无磷洗涤剂的配制。1.1

32、.1.1.广泛用于香波、洗浴用品、剃须膏等盥洗用品中。广泛用于香波、洗浴用品、剃须膏等盥洗用品中。目前常用的方法有以下三种。目前常用的方法有以下三种。l 制备制备三氧化硫法三氧化硫法氯磺酸法氯磺酸法氨基磺酸法氨基磺酸法第36页/共87页37四四.磷酸酯型阴离子表面活性剂磷酸酯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、金属加工等工业部门。磷酸双脂磷酸单酯烷基磷酸酯盐：烷基醚磷酸酯盐：烷基醚磷酸酯盐：单烷基醚磷酸酯钠盐单烷基醚磷酸酯钠盐双烷基醚磷酸酯钠盐双烷基醚磷酸酯钠盐l以月桂醇聚环氧乙烷醚磷酸钠以月桂醇聚环氧乙烷醚磷酸钠（AEPSAEPS）为

33、例为例第37页/共87页38补充：补充：表面活性剂的生物降解表面活性剂的生物降解指表面活性剂在环境因素的作用下结构发生变化，从对环指表面活性剂在环境因素的作用下结构发生变化，从对环境有害的表面活性剂分子逐步转化成对环境无害的小分子如境有害的表面活性剂分子逐步转化成对环境无害的小分子如COCO2 2、NHNH3 3、H H2 2OO等。等。A 降解步骤降解步骤初初级级降降解解母母体体结结构构消消失失，特特性性发发生生变变化化。次次级级降降解解降降解解得得到到的的产产物物不不再再导导致致环环境境污污染染。最终降解最终降解完完全全转转化化为为二二氧氧化化碳碳等等小小分分子子。l阴离子表面活性剂结构

34、与生物降解的关系阴离子表面活性剂结构与生物降解的关系（1 1）阴离子表面活性剂的降解速度随磺酸基和烷基链末端）阴离子表面活性剂的降解速度随磺酸基和烷基链末端间的距离的增大而加快，烷基链长在间的距离的增大而加快，烷基链长在C C6 6-C-C1212间最易降解。间最易降解。（2 2）当阴离子表面活性剂的烷基链带有支链，且支链长度当阴离子表面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（如愈接近主链愈难降解（如TPSTPS）。）。第38页/共87页39第五节阳离子表面活性剂l 分类分类阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂R-NHR-NH2 2HClHCl伯胺盐

35、伯胺盐伯胺盐伯胺盐 CHCH3 3|R-NH-HClR-NH-HCl仲胺盐仲胺盐仲胺盐仲胺盐|HH CHCH3 3|R-N-HClR-N-HCl叔胺盐叔胺盐叔胺盐叔胺盐|C CHH3 3 CHCH3 3|R-NR-N+-CH-CH3 3ClCl-季胺盐季胺盐季胺盐季胺盐|CHCH3 3 又称阳性皂。亲水基主要为碱性氨原子，也有磷、硫、碘等原子。大致可分为两类：一类是胺盐型阳离子表面活性剂；另一类则是季铵盐型阳离子表面活性剂。第39页/共87页40第五节阳离子表面活性剂l 分类分类阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂R-NHR-NH2 2HClHCl伯胺盐伯胺盐伯胺

36、盐伯胺盐 CHCH3 3|R-NH-HClR-NH-HCl仲胺盐仲胺盐仲胺盐仲胺盐|HH R1|R-N HX|R2 CHCH3 3|R-NR-N+-CH-CH3 3ClCl-季胺盐季胺盐季胺盐季胺盐|CHCH3 3 又称阳性皂。亲水基主要为碱性氨原子，也有磷、硫、碘等原子。大致可分为两类：一类是胺盐型阳离子表面活性剂；另一类则是季铵盐型阳离子表面活性剂。第40页/共87页41n n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纤维匀染剂、金属缓蚀杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纤维匀染剂、金属缓蚀杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电剂、纤维匀染剂、金属缓蚀杀菌剂、纤维柔软剂、抗静电

37、剂、纤维匀染剂、金属缓蚀剂、织物柔软剂、头发调理剂、防水剂等。剂、织物柔软剂、头发调理剂、防水剂等。剂、织物柔软剂、头发调理剂、防水剂等。剂、织物柔软剂、头发调理剂、防水剂等。日常生活中很少用于洗涤剂（因纤维织物和固体表面一般日常生活中很少用于洗涤剂（因纤维织物和固体表面一般日常生活中很少用于洗涤剂（因纤维织物和固体表面一般日常生活中很少用于洗涤剂（因纤维织物和固体表面一般带负电荷）。带负电荷）。带负电荷）。带负电荷）。n n作用原理：作用原理：作用原理：作用原理：杀菌杀菌杀菌杀菌由于细菌被强力吸附，由于细菌被强力吸附，由于细菌被强力吸附，由于细菌被强力吸附，阻止了细菌的呼吸作用与糖阻止了细菌

