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文档简介
3.2阴离子表面活性剂定义溶于水后,与亲油基相连的是阴离子。分类羧酸盐类(Carboxylate)硫酸酯盐(Sulfate)磺酸盐(Sulfonate)磷酸酯盐(Phosphate)3.2阴离子表面活性剂定义13.2.1羧酸盐型阴离子表面活性剂肥皂长链的脂肪酸甘油酯(天然油脂)皂化而得。R-COOCH2CH2-OHR-COOCH+3NaOH3R-COONa+CH-OHR-COOCH2CH2-OH
高级脂肪酸碱金属盐类。安全、无毒、有效。3.2.1羧酸盐型阴离子表面活性剂肥皂2天然油脂的脂肪酸组成动物油与植物油,油与脂;多为混合物,但以某种为主碳链长度不同有的含有双键,易氧化变质油脂不一样,产品也不一样,所得肥皂性质不一样,适用的温度范围不一样。天然油脂的脂肪酸组成3不同油脂的脂肪酸组成不同油脂的脂肪酸组成4钠皂、钾皂、金属皂钠皂:块状香皂的表面活性组分,俗称硬皂。
钾皂:水中溶解度比钠皂高,制取液体皂,俗称软皂。硬脂酸锂:高级润滑脂的稠化剂,可用在飞机、军械中硬脂酸铝:涂料、油墨的悬浮分散剂。硬水中钙镁离子的影响
2RCOONa+Ca2+
(RCOO)2Ca+2Na
肥皂抗硬水能力差。钠皂、钾皂、金属皂5多羧酸皂C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐用于润滑油添加剂、除锈剂将一个羧基用丁醇或戊醇酯化生成新的活化剂多羧酸皂C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐6其它羧酸皂松香皂优良的乳化、起泡力,无洗涤作用
C19H29COOHC19H29COONaN-酰基羧酸盐低毒,低刺激性,化妆品、食品
R-CONH(CONHR”)nCOONaR’聚醚羧酸盐润湿剂、钙皂化剂、化妆品
R-(OC2H4)nOCH2COONa其它羧酸皂松香皂优良的乳化、起泡力,无洗涤作73.2.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂烷基硫酸酯盐(AlkylSulfate)-AS醇醚硫酸酯盐(AlcoholEtherSulfate)-AES油脂硫酸酯盐
ROHROSO3HROSO3Na
RCHCHR’RCH2CHR’RCH2CHR’
H2SO4NaOHH2SO4NaOHOSO3HOSO3Na3.2.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂烷基硫酸酯盐(Alkyl8烷基硫酸酯盐(AS)通式
ROSO3M代表产品
十二烷基硫酸酯钠盐,R=C12H25M=Na
缩写:SDSSodiumDodecylSulfateorSLSSodiumLaurylSulfate工艺路线烷基硫酸酯盐(AS)通式9工艺路线原料高级醇的制备硫酸化碱中和工艺路线原料高级醇的制备10原料高级醇的制备脂肪酸、脂肪酸脂还原甘油脂直接加氢油脂先水解成脂肪酸,再加氢油脂醇解得甘油和脂肪酸甲脂,然后再加氢
RCOOCH3+H2RCH2OH+CH2OH动植物腊中提取利用脂肪酸工业副产品的二级不皂化物原料高级醇的制备脂肪酸、脂肪酸脂还原11齐格勒法:由三乙基铝与乙烯聚合
Al(C2H5)3+nC2H4AlC2H4R2AlOC2H4R2
Al2(SO4)3+R1C2H4OH+R2C2H4OH+R3C2H4OH
得到高级脂肪醇的混合物,且为偶数碳
C2H4R1C2H4R3OC2H4R1OC2H4R33/2O23H2SO4齐格勒法:由三乙基铝与乙烯聚合C2H4R1C2H4R3OC212羰基合成法(烯烃加氢醛化法)
RCHCH2+CO+H2RCHCH2
RCH2CH2CHO+RCHCHORCH2CH2CH2OH+RCHCH2OH
比原料烯烃多一个碳,但得到的高级醇支链较多
Co2(CO)8COH2CH3CH375%25%羰基合成法(烯烃加氢醛化法)Co2(CO)8COH2CH3C13硫酸化硫酸化试剂SO3
