大学课件表面活性剂P80

1、第二章第二章表面活性剂表面活性剂http:/ 表面活性剂表面活性剂2.1 国内外发展概况国内外发展概况2.2 结构、分类、应用结构、分类、应用2.3 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂2.4 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂2.5 两性表面活性剂两性表面活性剂2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂2.7 糖基表面活性剂糖基表面活性剂http:/ 国内外发展状况国内外发展状况 由于表面活性剂具有优良的乳化，去污，由于表面活性剂具有优良的乳化，去污，分散及渗透等特性，它的应用领域不断分散及渗透等特性，它的应用领域不断扩大。与人民生活密切相连的香皂、香扩大。与人民生活密切相连的香皂、香波、家用洗涤剂

2、等，再如纺织行业中从波、家用洗涤剂等，再如纺织行业中从纤维精练、整理到染色，均有不同种类纤维精练、整理到染色，均有不同种类的表面活性剂。在医药行业中用作消毒的表面活性剂。在医药行业中用作消毒剂杀菌剂，药物的增溶剂、悬浮剂等，剂杀菌剂，药物的增溶剂、悬浮剂等，在食品工业中用作清洗剂、乳化剂、分在食品工业中用作清洗剂、乳化剂、分散剂和稳定剂等。散剂和稳定剂等。http:/ 此外在皮革加工、金属加工、石油开采与此外在皮革加工、金属加工、石油开采与精制、建筑等工业也起着十分重要的作用，精制、建筑等工业也起着十分重要的作用，有有“工业味精工业味精”的美誉。的美誉。 全世界表面活性剂的品种有全世界表面活性

3、剂的品种有6000种，商品种，商品牌号上万种，年产量接近牌号上万种，年产量接近1200万吨，呈缓万吨，呈缓慢、平稳的增长趋势。国外科技发达的国慢、平稳的增长趋势。国外科技发达的国家的表面活性剂品种向专用性、功能性高家的表面活性剂品种向专用性、功能性高度发展。我国从度发展。我国从90年代后品种增长较快，年代后品种增长较快，从从1990年的年的290种增加到现在的种增加到现在的2000种，种，表面活性剂的产量稳步增长，不过与发达表面活性剂的产量稳步增长，不过与发达国家相比还存在较大差距。国家相比还存在较大差距。http:/ 2.2 结构、分类、性质结构、分类、性质 .1结构结构 表

4、面活性剂能够显著降低水的表面张力，表面活性剂能够显著降低水的表面张力，它是一种两亲分子，一般由具有亲水性它是一种两亲分子，一般由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团的极性基团和具有憎水性的非极性基团组成，亲水基是极性溶于水的小基团，组成，亲水基是极性溶于水的小基团，如羟基如羟基(一一oh)、磺酸基、磺酸基(一一so3h)、羧基、羧基(一一cooh) 、氨基、氨基(一一nh3)等；憎水基团等；憎水基团一般是一般是8一一18个碳的直链烃个碳的直链烃(也可能是环也可能是环烃烃)。吸附在水表面时，极性基团向着水，。吸附在水表面时，极性基团向着水，非极性基团在水的表面上。非极性基团在水的表面上。

5、http:/ 表面活性剂的性质表面活性剂的性质a. 降低表面张力降低表面张力 当乳化剂加入水中后，亲水基团受水的亲和力而朝向水，而亲油基当乳化剂加入水中后，亲水基团受水的亲和力而朝向水，而亲油基团则受到水的排斥力而指向空气。将部分水团则受到水的排斥力而指向空气。将部分水 - 空气界面变成亲油基团空气界面变成亲油基团 -空气界面，由于油的表面张力小于水的表面张力，故乳化剂水溶液的表空气界面，由于油的表面张力小于水的表面张力，故乳化剂水溶液的表面张力小于纯水的表面张力。面张力小于纯水的表面张力。表面张力表面张力 纯水：纯水： 7310-3 n/m 水水- 十二烷基硫酸盐：十二烷基硫酸盐： 3010

6、-3 n/m （浓度：（浓度：0.016 mol/l） 水水空气空气表面活性物质浓度表面活性物质浓度表面张力表面张力cmchttp:/ 形成胶束形成胶束 当乳化剂浓度低时，乳化剂呈分子分散状态真当乳化剂浓度低时，乳化剂呈分子分散状态真正溶解在水中，当乳化剂达到一定浓度后，大约第正溶解在水中，当乳化剂达到一定浓度后，大约第每每50 200个乳化剂分子形成一个球状、层状或棒个乳化剂分子形成一个球状、层状或棒状的聚集体，它们的亲油基团彼此靠在一起，而亲状的聚集体，它们的亲油基团彼此靠在一起，而亲水基团向外伸向水相，这样的聚集体称为胶束。水基团向外伸向水相，这样的聚集体称为胶束。http:/ （cmc

7、 critical micelle concentration） 能够形成胶束的最低乳化剂浓度称临界胶束浓度，简能够形成胶束的最低乳化剂浓度称临界胶束浓度，简称称cmc，是乳化剂性质的一个特征参数。，是乳化剂性质的一个特征参数。图图2 临界胶束浓度的确定临界胶束浓度的确定表面活性物质浓度表面活性物质浓度表面张力表面张力cmchttp:/ (亲油基团数亲油基团数)hlb值越大，亲水性越大；值越大，亲水性越大； hlb值越小，亲油性越大。值越小，亲油性越大。阴阳离子表面活性剂的阴阳离子表面活性剂的hlb值在值在140之间，非离子表面活之间，非离子表面活性剂的性剂的hlb值在值在120之间。之间。c