38、的呼吸作用与糖阻止了细菌的呼吸作用与糖阻止了细菌的呼吸作用与糖解作用；解作用；解作用；解作用；纤维织物方面纤维织物方面纤维织物方面纤维织物方面吸附于纤维表面形成一定向吸附膜后，中和吸附于纤维表面形成一定向吸附膜后，中和吸附于纤维表面形成一定向吸附膜后，中和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，有较好的纤维表面的负电荷，减少因摩擦产生的自由电子，有较好的纤维表面的负电荷，减少因摩擦产生的自由电子，有较好的纤维表面的负电荷，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，用于纤维抗静电性，还能显著降低纤维表面的静摩擦系数，用

39、于纤维抗静电性，还能显著降低纤维表面的静摩擦系数，用于纤维抗静电性，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。的柔软处理。的柔软处理。的柔软处理。金属缓蚀金属缓蚀金属缓蚀金属缓蚀脂肪胺定向排列在金属表面形成脂肪胺定向排列在金属表面形成脂肪胺定向排列在金属表面形成脂肪胺定向排列在金属表面形成1 1 1 12 2 2 2个分子的保个分子的保个分子的保个分子的保护薄膜，保护金属免受酸的腐蚀。护薄膜，保护金属免受酸的腐蚀。护薄膜，保护金属免受酸的腐蚀。护薄膜，保护金属免受酸的腐蚀。第41页/共87页42一、胺盐型、季铵盐型一、胺盐型、季铵盐型一、胺盐型、季铵盐型一、胺盐型、季铵盐型n n

40、胺盐型胺盐型胺盐型胺盐型：包括伯、仲、叔胺盐。通式为：包括伯、仲、叔胺盐。通式为：包括伯、仲、叔胺盐。通式为：包括伯、仲、叔胺盐。通式为n n性能比较：季胺盐型可溶于碱性介质，而胺盐型则会游离成性能比较：季胺盐型可溶于碱性介质，而胺盐型则会游离成原来的不溶胺而析出。原来的不溶胺而析出。n n季铵盐季铵盐季铵盐季铵盐通式为通式为通式为通式为用途：金属缓蚀剂、浮选工艺中的捕集剂等。制备：伯、仲、叔胺与酸反应制得伯、仲、叔胺与酸反应制得伯、仲、叔胺与酸反应制得伯、仲、叔胺与酸反应制得用途：织物柔软剂、抗静电剂、消毒杀菌剂、杀藻剂，在化学反应中作相转移催化剂等。制备：一般由叔胺与烷基化试剂作用制得 R

41、1|R-N HX|R2 R1|R-N+-CH3 Cl-|R2第42页/共87页43指表面活性剂分子中含有除碳原子以外，还具有其它指表面活性剂分子中含有除碳原子以外，还具有其它指表面活性剂分子中含有除碳原子以外，还具有其它指表面活性剂分子中含有除碳原子以外，还具有其它原子且呈环状结构的化合物。原子且呈环状结构的化合物。原子且呈环状结构的化合物。原子且呈环状结构的化合物。主要的杂环阳离子表面活性有咪唑啉型、吡啶季铵盐型等。主要的杂环阳离子表面活性有咪唑啉型、吡啶季铵盐型等。主要的杂环阳离子表面活性有咪唑啉型、吡啶季铵盐型等。主要的杂环阳离子表面活性有咪唑啉型、吡啶季铵盐型等。二、二、二、二、杂环类

42、阳离子表面活性剂杂环类阳离子表面活性剂杂环类阳离子表面活性剂杂环类阳离子表面活性剂三、胺氧化物三、胺氧化物三、胺氧化物三、胺氧化物一一一一般般般般结结结结构构构构为为为为：R(CHR(CHR(CHR(CH3 3 3 3)2 2 2 2N N N NO O O O，由由由由脂脂脂脂肪肪肪肪叔叔叔叔胺胺胺胺经经经经双双双双氧氧氧氧水水水水氧氧氧氧化化化化制制制制得得得得。在在在在酸酸酸酸性性性性介介介介质质质质中中中中为为为为阳阳阳阳离离离离子子子子，在在在在中中中中（碱碱碱碱）性性性性介介介介质质质质中中中中则则则则为为为为非非非非离离离离子型。子型。子型。子型。用途：重垢洗涤剂、抑菌剂等用途

43、：重垢洗涤剂、抑菌剂等用途：重垢洗涤剂、抑菌剂等用途：重垢洗涤剂、抑菌剂等用途：织物柔软剂、抗静电剂、防锈剂等用途：织物柔软剂、抗静电剂、防锈剂等第43页/共87页441 1 1 1、一般认为阳离子表面活性剂需要在有氧条件下进行降解，一般认为阳离子表面活性剂需要在有氧条件下进行降解，一般认为阳离子表面活性剂需要在有氧条件下进行降解，一般认为阳离子表面活性剂需要在有氧条件下进行降解，且能力较弱，甚至还会抑制其他有机物的降解。且能力较弱，甚至还会抑制其他有机物的降解。且能力较弱，甚至还会抑制其他有机物的降解。且能力较弱，甚至还会抑制其他有机物的降解。2 2 2 2、阳离子表面活性剂与其他类型的表面

