第五章 表面活性剂

1、12345678910指甲油指甲油11香香 水水12 冰淇淋冰淇淋是我们喜爱的食物；有了是我们喜爱的食物；有了化妆品化妆品我我们的生活也变得如此美好。若们的生活也变得如此美好。若没有表面活性剂没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。面活性剂，人也没有了。 英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint13表面张力与表面活性表面张力与表面活性当任意两相接触时当任意两相接

2、触时, , 两相之间决非是一个没有两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面厚度的纯几何面, ,而是一个具有相当厚度的过渡而是一个具有相当厚度的过渡区区, , 这一过渡区通常称之为这一过渡区通常称之为界面界面。若其中一相为气体，这种界面通常称为若其中一相为气体，这种界面通常称为表面表面。但由于历史的原因但由于历史的原因, , 这两个概念常常混用。这两个概念常常混用。常见的界面有：常见的界面有：气气- -液液界面，界面，气气- -固固界面，界面，液液- -液液界面，界面，液液- -固固界面，界面，固固- -固固界面。界面。14气气- -液界面液界面15气气-固界面固界面16液液-液界面液界面17液液-

3、固界面固界面18固固-固界面固界面1920表面活性剂分子表面活性剂分子疏水基团疏水基团亲水基团亲水基团21221 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选剂矿物浮选剂5 相转移催化剂相转移催化剂6 织物柔软剂织物柔软剂7 分散剂分散剂食品加工食品加工印染印染金属加工金属加工电镀电镀采矿采矿采油采油2324表面活性剂表面活性剂一词来自英文一词来自英文Surfactant。它实际上是短语它实际上是短语Surface（表面）（表面） Active（活性）（活性） Agent（添加剂）的缩合词。（添加剂）的缩合词。它还有一个名字叫做它还有一个名字叫做Tenside。表面

4、活性剂表面活性剂:是这样一种物质，它活跃于表面和界是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。而具有一系列应用功能。2526表面活性剂分子表面活性剂分子非极性烃链（疏水）非极性烃链（疏水）极性基团（亲水）极性基团（亲水）H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO硬脂酸硬脂酸27阴离子表面活性剂RCOONa羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-

5、SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂按离子类型按离子类型28阳离子表面活性剂R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3 CH3 |R-N+-CH3Cl-季胺盐 | CH329伯胺盐伯胺盐 R-NH3 季季铵铵盐盐 CH3 |例如例如 C16H33-N+-CH3Br | CH3 十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵( (俗称俗称1631)1631)吡啶盐吡啶盐 例如例如 C12H25(NC5H5)+30两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COO-H 氨基酸型 CH3 |R-N+-C

6、H2COO-H 甜菜碱型 | CH331(1) 氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好，常作为洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂特殊洗涤剂(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO- CH3 去污力强去污力强，对纤维有保护作用，对纤维有保护作用32-由于其特殊结构，具有许多优异性能，由于其特殊结构，具有许多优异性能，如良好的如良好的去污、起泡和乳化去污、起泡和乳化性能，性能，耐硬水性耐硬水性好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具好，对酸碱和多种金属离子都比较稳定，具有有抗静电、杀菌、防腐蚀抗静电、杀菌、防腐蚀等使用性能，特别等使用性能，特别是其是其极低毒性极低毒

7、性和和无刺激性无刺激性以及良好的生物降以及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。解性能，使其在日用化学品应用中前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都有相当用途。当用途。33R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂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34(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH 俗称平平加系列，具良好湿润性能俗称平平加系列，具良好

8、湿润性能(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强系列，化学性质稳定，抗氧化性能强(4) 多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物氧乙烯加成物.Span类类 及及 Tween类类表面活性剂即表面活性剂即属此类；具有属此类；具有低毒低毒的特点，广泛用于的特点，广泛用于医药工业、医药工业、食品工业以及生化实验食品工业以及生化实验(3) 聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂常用作起泡剂、增粘剂 OOHOHOOHCO

9、RSpan35 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂稳定性高稳定性高，不易受强不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸碱的影响；影响；与其它类型表面活性剂的相容性好与其它类型表面活性剂的相容性好；在在水及有机溶剂中皆有水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能良好的溶解性能，具有，具有良良好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、好的乳化、润湿、渗透性、以及起泡、洗涤、稳泡、抗静电等作用，且无毒稳泡、抗静电等作用，且无毒； 广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等广泛用作纺织业、化妆品、食品、药物等的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及医疗方面的乳化剂、消泡剂、增稠剂，以及