反应活性高,但副反应较多,成本低,适合大规模工业生产。浓硫酸发烟硫酸(H2SO4·SO3)氯磺酸(ClSO3H)
转化率高,腐蚀性强,价格高,小规模生产。氨基磺酸(NH2SO3H)反应温和,可保护双键,直接制得胺盐,价格更高,少用。硫酸化硫酸化试剂14SO3硫酸化反应器
使用降膜式反应器,增加了物料的气液表面传热效果好,可以与磺化反应通用。工艺条件
SO3会自聚,需加稳定剂,如磺酸,同时反应活性高,需稀释。温度:30~35℃配比:脂肪醇:SO3=1:1.03出料后应立即中和。SO3硫酸化反应器15氯磺酸硫酸化反应式
ROH+HSO3ClROSO3H+HCl反应特点
反应过程中,放热,排出HCl气体。
间歇反应,反应条件难以控制,产品质量下降,但在少量生产中仍可使用,需耐腐蚀的反应器。连续法生产,可很好控制反应温度,转化率高,产品色泽好。氯磺酸硫酸化反应式16雾化法连续硫酸化流程图雾化法连续硫酸化流程图17不同工艺产品质量比较不同工艺产品质量比较18碱中和反应式
ROSO3H+NaOHROSO3Na+H2O控制反应条件严格控制PH值:7~8.5,防止酯水解严格控制反应温度:45~55℃,保证产品质量生产工艺间歇式和连续式高级硫酸酯盐抗硬水性差,高级醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐代替。
碱中和反应式19醇醚硫酸酯盐(AES)通式
RO(CH2CH2O)SO3M制备
ROH+nCH2CH2RO(CH2CH2O)HR’OSO3NanOKOH△、pnAEO-3n=3①SO3②NaOHAES-3醇醚硫酸酯盐(AES)通式nOKOH△、pnAEO-3①SO20AES的特点具有良好的起泡效果和洗涤去污作用,易溶于水,耐硬水。AS和AES的用途
主要用于洗涤剂,也可用作医药制剂、纺织助剂。最重要的是用于洗发香波中。AES的特点21洗发香波的设计和配方设计要求有适度的去污能力,不损伤头发起泡性好,泡沫多而细腻,常温下泡沫稳定。要有一定的粘度,不能太粘,要易冲洗。梳理性好,洗后头发不发硬,有光泽。温和,对眼、皮肤刺激性小,不头痒,不产生头屑。洗发香波的设计和配方设计要求22基本配方组分(Ingredient)作用(Function)含量SDSorAES起泡(Foam)10~20%
(AESS-钠盐)去污(Detergent)(AESA-铵盐)润湿(Wetting)2.C11H23CN·NH(CH2CH2OH)23~5%N,N-二羟乙基月桂酰胺(N,N-dihydoxyethyldodecylamide)商品名:尼诺尔(Ninol)作用:泡沫稳定剂(Foamstabilityagent)CH2CH2OHCH2CH2OHO基本配方CH2CH2OHCH2CH2OHO233.NaClorSugarorAEO-91~2%作用:增稠剂(thickening)
orRCO(CH2CH2O)CR,R=C16~C18
很好的增稠剂,用量<0.8%4.STPP三聚磷酸钠(现禁磷而不能用)(Sodiumtripolyphosphate)助洗剂(螯合剂),软化硬水OOn=10~1003.NaClorSugarorAEO-9245.氧化胺C12H25NO高档泡沫稳定剂,贵一般香波不用6.矿物油or硅油光亮剂1~5%7.十二烷基二甲基甜菜碱C12H25N+
CH2COO-
抗静电、柔顺、梳理性好,很贵,4~6%8.苯甲酸钠防腐剂0.01%9.香精、香料C17H35COO(CH2CH2O)1~2H
珠光剂1~2%10.水、色素等余量CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3253.2.3磺酸盐型阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐
ABS:AlkylBenzeneSulfonate带支链的烷基苯磺酸盐
