非离子表面活性剂

1、 第一节第一节 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 第二节第二节 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 第三节第三节 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 第四节第四节 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 第五节第五节 特殊类型表面活性剂特殊类型表面活性剂一、概述一、概述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（醚基或羟基）（醚基或羟基）与水构与水构成氢键成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某些方面正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面

2、比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？性能性能 (1)(1)是表面活性剂家族是表面活性剂家族第二大类第二大类，产量仅次于阴离子表面活，产量仅次于阴离子表面活性剂。性剂。 (2)(2)由于非离子表面活性剂不能在水溶液中离解为离子，因由于非离子表面活性剂不能在水溶液中离解为离子，因此，此，稳定性高稳定性高，不受酸、碱、盐所影响，耐硬水性强。，不受酸、碱、盐所影响，耐硬水性强。 (3)(3)与其它表面活性剂及添加剂与其它表面活性剂及添加剂相容性较好相容性较好，可与阴、阳、，可与阴、阳、两性离子型表面活性剂混合使用。两性离子型表面活性剂混合使用。

3、 (4)(4)由于在溶液中不电离，故在一般固体表面上由于在溶液中不电离，故在一般固体表面上不易发生强不易发生强烈吸附烈吸附。 (5)(5)非离子表面活性剂的物理化学性质强烈依赖于温度，随非离子表面活性剂的物理化学性质强烈依赖于温度，随温度升高，在水中变得不溶温度升高，在水中变得不溶( (浊点现象浊点现象) )。 但但糖基糖基非离子表面活性剂的性质具有正常的温度依赖性，非离子表面活性剂的性质具有正常的温度依赖性，如溶解性随温度升高而增加。如溶解性随温度升高而增加。浊点浊点非离子表面活性剂温度非离子表面活性剂温度较低时澄清透明，当加较低时澄清透明，当加热到溶液变浑浊时的温热到溶液变浑浊时的温度。度

4、。原因：温度原因：温度氢键氢键 (6)(6)非离子表面活性剂具有非离子表面活性剂具有高表面活性高表面活性，其水溶液的，其水溶液的表面张力低，临界胶团浓度低，胶团聚集数大，增溶作用表面张力低，临界胶团浓度低，胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好的乳化力和去污力。强，具有良好的乳化力和去污力。 (7)(7)与离子型表面活性剂相比，非离子表面活性剂一与离子型表面活性剂相比，非离子表面活性剂一般来讲般来讲起泡性能较差起泡性能较差，因此适合于配制低泡型洗涤剂和其，因此适合于配制低泡型洗涤剂和其它低泡型配方产品。它低泡型配方产品。 (8)(8)非离子表面活性剂在溶液中不带电荷，不会与蛋非离子表面活性剂在溶液

5、中不带电荷，不会与蛋白质结合，因而白质结合，因而毒性低毒性低，对皮肤刺激性也较小。，对皮肤刺激性也较小。 (9)(9)非离子表面活性剂产品，大部分呈非离子表面活性剂产品，大部分呈液态或浆状液态或浆状，这是与离子型表面活性剂不同之处。这是与离子型表面活性剂不同之处。 非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、增非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、增溶、润湿、发泡、抗静电、杀菌和保护胶体等多种性能，溶、润湿、发泡、抗静电、杀菌和保护胶体等多种性能，广泛地应用于纺织工业、造纸工业、食品工业、化妆品工广泛地应用于纺织工业、造纸工业、食品工业、化妆品工业、洗涤工业、橡胶工业、塑料工业、涂料工业

6、、医药和业、洗涤工业、橡胶工业、塑料工业、涂料工业、医药和农药工业上、化学肥料工业、金属加工工业、矿业、建构农药工业上、化学肥料工业、金属加工工业、矿业、建构和环境保护等方面。和环境保护等方面。 随着脂肪醇自给能力的提高和环氧乙烷商品量的增加随着脂肪醇自给能力的提高和环氧乙烷商品量的增加及其质量的提高，非离子表面活性剂发展极为迅速，我国及其质量的提高，非离子表面活性剂发展极为迅速，我国非离子表面活性剂的生产将会得到更快的发展。非离子表面活性剂的生产将会得到更快的发展。用途与前景用途与前景2.多元醇型多元醇型 1.聚氧乙烯醚型聚氧乙烯醚型分类分类品种最多、产量最大、应用最广品种最多、产量最大、应