8、. 亲水亲水-亲油平衡值亲油平衡值（hlb） （hydrophile-lipophile balance）http:/ 乳化作用乳化作用 在乳液聚合体系及其他有关体系中，与水不互溶的有机乳液聚合体系及其他有关体系中，与水不互溶的有机物凭搅拌不能形成稳定的分散体系。当有乳化剂存在时，在物凭搅拌不能形成稳定的分散体系。当有乳化剂存在时，在搅拌作用下形成的有机物外面吸附了一层乳化剂，其亲水基搅拌作用下形成的有机物外面吸附了一层乳化剂，其亲水基团伸向水相，尤其是阴（阳）离子乳化剂，可使有机液滴外团伸向水相，尤其是阴（阳）离子乳化剂，可使有机液滴外面带上一层负（正）电荷，在静电斥力作用下使小的有机液面带

9、上一层负（正）电荷，在静电斥力作用下使小的有机液滴难以撞合成大的液滴，于是形成了稳定的乳状体系，这就滴难以撞合成大的液滴，于是形成了稳定的乳状体系，这就是乳化剂的乳化作用。是乳化剂的乳化作用。 油溶性单体尽管总量上不溶于水，但总有少量的单体按照其在水中的溶油溶性单体尽管总量上不溶于水，但总有少量的单体按照其在水中的溶解度以单分子状态溶于水中形成真溶液。加入乳化剂后，由于可形成增溶胶解度以单分子状态溶于水中形成真溶液。加入乳化剂后，由于可形成增溶胶束，使单体在水中总的的溶解性增加。束，使单体在水中总的的溶解性增加。 e. 形成增溶胶束及形成增溶胶束及增溶作用增溶作用油溶性单体进入胶束，形成的含有

10、单体的胶束称增溶胶束。油溶性单体进入胶束，形成的含有单体的胶束称增溶胶束。 http:/ 表面活性剂的存在能够使有机物在水中的溶表面活性剂的存在能够使有机物在水中的溶解度显著增加，即表面活性剂的增溶作用。解度显著增加，即表面活性剂的增溶作用。 这与胶束的形成有密与关系，在这与胶束的形成有密与关系，在cmccmc以前没以前没有增溶作用，在有增溶作用，在cmccmc以后增溶作用才明显。以后增溶作用才明显。表面活性剂的存在还能改变液体与固体间的表面活性剂的存在还能改变液体与固体间的润湿程度，具有润湿作用。表面活性剂的存润湿程度，具有润湿作用。表面活性剂的存在使被溶物的化学势大大降低，使整个体系在使被

11、溶物的化学势大大降低，使整个体系更加稳定而具有增稳作用。表面活性剂还经更加稳定而具有增稳作用。表面活性剂还经常用作起泡剂、乳化剂而具有起泡、乳化作常用作起泡剂、乳化剂而具有起泡、乳化作用。还具有增敏、增色、洗涤作用。用。还具有增敏、增色、洗涤作用。http:/ 2.3 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂.1阳离子表面活性剂的概述阳离子表面活性剂的概述 阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，由于分子中的氮原子含有孤对电子，生物，由于分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氮基故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氮基带上正电荷。

12、因此，他们在酸性介质中才带上正电荷。因此，他们在酸性介质中才具有良好的表面活性剂；而在碱性介质中具有良好的表面活性剂；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性，除了含氮阳离容易析出而失去表面活性，除了含氮阳离子表面活性剂外，还有一部分含硫、磷、子表面活性剂外，还有一部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。砷等元素的阳离子表面活性剂。http:/ 2.3.2 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 按照阳离子表面活性剂的化学结构，主要按照阳离子表面活性剂的化学结构，主要可分为铵盐型、季铵盐型和杂环型等可分为铵盐型、季铵盐型和杂环型等 1 1）铵盐型）铵盐型 铵盐型阳离子表面活性剂主要品种的结构通铵盐型阳

13、离子表面活性剂主要品种的结构通式及实例式及实例表面活性剂型结构通式实例伯胺盐rnh2.hcl十八烷基胺盐酸盐仲胺盐rnhr.hcl双十八烷基胺盐酸盐叔胺盐r1nhr2(r3).hcln,n-二甲基十八胺盐酸盐http:/ 2）季铵盐型）季铵盐型 季铵盐型阳离子表面活性剂是最为重要的阳季铵盐型阳离子表面活性剂是最为重要的阳离子表面活性剂品种，其性质和制法均与铵离子表面活性剂品种，其性质和制法均与铵盐型不同。此类表面活性剂即可溶于酸性溶盐型不同。此类表面活性剂即可溶于酸性溶剂，又可溶于碱季铵盐型，具有一系列优良剂，又可溶于碱季铵盐型，具有一系列优良性能而且与其他类的表面活性剂相容性好，性能而且与其

14、他类的表面活性剂相容性好，因此，使用范围比较广泛。因此，使用范围比较广泛。 结构通式如结构通式如: :http:/ 吗啉环 吡啶环 咪唑环 哌啶环 喹啉环http:/ 2.3.3 阳离子表面活性剂的合成阳离子表面活性剂的合成1 1）季铵盐型表面活性剂）季铵盐型表面活性剂通常用卤代醛或酮与卤代二元醇或通常用卤代醛或酮与卤代二元醇或卤代环氧化物反应得到环状的中间卤代环氧化物反应得到环状的中间体后，再铵化为季铵盐型表面活性体后，再铵化为季铵盐型表面活性剂。剂。http:/ 2）双链、双头基的表面活性剂）双链、双头基的表面活性剂 jaeger 等还合成了双链、双头基的表面活等还合成了双链、双头基的表面