LAS:LinearAlkylBenzeneSulfonate直链烷基苯磺酸盐α-烯烃磺酸盐
AOS:AlphaOlefinSulfonateα-磺化羧酸酯盐石油磺酸盐洗涤剂第一代:肥皂第二代:ABS、LAS、AS
第三代:AES
第四代:AOS3.2.3磺酸盐型阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐洗涤剂第一代:26烷基苯磺酸盐(ABS、LAS)制备反应式代表产品:十二烷基苯磺酸钠,R=C12H25
SodiumDodecylBenzeneSulfonate邻、间、对的混合物烷基苯磺酸盐(ABS、LAS)制备邻、间、对的混合物27葵基:decyl十一烷基:undecyl十三烷基:tridecyl十四烷基:tetradecyl十五烷基:pentadecyl十六烷基:hexadecyl十八烷基:octadecyl葵基:decyl28烷基苯磺酸钠的生产工艺路线烷基苯的制备、磺化、烷基苯磺酸的中和烷基苯磺酸钠的生产工艺路线29烷基苯的制备煤油路线正构烷烃制备(尿素络合法和分子筛提蜡法)正构烷烃氯化、烷基化α-烯烃烷基化四聚丙烯烷基化烷基苯的制备煤油路线30煤油路线正构烷烃的提取尿素络合法
尿素是熔点为130℃的白色四面体结晶,与直链脂肪族化合物作用可生成内径为0.55nm的六面体结晶。内径:直链烷烃:0.49nm
支链烷烃:>0.56nm(一个甲基)芳烃:>0.59nm煤油路线正构烷烃的提取31尿素与正构烷烃的络合是一个可逆的物化过程:正构烷烃+m尿素络合物
m=0.692n+1.49(n为烷烃碳原子数)一般1克C7~C16正构烷烃需尿素2.5克用尿素络合法制得的正构烷烃纯度不高,芳烃、环烷烃和异构烃含量较多,需进行二次络合及进一步精制。尿素与正构烷烃的络合是一个可逆的物化过程:32分子筛提蜡法分子筛:人造沸石,高效高选择性超微孔吸附剂。分子筛结构:M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O分子筛提蜡法33分子筛可选择性吸收小于分子筛空穴直径的物质。5A分子筛的孔径为0.5~0.55nm,只能吸附正构烷烃。利用分子筛吸附和脱附原理。分子筛可选择性吸收小34正构烷烃的烷基化氯化法氯化得混合物:
R上有一个或两个甲基是LASR上有两个以上甲基则是ABS正构烷烃的烷基化35脱氢法美国环球油品公司(UOP)开发,所得产品质量比氯化法好。脱氢法36α-烯烃烷基化现在用的比较多,用于制取LAS效果更好。反应式:主要是α-烯烃原料的制备:石蜡裂解齐格勒乙烯低聚法α-烯烃烷基化37石蜡裂解法将C21~C25(目的烯烃碳数的两倍)的石蜡进行热裂解,得到碳数较低的烯烃。反应式:R1CH2CH2CH2CH2R2R1CHCH2
+R2CHCH2
得到的是碳数不等的混合物,纯度低,且含较多的二烯烃和多烯烃,产品不如齐格勒法的好。石蜡裂解法38齐格勒乙烯低聚法质量好,正构烯烃达94.9%,但为混合物,需进一步处理。齐格勒乙烯低聚法39四聚丙稀烷基化反应式:
nCH2CHCH2[CH2CH]n(n=4)
主要制取ABS
聚合得到的是含有多个甲基且含有双键的混合物,结构极其复杂。CatCH3无水AlCl3四聚丙稀烷基化CatCH3无水AlCl340烷基苯的磺化磺化试剂浓硫酸:酸耗量大,产品质量差,少用。发烟硫酸:酸过量大,产废酸,但工艺成熟,质量稳定SO3:计量反应,价格低廉,无废酸,现用的较多。磺化反应方程式:
烷基苯的磺化磺化试剂41烷基苯磺化反应机理
亲电取代反应,烷基是邻对位定位基,又空间障碍,产物主要是对位。发烟硫酸磺化历程:烷基苯磺化反应机理42SO3磺化历程:亲核试剂SO3,硫与两个氧形成配位键,硫缺电子呈正电性δ+,极易接受电子。
δ+SOδ-
先快速反应生成焦磺酸,再与烷基苯反应生成烷基苯磺酸。OOSO3磺化历程:OO43副反应生成砜
反应温度高,反应时间长,砜是重要副产物,砜是黑色有焦味物质,不能皂化。副反应44生成砜酐
