表面活性剂的结构,性质及应用.doc

表面活性剂的结构,性质及应用姓名：朱宏宇 学号:510930435摘要：十二烷基三甲基氯化铵耐热、耐光、耐压、耐强酸强碱，它还具有优良的渗透性、乳化性、柔软性、抗静电性和杀菌等性能；十二烷基二甲基甜菜碱本品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，配伍性良好。对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良的去污杀菌、柔软性，抗静电性、耐硬水性和防锈性；四甲基氯化铵易挥发，有刺激性，易吸湿，易溶于甲醇，溶于水和热乙醇，不溶于乙醚和氯仿。加热到230以上分解为三甲胺和氯甲烷。也用于液晶环氧化合物的合成，极谱和波普分析，电子工业等。关键词：十二烷基三甲基氯化铵,十二烷基二甲基甜菜碱,四甲基氯化铵1前言表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。2. 阴离子表面活性剂-十二烷基三甲基氯化铵2.1：十二烷基三甲基氯化铵结构结构：C15H34ClN2.2：十二烷基三甲基氯化铵性质性质：白色结晶至粉末状，熔点237C可溶于水和乙醇。在100C以下稳定，与阳离子、非离子表面活性剂有良好的配伍性。它的化学稳定性良好，耐热、耐光、耐压、耐强酸强碱，它还具有优良的渗透性、乳化性、柔软性、抗静电性和杀菌等性能。2.3：十二烷基三甲基氯化铵用途用途：可用作硝基还原重排法制造对胺基苯酚的转移催化剂；还可利用它的乳化性生产建筑防水涂料乳化剂；护发素乳化剂；化妆品乳化剂；阳离子氯丁胶乳专用乳化剂；油田钻凿深井时，用作抗高温油包水乳化泥浆的乳化剂等，青霉素发酵工艺过程中的蛋白质凝聚剂；亦可用于生产合成纤维抗静电剂、乳胶工业的防粘剂和隔离剂、工农业用杀菌剂等。在血样分析中的作用：十二烷基三甲基氯化铵能溶解红细胞，留下白细胞，在自动化血液分析仪中多用作溶血剂。在油墨中的作用：为提高油墨中主要组分色料和连结料的功能和改善油墨的其他特性，在油墨生产中需加入助剂。助剂的主要成分为表面活性剂，在油墨中加入具有适宜表面活性、润湿、健展性能的表面活性剂，十二烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵可使油墨具有良好的流变性、流平性、转移性、粘附性及使油墨具有良好的涂膜等。在金属萃取剂中的作用：由于季铵盐萃取剂如十二烷基三甲基氯化铵带有正电荷，所以对金属阳离子的萃取不取决于PH值，金属的洗脱也不必调整PH值，可直接用这类萃取剂的选择性差；使用季铵盐萃取剂时，必须在酸性或接近中性的溶液中进行萃取。季铵盐萃取剂常用于硫酸镍处理液中分离钻，铜和锌。此外，季铵盐类和胺类萃取剂还可用于从废催化剂中回收贵金属，稀土元素的分离，铌，锑与铬的分离，无机酸的提纯，从氧化钻的过滤液体中除去铁等。黄金萃取可用三辛基甲2.4.十二烷基三甲基氯化铵制备方法制备方法：一种正十二烷基三甲基氯化铵的合成工艺，其合成工艺分两步：第一步是正十二醇和氯化亚砜（摩尔比为）在催化剂和石油醚存在条件下边加热，边用真空泵将废气抽入碱水中，得正十二烷基氯；第二步是正十二烷基氯和三甲胺在有机极性溶剂和封闭条件下加热反应，得正十二烷基三甲基氯化铵粗制品，将粗制品洗涤、甩干、干燥得其正品，其正品为魄固体，纯度高，本发明工艺简单，高收率、低成本，无环境污染。3两性离子表面活性剂-十二烷基二甲基甜菜碱3.1十二烷基二甲基甜菜碱的名称和分子式别名十二烷基二甲基胺乙内酯 分子式：C12H25-N+(CH3)2CH2COO-32十二烷基二甲基甜菜碱的名称和分子性质性能：两性离子表面活性剂，能与各种类型染料、表面活性剂及化妆品原料配伍，对次氯酸钠稳定，不宜在100以上长时间加热。本品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，配伍性良好。对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良的去污杀菌、柔软性，抗静电性、耐硬水性和防锈性。3.3十二烷基二甲基甜菜碱的制备方法实验室制备方法：将四口烧瓶、温度计、电动搅拌器、冷凝管组装好。称取10.7g（0.050mol）N,N-二甲基十二烷胺，放入四口烧瓶中，再称取5.8g（0.050mol）氯乙酸钠和30ml质量分数50的乙醇溶液，倒入四口烧瓶中，在水浴中加热至6080，并在此温度下回流至反应液变成透明为止。冷却反应液，在搅拌下滴加浓盐酸，直至出现乳状液不再消失为止，放置过夜。第二天，十二烷基二甲基甜菜碱盐酸盐结晶析出，过滤。