15、活性剂性剂,这一类表面活性剂可水解成两个单链这一类表面活性剂可水解成两个单链单头基的表面活性剂单头基的表面活性剂 。例如。例如: http:/ 这类表面活性剂比单链表面活性剂杀毒作这类表面活性剂比单链表面活性剂杀毒作用更强，但是制备很繁琐，应用受到了限用更强，但是制备很繁琐，应用受到了限制。制。 3）新型三联阳离子表面活性剂的合成）新型三联阳离子表面活性剂的合成 合成原理环氧树脂与十六叔胺的反应为合成原理环氧树脂与十六叔胺的反应为 亲核加成反应亲核加成反应, 反应中叔胺的氮原子上有一反应中叔胺的氮原子上有一对孤对电子对孤对电子, 它易进攻环氧树脂的环氧基团它易进攻环氧树脂的环氧基团, 使之发生

16、开环加成反应使之发生开环加成反应:http:/ :http:/ 2.3.4 阳离子表面活性剂的应用特点阳离子表面活性剂的应用特点 与各种类型表面活性剂相比，阳离子表面活与各种类型表面活性剂相比，阳离子表面活性剂的调整作用最突出，杀菌作用最强，尽性剂的调整作用最突出，杀菌作用最强，尽管有去污力差，起泡性差，配伍性差、刺激管有去污力差，起泡性差，配伍性差、刺激性大，价格昂贵等缺点。性大，价格昂贵等缺点。 阳离子表面活性剂不直接与阴离子表面活性阳离子表面活性剂不直接与阴离子表面活性剂配伍，只能作为调理剂组分或杀菌剂来使剂配伍，只能作为调理剂组分或杀菌剂来使用。阳离子表面活性剂在液体洗涤剂中作为用。阳

17、离子表面活性剂在液体洗涤剂中作为辅助表面活性剂（配方用量很少的调理剂组辅助表面活性剂（配方用量很少的调理剂组分）一般用于较高档次产品，主要用于洗发分）一般用于较高档次产品，主要用于洗发香波。作为调整剂组分在高档次液体洗涤剂香波。作为调整剂组分在高档次液体洗涤剂洗发香波中不是其他类型表面活性剂所能替洗发香波中不是其他类型表面活性剂所能替代的。代的。http:/ 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂2.4.1 2.4.1 阴离子表面活性剂分类阴离子表面活性剂分类 阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水基阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水基团的表面活性剂。按照亲水基团结构的团的表面活性剂。按照亲水基团结构的不同

18、，阴离子表面活性剂主要分为羧酸不同，阴离子表面活性剂主要分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型四类。盐型四类。 （1）羧酸盐型（）羧酸盐型（coom）这类）这类表面活表面活性剂以羧酸钠盐为主，在水中能电离出性剂以羧酸钠盐为主，在水中能电离出羧酸负离子，代表品种如硬酯酸钠如：羧酸负离子，代表品种如硬酯酸钠如： c c1717h h3535coonacoonahttp:/ (2)(2)磺酸盐型磺酸盐型(so3na) 磺酸盐型阴离子表面磺酸盐型阴离子表面活性剂是该类表面活性剂中最重要的品种，主活性剂是该类表面活性剂中最重要的品种，主要包括烷基苯磺酸盐、烷基磺

19、酸盐、琥珀酯磺要包括烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、琥珀酯磺酸盐。酸盐。 rso3na r=脂肪族、芳香族等脂肪族、芳香族等（3）硫酸酯盐型（）硫酸酯盐型（oso3na） 脂肪醇硫酸钠脂肪醇硫酸钠盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐是最盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐是最 常用的两类硫酸酯盐型阴离子表面活性剂常用的两类硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 roso3na ro(ch2ch2o)nso3na脂肪醇硫酸钠盐脂肪醇硫酸钠盐 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐盐http:/ （ opo3na ）磷酸酯）磷酸酯盐型盐型阴离子表面活性剂有单酯和双酯两阴离子表面活性剂有单酯和双酯两种类型：种类型：

20、目前在上述阴离子表面活性剂中，以磺目前在上述阴离子表面活性剂中，以磺酸盐型号品种最多用量最大。因此，讨论酸盐型号品种最多用量最大。因此，讨论磺酸基的引入是十分有必要的，一般有直磺酸基的引入是十分有必要的，一般有直接和间接引入法两种：接和间接引入法两种：http:/ 间接引入法间接引入法http:/ 2.4.2 阴离子表面活性剂的合成阴离子表面活性剂的合成1 1）磺酸盐型）磺酸盐型 丙三醇、季戊四醇与醛或酮缩合为丙三醇、季戊四醇与醛或酮缩合为缩醛或缩酮缩醛或缩酮, , 再将未反应的经基转再将未反应的经基转变为非离子、阴离子和阳离子等类变为非离子、阴离子和阳离子等类型的表面活性剂。经基与磺丙内醋型