10、医疗方面的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等的杀菌剂以及洗涤、润湿剂等。36胶束的形成胶束的形成 两亲分子溶解在水中达一定浓度时，两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会其非极性部分会互相吸引互相吸引，从而使得分，从而使得分子自发形成子自发形成有序的聚集体有序的聚集体，使，使憎水基向憎水基向里、亲水基向外里、亲水基向外，减小了憎水基与水分，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，子的接触，使体系能量下降，这种多分这种多分子有序聚集体称为胶束。子有序聚集体称为胶束。37临界胶束浓度临界胶束浓度 CMC Critical Micell Concentration表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上

11、聚集的活性剂表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，胶束，开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。38（a）是极稀溶液是极稀溶液，界面上没聚集很多的表面，界面上没聚集很多的表面活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力活性剂，空气和水直接接触，水的表面张力下降不多，下降不多，接近于纯水的状态接近于纯水的状态。39b）浓度相对升高，很快地聚集到水表面上，）浓

12、度相对升高，很快地聚集到水表面上，即即表面吸附量大为增加表面吸附量大为增加、空气和水的接触相空气和水的接触相对减少，水表面张力下降对减少，水表面张力下降40（c c）表面活性剂浓度逐渐升高）表面活性剂浓度逐渐升高，表面活性剂毫无间隙，表面活性剂毫无间隙地密集于液面上，形成了地密集于液面上，形成了单分子吸附膜单分子吸附膜。空气与水处。空气与水处于完全隔离状态，于完全隔离状态，表面吸附达饱和表面吸附达饱和。在溶液内部，增。在溶液内部，增加表面活性剂加表面活性剂, ,先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成先是三三两两以疏水基互相靠拢，形成球形胶束的最初形式球形胶束的最初形式。水表面张力急剧下降。水表面张

13、力急剧下降。41胶束结构示意图胶束结构示意图42临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration) 临界胶束浓度简称临界胶束浓度简称CMC 表面活性剂在溶表面活性剂在溶液中液中开始形成胶束的开始形成胶束的最低浓度称为临界胶最低浓度称为临界胶束浓度。束浓度。 在在CMC附近，表面活性剂溶液的许多性附近，表面活性剂溶液的许多性质都会出现转折，如质都会出现转折，如表面张力、电导率、去表面张力、电导率、去污能力污能力等等.43可以利用测可以利用测定表面张力，定表面张力，电导率等方电导率等方法达到测定法达到测定临界胶束浓临界胶束浓度目的度目的; 表 面 活表 面 活

14、性 剂 水 溶性 剂 水 溶液 其 浓 度液 其 浓 度只 有 稍 高只 有 稍 高于其于其CMC值 时 ， 才值 时 ， 才能 充 分 显能 充 分 显示其作用示其作用。CMC44胶束的作用胶束的作用乳化作用乳化作用泡沫作用泡沫作用分散作用分散作用增溶作用增溶作用催化作用催化作用45润湿作用润湿作用乳化作用乳化作用分散作用分散作用起泡与消泡起泡与消泡增溶作用增溶作用洗涤作用洗涤作用肥皂、洗涤剂肥皂、洗涤剂化妆品化妆品食品加工食品加工纺织工业纺织工业金属加工金属加工石油、建筑石油、建筑功能功能应用应用46润湿作用润湿作用润湿润湿是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程是固体表面的一种流体被

15、另一种流体所取代的过程接触角的示意图：4748coss gs ll gYoung方程（杨氏方程）方程（杨氏方程）:lsgANM s-l s-g l-g 接触角接触角越小，润湿和渗透作用越好越小，润湿和渗透作用越好；90不润湿不润湿 10.110.050.1 阴离子阴离子多元醇非离子多元醇非离子阳离子阳离子116抗静电作用抗静电作用 表面活性剂的抗静电机理：表面活性剂的抗静电机理：1 摩擦带电部分摩擦带电部分 表面电荷的逸散表面电荷的逸散摩擦生电：由于局部表面存在的物质之间发生电子移动；电荷的逸散与表面活性剂的吸附量和吸湿性有关；可用已吸湿的水分为介质的离子移动引起电荷的移动来解释；具有抗具有抗