SO3过量,反应温度过高,都有利于砜酐的生成,所以在中和以前需加水水解。生成砜酐45生成多磺酸氧化反应反应温度高,苯环会被氧化成醌,颜色加深。侧链断裂或被氧化成黑色物体。生成多磺酸46脱烃反应强酸中,发生逆烷基化,生成烯烃和苯。其他副反应如烃基的脱氢环化、脱磺等等。上述副反应主要是由于工艺条件剧烈、局部过热、混合不均、反应时间过长及杂质等引起的。脱烃反应47磺化工艺流程发烟硫酸磺化SO3磺化磺化工艺流程48发烟硫酸磺化间歇磺化
缺点很多:反应不均,反应时间长,产量低,副反应多,此法已基本不采用连续磺化
目前应用最广的是:泵式均质连续磺化。发烟硫酸磺化间歇磺化49
老化器中补充磺化5~10min,磺化率98%以上,副反应少,操作简便,易控制。生产过程中产生大量废酸,不宜用于制取液体洗涤剂,SO3磺化可避免上述问题。表面活性剂32阴离子表面活性剂课件50SO3/空气磺化SO3制取及空气干燥三种方法:液体SO3蒸发、发烟硫酸蒸发和燃硫法其中燃硫法工艺成熟,成本低。空气的干燥程度既影响SO3的发生,又影响磺化的质量SO3/空气磺化SO3制取及空气干燥51SO3磺化工艺反应器降膜式反应器解决反应扩散、反应局部过热等问题SO3磺化工艺52TO反应器磺化工艺流程也可用于生产AS、AES、AOS等产品。TO反应器磺化工艺流程也可用于生产AS、AES、AOS等产品53烷基苯磺酸的中和反应方程式反应特点
烷基苯磺酸黏度大,胶体反应,反应结束后成一均相的胶体,除产物外还包括无机盐、不皂化物等。影响因素水的用量、反应温度和pH值的控制
烷基苯磺酸的中和反应方程式54烷基苯磺酸盐的性质去污能力取决于R基团的大小和取代基所处的相对位置。
R<8,几乎无去污能力;
R约为13时,去污力最强。
R与磺酸基处于:对位发泡性好邻位润湿性好间位乳化性好
烷基苯磺酸盐的性质去污能力55生物降解性与毒性生物降解性:ABS<LAS(烃链上甲基多,生物降解差)毒性:半数致死量LD50,一般LD50<200mg/kg,有毒;
LD50>200mg/kg,无毒。毒性比较:AS>ABS>LAS
表面活性剂一般LD50>1300mg/kg生物降解性与毒性56α-烯烃磺酸盐(AOS)制备包括α-烯烃的磺化和水解两步。
异构体多,产物相当复杂。α-烯烃磺酸盐(AOS)制备57性质和应用
AOS生物降解性好,刺激性小,去污能力好,泡沫细腻、丰富而持久,因而被广泛应用于液体洗涤剂、洗发香波等。性质和应用58α-磺化羧酸(琥珀酸)酯盐制备由顺丁烯二酸酐与高级醇反应而得:所得的产品称为渗透剂-OTα-磺化羧酸(琥珀酸)酯盐制备59性质和应用
所用的高级醇不同,产品性能不同,一般支链多的渗透性好。渗透剂-OT(n-C8H17)渗透剂-T(i-C8H17)主要用于织物的快速渗透。将渗透剂OT和水玻璃一起渗入水泥可起到防水的作用。性质和应用603.2.4磷酸酯盐型阴离子表面活性剂通式
ROPORMOPOR代表产品
PK系列产品,R=C12H25,M=K
十二烷基磷酸酯钾盐(双酯和单酯的混合物)OMOOMO双酯盐单酯盐3.2.4磷酸酯盐型阴离子表面活性剂通式OMOOMO双酯盐单61高级醇磷酸酯盐制备:应用双酯钾盐的平滑性好,单酯钾盐的抗静电性好。主要应用与纤维的抗静电。高级醇磷酸酯盐62聚氧乙烯醚磷酸酯盐主要成分:性质及应用
能溶解在高浓度电解质中,耐强碱,强酸下会分解。与烷基磷酸单酯盐相比平滑性差,但抗静电性好,且其洗涤、乳化和润湿性能也要优于烷基磷酸酯盐。聚氧乙烯醚磷酸酯盐633.2阴离子表面活性剂定义溶于水后,与亲油基相连的是阴离子。分类羧酸盐类(Carboxylate)硫酸酯盐(Sulfate)磺酸盐(Sulfonate)磷酸酯盐(Phosphate)3.2阴离子表面活性剂定义643.2.1羧酸盐型阴离子表面活性剂肥皂长链的脂肪酸甘油酯(天然油脂)皂化而得。R-COOCH2CH2-OHR-COOCH+3NaOH3R-COONa+CH-OHR-COOCH2CH2-OH