21、的表面活性剂。经基与磺丙内醋或与三氧化硫反应可生成磺酸盐型或与三氧化硫反应可生成磺酸盐型阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂。http:/ 2）硫酸酯盐型）硫酸酯盐型 具有羟基的环状化合物还能同具有羟基的环状化合物还能同soso3 3、吡啶络、吡啶络合物反应，然后中和，得到硫酸酯盐型表合物反应，然后中和，得到硫酸酯盐型表面活性剂面活性剂 。http:/ 3）羧酸盐型）羧酸盐型 具有具有rcoorcoo- -官能团的环状化合物，在碱性条官能团的环状化合物，在碱性条件下很容易水解，得到羧酸盐型类表面活件下很容易水解，得到羧酸盐型类表面活性剂。性剂。http:/ 常见阴离子表面活性剂的应用特性常见阴离

22、子表面活性剂的应用特性(1)(1)磺酸盐磺酸盐 此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和和-烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名别名las las 或或absabs，为白色或淡黄色粉状，为白色或淡黄色粉状或片状固体，在复配表面活性剂体系中或片状固体，在复配表面活性剂体系中溶解性很好，对碱、稀酸和硬水都比较溶解性很好，对碱、稀酸和硬水都比较稳定。稳定。http:/ 常用于洗洁精常用于洗洁精( (餐具液洗剂餐具液洗剂) ) 和衣和衣用液体洗涤剂，一般不用于洗发香用液体洗涤剂，一般不用于洗发香波，很少用于淋浴液。其波，很少用于淋浴液。其突出的优突

23、出的优点是稳定性好、去污力强、环境危点是稳定性好、去污力强、环境危害极小，能很好地被生物降解为无害极小，能很好地被生物降解为无害物、价格低廉。突出的缺点是刺害物、价格低廉。突出的缺点是刺激性大。激性大。http:/ - - 烯基磺酸钠极易溶于水，它在广烯基磺酸钠极易溶于水，它在广泛的泛的ph ph 值范围内都有较好的稳定性。值范围内都有较好的稳定性。在磺酸盐品种中，性能最好。在磺酸盐品种中，性能最好。 突出的优点是稳定性好，水溶性好，突出的优点是稳定性好，水溶性好，配伍性好，刺激性小，微生物降解也配伍性好，刺激性小，微生物降解也非常理想，是洗发香波和淋浴液中常非常理想，是洗发香波和淋浴液中常使

24、用的主表面活性剂之一。使用的主表面活性剂之一。 其缺点是价格较贵。其缺点是价格较贵。http:/ 2) 硫酸盐硫酸盐此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠乙烯醚硫酸钠(aes)(aes)和十二烷基和十二烷基硫酸钠硫酸钠(as(as、k12k12、椰油醇硫酸钠、椰油醇硫酸钠、月桂醇硫酸钠发泡剂月桂醇硫酸钠发泡剂) )。http:/ 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠易溶于水，在洗脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠易溶于水，在洗发香波、淋浴液、餐具液体洗涤剂发香波、淋浴液、餐具液体洗涤剂( (洗洁洗洁精精) )、衣用液体洗涤剂中都可应用。水溶、衣用液体洗涤剂中都可应用。水溶性比十二烷基硫酸钠

25、更好，在常温下本身性比十二烷基硫酸钠更好，在常温下本身就可配成任何比例的透明水溶液。就可配成任何比例的透明水溶液。 突出的优点是刺激性小、水溶性好、配伍突出的优点是刺激性小、水溶性好、配伍性好、在防皮肤干裂粗糙方面表现好。性好、在防皮肤干裂粗糙方面表现好。 缺点是在酸性介质中的稳定性稍差，去污缺点是在酸性介质中的稳定性稍差，去污力次于直链烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸力次于直链烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠。钠。 http:/ b b）十二烷基硫酸钠）十二烷基硫酸钠 在液体洗涤剂中应用，酸度不能太高；在液体洗涤剂中应用，酸度不能太高；在洗发香波和沐浴液中使用其乙醇胺在洗发香波和沐浴液中使用其乙醇胺盐

26、或铵盐盐或铵盐, ,不仅可增加耐酸稳定性，还不仅可增加耐酸稳定性，还有益于降低刺激性。除发泡性好和去有益于降低刺激性。除发泡性好和去污力强外，其他方面的使用性能都不污力强外，其他方面的使用性能都不如醇醚硫酸钠。在常见阴离子表面活如醇醚硫酸钠。在常见阴离子表面活性剂中价格一般为最高。性剂中价格一般为最高。http:/ 3）脂肪酸皂）脂肪酸皂在液体洗涤剂中，脂肪酸盐主要在液体洗涤剂中，脂肪酸盐主要用于衣用液体洗涤剂和淋浴液中。用于衣用液体洗涤剂和淋浴液中。优点是价格低廉，在防皮肤干裂优点是价格低廉，在防皮肤干裂粗糙方面表现好；缺点是不能在粗糙方面表现好；缺点是不能在酸性介质中使用酸性介质中使用(

27、(作主表面活性作主表面活性剂剂) )，在一般阴离子表面活性剂，在一般阴离子表面活性剂中去污力稍差，耐硬水性能最差。中去污力稍差，耐硬水性能最差。http:/ 两性表面活性剂两性表面活性剂2.5.1 2.5.1 定义及概况定义及概况 两性表面活性剂是指具有两个或多个官能团两性表面活性剂是指具有两个或多个官能团的表面活性剂，它在水溶液中能被电离，因的表面活性剂，它在水溶液中能被电离，因介质条件不同，表现出阴离子表面活性剂的介质条件不同，表现出阴离子表面活性剂的特性或阳离子表面活性剂的特性。这类表面特性或阳离子表面活性剂的特性。这类表面活性剂开发较迟，活性剂开发较迟，19501950年以后国年以后国