16、静电静电作用的表面活性剂称为作用的表面活性剂称为抗静电剂抗静电剂；1172 2 表面活性剂抗静电原理：表面活性剂抗静电原理： 疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成一疏水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气形成一层层亲水性膜亲水性膜，由于，由于单分子膜单分子膜可可降低降低合成纤维的合成纤维的摩擦摩擦系数系数从而从而难以产生静电难以产生静电； 亲水性膜亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物体表面吸收空气中的水分，因此好像物体表面多了一层多了一层水层水层，产生的，产生的静电易于传递到大气中静电易于传递到大气中，从，从而而降低了物体表面的电荷降低了物体表面的电荷；118杀菌作用杀菌作用定义：能与蛋白质发

17、生作用的一类表面活性剂；定义：能与蛋白质发生作用的一类表面活性剂；杀菌机理：杀菌机理：首先表面活性剂吸附于菌体，然后首先表面活性剂吸附于菌体，然后浸透菌体的细胞膜并破坏之浸透菌体的细胞膜并破坏之； 以阳离子表面活性剂和两性表面活性剂为主；如烷基二甲基苄铵盐，烷基三甲基铵盐、聚氨基单羧酸类等；119带苄基的季胺氯化物；带苄基的季胺氯化物；改变烷基的碳原子数，改变烷基的碳原子数，杀菌力会有很大的改变杀菌力会有很大的改变，一般以，一般以12121414为宜，为宜，1010的水溶液的杀菌力大于的水溶液的杀菌力大于苯酚苯酚50507070倍；倍；120匀染作用匀染作用 在印染工业中，以达到在印染工业中，

18、以达到均匀染色均匀染色为目为目的的表面活性剂称为匀染剂；的的表面活性剂称为匀染剂；达到均匀染色的两种途径：达到均匀染色的两种途径：降低染色速度降低染色速度，使染料分子与纤维，使染料分子与纤维缓慢缓慢接触；接触； 对对已发生不匀染色的织物已发生不匀染色的织物，能使深色部分的染，能使深色部分的染料分子向浅色部分迁移，称为料分子向浅色部分迁移，称为“移染移染”121122（1）亲纤维匀染剂亲纤维匀染剂 表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大表面活性剂与纤维的吸附亲和力较大，染料只能，染料只能在匀染剂后追踪，在匀染剂后追踪，延长染色时间达到缓染的目的延长染色时间达到缓染的目的，在在染色工艺完成后，染料不能再

19、移动染色工艺完成后，染料不能再移动。（2）亲染料匀染剂亲染料匀染剂表面活性剂与染料有较大亲和力表面活性剂与染料有较大亲和力，在染色时可拉住，在染色时可拉住染料分子，达到染料分子，达到缓染目的缓染目的，同时亦可，同时亦可移染移染；聚乙二醇类非离聚乙二醇类非离子表面活性剂子表面活性剂1231表面活性剂要易于表面活性剂要易于生物降解生物降解，原料可再生，广泛使用，原料可再生，广泛使用后，对后，对环境无污染，对人、畜安全等环境无污染，对人、畜安全等。 2表面活性剂要表面活性剂要高效、多功能高效、多功能，除有，除有清洁清洁作用外，还要作用外，还要有有抑菌、杀菌、滋润皮肤抑菌、杀菌、滋润皮肤等作用，并应不

20、断开发新用途。等作用，并应不断开发新用途。3耐硬水、低温洗涤效果好耐硬水、低温洗涤效果好，浓缩的表面活性剂洗涤用浓缩的表面活性剂洗涤用品品是一个发展方向，这包括浓缩洗衣粉和液体洗涤剂。是一个发展方向，这包括浓缩洗衣粉和液体洗涤剂。 124加酶洗衣粉第二节第二节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 它们在整个表面活性剂生产中占有较它们在整个表面活性剂生产中占有较大的比重，大的比重，约表面活性剂总产量的约表面活性剂总产量的40%40%。 亲水性基团亲水性基团是是阴离子阴离子的表面活性剂叫的表面活性剂叫阴离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂。125126磺酸盐型阴离子表面活性剂磺酸盐型阴离子表面活性剂