7、用最广结构类型结构类型 凡有活性氢的化合物均可与环氧乙烷缩合制成聚乙二凡有活性氢的化合物均可与环氧乙烷缩合制成聚乙二醇型非离子表面活性剂。这类表面活性剂的亲水性，是靠醇型非离子表面活性剂。这类表面活性剂的亲水性，是靠分子中的氧原子与水中的氢形成分子中的氧原子与水中的氢形成氢键氢键产生水化物而具有的。产生水化物而具有的。两种状态两种状态: :在无水状态时为在无水状态时为锯齿型锯齿型，而在水溶液中主要是，而在水溶液中主要是曲折型曲折型。 1.聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚型型 当它一旦在水中成为曲折型时，亲水性的氧原子即当它一旦在水中成为曲折型时，亲水性的氧原子即被置于链的外侧，憎水性的被置于链的外侧，憎水

8、性的-CH2-基位于里面，因而链基位于里面，因而链周围就变得容易与水结合。此结构虽然很大，但其整体周围就变得容易与水结合。此结构虽然很大，但其整体恰似一个亲水基。因此，聚氧乙烯链显示出较大的亲水恰似一个亲水基。因此，聚氧乙烯链显示出较大的亲水性。分子中环氧乙烷的聚合度越大，即醚键性。分子中环氧乙烷的聚合度越大，即醚键-O-越多，越多，亲水性越大。亲水性越大。H2O 聚氧乙烯非离子表面活性剂根据聚氧乙烯非离子表面活性剂根据疏水基疏水基的的种类可分为长链种类可分为长链脂肪醇聚氧乙烯脂肪醇聚氧乙烯、烷基酚聚氧烷基酚聚氧乙烯醚乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺聚氧乙烯烷基胺、聚氧

9、乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺等。等。 合成方法：合成方法：聚氧乙烯非离子表面活性剂是用具聚氧乙烯非离子表面活性剂是用具有有活泼氢原子活泼氢原子的疏水性原料，在酸或碱催化剂的疏水性原料，在酸或碱催化剂参与下与参与下与环氧乙烷环氧乙烷起加成反应制得的。起加成反应制得的。a. 脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯聚氧乙烯醚醚C12H25OH C14C18常称平平加常称平平加C12H25O-(CH2CH2O)n -H NaOH催化催化150180oCC12C13常称常称AEOC12H25OH 1 高碳醇的制备高碳醇的制备2 环氧乙烷的制备环氧乙烷的制备3 脂肪醇聚氧乙烯基醚的脂肪醇聚氧乙烯基醚的合成合成C12H25O

10、-(CH2CH2O)n -H NaOH催化催化150180oC 实际上环氧乙烷的实际上环氧乙烷的加成是逐渐进行加成是逐渐进行的，首先加成的，首先加成1个个环氧乙烷分子，继而加成上第环氧乙烷分子，继而加成上第2个、第个、第3个个当加成上当加成上1015个后，则显现出最佳的洗涤能力。常用的长链脂肪个后，则显现出最佳的洗涤能力。常用的长链脂肪醇有月桂醇、油醇、棕榈醇、硬脂醇、环己醇、萜烯醇等。醇有月桂醇、油醇、棕榈醇、硬脂醇、环己醇、萜烯醇等。 这类表面活性剂稳定性高，生物降解性和水溶性均较这类表面活性剂稳定性高，生物降解性和水溶性均较好，具有良好的乳化、润湿、渗透、分散和增溶的能力。好，具有良好的

11、乳化、润湿、渗透、分散和增溶的能力。常用于衣料用洗涤剂、洗发香波、浴用香波中。常用于衣料用洗涤剂、洗发香波、浴用香波中。 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，在易溶于水，在硬水硬水、酸液酸液或或碱液碱液中不起变化而很稳定，中不起变化而很稳定，是一种优良扩散剂。有很强的是一种优良扩散剂。有很强的扩散扩散能力。能力。 对各种纤维无结合能力，所以应用后亦易洗去。对各种纤维无结合能力，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，起对直接染料和还原染料有很高的亲和力，起缓染缓染作作