28、, ,对两性表面对两性表面活性剂的研究和应用尤围日趋扩大，而国内活性剂的研究和应用尤围日趋扩大，而国内对两性表面活性剂的研究工作目前才处于起对两性表面活性剂的研究工作目前才处于起步阶段。步阶段。http:/ 能吸附在带负电或带正电荷的物质表面；能吸附在带负电或带正电荷的物质表面； 极好的耐硬水性，甚至在海水里有效；极好的耐硬水性，甚至在海水里有效； 与其他类型表面活性剂有良好配伍性；与其他类型表面活性剂有良好配伍性； 低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性；低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性； 良好的生物降解性；良好的生物降解性；http:/ 氨基酸系两性表面活性剂氨基酸系两性表面活性剂 r-nhch2c

29、h2cooh 咪唑啉系两性表面活性剂咪唑啉系两性表面活性剂 甜菜碱型两性表面活性剂甜菜碱型两性表面活性剂 卵磷脂类两性表面活性剂卵磷脂类两性表面活性剂http:/ 咪唑啉系两性表面活性剂咪唑啉系两性表面活性剂 咪唑啉系两性表面活性剂是在咪唑啉系两性表面活性剂是在5050年代开发的，这类化合物使年代开发的，这类化合物使用至今，已愈来愈受到人们的用至今，已愈来愈受到人们的重视，应为它在功能方面比其重视，应为它在功能方面比其他表面活性剂优越。他表面活性剂优越。http:/ 1）咪唑啉系两性表面活性剂的结构）咪唑啉系两性表面活性剂的结构特征特征这类化合物的分子中含有一个阳离这类化合物的分子中含有一个阳

30、离子基团和一个阴离子基团才能构成子基团和一个阴离子基团才能构成两性表面活性剂。对于咪唑啉衍生两性表面活性剂。对于咪唑啉衍生物，阳离子部分由咪唑啉季铵盐构物，阳离子部分由咪唑啉季铵盐构成，阴离子部分由羧酸盐构成。当成，阴离子部分由羧酸盐构成。当两种基团的离子价相等时，就成为两种基团的离子价相等时，就成为一个一个子真正平衡的两性物，等电点子真正平衡的两性物，等电点在在ph= 7处。处。http:/ 这类两性表面活性剂，在不同的这类两性表面活性剂，在不同的phph值范围内，显值范围内，显示出不同的离子性。示出不同的离子性。 在中性体系中，显中性在中性体系中，显中性 在酸性体系中，显正电性在酸性体系中

31、，显正电性 在碱性体系中，显负电性在碱性体系中，显负电性http:/ 咪唑啉咪唑啉系两性表面活性剂的合成属系两性表面活性剂的合成属于缩聚反应，是用脂肪酸和乙二胺于缩聚反应，是用脂肪酸和乙二胺的衍生物经环化和季铵盐化制备的。的衍生物经环化和季铵盐化制备的。http:/ 制备技术一般可分为溶剂共沸反应、真空催化制备技术一般可分为溶剂共沸反应、真空催化反应和真空反应三种，其合成路线如下反应和真空反应三种，其合成路线如下:http:/ 3）咪唑啉表面活性剂的用途）咪唑啉表面活性剂的用途a a、洗发香波、洗发香波 洗发香波使用的表面活性剂，要求毒性低，洗发香波使用的表面活性剂，要求毒性低，对皮肤、眼睛刺

32、激性小，发泡性能强，能保对皮肤、眼睛刺激性小，发泡性能强，能保持头发柔软，有一定的杀菌能力等。持头发柔软，有一定的杀菌能力等。 b b、乳化剂、乳化剂 化妆品的制造都要用到乳化剂，过去应用较化妆品的制造都要用到乳化剂，过去应用较多的是非离子型表面活性剂，但它没有防腐多的是非离子型表面活性剂，但它没有防腐杀菌等功能。而咪哇琳系两性表面活性剂作杀菌等功能。而咪哇琳系两性表面活性剂作乳化剂，既能稳定乳化状态，又有一定的防乳化剂，既能稳定乳化状态，又有一定的防腐杀菌效果。腐杀菌效果。http:/ 家用洗涤剂中主要采用阴离子型表面活性剂，家用洗涤剂中主要采用阴离子型表面活性剂，如烷基苯磺酸钠。它对棉纺织

33、品、化纤都具如烷基苯磺酸钠。它对棉纺织品、化纤都具有良好的去污力，但也有一定的局限性。有良好的去污力，但也有一定的局限性。 例如，洗液中的钙离子浓度要低，而且必须例如，洗液中的钙离子浓度要低，而且必须与聚磷酸盐或非离子型表面活性剂复合配方与聚磷酸盐或非离子型表面活性剂复合配方才能显出较佳的去污能力。而咪哇啉系两性才能显出较佳的去污能力。而咪哇啉系两性表面活性剂作为洗涤剂使用时，将不会受这表面活性剂作为洗涤剂使用时，将不会受这些条件限制；另一方面，此两性表面活性剂些条件限制；另一方面，此两性表面活性剂具有很好的生物降解性，不会造成水的污染。具有很好的生物降解性，不会造成水的污染。http:/ 氨