21、1 十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠简称简称LAS，是一种黄色油状液体，经纯化后可形成六角形，是一种黄色油状液体，经纯化后可形成六角形或斜方型或斜方型薄片状结晶薄片状结晶。理想的。理想的LAS结构应该是结构应该是C10C14的的直链烷基，亲水基为苯环对位直链烷基，亲水基为苯环对位单磺酸基团单磺酸基团。127 LAS溶于水后呈中性，对水的硬度较敏感，对酸碱水解的稳定性好，不易氧化。表面活性作用表现为起泡能力强、去污能力高，易与各种助剂复配，兼容性好，且成本较低，合成工艺成熟，因此应用领域广泛。 128合成方法：合成方法：三氧化硫磺化法三氧化硫磺化法反应原理：反应原理：对设备加工精度及材质均有较高

22、要求对设备加工精度及材质均有较高要求，设备，设备庞杂，造价均在几百万元以上，一般中小型庞杂，造价均在几百万元以上，一般中小型企业和乡镇企业难以实现。企业和乡镇企业难以实现。 129发烟硫酸磺化法发烟硫酸磺化法以发烟硫酸作为磺化剂与烷基苯反应如下：以发烟硫酸作为磺化剂与烷基苯反应如下：与三氧化硫磺化相比，发烟硫酸磺化反应速率与三氧化硫磺化相比，发烟硫酸磺化反应速率较易控制，较易控制，反应放热量也较小反应放热量也较小，但由于反应过，但由于反应过程同时生成大量程同时生成大量废酸，故生产成本偏高废酸，故生产成本偏高。130月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠简称AES，淡黄色至无色黏稠液体、活性物含量一般为70，未

23、硫酸化物含量小于2，硫酸钠含量小于2，pH值在78.5之间，总生物降解度大于90，无毒。硫酸酯盐硫酸酯盐 AES在碱性介质中是稳定的，在酸性介质中容易水解，在中性介质中，由于自动催化作用，也会引发水解反应，可用磷酸盐或柠檬酸盐缓冲剂，防止水解。131l AESAES易于配成透明溶液；易于配成透明溶液；基本不会受到水基本不会受到水硬度的影响，硬度的影响，具备了优异的抗钙镁离子作用具备了优异的抗钙镁离子作用的能力。售价低，去污能力、润湿性、乳化的能力。售价低，去污能力、润湿性、乳化性等方面都较强。性等方面都较强。l 因此，因此，AESAES在近二十年中以惊人的速度增在近二十年中以惊人的速度增长长，

24、成为阴离子表面活性剂中发展最快的一成为阴离子表面活性剂中发展最快的一个品种。个品种。132 AESAES的最主要应用是与的最主要应用是与LASLAS复配成轻垢型复配成轻垢型液体洗涤剂液体洗涤剂，如，如丝毛清洁剂丝毛清洁剂和和餐具清洁剂、餐具清洁剂、洗手液洗手液等。此时，等。此时，AESAES与与LASLAS复配在复配在泡沫性、泡沫性、去污性及溶液粘度去污性及溶液粘度等方面均有一定的协同作等方面均有一定的协同作用。用。133十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠月桂醇硫酸钠，简称月桂醇硫酸钠，简称K12K12白色至微黄色粉末，微有特殊气体，易溶于水，起泡力强，有优良的乳化能力,可作为发泡剂用。CH3(CH

25、2)11OSO3Na，134洗手液配方及操作步骤洗手液配方及操作步骤1 1 将将ABS-Na ABS-Na 8g8g，AES 8gAES 8g，EDTA 0.5gEDTA 0.5g，苯甲苯甲酸酸 钠钠适量，加入适量，加入200 mL200 mL烧杯中，加水至烧杯中，加水至100 mL100 mL，在水中溶解，在，在水中溶解，在8080下恒温下恒温40min40min，并缓慢搅拌。并缓慢搅拌。2 2 冷却至室温，加入冷却至室温，加入香精香精，用，用柠檬酸柠檬酸调调pH=7pH=7。3 3 用用氯化钠氯化钠调节黏度。调节黏度。135 肥皂脂肪酸盐(钠盐为多)，是一种最古老的表面活性剂，现在仍大量应