12、用；有用；有剥色剥色能力。能力。 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 增艳剂增艳剂 6 净洗剂净洗剂 7 防静电剂防静电剂 8 乳化剂乳化剂用途：用途：b. 烷基酚烷基酚聚氧乙烯聚氧乙烯醚（醚（APE）R R O OO O ( ( CHCH2 2CHCH2 2H H) )n nO OO O ( ( C CH H2 2C CH H2 2) )1 10 0H HC C H H9 91 19 9壬基壬基酚酚聚氧乙烯聚氧乙烯醚醚OP-10常用的酚有辛基酚、壬基酚常用的酚有辛

13、基酚、壬基酚O OO O ( ( C CH H2 2C CH H2 2) )1 10 0H HC C H H9 91 19 9nn = 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、乳化性能皆佳润湿性、去污力、乳化性能皆佳 n 10 润湿性、去污力下降，浊点升高润湿性、去污力下降，浊点升高特点特点 烷基酚聚氧乙烯醚的制法与长链脂肪醇聚氧乙烯烷基酚聚氧乙烯醚的制法与长链脂肪醇聚氧乙烯相似，其反应式如下：相似，其反应式如下：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 它的需要量呈它的需要量呈逐渐减少的趋势逐渐

14、减少的趋势，目前在家用洗涤用，目前在家用洗涤用品中已较少使用，主要用在金属的酸性洗涤剂和碱性品中已较少使用，主要用在金属的酸性洗涤剂和碱性洗涤剂中。洗涤剂中。c. 脂肪酸脂肪酸聚氧乙烯聚氧乙烯酯酯R-COO-(CH2CH2O)n-H 脂肪酸与环氧乙烷在催化剂存在下起加成反应生成脂肪酸与环氧乙烷在催化剂存在下起加成反应生成脂肪酸聚氧乙烯酯，反应式如下：脂肪酸聚氧乙烯酯，反应式如下： 另一种方法是用脂肪酸与聚乙二醇进行酯化另一种方法是用脂肪酸与聚乙二醇进行酯化反应制得：反应制得： 此反应中，聚乙二醇有两个羟基，如无特殊催此反应中，聚乙二醇有两个羟基，如无特殊催化控制，酯化所得的非离子酯总会有一定比

15、例的化控制，酯化所得的非离子酯总会有一定比例的双酯，此外，通过酯交换亦形成聚乙二醇：双酯，此外，通过酯交换亦形成聚乙二醇： 这种表面活性剂的渗透力、洗涤力较脂这种表面活性剂的渗透力、洗涤力较脂肪醇和烷基酚的聚氧乙烯醚类差，主要用作肪醇和烷基酚的聚氧乙烯醚类差，主要用作乳乳化剂、分散剂、纤维油剂和染色助剂化剂、分散剂、纤维油剂和染色助剂等。等。 此外，它还易此外，它还易受酸、碱溶液水解受酸、碱溶液水解而形成原而形成原脂肪酸和聚乙二醇，所以在强酸溶液中失去洗脂肪酸和聚乙二醇，所以在强酸溶液中失去洗涤力，而在强碱溶液中其洗涤力远不及由同样涤力，而在强碱溶液中其洗涤力远不及由同样脂肪酸制成的肥皂，但还

16、是可以用作家庭用洗脂肪酸制成的肥皂，但还是可以用作家庭用洗衣粉的成分。衣粉的成分。 将橄榄油与聚乙二醇在碱催化下进行酯交换反应，可将橄榄油与聚乙二醇在碱催化下进行酯交换反应，可得到得到聚乙二醇油酸聚乙二醇油酸和和油酸单甘油酯油酸单甘油酯的混合物，反应过程如的混合物，反应过程如下：下： 这种混合物是具有特殊性能的这种混合物是具有特殊性能的油溶性乳化剂油溶性乳化剂，具有广，具有广泛用途。泛用途。d. 烷烷醇酰胺醇酰胺聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚RCO-NH-(CH2CH2O)n-HRCO-NH-CH2CH2 -OH 烷基醇酰胺与环氧乙烷起加成，反应生成烷基醇酰胺与环氧乙烷起加成，反应生成聚氧乙烯烷基醇酰胺