34、基酸系两性表面活性剂氨基酸系两性表面活性剂 （1 1）氨基酸系两性表面活性剂的结构特征氨基酸系两性表面活性剂的结构特征 http:/ 2）氨基酸系两性表面活性的合成）氨基酸系两性表面活性的合成a a、以氨基酸为原料、以氨基酸为原料 氨基酸本身就是两性物质，因而合成氨基酸系两氨基酸本身就是两性物质，因而合成氨基酸系两性表面活性剂就是向氨基酸分子上引入疏水基团性表面活性剂就是向氨基酸分子上引入疏水基团- -烃基，烃基可引入到烃基，烃基可引入到n n原子上。其反应如下：原子上。其反应如下：http:/ b、胺类与卤代酸反应合成、胺类与卤代酸反应合成 胺类与卤代乙酸反应可以合成胺类与卤代乙酸反应可以合

35、成a-a-胺胺基乙酸型两性表面活性剂基乙酸型两性表面活性剂: :http:/ c、胺类与丙烯睛加成反应，后水解合成胺类、胺类与丙烯睛加成反应，后水解合成胺类与丙烯酸酯或丙烯睛等加成反应，再水解制与丙烯酸酯或丙烯睛等加成反应，再水解制取氨基酸系两性表面活性剂取氨基酸系两性表面活性剂. .其反应式如下其反应式如下: :http:/ d、胺类与醛类等物质反应合成、胺类与醛类等物质反应合成http:/ 3）氨基酸系两性表面活性剂的用途）氨基酸系两性表面活性剂的用途a a、作为洗涤剂中添加剂、作为洗涤剂中添加剂 洗涤剂中添加氨基酸系两性表面活性洗涤剂中添加氨基酸系两性表面活性剂，可以增加对毛发的亲和力，

36、从而具剂，可以增加对毛发的亲和力，从而具有保护头发的功能，对皮肤刺激小，毒有保护头发的功能，对皮肤刺激小，毒性低；同时还有一定的杀菌能力，并使性低；同时还有一定的杀菌能力，并使头发柔软。头发柔软。b b、作为化妆品中添加剂、作为化妆品中添加剂 由于由于n n一脂酸氨基酸对皮肤和毛发作一脂酸氨基酸对皮肤和毛发作用温和，有很高的亲和力及润湿效果，用温和，有很高的亲和力及润湿效果，http:/ 因此，它是各种香波及许多化妆品的主因此，它是各种香波及许多化妆品的主要原料，可用它配制洗发膏、洗发精和要原料，可用它配制洗发膏、洗发精和发乳；另一方面由于它无毒，对皮肤无发乳；另一方面由于它无毒，对皮肤无刺激

37、、无损坏，因此可作为洗面乳的原刺激、无损坏，因此可作为洗面乳的原料，使洗面乳呈弱酸性，具有良好的洗料，使洗面乳呈弱酸性，具有良好的洗净力和起泡性，能增加皮肤的光润。净力和起泡性，能增加皮肤的光润。c c、在牙膏中的应用、在牙膏中的应用 n n一脂酞谷氨酸可作牙粉起泡剂，用于一脂酞谷氨酸可作牙粉起泡剂，用于牙膏、牙粉时有愉快的味道，起泡比普牙膏、牙粉时有愉快的味道，起泡比普通牙粉强，也用于嗽口剂中。通牙粉强，也用于嗽口剂中。http:/ 氨基酸系两性表面活性剂中氨基酸系两性表面活性剂中n一脂酞酸氨一脂酞酸氨基酸，基酸，n一脂酞氨基酸盐和氨基酸醋都有一脂酞氨基酸盐和氨基酸醋都有杀菌能力。对革兰氏阴

38、性及阳性菌和某些杀菌能力。对革兰氏阴性及阳性菌和某些丝状菌有良好的抗杀能力丝状菌有良好的抗杀能力;另一方面，由于另一方面，由于它的毒性低它的毒性低(约为苯酚的约为苯酚的1/20)，因此对蛋白，因此对蛋白质和电解质比较稳定，对皮肤刺激小质和电解质比较稳定，对皮肤刺激小。 另外还可用于外科手术、食品、病房和另外还可用于外科手术、食品、病房和餐具的杀菌消毒。又如餐具的杀菌消毒。又如n一月桂酞谷氨酸一月桂酞谷氨酸对乳酸菌有抗杀作用，对氨基酸发酵工业对乳酸菌有抗杀作用，对氨基酸发酵工业中产生的噬菌体感染有强烈阻止作用。中产生的噬菌体感染有强烈阻止作用。http:/ 近年来，国外大量的工作是合成一近年来，

39、国外大量的工作是合成一剂多效的新型或特殊型两性表面活剂多效的新型或特殊型两性表面活性剂及开辟新的应用技术，以咪哇性剂及开辟新的应用技术，以咪哇啉系、氨基酸系为代表的两性表面啉系、氨基酸系为代表的两性表面活性剂的研究，正朝着结构与性能活性剂的研究，正朝着结构与性能的协同效应等方面进行探索，也朝的协同效应等方面进行探索，也朝着多功能方向发展，这将会进一步着多功能方向发展，这将会进一步开拓两性表面活性剂的新用途。开拓两性表面活性剂的新用途。http:/ 2.6 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 .1定义及特性定义及特性 所谓非离子表面活性剂是一类在水溶液中不所谓非离子表面活性剂是一类