44、性剂复配后，不仅阳离子表面活性剂与其他类型的表面性剂复配后，不仅阳离子表面活性剂与其他类型的表面性剂复配后，不仅阳离子表面活性剂与其他类型的表面性剂复配后，不仅不会出现抑制降解的现象，反而两者都易降解。不会出现抑制降解的现象，反而两者都易降解。不会出现抑制降解的现象，反而两者都易降解。不会出现抑制降解的现象，反而两者都易降解。l阳离子表面活性剂的生物降解阳离子表面活性剂的生物降解注意事项不能与肥皂等阴离子表面活性剂共用，会产生沉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

45、盐、蛋白质、生生作用而失效；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。物碱等也会发生作用而失效。第44页/共87页45第六节两性表面活性剂一、两性离子型表面活性剂的特点一、两性离子型表面活性剂的特点 1、结构一般为：RA+B-，即在分子一端同时存在酸性基和碱性基。性能性能性能性能1 12 23 34 45 56 67 78 8对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性有一定的杀菌性和抑霉性有一定的杀菌性和抑霉性有一定的杀菌性和抑霉性有一定的杀菌性和抑霉性有良好的乳化性和分散有良好的乳

46、化性和分散有良好的乳化性和分散有良好的乳化性和分散性性性性与其它类型表面活性剂有与其它类型表面活性剂有与其它类型表面活性剂有与其它类型表面活性剂有良好的配伍性，会产生协良好的配伍性，会产生协良好的配伍性，会产生协良好的配伍性，会产生协同增效效应同增效效应同增效效应同增效效应很好的润湿性很好的润湿性很好的润湿性很好的润湿性和发泡性和发泡性和发泡性和发泡性低毒性和对皮肤、眼低毒性和对皮肤、眼低毒性和对皮肤、眼低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性睛的低刺激性睛的低刺激性睛的低刺激性极好的耐硬水性极好的耐硬水性极好的耐硬水性极好的耐硬水性良好的生物降解性良好的生物降解性良好的生物降解性良好的生物降解性2、性

47、能第45页/共87页463 3、两性表面活性剂的等电点在在pHpH4 4（pHpH4 4）的溶液中，呈现出阳（阴）离子表面活）的溶液中，呈现出阳（阴）离子表面活性剂的特征，置于静电场中，将发生移动。性剂的特征，置于静电场中，将发生移动。氨基酸型表面活性剂最大特征在于既能给出质子又能接收质氨基酸型表面活性剂最大特征在于既能给出质子又能接收质子。例如：子。例如：RN+HC2H4COOHRN+H2C2H4COO-RNHC2H4COO-pH 4 pH=4 pH 4 以内盐形式存在的两性表面活性剂将不向任何极移动，以内盐形式存在的两性表面活性剂将不向任何极移动，此时溶液的此时溶液的pHpH值称为等电点

48、（值称为等电点（用用pIpI表示表示）。）。等电点时，溶解度最小，发泡、润湿和洗涤能力也较低等电点时，溶解度最小，发泡、润湿和洗涤能力也较低。第46页/共87页47R-NHCHR-NHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH天然卵磷脂天然卵磷脂分类分类二、二、两性表面活性剂的分类两性表面活性剂的分类氨基酸型氨基酸型甜菜碱型甜菜碱型卵磷脂类卵磷脂类两性咪唑两性咪唑啉啉R-NR-N+(CH(CH3 3)2 2CHCH2 2COOCOO-第47页/共87页481、咪唑啉型在两性表面活性剂中产量最大，应用最广。其无毒、无刺激、生物降解性极好。常作织物柔软剂、抗静电剂、抗菌剂等。2、氨基酸型在碱液中

49、呈阴离子性质，起泡性好、去污力亦强；在在酸液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。主要用于杀菌剂、去臭剂、纺织匀染剂等。3、甜菜碱型在水中有较好的溶解度，即使在等电点其溶解度也不明显降低。主要用于织物柔软剂、抗静电剂、杀菌剂等。R-NHCHR-NHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH第48页/共87页49第七节非离子表面活性剂l一、非离子表面活性剂的性质一、非离子表面活性剂的性质1.1.亲水基为一定数量的含氧基团亲水基为一定数量的含氧基团(常为醚基和羟基常为醚基和羟基)，稳定，稳定性高，不易受强电解质盐类的影响，也不易受性高，不易受强电解质盐类的影响，也不易受pHpH值的影响，值的影响，与

50、其他类型表面活性剂相容性好。与其他类型表面活性剂相容性好。2.2.生物降解能力与碳链长度、支链及生物降解能力与碳链长度、支链及EOEO(亲水单元亲水单元)、POPO(疏疏水单元水单元)单元数等有关。碳链越长、支链越多则越难降解，单元数等有关。碳链越长、支链越多则越难降解，存在酚基时较难降解，存在酚基时较难降解，POPO、EOEO单元数越多越难降解。单元数越多越难降解。3.3.毒性、溶血作用较小，能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）4.4.去除油性污垢的能力很强，且具有防止污垢再沉积的能力。去除油性污垢的能力很强，且具有防止污垢再沉积的能力。其临界胶束浓度也比离子型表面活性剂低一到二

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