26、用于日常生活和生产中。肥皂比较容易制造，油脂与碱作用即生成脂肪酸钠与甘油。羧酸盐型阴离子表面活性剂羧酸盐型阴离子表面活性剂 (RCOONa)136 洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，洗涤用的钠皂为硬质肥皂，钾皂为软质肥皂，其它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，其它二价和三价金属盐为不溶性肥皂，pH 7时时生成不溶性游离脂肪酸。所以，肥皂这类表面活生成不溶性游离脂肪酸。所以，肥皂这类表面活性剂性剂不适用于硬水、酸性溶液和海水不适用于硬水、酸性溶液和海水。 肥皂除了具有肥皂除了具有清洗清洗作用，还有作用，还有润湿润湿、乳化乳化和和发泡发泡作用，作用，碳链从碳链从 C8 开始能显著降低水的表面张力

27、，开始能显著降低水的表面张力，C14C18 时达时达到最低值，到最低值，而且与温度有关，碳链较长的肥皂，在温度较而且与温度有关，碳链较长的肥皂，在温度较高时才能显著降低表面张力高时才能显著降低表面张力，例如硬脂酸肥皂最适宜温度，例如硬脂酸肥皂最适宜温度为为7080，而椰子油肥皂最好在常温。，而椰子油肥皂最好在常温。137硬脂酸钠硬脂酸钠的一个主要应用是在的一个主要应用是在化妆品中作乳化剂化妆品中作乳化剂。例如。例如，以，以雪花膏雪花膏为代表的为代表的O/WO/W型膏霜中，硬脂酸钠是必不可型膏霜中，硬脂酸钠是必不可少的乳化剂。少的乳化剂。在在剃胡膏、洗发膏剃胡膏、洗发膏制备中，硬脂酸钠也为最用的

28、乳化剂制备中，硬脂酸钠也为最用的乳化剂。此外，一些工业用乳化产品，如。此外，一些工业用乳化产品，如油墨清洗剂、奶制品油墨清洗剂、奶制品清洗剂清洗剂等，也常用硬脂酸钠作为等，也常用硬脂酸钠作为O/WO/W型产品的乳化剂。型产品的乳化剂。主要缺点主要缺点: :它是一种弱酸强碱盐，易水解为游离酸，降低它是一种弱酸强碱盐，易水解为游离酸，降低其水溶性。其水溶性。138 生物降解性生物降解性是有机化合物因受微生物作用而转是有机化合物因受微生物作用而转化为细胞物质同时分解成可为能源利用的、没化为细胞物质同时分解成可为能源利用的、没有公害的有公害的二氧化碳和水二氧化碳和水等物质的一种性质。生物等物质的一种性

29、质。生物降解性也称为生物分解性能。降解性也称为生物分解性能。完整的降解一般分为三步：a初级降解，母体结构消失，特性发生变化；b次级降解，降解得到的产物不再污染环境；c最终降解，完全转化为CO2、NH3、H2O等。 139影响表面活性剂降解的因素 自身的结构、微生物、光源、浓度、温度、氧化剂、pH值等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C6C12间最易降解。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。140 表面活性剂在使用后，表面活性剂在使用后，其残余量随工业其残余量随工业废水排放至自然环境中废水排放至自然环境中。表面活性剂对环。表面活性剂对环境的

30、污染主要通过自然界微生物的生物降境的污染主要通过自然界微生物的生物降解得以消除。因此，使用表面活性剂时应解得以消除。因此，使用表面活性剂时应尽可能选容易生物降解的表面活性剂尽可能选容易生物降解的表面活性剂。141 阳离子阳离子表面活性剂正好与表面活性剂正好与阴离子阴离子表面活性剂表面活性剂结构相反。如图结构相反。如图其亲水其亲水基一端是阳离子，故称基一端是阳离子，故称阳阳离子离子表面活性剂，表面活性剂，疏水基疏水基与阴离子类似主要为不与阴离子类似主要为不同碳原子数的碳氢链。同碳原子数的碳氢链。第三节第三节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂142 1928年，阳离子表面活性剂开始应用，年，阳离子

31、表面活性剂开始应用，当时用作杀当时用作杀菌剂菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围口益广泛迅速，应用范围口益广泛:杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂浮选剂目前目前阳离子表面活性剂的产量还比较小阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。长速度要比阴离子和非离子大得多。143R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N+-CH3Cl-季铵盐 | CH3 CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3主要为含氮的主要为