40、在水溶液中不电离出任何形式的离子，亲水基主要由具有电离出任何形式的离子，亲水基主要由具有一定数量的含氧及基团（一般为醚基或羟基）一定数量的含氧及基团（一般为醚基或羟基）构成亲水性，靠与水形成氢键实现溶解的表构成亲水性，靠与水形成氢键实现溶解的表面活性剂。面活性剂。 非离子表面活性剂具有良好的增溶、洗涤、非离子表面活性剂具有良好的增溶、洗涤、抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能；可应抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能；可应用用ph ph 范围比一般离子型表面活性剂更广；除范围比一般离子型表面活性剂更广；除去污力和起泡性外，其他性能往往优于一般去污力和起泡性外，其他性能往往优于一般阴离子表面活性剂。在离

41、子型表面活性剂中阴离子表面活性剂。在离子型表面活性剂中添加少量非离子表面活性剂，可使该体系的添加少量非离子表面活性剂，可使该体系的表面活性提高表面活性提高( (相同活性物含量之间比较相同活性物含量之间比较) )。 http:/ 2.6.2 分类分类 非离子表面活性剂的疏水基多是由含非离子表面活性剂的疏水基多是由含有活泼氢原子的疏水基团有活泼氢原子的疏水基团, ,如高碳脂肪如高碳脂肪醇、脂肪酸、高碳脂肪胺等物质。目醇、脂肪酸、高碳脂肪胺等物质。目前使用量最大的是高碳脂肪醇。亲水前使用量最大的是高碳脂肪醇。亲水基的来源主要由环氧乙烷、聚乙二醇、基的来源主要由环氧乙烷、聚乙二醇、多元醇、氨基醇等物质

42、。多元醇、氨基醇等物质。 按其亲水基结构的不同，非离子表面按其亲水基结构的不同，非离子表面活性剂主要分为聚乙二醇型和多元醇活性剂主要分为聚乙二醇型和多元醇型两大类，其他还有聚醚型、配位键型两大类，其他还有聚醚型、配位键型非离子表面活性剂。型非离子表面活性剂。http:/ :包括高级醇环氧乙包括高级醇环氧乙烷加成物，烷基酚环氧乙烷加烷加成物，烷基酚环氧乙烷加成物和高级脂肪酰胺环氧乙烷成物和高级脂肪酰胺环氧乙烷加成物。加成物。多元醇型多元醇型: :主要有甘油的脂肪酸主要有甘油的脂肪酸酯、季戊四醇的脂肪酸酯、山酯、季戊四醇的脂肪酸酯、山梨醇及失水山梨醇的脂肪酸酯。梨醇及失水山梨醇的脂肪酸酯。http

43、:/ 2.6.3 非离子表面活性剂的合成非离子表面活性剂的合成 1 1）乙氧基化的非离子表面活性剂）乙氧基化的非离子表面活性剂 这类非离子表面活性剂是先合成支链具有羟基的这类非离子表面活性剂是先合成支链具有羟基的环状中间体，然后再与环氧乙烷反应生成的。在环状中间体，然后再与环氧乙烷反应生成的。在污水处理厂的降解速度比常用的乙氧化物快的多污水处理厂的降解速度比常用的乙氧化物快的多http:/ 2)2)烷基糖苷烷基糖苷 烷基糖苷烷基糖苷(alkyl polyglycoside) (alkyl polyglycoside) 简称简称apg,apg,是新是新型的非离子表面活性剂型的非离子表面活性剂,

44、,是一种在水中不离解成离是一种在水中不离解成离子状态的两亲结构的化合物。是新一代的子状态的两亲结构的化合物。是新一代的“绿色绿色”产品产品. . 国内外有关专家称其为世界级表面活性。国内外有关专家称其为世界级表面活性。 (1)(1)合成方法合成方法 apgapg的合成机理是的合成机理是d-d-葡萄糖葡萄糖( (具有半缩醛的性质具有半缩醛的性质) ) 在酸性催化剂作用下可失去一分子水在酸性催化剂作用下可失去一分子水, ,形成一个碳形成一个碳正离子正离子, ,然后再与另一分子醇作用形成稳定的缩醛然后再与另一分子醇作用形成稳定的缩醛即烷基糖苷即烷基糖苷. . 烷基糖苷像缩醛一样烷基糖苷像缩醛一样,

45、,在碱性条件下在碱性条件下是稳定的是稳定的, ,但在酸性条件下很容易水解但在酸性条件下很容易水解, ,所以所以, ,在合在合成烷基糖苷至终点后成烷基糖苷至终点后, ,应以碱中和反应液至应以碱中和反应液至ph 8ph 89 9。http:/ ,生成生成apgapg和水。和水。b)b)二步法：首先利用低碳醇二步法：首先利用低碳醇, ,如正丁如正丁醇与葡萄糖在酸性催化剂存在下反醇与葡萄糖在酸性催化剂存在下反应生成低碳糖苷应生成低碳糖苷, ,再与高碳脂肪醇发再与高碳脂肪醇发生缩醛交换反应生缩醛交换反应, ,生成长链生成长链apgapg和低和低碳醇碳醇, ,低碳醇可回收。低碳醇可回收。http:/ 合成