高级脂肪酸碱金属盐类。安全、无毒、有效。3.2.1羧酸盐型阴离子表面活性剂肥皂65天然油脂的脂肪酸组成动物油与植物油,油与脂;多为混合物,但以某种为主碳链长度不同有的含有双键,易氧化变质油脂不一样,产品也不一样,所得肥皂性质不一样,适用的温度范围不一样。天然油脂的脂肪酸组成66不同油脂的脂肪酸组成不同油脂的脂肪酸组成67钠皂、钾皂、金属皂钠皂:块状香皂的表面活性组分,俗称硬皂。
钾皂:水中溶解度比钠皂高,制取液体皂,俗称软皂。硬脂酸锂:高级润滑脂的稠化剂,可用在飞机、军械中硬脂酸铝:涂料、油墨的悬浮分散剂。硬水中钙镁离子的影响
2RCOONa+Ca2+
(RCOO)2Ca+2Na
肥皂抗硬水能力差。钠皂、钾皂、金属皂68多羧酸皂C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐用于润滑油添加剂、除锈剂将一个羧基用丁醇或戊醇酯化生成新的活化剂多羧酸皂C3-C24的烯烃与顺丁二酸酐加热——烷基琥珀酸酐69其它羧酸皂松香皂优良的乳化、起泡力,无洗涤作用
C19H29COOHC19H29COONaN-酰基羧酸盐低毒,低刺激性,化妆品、食品
R-CONH(CONHR”)nCOONaR’聚醚羧酸盐润湿剂、钙皂化剂、化妆品
R-(OC2H4)nOCH2COONa其它羧酸皂松香皂优良的乳化、起泡力,无洗涤作703.2.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂烷基硫酸酯盐(AlkylSulfate)-AS醇醚硫酸酯盐(AlcoholEtherSulfate)-AES油脂硫酸酯盐
ROHROSO3HROSO3Na
RCHCHR’RCH2CHR’RCH2CHR’
H2SO4NaOHH2SO4NaOHOSO3HOSO3Na3.2.2硫酸酯盐型阴离子表面活性剂烷基硫酸酯盐(Alkyl71烷基硫酸酯盐(AS)通式
ROSO3M代表产品
十二烷基硫酸酯钠盐,R=C12H25M=Na
缩写:SDSSodiumDodecylSulfateorSLSSodiumLaurylSulfate工艺路线烷基硫酸酯盐(AS)通式72工艺路线原料高级醇的制备硫酸化碱中和工艺路线原料高级醇的制备73原料高级醇的制备脂肪酸、脂肪酸脂还原甘油脂直接加氢油脂先水解成脂肪酸,再加氢油脂醇解得甘油和脂肪酸甲脂,然后再加氢
RCOOCH3+H2RCH2OH+CH2OH动植物腊中提取利用脂肪酸工业副产品的二级不皂化物原料高级醇的制备脂肪酸、脂肪酸脂还原74齐格勒法:由三乙基铝与乙烯聚合
Al(C2H5)3+nC2H4AlC2H4R2AlOC2H4R2
Al2(SO4)3+R1C2H4OH+R2C2H4OH+R3C2H4OH
得到高级脂肪醇的混合物,且为偶数碳
C2H4R1C2H4R3OC2H4R1OC2H4R33/2O23H2SO4齐格勒法:由三乙基铝与乙烯聚合C2H4R1C2H4R3OC275羰基合成法(烯烃加氢醛化法)
RCHCH2+CO+H2RCHCH2
RCH2CH2CHO+RCHCHORCH2CH2CH2OH+RCHCH2OH
比原料烯烃多一个碳,但得到的高级醇支链较多
Co2(CO)8COH2CH3CH375%25%羰基合成法(烯烃加氢醛化法)Co2(CO)8COH2CH3C76硫酸化硫酸化试剂SO3
反应活性高,但副反应较多,成本低,适合大规模工业生产。浓硫酸发烟硫酸(H2SO4·SO3)氯磺酸(ClSO3H)
转化率高,腐蚀性强,价格高,小规模生产。氨基磺酸(NH2SO3H)反应温和,可保护双键,直接制得胺盐,价格更高,少用。硫酸化硫酸化试剂77SO3硫酸化反应器
使用降膜式反应器,增加了物料的气液表面传热效果好,可以与磺化反应通用。工艺条件
SO3会自聚,需加稳定剂,如磺酸,同时反应活性高,需稀释。温度:30~35℃配比:脂肪醇:SO3=1:1.03出料后应立即中和。SO3硫酸化反应器78氯磺酸硫酸化反应式
ROH+HSO3ClROSO3H+HCl反应特点
反应过程中,放热,排出HCl气体。