32、含氮的有机衍生物有机衍生物其它含氮等的有机衍生物阳离子表面活性剂的分类阳离子表面活性剂的分类144R-NH2HCl伯胺盐 CH3 |R-N-HCl仲胺盐 | H CH3 |R-N-HCl叔胺盐 | CH3胺盐型胺盐型该类产物在该类产物在酸性条件下具有表面活性酸性条件下具有表面活性，在，在碱性条件下碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，因而使它的使用胺游离出来而失去表面活性，因而使它的使用受到限制受到限制。无杀菌能力无杀菌能力纤维柔软剂纤维柔软剂匀染剂匀染剂浮选剂浮选剂145季铵盐型季铵盐型 R1 |R2-N+-CH3 X- 季铵盐 | R3季季铵铵盐与胺盐不同，它在盐与胺盐不同，它在碱性和酸性

33、介质中都能碱性和酸性介质中都能溶解溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。，且离解为带正电荷的表面活性离子。季季铵铵盐盐洗涤能力差洗涤能力差,但杀菌能力强，但杀菌能力强，在阳离子表在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。146高级卤代烷高级卤代烷与与低级叔胺低级叔胺X X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C1 12 2H H2 25 5N N+C C1 12 2H H2 25 5C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X水介质水介质60-80oCX X.N N+C CH H3 3C CH H3 3C

34、CH H3 3C C1 16 6H H3 33 3N N+C C1 16 6H H3 33 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3X X醇介质醇介质回流回流十二烷基三甲基溴化铵十二烷基三甲基溴化铵 1231-Br十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵 1631-BrBr- 溴溴147含苯环的季铵盐含苯环的季铵盐氯化苄氯化苄N NCHCH3 3CHCH3 3C C1212H H2525CHCH2 2ClCl+ +80 - 90oC 3h+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2. .十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基氯氯化铵化铵1

35、227 /洁尔灭洁尔灭/TAN高级烷基叔胺与低级卤代烷高级烷基叔胺与低级卤代烷1 洁尔灭洁尔灭1481227是一种是一种非氧化性杀菌剂非氧化性杀菌剂，具有，具有广谱、高效广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、作用，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基氯氯化铵化铵1227 /洁尔灭洁尔灭/TAN+C C1212H H2525CHC

36、H3 3CHCH3 3N NClClCHCH2 2. .149+C C1212H H2525CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2. .BrBr新洁尔灭新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷低级叔胺与高级卤代烷CHCH3 3CHCH3 3N NCHCH2 2C CH H2 2C Cl lC C1212H H2525BrBr+ +. .BrBrC C1212H H2525N NCHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2性能更为优异的杀菌剂性能更为优异的杀菌剂十二烷基二甲基苄基十二烷基二甲基苄基溴溴化铵化铵150阳离子活性剂阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、易溶于水，稳定性良好，能

37、耐热、耐光、耐压、无挥发性耐光、耐压、无挥发性 但所带离子性与但所带离子性与阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂恰好相反恰好相反所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合，所以二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合，则产生沉淀并失去效能。则产生沉淀并失去效能。151阳离子表面活性剂的应用阳离子表面活性剂的应用1 消毒杀菌消毒杀菌2 腈纶匀染剂腈纶匀染剂3 抗静电剂抗静电剂4 矿物浮选剂矿物浮选剂5 相转移催化剂相转移催化剂6 织物柔软剂织物柔软剂152第四节第四节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂153非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中在水溶液中不电离不电离其亲水基主要是由

38、具有一定数量的其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团含氧基团（醚基（醚基或羟基）或羟基）与水构成与水构成氢键氢键实现溶解的一类表面活性剂实现溶解的一类表面活性剂正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比某些方面比离子型表面活性剂离子型表面活性剂优越优越什么是什么是非离子性表面活性剂非离子性表面活性剂呢？呢？154多元醇型多元醇型 聚乙二醇型聚乙二醇型分分类类1551 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚环氧乙烷环氧乙烷平平加平平加1562 烷基酚烷基酚聚氧乙烯聚氧乙烯醚醚R R O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2H H) )n nO OO