46、烷基糖苷所适用的温度为合成烷基糖苷所适用的温度为110 120 。因为因为,葡萄糖为热敏性物质葡萄糖为热敏性物质,温度过高则副反应过温度过高则副反应过多多,颜色变深颜色变深;温度过低葡萄糖又会自聚温度过低葡萄糖又会自聚, n (催化催化剂剂) n (葡萄糖葡萄糖) = (0. 0050. 02) 1。催化剂。催化剂的种类和用量直接影响的种类和用量直接影响apg的的dp 值和多糖含量值和多糖含量,一般情况下一般情况下, n (催化剂催化剂) n (葡萄糖葡萄糖) = 0. 008 1 为最佳为最佳.直接法中直接法中, n (长链脂肪醇长链脂肪醇) n (葡萄糖葡萄糖) = (46) 1 ;转糖苷

47、法中转糖苷法中, n (正丁醇正丁醇) n (葡萄糖葡萄糖) = (46) 1 ,n (高碳醇高碳醇) n (葡萄糖葡萄糖) = (1. 56) 1. 醇若过量醇若过量,则稀释催化剂则稀释催化剂,使催化剂浓度降使催化剂浓度降低低,从而主反应速度降低从而主反应速度降低,使葡萄糖脱水生成多糖使葡萄糖脱水生成多糖的反应相对加快的反应相对加快,从而降低了糖苷得率从而降低了糖苷得率,而且也会而且也会对后续脱醇及烷基糖苷产品性能有影响对后续脱醇及烷基糖苷产品性能有影响;醇量太低醇量太低,葡萄糖反应又不完全。葡萄糖反应又不完全。http:/ 3）apgapg的应用与发展前景的应用与发展前景 烷基多苷和中草药

48、配伍应用烷基多苷和中草药配伍应用,目前主要目前主要是选用有清热、解毒、止痒作用的中是选用有清热、解毒、止痒作用的中草药草药,与烷基多苷配伍与烷基多苷配伍,利用其优良的配利用其优良的配伍性和对皮肤无刺激性等优良性能伍性和对皮肤无刺激性等优良性能,制制备有止痒疗效的保健护肤品备有止痒疗效的保健护肤品,得到外观得到外观稳定和药性优良的配方。由于中药化稳定和药性优良的配方。由于中药化妆品有保护、营养和治疗等多种功能妆品有保护、营养和治疗等多种功能,而且作用缓和持久而且作用缓和持久,正符合保健护肤品正符合保健护肤品的多效、长效的世界潮流。的多效、长效的世界潮流。http:/ 以烷基糖苷以烷基糖苷apg为

49、主配置的新为主配置的新型手洗餐具洗涤剂型手洗餐具洗涤剂,既能提高对既能提高对餐具残留污脂的洗涤性能餐具残留污脂的洗涤性能,又能又能满足对皮肤的低刺激、无毒的满足对皮肤的低刺激、无毒的要求要求,同时生物降解迅速、彻底同时生物降解迅速、彻底,从而减轻对环境的破坏从而减轻对环境的破坏,适合可适合可持续发展的理念。持续发展的理念。http:/ 糖基表面活性剂糖基表面活性剂 糖基表面活性剂原料来自天然可再生资源，糖基表面活性剂原料来自天然可再生资源，具有良好的生物可降解性，广泛应用于日具有良好的生物可降解性，广泛应用于日用品行业和食品工业中。而广西拥有比较用品行业和食品工业中。而广西拥有比较丰富的糖资源

50、。应此，对糖基表面活性剂丰富的糖资源。应此，对糖基表面活性剂的研究是十分有必要的的研究是十分有必要的 。 近年来，一些糖基表面活性剂开始大量应近年来，一些糖基表面活性剂开始大量应用，如烷基多苷及其衍生物、烷醇基葡糖用，如烷基多苷及其衍生物、烷醇基葡糖酰胺、蔗糖酯等。如何开发更多的糖类资酰胺、蔗糖酯等。如何开发更多的糖类资源应用于表面活性剂工业和研制类型更丰源应用于表面活性剂工业和研制类型更丰富性能更好的表面活性剂产品成为科学家富性能更好的表面活性剂产品成为科学家们研究的热点，最近不断有一些新型糖基们研究的热点，最近不断有一些新型糖基表面活性剂被合成出来。表面活性剂被合成出来。http:/ 戊糖

51、基两性表面活性剂戊糖基两性表面活性剂 以戊糖及其衍生物为原料可以合成出具有良好表面以戊糖及其衍生物为原料可以合成出具有良好表面活性的表面活性剂，如活性的表面活性剂，如s s烷基硫戊糖内酯就引起了烷基硫戊糖内酯就引起了人们的极大兴趣。它是一种两性表面活性剂。人们的极大兴趣。它是一种两性表面活性剂。 糖基两性分子衍生物一般都符合糖基两性分子衍生物一般都符合su-zrsu-zr公式，即一个公式，即一个糖类单元糖类单元susu通过一个原子或一个原子基团通过一个原子或一个原子基团z zo o，s s，ocooco连接到连接到r r烷基链上（烷基链上（r rc cn nh h2n+12n+1；n=6-18n=6-18）。）。s s烷烷基硫戊糖内酯符合公式基硫戊糖内酯符合公式su-srsu-sr，正电荷中心负载在，正电荷中心负载在s s原子上。以戊糖（包括原子上。以戊糖（包括d d核糖，核糖，d d阿拉伯糖，阿拉伯糖，d d木木糖）为原料，合成表面活性剂糖）为原料，合成表面活性剂s-s-烷基硫戊糖内酯烷基硫戊糖内酯（如图（如图1 1），和对应的符合一般公式），和对应的符合一般公式su-srsu-sr（r r c cn nh h2n+12n+1；n=6n=6，8 8，1010，1212）的醛醇衍生