CMLS-9 化学与日用品.doc

化学与现代生活Chemin Modern Life &SocietyDr.Zhou L洗涤与清洁用品l 洗涤原理表面活性剂的清洁机理l 家用洗涤用品 皂类 洗衣粉及洗衣液 厨房清洁剂 洁厕剂柔软剂衣领净餐具清洗剂表面活性剂Surface active agent (SAA)l 定义某些物质当它们以低浓度存在于一体系时，可 被吸附在该体系的表面（界面）上，使这些表 面的表面自由能发生明显降低的现象，这些物 质被称为表面活性剂。表面活性剂Surface active agent (SAA)l表面张力物质总是力图保持最小的 表面，这样能量最低。 增 加单位面积的表面所需要 的能量叫表面张力（）20：水汞辛烷（J/m2）0.073 0.480.022（J/m2）无机盐 乙醇，乙酸等表面活性剂浓度表面活性剂Surface active agent (SAA)l 结构特点：两亲分子由亲水性基团和 憎(疏)水性基团所组成。非极性憎水基团一般是8到18碳的直链烃。吸附 在水表面时采用极性基团向着水，非极性基团脱 离水的表面定向。这种排列，使表面上不饱和的 力场得到某种程度上的平衡，从而降低了表面张 力（或界面张力）。H3C亲水基CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OCCH2疏水基ONa物以类聚表面活性剂的作用v （1） 润湿作用（wetting action)用作润湿剂、渗透剂。v （2） 乳化作用（emulsification）、分散作用（dispersed action）、增溶作用（solubilization)用作乳化剂、分散剂、增溶剂。v （3） 发泡作用（foaming action)、消泡作用 用作起泡剂、消泡剂。v （4） 洗涤作用（washing action)用作洗涤剂。污垢的种类l 液体：动植物油、矿物油、液态有机物l 固体：带正、负电的细小微粒l 特殊：蛋白质、糖、淀粉、人体分泌物等洗涤作用表面活性剂Surface active agent (SAA)l在日用化工、纺织、石油（增加采收率），食品 加工，材料加工(金属,陶瓷,塑料,橡胶,化纤等)农业， 医药等广泛应用，被誉为“工业味精”。l表面活性剂品种：有一万多种，(市场上可获得的约3500种)l产销量： 全世界产量约900万t/年(不包括肥皂)市场销售额约100亿美元/年 年增长率平均4%-5%表面活性剂的分类根据它们在水溶液中电离出的表面活性离 子所带电荷的不同，分为l 阴离子型l 阳离子型l 两性离子型l 非离子型l 混合型阴离子型表面活性剂l 优点：泡沫丰富，去污力强，价廉l 缺点：酸性条件下活性差，硬水中性能欠佳l 品种：v1. 脂肪酸钠（RCOONa）v2. 脂肪醇硫酸钠（C12H25OSO3Na）v3. 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（ C12H25OSO3 (CH2CH2O)nNa）v4. 烷基苯磺酸钠（R SO3Na）阳离子型表面活性剂l 优点：杀菌力强，抗静电，可用于柔软、灭菌l 缺点：去污力差，甚至起反作用，价高l 品种：v1. 烷基三甲基氯化铵（1231、1631、1831）v2. 十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227，洁尔灭）v3.十二烷基二甲基苄基溴化铵（ 新洁尔灭）两性离子型表面活性剂l 优点：有良好的去污、起泡、乳化能力，在硬水及酸、碱溶液中性能好，抗静电，防腐蚀，有温和的杀菌力，刺激性低l 缺点：价高+l 品种：NNv1. 两性咪唑啉（R CH2CH2OH ）CH2COO-CH3v2. 十二烷基甜菜碱（R+ NCH3CH2COO- ）非离子型表面活性剂l 优点：不受无机盐、硬水、pH影响，使用浓度小，去污力强l 缺点：泡沫少，价略高，升温时溶解度减小l 品种：v1. 二乙醇脂肪酰胺OR C NCH2CH2OHR(CH2CH2O)nHv2. 烷基酚聚氧乙烯醚v3. 脂肪醇聚氧乙烯醚CH2CH2OHv4. 其他R O(CH2CH2O)nH洗涤助剂无机洗涤助剂l 三聚磷酸钠l 硅酸钠l 碳酸钠l 硫酸钠l 过硼酸钠有机洗涤助剂l抗污垢再沉淀剂l荧光增白剂l酶制剂l助溶剂化妆品的历史l公元前3500年的埃及古墓中化妆品，妇女把泥涂在头上做发型，脸颊上敷胭脂，眉毛和眼角上绿色。l丝绸之路把化妆品带到古希腊和罗马帝国。以铅 粉和白垩粉抹皮肤，在眼圈上涂眼圈墨，在面颊 和嘴唇上涂胭脂。l十字军东征以后，欧洲人从中东带回化妆品，面 霜、油彩、染发剂、香水才逐渐流行起来。l20世纪以后，以合成方法制造具有自然效果的化 妆品才成为一门科学。