39、 O ( ( CHCH2 2CHCH2 2) )1010H HC C H H9 91919壬基壬基酚酚聚氧乙烯聚氧乙烯醚醚OP-101573 聚氧乙烯聚氧乙烯烷基烷基酰醇胺酰醇胺RCO-NH-(CH2CH2O)n-HRCO-NH-CH2CH2 -OH尼诺尔尼诺尔 1584 脂肪酸脂肪酸聚氧乙烯聚氧乙烯烷烷酯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H5 聚氧乙烯聚氧乙烯烷基烷基胺胺1592 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR R6 多元醇多元醇表面活性剂表面活性剂单硬脂酸单硬脂酸甘油甘油酯酯季戊四醇季戊四醇酯酯失水山梨醇失水山梨

40、醇酯酯160非离子表面活性剂的性质非离子表面活性剂的性质 亲油亲油 | 亲水亲水 HLB值 0 1 3 6 7 8 10 12 13 15 18 20 | |消泡| | | 润湿剂 |增溶剂| | 石蜡 W/O乳化剂乳化剂 |去污| 聚乙二醇 | 渗透作用 | | | O/W 乳化剂乳化剂 | |生物降解性生物降解性 毒性毒性1611 脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯基聚氧乙烯基醚醚 AEOC12H25OH 平平加平平加 OC12H25O-(CH2CH2O)n -H NaOH催化催化150180oC162 乳白色或米黄色软膏状，遇冷即冷冻。乳白色或米黄色软膏状，遇冷即冷冻。 平平加：平平加： 易溶于水，在

41、易溶于水，在硬水硬水、酸酸或或碱碱中不起变化而稳中不起变化而稳定，是一种优良扩散剂。有很强的定，是一种优良扩散剂。有很强的扩散扩散能力。能力。 对各种纤维无结合能力对各种纤维无结合能力，所以应用后亦易洗去。，所以应用后亦易洗去。有有润湿润湿力，并能发生泡沫。力，并能发生泡沫。 对直接染料和还原染料有很高的亲和力，对直接染料和还原染料有很高的亲和力，起起缓染缓染作用；有作用；有剥色剥色能力。能力。 163缺点：缺点：起泡力差和只能制成液体或半固体状。起泡力差和只能制成液体或半固体状。1 作扩散剂作扩散剂 2 匀染剂匀染剂 3 剥色助剂剥色助剂 4 半防染剂半防染剂5 防白助剂防白助剂 6 增艳剂

42、增艳剂 7 净洗剂净洗剂 8 防静电剂防静电剂 9 乳化剂乳化剂用途：用途：1642 烷基酚烷基酚聚氧乙烯基聚氧乙烯基醚醚O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2) )1010H HC C H H9 919191 烷基酚的制备烷基酚的制备OP-101 与烯烃反应与烯烃反应2 与卤代烷反应与卤代烷反应165O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2) )1010H HC C H H9 91919nn = 16 油溶性油溶性 n 8 水溶性，浊点水溶性，浊点50oCn = 89 润湿性、去污力、乳化性润湿性、去污力、乳化性 能皆佳能皆佳 n 10 润湿性、去污力下降，浊润湿性、去

43、污力下降，浊 点升高点升高特点特点166化学性质化学性质稳定稳定耐酸碱耐酸碱耐高温耐高温耐氧化剂耐氧化剂不易生物降解不易生物降解渗透剂渗透剂乳化剂乳化剂洗涤剂洗涤剂剥色剂剥色剂1673 脂肪脂肪胺胺聚氧乙烯聚氧乙烯RNH2 NaOH催化催化1684 硬脂酸聚氧乙烯酯硬脂酸聚氧乙烯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H1 脂肪酸与脂肪酸与环氧乙烷环氧乙烷反应反应2 脂肪酸与脂肪酸与聚乙二醇聚乙二醇反应反应n HO-CH2CH2-OH乙二醇乙二醇HO-(CH2CH2O)n-H聚乙二醇聚乙二醇169渗透性渗透性去污能力去污能力较差较差低泡低泡易生物降解易生物降解乳化剂乳化剂分散剂分散剂纤维整理剂纤维整理剂染色助剂染色助剂不耐酸碱不耐酸碱不耐高温不耐高温1704 脂肪酸失水山梨醇酯脂肪酸失水山梨醇酯2 2C CH HC CH HC CH HC CH HC CH H2 2C CH HO OH HO OH HO OH HO OH HO OH HO OH HH2SO4，140oC-H2O2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHOHOHO OHOHO山梨醇山梨醇1，4失水山梨醇失水山梨醇1712 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR ROHOHC CO