间歇反应,反应条件难以控制,产品质量下降,但在少量生产中仍可使用,需耐腐蚀的反应器。连续法生产,可很好控制反应温度,转化率高,产品色泽好。氯磺酸硫酸化反应式79雾化法连续硫酸化流程图雾化法连续硫酸化流程图80不同工艺产品质量比较不同工艺产品质量比较81碱中和反应式
ROSO3H+NaOHROSO3Na+H2O控制反应条件严格控制PH值:7~8.5,防止酯水解严格控制反应温度:45~55℃,保证产品质量生产工艺间歇式和连续式高级硫酸酯盐抗硬水性差,高级醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐代替。
碱中和反应式82醇醚硫酸酯盐(AES)通式
RO(CH2CH2O)SO3M制备
ROH+nCH2CH2RO(CH2CH2O)HR’OSO3NanOKOH△、pnAEO-3n=3①SO3②NaOHAES-3醇醚硫酸酯盐(AES)通式nOKOH△、pnAEO-3①SO83AES的特点具有良好的起泡效果和洗涤去污作用,易溶于水,耐硬水。AS和AES的用途
主要用于洗涤剂,也可用作医药制剂、纺织助剂。最重要的是用于洗发香波中。AES的特点84洗发香波的设计和配方设计要求有适度的去污能力,不损伤头发起泡性好,泡沫多而细腻,常温下泡沫稳定。要有一定的粘度,不能太粘,要易冲洗。梳理性好,洗后头发不发硬,有光泽。温和,对眼、皮肤刺激性小,不头痒,不产生头屑。洗发香波的设计和配方设计要求85基本配方组分(Ingredient)作用(Function)含量SDSorAES起泡(Foam)10~20%
(AESS-钠盐)去污(Detergent)(AESA-铵盐)润湿(Wetting)2.C11H23CN·NH(CH2CH2OH)23~5%N,N-二羟乙基月桂酰胺(N,N-dihydoxyethyldodecylamide)商品名:尼诺尔(Ninol)作用:泡沫稳定剂(Foamstabilityagent)CH2CH2OHCH2CH2OHO基本配方CH2CH2OHCH2CH2OHO863.NaClorSugarorAEO-91~2%作用:增稠剂(thickening)
orRCO(CH2CH2O)CR,R=C16~C18
很好的增稠剂,用量<0.8%4.STPP三聚磷酸钠(现禁磷而不能用)(Sodiumtripolyphosphate)助洗剂(螯合剂),软化硬水OOn=10~1003.NaClorSugarorAEO-9875.氧化胺C12H25NO高档泡沫稳定剂,贵一般香波不用6.矿物油or硅油光亮剂1~5%7.十二烷基二甲基甜菜碱C12H25N+
CH2COO-
抗静电、柔顺、梳理性好,很贵,4~6%8.苯甲酸钠防腐剂0.01%9.香精、香料C17H35COO(CH2CH2O)1~2H
珠光剂1~2%10.水、色素等余量CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3883.2.3磺酸盐型阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐
ABS:AlkylBenzeneSulfonate带支链的烷基苯磺酸盐
LAS:LinearAlkylBenzeneSulfonate直链烷基苯磺酸盐α-烯烃磺酸盐
AOS:AlphaOlefinSulfonateα-磺化羧酸酯盐石油磺酸盐洗涤剂第一代:肥皂第二代:ABS、LAS、AS
第三代:AES
第四代:AOS3.2.3磺酸盐型阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐洗涤剂第一代:89烷基苯磺酸盐(ABS、LAS)制备反应式代表产品:十二烷基苯磺酸钠,R=C12H25