化妆品的作用l 保持人体和毛发的清洁l 调整皮肤、毛发的水分和油分l 在皮肤和头发表面成膜l 提供营养成分、药物或特定功能添加剂l 美容：遮盖缺陷，或赋予色彩与立体感l 赋香化妆品的类型l 皮肤用化妆品 护肤品、彩妆品、治疗皮肤用化妆品l 毛发用化妆品 洗发水、护发素、染发剂、烫发剂l 洁齿用品 牙膏、牙粉、含漱水等l 香水化妆品中常用的化学原料l 油脂和蜡类l 粉类l 香精l 溶剂l 乳化剂l 色素l 防腐剂和抗氧化剂乳液与膏霜Lotion and creaml功能乳液与膏霜类护肤品保持皮肤有适度水分赋予特殊功能 （去痘、祛斑、抗皱、营养、粉底等）l类型水包油 O/W如雪花膏、大部分乳液等 油包水 W/O如冷霜清洁类化妆品Cleansing cosmeticsl 洗面奶 Cleansing milk水、SAA、保湿剂、油分等l 化妆水 Lotion大量水、少量油分、保湿剂、SAAl 洗发水 Shampoo温和SAA、水、柠檬酸（或其他）、香精l 润发素 阳离子SAA、水、抑菌剂、保湿剂、硅油美容化妆品 Cosmetics口红 Lipstick 全油相。口红的成份中，有半 数甘油三酸酯混合物，其余成 份为5-11%红颜料、油、蜡、 酯、羊毛脂、聚合物及少量染 料、香料、防腐剂等，这些成 份可用以保持嘴唇之湿润与柔 软，并带来亮丽的色彩。美容化妆品 Cosmetics眉笔油脂、蜡、颜料l配方举例：石蜡25%；凡士林15%；蜂蜡15%；棕榈蜡4%； 十八醇6%；羊毛脂10%；硬脂 酸三乙醇胺15%；碳黑10%。l棕色眉笔用氧化铁颜料代替碳黑美容化妆品 Cosmetics粉 Perfumed powderl散粉：滑石粉、高岭土、钛 白粉、氧化锌、香精l粉饼：含羊毛脂、液体石蜡、SAA、粘合剂等香水 Perfume香水制造六大步骤lMixing 混合lAging 成熟lChilling 冷藏lFiltration 过滤lColoring 调色lBottling 装瓶l浓缩香水 (Parfume)香精30%,约可维持12小時l浓香水(Eau de Parfume)香精15%,约可维持6小時l香水(Eau de Toilette)香精5%,约可维持4小時l古龙水(Eau de Cologne)香精3%,约可维持2小時塑料、橡胶及合成纤维l 塑料、合成纤维及合成橡胶并称为三大 合成高分子材料l 第一个合成高分子材料酚醛树脂塑料Plastics塑料的种类：l 根据受热后的性质分为热塑型和热固型。l 根据用途分为通用塑料、工程塑料、特种 塑料和增强塑料。l 我们食堂里用的仿瓷餐具是何种塑料？密胺塑料三聚氰胺甲醛塑料l 我们常用的饮料瓶是由什么塑料 制作的？ PET聚对苯二甲酸乙二酯l 泡沫饭盒（“白色污染”）？ 聚苯乙烯合成橡胶 Synthetic rubberl 天然橡胶的组分聚异戊二烯l 橡胶的发现l 橡胶的“硫化”Goodyear合成纤维 Synthetic fibre聚合物商品名称特点聚对苯二甲酸乙二酯聚酰胺涤纶的确良锦纶 尼龙挺括不皱、免烫快干、结实耐用 吸湿、导电及透气性不好，易起静电、起球耐磨性好（棉花10倍，羊毛20倍）着色性好 易起皱、起毛，透气性和吸湿性差聚丙烯腈腈纶人造羊毛柔软、轻盈、保暖、强度大、不发霉、耐蛀耐碱性差、染色性和回弹性欠佳聚乙烯醇缩醛维尼纶人造棉耐磨、吸湿、透气性均佳，耐酸、碱、晒、蛀不易染色、弹性差、耐热性不好聚丙烯丙纶最轻的合成纤维、耐磨性好、耐酸、碱、弹性好 吸水性小、耐光、热性能差、染色困难金属材料 Metal materialsl钢铁l铝及铝合金（超音速飞机）（坚铝：Al 94%, Cu 4%, Mg、Mn、Fe、 Si各 0.5%）l铜及铜合金 青铜 Cu-Sn-Zn合金。现在以铝、铅、锰、硅等为合金元素（铝青铜等） 黄铜 Cu-Zn合金 白铜 Cu-Ni 合金l钛及钛合金 （空间金属）l铍新型高刚性轻金属材料（比热大、尺寸稳定性高）陶瓷CeramicsThe Neolithic Age, White pottery新石器时代龙山文化 白陶鬹形盉The Neolithic Age, Decorated pottery新石器时代 彩陶人面纹钵陶瓷材料l 传统陶瓷材料陶瓷器、玻璃、水泥l 精细陶瓷材料特种陶瓷 高温结构陶瓷v氮化硅陶瓷强度高、摩擦系数小。陶瓷轴承、陶瓷发动机v碳化硅陶瓷能导电，耐高温（1600） 透明陶瓷优异的光学性能，耐高温 生物陶瓷人工骨、关节、牙根等 光导纤维玻璃玻璃在成分上可以看做是由一系列氧化物组 成的分成玻璃形成 剂、中间剂、调整剂三 类。玻璃原料根据用量和作 用不同，分为主要原料 和辅助原料两大类。原料 引入的物质 百分比白云石CaO MgO11.66纯碱Na2CO320.71长石 Na2O.Al2O3 .6SiO2 4.15 砂岩 SiO2 57.21 石灰石 CaO 3.17芒硝 Na2SO4 1.06 萤石 CaF2 0.95 碳粉 C 0.09某玻璃的配料表玻璃碎玻璃原料 配合料 熔制成型 退火 检验切割 包装平板玻璃的流程l为了加速玻璃的熔制过程与降低玻璃熔制的能量消耗，配合料中加入一些碎玻璃参与熔化，用量约占配合料 的25-30%左右理化玻璃硼玻璃制品l 耐酸耐腐蚀l 属于高温的硬质玻璃l 膨胀系数较低水晶玻璃Crystal（氧化铅玻璃制品）l 水晶玻璃是水晶制成的吗？Crystal和Quartz