每次用10mL质量分数50乙醇溶液洗涤两次，粗产品用乙醚：乙醇2：1溶液重结晶，得精制的十二烷基二甲基甜菜碱。3.4十二烷基二甲基甜菜碱的用途用途：无水甜菜碱具有明目、抗脂肪肝、保护肾脏，治疗动脉粥样硬化等心血管疾病等作用，用于保健食品。 无水甜菜碱在食品行业因其口味适中、无色在食品、饮料中有广泛用途。 无水甜菜碱用于减肥、美容食品。 甜菜碱用作日用化工产品的添加剂 甜菜碱还在发酵生产VB，2的过程中用作基础配料 无水甜菜碱对VA、VB的稳定性有保护作用，提高了使用效果。本品有优良的发泡能力，能使毛发柔软，适用于配制香波、泡沫浴、敏感皮肤制剂、儿童清洁剂等。因耐水性好，用于制备硬水洗涤剂。还可作为杀菌剂，用于杀灭包括结核菌在内的多种细菌，用作纤维、织物柔软剂和抗静电剂、钙皂分散剂、杀菌消毒洗涤剂及橡胶工业的凝胶乳化剂、兔羊毛缩绒剂、灭火泡沫剂等，亦是农药草甘膦的增效剂。也用于生产染色助剂、防锈剂、金属表面加工助剂。4两性离子表面活性剂-四甲基氯化铵4.1阴，阳离子表面活性剂四甲基氯化铵分子式和性质分子式：(CH3)4NCl别名 氯化四甲基铵 性质白色结晶。易挥发。易吸湿。于230以上分解为三甲胺和氯甲烷。易溶于甲醇，溶于水和热乙醇，不溶于乙醚和氯仿。有毒，半数致死量(小鼠，腹腔)25mg/kg。有刺激性。相对密度d4201.169。4.2阴，阳离子表面活性剂四甲基氯化铵结构结构： 4.3阴，阳离子表面活性剂四甲基氯化铵用途用途：四甲基氯化铵是有机合成中相转移催化剂，催化活性强于三苯基磷和三乙胺，室温下为白色结晶粉末，易挥发，有刺激性，易吸湿，易溶于甲醇，溶于水和热乙醇，不溶于乙醚和氯仿。加热到230以上分解为三甲胺和氯甲烷。也用于液晶环氧化合物的合成，极谱和波普分析，电子工业等。四甲基氢氧化铵是一种有机碱，在工业科研领域有着极为广泛的用途。在国内主要被用作有机硅系列产品，如硅油、硅橡胶、硅树脂等合成中的主要催化剂，虽然用量不大，但对于产品的收率和质量影响很大。在国外主要用于聚酯类聚合物、纺织、塑料制品、食品、皮革、木材加工、电镀、微生物等。现在四甲基氢氧化铵已经进入尖端科技领域，如在电路板的印刷和显微镜片的制造业中，可作为集成电路板的清洗剂和半导体微加工技术中的SiSiO2界面的各向异性腐蚀剂。随着科学技术的发展，这种类型的化学试剂需要量日趋增加，对四甲基氢氧化铵的质量和数量都提出了更高的要求。4.4阴，阳离子表面活性剂四甲基氯化铵制备方法制备方法：电解法制备四甲基氢氧化铵的原理是电解槽阳极室中的四甲基氯化铵水溶液在电场力的作用下，溶液中的氯离子向阳极方向迁移直至在阳极上放电而析出氯气。同时，由于离子膜的选择透过性，氯离子无法扩散透过离子交换膜，只有四甲铵离子才能选择透过而进入阴极室，并富集于其中。电解槽阴极室中水分子在阴极上分解为氢气和氢氧根离子。后者恰好同由阳极室迁移来的四甲铵离子结合成四甲基氢氧化铵。随着通电量的增加而四甲基氢氧化铵浓度不断提高，最终达到预期的粗品浓度。阳极电化学反应为：(CH3)4NCl(CH3)4N+Cl 2Cl 2eCl2阴极电化学反应为：H2OH+ + OH (CH3)4N+OH(CH3)4NOH 2H+2eH2总反应为：2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2+Cl2电解法中产生的氢气放空，生成的氯气用碱液吸收生成次氯酸钠，次氯酸钠是漂白粉的主要原料。因此该方法制备四甲基氢氧化铵方法简单、纯度高、无环境污染。参考文献：1丁振军，方银军，高慧等阴离子非离子表面活性剂协同效应研究日用化学工业，2007，37(3)：1451492徐寿昌. 有机化学. 北京: 高等教育出版社, 1992.3 Nalco Chemical Company. Preparat ion of diallyl dimethyl ammonium chloride.US 4151202, 1979.4贾朝霞, 郑焰. 阳离子单体DEDAAC 的新法合成研究. 西南石油学院学报, 1999. 21( 3) : 60- 61, 65.5阎醒. 二甲基二烯丙基氯化铵的聚合与交联. 油田化学,1992, 9( 3) : 259- 261. 6 齐鲁石化研究院, 二甲基丙烯基氯化铵制备方法.CN1051169A, 1990.7 博晓奇；AES生产中曲几个技术问题初撵，日用化学工业 ， 轻工都科学技术情报研究所，1989，68 中直洗协表面活性科委虽台：表面活性剂讲卫1987，109 唐培鸷： 中间体化学及工艺学，化学工业出版社19810Bikard YWeibel J M，Sirlin CP