SodiumDodecylBenzeneSulfonate邻、间、对的混合物烷基苯磺酸盐(ABS、LAS)制备邻、间、对的混合物90葵基:decyl十一烷基:undecyl十三烷基:tridecyl十四烷基:tetradecyl十五烷基:pentadecyl十六烷基:hexadecyl十八烷基:octadecyl葵基:decyl91烷基苯磺酸钠的生产工艺路线烷基苯的制备、磺化、烷基苯磺酸的中和烷基苯磺酸钠的生产工艺路线92烷基苯的制备煤油路线正构烷烃制备(尿素络合法和分子筛提蜡法)正构烷烃氯化、烷基化α-烯烃烷基化四聚丙烯烷基化烷基苯的制备煤油路线93煤油路线正构烷烃的提取尿素络合法
尿素是熔点为130℃的白色四面体结晶,与直链脂肪族化合物作用可生成内径为0.55nm的六面体结晶。内径:直链烷烃:0.49nm
支链烷烃:>0.56nm(一个甲基)芳烃:>0.59nm煤油路线正构烷烃的提取94尿素与正构烷烃的络合是一个可逆的物化过程:正构烷烃+m尿素络合物
m=0.692n+1.49(n为烷烃碳原子数)一般1克C7~C16正构烷烃需尿素2.5克用尿素络合法制得的正构烷烃纯度不高,芳烃、环烷烃和异构烃含量较多,需进行二次络合及进一步精制。尿素与正构烷烃的络合是一个可逆的物化过程:95分子筛提蜡法分子筛:人造沸石,高效高选择性超微孔吸附剂。分子筛结构:M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O分子筛提蜡法96分子筛可选择性吸收小于分子筛空穴直径的物质。5A分子筛的孔径为0.5~0.55nm,只能吸附正构烷烃。利用分子筛吸附和脱附原理。分子筛可选择性吸收小97正构烷烃的烷基化氯化法氯化得混合物:
R上有一个或两个甲基是LASR上有两个以上甲基则是ABS正构烷烃的烷基化98脱氢法美国环球油品公司(UOP)开发,所得产品质量比氯化法好。脱氢法99α-烯烃烷基化现在用的比较多,用于制取LAS效果更好。反应式:主要是α-烯烃原料的制备:石蜡裂解齐格勒乙烯低聚法α-烯烃烷基化100石蜡裂解法将C21~C25(目的烯烃碳数的两倍)的石蜡进行热裂解,得到碳数较低的烯烃。反应式:R1CH2CH2CH2CH2R2R1CHCH2
+R2CHCH2
得到的是碳数不等的混合物,纯度低,且含较多的二烯烃和多烯烃,产品不如齐格勒法的好。石蜡裂解法101齐格勒乙烯低聚法质量好,正构烯烃达94.9%,但为混合物,需进一步处理。齐格勒乙烯低聚法102四聚丙稀烷基化反应式:
nCH2CHCH2[CH2CH]n(n=4)
主要制取ABS
聚合得到的是含有多个甲基且含有双键的混合物,结构极其复杂。CatCH3无水AlCl3四聚丙稀烷基化CatCH3无水AlCl3103烷基苯的磺化磺化试剂浓硫酸:酸耗量大,产品质量差,少用。发烟硫酸:酸过量大,产废酸,但工艺成熟,质量稳定SO3:计量反应,价格低廉,无废酸,现用的较多。磺化反应方程式:
烷基苯的磺化磺化试剂104烷基苯磺化反应机理
亲电取代反应,烷基是邻对位定位基,又空间障碍,产物主要是对位。发烟硫酸磺化历程:烷基苯磺化反应机理105SO3磺化历程:亲核试剂SO3,硫与两个氧形成配位键,硫缺电子呈正电性δ+,极易接受电子。
δ+SOδ-
先快速反应生成焦磺酸,再与烷基苯反应生成烷基苯磺酸。OOSO3磺化历程:OO106副反应生成砜
反应温度高,反应时间长,砜是重要副产物,砜是黑色有焦味物质,不能皂化。副反应107生成砜酐
SO3过量,反应温度过高,都有利于砜酐的生成,所以在中和以前需加水水解。生成砜酐108生成多磺酸氧化反应反应温度高,苯环会被氧化成醌,颜色加深。侧链断裂或被氧化成黑色物体。生成多磺酸109脱烃反应强酸中,发生逆烷基化,生成烯烃和苯。其他副反应如烃基的脱氢环化、脱磺等等。上述副反应主要是由于工艺条件剧烈、局部过热、混合不均、反应时间过长及杂质等引起的。脱烃反应110磺化工艺流程发烟硫酸磺化SO3磺化磺化工艺流程111发烟硫酸磺化间歇磺化
缺点很多:反应不均,反应时间长,产量低,副反应多,此法已基本不采用连续磺化
目前应用最广的是:泵式均质连续磺化。发烟硫酸磺化间歇磺化112
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