17、，反应式如下：聚氧乙烯烷基醇酰胺，反应式如下： 这种非离子表面活性剂具有较强的起泡和稳泡作用，这种非离子表面活性剂具有较强的起泡和稳泡作用，故常用作泡沫促进剂和泡沫稳定剂，其中有的具有良好故常用作泡沫促进剂和泡沫稳定剂，其中有的具有良好的洗涤力、增溶力和增稠作用。的洗涤力、增溶力和增稠作用。 这类较早的产品是这类较早的产品是月桂酰二乙醇胺月桂酰二乙醇胺，它是由月桂酸，它是由月桂酸和二乙醇胺在氮气流保护下加热进行缩合反应制得的：和二乙醇胺在氮气流保护下加热进行缩合反应制得的： 月桂酰二乙醇胺不溶于水，当再与一分子二乙醇胺结合成复合物时，才具有良好的水溶性和洗涤力，可用作洗涤剂中的稳泡剂，也可用作

18、乳化剂和防锈剂及干洗皂等。 这种表面活性剂的稳定性和耐水解性优于脂肪酸聚氧乙烯酯。 e. 聚氧乙烯聚氧乙烯烷基烷基胺胺 聚氧乙烯烷基胺同时具有非离子和阳离子表面活性剂聚氧乙烯烷基胺同时具有非离子和阳离子表面活性剂的一些特性，如耐酸不耐碱，具有杀菌性能等。的一些特性，如耐酸不耐碱，具有杀菌性能等。 常用作染色助剂，也常用于人造丝生产中以增强再生常用作染色助剂，也常用于人造丝生产中以增强再生纤维丝的强度，还可保持喷丝孔的清洁，防止污垢沉积。纤维丝的强度，还可保持喷丝孔的清洁，防止污垢沉积。烷基胺与环氧乙烷起加成反应可生成两种反应产物： 在后一反应中，最终产物实际上是异构体的混合物。 合成方法：合成

19、方法： 聚醚类产品主要是以丙二醇为起始剂而合成的以各种不同分子量的聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚而成的一系列产品的总称，其中有代表性的为Pluronic型表面活性剂，其分子式如下： CH3 式中(CH2CHO)b是聚氧丙烯段，在分子中呈现疏水性质，(CH2CH2O)a和(CH2CH2O)c是聚氧乙烯段，在分子中呈现亲水性质；a、b、c代表分子数目，改变分子数目可以得到亲水性不同的产物。f.聚醚类聚醚类聚醚的分子量可达数千以上，显著地高于普通的表面活性剂的分子量，因此也可将归属于高分子表面活性剂中。聚醚的毒性和起泡力均较低，分子量为20003000的聚醚有良好的去污力；分子量更高的分散力较好。此外，聚醚

20、还具有强乳化力。可用于低泡洗涤剂、乳化剂，消泡剂以及织物匀染剂、抗静剂、金属切削冷却液、润滑剂和黏结剂。结构类型结构类型 多元醇型非离子表面活性剂是指由含多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化反应而生成的酯类，此外，还包括由带有NH2或NH基的氨基醇以及带有-CHO基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。由于它们在性质上很相似，故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。 多元醇型非离子表面活性剂按多元醇的种类可分为甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等非离子表面活性剂。2.多元醇多元醇表面活性剂表面活性剂2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHO

21、HOHOHOHO OHOHOO OC CO OR R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醇酯酯a. 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2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR

22、ROHOHC CO OR R单酯单酯双酯双酯三酯三酯Span(司盘司盘)系列系列抗静电剂、润滑剂抗静电剂、润滑剂2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHOHOHOHOHO OHOHOO OC CO OR R2 2CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH2 2CHCHO OO OC CO OR RO OO OO O2 2O OCHCH CHCH2 2()H Hp ps sH H)(2 2CHCHCHCHO O2 2q q2 2O OCHCH CHCH2 2()H HTwen系列系列Span(司盘司盘)系列系列b. 脂肪酸脂肪酸甘油酯甘油酯和和季戊四醇季戊四醇酯酯酯交换反应酯交换反应c.蔗糖蔗糖脂肪酸酯脂肪酸酯食品、化妆品、医药食品、化妆品、医药特点是：特点是：易生物降解，可为人体吸收，不刺激易生物降解，可为人体吸收，不刺激皮肤和粘膜。对环境和生物体的安全性高，是皮肤和粘膜。对环境和生物体的安全性高，是联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐的可联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐的可作为食品添加剂的表面活性剂。作为食品添加剂的表面活